Tehnologia de Obtinere a Sucului de Afine. Proiectarea Unei Sectii de Prelucrare a Afinelor cu Capacitatea de 10000 Kg (sarja)

Diverse2

Tehnologia de Obtinere a Sucului de Afine. Proiectarea Unei Sectii de Prelucrare a Afinelor cu Capacitatea de 10000 Kg (sarja)

Byadmin ianuarie 1, 2024

CUPRINS

MEMORIU JUSTIFICATIV

CAPITOLUL I. TEHNOLOGIA FABRICAȚIEI sUCULUI DE AFINE

I. 1. SUCURILE DE FRUCTE

I. 2. SUCUL DE AFINE

I. 2. 1. Importanță și domenii de utilizare

I. 2. 2. Caracterizare fizico-chimică

I. 2. 3. Condiții de calitate, depozitare, transport

I. 3. VARIANTE TEHNOLOGICE DE OBȚINERE A PRODUSULUI FINIT

CAPITOLUL II. ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

II. 1. SUCUL DE AFINE

II. 2. AFINELE – MATERIE PRIMĂ

II. 3.ENZIMELE PECTOLITICE- MATERIE AUXILIARĂ

II. 4. PROCESE TEHNOLOGICE COMPONENTE

II. 4. 1. Descrierea schemei tehnologice

II. 4. 2. Bilanț de materiale

II. 4. 3. Bilanț termic

II. 5. UTILAJELE INSTALAȚIEI PENTRU REALIZAREA TEHNOLOGIEI

II. 5. 1. Descrierea și regimul de funcționare a utilajelor

II. 5. 2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor

II. 5. 2. 1. Dimensionarea pasteurizatorului cu plăci

II. 5. 2. 2. Dimensionarea pompei centrifuge

II. 6. PROBLEME DE EXPLOATARE A INSTALAȚIEI

II. 6. 1. Utilități

II. 6. 2. Amplasarea și montajul utilajelor. Operarea instalației

II. 6. 3. Probleme de control, reglare și automatizare

II. 6. 4. Norme de securitatea muncii, igienă, prevenirea accidentelor și incendiilor

II. 7. DEȘEURI, SUBPRODUSE, EMISII DE NOXE

II. 7. 1. Deșeuri

II. 7. 2. Subproduse

II. 7. 2. 1. Pulpa de portocale .

II. 7. 2. 2. Produsele tulburi obținute din cojile de portocale

II. 7. 2. 3. Uleiurile esențiale

II. 7. 2. 4. Apa aromată

II. 7. 2. 5. Alcoolul din cojile de portocale

II. 7. 3. Emisii de noxe

CAPITOLUL III. ANALIZA TEHNICO-ECONOMICĂ

III. 1. DETERMINAREA CAPACITĂȚII DE PRODUCȚIE

III. 2. DETERMINAREA VALORII TERENULUI PE CARE SE CONSTRUIEȘTE SECȚIA

III. 3. ESTIMAREA VALORII INVESTIȚIEI INIȚIALE

III. 3. 1. Stabilirea valorii corpurilor de clădire

III. 3. 2. Stabilirea valorii utilajelor

III. 3. 3. Stabilirea valorii dotărilor de laborator

III. 3. 4. Stabilirea valorii mobilierului

III. 4. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE MATERII PRIME ȘI MATERIALE

III. 5. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE UTILITĂȚI

III. 6. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE FORȚĂ DE MUNCĂ

III. 7. ESTIMAREA COSTULUI TOTAL DE PRODUCȚIE

III. 8. ESTIMAREA PREȚULUI DE VANZARE ȘI A PROFITULUI NET

ANEXE .

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE

PIESE DESENATE .

1. SCHEMA BLOC A PROCESULUI TEHNOLOGIC

2. SCHEMA DE FLUX TEHNOLOGIC

3. SCHEMA UTILAJULUI PRINCIPAL

MEMORIU JUSTIFICATIV

Sucul de fructe este o băutură răcoritoare nealcoolică ce se obține prin presarea, zdrobirea sau mărunțirea fructelor. Acesta este recunoscut pentru conținutul bogat în zaharuri care sunt ușor de asimilat, vitamine, compuși bioactivi, săruri minerale și acizi organici, dar și datorită proprietăților organoleptice și curative pe care le deține .

Sucul de afine este o sursă importantă de antioxidanți, minerale, vitamine și fibre solubile și insolubile. Acesta poate fi utilizat pentru prevenirea și tratarea anumitor boli, în cosmetică- pentru a menține culoarea și strălucirea părului și în industria alimentară.

Această lucrare îsi propune proiectarea unei secții de obținere a sucului de afine, cu o capacitate de prelucrare de 10000 kg afine/ șarjă și este structurată pe trei mari capitole: tehnologia fabricației sucului, elemente de inginerie tehnologică și analiza tehnico economică.

În primul capitol este redată o scurtă caracterizare a importanței sucului de afine, caracterizarea fizico chmică și tehnologică, precum și prezentarea variantelor tehnologice de obținere a produsului finit.

În al doilea capitol este prezentată varianta tehnologică aleasă, se descrie materia primă și materialele auxiliare necesare, bilanțul de materiale, bilanțul termic, utilajele folosite și dimensionarea acestora.

Capitolul al treilea are drept scop determinarea prețului de vănzare al produsului finit și a profitului net.

Lucrarea conține și piese desenate: schema bloc a procesului tehnologic, schema fluxului tehnologic și schema utilajului principal.

CAPITOLUL I.

TEHNOLOGIA FABRICAȚIEI SUCULUI DE AFINE

I. 1. SUCURILE DE FRUCTE

Sucul de fructe este o băutură răcoritoare nealcoolică ce se obține prin presarea, zdrobirea sau mărunțirea fructelor. Acesta este recunoscut pentru conținutul bogat în zaharuri care sunt ușor de asimilat, vitamine, compuși bioactivi, săruri minerale și acizi organici, dar și datorită proprietăților organoleptice și curative pe care le deține .

Sucurile se pot clasifica după mai multe criterii:

în funcție de aspect:

sucuri limpezi;

sucuri opalescente;

sucuri cu pulpă de fructe.

în funcție de aromă:

sucuri cu arome specifice de fructe;

sucuri cu aromă specifică unui fruct;

sucuri cu aroma unor amestecuri de fructe.

în funcție de gust:

sucuri îndulcite cu zaharuri naturale;

sucuri sucuri îndulcite cu îndulcitori sintetici;

sucuri acrite prin acidifiere cu acid citric, tartric, lactic sau fosforic.

în funcție de conținutul de suc natural:

suc 100% natural care se obține din suc concentrat;

suc care conține mai puțin de 100% suc natural.

în funcție de materiile prime folosite:

monocomponente- constituite dintr-un singur fruct;

cupajate- din două sau mai multe tipuri de fructe.

în funcție de procedeul de obținere:

suc limpede,cu suspensii sau cu maximum 12% pulpă;

suc concentrat, obținut prin eliminarea a 50% din volumul inițial de apă;

suc deshidratat, obținut prin eliminarea apei în totalitate;

suc gazeificat(carbonatat),saturat cu dioxid de carbon;

suc vitaminizat;

nectar [1].

I. 2. SUCUL DE AFINE

Sucul de afine a fost descoperit de amerindieni care l-au utilizat pentru a-și vopsi hainele, iar mai apoi l-au folosit pentru tratarea tusei, a durerilor de cap și pentru a preveni scorbutul (datorită conținutului de vitamina C).

Sucul de afine este o sursă importantă de antioxidanți, minerale, vitamine și fibre solubile și insolubile. Acesta poate fi utilizat pentru prevenirea și tratarea anumitor boli, în cosmetică- pentru a menține culoarea și strălucirea părului și în industria alimentară [2].

I. 2. 1. Importanță și domenii de utilizare

În secolul al XII-lea, în cartea Sfintei Hildegard din Bingen se precizează pentru prima dată despre faptul că sucul de afine poate fi folosit pentru a induce menstruația, urmând ca în secolul al XVI-lea, Hieronymus Bock să propună ca sucul de afine să fie folosit pentru tratarea calculilor vezicali, a bolilor respiratorii și a tulburărilor hepatice [3].

Consumul de suc de afine aduce multe beneficii organismului, printre care:

Îmbunătățirea sănătății digestive

Sucul de afine este util pentru a îmbunătăți sănătatea digestiei deoarece este o sursă bogată de tanin, care poate reduce inflamația tractului digestiv și reduce constipația și diareea. Taninul este o componentă biochimică a sucului de afine care distruge bacteria Helicobacter pylori și contribuie la reducerea ulcerelor pectice. Helicobacter pzlori a fost identificată ca fiind prima cauză a apariției ulcerelor pectice la adulți.

Menține sănătatea tractului urinar

Oamenii care consumă suc de afine prezintă îmbunătățirea sănătății urinare datorită unor substanțe numite proantociani, un nutrient comun regăsit în fructele de pădure. Acestea împiedică apariția anumitor tipuri de bacterii, inclusiv E-coli. De asemenea, sucul de afine este o sursă bogată de vitamina C, care poate ajuta în eliminarea infecțiilor tractului urinar.

O porție de 200 ml suc de afine conține 20% din recomandările zilnice de vitamina C.

Menține sănătatea ochilor

Retina este un loc unic în corpul nostru și este, de asemenea, un loc care este expus la un nivel mare de stres oxidativ. Sucul de afine conține fitonutrienți și antociani care protejează retina de daunele produse de oxigen și de cele produse de lumina soarelui.

Reduce riscul bolilor de inimă

Sucul de afine este eficient și pentru prevenirea bolilor de inimă. Pigmenții din suc sunt eficienți pentru a reduce nivelul tensiunii arteriale dacă este consumat cel puțin o dată pe săptămână [4].

I. 2. 2. Caracterizare fizico-chimică și tehnologică

Principalele caracteristici senzoriale ale sucului de afine sunt următoarele:

aspectul- sucul este un lichid limpede, fără sedimente sau impurități;

consistența – trebuie sa fie fluidă;

mirosul- sucul de afine are un miros plăcut, caracteristic fructelor, aromat și nu trebuie sa aibă miros de mucegai sau de fermentat;

gustul- este plăcut, dulce-acrișor, caracteristic fructelor din care este făcut, fără gust străin [5].

Caracteristicile fizico-chimice sunt sintetizate în Tabelul 1.

Tabelul 1. Caracteristicile fizico-chimice ale sucului de afine [6]

În procesul tehnologic de extracție de pe suprafața fructelor, microorganismele trec în suc. Stabilitatea biologică a sucurilor de fructe este influențată de:

intensitatea contaminării inițiale a sucurilor care se reflectă în cantitatea și natura microorganismelor prezente în suc după ambalare;

compoziția chimică a sucului, respectiv de conținutul în glucide, combinații asimilabile de azot, substanțe minerale, vitamine, valoare pH;

diferiți factori de producție pot cauza distrugerea sau îndepărtarea microorganismelor, ca de exemplu: pasteurizarea, sterilizarea, blanșarea, turnarea la cald, filtrarea;

temperatura de păstrare: în domeniul temperaturilor de refrigerare se reduce viteza de creștere și înmulțire a microorganismelor, prelungindu-se perioada de păstrare;

rezistența microorganismelor prezente în suc la aciditatea naturală,sensibilitatea la alți factori restrictivi.

Alterările microbiene ale sucurilor de fructe

Se datorează acțiunii unui număr mare de factori din exterior precum și a unor specii de drojdii, mucegaiuri și bacterii.

Drojdiile produc alterări în proporție de 90% și se dezvoltă până la valori de pH=2,5 cu o creștere încetinită de la valori de pH < 3.

Sub acțiunea drojdiilor se produc următoarele modificări:

creșterea de celule conduce la apariția tulburelii, a sedimentului, formarea de flocoane sau voal;

fermentația alcoolică a glucidelor cu degajare de CO2, cu mărirea presiunii în recipient, cu bombaj sau spargerea recipientului, formarea de spumă, scurgeri prin neetanșeități;

modificarea calităților senzoriale prin înrăutățirea gustului prin formarea de: acizi volatili, diacetil, esteri și destabilizare datorată reacțiilor enzimatice.

Mucegaiurile produc mucegăirea dacă există goluri de aer și este produsă de specii ale genurilor Phyalophora, Byssochlamis, Penicillium, Aspergillus. Mucegaiuri ale genului Penicillium descompun acidul citric și acidul ascorbic și formează alți acizi ca de exemplu acid oxalic, acid gluconic cu modificarea de gust, cu imprimarea unui miros specific de mucegai. Mucegaiurile pot forma o peliculă la suprafața sucurilor și pot elibera substanțe colorate sau să degradeze pigmenții naturali ai sucului.

Bacteriile care produc alterări fac parte din genurile Lactobacillus și Leuconostoc. În sucurile de citrice bacteriile lactice încep să fie inhibate la pH 4. Bacteriile lactice ale genului Lactobacillus transformă acidul malic în acid lactic și CO2 dând tulburare, modificări de gust (borșit) și bombaj [7].

I. 2. 3. Condiții de calitate, depozitare, transport

Calitatea sucului de afine este determinată de calitatea materiei prime, și anume de afine.

Condițiile din timpul anului pot influența recolta de afine atât din punct de vedere cantitativ precum și din punct de vedere calitativ, deoarece nu există an în care semnele climatice să fie la fel, calitate care este greu de controlat pe parcursul întregului an.

Temperaturile mari și precipitațiile au efecte benefice asupra calități în perioada de coacere a afinelor, dar calitatea acestora poate scade datorită secetelor îndelungate cu călduri excesive. Calitatea sucului de afine reprezintă însușirea de bază prin care aceasta se ridică la nivelul pretențiilor consumatorilor.

Cerințele de calitate pe care trebuie sa le respecte sucul de afine sunt următoarele:

să fie produs pe baza rețetelor;

Să fie conservat prin sterilizare;

Să nu se utilizeze fructe stricate sau mucegăite;

Fructele să nu ia contact cu metalul;

Să se evite tratamentul îndelungat la temperaturi mari;

Să se respecte condițiile de igienă [8].

Defectele care pot apare la sucul de afine sunt reprezentate în Tabelul 2.

Tabelul 2. Defectele sucului de afine [9]

Transportul produselor alimentare presupune respectarea anumitor condiții, cele mai importante fiind:

folosirea unor mijloace de transport specifice produsului;

asigurarea curățeniei în încăperile de depozitare ale autovehiculului prin spălare și dezinfecție;

încărcarea și descărcarea mijloacelor de transport trebuie efectuată de către personal echipat cu haine de protecție pentru a nu contamina marfa.

Transportul sucului se face cu vehicule curate, acoperite, pentru a menține calitatea produsului și pentru a proteja produsul împotriva soarelui sau înghețului [10].

Depozitarea reprezintă un ansamblu de activități realizate în scopul de a amplasa mărfurile într-un spațiu fix sau mobil. Funcțiile pe care le trebuie să le dețină un depozit sunt următoarele:

concentrarea mărfurilor într-o cantitate mare pentru a putea fi supuse operațiilor de sortare și expediție;

asigurarea condițiilor de menținere a integrității prodeselor;

livrarea și expedierea mărfurilor către cumpărător.

Sucul de afine se depozitează în spații curate, uscate, la o temperatură de 4-20 ºC și umiditate de 75%.

I. 2. 3. Variante tehnologice de obținere a produsului finit

Sucul de afine se poate obține prin 2 metode și anume: presare și centrifugare.

Presarea

Este cea mai utilizată tehnică pentru a obține suc. Aceasta este determinată de suculența afinelor, presiune, materialele auxiliare utilizate și de tratamentele la care a fost supus produsul înainte de presare.

Presarea se face cu ajutorul preselor hidraulice, iar randamentul este determinat de gradul de mărunțire al fructelor.

Avantajul folosirii acestei metode este acela că fructele care au fost zdrobite se pot presa fie la rece (imediat după zdrobire), fie la cald (după ce au fost încălzite la 65ºC, timp de 10-20 minute).

Centrifugarea

Este o metodă prin care sucul se obține rapid, dar dezavantajul este productivitatea mică.

Datorită faptului că în urma presării fructelor rezultă un suc care are vâscozitate ridicată și cantități mari de particule în suspensie, se recurge la limpezirea sucului.

Aceasta poate fi clasificată în:

Autolimpezire- sucul se limpezește după un anumit timp.

Limpezire enzimatică- se realizează cu ajutorul unor preparate enzimatice care au drept

scop reducerea vâscozității și realizarea sedimentării. Această metodă se utilizează în cazul sucului de afine, coacăze sau mere.

Limpezire prin cleire cu ajutorul soluțiilor de tanin sau gelatină sau cu argile (bentonita).

Limpezire prin centrifugare- se separă impuritățile, suspensiile și microorganismele, dar

nu se reduce vâscozitatea.

Filtrarea este o operație necesară pentru asigurarea stabilității și transparenței sucului. Aceasta se realizează cu ajutorul pânzelor, celulozei, azbestului sau a filtrelor, la temperatura camerei sau la 50-60 ºC[11].

CAPITOLUL II.

ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

II. 1. SUCUL DE AFINE

II. 2. AFINELE- MATERIE PRIMĂ

Afinul este un arbust care crește până la 20-30 cm înălțime, are frunzele de 1-3 cm lungime, iar florile au culoare mov deschis și au forma unui clopoțel. Fructele au culoare albastră închis, formă rotundă, cu diametrul de 6-10 mm, iar boabele sunt rotunde,ușor turtite.

Despre beneficiile afinelor s-a menționat pentru prima dată în anul 1100. Datorită proprietăților sale benefice,sunt utilizate pentru scăderea glicemiei și a tensiunii arteriale,ca diuretic,în problemele digestive precum și în cele oftalmologice. Utilizarea acestora pentru efectele sale benefice asupra ochilor a fost răspândită pe teritoriul Italiei, iar conform legendei, în timpul celui de-al doilea război mondial era consumat în mod regulat de piloții flotei aeriene britanice, mai ales înaintea raidurilor nocturne.

Doza minimă pentru a obține beneficii de pe urma administrării acestor fructe este de 150 grame pe zi. Aceasta este porția zilnică minimă recomandată de nutriționiști pentru a avea efectele dorite, de prevenire a bolilor.

Afinele conțin un număr mare de substanțe biologic-active, printre care antocianide, pectine,flavonoide,taninuri,dar și acizi vegetali și zahăr invertit.

Antocianidele accelerează sinteza rodopsinei și împiedică descompunerea acesteia, stimulează microcirculația retiniană și menține sănătatea ochiului.Rodopsina este un pigment purpuriu care se găsește în retina vizuală și care se descompune sub acțiunea luminii, dar se reface continuu după fiecare clipire sau închidere a ochiului. Cu cât concentrația rodopsinei este mai mare, cu atât este mai bună vederea pe întuneric. Antocianidele sunt cunoscute ca antioxidanți puternici, care protejează celulele împotriva acțiunii nocive a radicalilor liberi.

Taninurile din afine acționează ca antiinflamatoare locale și au ca rol protecția pereților intestinali [12].

Tabelul 3. Compoziția chimică a afinelor [13]

Tabelul 4. Conținutul în substanțe minerale al afinelor [13]

Tabelul 5. Conținutul de vitamine al afinelor [13]

II. 3. ENZIMELE PECTOLITICE- MATERIE AUXILIARĂ

Enzimele sunt biocatalizatorii lumii vii. Acestea se găsesc în alimentele care nu sunt procesate termic (laptele de vacă crud, gălbenuș de ou, sucuri de fructe și legume,cireșe, afine,morcovi,ceapă,carne,pește) și acționează asupra unui anumit component din alimente.

Pentru fabricarea sucului de afine sunt utilizate enzimele pectolitice, având ca scop limpezirea acestuia.

Avantajele folosirii enzimelor la fabricarea sucului sunt:

nu poluează mediul;

sunt active la temperaturi scăzute, pH neutru și presiune normală.

Dezavantajul folosirii acestora este că sunt distruse la temperaturi mai mari de 40 ºC și la schimbări de pH.

Sucul de fructe obținut prin mărunțirea și presarea fructelor este tulbure, tulbureala fiind dată de particulele solide în suspensie. Acestea provin din membranele celulare ale fructului și sunt formate,în cea mai mare parte,din celuloză și hemiceluloze. În afară de substanțele solide, la tulbureală mai contribuie și substanțele pectice și substanțele proteice.

Timpul de limpezire este variabil și depinde de specia,soiul și gradul de maturare al fructului din care provine sucul. Limpezirea se datorează degradării substanțelor pectice de către enzimele pectolitice existente în fruct și care au trecut în suc în urma presării. Dintre cele două enzime pectolitice, aceea care se găsește în cea mai mare proporție în suc este pectaza.

Temperatura sucului la adăugarea preparatului enzimatic este bine să fie de 40 – 45 ºC, iar pentru oprirea activității enzimatice se încălzește sucul la 65 – 70 ºC. Limpezirea durează 3 –6 ore. Dacă se tratează un suc de fructe cu un preparat care conține numai pectinază, iar sucul de fructe conține suficientă pectază, atunci limpezirea este bună. În caz contrar nu vom avea o limpezire completă într-un timp scurt.Dacă preparatul enzimatic cuprinde numai pectază, se va produce o limpezire a sucului de fructe prin depunerea pectinei sub formă de precipitat, dar se va forma un sediment bogat și afânat. Enzimele pectolitice – pectaza și pectinaza – rămân în suc și după filtrare; aceasta este încă o garanție că sucul nu se va tulbura în timpul păstrării căci, chiar dacă la filtrare au mai rămas substanțe pectice incomplet degradate, ele sunt degradate în timpul conservării[14].

II. 4. PROCESE TEHNOLOGICE COMPONENTE

II. 4. 1. Descrierea schemei tehnologice

1.Recepția materiilor prime

Se realizează o recepție calitativă și o recepție cantitativă a fructelor. Durata de păstrare maximă pe rampă a afinelor este de 24 ore.

Recepția calitativă a fructelor urmărește verificarea:

gradului de prospețime;

stării igienico-sanitare;

gradului de maturitate;

proprietăților organoleptice (aspect exterior, consistența, forma, mărimea, culoarea, gustul, aroma).

Recepția cantitativă se efectuează bucată cu bucată, prin măsurare, numărare sau cântărire, în funcție de specificul mărfii [15].

2.Sortarea

Este operația care cuprinde îndepărtarea fructelor vătămate și a celor imature sau trecute de maturitatea de consum. Fructele imature dau un randament scăzut la presare și un suc greu de limpezit,iar fructele ajunse la stadiul de post-maturitate sunt afânate, greu de presat și dau sucuri tulburi.

Se desfășoară în trei etape: presortare, sortare calitativă și sortare cantitativă.

Presortarea se face cu scopul de a elimina produsele necorespunzătoare și a corpurilor străine pentru a se evita contaminarea produselor sănătoase, infectarea apei de spălare și a utilajelor.

Sortarea calitativă presupune separarea produselor pe clase de calitate în funcție de gradul de maturitate, starea de sănătate, formă.

Sortarea cantitativă reprezintă separarea produselor după mărime, greutate, lungime, lățime, grosime sau formă. Această operație poartă denumirea de calibrare [8].

3.Spălarea

Aceasta se execută cu scopul de a elimina impuritățile existente, de a reduce într-o măsură cât mai mare reziduul de pesticide și microflora epifită. S-a demonstrat că o bună spălare are o eficacitate asemănătoare cu tratarea termică la 100 ºC, timp de 2 – 3 minute [16].

4.Presarea

Poate avea loc la rece imediat după ce au rezultat afinele zdrobite în operația anterioară și se execută în general în prese cu pachete sau hidraulice la o presiune de 25 – 30 Kgf / cm2 suprafață de presare.

Principalii factori care determină procesul de presare al unui produs pot fi împărțite în două grupe:

factorii care caracterizează proprietățile fizico – mecanice ale produsului:

modul de presare ce depinde de felul produsului, structura lui;

coeficientul de presiune laterală, care este raportul între împingerea elastică orizontală și presiunea verticală activă;

umiditatea, temperatura și compoziția granulometrică a produsului.

factorii de presiune

presiunea specifică de presare;

frecarea produsului de agregatele de presare;

regimul de presare.

Randamentul presării

Pentru obținerea unui randament mai bun la presare se practică, când s-a ajuns cu presarea la presiunea maximă, decomprimarea, prin slăbirea presării, și apoi se reia presarea.

Se consideră că presarea s-a terminat când nu se mai scurge must din presă. Randamentul este de 75% și variază atât în funcție de puterea de presare aplicată cât și de specia de fructe și starea de maturitate.

Procese ce au loc în timpul presării

Presarea este un proces în timpul căruia au loc o serie de procese mecanice, chimice și microbiologice.

În urma proceselor mecanice are loc o dezintegrare a celulelor ce constă în separarea fluidului (sucului) în vederea valorificării sub acțiunea unor forțe. Sub acțiunea comprimării, sistemul capilar elimină faza lichidă până în momentul când capilarele ajung la dimensiuni ce nu permit separarea în continuare de lichid.

Dintre procesele chimice care influențează negativ calitatea aromelor, culorii sucului rezultat în urma presării cele mai importante sunt cele de oxidare. Oxidarea sucurilor are loc pe cale enzimatică și neenzimatică.

Oxidarea enzimatică se datorează enzimelor naturale din fructe care ajung și în sucuri. Acestea oxidează taninul, polifenolii din care ajung să fie transformați în substanțe de culoare brună, nedorită. Prin procesele de oxidare se distrug multe din substanțele care cuprind aroma și fructuozitatea specifică a sucurilor.

Oxidările neenzimatice ce au loc în sucuri și care, de asemenea produc modificări ale culorii se datorează unor reacții de oxidare accelerate de prezența sărurilor de fier și cupru. Aceste săruri pot ajunge în sucuri în urma contactului sucului cu obiecte și utilaje confecționate din Fe, Cu pe care acizii din suc le atacă ușor.

Modificările culorii sucurilor mai are loc și în urma reacției dintre zaharuri și substanțele proteice, substanțe care se află în mod natural în sucuri. În zdrobitura de fructe, microorganismele găsesc toate condițiile pentru dezvoltarea și înmulțirea lor. În acest fel ele aduc modificări produsele transformându-le din suc în cidru, oțet și în final în produse improprii pentru consum.

În condițiile obișnuite de lucru sucurile ajung să conțină un număr suficient de mare de microorganisme din aer, de pe utilaje, care să le fermenteze. În cele mai multe cazuri fermentația este alcoolică, datorită degajărilor de CO2 din suc, cu formare de spumă, acesta fermentează și astfel se obține cidru [9].

5.Limpezirea

Sucurile obținute prin presare sunt foarte opalescente, uneori chiar tulburi. Separarea particulelor solide de lichid se realizează în urma tratamentului enzimatic.

Limpezirea enzimantică se bazează pe hidroliza substanțelor pectice, ceea ce micșorează vâscozitatea sucurilor și ușurează filtrarea. Tratamentul enzimatic constă în adăugarea de preparate enzimatice sau sub 2 ore la 50°C, temperatură ce nu trebuie depășită. Controlul operației se face prin verificarea vâscozității sucului.

6.Filtrarea

Filtrarea este operația de separare a sistemelor eterogene fluid – solid în fazele componente cu ajutorul unui strat filtrant cu structură poroasă, prin care poate trece numai faza fluidă. Operația de filtrare este influențată de o serie de factori ca: natura, forma și dimensiunile particulelor, concentrația, cantitatea suspensiei și temperatura. Creșterea temperaturii de filtrare influențează favorabil filtrarea, fie prin micșorarea vâscozității, fie prin modificarea granulometriei.

Filtrarea sucului limpezit se poate executa în filtre– presă.

7.Pasteurizarea

Prin pasteurizare se urmărește ca în final sucurile închise în recipiente să fie lipsite de microorganisme în stare vitală.

Procesarea termică a sucurilor ambalate în recipiente se poate face prin încălzirea directă cu abur saturat, cu apă caldă, cu aer cald în convenție forțată. În acest caz caz se utilizează încălzirea cu abur saturat.

Factorii influențează procesul de pasteurizare

Numărul de microorganisme – când acest număr este mare datorită folosirii unor fructe alterate, a unor utilaje necurățate, prelucrării în neigienice corespunzătoare, trebuie prelungită durata de pasteurizare.

Rezistența la căldură a microorganismelor – în sucuri microoganismele se pot afla în diferite stadii de dezvoltare. Atunci când se află în formă vegetativă, microorganismele se inactivează mai ușor la temperaturi sub 100°C, iar când se află și sub formă de spori, aceștia fiind mai rezistenți, este nevoie de temperaturi mai mari pentru inactivare..

Aciditatea mediului – la aceeași temperatură și durată de pasteurizare sunt inactivate mai ușor microorganismele care se află într-un mediu acid (în cazul sucurilor).Cu cât crește conținutul în aciditate se poate reduce temperatura și durata de pasteurizare. Conținutul în aciditate al sucurilor este important în alegerea tratamentului pentru pasteurizare.

Viteza de pătrundere a căldurii până la centrul buteliilor de sticlă cu suc este influențată de grosimea pereților, de mărimea buteliei, de consistența și temperatura inițială a sucului.

La încălzirea sucurilor mai este necesar să se urmărească ca operația să decurgă repede. În timpul încălzirii când se pornește de la temperatura de 20 – 24 ºC cât poate avea sucul inițial, pentru a se ajunge la temperatura finală, în jur de 80 ºC , se trece prin intervalul de 35 – 55 ºC, zonă în care enzimele oxidante sunt foarte active. Printr-o încălzire lentă în această zonă se permite enzimelor să oxideze mult sucul, dar trecând repede în acest interval se ajunge la 55ºC, temperatură la care enzimele sunt inactivate [17].

9.Îmbutelierea

Îmbutelierea reprezintă un ansamblu de operații și anume: spălarea sticlelor, dozarea sucului, ambalarea și etichetarea.

Spălarea sticlelor are o importanță deosebită în asigurarea unor produse de calitatea superioară, operația urmărind ca sticla să fie perfect curată, transparentă și strălucitoare.

Calitatea spălării depinde de natura și concentrația soluțiilor, de temperatura fiecărui lichid și de durata de menținere în mașină a temperaturii ridicată.

Dozarea are drept scop umplerea recipientelor utilizate pentru ambalare. Dozarea sucului se realizează la mașina de dozare la volum constant.

Îmbutelierea asigură realizarea condițiilor care vor permite păstrarea pe o durată de timp îndelungată. Închiderea va asigura imposibilitatea pătrunderii aerului și a altor impurități precum și a diverselor organisme care pot deteriora calitativ sucurile (fermentația alcoolică, oțetirea).O dată cu alegerea buteliilor și modului de închidere se va urmări să se respecte condițiile de calitate pe care acestea trebuie să le îndeplinească, precum și modul lor de folosire. Printr-o îmbuteliere bine efectuată se reduce spargerea sticlelor și alterarea produselor în timpul păstrării.

Ambalarea este o metodă de asigurare a protecției temporare a produsului pe parcursul manipulării, transportului, depozitării, vânzării. Funcțiile pe care le îndeplinește un ambalaj sunt:

protejarea produsului de factorii care pot duce la pierderi cantitative și calitative;

păstrarea proprietăților organoleptice ale produsului;

asigurarea unei reprezentări clare și sugestive a conținutului;

indicarea prețului, a cantității de produs și a termenului de valabilitate.

Eticheta trebuie să conțină numele producătorului, denumirea produsului, ingredientele în ordinea ponderii în produs, cantitatea de produs, data fabricației, termenul de valabilitate, modul de utilizare a produsului și valoarea nutritivă a acestuia.

II. 4. 2. Bilanț de materiale

În cadrul secției de obținere a sucului limpede de afine s-au procesat 10000 kg/șarjă. În vederea realizării calcului de bilanț de materiale s-au adoptat următoarele notații:

A afine, kg;

ACI afine categorii inferioare, kg/șarjă;

ApSP apă pentru spălarea afinelor, kg/șarjă;

ApSPuz apă de spălare afine uzată, kg/șarjă;

AR afine recepționate, kg/șarjă;

AS afine sortate, kg/ șarjă;

ASP afine spălate, kg/șarjă;

B borhot de afine, kg/șarjă;

EP enzime pectolitice, kg/șarjă;

m debit masic, kg/șarjă

PP pierderi aferente procesului de presare a afinelor, kg/șarjă;

PR pierderi în cadrul recepției calitative și cantitative, kg/șarjă;

PS pierderi aferente procesului de sortare, kg/șarjă;

R retentat filtrare, kg/șarjă;

SBA suc brut de afine, kg/șarjă;

SFA suc filtrat de afine, kg/șarjă;

SIA suc îmbuteliat de afine, kg/șarjă;

SLA suc limpede de afine, kg/șarjă;

SPA suc pasteurizat de afine, kg/șarjă.

Recepție calitativă și cantitativă a afinelor

Ecuația de bilanț de materiale: (1)

Tabelul 6. Recepția calitativă și cantitativă a afinelor

1Procesul de recepție calitativă și cantitativă a afinelor se realizează în sezonul de recoltare a fructelor respectiv lunile iulie, august și septembrie, de două ori pe săptămână în zilele de luni și joi și durează aproximativ 60 minute.

2Pierderile aferente procesului de recepție se consideră a fi de 100 kg/șarjă și sunt constituite din fructele rămase în lădițele de transport, fructele zdrobite etc.

Sortarea afinelor

Ecuația de bilanț de materiale: (2)

Tabelul 7. Sortarea afinelor

1Procesul de sortare a afinelor are drept scop îndepărtarea afinelor de calitate inferioară care reprezintă 25% din totalul de fructe recepționate.

2Sortarea se realizează cu ajutorul mașinii de sortat Aslan, model LMFJ- 4 cu o capacitate de prelucrare de 10000 kg/h și durează aproximativ 59 minute.

Spălarea afinelor

Ecuația de bilanț de materiale: (3)

Tabelul 8. Spălarea afinelor

1Procesul de spălare a afinelor are drept scop îndepărtarea impurităților de pe suprafața fructelor. Impuritățile sunt reprezentate preponderent de praf și sunt neglijabile din punct de vedere cantitativ.

2Pentru spălarea fructelor se utilizează apă de spălare. Raportul apă : fructe este de 0,3. Apa rămasă pe suprafața fructelor după spălare este de aproximativ 0,03 kg pentru fiecare kg de fructe.

3Spălarea se realizează cu ajutorul unei mașini de spălat cu dușuri GY- 4000 cu o capacitate de prelucrare de 7000 kg/h și durează aproximativ 65 minute.

Presarea afinelor

Ecuația de bilanț de materiale: (4)

Tabelul 9. Presarea afinelor

1Procesul de presare a afinelor are drept scop recuperarea sucului din fructe. Acesta reprezintă aproximativ 75% din cantitatea de fructe prelucrate. În urma presării rezultă de asemenea și borhotul de afine care reprezintă aproximativ 25% din cantitatea de fructe procesate.

2Presarea se realizează cu ajutorul unei prese cu pachete fabricată de Voran cu o capacitate de prelucrare de 1200 kg/h și durează aproximativ 45 minute.

Limpezirea sucului brut de afine

Ecuația de bilanț de materiale: (5)

Tabelul 10. Limpezirea sucului brut de afine

1Procesul de limpezire a sucului brut de afine se realizează cu ajutorul enzimelor pectolitice care sunt adăugate în proporție de 0,03% față de cantitatea de suc brut.

2Limpezirea se realizează într-un limpezitor, model AC 1000 fabricat de Flottweg cu o capacitate de 5000 kg/h și durează aproximativ 65 minute.

Filtrarea sucului de afine

Ecuația de bilanț de materiale: (6)

Tabelul 11. Filtrarea sucului de afine

1Procesul de filtrare a sucului de afine are drept scop îndepărtarea pulpei de afine care reprezintă 20% din cantitatea de suc prelucrată.

2Filtrarea se realizează într-un filtru cu plăci și rame, produs de TM Inox cu o capacitate de 5000 kg/h și durează aproximativ 67 minute.

Pasteurizarea sucului de afine

Ecuația de bilanț de materiale: (7)

Tabelul 12. Pasteurizarea sucului de afine

1Procesul de pasteurizare a sucului de afine are drept scop inactivarea formelor vegetative ale microorganismelor existente în suc și se desfășoară cu pierderi nesemnificative.

2Pasteurizarea se realizează într-un pasteurizator cu plăci AISI 316 cu o capacitate de 5000 kg/h și durează aproximativ 53 minute.

Îmbutelierea sucului de afine

Ecuația de bilanț de materiale: (8)

Tabelul 13. Îmbutelierea sucului de afine

1Procesul de îmbuteliere a sucului de afine se desfășoară fără pierderi notabile.

2Îmbutelierea se realizează într-o instalație de îmbuteliere produsă de Lantec cu o capacitate de 3000 kg/h și durează aproximativ 89 minute.

Consum specific

Csp = Csp = 2,239 kg/kg unde: (9)

Csp consum specific, kg/kg;

Cc cantitatea de afine utilizată pentru fabricarea sucului de afine, kg;

Cscc cantitatea de suc obținută, kg.

Randament

η = 100 η = = 44,66 % (10)

Bilanț global de materiale

Tabelul 14. Bilanț global de materiale

II. 4. 3. Bilanț termic

În cadrul secției de fabricare a sucului de afine se prelucrează o cantitate de 10000 kg afine din care se obțin 4466,164 kg, adică 1,24 kg/s suc de afine.

Pentru întocmirea bilanțului termic s-au utilizat notațiile prezentate mai jos:

Q1 flux termic la intrarea în prima zonă de răcire, J/s;

Q2 flux termic la ieșirea din prima zonă de răcire, J/s;

Q3 flux termic al apei la intrarea în a doua zonă de răcire, J/s;

Q4 flux termic al apei la ieșire din a doua zonă de răcire, J/s;

QAC1 flux termic al apei calde la intrare în prima zonă de încălzire, J/s;

QAC2 flux termic al apei calde la ieșire din prima zonă de încălzire, J/s;

QS1 flux termic al sucului intrat la preîncălzire, J/s;

QS2 flux termic al sucului preîncălzit, J/s;

QS3 flux termic al sucului ieșit de la prima încălzire, J/s;

QS4 flux termic al sucului ieșit de la a doua încălzire, J/s;

QS5 flux termic al sucului ieșit de la prima răcire, J/s;

QS6 flux termic al sucului ieșit de la a doua răcire, J/s;

QSM flux termic al sucului în zona de menținere, J/s;

QSR1 flux termic al sucului răcit ieșit de la preîncălzire, J/s;

Bilanț termic pentru preîncălzire

În zona de preîncălzire, sucul de afine cu temperatura de 4°C este încălzit până la 30°C cu ajutorul sucului care circulă în sens contrar pe partea opusă a plăcilor și se răcește de la 80°C până la 50°C.

Pentru determinarea debitului de suc menținut necesar se utilizează relația de mai jos:

(11)

Tabelul 15. Preîncălzirea sucului de afine

1Capacitățile termice masice ale sucului la intrare și ieșire din zona de preîncălzire au fost determinate prin calcule preliminare de interpolare și extrapolare pe baza datelor disponibile în Anexele 1 și 2.

Bilanț termic pentru prima zonă de încălzire

În prima zonă de încălzire, sucul de afine cu temperatura de 30°C este încălzit până la 50°C cu ajutorul apei calde care circulă în sens contrar pe partea opusă a plăcilor și se răcește de la 95°C până la 75°C.

Pentru determinarea debitului de apă caldă necesar se utilizează relația de mai jos:

(12)

Tabelul 16. Prima zonă de încălzire a sucului de afine

1Capacitățile termice masice ale sucului la intrare și ieșire din prima zonă de încălzire au fost determinate prin calcule preliminare de interpolare și extrapolare pe baza datelor disponibile în Anexele 1 și 2.

Bilanț termic pentru a doua zonă de încălzire

În a doua zonă de încălzire, sucul de afine cu temperatura de 50°C este încălzit până la 80°C cu ajutorul apei calde care circulă în sens contrar pe partea opusă a plăcilor și se răcește de la 95°C până la 75°C.

Pentru determinarea debitului de apă rece necesar se utilizează relația de mai jos:

(13)

Tabelul 17. A doua zonă de încălzire a sucului de afine

1Capacitățile termice masice ale sucului la intrare și ieșire din a doua zonă de încălzire au fost determinate prin calcule preliminare de interpolare și extrapolare pe baza datelor disponibile în Anexele 1 și 2.

Bilanț termic pentru prima zonă de răcire

În prima zonă de răcire, sucul de afine cu temperatura de 80°C este răcit până la 50°C cu ajutorul sucului care circulă în sens contrar pe partea opusă a plăcilor și se încălzește de la 4°C până la 30°C.

Pentru determinarea debitului de apă rece necesar se utilizează relația de mai jos:

(14)

Tabelul 18. Prima zonă de răcire a sucului de afine

1Capacitățile termice masice ale sucului la intrare și ieșire din prima zonă de răcire au fost determinate prin calcule preliminare de interpolare și extrapolare pe baza datelor disponibile în Anexele 1 și 2.

Bilanț termic pentru a doua zonă de răcire

În a doua zonă de răcire, sucul de afine cu temperatura de 50°C este răcit până la 4°C cu ajutorul apei reci care circulă în sens contrar pe partea opusă a plăcilor și se încălzește de la 15°C până la 25°C.

Pentru determinarea debitului de apă caldă necesar se utilizează relația de mai jos:

(15)

Tabelul 19. A doua zonă de răcire a sucului de afine

1Capacitățile termice masice ale sucului la intrare și ieșire din prima zonă de răcire au fost determinate prin calcule preliminare de interpolare și extrapolare pe baza datelor disponibile în Anexele 1 și 2.

II. 5. UTILAJELE INSTALAȚIEI PENTRU REALIZAREA TEHNOLOGIEI

II. 5. 1. Descrierea și regimul de funcționare al utilajelor

1. Cântar industrial cu platformă

Cântarul se folosește pentru recepția cantitativă a afinelor. Acesta are cinci taste funcționale protejate cu membrană de silicon, afișaj electronic cu șase cifre. Dimensiunea platformei este de 1 m × 1,25 m. Capacitatea cântarului este de 1500 kg.

Cântarul este produs de Robomat S.R.L [18].

Figura 1. Cântarul electronic Robomat ELP [18]

2. Mașina de sortat Aslan, model LMFJ- 4, poate sorta 10 tone de fructe pe oră [19].

Detalii tehnice:

Figura 2. Mașina de sortat[19]

3. Mașina de spălat cu dușuri GY- 4000 este folosită pentru spălarea fructelor cu textură moale, care nu necesită o spălare intensă, aceasta realizându-se numai prin stropire.

puterea de alimentare este 220 V;

puterea : 2,7 kW;

greutatea mașinii: 450 kg;

dimensiuni: 4-0,9-1,6 m;

capacitatea de spălare : 7000 kg/ h [20].

Figura 3. Mașina de spălat cu dușuri [20]

4. Presa cu pachete

Pentru presarea fructelor se utilizează presa continuă cu pachete fabricată de firma Voran, care permite automatizarea procesului și necesită un număr mic de lucrători.

Această presă este caracterizată prin faptul că materialul care urmează a fi presat este așezat în straturi și este presat sub acțiunea unei presiuni mari. Capacitatea de presare este de 10000 kg/h, iar acționarea se face de către un motor trifazic de 1,5 kW [21].

Figura 4. Presa cu pachete [21]

5. Electropompa Euro 40 cu auto amorsare și un rotor de cauciuc este potrivită pentru limpezirea lichidelor în care se găsesc particule în suspensie.
Electropompa are două sensuri de rotație care permit trecerea lichidelor în ambele direcții doar prin acționarea unui comutator.

Capacitatea de limpezire este de 10 t/h [22].

Figura 5. Electropompă [22]

6. Limpezitorul Flottweg AC 1000 se folosește cu scopul de a separa faza solidă de mediul lichid. Capacitatea maximă de limpezire este de 5000 t/h [23].

Figura 6. Limpezitor Flottweg AC 1000 [23]

7. Filtrul presă cu plăci și rame

Un filtru de calitate trebuie să fie confecționat dintr-un material care să nu fie atacat de acizi și care să funcționeze fără aer.

Figura 7. Filtru presă cu plăci și rame [24]

1-cadru pe care se situează plăcile filtrante; 2- dispozitiv de strângere pentru etanșeitate; 3-racord de alimentare; 4- pompă de alimentare a sucului; 5- racord de evacuare a sucului filtrat; 6- electromotor.

Are în componență plăci de filtrare care au orificiul de alimentare în unul din colțurile superioare. Între plăci se pun rame speciale sub forma unui cadru, care are în unul din colțurile superioare un canal de alimentare ce comunică cu interiorul ramei. Plăcile și ramele se așează alternativ, iar între ele se întind pânze filtrante prevăzute cu orificii în dreptul racordului de alimentare și evacuare. Pentru filtrarea sucului se folosește filtrul cu plăci și rame produs de TM Inox, care are o capacitate de filtrare de 5000 L/h [24].

8. Pasteurizator cu plăci

Pentru pasteurizarea produselor sunt folosite schimbătoarele de căldură cu plăci.

Schimbătorul este format dintr-un pachet de plăci metalice ondulate (1), susținute pe un profil circular inferior și ghidate pe un profil identic, superior (2), strânse între două plăci de capăt, una este fixă (3) și alta mobilă (4), cu ajutorul mai multor șuruburi (5). Utilajul se sprijină pe postament cu ajutorul picioarelor (6) și (7). Fiecare placă are ondulații sub formă de canale (8) sau proeminente (9), care permit fluidului să circule de la canalul de alimentare (10) spre cel de evacuare (11) pe un traseu foarte lung. Celălalt agent circulă de la canalul de alimentare (13) prin canalul spiralat, spre canalul de evacuare (14).

Pe fiecare placă sunt 4 orificii, care, prin strângerea plăcilor, formează 4 canale, două pentru agentul termic și două pentru produs, așezate pe diagonală [25].

Figura 8. Schimbător de căldură cu plăci [25]

Caracteristicile tehnice ale pasteurizatorului cu plăci AISI 316 sunt redate în tabelul următor:

Tabelul 20. Caracteristicile tehnice ale schimbătorului cu plăci

9. Instalația de îmbuteliat sucul de afine produsă de Lantec, modelul Combi este semiautomată și este confecționată din oțel inoxidabil. Capacitatea de îmbuteliere este de aproximativ 3000 L/h [21].

Figura 9. Instalație de îmbuteliat [21]

II. 5. 2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor

II. 5. 2. 1. Dimensionarea pasteurizatorului cu plăci

Pasteurizatorul cu plăci este utilizat pentru tratarea termică a sucului cu scopul distrugerii microorganismelor conținute. Acesta este constituit din șase zone:

zona de preîncălzire în care sucul de afine ajunge de la temperatura de 4°C la temperatura de 30°C;

zona I de încălzire în cadrul căreia sucul se încălzește până la 50°C;

zona a II-a de încălzire în care sucul atinge temperatura de 80°C;

zona de menținere care are drept scop menținerea sucului la temperatura de pasteurizare pentru o perioadă scurtă de timp;

zona I de răcire în cadrul căreia sucul se răcește de la 80°C până la 50°C;

zona a II-a de răcire unde are loc răcirea sucului până la 4°C.

În zona de preîncălzire sucul introdus în instalația de pasteurizare este încălzit prin intermediul căldurii cedate de sucul care circulă în sens contrat încălzindu-l astfel până la temperatura de 30°C. În celelalte două zone de încălzire, sucul este încălzit cu ajutorul apei calde care intră în instalație cu o temperatură de 95°C și părăsește aparatul cu o temperatură de 75°C. În prima zonă de răcire, sucul este răcit până la 50°C cu ajutorul sucului care intră în instalație cu o temperatură de 4°C ieșind cu o temperatură de 30°C. În a doua zonă de răcire sucul se răcește până la 4°C cu ajutorul apei reci la temperatura de 15°C ieșind la 25°C.

Figura 10. Pasteurizator cu plăci [26]

Pasteurizatorul este constituit din plăci cu următoarele caracteristici:

Tabel 21. Caracteristici tehnice ale schimbătorului de căldură cu plăci Alfa-Laval P-12 [27]

Pentru calculul de dimensionare s-au utilizat notațiile și relațiile de calcul prezentate în cele ce urmează.

a, b, c constante

A aria de transfer termic, m2

A0 aria secțiunii de curgere, m2

AI-V ariile de transfer termic aferente primelor cinci zone ale pasteurizatorului

α coeficient parțial de transfer termic, W/(m2.K)

αFC coeficientul parțial de transfer termic aferent fluidului cald

αFR coeficientul parțial de transfer termic aferent fluidului rece

α1-10 coeficienții parțiali de transfer termic aferenți sucului și apei calde în diferitele

zone ale pasteurizatorului

cp capacitatea termică masică a fluidelor, J/(kg.K)

cp1-10 capacitățile termice masice ale sucului și ale apei calde la temperaturile medii

atinse în diferitele zone ale pasteurizatorului

d diametrul țevii din care este construită serpentina de menținere a sucului, m

dech diametrul echivalent, m

δc dinstanța dintre plăci, m

δp grosimea unei plăci din schimbătorul de căldură, m

δpc grosimea plăcii de capăt, m

δpi grosimea plăcii intermediare, m

ΔTm diferența minimă de temperatură între fluide în diferitele zone ale

pasteurizatorului

ΔTM diferența maximă de temperatură între fluide în diferitele zone ale

pasteurizatorului

ΔTmed potențialul mediu al transferului termic, K

ΔTmed I-V potențialele medii de temperatură aferente celor cinci zone ale

pasteurizatorului

f aria suprafeței de transfer, m2

K coeficientul global de transfer termic, W/(m2.K)

KI-V coeficienții globali de transfer termic aferenți celor cinci zone ale

pasteurizatorului

L lungimea activă a schimbătorului de căldură cu plăci, m

LS lungimea serpentinei de menținere a sucului la temperatura de pasteurizare, m

λ conductivitatea termică a fluidelor, W/(m.K)

λp conductivitatea termică a plăcilor din schimbătorul de căldură

λ1-10 conductivitățile termice ale sucului și ale apei calde la temperaturile medii atinse în diferitele zone ale pasteurizatorului

m numărul de canale prin care circulă fluidele intrate în pasteurizator

mM debit masic, kg/s

mV debit volumic, m3/s

mMS, mMA debitul masic al sucului, respectiv al apei care circulă în pasteurizator

mFC, mFR numărul de canale prin care circulă fluidul cald, respectiv fluidul rece

m1-10 numărul de canale prin care circulă sucul și apa caldă în diferitele zone ale

pasteurizatorului

n numărul de plăci

nI-V numărul de plăci aferent fiecăreia din cele cinci zone ale pasteurizatorului

Nu criteriul de similitudine Nusselt

Nu1-10 criteriul de similitudine Nusselt pentru suc și apă caldă în diferitele zone ale

pasteurizatorului

μ vâscozitatea dinamică a fluidelor, Pa.s

μ1-10 vâscozitățile dinamice ale sucului și ale apei calde la temperaturile medii

atinse în diferitele zone ale pasteurizatorului

Pr criteriul de similitudine Prandtl

Prp criteriul de similitudine Prandtl pentru placă

Pr1-10 criteriul de similitudine Prandtl pentru suc și apă caldă în diferitele zone ale

pasteurizatorului

Q fluxul termic transferat, J/s

QI-V fluxurile termice transferate în cadrul celor cinci zone ale pasteurizatorului

Re criteriul de similitudine Reynolds

Re1-10 criteriul de similitudine Reynolds pentru suc și apă caldă în diferitele zone ale

pasteurizatorului

S secțiunea de curgere a serpentinei de menținere a sucului la temperatura de

pasteurizare, m2

ρ densitatea fluidelor, kg/m3

ρ1-10 densitățile sucului și ale apei calde la temperaturile medii atinse în diferitele

zone ale pasteurizatorului

τ timpul de menținere a sucului în serpentina de menținere la temperatura de

pasteurizare, s

v viteza de circulare a fluidelor, m/s

v1-10 viteza de circulare a sucului și a apei calde în diferitele zone ale

pasteurizatorului

w viteza de curgere a sucului pasteurizat în serptentina de menținere, m/s

z numărul de pachete

zI-V numărul de pachete aferent fiecăreia din cele cinci zone ale pasteurizatorului

Pentru realizarea dimensionării celor cinci zone ale schimbătorului de căldură se procedează conform algoritmului următor.

Din ecuația de continuitate a debitelor:

(15)

se determină numărul de canale pentru circulația fluidelor cald și rece:

(16)

și se recalculează viteza de circulare a fluidelor:

(17)

În continuare se determină valoarea criteriilor de similitudine Reynolds, Prandtl și Nusselt pentru fluidul cald și pentru fluidul rece folosind ecuațiile de mai jos:

(18) (19) (20)

cunoscând faptul că în ultima relație:

încălzire răcire

Cu ajutorul criteriului de similitudine Nusselt calculat pentru ambele fluide care intră în schimbătorul de căldură (fluidul cald și fluidul rece) se pot determina coeficienții parțiali de transfer termic aferenți:

(21)

Aceste calcule permit aflarea coeficientului global de transfer termic:

(22)

în determinarea căruia s-a ținut cont de faptul că plăcile utilizate în construcția schimbătorului de căldură prezintă următoarea conductivitate termică:

În continuare se procedează la calcularea potențialului mediu al transferului termic:

(23)

Pe baza bilanțului termic care a permis calcularea fluxului termic transferat în cadrul fiecărei zone a pasteurizatorului și cu ajutorul ecuației:

(24)

se determină aria de transfer termic pentru fiecare zonă în parte:

(25)

În cele din urmă, aplicând relațiile 40 și 41 se pot calcula numărul de plăci:

(26)

și numărul de pachete: (27)

Rezultatele obținute în urma utilizării algoritmului prezentat sunt redate în Tabelele 31, 32 și 33.

Tabel 22. Dimensionarea zonei de preîncălzire a pasteurizatorului cu plăci

1 Capacitățile termice masice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 1.

2 Densitățile și vâscozitățile dinamice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 3.

3 Conductivitățile termice ale sucului de afine la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 4.

Tabel 23. Dimensionarea primei zone de încălzire a pasteurizatorului cu plăci

1 Capacitățile termice masice ale sucului de afine la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 1.

2 Densitățile și vâscozitățile dinamice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 3.

3 Conductivitățile termice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 4.

Tabel 24. Dimensionarea celei de a doua zone de încălzire a pasteurizatorului cu plăci

1 Capacitățile termice masice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 1.

2 Densitatea, vâscozitatea dinamică, conductivitatea termică și capacitatea termică ale apei au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 2.

3 Densitățile și vâscozitățile dinamice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 3.

4 Conductivitățile termice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 4.

Tabel 25. Dimensionarea primei zone de răcire a pasteurizatorului cu plăci

1 Capacitățile termice masice ale sucului de afine la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 1.

2 Densitățile și vâscozitățile dinamice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 3.

3 Conductivitățile termice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 4.

Tabel 26. Dimensionarea celei de a doua zone de răcire a pasteurizatorului cu plăci

1 Capacitățile termice masice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 1.

2 Densitatea, vâscozitatea dinamică, conductivitatea termică și capacitatea termică ale apei au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 2.

3 Densitățile și vâscozitățile dinamice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 3.

4 Conductivitățile termice ale sucului la diferite temperaturi au fost determinate prin calcule de interpolare și extrapolare pe baza datelor prezentate în Anexa 4.

Se determină apoi lungimea activă a pasteurizatorului cu ajutorul ecuației:

(28)

În ceea ce privește zona de menținere a sucului la temperatura de pasteurizare propriu-zisă se consideră că aceasta este reprezentată de o țeavă cu un diametru interior de 0,03 m.

Pentru determinarea lungimii sale se utilizează relația:

(29)

Ținând cont că viteza cu care circulă sucul prin țeavă este determinată din ecuația de continuitate a debitului:

(30)

fiind egală cu 0,07 m/s și că durata de menținere este de 20 s rezultă că lungimea serpentinei este de 1,4 m.

II. 5. 2. 2. Dimensionarea pompei centrifuge

Pompa centrifugă aleasă pentru dimensionare este utilizată pentru transportul sucului de afine de la filtrare la pasteurizare.

Scopul acestei dimensionări este acela de a determina puterea instalată a pompei. Pentru realizarea calculelor necesare se consideră următoarele:

debitul pompei: 0,0044 m3/s;

viteza amestecului prin conductele de transport: 4 m/s;

densitatea sucului de afine: 1042,41 kg/m3;

conductele sunt confecționate din oțel inoxidabil fără coroziune semnificativă;

traseul de conducte este prevăzut cu: 4 coturi la 90° cu rază standard, un ventil complet deschis, o diafragmă cu diametrul orificiului egal cu jumătate din diametrul interior al conductei pe care este amplasată;

lungimea totală de conducte drepte este de 20 m;

randamentul total al pompei este de 80%;

nu există diferență de presiune între filtru și amestecător;

diferența pe verticală între cele două recipiente este de 10 m.

Relațiile de calcul utilizate precum și rezultatele obținute în urma aplicării acestora sunt prezentate în cele ce urmează.

Calculul puterii utile a pompei

unde: (31)

mv – debitul volumic al pompei, m3/s

ΔPT – diferența totală de presiune realizată de pompă, pentru vehicularea lichidului, Pa

η – randamentul total al instalației de pompare, %

Determinarea căderii totale de presiune

unde: (32)

ΔPG – căderea de presiune datorată ridicării lichidului pe verticală, Pa

ΔPD – căderea de presiune necesară pentru imprimarea vitezei lichidului, Pa

ΔPS – diferența de presiune dintre spațiul de aspirație și cel de refulare, Pa

ΔPF – pierderile de presiune prin frecare, Pa

Determinarea căderii de presiune datorate ridicării lichidului pe verticală

unde: (33)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1042,1 kg/m3

g – accelerația gravitațională, m/s2

g = 9,81 m/s2

HG – înălțimea la care este ridicat lichidul pe verticală, m

HG = 10 m

Determinarea căderii de presiune necesare pentru imprimarea vitezei lichidului

unde: (34)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1042,1 kg/m3

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 4 m/s

Determinarea diferenței de presiune dintre spațiul de aspirație și cel de refulare

unde: (35)

P2 – presiunea în spațiul de aspirație, Pa

P2 = 1,013.105 Pa

P1 – presiunea în spațiul de refulare, Pa

P1 = 1,013.105 Pa

Determinarea pierderilor de presiune prin frecare

unde: (36)

ΔPlin – pierderile de presiune prin frecare prin conducta dreaptă, Pa

ΔPrhl – pierderile de presiune prin rezistențe hidraulice locale, Pa

Determinarea pierderilor de presiune prin frecare prin conducta dreaptă

unde: (37)

λ – coeficient de frecare funcție de Reynolds și rugozitatea conductelor de transport

unde: (38)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1042,1 kg/m3

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 4 m/s

µ – viscozitatea lichidului transportat, Pa.s

µ = 0,05 Pa.s

Întrucât Re > 2300 regimul de curgere este turbulent iar coeficientul de frecare pentru curgerea prin țevi cu pereți rugoși se poate determina cu relația

(39)

L – lungimea totală de conductă dreaptă, m

L = 20 m

d – diametrul interior al conductelor de transport, m

unde: (40)

mv – debitul volumic al pompei, m3/s

mv = 0,00118 m3/s

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 4 m/s

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1042,1 kg/m3

Determinarea pierderilor de presiune prin rezistențe hidraulice locale

unde: (41)

Tabelul 27. ζ – coeficient de cădere de presiune prin rezistență locală []

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 4 m/s

Calculul puterii instalate a pompei

unde: (42)

β – factor de instalare

β = 1,5 – 1,2 pentru o putere necesară a pompei de 1 – 5 kW [39]

Nu – puterea necesară, kW

Nu = 1,264 kW

II. 6. PROBLEME DE EXPLOATARE A INSTALAȚIEI

II. 6. 1. Utilități

II. 6. 1. 1. Apa

Asigurarea unei ape de calitate corespunzătoare și în cantitate suficientă, reprezină un factor determinant în industria alimentară. Consumul de apă din industria alimentară variază în limite foarte largi în funcție de fiecare subramură, materiile prime prelucrate, produsele finite obținute, utilajele și instalațiile folosite.

În funcție de utilizare, apa necesară în industria alimentară poate fi:

apă potabilă;

apă industrială.

Apa potabilă se utilizează în următoarele scopuri:

tehnologic: fabricație, spălări de utilaje, ambalaje și materii prime;

menajere: grupuri sanitare, vestiare, apă de băut, spălătorii;

agent termic în cazul schimbului de căldură direct.

Apa industrială se utilizează în următoarele scopuri:

agent termic pentru schimbătoarele cu schimb indirect de căldură;

transport hidraulic, centrale termice.

În urma proceselor tehnologice din industria alimentară, rezultă apa reziduală, care prin epurări mecanice, chimice și biochimice, poate fi folosită ca apă industrială și apă degradată care nu mai poate fi folosită în procesele tehnologice principale sau auxiliare din industria alimentară.

Apa folosită în industria alimentară provine din surse naturale. Sursele de apă pot fi improprii pentru respectiva unitate sau de la rețeaua publică. Sursele proprii pot fi din apele de suprafață ( apă de izvor, de râuri, de fluvii) sau din surse de adâncime (puțuri freatice sau puțuri de mare adâncime). Cheltuielile de extracție a apei din puțurile de mare adâncime sunt mari, dar

debitul nu variază in timpul campaniilor cu consum mare de apă, nu îngheață, temperatura este constantă la 12- 14ºC, iar conținutul în săruri minerale este redus [28].

Tabelul 28. Caracteristicile chimice ale apei

Necesarul de apă pentru fabrica de obținere a sucului de afine este format din: necesarul de apă pentru procesul tehnologic, necesarul de apă pentru spălarea utilajelor, pentru spălarea pardoselii și necesarul de apă igienico- sanitar.

II. 6. 1. 2. Energia electrică

Energia electrică este cea mai utilizată formă de energie atât în procesul de producere a bunurilor materiale cât și la consumatorii casnici.

Avantajele utilizării acesteia sunt următoarele:

transportul ieftin la mari distanțe și cu pierderi mici, ceea ce face ca ea să poată fi produsă direct la sursa de energie primară;

distribuirea simplă la locurile de utilizare chiar dacă puterea consumatorilor diferă;

poate fi ușor transformată în alte forme de energie necesare consumatorilor – mecanică, chimică, termică, luminoasă, etc.

Necesarul de energie electrică este dat de consumul de energie al liniilor tehnologice și consumul de energie din iluminatul electric [29].

II. 6. 2. Probleme de control, reglare și automatizare

Sistemul HACCP (Hazard Analysis Critical Control Points) permite identificarea și analiza pericolelor care amenință securitatea unui produs alimentar și determinarea măsurilor preventive asociate necesare pentru ținerea sub control a acestor pericole cu scopul asigurării calității și securității produsului alimentar.

Cele partu funcții fundamentale ale metodei HACCP sunt:

analiza pericolelor;

identificarea punctelor critice;

supravegherea execuției;

verificarea eficacități sistemului.

Scopul principal este acela de a obține un produs finit de o calitate superioară.

Riscurile care pot apare în timpul procesului de fabricare a sucului de afine, limitele critice, măsurile de control și metodele de monitorizare sunt prezentate în tabelul de mai jos [30].

Tabelul 29. Riscuri care apar în procesul de fabricare a sucului de afine

II. 6. 3. Norme de securitate a muncii, igienă, prevenirea accidentelor și incendiilor

Protecția muncii reprezintă un ansamblu de acțiuni și măsuri necesare pentru eliminarea tuturor elementelor care pot apărea în procesul de muncă, capabile să provoace accidente sau îmbolnăviri.

Pentru manipularea utilajelor, aparatelor sau instalațiilor se folosesc doar muncitori calificați și instruiți. Afinele destinate alimentării utilajelor trebuie să fie controlate pentru a nu conține pietre, bucăți de fier sau alte corpuri străine care pot conduce la deteriorarea mașinilor.

Utilajele folosite vor fi montate și utilizate în conformitate cu instrucțiunile tehnice și specifice care asigură bună funcționare a utilajului, respectându-se următoarele reguli:

utilajele se vor monta în ordinea fluxului tehnologic pe postamente corespunzătoare care să asigure imobilitatea în timpul funcționării;

toate utilajele care sunt acționate electric vor fi legate la centura de împământare;

utilajele se pun în funcțiune numai după verificarea mecanică și electrică a acestora;

în timpul funcționării sunt interzise curățirea, repararea și ungerea utilajelor sau a instalațiilor.

Igiena încăperilor social-sanitare se referă la existența vestiarelor, a dușurilor și a grupurilor sanitare. Vestiarele vor fi separate pe sexe și dimensionate pe număr maxim de muncitori. Este interzisă amplasarea lor deasupra sălilor de fabricație.

Igiena personalului presupune executarea controlului medical la angajare și periodic, realizarea igienei individuale și a echipamentului sanitar de protecție. Se interzice accesul la lucru:

a purtătorilor de microbi patogeni;

a bolnavilor de tuberculoză;

a bolnavilor de boli contagioase.

Înainte de începerea lucrului trebuie să se respecte anumite reguli:

să se depună hainele de stradă la vestiare speciale;

să se spele pe mâini cu apă și săpun;

tăierea unghiilor și strângerea părului;

îmbrăcarea echipamentului de protecție sanitară care trebuie să fie curat.

Igienizarea spațiilor de producție și a instalațiilor destinate obținerii sucului

Spălarea și dezinfecția este o componentă esențială în procesul de producție. Curățirea poate și fizică(se îndepărtează impuritățile vizibile), chimică(se elimină impuritățile vizibile și reziduurilor microscopice) și microbiologică(se realizează prin dezinfecție).

Dezinfecția utilajelor și instalațiilor are drept scop distrugerea microorganismelor care au rămas pe suprafețele utilajelor după spălare. Ciclul de curățire presupune următoarele etape:

îndepărtarea produselor reziduale;

clătirea preliminară cu apă;

spălarea cu detergenți;

clătire cu apă curată;

dezinfecție prin încălzire sau antiseptice;

clătirea finală.

Spălarea și dezinfectarea sălilor de producție

Pardoselile și pereții se pot spăla manual sau cu soluții speciale. Spălarea se poate realiza folosind perii sau utilaje complexe acționate pneumatic sau hidraulic. Acestea se aleg în funcție de condițiile de amplasare a utilajelor și instalațiilor, de mărimea spațiilor și a coridoarelor de trecere și de temperaturile din secțiile de fabricație. Periile se folosesc pentru spălarea porțiunilor greu accesibile. Pentru spălarea pardoselilor se pot utiliza și dispozitive cu răzuitoare din cauciuc. Pentru spălarea suprafețelor mari se pot utiliza mașinile mobile prevăzute cu perii cilindrice acționate de un motor electric. Apa sau soluția de spălare, cu concentrația și temperatura corespunzătoare, sunt pulverizate în fața periei cilindrice, realizând înmuierea stratului de împurități [31].

II. 7. DEȘEURI, SUBPRODUSE, EMISII DE NOXE

II. 7. 1. DEȘEURI

II. 7. 1. 1. Epurarea apelor reziduale

Apele uzate sunt apele care au fost folosite pentru necesitățile casnice sau industriale și care, datorită impurităților adăugate, și-au schimbat compoziția chimică și proprietățile fizice.

Epurarea apelr reziduale se realizează în stații speciale în care apele de canalizare sunt supuse proceselor tehnologice de epurare,care le modifică proprietățile asfel încât să îndeplinească condițiile prevăzute de legislația în vigoare.

Stațiile de epurare sunt clasificate în două categorii:

stații de epurare orășenești;

stații de epurare industriale.

II. 7. 1. 2. Borhotul de afine

În urma operației de presare a afinelor, principalul deșeu obținut este borhotul, reprezentând aproximativ 25 % din totalul materiei prime folosite. Borhotul de afine poate fi valorificat prin:

folosirea în scopuri furajere;

obținerea pectinei;

obținerea colotanților naturali.

Folosirea în scopuri furajere a borhotului rezultat de la fabricarea sucului constituie mijlocul cel mai simplu de valorificare, fiind aplicată pe scară mare în majoritatea țărilor producătoare de sucuri. Ca furaj, borhotul poate fi folosit în stare proaspătă, dar, de cele mai multe ori, acesta

este uscat în uscătoare cu tambur rotativ cu încălzire directă și apoi măcinat în mori cu ciocane.

Cel mai valoros constituient al borhotului este pectina, care se găsește în afine în proporție de aproximativ 1 % și se regăsește aproape în totalitate în borhot.

Substanțele pectice sunt hidrați de carbon mixti care se găsesc în fructele, rădăcinile și tulpinile plantelor și care au însușirea de a se îmbiba cu cantități mari de apă, dând geluri transparente.

Extragerea pectinei din borhotul de afine se desfășoară în 2 etape: transformarea protopectinei insolubile din țesutul celular în pectină solubilă și trecerea în soluție a pectinei solubile. Transformarea protopectinei în pectină solubilă se realizează prin hidroliză în mediu acid, la cald. În măsura în care se desfășoară procesul, mediul acid și temperatura acționează, însă, și asupra pectinei rezultate, transformând-o concomitent în produși mai simpli care pierd însușirea de gelificare, lucru nedorit și care trebuie evitat [32].

II. 7. 1. 3. Oțetul de afine

Pentru fabricarea oțetului de afine pot fi utilizate toate deșeurile de fabricație (borhot, fructele căzute de la sortare, deșeurile de la curățirea manuală sau mecanică a fructelor, burba de la limpezirea sucurilor, fructele uscate infestate cu insecte, apele dulci de la spălarea utilajului, compoturile fermentate, etc.) care au un conținut de minim 8 % zahăr.

Procesul tehnologic de fabricare a oțetului din deșeuri cuprinde următoarele faze:

extragerea zahărului;

pasteurizarea mustului rezultat;

fermentarea alcoolică a mustului cu ajutorul drojdiilor selecționate;

pasteurizarea mustului fermentat;

fermentarea acetică;

maturarea oțetului;

filtrarea;

cupajarea;

ambalarea în sticle;

pasteurizarea [33].

II. 7. 1. 4. Uleiul de afine se obține din semințele afinelor prin distilare.

Distilarea este o metodă simplă și economică de extragere a uleiurilor esențiale care presupune folosirea unui dispozitiv de distilare cu aburi, care funcționează astfel : plantele se fierb sau se trec prin aburi și datorită căldurii se eliberează molecule de uleiuri esențiale care sunt purtate printr-un tub și recoltate într-un vas de răcire unde se lichefiaza. Lichidul rezultat conține ulei și apă și prin separare se obțin uleiul esențial și apa de parfum [34].

CAPITOLUL III.

ANALIZA TEHNICO-ECONOMICĂ

Realizarea analizei tehnico-economice are drept scop determinarea prețului unității de produs pentru comercializare și necesită calcularea diferitelor costuri aferente procesului de producție. Aceste costuri sunt prezentate detaliat în cele ce urmează.

III. 1. DETERMINAREA CAPACITĂȚII DE PRODUCȚIE

În cadrul secției de fabricare a sucului de afine se prelucrează zilnic 10000 kg afine. Numărul de zile lucrate anual este de 80 în care, conform bilanțului de materiale, se obțin 357293,1 kg suc de afine.

III. 2. DETERMINAREA VALORII TERENULUI PE CARE SE CONSTRUIEȘTE SECȚIA

În vederea construirii secției de obținere a sucului de afine prezentate în această lucrare se va utiliza un teren extravilan concesionat de către primărie pe o perioadă de 50 de ani cu posibilitatea de prelungire pentru încă 25 de ani. Redevența pentru acest teren, stabilită prin licitație publică, va fi considerată de 5 lei/m2/an.

III. 3. ESTIMAREA VALORII INVESTIȚIEI INIȚIALE

III. 3. 1. Stabilirea valorii corpurilor de clădire

Secția de producție va fi construită în regim de înălțime parter și va cuprinde următoarele încăperi:

filtru pentru angajați constituit din:

2 vestiare intrare fabrică,

2 săli de toaletă prevăzute cu duș,

2 vestiare intrare zonă de producție;

sală de mese cu o capacitate de 25 de persoane;

hală de producție organizată sub formă de U constituită din:

zonă de recepție și depozitare (după caz) materii prime dispusă în partea opusă față de depozitul de produs finit și prevăzută cu un depozit frigorific,

zonă de sortare-spălare,

zonă de presare – limpezire suc de afine,

zonă de pasteurizare (include încălzire, pasteurizare propriu-zisă și răcire),

zonă de ambalare,

depozit pentru produsul finit,

zonă de expediție prevăzută cu oficiu,

laborator dotat cu aparatura necesară realizării analizelor calitative primare pentru recepția afinelor,

atelier mecanic,

birou șef secție;

sediu administrativ constituit din:

birouri pentru personalul de conducere,

sală de protocol,

toalete.

Secția și sediul administrativ sunt construite pe regim de înălțime parter (8 m). Clădirile sunt racordate la rețeaua de alimentare cu energie electrică 220 Vși 380 V și au rețele proprii de apă și canalizare și de încălzire.

Determinarea suprafețelor de depozitare a materiilor prime și a produsului finit

Spațiile de depozitare vor fi dimensionate astfel încât să asigure stocarea afinelor- materie primă pentru o perioadă de 5 zile.

Pe lângă materia primă necesară producției de suc mai sunt achiziționate și depozitate (pentru o perioadă de 10 zile) și materiale și produse pentru curățenie și igienizare.

Produsul finit se va depozita în fabrică pe o perioadă de maximum 25 zile.

Suprafețele construite aferente spațiului de producție și sediului administrativ sunt prezentate în tabelul următor.

Tabelul 30. Suprafețele construite

Dacă se ține cont de faptul că un metru pătrat de suprafață construită are un cost, de aproximativ, 950 lei rezultă că valoarea clădirii va fi de 1378450 lei.

Se ia în considerare un termen de amortizare a cheltuielilor implicate de construirea clădirii de 20 ani. Prin urmare cota de amortizare anuală va fi de 68922,5 lei iar cea lunară de 5743,542 lei.

La acest cost se adaugă redevența anuală de 8160 lei (680 lei lunar) pentru terenul concesionat.

III. 3. 2. Stabilirea valorii utilajelor

Pentru buna desfășurare a activității de producție este necesară achiziționarea utilajelor aferente procesului de obținere a sucului de afine.

Acestea se împart în două categorii: utilaje care au nevoie de montaj specializat și utilaje care nu necesită montaj. Prețurile lor sunt prezentate în Tabelul 31 și Tabelul 32.

Tabelul 31. Determinarea valorii utilajelor care necesită montaj (VUM)

Tabelul 32. Determinarea valorii utilajelor care nu necesită montaj (VU)

În urma calculelor estimative realizate se obține o valoare totală a utilajelor achiziționate (VUM + VU) de 1088027,5 lei. Se consideră că aceste costuri vor fi amortizate pe parcursul a 15 ani. Prin urmare cota de amortizare anuală va fi de 72535,16 lei, iar cea lunară de 6044,59 lei.

III. 3. 3. Stabilirea valorii dotărilor de laborator

Tabelul 33. Determinarea valorii dotărilor de laborator (VL)

Se consideră că valoarea dotărilor de laborator se amortizează în primul an de producție. Cota de amortizare lunară va fi în acest caz de 10085,41 lei.

III. 3. 4. Stabilirea valorii mobilierului

Tabelul 34. Valoarea mobilierului (VM)

Se consideră că valoarea mobilierului se amortizează în primul an de producție. Cota de amortizare lunară va fi în acest caz de 4519,125 lei.

Calculele realizate permit determinarea fondului inițial de investiții. Acesta este prezentat în tabelul următor.

Tabelul 35. Fond de investiții

Reținând că nu toate costurile trebuie suportate imediat, valorile aferente corpurilor de clădire și utilajelor putând fi amortizate în termen de 20 respectiv 15 ani, rezultă un fond de investiții pentru primul an de funcționare de 412323,5 lei.

III. 4. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE MATERII PRIME ȘI MATERIALE

Tabelul 36. Materii și materiale pentru fabricarea unei șarje de suc de afine (VMPAM)

Conform procesului tehnologic se obțin pe șarjă câte 4500 de sticle de 1 L de suc de afine costurile materiei prime și al materialelor fiind estimate la 16039,8 lei, iar costurile materiilor prime și al materialelor pentru producția totală în 80 zile ajungând la 1283184 lei.

III. 5. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE UTILITĂȚI

Tabelul 37. Utilități necesare pentru fabricarea unei șarje de suc de afine

1Consumul specfic de energie electrică include consumurile specifice pentru funcționarea utilajelor și a instalațiilor de climatizare din sălile de depozitare și pentru iluminarea interioară și exterioară.

2 Consumul specfic de apă rece include atât consumurile specifice pentru funcționarea și igienizarea utilajelor cât și pe cele pentru igienizarea spațiilor de producție și pentru consum uman.

3 Consumul specfic de gaz metan este dat de necesitatea încălzirii spațiilor de producție (acolo unde acest lucru este posibil), birourilor, sălii de mese, vestiarelor etc.

III. 6. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE FORȚĂ DE MUNCĂ

Tabelul 38. Costul necesarului de personal (FZ)

III. 7. ESTIMAREA COSTULUI TOTAL DE PRODUCȚIE

Tabelul 39. Calculul costului produsului finit (CTP)

III. 8. ESTIMAREA PREȚULUI DE VANZARE ȘI A PROFITULUI NET

Ținând cont de costurile determinate (458293,775 lei / lună; 1558607,3 lei / an) și de cantitatea de produs finit obținută (4500 sticle de 1 L suc de afine/ lună, iar pe an 360000 sticle de suc) se ajunge la concluzia că pentru fabricarea unei sticle de 1 L de suc de afine este necesară suma de 4,5 .

Dacă se percepe un adaos comercial de 25% și se adaugă TVA (24%) rezultă un preț de vânzare a sucului de 5,0 lei / kg.

În cazul în care doar 85% din cantitatea totală de suc de afine se vinde se poate determina profitul brut cu ajutorul relației:

unde: (43)

PB – profit brut, lei

85% – procentul vândut din cantitatea de suc de afine produs în cursul primului an

NS – numărul de sticle de suc de afine obținute anual

NS = 360000

PS – prețul unei sticle de suc, lei

PS = 6,5 lei

CTP – cost total producție, lei

CTP = 1558607,3 lei

Acesta se impozitează cu 16% conducând la un profit net de 361529,87 lei.

ANEXE

1. CAPACITATEA TERMICĂ MASICĂ A SOLUȚIILOR APOASE DE ZAHAROZĂ [27]

Formulă de calcul pentru determinarea capacității termice masice pentru soluțiile concentrate de zaharoză:

Observații

Întrucât datele în ceea ce privește caracteristicile termofizice ale sucului de afine sunt foarte puține și nu sunt disponibile la diferite temperaturi și concentrații s-a optat pentru utilizarea celor existente pentru soluții apoase de zaharoză.

Pentru determinarea capacității termice masice a sucului de afine, în cadrul prezentei lucrări, s-a utilizat formula de calcul redată mai sus.