ARMAZENAMENTO DE PÊRAS

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Universidade Estadual do Goiás Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnuCeT

PROJETO DE UMA CÂMARA FRIGORÍFICA PARA  ARMAZENAMENTO DE PÊRA

Ludmilla Souza Barbosa

 Anápolis, Junho de 2007.

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Universidade Estadual do Goiás Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnuCET

PROJETO DE UMA CÂMARA FRIGORÍFICA PARA  ARMAZENAMENTO DE PÊRA

Ludmilla Souza Barbosa

Discip Disciplin lina: a: Conserv Conservaçã ação o a frio frio de produtos Agrícolas Professora: Dr.ª Madalena Rinaldi

 Anápolis, Junho de 2007.

Maria

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SUMÁRIO 1 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 3 4 4.1 4.1.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8.1 4.8.2 4.8.3 4.8.4 5 6 7 8 10

INTRODUÇÃO INSTALAÇÕES FRIGORIFICAS Armazenagem Refrigerada Princípios de Refrigeração compressão Componente do Sistema de Refrigeração Construções de Câmaras Circulação de Ar   Umidade Temperatura A composição da atmosfera Ventilação EMBALAGENS PARA FRUTAS DETERMINAÇÃO DA CARGA TÉRMICA Cálculo da carga térmica Parâmetros Transmissão Infiltração Resfriamento Respiração Embalagem Palete Cargas Adicionais Iluminação Motores Empilhadeira: Pessoas CARGA TÉRMICA TOTAL EQUIPAMENTO LAYOUT DA CÂMARA CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA

01 03 03 03 04 05 07 07 08 09 09 09 12 12 13 14 15 16 16 17 17 18 18 19 19 19 20 21 22 23 24

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1 INTRODUÇÃO  Atualmente, as Centrais de Abastecimento S.A. (CEASA) são responsáveis por quase totalidade de comercialização das hortifrutícolas no País, existindo cerca de 50 unidades, distribuindo em torno de 25 milhões de toneladas de frutas e hortaliças por ano. A Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo (CEAGESP), o mais importante mercado atacadista de frutas e hortaliças na América Latina, comercializou, em 2000, a média de 11 mil toneladas por dia, com perdas diárias que chegaram a 15% desse total (NETO et al., 2006).  Apesar da inexistência de estatísticas oficiais, o desperdício de frutas e hortaliças no Brasil é estimado em mais de 40% da produção, o que representa mais de 14 milhões de toneladas. Enquanto essa perda supera a produção total de muitos países da América Latina, mais de 30% da população brasileira não tem acesso a nenhum tipo de fruta ou hortaliça. Dentre as frutas de grande importância nacional, temos a pereira ( Pirus communis L.), que possui um alto consumo, sendo a quarta fruta de clima temperado mais consumido no Brasil, após a maçã e o pêssego (Nakasu e Leite, 1990; Zecca, 1995). No entanto, quando se compara a produção brasileira dessas frutas, é a menos expressiva, o que impõe ao país a condição de segundo maior importador, com cerca de 162 mil toneladas, em 1997 (João et al. 2002; Madail e Reichert, 2002).  A pêra é considerada um fruto típico de clima temperado sendo os seus principais cultivares originários do Oriente e da Europa, onde o inverno é de frio intenso. A pereira é uma planta que necessita de enxertia, com a utilização do marmeleiro ou das próprias pêras orientais, e polinização cruzada; geralmente as plantas entram em produção a partir do terceiro ano e a colheita ocorre entre dezembro e abril. A pêra é uma fruta delicada, necessitando de ambiente frio e umidade para uma boa conservação (SATO & ASSUMPÇÃO, 2003). Os mesmos autores sintam ainda que geralmente, seu armazenamento pode alcançar até 3 meses em temperaturas entre menos de 1,5° e O°C e umidade relativa entre 90% e 95%, sendo ainda necessário boa ventilação, pois sua casca é sensível a gases como dióxido de enxofre (SO2 ) e gás carbônico (CO2 ). Alguns

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depósitos utilizam ambiente controlado para esses gases, cujo percentual varia de acordo com a variedade, sempre com a finalidade de conservar o fruto em ótimas condições para o consumo in natura. Com a abertura econômica, e conseqüentemente uma concorrência mais acirrada, é importante que não somente o produtor agrícola, mas também toda a cadeia de alimentos aumente a produtividade e também a qualidade. Estes fatores já começam a ser primordiais para a própria sobrevivência econômica dos envolvidos.  As perdas podem ser reflexos da falta de utilização de tecnologias póscolheita apropriadas, como, por exemplo, armazenamento e embalamento adequados a cada produto. De acordo com CORTEZ et al. (2002) e THOMPSON (2002) citados por NETO et al. (2006), a qualidade inicial do produto, o tipo de manuseio e o método de armazenamento utilizado influenciam na qualidade final do produto. Quanto mais baixa a temperatura, mais lentamente ocorrerão as reações químicas, as ações enzimáticas e o crescimento microbiano. Todavia, os produtos possuem diferentes níveis de tolerância à baixa temperatura. Estas perdas poderiam ser reduzidas e minimizadas através do uso de conceitos de engenharia, tais como a introdução da "Cadeia do Frio". A "Cadeia do Frio" é um conceito bastante conhecido nos países desenvolvidos e consiste basicamente em resfriar o produto desde a colheita e mantê-lo frio até o consumo final (TANABE & CORTEZ, 1998). .

Ainda hoje no Brasil, que é um país onde a temperatura ambiente é

relativamente alta, é comum o produto só receber refrigeração nos refrigeradores domésticos. Mesmos nos grandes supermercados são raros os produtos agrícolas que são comercializados refrigerados. Existe uma tendência de aumento na utilização da refrigeração, não somente por exigência do consumidor, mas também porque, segundo pesquisas de mercado, o consumidor vai ao supermercado movido pela necessidade de consumir produtos "in natura", sendo que estes produtos acabariam servindo de chamariz para os outros produtos do supermercado. Dentro desse contexto este projeto tem o objetivo de fornecer informações sobre a cadeia do frio e sua importância para frutas e hortaliças destinadas ao consumo “in natura”, embalagens adequadas, bem como demonstra um projeto de uma câmara frigorífica para pêra.

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2. INSTALAÇÕES FRIGORÍFICAS Os hortofrutícolas são tecidos vivos sujeitos as alterações contínuas após a colheita. Algumas dessas alterações são desejáveis para o consumidor, outras são totalmente indesejáveis, pois diminuem a qualidade do produto ou implicam mesmo a sua perda. Estas alterações não podem ser evitadas. Pode, no entanto, recorrendo à aplicação de cuidados ou tecnologias pós-colheita, retardar-se largamente essas modificações.  A pêra, assim como a maça, uva, limão, beterraba, cebola, mamão (...), e outros podem ser armazenados, sob refrigeração, por períodos prolongados (semanas ou meses).

Devido à sazonalidade da produção, a armazenagem

refrigerada destes produtos vem se tornando uma prática quase imprescindível ao sistema de distribuição de alimentos nos grandes centros.

Além disso, a

comercialização (exportação/importação) de frutas só é possível por meio de um sistema de transporte apropriado e de refrigeração. Uma câmara de estocagem, tanto no local de produção quanto na distribuição, consiste essencialmente de um recinto devidamente isolado termicamente.

2.1 Armazenagem Refrigerada 2.1.1 Princípios de Refrigeração  A refrigeração cria uma superfície fria que absorve calor por condução, convecção ou radiação. A fonte convencional é o refrigerante, que absorve calor ao passar de liquido a vapor. A amônia é o refrigerante mais comum em grandes instalações, pois não é cara, vaporiza-se a baixas pressões e absorve grandes quantidades de calor. No entanto, poderá causar danos ao produto em caso de vazamento, pois é corrosiva quando combinada com a água, explosiva em certas concentrações e tóxica ao homem. Por essa razão, o Freon-12 ou Freon-22 são substitutos da amônia em instalações de pequeno e médio porte. Na figura 1 é mostrado o esquema simplificado de um ciclo de refrigeração por compressão. O refrigerante entra no compressor em baixa pressão como vapor  superaquecido. O mesmo entra no condensador como vapor, em pressão elevada,

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onde a condensação do refrigerante ocorre pela transferência de calor para a água de refrigerante ou para o meio ambiente. O refrigerante deixa então o condensador  como liquido, a uma pressão elevada. Esta pressão é reduzida ao fluir pela válvula de expansão, resultando em evaporação instantânea de parte do liquido. O liquido restante, agora em baixa pressão é vaporizado no evaporador, como resultado da transferência de calor da câmara e do produto que está sendo refrigerado. Este vapor aquecido retorna então para o compressor, completando o ciclo.

Figura 1: Esquema de um sistema de refrigeração por compressão 2.1.2 Componente do Sistema de Refrigeração Os equipamentos usados em armazenamento refrigerado constam de evaporador, compressor, condensador, ventilador, válvulas e medidores. Para que o sistema funcione correta e economicamente, todos os componentes devem ser  compatíveis em tamanho e capacidade. a) Evaporador: há vários anos, os evaporadores ou resfriadores em construção pára armazenamento de perecíveis consistiam de uma simples serpentina ou tubos montados nas paredes ou teto das câmaras. convecção natural.

O ar circulava por 

Assim, os produtos próximos ao piso geralmente

congelavam e aqueles próximos ao teto permaneciam aquecidos. Hoje, a

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armazenagem depende de ventiladores para circular o ar, uniformizar a temperatura e aumentar a taxa de transferência de calor. b) Condensador: é o componente no qual o calor proveniente da câmara de armazenagem é rejeitado. Os condensadores com água fria são usuais nos grandes sistemas, sendo a água recirculada. Os condensadores a ar são comumente utilizados em pequenas instalações.

Alguns condensadores,

semelhantes aos evaporadores, consistem de finas serpentinas resfriadas por  ar ou água. Outros mais complexos são feitos de tubos duplos, onde circula água fria em um tubo e o refrigerante no outro. c) Compressor: em geral, em sistemas de refrigeração são empregados três tipos de compressor: o cíclico (cilindro e pistão), o rotativo e o rotativo helicoidal. No armazenamento de perecíveis há uma época de alta e outra de baixa demanda de refrigeração. Portanto, o compressor deve ser escolhido de modo a atender a carga máxima de refrigeração e possuir um sistema de redução de capacidade.

Depois que o produto é refrigerado até atingir a temperatura de

armazenamento, a máxima capacidade do refrigerador torna-se desnecessária.

2.2 Construções de Câmaras Nas câmaras refrigeradas, comumente as paredes são construídas em blocos de carvão ou de concreto especial reforçados, e o piso, em concreto comum com isolamento. Mas é cada vez maior o uso de painéis pré-moldados, constituídos de chapas tratadas contra corrosão e com isolamento de poliuretano ou poliestireno. Onde o poliuterano e o poliestileno são relativamente impermeáveis ao vapor de água. A escolha do isolante depende de seu custo, da disponibilidade de mão-deobra especializada e da qualidade de isolamento desejada. Esses painéis prémoldados são montados em uma estrutura de piso adequado, onde deverão oferecer  espaço interno livre de colunas e vigas para não prejudicar a movimentação do produto ou do ar.

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 As câmaras de grandes dimensões devem ser analisadas com cuidado, pois podem ser unidades de armazenamento e comercialização, que devem facilitar a contagem e a carga e descarga dos veículos, o que reduzindo a necessidade de mão-de-obra e agilizando as operações.

Os paletes devem obedecer à

padronização da ISOII. Esta norma recomenda as dimensões de 1000 x 1200 mm, onde nesse trabalho esta sendo usado paletes da INDUPAL, um palete industrial multi-usos em plástico, por excelência; 3 bases intercambiáveis; Tabuleiro superior  totalmente fechado; de carga estática, 3200kg e carga dinâmica de 1500kg sendo seu peso de 21,5kg.

Figura 2: Palete de Plástico Como foi comentado anteriormente, o armazenamento de perecíveis há uma época de alta e outra de baixa demanda de refrigeração, assim a instalação frigorífica deve ser projetada com base na máxima carga de refrigeração. Este pico ocorre quando as temperaturas externas maiores e o fluxo de calor se movem para o interior da instalação de resfriamento e armazenamento. Tal pico de carga depende da quantidade de produto recebido a cada dia, da temperatura da produção no momento em que será submetido à refrigeração, do calor especifico do produto e da temperatura final atingida.

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2.2.1 Circulação de Ar   A circulação de ar é necessária em torno da carga, de modo a manter o produto à temperatura adequada, pois a temperatura do ar vai subindo à medida que remove calor do produto. Durante a remoção do calor de campo, a circulação do ar  deve ser maior (0.25-0.5 m/s) em torno das paletes, devendo ser, posteriormente, reduzida a fim de, não só evitar custos desnecessários, mas também para evitar  eventuais perdas de água. O ar deve ser fornecido ao sistema num volume suficiente para remover o calor vital do produto e o calor que entra pelas superfícies externas e portas. O ar  deve ser fornecido à câmara num fluxo suficiente para circular em toda a câmara. A uniformidade desta circulação é conseguida pela adequada localização dos ventiladores e pelo posicionamento das paletes ou dos paloxes, que devem ser  empilhados de modo a permitir um fluxo livre na direção apropriada. Se a umidade relativa for mantida elevada, a circulação do ar não deverá afetar a perda de peso do produto.

2.2.2 Umidade Para manter a umidade desejável no armazenamento a frio, é necessário operar o evaporador o mais próximo possível da temperatura da câmara. Uma perda de água acentuada resulta em perdas na aparência, textura e peso. A manutenção de uma umidade relativa elevada nas câmaras de conservação dos produtos reduz a perda de água. A umidade relativa (UR) é uma medida da água no ar, ou, por outras palavras, é a concentração de vapor de água no ar. O ar  completamente seco tem uma UR de 0% e o ar completamente saturado (não pode suportar mais umidade) tem uma UR de 100%. A UR do ar ambiente varia de 40 a 60%. Para a generalidade dos produtos hortofrutícolas, as condições de UR do ar  para a sua conservação ótima, encontram-se na ordem dos 90-95 %. Abaixo destes valores, poderão ocorrer perdas de água e, por outro lado, umidade relativa próxima

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do ponto de saturação (98% a 100%) poderá ocasionar o desenvolvimento de microrganismos causadores de doença, assim como cortes na superfície do produto. O vapor de água pode ser adicionado de uma forma controlada através de umidificadores colocados na câmara, ou, de uma forma mais artesanal, pela umidificação das paredes e/ou do chão da câmara.

2.2.3 Temperatura  A temperatura de armazenamento é o fator pós-colheita mais importante na conservação de hortofrutícolas. O abaixamento da temperatura, o mais depressa possível após colheita, traduz-se nos seguintes efeitos: a taxa de respiração diminui, a perda de água pela transpiração é reduzida, a produção de etileno é reduzida e o desenvolvimento microbiano diminui.  As temperaturas ótimas de armazenamento variam de produto para produto, sendo muito importante à seleção da temperatura para cada produto manuseado, a par das condições de umidade relativa.  A exposição dos produtos a temperaturas elevadas resulta em deterioração acelerada, sendo conhecido que cada aumento de 10°C relativamente à temperatura ótima de armazenamento, resulta num aumento de 2 a 3 vezes na taxa de deterioração. A maioria das colheitas dos países temperados não são sensíveis ao armazenamento a baixas temperaturas, podendo ser armazenadas entre 1°C a 2°C durante longos períodos sem perda significativa de qualidade.  A pêra é uma fruta delicada, necessitando de ambiente frio e umidade para uma boa conservação. Segundo MITCHAM et al. (2004), a temperatura ótima de estocagem para pêra é, respectivamente, 0 ± 1 °C e -1 ± 0 °C e umidade relativa entre 90% e 95%, sendo ainda necessário uma boa ventilação, pois sua casca é sensível a gases como dióxido de enxofre (SO2) e gás carbônico (CO2).

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2.2.4 A composição da atmosfera  A influência da composição da atmosfera de conservação é conhecida. O ar é constituído por cerca de 78% de azoto, 0.03% de dióxido de carbono e 21% de oxigênio. A tecnologia pela qual a composição da atmosfera é alterada durante a conservação é designada por modificação da atmosfera.  Alterações no conteúdo em oxigênio e dióxido de carbono podem influenciar  bastante a qualidade dos produtos hortofrutícolas pela redução da taxa de respiração, devida quer ao aumento da concentração em dióxido de carbono (>3%), quer à diminuição em oxigênio (. Acesso em:23 de junho de 2007. Boas Práticas de pós-colheita para Frutos Frescos. Disponível em: . Acesso em: 23 de junho de 2007 Câmaras frigoríficas. Disponível em: < http://www.cabano.com.br/c%C3%A2maras_frigor%C3%ADficas.htm>. Acesso em: 26 de junho 2007. CHITARRA, M.I.F.; CHITARRA, A.B. Pós-colheita de frutos e hortaliças: fisiologia e manuseio. Lavras: ESAL; FAEPE, 1990. 320 p. CORTEZ, L.A.B.; HONÓRIO, S.L.; NEVES FILHO, L.C.; MORETTI, C.L. Importância do resfriamento para frutas e hortaliças no Brasil. In: CORTEZ, L.A.B.; HONÓRIO, S.L.; MORETTI, C. L. (Ed.) Resfriamento de frutas e hortaliças . Campinas: UNICAMP/EMBRAPA, 2002. p.17-35. Embalagens para frutas e vegetais frescos. Revista Embalagem&cia, maio 2000, ano XII, no.146, pág.34-35 e junho 2000, pág.36-37, no.147, ano XII. Disponível em: . Acesso em: 30 de junho de 2007. Embalagens para comercialização de frutas e hortaliças. Disponível em:< http://www.cnph.embrapa.br/paginas/publicacoes/publicacoes_2006/ct44.pdf  >.Acesso em: 30 de junho de 2007. Isolamento térmico. Disponível em: HTTP://WWW.TEXBARRA.COM.BR/FICHAS/ISOLAMENTOTERMICO.HTM >.Acesso em: 30 de junho de 2007.

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