Desenvolvimento de sistema de pasteurização baseado em cavidade multimodo de micro-ondas em escala semi-industrial para processamento em contínuo de água de coco

• Processo: 23/08868-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: Rafael Nunes Segantine
• Beneficiário: Rafael Nunes Segantine
• CNAE: Fabricação de aparelhos e equipamentos para instalações térmicas ; Fabricação de máquinas e equipamentos para as indústrias de alimentos, bebidas e fumo
• Pesquisadores principais: Jose Lavaquial Biosca Neto ; Marcos Aurélio Corrêa Machado
• Vinculado ao auxílio: 22/03298-0 - Desenvolvimento de sistema de pasteurização baseado em cavidade multimodos de micro-ondas para processamento contínuo de água de coco, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/16945-6 - Desenvolvimento de sistema de pasteurização baseado em cavidade multimodo de micro-ondas em escala semi-industrial para processamento em contínuo de água de coco, BP.PIPE
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Processamento de alimentos Pasteurização Micro-ondas Indústria de bebidas Água de coco
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Água de coco | Aquecimento por micro-ondas | Método dos Elementos Finitos | Micro-ondas | Pasteurização | Simulação Multifísica | Engenharia de micro-ondas

Resumo

O desenvolvimento proposto se destina ao setor de processamento de bebidas à base de frutas para fins alimentícios, visto que sua proposta de valor se concentra na manutenção dos atributos de sabor, cor, aroma e nutricionais dos alimentos pasteurizados por micro-ondas, preservando-os semelhantes aos naturais. Após a colheita de frutas e hortaliças, a deterioração incipiente causada por enzimas e microrganismos, naturalmente presente nesses alimentos, torna-se mais intensa e acelerada, precisando ser controlada para garantir a segurança alimentar e evitar o desperdício. Para inativar as enzimas e neutralizar os microrganismos incipientes nesses alimentos são aplicados distintos métodos pela indústria, podendo-se destacar a pasteurização. A pasteurização é um processo que aplica calor nos alimentos, tendo como principais objetivos inativar microrganismos patogênicos não esporulados, diminuir a carga de deteriorantes e inativar enzimas. A pasteurização de produtos à base de fruta é, tradicionalmente, realizada através do processo de aquecimento HTST (high temperature short time), convencionalmente utilizando-se trocadores de calor para aquecer os alimentos a temperaturas inferiores a 100 °C, seguido de um breve tempo de residência nestas temperaturas para que ocorra a inativação das enzimas e microrganismos. Entretanto, conforme validado durante o 22.º programa PIPE Empreendedor em entrevistas realizadas pela equipe da Innovatus com relevantes stakeholders do mercado de água de coco, sucos de frutas e leite, os equipamentos tradicionais de pasteurização promovem alterações expressivas nos atributos de cor, sabor e aroma, tornando-os distintos dos naturais e menos atrativo para os consumidores. Justificando o desenvolvimento de equipamentos para pasteurização baseada em micro-ondas, com o objetivo de alcançar uma solução tecnológica capaz de aquecer rapidamente, com elevada eficiência energética, atributos de sustentabilidade industrial e preservando as propriedades de cor, sabor, aroma e nutricionais semelhantes aos naturais. Dessa forma, pretende-se com o presente desenvolvimento escalonar a tecnologia desenvolvida no projeto PIPE Fapesp fase 1, intitulado "Desenvolvimento de sistema de pasteurização baseado em cavidade multimodos de micro-ondas para processamento contínuo de água de coco" e número 2022/03298-0, onde a Innovatus desenvolveu, fabricou e testou um sistema de pasteurização baseado em cavidade multimodos de micro-ondas com 1,5 kW de potência nominal. Na fase 2 agora proposta, se pretende escalonar para 30 kW o sistema de pasteurização desenvolvido para processamento contínuo de água de coco. Para tal faremos uso de técnicas de elementos finitos e modelagem computacional, fabricações mecânicas avançadas integrando materiais metálicos, vítreos e cerâmicos, engenharia de micro-ondas e métodos de medidas das propriedades dielétricas dos alimentos em equipamento analisador de rede vetorial. O presente desenvolvimento visa contribuir para que produtores e indústrias alcancem maior eficiência em seus processos industriais destinados a evitar a degradação enzimática de produtos à base de fruta, e prover o mercado de um equipamento e/ou sistema capaz de ser uma alternativa vantajosa e eficiente para a pasteurização de suco frutas destinadas à indústria. (AU)