Estudo cinético da transferência de massa para a otimização da produção de bacalhau salgado seco

Abstract

Em Portugal o bacalhau é conservado industrialmente por processos de descongelação, secagem, demolha e salga. Este é o processo utilizado na empresa Sacarema – Indústrias Alimentares, Lda., onde foi realizada a presente dissertação. Foi avaliada a influência da temperatura no tempo de descongelação do bacalhau, concluindo-se que a imersão à temperatura ambiente é o processo mais rápido e exequível na empresa. No caso da secagem foram estudadas as cinéticas consoante a posição do bacalhau no tabuleiro de secagem e do tabuleiro de secagem no secador. Verificou-se que o bacalhau colocado no topo do tabuleiro seca mais rápido do que o bacalhau colocado no fundo. No caso da posição do secador, concluiu-se que, nas primeiras horas, as posições mais próximas das ventoinhas secam mais rapidamente do que a posição no fundo do equipamento. Ao longo do processo esta variação altera-se, com a zona do secador mais distante das ventoinhas a secar de forma mais eficiente, como consequência da presença de um condensador que retira a humidade. No caso da demolha foi avaliada a influência da quantidade de água utilizada e da sua temperatura. Concluiu-se que o processo é otimizado quando realizado à temperatura ambiente, minimizando o gasto de água no processo. Deu-se especial enfâse à salga, estudando o impacto da concentração de cloreto de sódio, da temperatura e de uma prévia salmoura. Os resultados obtidos foram confirmados com a determinação do coeficiente de difusividade efetiva, recorrendo ao modelo de Peleg e à equação da difusão unidirecional de Fick. Obtiveram-se coeficientes de correlação, na sua maioria, elevados, demonstrando que o modelo se adequa. Os resultados obtidos permitiram concluir que quanto maior a quantidade de sal utilizada, maior a velocidade de desidratação. O mesmo se verificou nos ensaios a uma temperatura do ar envolvente mais elevada e também quando, antes da salga seca, se realizou uma salmoura de 24 horas. Em termos físico-químicos verificou-se que todas as variáveis escolhidas otimizavam a linha de produção como um todo, retirando horas do processo de secagem. Das possíveis melhorias identificadas, através de um estudo económico, verificou-se que uma salga realizada com adição de sal é a que mais otimiza a produção.

In Portugal, codfish is industrially conserved by a process of unfreezing, drying, soaking and salting. This is the process used by Sacarema – Indústrias Alimentares, Lda, where the present dissertation was developed. The temperature's influence of codfish unfreezing was assessed, concluding that immersion at room temperature is the fastest and most feasible process. When it comes to drying, the kinetics according to the position of codfish on the drying tray and of said tray inside of the dryer were studied. It was verified that codfish placed at the top of the tray dries faster than codfish placed on bottom. About the position inside the drier, it’s shown that the places close to the fan dry faster than the ones further away. Along the process this variation changes, the area of the drier that's farther away from the fan becomes the most efficient, this is consequence of the presence of a condenser that removes humidity. When it comes to the soaking, studies revolved around the influence of the quantity of water used and its temperature. It was concluded that the process is optimal when it’s done at room temperature, minimizing costs associated with process water. Special attention was given to the salting by studying the impact of sodium cloride’s concentration, temperature and previous brine. The obtained results were confirmed by the determination of diffusion coefficients, resorting to Peleg’s model and Fick’s unidirectional diffusion equation. Correlation coefficients were obtained, in its majority, showing that the model is adequate. Results allowed to conclude that with the increase of the used salt’s quantity, the dehydration velocity also increases. The same was verified in runs where the surrounding air’s temperature was higher and also when, before the dry salting, a 24 hour brine was done. In physico-chemical terms, it was verified that all chosen variables optimize the production line as a whole, removing hours of the drying process. From all possible identified improvements, an economic study showed that a salting done with the gradual addition of salt is what best optimizes the process.