Análise de estratégias operacionais em sistema de pré-resfriamento de carcaças de frango por imersão

Abstract

O sistema de pré-resfriamento é uma das etapas que compreende o processamento tecnológico de abate de aves, cuja principal função é a rápida redução da temperatura das carcaças de frango. Tendo em vista a influência desta fase na qualidade e segurança alimentar do produto final além da sua forte contribuição no consumo de recursos hídricos e energéticos das agroindústrias, a presente dissertação teve como principal objetivo analisar um sistema de resfriamento de carcaças de uma indústria de grande porte específica com resfriadores contínuos sob imersão em água no que diz respeito à transferência de calor e massa e eficiência exergética, assim como aspectos envolvendo a segurança alimentar, de forma a validar o processo sob o ponto de vista econômico e tecnológico. A metodologia se baseou na coleta de dados e simulação numérica para determinação dos balanços de massa, energia e exergia com auxílio do software EEs, assim como na coleta de amostras de água e carcaça para análise de qualidade e efetividade da redução microbiana. Como principais resultados, a análise demonstrou pleno atendimento quanto aos padrões normativos de temperatura e absorção de água pela carcaça de frango. Acerca da modelagem matemática desenvolvida, foi possível predizer adequadamente o comportamento das quantidades totais de água de renovação e gelo de acordo com variações da velocidade da linha de abate e variação de temperatura e massa iniciais da carcaça de frango. As exergias destruídas e eficiências exergéticas relacionadas com cada componente do sistema assim como os custos exergoeconômicos relacionados com o resfriamento da carcaça de frango também foram obtidos, os quais permitiram visualizar a localização das maiores ineficiências do processo: vazão de amônia nos trocadores de calor, turbina de ar comprimido e correntes de saída de água dos resfriadores. No que diz respeito aos padrões microbiológicos, verifica-se, apesar da necessidade de melhorias quanto à cloração e carga de mesófilos, enterobactérias e E. coli da água residente dos resfriadores, importante redução logarítima microbiológica para as carcaças de frango após passagem pelo sistema de pré-resfriamento. Palavras-chave: Abatedouro frigorífico. Segurança de alimentos. Balanço de massa e energia. Análise exergoeconômica.

The pre-cooling system is one of the stages that comprises the technological processing of poultry slaughter, whose main function is the rapid reduction of the temperature of chicken carcasses. Considering the influence of this phase on the quality and safety of the final product besides its strong contribution to the water and energy consumption of agro-industries, this dissertation had, as main objective, the analysis of a layout of carcass-cooling systems of a specific large-scale industry with chillers with respect to heat and mass transfer and exergetic efficiency, as well as aspects involving food safety, in order to validate processes from an economic and technological point of view. The methodology was based on data collection and numerical simulation to determine the mass, energy and exergy balances with assistance from the EES software, as well as collecting water and carcass samples for quality and effectiveness analysis of microbial reduction. As main results, the analyses showed full compliance with the normative standards of temperature and water absorption by the chicken carcass. About the mathematical modeling developed, it was possible to appropriately predict the behavior of the total amounts of water and ice according to variations in the speed of the slaughter line and variations in temperature and initial mass of the chicken carcass. The destroyed exergies and exergetic efficiencies related to each component of the system as well as the exergoeconomic costs related to the cooling of the chicken carcass were also obtained, which allowed to visualize the location of the biggest inefficiencies of the process: ammonia flow in the heat exchangers, turbine compressed air and water flow from the coolers. Regarding microbiological standards, despite the need for improvements in the chlorination and mesophils load, enterobacteria and E. coli from the resident water of the chillers, there is an important microbiological logarithmic reduction for chicken carcass after passing through the pre-cooling system. Keywords: Poultry Slaughterhouse. Food safety. Mass and energy balance. Exergoeconomic analysis.