Resumo: Este trabalho foi desenvolvido tendo por objetivo buscar alternativas para a otimização do tratamento térmico de cubos de carne imersos em seu próprio caldo, e processados em latas institucionais de 2,721 kg (6 Ib). Esta otimização visou a obtenção de um produto final com uma maior retenção de nutrientes (tiamina), um maior grau de amolecimento e uma redução no tempo final de processo. A tiamina foi escolhida em função da carne ser uma excelente fonte deste nutriente, que é severamente afetado pelo calor, e a textura por ser o critério de qualidade que o consumidor mais facilmente identifica. Três formas de processamento foram testadas: processamento com perfil de aquecimento constante, com e sem agitação, e perfil de aquecimento variável sem agitação. Os dados experimentais de penetração de calor obtidos foram utilizados para validar a eficiência do programa CAN-CALC em simular tais processamentos
térmicos. Este programa de simulação foi escolhido em função da sua
versatilidade. Em todos os casos o valor de esterilização mínimo requerido foi 12 minutos. O estudo de penetração de calor realizado na planta industrial de um frigorífico, com perfil de temperatura constante e sem agitação, mostrou que considerando-se o produto como sendo um único bloco de carne no lugar de cubos, mantendo-se a mesma concentração de carne, aumenta-se o valor de fh em 86,4% e com isto o valor de esterilização foi 79% maior do que o requerido, sobreprocessando a
carne. Tratando-se estatisticamente os dados observou-se que não existem
diferenças significativas no valor de esterilização aplicado com relação à posição do termopar. Esta foi a base deste trabalho, por permitir a extrapolação dos resultados, obtidos a partir de um cubo pequeno, para a lata inteira. O coeficiente de correlação entre os valores de esterilização e os simulados foi de 95%, embora o programa de simulação superestime o valor de esterilização. Isto exige cautela no emprego deste programa.
Para os ensaios de penetração de calor em autoclave agitada, com temperatura de aquecimento constante, estabeleceu-se um desenho experimental central composto com dois fatores: concentração de sólidos e velocidade de rotação. A análise dos resultados por meio da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) indicou que a tiamina não depende de forma significativa nem da concentração de sólidos e nem da agitação. Por outro lado, a textura mostrou-se função da rotação. Verificou-se que um aumento na velocidade de rotação de Opara 10 rpm, para uma mesma concentração de sólidos, era suficiente para reduzir o tempo de processo em 22,8%. A correlação entre os valores de esterilização experimentais e simulados foi de 94%, e persiste a exemplo do caso anterior, a sobrevalorização dos valores de esterilização. As simulações com perfil de temperatura de aquecimento variável (PTV), sem agitação, mostraram que pode-se aumentar em 5,8% a retenção de tiamina e reduzir-se em 2,5% a textura remanescente, em relação à máxima retenção possível do processo com temperatura de aquecimento constante (PTC). Tais valores são pequenos para justificar o emprego do PTV. A grande vantagem do PTV está na redução do tempo de processo, mantendo-se a máxima retenção obtida no PTC, que foi de 26,3%, o que pode significar uma aumento da ordem de 20% na capacidade de enlatamento de uma indústria. A verificação experimental mostrou uma boa correlação entre os resultados experimentais e simulados. Exceção a isto, foram os valores de textura para o caso do processamento térmico com agitação. O movimento de rotação exerceu uma ação mecânica que provocou uma modificação na textura do produto, fazendo com que os valores simulados sem o efeito da rotação fossem bem superiores aos obtidos na prática. Com base nos dados obtidos, especificamente para este produto, o PTV foi o que trouxe maiores vantagens do ponto de vista de economia de tempo de processo, o que implica em menor consumo de energia e aumento da produtividade, embora os benefícios relativos a uma maior retenção de nutrientes e fatores de qualidade não sejam muito grandes. Uma das possíveis desvantagens para implementação prática destes PTV é o controle de temperatura preciso para se alcançar o máximo
de retenção e ao mesmo tempo atingir o valor de esterilização correto no centro do alimento, embora com o advento dos computadores, o controle "on-line" de processos está ficando comum, uniformizando a qualidade do produto ao mesmo tempo em que minimiza o trabalho de empregados, erro humano, e perda de energia. Ver menos

Abstract: This work was developed with the objective to look for alternatives for the optimization of thermal treatment of canned meat cubes in their own broth, processed in institutional cans of 2.721 kg (6 Ib). We aimed to obtain a final product with a larger nutrients retention (thiamine), a larger softening degree and a reduction in the final processing time. Thiamine was chosen since meat is an excellent source of this thermal labile nutrient, and the texture once it is a quality criterion that consumer easier identify. Three processing forms were tested: heating process with constant temperature
profile (PCT), with and without agitation, and variable heating temperature profile (PVT) without agitation. The obtained heat penetration experimental data was used to validate the efficiency of the program CAN-CALC in simulating such thermal processings. This program was chosen because its flexibility. In ali the cases the requested constrain sterilization value was 12 minutes. For the study of heat penetration accomplished in an industrial plant, we used constant temperature profile, without agitation. It showed that considering the product as being a single block instead of cubas, at the same meat concentration, the fh value was increased in 86,4% and thus, the sterilization value was 79% larger than the required value, overprocessing the meat. Statistical treatment of data has showed that no significant differences exist in the applied sterilization value regarding to thermocouple position. Based on this results it was possible to extrapolate from the results obtained with a small meat cube to the whole can.The correlation coefficient between the sterilization values and the simulated ones was 95%, although the simulation program overestimates the sterilization value. This demands caution in the employment of this program. From the heat penetration experimental data in agitated retort, with constant heating temperature, a central composed experimental design with two factors: solids concentration and rotation speed was established. The analysis of the results through the Response Surface Methodology (RSM) indicated that the thiamine does not depend in a significant way of the solids concentration nor of the agitation. On the other hand, the texture was a function of the rotation. It was
verified that an increase in the speed of rotation from O to 10 rpm, to the a same concentration of solids, it was enough to reduce the time of process in 22,8%. The correlation among the experimental and simulate sterilization values was 94%, and it persists, as in the previous case, the overestimation of the sterilization value. The simulations with variable heating temperature profiles (PVT), without agitation, showed that it is possible to increase in 5,8% the thiamine retention and to reduce in 2,5% the remaining texture, in relation to the maximum possible retention of the process with constant temperature heating profile (PCT). Such values are toa small to justify the employment of PVT. The great advantage of PVT is the reduction of the process time, keeping the maximum retention obtained in PCT, that was of
26,3%, which means an increase of the order of 20% in the capacity of a canning industry. The experimental verification exhibited a good correlation between the experimental and simulate results. Exception to this, were the texture values for the case of the thermal processing with agitation. The rotation movement had a mechanical action that originated a modification on the texture, making the simulate values higher than those obtained in practice. Accordingly to obtained data, specifically for this product, PVT brought larger advantages by the point of view of process time reduction, that implicates in smaller consumption of energy and increase of productivity, although the benefits relative to a larger retention of nutrients and quality factors were not very important. One of the possible disadvantages for practical implementation of these PVT is the necessary temperature control to reach the maximum retention and at the same time to get the correct sterilization value in the center of the food. However, with the advancement in computer development, the control "on-line" of processes is becoming common, uniformizing the quality of the product and minimizing the
employees' work, human error, and loss of energy as well. Ver menos