Como desenvolver um balanço de massa?

O balanço de massa é uma ferramenta muito útil para qualquer profissional de alimentos. Nós aprendemos e exercitamos isso durante os cursos que nos capacitam, mas seja por falta de prática, ou outros motivos, acabamos esquecendo como usá-lo.

E isso limita nossa capacidade de propor soluções na indústria. O problema é que nós só vamos perceber que não estamos tão afiados quando realmente precisamos. E aí, só pedindo ajuda aos universitários mesmo.

Vamos hoje entender, com um exemplo bem simples, o que são balanços e no que devemos prestar atenção para não errar no conceito.

Balanço de massa

Balanços e balanços

Chamamos de balanço toda análise que fazemos para um determinado sistema, aplicando o princípio da conservação.

Em outras palavras, é a avaliação de um sistema físico fechado, onde independente das trocas que ocorram, o total se mantém o mesmo ao final do processo, ou seja, se conserva.

Neste sentido, existem balanços de massa, mas também balanços de energia, de constituintes, de cargas, etc.

Um sistema fechado é primordial para entender como fazer um balanço, e principalmente, para verificar se o mesmo foi realizado de forma correta. Para massas por exemplo, a massa do sistema ao início do processo tem que ser exatamente a mesma ao final.

Qualquer “pedaço do universo” que pode ser estudado é um sistema. Não é apenas um objeto de estudo, mas pode ser um grupo de objetos, desde que haja alguma troca ou relação entre os mesmos.

Um sistema fechado é aquele onde não existem trocas com o meio externo. Para realizar um balanço não é preciso um sistema fechado ideal. Pensando na indústria, é bem complicado achar um sistema realmente isolado.

Mas sempre é possível considerar um sistema hipotético, teórico, mas que represente fielmente a realidade.

Nem tudo é fórmula pronta

Vamos a um exemplo prático, calcular a tabela nutricional de um bolo.

O primeiro passo é definir quais ingredientes compõem um bolo e suas quantidades na receita. Leite, açúcar, ovos. Podemos considerar nossa fase inicial do sistema o momento logo antes de os ingredientes serem misturados.

Balanço de massa

Para ficar mais simples, vamos calcular apenas os carboidratos, com base nesta receita e composições.

O método mais simples seria fazer uma soma de produtos considerando as composições e a % dos ingredientes. Ou seja, multiplicar cada massa do ingrediente pelo seu respectivo teor de carboidratos, e dividir tudo pelo total, 790g (Considerando que cada ovo pesa 50g).

Balanço de massa

Com isso, teríamos neste bolo 44,75% de carboidratos, ou 13,4g por porção de 30g.

Do ponto de vista do cálculo, está correto. Mas a tabela ficará errada. Como assim?

Há um fator muito importante que deixamos de lado nesta conta: O próprio sistema.

Definimos o inicio, mas não definimos a fase final do sistema, onde finaliza o processo. Um bolo não é apenas uma mistura de ingredientes. Ele precisa ser assado!

Nos balanços de massa, saber definir o sistema é metade do caminho. Para isso precisamos usar nossa capacidade analítica sobre o processo.

Definindo o sistema

Precisamos, mais que entender de balanços, entender do alimento que estamos estudando.

A etapa de forneamento também é sistema!

O que acontece quando assamos um bolo? Acertou quem disse evaporação de água. E água é massa, uma massa que está deixando o bolo.

Ela não pode ser deixada de lado ao analisar o sistema. Toda massa de água “perdida” acaba concentrando os demais componentes da mistura.

Por isso, antes de fazer um cálculo, devemos sempre avaliar se aquele cálculo é adequado àquela situação. Não sou contra fórmulas prontas, elas poupam muito tempo.

Mas, saber quando utiliza-las é fundamental.

Neste ponto, entra a análise do sistema. E ele não deve englobar apenas um momento, uma etapa, mas sim todo o processo, onde é possível rastrear as entradas e saídas.

Ai o balanço funciona, pois seu principio é de que as massas do inicio do sistema devem ser iguais a massa do final do sistema. Se deixamos alguma massa de lado, fica uma lacuna. A conta não vai fechar.

Antes de fazer a primeira continha, faça um fluxo do que está acontecendo neste sistema, como o exemplo abaixo.

Balanço de massa

Só depois, faça os devidos cálculos. Neste caso em específico, faça a mesma conta com as somas dos produtos mostrada acima, mas ao invés de dividir pelo total da massa, subtraia dessa massa a quantidade de água removida.

Considerando uma perda de 15% de água no forno (790 x (1 – 85%) = 671,5g de bolo), teríamos 52,64% de carboidratos, ou 15,8g por porção.

A prova de erros

Está inseguro sobre seu cálculo. Bem, existe uma forma de verificar se o que acabou de fazer faz sentido avaliando as massas mesmo.

Não as porcentagens, mas as massas.

No nosso cálculo, a mistura para o bolo tinha 44,75% de carboidratos. Ao multiplicar esse teor por 790g, temos 353,5g de carboidratos.

No nosso cálculo, encontramos 52,64% para o bolo. Se foram produzidos 671,5g de bolo a partir daquela massa, ao multiplicar teremos a massa de carboidratos do bolo (52,64% x 671,5 = 353,5g)

E pelo principio que estamos estudando, elas tem que ser exatamente iguais. Se não forem iguais, deixamos de lado alguma coisa, ou erramos alguma unidade, etc. Importante também verificar os arredondamentos. Para obter o máximo de precisão, indico realizar os cálculos no Excel.

Isso vale para calcular todos os constituintes. Se algum não bater, algo está errado. E isso é muito útil, pois podemos conferir sempre se estamos no caminho certo antes de apresentar os números a alguém.

E temos que estar atentos a isso. Imagine aprovar e comprar toda uma rotulagem errada por um simples equívoco?

Por isso vale sempre a pena exercitar os balanços. E você? Tirou de letra essa lição? Comente aqui abaixo, podemos trazer mais exemplos para que você se torne cada vez mais craque com essa ferramenta.

Paulo Henrique Rodrigues Júnior
Paulo Henrique Rodrigues Júnior

Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa. Atuo no setor de P&D e Processos na indústria desde 2015.
E desde então vivo um caso de amor pelos Processos Industriais. E quando sobra um tempinho, faço uns desenhos.

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