Biblioteca Digital de Teses e Dissertações PÓS-GRADUAÇÃO SCTRICTO SENSU Programa de Mestrado Profissional em Inovações e Tecnologias
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Tipo: Dissertação
Título: Otimização de processos tecnológicos: redução de recursos econômicos utilizados no método Clean in Place (CIP)
Autor(es): AGUIAR, Maristela Mendes
Primeiro Orientador: NAVES, Emiliane Andrade Araújo
metadata.dc.contributor.advisor-co1: PAIVA, Aline Dias
Resumo: As linhas de processamento de alimentos, especialmente as de laticínios, oferecem uma ampla variedade de microambientes, nos quais uma diversidade de micro-organismos pode multiplicar e formar biofilmes. Outro desafio para a indústria de alimentos, são os recursos econômicos e ambientais associados aos processos de higienização. Assim, é imprescindível manter, periodicamente, procedimentos eficientes de higienização industrial, sendo o método mais comumente realizado o clean in place (CIP). Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes condições do método CIP e propor uma otimização do processo convencional. Para realização deste trabalho foi utilizado um protótipo de uma linha de circulação de leite de aço inoxidável. Nessa linha, foram utilizadas superfícies de prova em diferentes geometrias: trecho reto, tê, cotovelo, expansão e redução, a fim de representarem trechos e acessórios comuns da indústria láctea. As geometrias após a sua higienização foram preenchidas com leite UHT integral e inoculadas com células de Bacillus cereus, previamente ativado. Após a incubação, foram inseridas na linha de circulação de leite para submissão ao CIP convencional. Logo após o processo convencional, as geometrias foram submetidas à técnica de swab para a remoção das células microbianas para obtenção do número final de células aderidas. A fim de otimizar o processo CIP, foram propostas configurações do fluxo pulsado na etapa de sanitização, nas quais as variáveis concentração da solução sanitizante e o tempo de execução foram variadas. Por fim, a superfície de resposta avaliou a influência das variáveis em estudo e a desejabilidade determinou as melhores condições operacionais do CIP para todas as geometrias. A geometria tê foi a mais desafiante do estudo, possivelmente pela presença de áreas de recirculação e de estagnação de fluidos, que reduzem a velocidade do fluxo. As variáveis estudadas foram estatisticamente significativas na redução decimal de Bacillus cereus aderidos nas superfícies. O ponto ótimo, determinado pela desejabilidade, reduziu o tempo de parada do processo e minimizou o consumo de energia e do agente sanizitante e, ainda, foi capaz de produzir as mesmas reduções decimais nas geometrias cotovelo, expansão e redução, quando comparado com o CIP convencional, e de aumentar a redução decimal na geometria trecho reto. Apesar da significativa diminuição da presença de micro-organismos na geometria tê, em dois ciclos, essa superfície permaneceu sem atender às recomendações de órgãos oficiais ou de entidades científicas em relação à quantidade de UFC.cm-2 presente nesta superfície. Com isso, sugere-se que haja a continuidade nesta linha de pesquisa para que uma configuração seja ajustada a fim de otimizar ainda mais a higienização desta geometria.
Abstract: Food processing lines, especially the dairy, offer a wide variety of microenvironments in which a variety of microorganisms can multiply and form biofilms. Another challenge for the food industry is the economic and environmental resources associated with sanitation processes. Thus, it is essential to periodically maintain efficient industrial hygiene procedures, with the clean in place (CIP) being the most commonly performed method. In this context, the objective of this work was to evaluate different conditions of the CIP method and to propose an optimization of the conventional process. To carry out this work, a prototype of a stainless steel milk circulation line was used. In this line, test surfaces in different geometries were used: straight stretch, tee, elbow, expansion and reduction, in order to represent common stretches and accessories in the dairy industry. The geometries after cleaning were filled with whole UHT milk and inoculated with previously activated Bacillus cereus cells. After incubation, they were inserted into the milk circulation line for submission to conventional CIP. Right after the conventional CIP process, the geometries were submitted to the swab technique to remove the microbial cells to obtain the final number of adhered cells. In order to optimize the CIP process, pulsed flow configurations were proposed in the sanitization step, in which the variables sanitizing solution concentration and execution time were varied. Finally, the response surface evaluated the influence of the variables under study and the desirability determined the best operating conditions for the CIP for all geometries. The tee geometry was the most challenging in the study, possibly due to the presence of areas of recirculation and stagnation of fluids, which reduce the flow velocity. The variables studied were statistically significant in the decimal reduction of Bacillus cereus adhered to surfaces. The optimal point, determined by desirability, reduced process downtime and minimized energy and sanitizing agent consumption, and was also able to produce the same decimal reductions in elbow, expansion and reduction geometries when compared to CIP conventional, and to increase the decimal reduction in straight stretch geometry. Despite the significant decrease in the presence of microorganisms in the tee geometry, in two cycles, this surface did not meet the recommendations of official bodies or scientific entities in relation to the amount of CFU.cm-2 present on this surface. With this, it is suggested that there is continuity in this line of research so that a configuration is adjusted in order to further optimize the hygiene of this geometry.
Palavras-chave: Clean in place.
Sanitizantes.
Biofilme.
Bacillus cereus.
Leite.
Clean in place.
Sanitizers.
Biofilm.
Bacillus cereus.
Milk.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da Instituição: UFTM
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas - ICTE::Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1770
Data do documento: 17-Dez-2021
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