Article in PDF format
How to cite this paperAn. 5. Enc. Energ. Meio Rural 2004
Avaliação da eficiência no uso dos equipamentos de refrigeração utilizados na conservação de Frutas e hortaliças no entreposto terminal de São Paulo (CEAGESP)
Evaluation of eficiency of equipments used in the conservation of fruits and vegetables in the terminal warehouse of São Paulo - CEAGESP
Josué Ferreira NetoI; Marcos David FerreiraI; Lincoln de Camargo Neves FilhoII; Anita de Souza Dias GutierrezIII
IFEAGRI-Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, C. P: 6011, 13083-875, Campinas-SP
IIDepartamento de Engenharia de Alimentos, FEA-UNICAMP, C.P.: 6121, 13083-970, Campinas-SP
IIICQH - Centro de Qualidade em Horticultura - CEAGESP, av. Gastão Vidigal, 1946, 05316-900, São Paulo-SP
RESUMO
O tempo de vida pós-colheita de frutas e hortaliças está diretamente relacionado à temperatura de armazenamento do produto. Em condições de temperatura e umidade relativas do ar controladas as reações metabólicas são retardadas, portanto proporcionando uma melhor conservação do produto. Assim, diminui-se as perdas na pós-colheita e aumenta-se as oportunidades de venda. No presente estudo foi realizada uma avaliação das câmaras frias destinadas ao armazenamento de frutas e hortaliças na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo, CEAGESP, São Paulo, SP, com o objetivo de se determinar a atual situação das câmaras frias utilizadas naquele entreposto. As condições de armazenamento dos produtos foram avaliadas através dos seguintes parâmetros: temperatura, umidade, isolamento, equipamento frigorífico: condensador, compressor, evaporador, válvula de expansão e acessórios, número de trabalhadores, piso, iluminação, dimensões da câmara e da porta. A partir dos dados levantados, realizou-se avaliação para eficiência de uso, através do cálculo para determinação da carga térmica. Observou-se que maça e pêra possuem os maiores volumes comercializados utilizando-se armazenamento (50%), seguido por banana (31,4%). Baseando-se no volume médio de armazenagem de cada permissionário, constatou-se que 57% possuem motores super dimensionados a sua capacidade de uso.
Palavras-chave: frutas, hortaliças, câmaras frias, avaliação.
ABSTRACT
The shelf life of fruits and vegetables can be directly related to store temperature. At determined temperature and humidity a better conservation of the product can be achieve. The cold chain delays the aging, having its conservation guaranteed until the consumer. It was carried through in the Terminal Warehouse of São Paulo- CEAGESP, a research for evaluation of the condition of the cold chambers used. The cold storage equipments evaluation was measured using the follow parameters: temperature, humidity, isolation, type of equipment used, etc. It was analyzed, chambers used for cold storage, using thermal load calculation. Apple and Pears were the most stored commodities in CEAGESP, 50 % and bananas the second one (31,4%). Based in the average volume of commercialization, it was observed that 57% of the motors were over dimensioned.
Key words: refrigeration, fruits, vegetables, evaluation.
Introdução
Atualmente as CEASAS são responsáveis por quase a totalidade de comercialização de frutas no país, existindo cerca de 50 unidades, distribuindo em torno de 25 milhões de toneladas de frutas e hortaliças/ano. O Entreposto Terminal 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/dia, sendo que as perdas diárias podem chegar a 15% do total comercializado (Cortez et al., 2002). Perdas são reflexo da não utilização de tecnologias de pós-colheita apropriadas. A cadeia do frio, bem implantada, retarda o envelhecimento do fruto que quando colhido no ponto de maturidade adequado, terá sua conservação garantida até o consumidor (Neves Fº, 2000). Frutas e hortaliças armazenadas em baixas temperaturas, que não causem injúria por frio ao produto, demonstram diminuição considerável na taxa respiratória e na ação de microorganismos, enzimas e reações químicas, proporcionando assim um maior tempo de preservação do produto. A qualidade inicial do produto, manuseio e o método de resfriamento utilizado influenciam na qualidade do produto final (Cortez et al., 2002; Thompson, 2002). A conservação da qualidade do produto ao longo da cadeia de distribuição de frutas e hortaliças são aspectos fundamentais em um sistema de comercialização, sendo que o produto é bastante sensível a mudanças indesejáveis de temperatura e umidade (Chitarra & Chitarra, 1990). Algumas vezes, estas alterações podem não ser notadas externamente, mas serão observadas através da mudança de sabor, textura e outras características de qualidade inerentes ao produto que o consumidor adquire. Portanto se faz importante à manutenção da cadeia do frio (Neves Fº, 1991b). O armazenamento em baixas temperaturas é utilizado para retardar as reações químicas e a ação das enzimas, e atrasar ou inibir o crescimento e atividade dos microrganismos que se encontram nos alimentos. Quanto mais baixa a temperatura mais lenta serão as reações químicas, as ações enzimáticas e o crescimento microbiano. Uma temperatura suficientemente baixa inibirá o crescimento de todos os microrganismos (HONÓRIO, 1998; CORTEZ et al., 2002). Em temperaturas de 5 ou 6 ºC retarda-se a multiplicação dos microrganismos produtores de intoxicação alimentar, com exceção do Clostridium botulinum tipo E. A cada aumento de 10°C na temperatura, ocorre um aumento de 2 a 3 vezes na velocidade de deterioração dos produtos. Em baixas temperaturas, ocorre a redução da taxa respiratória, com conseqüente aumento na conservação do produto. Todavia, produtos possuem diferentes níveis de tolerância a baixa temperatura. Temperaturas abaixo do nível recomendado podem causar injúria pelo frio, perda de sabor e aroma, escurecimento da casca ou polpa e perda da capacidade de maturação (CORTEZ et al., 2002).
Carga Térmica
O projeto de um sistema frigorífico tem por objetivo fornecer condições adequadas para processamento ou estocagem do produto a determinada temperatura. Associado a escolha dessa temperatura deve se levar em consideração os custos de investimentos, manutenção e amortização. Desta forma, o calculo de capacidade ou carga térmica envolve basicamente quatro fontes de calor: (1) calor transferido através das paredes, Se a área resfriada não for suficientemente isolada, uma carga adicional de refrigeração será necessária para remover o calor extra que passará pelo isolamento (2) piso e teto , (3) calor relativo à infiltração do ar no interior da câmara. Cada vez que a porta é aberta, o ar externo penetra no interior da câmara, representando uma carga térmica adicional. Evidentemente a determinação exata desse volume é muito difícil, sendo adotados valores aproximados para o número de trocas por dia indicados em tabelas (ASHARE 4) calor relativo à carga representada pelo produto e o cedido por outras fontes como motores, empilhadeiras, pessoas e iluminação (NEVES Fº, 2000) A carga térmica do produto a ser armazenado no interior da câmara é composta da retirada de calor para reduzir sua temperatura até o nível desejado e da geração deste durante a estocagem, como no caso de frutas e hortaliças. A quantidade de calor a ser removida pode ser calculada conhecendo-se o produto, seu estado inicial, massa, calor específico, temperatura de início de congelamento e calor latente (ASHRAE,1990).. Também é importante o conhecimento das etapas que precedem o armazenamento, tais como condições de produção, pré-resfriamento e transporte do produto. A escolha do sistema frigorífico deve levar em conta a relação custo/ qualidade final do produto, a qual estará diretamente relacionada com a temperatura de estocagem, movimentação do ar, umidade relativa e propriedades do produto. O tipo e dimensões da embalagem também são importantes.
O objetivo deste trabalho foi o de avaliar as condições de armazenamento e funcionamento das câmaras frias localizadas na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo, CEAGESP, São Paulo, SP.
Material e Métodos
Na avaliação das câmaras frias utilizadas para armazenamento de frutas e hortaliças na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo, CEAGESP, São Paulo, SP., utilizou-se uma planilha na qual as seguintes características foram avaliadas: (1) Tipo e quantidade de produto armazenado; (2) Volume mensal de produto armazenado (3) Condições externas e internas de temperatura de bulbo úmido e seco; (4) Dimensões e tipo de material isolante utilizado nas tubulações; (5) Dimensões e tipo de material isolante utilizado nas câmaras; (6) Piso da Câmara; (7) Iluminação; (8) Equipamento utilizado no sistema frigorífico (Unidade Condensadora, Compressor e Evaporador); (9) Número de funcionários por câmara. Para obtenção das informações referentes ao funcionamento da câmara foram utilizados os seguintes instrumentos devidamente aferidos: (a) termômetro de bulbo seco e bulbo úmido, para determinar as condições externas e internas da câmara, (b) indicador de umidade relativa, (c) paquímetro para medir o diâmetro da tubulação, (d) trena para medidas de diâmetro e comprimento. Com os dados obtidos realizaram-se cálculos para determinação da carga térmica, e análises da operação do sistema. A pesquisa de campo foi realizada em uma amostragem completa total de 118 câmaras frigoríficas, representando 65,6% de um total de 180 câmaras presentes naquele entreposto. As câmaras faltantes não analisadas, ou estavam fechadas ou em fase de instalação. O número de câmaras frias e finalidade de uso altera-se constantemente, pois novas câmaras são construídas e mudanças são realizadas nos sistemas em operação.
Calcúlo de Carga Térmica
O calculo de carga térmica foi realizado, utilizando-se as seguintes equações:
Transmissão
Para a equação de carga térmica se faz necessário realizar o cálculo da carga de transmissão. .
Equação da carga térmica de transmissão (ASHRAE, 1990)
Q = S * U * (Te - Ti) * 24
Onde:
S = área externa das paredes piso e teto ( m²)
U = coeficiente global de transferência de calor (Kcal/ h. m² ºC)
Te - Ti =temperaturas externas e internas (ºC)
Calculo do coeficiente U:
1/U = 1/he + e/K + 1/hi
Onde:
he = coeficiente de película do ar externo
hi = coeficiente de película do ar interno
e = espessura do isolamento
K = condutividade térmica do isolamento
Infiltração
Equação da carga térmica por infiltração:
Q = (V/v) * n * (he - hi)
Onde:
he- hi = entalpia do ar externo e interno(Kcal / Kg)
V = volume interno da câmara ( m³)
V = volume específico do ar externo(m³/Kg)
N = número de trocas de ar por 24 horas
Produto
Equação da carga térmica de resfriamento do produto
Q = m * c * (Tf - Ti)
Onde:
m = Massa do produto (Kg)
c = calor específico (Kcal/Kg.ºC)
No caso de frutas e hortaliças frescas a de se considerar o calor produzido pelo metabolismo, pois continuam vivos.
Equação de carga térmica de respiração do produto:
Q = m * R
Onde:
R = calor de respiração(Kcal/ton.24h)
m = massa (ton)
Carga térmica total
Somando-se o valor calculado em cada item tem-se a carga térmica total., o qual foi efetuado considerando-se um período de 24 h. Entretanto, considerou-se um período de 16 a 20 horas de operação dos equipamentos, de forma a possibilitar o degelo, as eventuais manutenções, e também possíveis sobrecargas de capacidade (NEVES Fº, 2000).
Carga térmica [kcal/h] = (Carga térmica em 24 h / n)
n = número de horas de operação por dia (16 a 20 h)
Para o cálculo de carga térmica, foi utilizado software de cálculo de carga térmica e seleção de equipamento frigoríficado (MACQUAY DO BRASIL), desenvolvido pelo Prof. Lincoln de Camargo Neves Filho, Faculdade de Engenharia de Alimentos- UNICAMP (2000). Optou-se pelo software, pela sua menor suscetibilidade a erro e maior dinamismo. Os cálculos foram realizados seguindo a descrição mencionada acima. A carga térmica foi calculada (Kcal/h) baseando-se na quantidade de produto na média comercializada por cada permissionário. Para este cálculo utilizou-se 61 câmaras frias. Com o valor da carga térmica e dimensionamento dos equipamentos frigoríficos obtidos através do software utilizado, realizou-se a comparação entre as potências dos motores recomendados com aqueles empregados. Em uma segunda análise, considerou-se a situação do interior da câmara preenchido em sua capacidade máxima, para isso calculou-se através do volume do recinto a quantidade em quilogramas de produto que seria necessário para limitá-la. Empregou-se a temperatura de 4º C no produto de entrada. Portanto, é uma simulação da câmara cheia recebendo o produto pré-resfriado. Nesse caso foi considerado a situação do interior da câmara preenchido em sua capacidade máxima, para isso calculou-se através do volume do recinto a quantidade em quilogramas de produto que seria necessário para limitá-la. Empregou-se a temperatura de 4º C no produto de entrada. Portanto, é uma simulação da câmara cheia recebendo o produto pré-resfriado. Para este cálculo utilizou-se 19 câmaras frias. Em ambas análises considerou-se um diferencial de 5% entre os valores. Através do cálculo de carga térmica pode-se analisar os equipamentos utilizado nas câmaras. Os equipamentos frigoríficos, possuem um custo consideravelmente alto, e são selecionados pela carga térmica total. Então é de fundamental importância otimizar as variáveis do cálculo, entre eles destaca-se com grande influencia a temperatura de entrada do produto.
Resultados e Discussões
Depois de realizada a pesquisa de campo iniciou-se o trabalho de análise dos dados utilizando-se os resultados obtidos dos questionários. Observou-se três grandes grupos: (1) permissionários que trabalham com maçã e pêra, (2) Aqueles que trabalham com banana e (3) Distribuidores de frutas e hortaliças em geral.
Caracterização das câmaras frias por produto
Maça e pêra possuem os maiores volumes comercializados utilizando-se armazenamento (50%), seguido por banana (31,4%) (Gráfico 1). Na câmara utilizada para armazenamento de diversos (13,6%), ocorre a mistura de diferentes produtos, em muitos casos incompatíveis ao armazenamento refrigerado. Por exemplo, observou-se em uma mesma câmara: morango, melão, alface, laranja, maçã, uvas e cebolinha. Maça e pêra são armazenadas predominantemente (46%) na temperatura entre 0-5ºc (Gráfico 2). A temperatura mais utilizada para armazenamento de banana situa-se na faixa de 16-18 ºc (Gráfico 3). Um fator de grande importância na quantidade de calor da câmara é a infiltração de ar que influencia muito o cálculo de carga térmica e portanto no dimensionamento dos equipamentos a serem utilizados. Observou-se que 78% das câmaras frias avaliadas não utilizam proteção nas portas, 19% usam cortinas plásticas e 3% cortinas de ar. A não proteção contra infiltração de ar nas portas mostra-se como problema sério maior principalmente em câmaras que trabalham com temperaturas baixas como maçã e pêra. Em muitas câmaras as cortinas plásticas existem, mas são amarradas e colocadas de lado ou muitas vezes tem algumas tiras cortadas, para não atrapalhar a circulação de pessoas e mercadorias, perdendo assim, a sua finalidade de uso. Em relação a utilização de protetores nas portas por produto observa-se que somente as câmaras de congelados possuem maior uso de protetores, todavia 50% destas não os possuem (Gráfico 4). As câmaras de maça e banana utilizam mais isolação por poliestireno, e aquelas que armazenam produtos diversos são em geral menores e usam poliuretano (Gráfico 5).
Calcúlo de carga térmica
Considerando-se um volume médio em produto comercializado pelos permissionários, observa-se que 39% das câmaras frias encontram-se adequadas para uso, dentro dos padrões de recomendação, 3% estão dimensionadas em capacidade inferior, e a grande maioria 57% encontram-se em capacidade superior a recomendada (Gráfico 6). Em relação ao capacidade total de uso das câmaras, 61% dos motores utilizados pelos permissionários na CEAGESP encontram-se adequados ao uso; 11% estão em capacidade inferior e 28% em capacidade superior a recomendada (Gráfico 7). Esta diferença encontrada pode estar relacionada ao número de câmaras amostradas e também podendo indicar uma sub utilização das câmaras frias.
Conclusão
Observa-se nas câmaras frias avaliadas diversos problemas relacionados ao dimensionamento, e manutenção do equipamento utilizado para resfriamento, o que pode acarretar não somente maiores custos durante funcionamento, como também uma não adequada conservação e manutenção das frutas e hortaliças.
Referência Bibliográfica
ASHRAE, Refrigeration Systems and Applications Handbook. Atlanta, 1994. Cap. 17: Vegetables. P.1-14.
CHITARRA, M. I. F. & CHITARRA, A. B. - Pós-Colheita de Frutas e Hortaliças:Fisiologia e Manuseio. ESAL-FAEPE, , Lavras. 302p. 1990.
HONÓRIO, S. L. Fisiologia Pós-Colheita de Frutas e Hortaliças. In: II Curso de Atualização em Tecnologia de Resfriamento de Frutas e Hortaliças, p. 1-9, Campinas, 1998.
THOMPSON, J. T. Storage Systems. In: Kader, A. A. (ed.). POSTHARVEST TECHNOLOGY OF HORTICULTURAL CROPS. Publication 3311. University of California, California, p. 113-122. 2002.
CORTEZ, L.A.B; HONÓRIO, S.L; MORETTI, C. L. (2002)- Resfriamento de Frutas e Hortaliças. EMBRAPA Hortaliças, 428p. , Brasília, DF.
NEVES Fº, L.C. Alguns aspectos de importância na estocagem e distribuição de alimentos frigorificos. Alimnetos & tecnologia. v. 1, nº2, p.4-9. 1986.
NEVES Fº, L. C. Efeitos de baixas temperaturas em alimentos. Relatório interno. UNICAMP-FEA, Campinas, SP. 1991a. 28p.
NEVES Fº, L. C. Resfriamento, Congelamento e Estocagem de Alimentos. Instituto Brasileiro do Frio e ABRAVA-SINDRATAR, São Paulo. 1991b. 186p.
NEVES Fº, L. C. Refrigeração e Alimentos. FEA-UNICAMP, Campinas, SP. 322p. 2000.