14 maio, 2021
por Daniel Geraldes
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Projeto e otimização de Plantas de Rendering

Projeto e otimização de Plantas de Rendering
Por: Lucas Cypriano – Coordenador Técnico
Associação Brasileira de Reciclagem Animal

Resumo de apresentação realizada nas Jornadas Técnicas Regionales de Grasas Animales – ASAGA – 2020

Introdução

Antes de se iniciar o projeto de uma planta de rendering, é vital entender o que verdadeiramente ocorre no processo de fabricação de gorduras e farinhas de origem animal, os fenômenos físicos, químicos e microbiológicos envolvidos no processo e a partir desse ponto, identificar corretamente onde se encontram os riscos da operação. Apenas após essa avaliação inicial é que uma unidade fabril poderá implantar com sucesso um programa de HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) efetivo, que verdadeiramente identificará e controlará os Pontos Críticos de Controle (CCP).

  1. Tratamento Térmico

A principal etapa que ocorre no processamento de resíduos de origem animal (ROA) em um rendering é o tratamento térmico: é nessa etapa onde se garante teor de umidade adequado para a estabilidade dos subprodutos fabricados (farinhas e gorduras animais) e é também onde se garante a eliminação de microrganismos patogênicos inexoravelmente presentes no ROA a ser processado.

É nessa etapa que o cronômetro deve ser “zerado”, onde devem ser reestabelecidas as condições adequadas para uso de subprodutos de origem animal como alimento. Com binômios de temperatura variando entre 45 a 70 minutos e temperaturas médias entre 95ºC e 130ºC, sabe-se que as condições do tratamento térmico são suficientemente efetivas para a eliminação de microrganismos patogênicos.

A condição inicial do ROA é importante para os parâmetros físico-químicos do produto fabricado. Por exemplo, ao processar um ROA “degradado[1]”, espera-se que ocorra a produção de um subproduto gorduroso com teor de Ácido Graxo Livre (AGL) elevado. Eliminar todos os microrganismos patogênicos, resultando em farinhas e gorduras seguras sob o ponto de vista microbiológico é um pré-requisito obrigatório ao processo, portanto a implantação de um CCP efetivo deve ser capaz de garantir esse resultado.

Da mesma forma, um CCP efetivo deve garantir que a umidade da farinha e da gordura fabricada esteja adequada, com um índice de Atividade de água (Aw) inferior a 0,6: é sabido que não há multiplicação microbiana em nenhum substrato com teor de Aw inferior a 0,6. Trazendo essa informação para a nossa prática, implica em dizer que o teor máximo de umidade para as farinhas seria de 10% e para as gorduras de 1%.

Lembramos que, a secagem excessiva pode ser muito danosa. Além de implicar em perda de rendimento da unidade (se fabrica menos peso de produto) implicando em menor faturamento para o fabricante, diversos trabalhos de pesquisa indicam que:

– Em farinhas, é esperada uma queda abrupta na sua digestibilidade;
– Em gorduras, é esperado aumento na coloração (escurecimento) e uma perda da estabilidade oxidativa.

Para uma boa condução da etapa de tratamento térmico, alguns ponto-chaves devem ser observados.

Tamanho médio da partícula

O tratamento térmico ocorre com produto “imerso em líquido” – no início do processo térmico, o produto fica imerso nos seus próprios líquidos (água que constitui os tecidos animais) e/ou na água adicionada durante o processo de abate e transporte do ROA. No final do tratamento térmico, o produto estará imerso dentro da gordura derretida durante o processo.

Ou seja, se trata de um processo tridimensional. Com o calor sendo distribuído de forma equânime nas 3 dimensões.

Logo, não é necessário que todas as dimensões da partícula sejam iguais – basta que uma das dimensões seja reduzida no processo de trituração do ROA de forma homogênea entre todas as partículas para que o tratamento térmico se dê em todo o produto de maneira adequada.

Uma trituração inadequada / ineficiente que permita a entrada de partículas de grande calibre, implicará em um maior tempo necessário para o aquecimento, pois será necessário um tempo maior para o correto aquecimento (eliminação de bactérias e secagem) do interior dessa partícula de grande calibre.

Cientes disso, é usual que empresas se valham de trituradores para a redução da dimensão da partícula, possibilitando um cozimento mais rápido.

Coeficiente de variação do tamanho das partículas

Esse é um índice de muita importância a ser observado pelas unidades fabris. O coeficiente de variação mostra a diferença entre os tamanhos médios das partículas que serão submetidas ao processo térmico. No caso específico da fabricação de gorduras e proteínas animais, como explicado acima, o mais correto não seria avaliar o tamanho da partícula em todas as suas dimensões, mas a espessura média das partículas em sua menor dimensão. O coeficiente de variação avalia a variação de espessura das partículas.

Esse índice é muito importante pois quanto maior for o coeficiente, maior será a disparidade entre as espessuras das partículas, implicando em uma maior diferença entre o tempo ideal de tratamento térmico de cada partícula.

Trazendo essa informação para a prática, imagine uma trituração com coeficiente de variação elevado (diferentes espessuras entre as partículas): a fábrica sempre buscará produzir um produto estável à estocagem, ou seja, com teor de umidade adequado, e não irá produzir uma farinha com umidade elevada – Caso ocorresse a fabricação de produto com umidade elevada, ele não teria estabilidade “em prateleira” e iria fermentar. Na prática, o operador ajusta as conduções do tratamento térmico (tempo dentro do digestor e temperatura de descarregamento) objetivando garantir que o produto esteja adequadamente seco. Quem “comandará” esse parâmetro serão as partículas de maior espessura, logo, as partículas de menor espessura que precisam de menor tempo de cocção seriam “superprocessadas”. Como resultado, entre outros fatores, é esperado uma gordura mais escura, uma maior formação de borra (finos) e uma digestibilidade inferior das farinhas produzidas devido ao sobreprocessamento das partículas menos espessas.

Quanto menor for o coeficiente, maior será a homogeneidade entre as espessuras das partículas, implicando em menor diferença entre o tempo ideal de tratamento térmico de cada partícula. Nesse caso se espera que o inverso ocorra: que o tempo necessário para processo térmico para a maioria das partículas seja semelhante, o que resultará em um menor tempo de processamento. Com isso, se espera uma menor produção de borra (finos), uma coloração mais clara da gordura e uma maior digestibilidade de farinha processada.

Cientes desse fato, o mais recomendado é que se utilize trituradores de rotação lenta, que cortam o ROA em grandes “fatias” homogêneas. Trituradores de rotação rápida são mais baratos, porém, tentem a “esmigalhar” o ROA, resultando em partículas dos mais diversos tamanhos, desde partículas coloidais a pedaços de maior calibre.

Antiespumantes

Pouco utilizados no passado, atualmente, antiespumantes são amplamente utilizados no processo de rendering. Ao se iniciar o tratamento térmico dos ROA, espera-se uma grande quantidade de água na matéria-crua, ficando o processo muito sujeito à formação de espuma. Caso isso ocorra, a espuma atuará como um “isolante” no interior do digestor, aumentará o tempo necessário para a secagem e término do processamento. Poderá inclusive aumentar o volume do material em cocção, ficando sujeito a transbordamentos de material em ebulição. Esse atraso na transferência térmica, poderá resultar em aumento da solubilização de colágeno dos ossos e tendões para a gordura, implicando em elevação de nitrogênio na gordura.

A formação de espuma depende de diversos fatores: falta de frescor ao ROA, presença de material coloidal na composição do ROA (por exemplo, gemas de ovos contidas no aparelho reprodutor de galinhas poedeiras abatidas), excesso de água entrando no processo, temperatura muito elevada da gordura no momento de adição do ROA no digestor contínuo, dentre outros.

Por se tratar de um desafio multifatorial, o emprego de antiespumantes à base de silicones comestíveis vem se tornando padrão no processo produtivo, por ser um importante coadjuvante de processo, eficiente a baixas dosagens e acessível economicamente.

Outros fatores influenciam os parâmetros do tratamento térmico. Acima, citei alguns dos parâmetros que considero importantes, mas há que se saber que outros fatores atuam e influenciam os parâmetros do tratamento térmico, como a espécie animal, idade média, teor inicial de água, matéria mineral e gordura no ROA, pressão de vapor da linha, superfície de contato, entre outros.

Áreas de Produção & Fluxos

Considerando que o tratamento térmico é a etapa onde ocorre a inativação dos patógenos que, inexoravelmente estarão presentes no ROA, a correta segregação das áreas da fábrica é fator fundamental para a fabricação de produtos seguros sob o ponto de vista microbiológico.

A área de recepção, muitas vezes chamada de área suja, talvez fosse melhor identificada por “área úmida”, pois nessa área os procedimentos de higienização envolvem o emprego de água e sanitizantes líquidos.

É nessa área que o maior risco de contaminação microbiológica se faz presente em uma planta de rendering, e o correto trânsito de funcionários e utensílios é vital para evitar que microrganismos sejam transferidos para o subproduto fabricado, após o tratamento térmico.

Já a área localizada após o tratamento térmico, muitas vezes chamada de área limpa, talvez seja melhor entendida como “área seca”, pois aqui, o mais indicado são procedimentos de limpeza e higienização a seco: o déficit hídrico é o fator limitante que impede o crescimento microbiano nas farinhas, gorduras, em equipamentos e no ambiente fabril. O emprego de água para o processo de limpeza não é indicado pois nossos equipamentos (roscas, elevadores de caneco, prensas secadores de farinhas) não foram projetados, nem são projetáveis para o emprego de água em processos de lavagem, logo, a operação tem pouca possibilidade de sucesso.

Além disso, o emprego de água no sistema fornece o único nutriente limitante à multiplicação microbiana nas farinhas e gorduras fabricadas: água. Unidades de rendering que se valem de água na área de produção tendem a ficar mais susceptíveis a casos recorrentes de positividades e veem seus equipamentos com vida-útil reduzida pelo ataque microbiano, que pode ser observado pela sua rápida oxidação, resultado da presença de ácidos orgânicos produzidos pelos microrganismos em seu processo de multiplicação celular.

Sem dúvida, o correto manejo do vapor é fundamental para que a linha produção localizada após o tratamento térmico não permita o acúmulo de umidade.

Quanto ao fluxo de produtos, funcionários e utensílios, é muito importante que seja feito da forma mais adequada:

Todos os produtos fabricados sejam submetidos a um tratamento térmico, validado e monitorado como um CCP dentro de um programa de HACCP;
Que o trânsito de produtos, utensílios e funcionários sempre se dê dentro da mesma área, não havendo trânsito “direto”. Quando o trânsito for da área úmida para a área seca de funcionários e utensílios há que se garantir higienização adequada. Produtos devem observar a condição “a”;
Processos circulares são usuais. Quando ocorrerem dentro da mesma área de produção geralmente não implicam em risco. Processos circulares que “interliguem” a área seca à área úmida deve ocorrer apenas nesse sentido, garantindo que as condições “a” e “b” acima ocorram, e devem ocorrer apenas dentro da mesma área de produção.

Em outras palavras, a unidade deve implantar um Programa Sanitário Operacional adequado, visando garantir que patógenos presentes nos ROA não cheguem até o subproduto fabricado, seja via contato direto do resíduo não processado com o subproduto fabricado, seja via equipamentos e funcionários “contaminados” que trabalhem em operações localizadas após o tratamento térmico, ou seja:

* Varreduras de chão de fábrica da área seca (farinhas) devem sempre retornar, sendo submetidas a novo tratamento térmico;

* Funcionários que trabalhem na área úmida só devem entrar na área seca após realizada higiene pessoal, com especial atenção à higienização e secagem dos calçados (o ideal seria a troca dos calçados por um par adequadamente seco);

* Utensílios utilizados na área úmida só podem ser utilizados na área seca após cuidadosa higienização e secagem.

Mão-de-obra Capacitada

Sem dúvida, considero esse o principal fator para o sucesso de qualquer atividade fabril. A ausência de mão-de-obra capacitada, que não entenda os conceitos do processo de rendering, que não conheça as necessidades dos clientes, que não consiga entender a importância da operação que ele realiza no dia-a-dia de seu trabalho, fatalmente resultará em fracasso no processo de rendering.

A execução adequada de uma tarefa não implica em afirmar que o funcionário compreende a importância da atividade que ele realiza. Se as características do sistema produtivo fossem constantes e padronizadas, a simples execução de uma tarefa não seria problema, porém em um rendering as condições de processamento, do ROA processado, das condições atmosféricas, do produto fabricado variam a todo o momento. Isso faz com que uma mão de obra capacitada/pensante para a tarefa, que entenda todos os princípios envolvidos na operação, realizem ajustes com rapidez/assertividade, resultando em uma maior estabilidade no processo produtivo.

Além disso, uma mão-de-obra capacitada permite que novas tecnologias sejam adotadas com sucesso. Não é incomum que tecnologias funcionem bem em algumas unidades, e que a mesma tecnologia seja um completo fracasso em outras. Muitas vezes, a mão-de-obra é o fator decisivo no sucesso ou insucesso da tecnologia nas unidades de rendering, pois como já foi dito, o sistema produtivo é inconstante, e a velocidade/assertividade de reação às alterações nas condições de produção são decisivas para o sucesso de qualquer tecnologia a ser implantada.

Porém, conhecimento individual não é suficiente para garantia de sucesso da operação. Há que se garantir condições para que unidade disponha de um time treinado, que funcione em harmonia: exercícios de simulação de falha operacional, de situações de emergência, treinamento repetitivos em procedimentos operacionais padronizados, mesmo que cansativos, são as principais ferramentas para a estabilidade do processo. Ter mais de um funcionário treinado para a mesma função é outro fator decisivo: há que se ter um “banco de reserva” capaz de substituir o “titular” da posição sem que ocorra instabilidade no processo.

Em outras palavras, é muito importante que se aplique na prática diversos conceitos para a otimização de produtividade. Citamos abaixo alguns desses conceitos que podem ser utilizados simultaneamente:

* Kanban: organizar visualmente os fluxos de trabalho;
* Kaizen: conquistar melhoria contínua;
* Lean Manufacturing (Manufatura enxuta): para aumentar a produtividade na indústria;
* Seis Sigma: resolver problemas com eficiência;
* MPT: garantia da manutenção da produtividade total;
* 5S: organizar, limpar e conservar o espaço de trabalho;
* PDCA (Plan, Do, Check, Act): controle estático de qualidade;
* BSC (Balanced ScoreCard): Indicadores Balanceados de Desempenho.

Conclusões

“Os renderers não fabricam o que um cliente deseja, mas buscam clientes que desejam o que foi fabricado.”

O processo de fabricação de farinhas e gorduras de origem animal, ao se valer de resíduos do abate de animais e de coletas em açougues e casas de carne, apresenta enormes desafios, pois as condições são naturalmente inconstantes.

Uma carga de ROA pode ser completamente diferente da carga seguinte, tanto na sua composição, quanto nos parâmetros ideias de processamento. Talvez, o setor de rendering seja o mais desafiador dentro de toda a cadeia de cárneos por sua natureza inconstante.

Entender os princípios e conceitos que ocorrem no processamento, saber como e quando agir, ter um sistema que gere dados críveis, analisar esses dados, prever desafios, otimizar cada carga recebida, possuir um sistema produtivo flexível e mão-de-obra capacitada e treinada, são fatores decisivos para o sucesso ou insucesso de uma operação.

Literatura consultada:

WRO Scientific Advisory Panel. Model HACCP Plan for Rendering, World Renderes Organization, Virginia, USA, October, 2013;
WRO Scientific Advisory Panel. Guidelines for Hygienic Rendering, World Renderes Organization, Virginia, USA, October, 2013;
Guidance for Rendering Plants Certifying in: The Rendering Code of Practice and AFIA’s FSC36 Safe Feed/Safe Food, National Renderers Association, Virginia, USA, 2015;
Franco, D. A. The Original Recyclers, APPI, FPRA and NRA, Virginia, USA, 1996
Meeker, D. Essential Rendering, National Renderers Association, Virginia, USA, 2006;
Cypriano, L. Programa ABRA que Aqui Tem Qualidade – Instalando os Programas AATQ e APPCC, 2ª Edição, Associação Brasileira de Reciclagem Animal, Brasília, Brasil, 2016
Cypriano, L. Programa ABRA que Aqui Tem Qualidade – Projetando Equipamentos Higiênicos, 2ª Edição, Associação Brasileira de Reciclagem Animal, Brasília, Brasil, 2016;
Cypriano, L. Programa ABRA que Aqui Tem Qualidade – Microbiologia Aplicada à Reciclagem Animal, 2ª Edição, Associação Brasileira de Reciclagem Animal, Brasília, Brasil, 2016.

[1] Degradado = tempo entre abate e processamento acima do recomendado, permitindo início de fermentação microbiana, mas o material não se encontra podre

Foto: Gentilmente cedido pela DUPPS Brasil – www.dupps.com

PUBLICAÇÃO EXCLUSIVA DA REVISTA GRAXARIA – RECICLAGEM ANIMAL
PROIBIDO REPRODUÇÃO PARCIAL OU TOTAL SEM AUTORIZAÇÃO DA EDITORA STILO

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