DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS
Curso de Pós Graduação Lato Sensu em Engenharia Industrial
EDSON VERCELI MONTEIRO BRAUN
DESENVOLVIMENTO DE UMA CHURRASQUEIRA PORTÁTIL A
CARVÃO SEM FUMAÇA
Panambi/RS 2014
EDSON VERCELI MONTEIRO BRAUN
DESENVOLVIMENTO DE UMA CHURRASQUEIRA PORTÁTIL A
CARVÃO SEM FUMAÇA
Monografia do Curso de Pós Graduação Lato Sensu em Engenharia Industrial apresentado como requisito parcial para obtenção de título de Especialista em Engenharia Industrial
Orientador: Antonio Carlos Valdiero
Panambi/RS 2014
EDSON MONTEIRO BRAUN
DESENVOLVIMENTO DE UMA CHURRASQUEIRA PORTÁTIL A
CARVÃO SEM FUMAÇA
Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora
Banca examinadora
________________________________________ Prof. Antonio Carlos Valdiero, Doutor Eng. Mec.- Orientador
________________________________________ Prof. Luiz Antonio Rasia, Doutor Eng. Ele.
DEDICATÓRIA
Aos meus amados pais, Nelson Braun e Maria Elilia Monteiro Braun. Aos meus queridos padrinhos Alvair Bissacotti e Lucia Monteiro Bissacotti, por quem tenho um apreço inestimável. À minha companheira Franciane Stiehl e minha enteada Geovana Stiehl pelo amor, carinho, compreensão e incentivo. Em especial minha filha Milena Monteiro Braun, pois sua ternura estimulou-me nos momentos mais difíceis desta caminhada a quem reservo o mais puro sentimento de amor e carinho. A vocês meus amores agradeço, pois sei que sofreram com minha ausência e falta de tempo, pois muitas vezes tivemos que abrir mão dos momentos de nosso convívio familiar. Obrigado por estarem sempre ao meu lado, dando apoio para as realizações dos meus sonhos.
AGRADECIMENTOS
Dedico esse trabalho a minha companheira Franciane Stiehl e minha filha Milena Monteiro Braun, pela compreensão, tempo e atenção pela busca desta pós-graduação. Aos meus colegas de trabalho pelo grande apoio pelos momentos de dialogo e discussões para o desenvolvimento deste trabalho.
RESUMO
Trata-se do desenvolvimento de churrasqueira portátil a carvão sem fumaça. O objetivo é pesquisar uma forma de eliminar a fumaça no ato de acender o carvão até que se torne brasa. Para entender melhor o universo referente ao churrasco realizou-se uma revisão bibliografica na qual se constata o churrasco como um costume social da região sul do pais e, portanto está presente em todas as classes sociais. Pesquisou-se sobre assuntos relativos como a origem do churrasco, processo de preparo da carne para o assado, modelos de churrasqueiras existentes no mercado, patentes já desenvolvidas entre outros. Através da pesquisa e analise dos produtos similares existentes no mercado, notou-se a necessidade de um produto que fosse confiável no que se diz respeito à emissão de fumaça, e as características das churrasqueiras projetadas para esta finalidade. Para o desenvolvimento da churrasqueira foi utilizado o método FAST para identificar a estrutura de funções, definiu-se princípios de solução para cada função, foi detalhado e construído o protótipo, e em seguida foram realizados testes práticos de alguns filtros desenvolvidos. Pretende-se contribuir com uma solução tecnológica para o prazer de um rápido churrasco.
Palavras-chave: Churrasqueira portátil, filtro para fumaça, desenvolvimento de produto.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Ilustração de churrasco em fogo de chão ... 16
Figura 2 – Fotografia ilustrativa da carne mal passada ... 21
Figura 3 - Fotografia ilustrativa da carne ao ponto ... 21
Figura 4 - Fotografia ilustrativa da carne bem passada ... 22
Figura 5 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Double Grill ... 27
Figura 6 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Vivisa ... 28
Figura 7 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça ... 28
Figura 8 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Marc Grill ... 29
Figura 9 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (a) ... 29
Figura 10 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (b) ... 29
Figura 11 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (c) ... 30
Figura 12 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (d) ... 30
Figura 13 – Imagem ilustrativa churrasqueira Marc Grill ... 31
Figura 14 – Imagem ilustrativa mini churrasqueira... 31
Figura 15 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem fumaça (a) ... 32
Figura 16 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem fumaça (b) ... 32
Figura 17 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem emissão de fumaça (a)... 32
Figura 18 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem emissão de fumaça (a)... 32
Figura 19 - Diagrama FAST da churrasqueira a carvão sem fumaça ... 33
Figura 20 – Princípios de solução para as funções da churrasqueira a carvão sem fumaça ... 34
Figura 21 – Fotografia do protótipo caixa carvão ... 35
Figura 22 – Fotografia do protótipo bandeja cinza ... 35
Figura 23 – Fotografia do protótipo conjunto caixa de cinza ... 35
Figura 24 – Desenho renderizado do acesso caixa de carvão (a) ... 36
Figura 26 - Desenho renderizado regulador fluxo ar (a) ... 36
Figura 27 - Fotografia do protótipo aparador de gordura (a) ... 37
Figura 28 - Fotografia do protótipo aparador gordura (b) ... 37
Figura 29 - Desenho renderizado apoio ponta espetos (a)... 37
Figura 30 - Desenho renderizado apoio ponta espetos (b) ... 37
Figura 31 - Fotografia do protótipo apoio ponta espetos (c) ... 37
Figura 32 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes do apoio cabo (a) ... 38
Figura 33 - Desenho renderizado mostrando detalhes do apoio cabo (a) ... 38
Figura 34 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes da porta acesso (a) ... 38
Figura 35 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes da porta acesso (b) ... 38
Figura 36 - Fotografia do protótipo isolamento ... 39
Figura 37 – Imagem ilustrativa placa de carvão ativado ... 40
Figura 38 - Desenho renderizado vista corte alojamento filtro ... 40
Figura 39 - Fotografia do protótipo alojamento filtro ... 40
Figura 40 – Imagem ilustrativa filtro de carvão ativado granulado ... 41
Figura 41 - Fotografia do protótipo exaustor (a) ... 41
Figura 42 - Fotografia do protótipo exaustor (b) ... 41
Figura 43 – Desenho renderizado vista corte chicane ... 42
Figura 44 - Fotografia do protótipo chicane (a) ... 42
Figura 45 - Fotografia do protótipo chicane (b) ... 42
Figura 46 - Fotografia do protótipo posição termopar ... 44
Figura 47 - Fotografia do protótipo temperatura atingida ... 44
Figura 48 - Tipos de precipitadores: (a) simples estagio; (b) duplo estagio... 47
Figura 49 - Modelos de precipitadores eletrostático: (a) Tubo-fio; (b) Placa-fio. ... 48
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Parâmetros de desempenho estimados ... 43 Tabela 2 – Custo do material para fabricação churrasqueira ... 45
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ... 12
1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 14
1.1HISTÓRIA DO CHURRASCO ... 14
1.2CARACTERIZAÇÕES DO PROCESSO DE PREPARO DE CHURRASCO ... 16
2. METODOLOGIA ... 26
3. RESULTADOS ... 27
3.1LEVANTAMENTO DO ESTADO DA TÉCNICA DE CHURRASQUEIRAS PORTÁTEIS ... 27
3.1.1 Churrasqueira sem fumaça a carvão de aço inox ... 27
3.1.2 Churrasqueira a carvão vertical em aço inox churrasco sem fumaça... 27
3.1.3 Churrasqueira a carvão e sem fumaça ... 28
3.1.4 Churrasqueira Vertical Marc Grill Esmaltada – Weber ... 29
3.1.5 Churrasqueira artesanal ... 29
3.1.6 Churrasqueira a carvão sem fumaça (patente BR7400631-U) ... 30
3.1.6 Mini churrasqueira a carvão sem fumaça (patente BRPI0504719-A) ... 31
3.1.7 Churrasqueira sem fumaça (patente BR9500988-A) ... 31
3.1.8 Churrasqueira a carvão sem emissão de fumaça (patente BRMU8402401-U) 32 3.2DESENVOLVIMENTO DA CHURRASQUEIRA A CARVÃO SEM FUMAÇA –MODELO CASEIRO ... 32
3.2.1 Análise das funções do produto e seus princípios de solução ... 32
3.2.2 Projeto Detalhado e Construção do Protótipo ... 35
3.2.3 Sistema de filtragem da fumaça gerada no inicio da queima do carvão. ... 39
3.2.4 Filtro com placa de carvão ativado e manta de feltro ... 39
3.2.5 Filtro de carvão ativado com película de feltro umedecida e ventilação forçada 40 3.2.6 Filtro modelo de chicane ... 41
3.3TESTES E MEDIÇÃO DOS PARÂMETROS DE DESEMPENHO ... 43
3.3.1 Definição dos parâmetros para o desempenho satisfatório ... 43
3.3.2 Análise da Emissão de fumaça e odor ... 43
3.3.3 Medição das Temperaturas interna e externa ... 44
3.3.4 Estimativa de Custo ... 45
3.3.5 Medição e caracterização do protótipo ... 45
3.4SOLUÇÕES PROPOSTA PARA O PROBLEMA DE FUMAÇA... 46
4. CONCLUSÃO ... 50
INTRODUÇÃO
Para as festas e reuniões de família, a carne no espeto tornou-se um alimento preparado com facilidade e higiene, com preço acessível dependendo do tipo de carne a todos os níveis da população. Fatos históricos, afirmam que foi no século XVII que no Rio Grande do Sul surgiu à forma gaúcha de se fazer churrasco, que hoje se difundiu por todo pais e tem ate reconhecimento e apreciação internacional (CASCUDO, 1983 apud ALBUQUERQUE, 2005).
O churrasco é uma prática muito usual, criando-se várias técnicas de preparo. A carne bovina, abundante em nossa região, transformou-se no alimento básico do gaúcho, que a comia em grande quantidade. Os efeitos da carne eram amenizados pelo consumo do chimarrão, bastante popular nas terras gaúchas.
A churrasqueira é o principal equipamento culinário utilizado nos churrascos. É um tipo de caixa que em sua superfície existem travessas de ferro onde os espetos com carne são depositados sobre uma fonte de fogo aberto, que pode ser carvão e lenha (os mais comum), gás ou mesmo eletricidade. Muitos improvisam churrasqueiras num passeio, num quintal, mas normalmente usam-se churrasqueiras que duram mais tempo, com tijolos ou com a metade de um tambor de aço fixas no chão, ou pequenas churrasqueiras portáteis. Muitas churrasqueiras permitem que se modifique a altura dos espetos ou grelha, de acordo com a intensidade do fogo.
O objetivo é desenvolver uma churrasqueira portátil a carvão, em chapas de aço resistentes a oxidação, com portas de acesso, que seja simples de usar, fácil de transportar e guardar. Sistemas de filtragem para fumaça oriundas do processo de combustão do carvão, isolamento térmico para que não ocorra o superaquecimento nas paredes externas, e que tenha preço acessível à classe média baixa.
O intuito desta monografia é o melhoramento de projeto para churrasqueira portátil a carvão que não produzem fumaça. Refere-se uma churrasqueira que tem como braseiro a fonte de calor, posicionado fora do alcance das gotas de gordura, evitando a desagradável fumaça que irrita os olhos e polui o ambiente.
Os modelos de mercado produzem no inicio do acendimento do carvão uma quantidade significativa de fumaça, ocasionando um odor desagradável. Com este projeto iremos eliminar por completo a fumaça produzida.
O reprojeto de uma churrasqueira portátil surgiu devido a uma necessidade pessoal, pois ao morar em um apartamento sem churrasqueira privativa, observou-se a necessidade de se ter uma solução alternativa para fazer o costumeiro churrasco de final de semana. Com o intuito de buscar uma churrasqueira portátil a carvão e que não gerasse fumaça, foi realizada uma busca na internet, onde foram encontrados vários modelos, mas nenhum do agrado.
Decidiu-se então conceber uma nova churrasqueira portátil baseada num
benchmarking (busca do melhor dos melhores) das opções existentes. Ao construir um
pré-protótipo e fazer o teste prático, notou-se que para fazer o carvão virar brasa, soltava muita fumaça, o que para dentro de apartamento não poderia acontecer. Após o carvão virar brasa a fumaça sumia e o assado era tranquilo, mas também se observou que grande parte do calor era dissipado pelas paredes da churrasqueira, outras questões que intrigavam era o acesso ao cinzeiro e ao sistema de posicionamento dos espetos. Com essas várias análise optou-se por fazer um reprojeto focado na necessidade de clientes desta classe.
1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Inicialmente realizou-se uma revisão bibliográfica, onde se definiu conceitualmente assuntos sobre a história do churrasco, cuidado, higiene e manipulação de carnes, pontos de assado e tipos de churrasqueiras. A partir da revisão bibliográfica, obteve-se suporte de informações necessárias para o entendimento da pesquisa.
1.1 História do Churrasco
A carne é o alimento que tem acompanhado a evolução do homem desde a época em que ele habitava as escuras cavernas. Nos primeiros tempos, a alimentação humana era essencialmente vegetariana, baseada principalmente no consumo de frutos e de algumas folhas. Mas, uma vez experimentada, a carne incorporou-se definitivamente aos hábitos alimentares da espécie humana. Depois da descoberta desse sabor, qualquer animal que andasse por cima da terra, cruzasse os ares ou deslizasse sob as águas dos rios era prenúncio de um farto banquete.
Para isso, esse ancestral do Homo sapiens saía à caça munidos de paus e pedras ou de uma arma que, naquela época, era o que havia de mais avançado em termos de tecnologia: a lança de pau com ponta de pedra afiada. Essas batalhas diárias pela sobrevivência, travadas com as feras, garantiram a perpetuação da espécie e contribuíram para a sua evolução até os nossos dias.
Os primeiros nacos de carne saboreados pelo homem foram "in natura", ou seja, crus e cheirando a sangue. O único referencial que os candidatos a "gourmet" daqueles tempos possuíam era a prática observada entre os outros animais carnívoros, que, além de serem os seus primeiros "professores gastronômicos", também engrossavam o cardápio dos humanos. A tradição culinária de comer carne crua é mantida ainda hoje pelos esquimós, que assim degustam a carne de foca, e por algumas comunidades árabes, que ingerem crua a carne de cordeiro.
Assim se alimentou a humanidade por muito tempo até que foi descoberto o fogo, elemento natural que mudou radicalmente a vida de todos os que passaram a dominá-lo e a usufruir de sua força transformadora. Inicialmente, ele só servia para aquecer durante o inverno e para afugentar as feras que queriam fazer do homem o seu prato predileto.
Mas, num belo dia, por acaso, como ocorreram quase todas as grandes descobertas da humanidade, alguém resolveu chamuscar as carnes que tinha acabado de caçar. O resultado
não podia ter sido melhor, pois, além da considerável melhora no sabor, foi possível perceber que, nos dias seguintes, o assado continuava bom para o consumo, não se deteriorando tão rapidamente como a carne crua. Esse assado é o ancestral do churrasco, que pode ser considerado o mais antigo dos pratos da culinária mundial.
Outro fator que contribuiu para incrementar essa mudança nos hábitos alimentares dos nossos antepassados foi a domesticação de rebanhos bovinos, suínos, caprinos e ovinos, o que garantiu o abastecimento seguro de carne. Assim, o homem deixou de ficar na dependência da sorte em suas caçadas. Segundo Luiz da Camara Cascudo, a churrasco não foi herança dos europeus, porque o churrasco aparece entre as tribos tupis do Chaco. Fatos históricos, afirmam que foi no século XVII que no Rio Grande do Sul surgiu à forma gaúcha de se fazer churrasco, que hoje se difundiu par todo pais e tem ate reconhecimento e apreciação internacional. Além disto, tornou-se sinônimo de festa e confraternização entre familiares e amigos. A descoberta do churrasco é atribuída aos índios que habitavam a costa das três Américas. Eles assavam a carne ao ar livre, numa fogueira sabre pedras com auxilio de uma grelha de madeira verde, mas foi na região do grande pampa que o churrasco encontrou o seu ambiente ideal.
A pecuária sempre foi uma das maiores riquezas do Uruguai, da Argentina e do sul do Brasil, na chamada região dos pampas, e a lida com o gado afastava os homens do campo por longos períodos de suas casas. O churrasco era uma forma mais pratica de fazer uma refeição, pois tudo que era necessário para preparar a refeição estava a mão: uma boa faca afiada, uma fogueira preparada em um buraco cavado no chão (fogo de chão), um espeto de vara que podia ser preparado na hora com galhos, um generoso pedaço de carne e sal grosso.
O sal grosso alias, era e ate hoje é utilizado como complemento na alimentação dos bovinos. A carne era cortada em pequenos pedaços e servida, iniciando a forma de se servir carne chamada de rodizio. E estava assim criado o jeito gaúcho de se preparar churrasco.
A principio, o churrasco como conhecemos hoje era muito raro, pois não havia preocupação com o comercio da carne bovina, e sim do couro e sebo.
No Rio Grande do Sul, o churrasco ate hoje faz parte da cultura do gaúcho, estando também sempre presente na vida do campeiro gaúcho. Em todo o Brasil, existem milhares de churrascarias, que satisfazem a todos com a qualidade e grande oferta de carnes, saladas, acompanhamentos e sobremesas. (CASCUDO,1983 anput ALBUQUERQUE, 2005). A Figura 1 ilustra o preparo do churrasco em fogo de chão.
Figura 1 – Ilustração de churrasco em fogo de chão
Fonte: (ALBUQUERQUE, 2005)
1.2 Caracterizações do processo de preparo de churrasco
Ao manusear carnes, é preciso tomar vários cuidados a fim de não contribuir para o risco de contaminação e proliferação bacteriana no alimento. Para garantir a qualidade da carne e a segurança alimentar de seus consumidores, é importante estar atento a alguns conselhos básicos de higiene, que devem virar rotina na prática culinária. Os seguintes procedimentos devem ser seguidos (OLIVEIRA, 2013):
1. Lavar bem as mãos e fazê-lo constantemente: as mãos devem ser lavadas antes do preparo de alimentos e novamente após interrupções (como ir ao banheiro, manipular utensílios sujos, mexer no cabelo ou tocar em cestos de lixo). Não se deve lidar com quaisquer alimentos após a manipulação de alimentos crus (como as carnes) sem antes lavar novamente as mãos. Lembre-se também de que unhas compridas podem abrigar microrganismos, servindo de foco de contaminação;
2. Lavar as superfícies e utensílios que entrarão em contato com a carne: a higienização deve ser feita com água (preferencialmente quente) e sabão. Devem ser lavadas as tábuas, as facas, os martelos, as vasilhas, assim como a pia e quaisquer outras superfícies;
3. Não usar utensílios que já tiverem sido utilizados com carnes cruas para outros alimentos sem antes lavá-los bem com água e sabão;
4. Não se deve falar, cantar ou tossir sobre os alimentos;
5. É importante não colocar as mãos no nariz, na boca ou nos cabelos durante o preparo dos alimentos;
6. Não se devem enxugar as mãos em panos ou em aventais antes de manusear carnes; 7. Não se deve lidar com dinheiro enquanto se trabalha com alimentos;
9. Os cabelos devem estar presos ou contidos por uma rede durante o preparo das refeições;
10. Os alimentos não devem ser manipulados por pessoas que estiverem com doenças de pele, diarreia, gripe, dor de garganta ou doenças infecciosas;
11. A cozinha deve ser mantida limpa e os utensílios devem estar sempre lavados. Não se esqueça de usar detergentes e desinfetantes;
12. A geladeira e o freezer não devem ficar superlotados, pois isso dificulta a circulação de ar frio dentro do aparelho e compromete a conservação dos alimentos;
13. Mantenha o lixo em recipiente limpo, revestido de saco plástico e sempre tampado, evitando assim o aparecimento de insetos, baratas e ratos;
14. Se possível, evite o uso de utensílios de madeira, como tábuas de carne e martelos de amaciar, pois a madeira é um material poroso, que absorve muito líquido e é de difícil higienização, o que favorece a multiplicação de microrganismos. Tais objetos podem tornar-se focos de contaminação dos alimentos. Prefira utensílios plásticos ou de aço inoxidável, que, além de serem mais resistentes ao tempo, são de fácil limpeza.
Com esses cuidados de manipulação, evita-se o risco de contaminação do alimento na sua fase de preparo. (OLIVEIRA, 2013)
Deve-se escolher a carne com cuidado. A carne necessita ser armazenada no frio, só alguns graus abaixo do congelamento. Lembre-se de que as peças do fundo da geladeira do Estabelecimento podem estar mais frias que as de cima. Compare as diferentes embalagens. Atente para o líquido na embalagem. Esta é a chamada purga e na maioria das vezes é sinal de que a carne foi congelada e descongelada. Esta umidade e sabor perdidos não podem ser repostos. Evite carne com muita purga. Tome atenção às datas de embalamento. Estas datas não estão relacionadas com a segurança, mas com a qualidade. E não se pode mais se ater à cor da carne, porque quando a carne já vem pré-embalada, alguns fabricantes o fazem em atmosfera modificada por monóxido de carbono para evitar o escurecimento. E lembre-se, datas impressas na embalagem passam a não significar mais nada depois que a embalagem tiver sido aberta e exposta ao ar e às bactérias.
Depois do abate, por alguns dias o rigor mortis torna a carne rija, mas antes de ser comercializada a carne passa por maturação a seco ou úmida. As enzimas e a oxidação mudam o sabor da carne na maturação. A carne pode ser otimizada com a maturação, mas tem de ser maturada apropriadamente. A carne bovina fica melhor após 30 dias se estiver embalada à vácuo, aquele plástico grosso selado, aderente à carne. Não se mantém por tanto tempo se estiver embalada em bandeja de isopor com plástico adesivo, e ar no interior.
Ao selecionar carne para espetinhos, gordura é importante. A gordura da superfície evita o ressecamento durante os últimos estágios da cocção, e saboriza a superfície dourada. A gordura interna rega as fibras musculares, adicionando sabor e a sensação de suculência. Se houver possibilidade de visualização, escolha carnes com marmoreio fino entremeado nas fibras.
Basicamente, há somente 2 tipos de carne para churrasco: rija ou macia. Cortes tenros, como os músculos situados na zona lombar, são usados como suporte e mantém o esqueleto agregado, mas fazem pouco trabalho extenuante. Ali o tecido conectivo é de textura fina. Cortes tenros geralmente podem ser grelhados em temperaturas mais altas, mas somente até o ponto desejado. Cortes rijos se originam dos “músculos trabalhadores” como paletas, peito e costelas e são “churrascados”, ou seja, assados lentamente por um longo tempo a fim de derreter os tecidos conectivos e torná-los macios e úmidos.
Compre com segurança. A população da bactéria E. Coli pode dobrar a cada hora à temperatura ambiente. Faça da compra da carne a última aquisição, assim as compras não permanecerão no carro por muito tempo. Coloque a carne na parte mais fria do carro. Se o açougue estiver a mais de 30 minutos da sua casa, em dias quentes, leve uma caixa ou saco térmico para carregar os produtos refrigerados. (ALBUQUERQUE, 2005)
O 1º passo a se tornar um mestre na arte de churrascar é entender a diferença entre o grelhar direto e o indireto e quais os cortes que devem passar por um ou outro método.
Grelhar direto é o método mais comum ao se falar em grelhar: o alimento é colocado e cozido diretamente sobre a fonte de calor. O grelhar direto é um método de calor alto usado para cozer peças pequenas ou finas rapidamente. Alimentos normalmente grelhados diretamente: bifes, bistecas, peito de frango, filés de peixe, hortaliças e pães. Utiliza-se este método para os cortes que não sofrem muita movimentação animal, ou seja, os mais tenros.
Há duas maneiras de preparar a churrasqueira para o método de grelhar direto. No primeiro método, as brasas são espalhadas em uma camada uniforme fazendo uma única zona de fogo sobre a qual o alimento será grelhado. Este método é bom para cozer pequenas quantidades de alimento. Obtém-se melhor controle do calor se preparadas três zonas de fogo, consistindo em zona quente, zona média e zona fria ou de segurança. Em uma churrasqueira a carvão, coloque metade das brasas em uma camada dupla sobre 1/3 da churrasqueira. Espalhe o restante em uma única camada na parte central. Deixe o terço lateral restante da churrasqueira sem brasas. Use a zona quente, a de camada dupla, para selar; a zona média, a de camada única, para cozer; e a zona fria para aquecimento ou como zona de segurança se o alimento começar a queimar.
Grelhar indireto é um método destinado à cocção de alimentos de grande porte ou mais rijos que de outra forma, colocados diretamente na grelha, queimariam antes de estarem no ponto. Como o nome sugere, o alimento é colocado próximo ao fogo, e não diretamente sobre ele. Se a churrasqueira tiver tampa, esta deve ser fechada para manter o calor, virando o grelhado várias vezes. Se não houver tampa, retém-se a umidade embalando a peça em celofane de churrasco ou papel alumínio, fazendo um “pacotinho”.
O grelhar indireto é utilizado para cozer grandes peças de carnes, como pernil e frango inteiro. É usado também para cortes mais rijos como peito bovino e costela, que requerem cocção longa e lenta em calor moderado ou baixo. Este método permite que se trabalhe com uma temperatura mais moderada e desta forma os sabores se mesclam e se acentuam. É o método utilizado para assar costelas, pernil, peito, frango e perus inteiros e outras peças grandes de alimentos como picanha, por exemplo.
Os cortes rijos passam por dois estágios: no 1º estágio, em fogo mais aberto, procura-se obter a reação de Maillard, dourando a peça e depois no 2º estágio, em fogo lento e indireto, os tecidos conectivos começam a dissolver e a gordura é liberada. O colágeno é o componente básico dos tecidos conectivos e começa a se quebrar em água e gelatina por volta da temperatura de 160°C. Quando o colágeno começa a derreter, muito da energia da cocção é usada para o processo de conversão, retardando, portanto a taxa de cocção novamente. É aí que os mestres- churrasqueiros se diferenciam dos amadores, ou seja, quando a gestão da umidade se torna mais crítica. Os mestres aproveitam este estágio, deixando tempo para o colágeno derreter lentamente e para as reações do dourar e aromatizar acontecerem enquanto a superfície resseca. Podem até reduzir a temperatura colocando a peça mais longe da fonte de calor ou regar a carne, lentificando o processo pela evaporação. Os amadores por outro lado tentam pular este estágio: podem aumentar a temperatura ou empregar folha de alumínio. Tanto uma coisa quanto outra acelera o processo com prejuízos ao produto final. Como há pouca umidade restante na superfície, temperaturas altas ressecam a carne, e passam além do dourar, carbonizando a superfície. Papel alumínio acelera o processo por evitar o resfriamento evaporativo e essencialmente vaporiza a carne, mas da perspectiva de sabor e textura, embalar em papel alumínio é somente um pouco melhor que aferventar a carne.
Assim que a carne atinge o 2º estágio por volta de 180°C, os acontecimentos se precipitam e é hora de prestar muita atenção. Comece a verificar o estágio apropriado de maciez. Um garfo deve penetrar facilmente na carne e fazê-la desfiar sem despedaçar. As fatias grossas das costelas se tornam flexíveis, a superfície racha quando curvada e fica brilhante pela gordura liberada. Devem ser removidas da grelha antes de alcançarem a
temperatura de 200°C. Além deste ponto, a estrutura se quebra, formam-se bolsas de vapor e a carne fica murcha. Apropriadamente assada, sem lançar mão de pulos nos estágios, a carne vai encolher consideravelmente e perder cerca de metade do seu peso original por conta das perdas em umidade e gorduras. Se preparada corretamente, entra-se no reino místico do nirvana do churrasco.
Para preparar a churrasqueira para o grelhar indireto acenda o carvão. Quando as brasas se tornarem vermelhas, empilhe-as em 2 camadas nos lados opostos da churrasqueira. Coloque uma assadeira de alumínio (pode ser descartável) no centro da churrasqueira, entre os dois montinhos de brasas. Coloque a grelha da churrasqueira e posicione o a peça grande na grelha acima da assadeira. Mantenha a grelha tampada ou a peça embalada, ajustando a altura da grelha ou a ventilação para obter a temperatura desejada. Acrescente 12 pedaços novos de carvão tipo briquette ou uma quantidade correspondente em carvão solto após 1 hora. Deixe a grelha destampada por alguns minutos até o carvão pegar fogo. (ALBUQUERQUE, 2005)
Cada churrasqueiro-guru tem seus próprios segredos para temperar a carne. Nesse quesito, entram as salmouradas, marinadas e temperos secos.
Salmourada: solução baseada em sal acrescenta suculência às proteínas com tendência de ressecar na grelha. Dependendo dos ingredientes, a salmourada pode incrementar também sabores sutis. Funciona melhor em aves, suínos, peixes consistentes como salmão ou bagre. Marinada: é uma mistura de um ácido (vinagre, cítricos, vinho branco) e uma base (óleo, iogurte integral, mel) e adicionam sabores intensos. É melhor para quem gosta de sabores mais acentuados. Funciona melhor em certos cortes de carne bovina, cordeiro, suínos, aves, frutos do mar e hortaliças.
Temperos secos: mistura seca de sal, pimenta, ervas e especiarias, usada para aromatizar o alimento antes de cozê-lo. Use para adicionar sabor e textura – os temperos secos ajudam a formar crosta mais crocante. Neste item, entra também o sal grosso. Nada impede que o sal grosso seja misturado com outros tipos de temperos: alho, ervas ou condimentos. O sal grosso, por sua textura, deve ser adicionado na hora de levar a carne à churrasqueira. Funciona melhor em carne bovina, cordeiro, suíno, ave, frutos do mar. (ALBUQUERQUE, 2005)
O ponto da carne pode ser classificado em mal passada, ao ponto e bem passada, conforme ilustrado nas Figura 2, Figura 3 e Figura 4.
Figura 2 – Fotografia ilustrativa da carne mal passada
Fonte: (OLIVEIRA, 2013)
O ponto da carne malpassada apresenta as seguintes características:
- Externamente a carne tem cor marrom;
- Apresenta cor rosada nas partes mais próximas à superfície; - Sua parte central tem cor vermelho-brilhante, é crua e suculenta; - Sua temperatura interna varia de 60ºC a 65ºC;
- Quando a carne é pressionada com um garfo, somente a sua parte central cede à pressão.
Figura 3 - Fotografia ilustrativa da carne ao ponto
Fonte: (OLIVEIRA, 2013)
O ponto da carne ao ponto apresenta as seguintes características:
- Externamente tem cor marrom;
- Apresenta o centro cor-de-rosa claro e não libera muito suco; - Mantém temperatura interna de 70ºC;
Figura 4 - Fotografia ilustrativa da carne bem passada
Fonte: (OLIVEIRA, 2013)
O ponto da carne bem passada apresenta as seguintes características:
- Tem coloração marrom-acinzentada em todo o pedaço e a superfície tostada; - Apresenta-se totalmente cozida e não libera suco;
- Sua temperatura interna atinge até 75ºC;
- Quando pressionada com um garfo, não cede à pressão. (OLIVEIRA, 2013)
Basicamente, existem churrasqueiras feitas de alvenaria ou churrasqueiras portáteis. Muitas casas e apartamentos na região sul do Brasil incluem churrasqueiras feitas de alvenaria já na planta, refletindo a cultura local. Estas churrasqueiras são revestidas com tijolos refratários. Uma boa churrasqueira de alvenaria deve ser fechada na parte de trás e nas laterais, para que forme uma espécie de forno, concentrando a calor. Além disto, outros pontos importantes são: a churrasqueira não deve deixar que a fumaça escape pela frente, deve permitir um bom manuseio dos espetos, assim como o uso de grelha e chapa, deve ser de fácil limpeza e adequada ao tamanho da família ou grupo de amigos que ira partilhar deste prazer. (OLIVEIRA, 2013)
Alguns cuidados com pedra (granito, mármore) na parte frontal da churrasqueira: pais apesar de bonito, a pedra aquece muito. Em urna churrasqueira com essas características, e possível assar carnes (colocando-as mais longe do braseiro) e grelhar carnes (mais próximas do braseiro). A definição e simples: os grelhados ocorrem quando se coloca a carne a ate aproximadamente 20 cm da brasa, sabre uma grelha ou espeto. Acima desta altura as carnes são assadas, em processo mais lento. Claro que estas distâncias pode variar conforme estiver arrumado o braseiro, sua altura e temperatura. Grelhe porções pequenas (400 a 600 g) e asse
peças grandes (acima de 1 kg). Lembre-se de descontar a porção (peso) de osso de carnes com osso.
O modelo de churrasqueira portátil é fácil de montar e de limpar. E importante que tenha varias regulagens de altura, permitindo assar diferentes carnes e controlar a temperatura de cozimento. Encontram-se hoje vários tipos de churrasqueira portátil: elétrica, a gás ou com carvão. Depois de terminar o churrasco, à churrasqueira devera ser bem limpa e seca, pois o calor muitas vezes queima a camada de tinta protetora, e se não for bem seca ela logo ficara enferrujada. A churrasqueira deve estar, onde todos se sintam confortáveis e possam ficar juntos, o local deve ser coberto, fresco e arejado porem abrigado do vento.
É importante ter uma bancada com pia próxima da churrasqueira para que o churrasqueiro possa trabalhar com tranquilidade e higiene. Tenha sempre a mão um paninho, toalha e sabonete. Lave as mãos com frequência, pois e uma boa pratica de higiene. A forma típica de assar carne no sul, e considerada a origem do processo de churrasquear.
Os espetos utilizados para fogo de chão são entalhados em galhos de madeira, sendo largos e compridos, com pontas afiadas. Alguns cuidados devem ser tornados quando se faz um churrasco em fogo de chão, um exemplo e a tipo de madeira escolhida, pais já houve casas de intoxicação grave de pessoas que utilizaram espetos de madeira de plantas tóxicas como a espirradeira e a primavera. Uma dica e observar se a planta tem látex ou seiva branca: a maioria das plantas com estas características são tóxicas e não devem ser usadas no preparo da carne. Os modelos para áreas externas feitos em chapas de aço possuem inúmeros formatos diferentes, com e sem mecanismos para espetos giratórios. Podem ter mais de um nível de altura, coletor de carvão, lâmpadas contra insetos e vários outros acessórios.
As churrasqueiras a gás podem ter um coletor de gordura no fundo, o que facilita enormemente o processo de limpeza e limita a produção de fumaça, já que a gordura não cai sabre partes quentes. Todas elas possuem modelos portáteis, de fácil transporte e acondicionamento.
As churrasqueiras a carvão embora produzam um pouco mais de resíduos, tem a vantagem de produzir o aroma característico do assado, fator que pede ser muito importante quando ao ar livre.
As grelhas são preferidas por muitos churrasqueiros, estes argumentam que assim a carne e assada por inteiro, não perdendo o suco, pois não e furada pelo espeto. Em nossos vizinhos do Mercosul a grelha e utilizada com maior frequência do que o espeto. A grelha permite que se trabalhe com vários tipos de ingredientes ao mesmo tempo, carnes, peixes, aves, além de
outros complementos como, queijo provolone, pimentão, linguiças, tomates, cebola, morcilha, etc.
A grelha favorece as carnes sem osso. Portanto as carnes mais indicadas para a grelha são as de peixes, aves e as peças de picanha, maminha, o assado de tira (tiras muito finas de costela), linguiças, salsichões, chupeta ou file mignon. Quando utilizar a grelha, e interessante ter pinças de metal compridas para virar e manusear a carne. Evitar aquele garfo comprido de dois dentes, que e bastante comum para carnes, pois o suco pode sair pelos furos e a carne ficara mais seca e menos macia. Começar a grelhar a carne na parte mais quente da churrasqueira, tostando-a bem de um lado, e posteriormente vire a carne do outro lado para tostar. Depois, colocar a carne numa parte com calor menos intenso, para que ela asse ate chegar ao ponto desejado. E importante saber qual o ponto da carne, pois este será um fator fundamental no sucesso do churrasco.
Para assar churrasco usando espetos, a dica e comprar espetos de aço inoxidável, que apesar de mais caros que as comuns são de melhor qualidade. Por não serem rugosos, eles são mais fáceis de limpar, mais duráveis e não soltam resíduos metálicos na carne. O comprimento adequado dos espetos e muito importante, pois evita se queimar na empunhadura do espeto e os espetos não cairão dentro da churrasqueira, o que poderá acontecer se eles torem muito curtos.
As carnes devem ser escolhidas com antecedência e muita calma, de preferencia no dia anterior. A carne de qualidade e uma carne de boa procedência, inspecionada pelos órgãos competentes, de cor vermelho-cereja, brilhante, com odor característico, devendo estar resfriada ou congelada. Nunca comprar a chamada ‘carne quente’, de animais recém-abatidos. Apesar de comum em várias partes do Brasil, este tipa de carne não passa pelos procedimentos necessários de inspeção sanitária e resfriamento, não sendo portanto adequada para consumo.
Para se calcular a quantidade de came para um churrasco, é preciso lembrar que haverá pessoas que consumirão apenas 250 gramas e outras que podem consumir ate 1 kg de carne. Para calcular-se a media por pessoa, recomenda-se 400 a 600 gramas de carne para adultos e 300 gramas para cada criança. Porem se você servir vários tipos de carne aumente as quantidades par tipo de carne, para não arriscar a falta de carne se todos preferirern consurnir um só tipo. Deve-se levar em conta que além de carne seus convidados irão consumir também acompanhamentos como pão de alho, salada as, farofas, arroz, aperitivos, vinagrete, chimichurri (mistura de temperas muita apreciados por argentinos e uruguaios), etc.
A escolha do carvão e muito importante. Existem diversas marcas e embalagens, e é importante saber reconhecer um bom carvão. Os carvões feitos de madeira de acácia negra e de eucalipto são considerados os melhores, pais são homogêneos, não liberam muita fumaça, tem boa textura e rendimento, ficando, portanto mais econômicos. Se a carvão produz muito pó, e quebradiço e fica disforme, não e um produto de boa qualidade. Por isto, é importante verificar na embalagem de que tipo de madeira e feito o carvão, também se os pedaços de carvão estão realmente secos.
A quantidade de carvão necessária para um bom churrasco varia bastante, conforme o tipo de churrasqueira; a tipo de carnes sendo assadas; as cortes de carnes (costelas demoram mais a assar do que fatias de carnes grelhadas); o clima (inverno ou verão), a habilidade do assador, etc. Mas de forma geral pode-se dizer que para um churrasco preparado para dez pessoas um saco de carvão de 5kg de boa qualidade e suficiente.
E importante lembrar que existem algumas churrasqueiras que consomem mais carvão do que outras, portanto e sempre recomendável ter um ou dais sacos de carvão na reserva, para qualquer necessidade. A brasa vermelha e viva e um dos segredos para um bom churrasco, portanto não pode faltar carvão na churrasqueira.
Hoje em dia existem vários tipos de tempero para a carne, porém a maioria acredita que o melhor ainda e usar apenas sal grosso. Para melhores resultado, é bom separar os cubos mais grossos de sal dos mais finos, usando somente os mais grossos para temperar a carne. Não usar sal refinado (sal de cozinha), pois o risco de salgar a carne em excesso e muito grande. Não e recomendado a usa de salmoura (mistura de agua e sal refinado), pois a agua muda o pH da carne e, juntamente com o sal fino, enrijece as fibras e endurece a carne. O sal grosso úmido não deve ser utilizado, pois ele faz com que a came absorva muito mais a sal, comprometendo seu sabor. Para retirar a umidade do sal, basta aquecê-lo por alguns minutos em uma travessa no forno, mexendo constantemente ate que fique seco.
A carne não deve ser temperada com sal grosso com muita antecedência, pois a carne resseca. Para salgar a carne de forma correta, o sal grosso devera ser espalhado em toda a superfície da carne. Quando a carne começar a transpirar significa que a sal esta ficando bem aderido e entrando na carne (e não retirando o suco, como se imagina). Este e o momento certo de leva-la até churrasqueira. Antes, porem, deve ser retirado todo o sal da mesma, esfregando a carne com as mãos.
Para tirar o sal da carne, basta segurar o espeto firmemente e bater a carne com as costas de uma faca, isto deve ser feito longe do fogo, pois o sal pode estourar nos olhos se a carne ainda estiver dentro da churrasqueira. (ALBUQUERQUE, 2005).
2. METODOLOGIA
A metodologia utilizada compõe-se das atividades de levantamento do estado da técnica de churrasqueiras portáteis, incluindo-se a pesquisa no banco de patentes do INPI, do desenvolvimento de uma solução de churrasqueira a carvão sem fumaça (concepção e detalhamento da solução) através de programa de computador, construção do protótipo, testes e análise dos resultados.
Para realizar tais atividades se dispõe de livros como Inovação e Desenvolvimento de Projeto de Produtos Industriais (VALDIERO, 2008), da biblioteca da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul - Unijui, recursos computacionais com acesso à internet, materiais como chapas de aço e filtros para construção do protótipo e testes práticos. A partir de estudo teórico do tema, buscou-se analisar a eficiência da churrasqueira e a redução de fumaça no ato de iniciar a queima da brasa, incluindo-se nessa análise a produção de um protótipo para fins de testes. A análise desse projeto empregada neste trabalho constitui pesquisa qualitativa.
3. RESULTADOS
3.1 Levantamento do estado da técnica de churrasqueiras portáteis
A coleta dos dados foi realizada através de internet, pesquisa no banco de patentes INPI, monografias e principalmente um modelo caseiro de churrasqueira portátil.
Para coleta dos dados foi utilizado o método de pesquisa em fabricantes de churrasqueiras portáteis.
3.1.1 Churrasqueira sem fumaça a carvão de aço inox
Fabricada toda em Aço Inox a Double Grill tem como principal característica a ausência de fumaça e o menor consumo de carvão. Medidas: 55cm (Largura) x 46cm (Profundidade) x 28cm(Altura). Conforme ilustra figura 5.
Figura 5 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Double Grill
Fonte: (LOJA do grill, 2013)
3.1.2 Churrasqueira a carvão vertical em aço inox churrasco sem fumaça
Portátil, totalmente desmontável; Alta resistência; Fácil de limpar; Assa rapidamente; Não faz fumaça; Espaço para carvão na área central, mais economia e rapidez; Acomoda até
24 espetos; 4 posições de apoio para os espetos. Altura 51 cm - Largura 30 cm - Profundidade 45 cm, conforme ilustra a figura 6.
Figura 6 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Vivisa
Fonte: (VIVISA, 2013)
3.1.3 Churrasqueira a carvão e sem fumaça
A figura 7 mostra uma churrasqueira em aço inox, com 4 espetos. Com pouco carvão asa até 6 kg de carne, dentro de casa, sem fazer nada de fumaça. Rápida de assar, fácil de usar, fácil de levar pra qualquer lugar, pescaria, camping, montanha. Praticidade de conforto ao seu alcance.
Figura 7 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça
3.1.4 Churrasqueira Vertical Marc Grill Esmaltada – Weber
Conforme ilustra a figura 8, churrasqueira vertical Marc Grill segue as especificações de material e estrutura: aço esmaltado. Material espetos e grelha: aço cromado. Dimensões (A x L x P): 46 x 25,5 x 31 cm. Peso: 7 Kg.
Figura 8 – Fotografia churrasqueira a carvão sem fumaça Marc Grill
Fonte: (MAIS construção, 2013)
3.1.5 Churrasqueira artesanal
As figuras 9, 10, 11, e 12 mostram diferentes aspectos da churrasqueira a carvão em inox, fabricação caseira. Constitui-se de um braseiro com grades de arame, aparador com agua para gordura, suporte para seis espetos, tampa para acumulo de calor, leve e fácil de limpar.
Figura 9 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 10 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (b)
Figura 11 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (c)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 12 – Fotografia do protótipo churrasqueira caseira (d)
Fonte: (Próprio autor)
3.1.6 Churrasqueira a carvão sem fumaça (patente BR7400631-U)
A churrasqueira a carvão sem fumaça possui uma patente que visa proteger um novo arranjo, concebido e introduzido no interior da churrasqueira para ser utilizado carvão em vez de gás. Com este novo arranjo, o conjunto da churrasqueira apresenta um peso menor, facilitando assim o seu transporte. Possibilita um menor custo em sua industrialização, influindo sobremaneira no preço final do produto, além de aumentar consideravelmente a quantidade de calor no interior da churrasqueira, pois o mesmo é transmitido por convecção e reflexão, diminuindo o tempo necessário para completar o assado. É pratica funcional, e como não provoca fumaça, traz como novidade, a sua utilização no interior de apartamentos, casas, e outros locais fechados, além de funcionar muito bem em lugares abertos tipo: camping, jardins, principalmente por pessoas que preferem fazer um churrasco ou similar utilizando carvão ao invés de gás, conforme ilustra a figura 13. (LONGO, 1994)
Figura 13 – Imagem ilustrativa churrasqueira Marc Grill
Fonte: (LONGO, 1994)
3.1.6 Mini churrasqueira a carvão sem fumaça (patente BRPI0504719-A)
A mini churrasqueira a carvão sem fumaça possui uma patente de modelo de utilidade para uma churrasqueira de uso domiciliar, portátil, com carvão vegetal e sem fumaça, compreendido de chapas de ferro, recipiente para carvão e aparador de gordura e resíduos. Os espetos de ferro quadrado se encaixam na churrasqueira através de aberturas das chapas laterais, conforme ilustra a figura 14.
Figura 14 – Imagem ilustrativa mini churrasqueira
Fonte: (VISCONTI, 2005)
3.1.7 Churrasqueira sem fumaça (patente BR9500988-A)
A churrasqueira sem fumaça possui uma patente de invenção de uma churrasqueira sem fumaça compreende uma churrasqueira a carvão vegetal com o braseiro no centro, permitindo que o calor irradiado lateralmente asse a carne. A gordura liberada cai em um recipiente que contem agua, evitando a liberação de fumaça, conforme ilustra figura 15 e 16.
Figura 15 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem fumaça (a)
Figura 16 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem fumaça (b)
Fonte: (SILVA, 1995)
3.1.8 Churrasqueira a carvão sem emissão de fumaça (patente BRMU8402401-U)
A churrasqueira a carvão sem emissão de fumaça possui uma patente de modelo de utilidade para uma churrasqueira a carvão sem emissão de fumaça que e caracterizada por dois reservatórios retangulares 1, com ângulos retos permitindo o exato ajuste das grades metálicas removíveis 2, cujas posições frontais longitudinais projetam a formação do corredor térmico 5, em cuja extremidade inferior 3 em toda a sua extensão apoia-se o recipiente de agua removível 4, e fixadas nas extremidades dos respectivos reservatórios de carvão 1, as barras de apoio dos espetos 6, conforme ilustra as figuras 17 e 18.
Figura 17 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem emissão de fumaça (a)
Figura 18 – Imagem ilustrativa churrasqueira sem emissão de fumaça (a)
Fonte: (FREITAS, 2004)
3.2 Desenvolvimento da churrasqueira a carvão sem fumaça – Modelo caseiro
3.2.1 Análise das funções do produto e seus princípios de solução
Para o desenvolvimento da churrasqueira portátil utilizou-se a técnica de Engenharia do Valor chamada de FAST que resulta num conjunto de funções descritas na figura 19.
Figura 19 - Diagrama FAST da churrasqueira a carvão sem fumaça
A partir das funções de baixo nível do diagrama FAST são obtidos os princípios de solução representados na figura 20.
Figura 20 – Princípios de solução para as funções da churrasqueira a carvão sem fumaça
3.2.2 Projeto Detalhado e Construção do Protótipo
Churrasqueira a carvão em chapa zincada, fabricação caseira. Constitui-se de um braseiro figura 21, aparadores com água para gordura figura 27, suporte para espetos figuras 32 e 33, tampa para acumulo de calor figuras 34 e 35, leve e fácil de limpar.
Recipiente onde se coloca o carvão. Caixa de metal de espessura 3,0mm cortada em laser, dobrada e rebitada com rebite Ø5,0mm. Possui furação na base, intencionalmente para dar fluxo de ar e inicio da queima do carvão conforme figuras 21 e 23, através de pastilhas de álcool em gel alojadas na bandeja de cinza, localizada na parte inferior da caixa de carvão, conforme ilustram as figuras 22 e 23.
Figura 21 – Fotografia do protótipo caixa carvão
Figura 22 – Fotografia do protótipo bandeja cinza
Fonte: (Próprio autor) Fonte: (Próprio autor)
Figura 23 – Fotografia do protótipo conjunto caixa de cinza
Tampa localizada na parte traseira da churrasqueira, conforme ilustram as figuras 24 e 25. Confeccionada em chapa de aço galvanizada de 0,95mm de espessura. Possui puxador para abertura, engates que garantem o fechamento e um sistema de regulador de fluxo de ar conforme figura 26.
Figura 24 – Desenho renderizado do acesso caixa de carvão (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 25 – Fotografia do protótipo acesso caixa de carvão (b)
Fonte: (Próprio autor)
Sistema para regulagem da entrada de ar. Está localizado junto à tampa traseira conforme ilustra figura 26.
Figura 26 - Desenho renderizado regulador fluxo ar (a)
Bandeja situada na parte frontal inferior da churrasqueira, abaixo dos espetos, conforme ilustram as figuras 27 e 28. Coloca-se agua, para que quando a gordura ou suco da carne pingue no seu interior a mês não produza fumaça. Confeccionada em chapa galvanizada de espessura 0,95mm, cortada em laser e dobrada. A vedação nos cantos se da através de silicone incolor.
Figura 27 - Fotografia do protótipo aparador de gordura (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 28 - Fotografia do protótipo aparador gordura (b)
Fonte: (Próprio autor)
Três suportes localizados na lateral interna esquerda. Possuem uma inclinação de 35º em relação à linha vertical, para absorver o melhor direcionamento do calor. Confeccionados em latão com aberturas em cruz para apoio da ponta dos espetos, possibilitando assim quatro posições de parada. São rebitados na lateral com rebites Ø3,0mm, conforme ilustram as figuras 29, 30 e 31.
Figura 29 - Desenho renderizado apoio ponta espetos (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 30 - Desenho renderizado apoio ponta espetos (b)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 31 - Fotografia do
protótipo apoio ponta espetos (c)
Três aberturas localizadas na lateral direita. Possuem inclinação para que o espeto não caia, conforme ilustram as figuras 32 e 33.
Figura 32 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes do apoio cabo (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 33 - Desenho renderizado mostrando detalhes do apoio cabo (a)
Fonte: (Próprio autor)
Porta de abertura frontal lateral. Confeccionada em chapa preta 0,95mm, cortada em laser, dobrada e soldada. Recebe acabamento galvanizado. Possui puxador, e vidro temperado para visualizar o assado, conforme ilustram as figuras 34 e 35.
Figura 34 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes da porta acesso (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 35 - Fotografia do protótipo mostrando detalhes da porta acesso (b)
A figura 36 mostra aspectos do isolamento de lã de rocha entre as laterais e sobre o defletor, para maior concentração de calor, e evitar o superaquecimento nas paredes externas.
Figura 36 - Fotografia do protótipo isolamento
Fonte: (Próprio autor)
3.2.3 Sistema de filtragem da fumaça gerada no inicio da queima do carvão.
O objetivo e eliminarmos a fumaça e o odor da mesma. Posicionamos o sistema de filtro na parte superior frontal da churrasqueira.
3.2.4 Filtro com placa de carvão ativado e manta de feltro
Para o sistema de filtro de carvão ativado (MUCCIACITO, 2013) foram utilizadas duas placa de carvão ativado contendo 7g de carvão conforme figura 37. Dimensões: 130 x 130 x 10mm. Sobre os filtros uma manta de feltro branco, conforme figura 39, usado em pre-filtragem de liquido dielétrico de eletro penetração. Capacidade máxima de absorção de componentes tóxicos por filtro: 2g. Dimensões: 130 x 260 x 2,0mm.
Figura 37 – Imagem ilustrativa placa de carvão ativado
Fonte: (MRE Ferramentas, 2014)
Figura 38 - Desenho renderizado vista corte alojamento filtro
(Fonte: Próprio autor)
Figura 39 - Fotografia do protótipo alojamento filtro
Fonte: (Próprio autor)
3.2.5 Filtro de carvão ativado com película de feltro umedecida e ventilação forçada
Também foi utilizado o filtro de carvão ativado com película de feltro umedecida e ventilação forçada. Para este teste elaboramos um tipo de chaminé, com cooler de 220V internamento empurrando o fluxo de ar e fumaça contra o sistema de filtro umedecido, conforme ilustram as figuras 41 e 42. O filtro possui carvão ativado granulado e uma manta de feltro. O filtro é usado para filtragem de agua em aquários, figura 40.
Figura 40 – Imagem ilustrativa filtro de carvão ativado granulado
Fonte: (AQUASN, 2014)
Figura 41 - Fotografia do protótipo exaustor (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 42 - Fotografia do protótipo exaustor (b)
Fonte: (Próprio autor)
3.2.6 Filtro modelo de chicane
Projetamos uma chicane de chapa galvanizada, com um cooler de 220v, colocado externamente puxando o fluxo de ar, conforme ilustram as figuras 43, 44 e 45. A ideia e fazer com que o ar quente circule entre as aletas para resfriar e no final passe por um filtro de carvão ativado para reter a fumaça e o odor. O objetivo do resfriamento da fumaça e para que a mesma adira às paredes, e o filtro não entre em combustão.
Figura 43 – Desenho renderizado vista corte chicane
Fonte: (Próprio autor)
Figura 44 - Fotografia do protótipo chicane (a)
Fonte: (Próprio autor)
Figura 45 - Fotografia do protótipo chicane (b)
3.3 Testes e medição dos parâmetros de desempenho
3.3.1 Definição dos parâmetros para o desempenho satisfatório
Como desempenho satisfatório da churrasqueira, foram definidos os parâmetros quantitativos (Tabela 1), os quais serão coletados em testes práticos.
Tabela 1 - Parâmetros de desempenho estimados
PARÂMETRO VALOR COMENTÁRIO
Quantidade de carvão 600 a 1000g Carvão vegetal
Quantidade de carne 2,5 a 3,5Kg Linguiça, costela, alcatra.
Tempo de braseiro 45 a 60min Brasa acesa
Tempo de assado 30 a 45min Colocar a carne até o ponto
de servir Emissão de fumaça Visualmente sem fumaça
Odor Cheiro de fumaça
Temperatura interna 200 a 400ºC Temperatura externa Design Custo 20 a 50°C Visual R$500,00 a R$800,00 Nota de 1 a 10
3.3.2 Análise da Emissão de fumaça e odor
Filtro 1 - Filtro com placa de carvão ativado e manta de feltro
Devido à alta temperatura de quase 450ºC, atingida no interior da churrasqueira, as placas de carvão ativado entraram combustão ao atingir 350ºC de calor. Já a manta não obteve resultado, pois impedia a passagem do fluxo de ar, fazendo retornar a fumaça para o interior da churrasqueira.
Filtro 2 - Filtro de carvão ativado com película de feltro umedecida e ventilação forçada
Filtro permaneceu intacto, assim como o ventilador. O teste não obteve sucesso devido a não filtragem total da fumaça, em observação teve uma melhora de uns 5 a 10%.
Filtro 3 - Filtro modelo de chicane
Com o sistema de chicane houve uma baixa de temperatura entre o inicio e o final do circuito criado. O filtro não entrou em combustão. Sistema teve uma melhora de 10 a 20% na redução da fumaça.
3.3.3 Medição das Temperaturas interna e externa
As medidas das temperaturas internas junto ao primeiro espeto na parte superior foram verificadas usando um multímetro marca ICEL, modelo MD-1700 com um sensor termopar do tipo “K”, conforme ilustram as figuras 46 e 47.
Figura 46 - Fotografia do protótipo posição termopar
Fonte: (Próprio autor)
Figura 47 - Fotografia do protótipo temperatura atingida
3.3.4 Estimativa de Custo
Tabela 2 – Custo do material para fabricação churrasqueira
DESCRIÇÃO VALOR
Corte laser e dobra R$260,50
Vidro temperado R$25,00 3 espetos inox R$30,00 Galvanização porta R$2,00 2 puxador R$7,00 2 trinco R$4,00 La de rocha R$20,0 TOTAL R$348,50
3.3.5 Medição e caracterização do protótipo
Tabela 3 – Resultados das medições
PARÂMETRO VALOR MEDIDO OBSERVAÇÕES
Quantidade de carvão 700g Depende muito da qualidade do carvão
Quantidade de carne Máximo 4Kg Dependendo do corte
Tempo de braseiro 30 a 50min Tempo com temperatura ideal
Tempo de assado 10 a 15min 15 a 20min 20 a 25min Linguicinha Carne alcatra Carne costela Emissão de fumaça Filtro1
Emissão de fumaça Filtro2 Emissão de fumaça Filtro3
Com fumaça Com fumaça Com fumaça
Odor Com cheiro de fumaça
Temperatura interna 444ºC Usando um multímetro
Temperatura externa 40°C Usando um multímetro
Design Nota 7
3.4 Soluções proposta para o problema de fumaça
O precipitador eletrostático e um dos dispositivos mais comuns para controle de material particulado. Comercialmente e utilizado por quase um século para controlar as emissões de cinzas de caldeiras, incineradores e muitos processos industriais, como por exemplo, fabricação de cal, cimento, papel e processamento e produção de ácidos. Possui vantagens quando comparado com outros equipamentos da mesma categoria, pois opera a elevadas temperaturas, atinge alta eficiência de coleta das partículas possui baixa perda de carga e baixo custo de manutenção (KIM et al., 2001; PARKER, 2003 apud MEIRA, 2005).
O principio de operação de um precipitador eletrostático consiste no fornecimento de carga elétrica a partícula, que ocorre através de ionização do gás pelo efeito corona, e então as partículas cause a coleta das mesmas sobre uma placa aterrada, onde perdem suas cargas e a camada de pó formada e removida do sistema para posterior descarte.
A taxa de migração das partículas carregadas para os eletrodos de coleta e função do seu tamanho, da magnitude da carga na partícula, da intensidade do campo elétrico e do fluxo gasoso (DULLIEN, 1989 apud MEIRA, 2005).
Há basicamente dois tipos de precipitadores eletrostáticos encontrados na pratica: o simples estagio, onde o processo de carregamento e a migração das partículas para a placa coletora ocorrem em uma única etapa, e o duplo estágio, onde as partículas são carregadas na primeira seção e removidas na seção seguinte, conforme ilustra a figura 48.
Figura 48 - Tipos de precipitadores: (a) simples estagio; (b) duplo estagio.
Fonte: (PARKER, 1997 apud MEIRA, 2005).
O precipitador de estagio simples apresenta a vantagem de minimizar a ressuspensão de partículas já coletadas (MIZUNO, 2000 apud MEIRA, 2005) e o duplo estagio um maior tempo de carregamento da partícula e menor propensão ao fenômeno corona reversa (FALAGUASTA, 2005 apud MEIRA, 2005). A configuração de duplo estágio e utilizada em aplicações de pequena escala, como tecnologia de salas limpas (PARKER, 1997 apud MEIRA, 2005).
Em precipitações eletrostáticas de simples estagio existem duas principais configurações: placa-fio e tubo-fio, apresentados na figura 49.
Figura 49 - Modelos de precipitadores eletrostático: (a) Tubo-fio; (b) Placa-fio.
Fonte: (PARKER, 1997 apud MEIRA, 2005)
Em precipitadores eletrostáticos do tipo tubo-fio o eletrodo de descarga e o tubo são orientados ao longo do eixo gravitacional, na maioria das atuais aplicações, as placas de coleta são limpas através de um filme liquido aplicado na superfície do tubo.
Em precipitadores do tipo placa-fio uma fila de fios de descarga, orientados ao longo do eixo gravitacional, são posicionadas entre placas de coleta formando um duto. As partículas são depositadas nas placas coletoras devido às forças, elétrica em reservatórios para descarte.
Figura 50- Imagem ilustrativa esquema precipitador tubo-fio
4. CONCLUSÃO
Neste trabalho apresentou-se o desenvolvimento de uma churrasqueira portátil com um sistema de filtro para a fumaça e o odor gerado pelo acendimento do carvão.
Na pesquisa bibliográfica verificou-se que não existe sistema de filtros para fumaça, e sim sistemas de lavadores de gás e precipitadores eletrostáticos. Nos teste realizados notou-se uma alta temperatura gerada internamente pela fonte de calor combinado com o enclausuramento. Diante deste fato, nota-se a necessidade de resfriar a fumaça para ter eficiência para o modelo de filtro 3 (sistema de chicane).
Como continuidade futura do presente trabalho, sugere-se: - Desenvolver um sistema de precipitador eletrostático;
- Verificar no mercado uma forma de acender o carvão com o máximo de queima do oxigênio;
5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALBUQUERQUE, C. C. M. Churrasqueira Náutica - Náuttika. 2005. TCC (Curso Desing) - UTP - Universidade Tuiuti do Paraná, Curitiba, 2005.
AQUASN. Atman Refil para Filtro Externo HF-0300. Disponivel em:
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