Implantação da Carta de Controle em Laboratório de Análise Reológica da Farinha de Trigo

Transcrição

1 Implantação da Carta de Controle em Laboratório de Análise Reológica da Farinha de Trigo André Luiz Frank Legramanti 1 e Dermânio Tadeu Lima Ferreira 2 1 Faculdade Assis Gurgacz FAG, Curso de Agronomia. Avenida das Torres n. 500, CEP: , Bairro Santa Cruz, Cascavel, PR. andre.legramanti@fag.edu.br, tadeu@fag.edu.br Resumo: Um dos maiores desafios para as os moinhos de trigo e as indústrias que utilizam a farinha de trigo como matéria prima, é a obtenção de um trigo com as características exigidas para seus produtos finais. Os laboratórios de analise reológica da farinha de trigo, desempenham o importante trabalho de determinar os valores das variáveis que caracterizam uma farinha, com por exemplo, cor, força, elasticidade, teor de glúten e cinzas. Este projeto buscou a implantação de um método de controle estatístico de processo (CEP), para as análises de umidade, falling number, teor de cinzas, cor (L, a, b) e alveografia (W, P, L) realizadas no laboratório de análise reológica de farinha de trigo da Faculdade Assis Gurgacz (FAG), Cascavel - PR, proporcionando maior segurança e qualidade aos moinhos e consumidores de farinhas de trigo. As análises de falling number, e alveografia (W, P e L), apresentaram comportamento normal, indicando qualidade nas análises, já que o processo se manteve sob-controle. O teor de umidade, de cinza e a cor, apresentaram pontos fora dos limites, indicando que o processo esta fora de controle, e as análises não apresentam resultados confiáveis. Palavras-chave: qualidade, alveografia, mercado de farinha de trigo Implementation of the Control graphic in The Wheat Flour of Rheological Analysis Laboratory Abstract: One of the biggest problems for the wheat mills and the industries that use wheat flour as raw material, is the attainment of a wheat with the characteristics required for their end products. The Wheat Flour of Rheological Analysis Laboratory, play the important work of determining the values of variables that characterize a meal, for example with color, strength, elasticity, gluten content and ash. This project aims to establish a method of statistical process control (SPC) for the analysis of moisture, falling number, ash content, color (L, a, b) and alveograph (W, Q, L) performed in Wheat Flour of Rheological Analysis Laboratory - College Assis Gurgacz (FAG), Cascavel - PR, providing greater security and quality to consumers of flour mills and wheat. The Falling Number analysis, and alveograph (W, P and L), showed normal behavior, showing quality in the analysis, since it has remained under control. The moisture content of gray and color, submit points out of bounds, indicating that this process out of control, and the analysis do not have reliable results. Key words: quality, alveographe, market of flour mills and wheat.

2 Introdução O registro de cultivo de trigo no Brasil estende-se da região sul até a região centrooeste. Esta vasta região de produção do cereal abriga uma diversidade de clima e de solos distintos. Isto afeta diferentemente a qualidade tecnológica das cultivares de trigo, fazendo com que uma mesma cultivar, semeada em determinada região, possa ter características diferenciadas em outra. Alem disso, as variações das condições climáticas a cada safra, numa mesma região, dificultam a manutenção da qualidade tecnológica estável entre as diferentes safras. A qualidade é afetada por vários fatores que contribuem para o diferente desempenho do produto, da lavoura a pós-colheita: condições edafoclimáicas, cultivar, manejo do solo, tratos culturais, colheita, transporte, secagem, armazenagem, etc (Miranda, 2008). A avaliação reológica da farinha, na qual são determinadas as propriedades viscoelásticas da massa, e de vital importância para a indústria de panificação permitindo predizer o seu uso final. A reologia também desempenha importante papel no controle de qualidade e na especificação de ingredientes e aditivos a serem utilizados nos produtos elaborados (Gutkoski, 2002). Os processadores de alimentos, como padarias, panificadoras industriais, indústrias de massas, de biscoitos, de bolos, de produtos de confeitaria, entre outros necessitam de farinha com especificações adequadas a cada produto final. Cada processador almeja que a qualidade de seu produto seja mantida sempre constante, e isso somente é possível se o moinho conseguir fornecer matéria-prima (farinha) com qualidade estável a cada nova safra (Miranda, 2008). A farinha de trigo de variedade branda destina-se a fabricação de bolachas, biscoitos, produtos de confeitaria, pizzas, massas caseiras tipo frescas e ração, podendo ser usado também em mesclas com trigo pão ou melhor para a panificação e/ou uso doméstico (Cunha, 2000). Uma farinha de trigo com potencial de panificação e aquela que possui capacidade de produzir, uniformemente, um produto final atrativo com custo competitivo. Se a farinha não apresentar bons resultados no produto final, poderá ser suplementada com aditivos, que farão o seu tratamento, visando corrigir características funcionais. Os aditivos são substâncias que inibem, enaltecem, complementam, otimizam ou alteram componentes ou características da farinha de trigo (Queji, 2007). O laboratório de análises físico-químicas e reológicas de farinha de trigo é fundamental para a definição do mercado consumidor. E erros analíticos podem causar sérios

3 problemas de classificação de qualidade de farinhas, ocasionando devolução do produto. Desta forma, as análises para determinar a qualidade da farinha de trigo são muito importantes e um erro pode acarretar prejuízo ao moinho e às indústrias de massas, biscoitos e pães. Equipamentos de análises reológicas são importados e muito caros, o que limita a existência de laboratórios nacionais. E os que atuam no mercado não possuem sistemática de controle. O Controle Estatístico do Processo é um procedimento desenvolvido por Shewhart para facilitar a identificação das fontes de variabilidade anormal no processo (Rocha, 2004). É constituído do controle, análise e correção das não conformidades características fora dos limites de especificação. Shewhart criou técnicas simples para determinar os limites de variação aceitáveis, além dos métodos gráficos para representar valores de produção dentro ou não da faixa aceitável. Este método apesar de simples, trouxe uma contribuição expressiva para a melhoria dos processos em todas as fases da produção (Corrêa 2007). Com CEP objetiva-se detectar e diagnosticar situações nas quais um processo não está sob controle estatístico. Operacionalmente, o estado de controle estatístico pode ser definido como aquele no qual as observações sobre o processo parecem seguir um mesmo modelo estatístico. Um modelo estatístico tradicional é aquele em que, enquanto o processo está em controle estatístico, as sucessivas observações sobre o processo são independentes e amostradas de uma mesma distribuição (Motta, 2008). Este projeto teve como objetivo inovar com a implantação de um controle de qualidade em análises bromatológicas e físico-químicas de farinha de trigo, com isso verificando a qualidade das análises realizadas no Laboratório de Análise Reológica de Farinha de Trigo da FAG- Faculdade Assis Gurgacz. Para tanto, foi definida uma amostrapadrão que servirá de referência para implantar o controle estatístico de processo (CEP). Materiais e Métodos O experimento buscou a implantação da carta de controle para as analises realizadas no Laboratório de Análise Reológica da Farinha de Trigo da FAG Faculdade Assis Gurgacz, em Cascavel no Paraná, utilizando como matéria-prima uma farinha de trigo do moinho Filadélfia, produzida do mesmo lote de grão de trigo e moída no mesmo dia. Foram adquiridos em torno de 40 kg de material para o desenvolvimento da pesquisa, devido ao fato

4 da farinha de trigo apresentar o processo de maturação que pode ocorrer de 3 a 4 meses. Sendo assim, não poderia ser armazenada por muito tempo. Fez-se a aplicação da carta de controle de processo nas seguintes análises: Alveografia As análises de alveografia serão determinadas segundo o método n da AACC (1999, p. 1-8), em um Alveógrafo Chopin. Número de quedas (falling number) As análises de numero de quedas serão realizadas pelo método 56-81B da AACC. Colorimetria É realizado por leitura direta, com o aparelho colorimetro da marca Minolta, sem a necessidade de preparação da amostra, dando o resultado em diversas faixas de cores, no sistema L, a e b. Onde: L = mede intensidade e varia de 0 a 100 (quanto mais próximo de 100 mais clara é a farinha), 0 é preto total e 100 branco total. a + = tonalidade predominante para vermelho a - = tonalidade predominante para verde b + = tonalidade predominante para amarelo b - = tonalidade predominante para azul Umidade A umidade será realizada segundo o método A da AACC, Minerais da farinha O teor de cinzas será determinado por incineração em mufla, de acordo com IAL (2005). Foi utilizado o gráfico de controle de Shewhart para medidas individuais Montgmery (2004), onde tem-se uma média, um limite inferior de controle (LIC) e limite superior de controle (LSC), para cada análise da amostra padrão. Para isso, foram feitas trinta análises de cada uma das variáveis, todas no mesmo dia, e por meio de cálculos estatísticos obteve-se estas variáveis e a carta de controle para cada uma das análises. Os dados analíticos foram analisados utilizando o software Minitab, versão 15. Para implantação do Controle Estatístico de Processo foi utilizada a metodologia de PALMA (2006), onde os parâmetros devem ser estimados a partir de dados analíticos.

5 Para avaliar o controle de qualidade no Laboratório de Reologia de Farinha de Trigo foram introduzidas amostras-cegas na rotina de análise, constituídas da amostra padrão de farinha de trigo. Resultados e Discussão Na Tabela 1 são apresentados os valores do coeficiente de variação e desvio padrão das análises utilizadas para gerar os gráficos de controle. As análises de umidade, cinzas, faling number, e cor (L, a, b) apresentarão coeficiente de variação e desvio padrão baixos, indicando pequena variabilidade e grande homogeneidade dos dados. Já os valores de alveografia (W, L e P), apresentarão valores elevados tanto de coeficiente de variação quanto de desvio padrão, indicando alta variabilidade e menor homogeneidade dos dados. Tabela 1 Coeficiente de variação (CV %) e desvio padrão (DP), das médias utilizadas para as cartas de controle, das análises avaliadas Análise CV % D P Umidade (%) 1,27 0,164 Cinzas (%) 5,14 0,03098 Falling Number (s) 1,52 3,58 Alveografia W (10-4 Joules) 11,94 16,84 Alveografia L (mm) 26,95 13,54 Alveografia P (mmh 2 O) 14,07 12,19 Cor L (Luminosidade) 0,04 0,0366 Cor a * 6,64 0,01884 Cor b ** 0,63 0,0551 *a + = tonalidade predominante para vermelho, a - = tonalidade predominante para verde, **b + = tonalidade predominante para amarelo, b - = tonalidade predominante para azul. Umidade Observa-se que na Figura 1, onde são apresentados os valores do teor de umidade da amostra padrão num período de 50 dias úteis, que muitos pontos ultrapassaram tanto o LIC quanto o LSC. Inicialmente esta análise era realizada apenas com uma repetição (ponto 1 à 21), após verificada as variações acentuadas, passou-se a fazer as análises com 3 repetições (ponto 22 à 50), medida que não veio a melhorar o arranjo dos pontos no gráfico de controle. Com isso, conclui-se que o erro pode estar sendo causado por falhas dos analistas, como por exemplo, pequenos erros de pesagem e tempo de amostra dentro da estufa.

6 ,00 13,80 13,60 13,40 13,20 13,00 12,80 12,60 12,40 12,20 12,00 11, Figura 1 - Carta de controle de processos da determinação de umidade na estufa em um período de 50 dias. Cinzas Já na Figura 2, onde fez-se o controle os teores de cinza presentes na amostra padrão, em um período de 50 dias úteis, até o 17º dia o processo apresentou-se sob-controle, onde os valores se mantiveram entre LSC e LIC. Porém do 1º ao 8º ponto os resultados se comportaram de forma não aleatória, ficando entre a média e o LSC. De acordo com Montgomety e Douglas (2004), quando existe uma seqüência superior a 7 consecutivos entre a média e um dos limites, isto indica que o processo pode estar fora de controle. Já os pontos 18, 19, 23, 24, 30, 44, 45 e 49 ultrapassaram os LSC e LIC, isso indica um a existência de erro no processo, que pode estar sendo causado por erros dos analistas, como por exemplo erro de pesagem, manipulação dos cadinhos, entre outros, pois os pontos voltaram a se comportar de maneira normal em seguida. 0,9 2 0,8 4 0,7 6 0,6 8 0,6 0 0,5 2 0,4 4 0,3 6 0, , Figura 2 - Carta de controle de processos da determinação do teor de cinzas presente na amostra, em um período de 49 dias.

7 Falling Number Podemos os valores de Falling Number na Figura 3, que com exceção do ponto 32, onde ouve uma pequena variação para cima do LSC, provavelmente causada por erro analítico, o processo se manteve sob controle pelo fato de que nenhuma das observações anteriores ultrapassou os limites de LSC e de LIC durante este período Figura 3 - Carta de controle de processos da análise de Falling Number da amostra, em um período de 32 dias. Cor As figuras 4, 5 e 6, apresentam os valores da cor da amostra padrão em um período de 51 dias. Observou-se uma variação acentuada dos resultados nos 3 gráficos (L, a, b). Ao investigar as causas destas variações, concluímos que não foram causadas por erros dos analistas, por ser uma análise simples, e que não permite margem para erros tão constantes. O colorimento, aparelho utilizado para medir a cor da farinha, é muito sensível a variações na corrente elétrica, e essa provavelmente seja a causa das variações. 9 2, , , , , , , , , Figura 4 - Carta de controle de processos da análise de cor da amostra, variável L, em um período de 51 dias.

8 ,3 5 0,3 4 0,3 3 0,3 2 0,3 1 0,3 0,2 9 0,2 8 0,2 7 0,2 6 0,2 5 0,2 4 0,2 3 0,2 2 0,2 1 0, Figura 5 - Carta de controle de processos da análise de cor da amostra, variável a, em um período de 51 dias. 8,9 0 8,8 5 8,8 0 8,7 5 8,7 0 8,6 5 8,6 0 8,5 5 8,5 0 8,4 5 8,4 0 8,3 5 8, Figura 6 - Carta de controle de processos da análise de cor da amostra, variável b, em um período de 51 dias. Alveografia W A Figura 7 apresenta a carta de controle do processo de determinação da força da farinha representada por W. Nenhum dos valores restantes de W ultrapassaram os limites de LSC e de LIC durante este período, e se comportaram de forma aleatória dentro destes limites, indicando que o processo se manteve sob-controle durante este período, desta forma, não foi necessário fazer nenhuma investigação e ação corretiva.

9 Figura 7 - Carta de controle de processos da análise de Alveveografia, na determinação da força (W) da amostra padrão, em um período de 52 dias. Alveografia L Na Figura 8 são apresentados os valores da Extensibilidade /Elasticidade da amostra no período de 51 dias consecutivos. Podemos observar que o ponto 48, apresentou-se acima de LSC, indicando um erro, o qual provavelmente foi causado por algum erro do analista na manipulação do alveógrafo, já que o ponto seguinte voltou a se comportar de maneira normal. Com exceção do ponto 48 nenhum valor ultrapassou os limites de LSC e de LIC durante este período, e se comportaram de forma aleatória dentro destes limites, isto indica que o processo está sob-controle, desta forma, não foi necessário fazer nenhuma investigação e ação corretiva. 7 5, , , , , , , , , , , , Figura 8 - Carta de controle de processos da análise de Alveografia, na determinação da Extensibilidade /Elasticidade da amostra, em um período de 52 dias. Alveografia P Na Figura 9 são apresentados os valores da Tenacidade/Resistência da amostra no período de 51 dias consecutivos. Pode-se observar que entre o período do 1º ao 8º dia os

10 valores se comportaram aleatoriamente ficando dentro dos limites de controle, e entre o período do 9 o ao 16 o, e do 18º ao 25º dia os teores de umidade apresentam-se de forma não aleatória ficando entre a média e o LIC, de acordo com Montgomery e Douglas (2004), quando existe uma seqüência não-aleatória maior que 7 pontos entre a média e um dos limites, poder ser uma indicação de que o processo está fora de controle, a partir do 26º dia os valores voltaram a se apresentar de forma aleatória e dentro dos limites. Faz-se por necessário ressaltar que os resultados não-aleatórios, porém dentro dos limites não indicam que o processo esta fora de controle, mas sim que pode estar fora de controle. Nenhum valor ultrapassou os limites de LSC e de LIC durante este período, desta maneira não foi necessário fazer nenhuma investigação e ação corretiva por este motivo , , , , , , , , , , Figura 9 - Carta de controle de processos da análise de Alveografia, na determinação da Tenacidade/Resistência da amostra, em um período de 52 dias. Conclusão As análises de falling number, e alveografia (W, P e L), apresentaram comportamento normal, e indicando qualidade nas análises, já que o processo se manteve sobcontrole. Já os processos de determinação da umidade, teor de cinza e da cor, apresentarão pontos fora dos limites, indicando que o processo esta fora de controle. Na análise de umidade, uma possível solução seria a utilização de uma estafa de ventilação forçada. Já a análise de cor, exige uma investigação mais profunda para identificar as causas dos erros, que provavelmente estejam sendo causados por variações da corrente elétrica. As demais falhas provavelmente foram causadas por erros analíticos.

11 Referências AACC. AMERICAN ASSOCIATON OF CEREAL CHEMISTS. Aproved methods. 10 ed, Saint Paul: AACC, CUNHA, Gilberto R. et al. Tecnologia para Produzir trigo no Rio Grande do Sul. Porto Alegre: Assembléia Legislativa. Comissão de Agricultura, Pecuária e Cooperativismo. Embrapa Jul. de p. CORRÊA, J. M. Estudo do controle e análise da capacidade de processo de produção de água potável p Dissertação (Mestrado em Ciências) - Faculdade de Engenharia. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, GUTKOSKI, L. C. et al. Procedimento para teste laboratorial de panificação Pão tipo forma. (2002) Disponível em: < > Acesso em 07 de Jul.de MIRANDA, M. Z. Qualidade comercial do trigo brasileiro: safra Passo Fundo : Embrapa Trigo, p., 29,7 cm. (Documentos / Embrapa Trigo, ISSN ; 80). MOTTA, Gean Paulo G. Controle de qualidade analítica (C.Q.A.), aplicado a laboratórios de controle de qualidade de água. Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. Trabalhos técnicos. Rio de Janeiro: ABES, 1997, p.14. Disponível em: Acessado em: 10 de janeiro de PALMA, Ernani, S. Controle Estatístico de Processo. IN: PALMA, Ernani S. Metrologia. Belo Horizonte, 2006, cap. 7, p Disponível em: < metrolapostila.html>. Acessado em: 26 de fev. de QUEJI, M. de F. D. et al. Propriedades reológicas da massa de farinha de trigo adicionada de alfa-amilase. Disponível em: < 2006_2/03.htm> Acesso em 07 de Julho de ROCHA, Rubson. Implementação de sistema gerencial, com avanços em controle estatístico, em laboratório de nutrição animal f. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) Faculdade de Engenharia de Produção. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis