Abastecimento vertical reduz em 3,5 horas o tempo para pernil suíno atingir -18°C

Publicado no Código Científico em

Como mudanças na embalagem, no abastecimento e na ventilação de um túnel contínuo podem melhorar o congelamento de pernil suíno?

Conclusão principal

Usar somente a embalagem primária e mudar o abastecimento do túnel de horizontal para vertical melhorou o congelamento do pernil suíno nas condições estudadas. Com embalagem primária, o abastecimento vertical reduziu em 3,5 horas o tempo necessário para atingir -18°C. A retirada da embalagem secundária reduziu a taxa de reprocessamento de 0,47% para 0,04%, e a posterior adoção do abastecimento vertical reduziu essa taxa para 0,01%. Correções na ventilação também tornaram a temperatura mais uniforme entre os níveis do túnel.

Principais resultados e informações do estudo em resumo

  • Com apenas a embalagem primária, o abastecimento vertical reduziu em 3,5 horas o tempo para o pernil atingir -18°C.
  • A retirada da embalagem secundária reduziu a taxa de reprocessamento de 0,47% para 0,04%, equivalente a uma redução relativa de cerca de 91%.
  • A mudança posterior do abastecimento horizontal para o vertical reduziu o reprocessamento de 0,04% para 0,01%, uma redução relativa de aproximadamente 78%.
  • Após correções na ventilação, a diferença máxima de temperatura entre níveis durante a operação normal caiu de 9,4°C para 2,4°C.
  • Nas condições testadas, a embalagem secundária aumentou a resistência à transferência de calor e dificultou que o produto atingisse -18°C dentro do tempo de retenção avaliado.

O estudo em números

Peso aproximado de cada pernil10 kg
Gordura superficial máxima10%
Capacidade do túnel12.896 caixas
Níveis do túnel32, incluindo 1 nível de retorno
Temperatura média do ar na entrada do túnel-40°C
Temperatura média do ar na saída do túnel-30°C
Níveis monitorados inicialmente7
Duração do monitoramento térmico54 h
Intervalo entre leituras10 min
Temperatura crítica avaliada para o produto-18°C
Tempo para atingir -18°C com embalagem primária e abastecimento horizontalaproximadamente 27 h
Tempo para atingir -18°C com embalagem primária e abastecimento vertical24 h e 30 min
Redução do tempo para atingir -18°C com abastecimento vertical3,5 h
Ganho no tempo de congelamento informado pelos autores12,5%
Redução do tempo na zona crítica de 0°C a -5°C com abastecimento vertical0,5 h
Temperatura após 29 h com embalagem primária e abastecimento vertical-27,9°C
Diferença entre abastecimento horizontal e vertical após 29 haproximadamente 7,6°C
Taxa de reprocessamento com embalagem primária + secundária e abastecimento horizontal0,47%
Taxa de reprocessamento somente com embalagem primária e abastecimento horizontal0,04%
Redução relativa associada à retirada da embalagem secundáriaaproximadamente 91%
Taxa de reprocessamento somente com embalagem primária e abastecimento vertical0,01%
Redução relativa associada à mudança do abastecimento horizontal para verticalaproximadamente 78%
Diferença máxima entre níveis durante a operação normal antes das correções9,4°C
Diferença máxima entre níveis durante a operação normal após as correções2,4°C

Efeito das mudanças operacionais sobre o reprocessamento de pernil suíno

ConfiguraçãoCaixas reprocessadas/mêsTaxa de reprocessamento
Embalagem primária + secundária; abastecimento horizontal1.1920,47%
Somente embalagem primária; abastecimento horizontal1090,04%
Somente embalagem primária; abastecimento vertical240,01%

Embalagem, movimentação das caixas e ventilação foram avaliadas no congelamento do pernil

A investigação buscou estratégias industriais para reduzir o tempo de permanência de pernis suínos em um túnel contínuo de congelamento e diminuir o reprocessamento de produtos que não alcançavam -18°C. Foram utilizados pernis com aproximadamente 10 kg e até 10% de gordura superficial.

Os pesquisadores avaliaram dois fatores diretamente ligados à transferência de calor: a presença ou retirada de uma embalagem secundária de polietileno de baixa densidade e a forma de abastecer o túnel, comparando os sistemas horizontal e vertical. Também monitoraram diferentes níveis do equipamento para verificar a distribuição das temperaturas e os efeitos do degelo. Essa etapa permitiu identificar problemas no sistema de ventilação e avaliar mudanças destinadas a tornar o congelamento mais uniforme.

Temperaturas foram acompanhadas em diferentes embalagens, posições e níveis do túnel

O estudo foi realizado em um túnel industrial contínuo com 32 níveis, sendo um deles destinado ao retorno, e capacidade total para 12.896 caixas. Os pernis tinham aproximadamente 10 kg e eram acondicionados individualmente em embalagem primária de polietileno de baixa densidade. Em parte dos testes, foi acrescentada uma embalagem secundária do mesmo material, e as peças eram colocadas em caixas de papelão ondulado.

Foram comparados os abastecimentos horizontal e vertical. Sondas inseridas no centro das peças acompanharam a evolução da temperatura do produto. Para avaliar o funcionamento do túnel, sete sondas foram posicionadas nos níveis 1, 7, 13, 18, 23, 28 e 31, com leituras a cada 10 minutos durante 54 horas, incluindo avaliações com e sem a etapa de degelo.

Os dados também foram analisados por controle estatístico do processo, utilizando gráficos de média e amplitude. Depois da identificação de problemas na ventilação, foram implementadas ações corretivas e realizado um novo monitoramento de 54 horas.

Abastecimento vertical e retirada da embalagem secundária melhoraram o desempenho do congelamento

No abastecimento horizontal, os pernis acondicionados somente na embalagem primária atingiram -18°C após aproximadamente 27 horas no ponto de menor troca térmica. Já os produtos com embalagem primária e secundária não alcançaram -18°C mesmo após 36 horas.

Com apenas a embalagem primária, mudar o abastecimento de horizontal para vertical reduziu em 3,5 horas o tempo necessário para atingir -18°C, correspondendo a um ganho de 12,5% no tempo de congelamento. No abastecimento vertical, o produto atingiu -18°C em 24 horas e 30 minutos. Após 29 horas, chegou a -27,9°C.

Os dados de reprocessamento mostraram outra mudança importante. Com embalagem primária e secundária e abastecimento horizontal, a taxa era de 0,47%. Após retirar a embalagem secundária e manter o abastecimento horizontal, caiu para 0,04%. Posteriormente, com apenas a embalagem primária e abastecimento vertical, chegou a 0,01%. Em termos relativos, os autores descrevem reduções de aproximadamente 91% e 78% nessas duas etapas, respectivamente.

As intervenções no sistema de ventilação também melhoraram a distribuição térmica durante a operação normal do túnel: a diferença máxima observada entre os níveis avaliados caiu de 9,4°C para 2,4°C.

Menos barreiras térmicas e melhor exposição ao ar frio ajudam a explicar os resultados

Nas condições avaliadas, a embalagem secundária acrescentava uma barreira à transferência de calor. Além dela, o calor precisava atravessar a embalagem primária e as próprias estruturas do produto até alcançar seu centro térmico. Os autores também apontam que bolsas de ar no interior das embalagens podem atuar como isolantes.

O abastecimento vertical, por sua vez, modificou a posição das caixas durante sua passagem pelo túnel e favoreceu a exposição às regiões de maior troca térmica. Com isso, os pernis acondicionados apenas na embalagem primária atingiram -18°C mais rapidamente.

Os resultados indicam, portanto, que o desempenho do congelamento não depende somente da temperatura programada para o túnel. Embalagem, posição das caixas e funcionamento da ventilação também interferem na transferência de calor e no tempo necessário para resfriar o centro do produto.

Os resultados são diretamente aplicáveis ao processo industrial avaliado

Os achados são especialmente relevantes para agroindústrias que utilizam túneis contínuos para congelar cortes suínos e precisam assegurar que o centro do produto alcance a temperatura estabelecida sem prolongar desnecessariamente sua permanência no equipamento.

O trabalho mostra que, no sistema estudado, alterações relativamente simples na embalagem e no fluxo das caixas reduziram o tempo de congelamento e o reprocessamento. Os autores apontam ainda potencial de aplicação do abastecimento vertical em outras linhas de produção de carnes, como bovina e de aves, mas ressaltam que devem ser respeitadas as características físicas e térmicas de cada produto.

O estudo avaliou mudanças operacionais diretamente em um túnel industrial

A contribuição do trabalho está em avaliar conjuntamente fatores de embalagem, movimentação das caixas e funcionamento do sistema de ventilação em condições industriais. Em vez de analisar apenas a temperatura nominal do túnel, o estudo acompanhou quanto tempo o centro do pernil levava para atingir -18°C e como a temperatura se distribuía entre diferentes níveis do equipamento.

O monitoramento permitiu identificar um problema no bloco central de ventilação. Entre as ações adotadas estiveram a substituição do equipamento danificado, a instalação de um sensor para sinalizar falhas, a aquisição de um ventilador reserva e a solicitação de aumento da demanda de energia da unidade. Após as intervenções, o túnel foi novamente monitorado.

O desempenho do congelamento depende de todo o caminho térmico até o centro do produto

A principal interpretação do estudo é que atingir a temperatura desejada no centro de uma peça de carne depende de mais fatores do que simplesmente manter o ar do túnel em baixa temperatura. As embalagens criam resistências à transferência de calor, enquanto a posição das caixas influencia sua exposição ao fluxo de ar frio.

Nas condições testadas, os pernis com embalagem secundária não atingiram -18°C dentro dos tempos de retenção avaliados, tanto no abastecimento horizontal quanto no vertical. Já com apenas a embalagem primária, a mudança para o abastecimento vertical permitiu atingir essa temperatura 3,5 horas mais cedo.

O monitoramento dos níveis do túnel também mostrou que problemas mecânicos de ventilação podiam gerar diferenças de temperatura. A identificação e correção dessas falhas reduziu a diferença máxima entre níveis durante a operação normal, mostrando a importância de avaliar não apenas o produto, mas também a uniformidade térmica do equipamento.

Menos reprocessamento significa menos caixas retornando ao túnel

Antes da mudança de embalagem, a taxa de reprocessamento era de 0,47%. Após a retirada da embalagem secundária, caiu para 0,04%, o que corresponde à redução relativa de aproximadamente 91% relatada pelos autores. Depois, com a mudança do abastecimento horizontal para o vertical, a taxa caiu novamente, de 0,04% para 0,01%, equivalente a uma redução relativa de aproximadamente 78%.

Essa redução é relevante porque caixas que não atingem a temperatura necessária precisam retornar ao processo, ocupando novamente espaço e tempo do túnel. Os autores também discutem que as flutuações de temperatura associadas ao reprocessamento podem prejudicar características do produto. Assim, as mudanças testadas reduziram o retrabalho e melhoraram o aproveitamento do processo industrial.

Perguntas que este estudo ajuda a responder

Quanto tempo o pernil suíno levou para atingir -18°C?

Com apenas a embalagem primária, o tempo dependeu da forma de abastecimento. No sistema horizontal, no ponto de menor troca térmica, o pernil atingiu -18°C após aproximadamente 27 horas. No abastecimento vertical, essa temperatura foi alcançada em 24 horas e 30 minutos. O estudo relata uma redução de 3,5 horas no tempo necessário para atingir -18°C com a mudança do abastecimento.

A embalagem secundária atrapalhou o congelamento do pernil suíno?

Nas condições avaliadas, sim. No abastecimento horizontal, os pernis somente com embalagem primária atingiram -18°C em aproximadamente 27 horas, enquanto aqueles com embalagem primária e secundária não alcançaram essa temperatura mesmo após 36 horas. No abastecimento vertical, o produto somente com embalagem primária atingiu -18°C em 24 horas e 30 minutos, enquanto aquele com as duas embalagens não chegou a -18°C após 29 horas. Os autores atribuem esse resultado ao aumento da resistência à transferência de calor causado pela embalagem adicional.

Quanto a retirada da embalagem secundária reduziu o reprocessamento?

A taxa de reprocessamento caiu de 0,47% para 0,04% após a retirada da embalagem secundária. Isso corresponde à redução relativa de aproximadamente 91% relatada pelos autores. Em números absolutos apresentados no estudo, a média passou de 1.192 para 109 caixas reprocessadas por mês.

O abastecimento vertical também reduziu o reprocessamento?

Sim. Considerando os pernis já acondicionados somente na embalagem primária, a taxa de reprocessamento caiu de 0,04% com abastecimento horizontal para 0,01% com abastecimento vertical. O artigo descreve essa mudança como uma redução relativa de aproximadamente 78%. A média de caixas reprocessadas passou de 109 para 24 por mês.

As correções na ventilação deixaram a temperatura do túnel mais uniforme?

Sim. Durante a operação normal, sem considerar o período de degelo, a diferença máxima entre os níveis avaliados caiu de 9,4°C antes das correções para 2,4°C depois das intervenções. Entre as medidas adotadas estiveram a substituição de um bloco central de ventilação danificado, a instalação de um sensor para sinalizar falhas e a aquisição de um ventilador reserva. O controle estatístico ainda mostrou pontos fora dos limites de controle, indicando que o processo não havia se tornado totalmente estável, embora a uniformidade térmica tivesse melhorado.

Sobre o estudo original

Título científico
Industrial strategy to reduced hold time of pork shank in continuous freezing tunnel
Autores
SILMARA ZANDONAI (Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões); CARINA C.G. TOMALOK (Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões); CLARICE STEFFENS (Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões); GECIANE T. BACKES (Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões); JULIANA STEFFENS (Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões)
Revista
Anais da Academia Brasileira de Ciências
Publicado em
19/12/2025
DOI
10.1590/0001-3765202520240076

Fonte e atribuição

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