O processamento de alimentos é uma aplicação natural para a termografia. As carnes pré-cozidas são uma conveniência cada vez mais popular para consumidores ocupados. Os cereais, pastéis e salgadinhos requerem protocolos de cozimento precisos. Nestas aplicações de alimentos e muitas outras, grandes volumes de produtos alimentares devem ser cozidos ou assados, com precisão.
Processamento de alimentos com suporte da termografia
Os engenheiros de processos enfrentam constantemente as fronteiras de concorrência impostas pela segurança, qualidade do produto e economia. A segurança requer que todas as partes de um produto alimentar sejam mantidas acima de uma temperatura limite por um período de tempo específico para matar bactérias potencialmente perigosas. No entanto, se a temperatura for aumentada em demasia ou o período de tempo for excessivo, o produto torna-se seco e demasiadamente cozido , a perda da qualidade do produto é inaceitável. A economia de produção determina que a linha de produção se mova rapidamente para alcançar volumes , desta forma é possível conseguir que o forno funcione a uma temperatura mínima para reduzir despesas de combustível. As economias de produção diárias são desperdiçadas pela realização de que uma única violação de segurança, que poderá ter consequências econômicas e morais desastrosas para toda a corporação. Do mesmo modo, um breve lapso na qualidade do produto poderá desfazer anos de boa reputação em um mercado competitivo.
- Fatores que Influenciam as Temperaturas dos Produtos
A termografia fornece a capacidade de medição para obter de modo seguro e económico um produto de alta qualidade. A termografia fornece a capacidade de monitorização constante das temperaturas do próprio produto. Os fornos sofisticados e os controles de correias são valiosos, mas as temperaturas dos produtos são as mais críticas. As temperaturas dos produtos poderão variar significativamente devido a parâmetros como:
- Temperatura do forno;
- Velocidade da correia;
- Volume do produto;
- Composição do produto;
- Condições de arranque;
- Separação ou colocação do produto.
Quando saem de um forno, os produtos normalmente possuem uma gama ou distribuição de temperaturas ao longo da sua superfície e volume. Esta distribuição de temperaturas é influenciada pelos inúmeros fatores listados acima. Aqueles que medem a ‘temperatura’ (singular) de um produto com um único termômetro poderão ficar surpreendidos ao verem as variações de temperatura evidentes na imagem térmica. Uma imagem térmica é equivalente a um conjunto de milhares de sondas de temperatura colocadas sobre a superfície do produto com os dados resultantes organizados no formato de uma imagem. Uma distribuição de temperaturas, em vez de uma única temperatura do produto, é suportada por observações comuns, tais como bolachas com bordas queimadas e centros semi líquidos. Dado que as questões de segurança, qualidade e econômicas se aplicam a todas as partes do produto, é importante medir temperaturas em todo o produto.
Uma vez que as distribuições de temperatura são medidas, o processo pode ser gerido e otimizado. Se a distribuição de temperaturas for demasiadamente vasta, talvez a velocidade da correia deva ser reduzida ligeiramente para permitir que todas as partes do produto alcancem a temperatura desejada. Ao contrário, se a distribuição for limitada, a velocidade da correia poderá ser aumentada enquanto mantém a segurança e a qualidade do produto.
Figura 1. mostra uma série de imagens térmicas de bolachas de chocolate depois de terem sido removidas de um forno de uma cozinha comum. A imagem superior esquerda na figura 1 mostra as bolachas numa bandeja. A barra colorida à direita indica a temperatura (graus Fahrenheit) das cores da imagem. A imagem superior direita mostra a imagem do produto extraída da bandeja de fundo. A imagem inferior esquerda mostra uma representação 3D de apenas as temperaturas das bolachas. O gráfico inferior direito mostra as distribuições de temperatura de apenas as bolachas e não o fundo.
As figuras 2 e 3 mostram imagens térmicas de tiras de bacon em dois momentos distintos depois de as tiras terem sido removidas de um forno micro ondas. As variações em temperatura são evidentes, assim como os efeitos refrescantes da figura 2 à figura 3.
Pontos fortes da Termografia para aplicações de Processamento de Alimentos
A tecnologia termográfica, na sua forma básica, fornece medições precisas de temperaturas de superfícies. Isto é idealmente adequado para a medição de produtos, tais como batatas fritas ou bacon devido ao seu perfil fino. As imagens calibradas de uma câmara por infravermelhos radiométricos trabalham bem sem processamento posterior.
Para os produtos com espessura substancial, as temperaturas de superfícies poderão ser utilizadas como uma entrada num modelo matemático que descreve as propriedades térmicas do produto. Com tal modelo, as propriedades térmicas volumétricas e as análises estatísticas poderão ser ampliadas para muitos produtos adicionais. Com suficiente energia de pós-processamento, estas medições poderão ser feitas em tempo real.
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