Proiectarea Unei Sectii de Prelucrare a Fructelor de Catina cu Capacitatea de 20000 Kg (sarja)

CUPRINS

MEMORIU JUSTIFICATIV 1

CAPITOLUL I. TEHNOLOGIA FABRICAȚIEI siropului de cătină 3

I. 1. SIROPURILE DE FRUCTE 3

I. 2. SIROPUL DE CĂTINĂ 4

I. 2. 1. Importanță și domenii de utilizare 5

I. 2. 2. Caracterizare fizico-chimică 6

I. 2. 3. Condiții de calitate, depozitare, transport 9

I. 3. VARIANTE TEHNOLOGICE DE OBȚINERE A PRODUSULUI FINIT 9

CAPITOLUL II. ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ 11

II. 1. SIROPUL DE CĂTINĂ 11

II. 2. CĂTINA – MATERIE PRIMĂ 12

II. 3. PROCESE TEHNOLOGICE COMPONENTE 17

II. 3. 1. Descrierea schemei tehnologice 17

II. 3. 2. Bilanț de materiale 20

II. 3. 3. Bilanț termic 27

II. 4. UTILAJELE INSTALAȚIEI PENTRU REALIZAREA TEHNOLOGIEI 34

II. 4. 1. Descrierea și regimul de funcționare a utilajelor 34

II. 4. 2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor 38

II. 4. 2. 1. Dimensionarea amestecătorului cu manta 38

II. 4. 2. 2. Dimensionarea pompei centrifuge 45

II. 5. PROBLEME DE EXPLOATARE A INSTALAȚIEI 48

II. 5. 1. Utilități 48

II. 5. 2. Amplasarea și montajul utilajelor. Operarea instalației 50

II. 5. 3. Probleme de control, reglare și automatizare 52

II. 5. 4. Norme de securitatea muncii, igienă, prevenirea accidentelor și incendiilor 53

II. 6. DEȘEURI, SUBPRODUSE, EMISII DE NOXE 55

II. 6. 1. Deșeuri 55

II. 6. 2. Subproduse 56

II. 6. 2. 1. Pulpa de portocale 56

II. 6. 2. 2. Produsele tulburi obținute din cojile de portocale 57

II. 6. 2. 3. Uleiurile esențiale 58

II. 6. 2. 4. Apa aromată 58

II. 6. 2. 5. Alcoolul din cojile de portocale 59

II. 6. 3. Emisii de noxe 60

CAPITOLUL III. ANALIZA TEHNICO-ECONOMICĂ 62

III. 1. DETERMINAREA CAPACITĂȚII DE PRODUCȚIE 62

III. 2. DETERMINAREA VALORII TERENULUI PE CARE SE CONSTRUIEȘTE SECȚIA 62

III. 3. ESTIMAREA VALORII INVESTIȚIEI INIȚIALE 62

III. 3. 1. Stabilirea valorii corpurilor de clădire 62

III. 3. 2. Stabilirea valorii utilajelor 65

III. 3. 3. Stabilirea valorii dotărilor de laborator 66

III. 3. 4. Stabilirea valorii mobilierului 66

III. 4. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE MATERII PRIME ȘI MATERIALE 67

III. 5. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE UTILITĂȚI 68

III. 6. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE FORȚĂ DE MUNCĂ 68

III. 7. ESTIMAREA COSTULUI TOTAL DE PRODUCȚIE 69

III. 8. ESTIMAREA PREȚULUI DE VANZARE ȘI A PROFITULUI NET 69

ANEXE 70

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE 77

PIESE DESENATE 80

1. SCHEMA BLOC A PROCESULUI TEHNOLOGIC 81

2. SCHEMA DE FLUX TEHNOLOGIC 82

3. SCHEMA UTILAJULUI PRINCIPAL 83

MEMORIU JUSTIFICATIV

Siropurile din fructe sunt produse alimentare, lichid-vâscoase, foarte dulci, naturale, sintetice sau mixte, care se obțin prin concentrarea sucurilor acestora adăugând zahăr, miere de albine sau alți îndulcitori (aspartam, zahăr invertit, fructoză), acizi alimentari (acid citric, acid fosforic), arome, ambalate în butelii de sticlă, închise cu capsule metalice.

Siropul din fructe de cătină este unul din cele mai valoroase siropuri, fiind folosit atât

în scop terapeutic, pentru proprietățile vitaminizante și energizante, cât și ca băutură răcoritoare.

Siropul de cătină a fost primul sirop de fructe care a ajuns în spațiul cosmic, fiind oferit cosmonauților pentru a-și menține vigoarea și rezistența la stres.

Această lucrare îsi propune proiectarea unei secții de obținere a siropului de cătină, cu o capacitate de prelucrare de 20000 kg cătină/ 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 siropului de cătină, 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 SIROPULUI DE CĂTINĂ

I. 1. SIROPURILE DE FRUCTE

Siropurile din fructe sunt produse alimentare, lichid-vâscoase, foarte dulci, naturale, sintetice sau mixte, care se obțin prin concentrarea sucurilor acestora adăugând zahăr, miere sau alți îndulcitori (aspartam, zahăr invertit, fructoză), acizi alimentari (acid citric, acid fosforic), arome, ambalate în butelii de sticlă, închise cu capsule metalice. Toate fructele care prezintă aromă, gust plăcut, caracteristic, ce pot elibera suc sau esențe folosind o anumită metodă tehnologică, sunt apte pentru fabricarea siropurilor.

În funcție de diferite criterii, siropurile de fructe pot fi:

1. după tipul fructului:

siropuri de cătină, afine, anason, căpșuni, cireșe, vișine, lămâi, portocale, muguri de pin etc.;

2.după felul siropului:

sirop nectarizat, care conține pulpă de fructe;

sirop simplu, fără pulpă.

3.după metoda de preparare:

siropuri obținute din dizolvarea zahărului la rece sau la cald în apă, soluții medicamentoase, soluții extractive apoase sau alcoolice;

siropuri obținute prin amestecare simplă cu soluții medicamentoase aromatizate sau soluții extractive;

siropuri obținute prin dizolvarea în momentul utilizării a unor granule sau pulberi precondiționate.

4.după rolul lor:

siropuri aromatizante;

siropuri medicamentoase.

5.după acțiunea lor:

expectorante;

tonice;

codative [1].

Avantajele utilizării siropurilor sunt:

maschează gustul neplăcut al unor substanțe medicamentoase;

au valoare nutritivă mare;

permit conservarea în timp a substanțelor dizolvate datorită conținutului mare de zahăr.

I. 2. SIROPUL DE CĂTINĂ

Siropul de cătină este un produs obținut din suc de cătină la care se adaugă zahăr.

Siropul din fructe de cătină este unul din cele mai valoroase siropuri, fiind folosit atât în scop terapeutic, pentru proprietățile vitaminizante și energizante, cât și ca băutură răcoritoare.

Siropul de cătină a fost primul sirop de fructe care a ajuns în spațiul cosmic, fiind oferit cosmonauților pentru a-și menține vigoarea și rezistența la stres.

I. 2. 1. Importanță și domenii de utilizare

Pentru a-i asigura corpului aprovizionarea cu toate substanțele nutritive și active energizante necesare vieții,într-un raport corespunzător,omul ar trebui să aibă o alimentație variată. Astfel se poate preveni apariția unei carențe de substanțe esențiale.

Prin diminuarea muncii grele fizice,necesarul de energie al omului modern s-a redus substanțial. Necesarul de substanțe nutritive esențiale, a rămas însă același sau chiar a crescut din cauza deteriorării mediului înconjurător, a toxinelor plăcute, a medicamentelor și a stresului. Trebuie să căutăm așadar alimente mai sărace în energie și mai bogate în substanțe active. Fructele și băuturile fabricate din acestea, joacă un rol deosebit în acest sens. Ele conțin în special vitamine, minerale și microelemente într-un volum alimentar relativ mic și sunt mulțumită efectelor lor dietetice pozitive,niște alimente valoroase.

Siropurile de fructe se deosebesc de produsul natural neprelucrat prin lipsa fibrelor alimentare. Pereții celulari,cojile,semințele și substanțele impure,sunt îndepărtate în cadrul procesului de obținere a siropului. Dincolo de această lipsă,siropurile proaspete și crude conțin toate substanțele valoroase ale fructelor și împreună cu ele o mare ofertă de hrană, plăcere și sănătate [2].

Secretul cătinii constă în capacitatea sa de stimulare a imunității, fiind din acest punct de vedere principala sursă de vitamină A cât și a întregului complex de vitamine B, atât de importante în lupta cu cancerul.

Vitamina C din cătină, se transformă într-un acid reversor cu efect invers substanțelor cancerigene, ajutând la regenerarea enzimelor și a proceselor imunochimice din organism. 

Datorită conținutului bogat în vitamine liposolubile, cătina și produsele din cătină contribuie la creșterea rezistenței sistemului osos, sunt utilizate în cazuri de hipertiroidism, în reducerea riscului de infarct miocardic. 

Pe drept cuvânt, fructele proaspete și produsele din cătină pot fi considerate adevărate suplimente nutriționale, care conțin multivitamine, multiminerale și substanțe probiotice.

Acțiuni terapeutice:

antiscorbutică (scorbutul este o afecțiune întâlnită la cei cu o lipsă prelungită de vitamina C din alimentație, în special datorită dietei sărace în legume și fructe proaspete.

antiinflamatorie datorită triterpenelor;

antimicrobiană;

antialgică (de diminuare a durerii);

de regenerare a țesuturilor – prin vitamina E;

anticoagulantă;

antioxidantă și implicit antitumorală prin vitaminele C și E;

cicatrizantă și antiulceroasă prin uleiul gras;

antidepresivă datorită acțiunii acizilor grași omega 3 și omega 6;

protector și regenerant hepatic;

protector împotriva radiațiilor;

tonic general prin conținutul bogat de minerale și vitamine.

Siropurile de cătină pot servi în medicină ca adjuvant natural. Poate ajuta la tratarea multor boli.Siropurile proaspete sunt recomandate de către medici,de preferință,în cazul:

răcelilor febrile;

deficiențe de metabolism,cum ar fi supraponderabilitatea,gușa și reumatismul;

tensiune arterială ridicată;

deficiențe ale irigației sangvine;

boli ale rinchilor și boli vasculare;

îmbolnăviri ale ficatului și ale canalelor biliare;

stări de surmenaj [3].

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

O cantitate mare de substanțe nutritive și active cu o stabilitate bună, se regăsesc din fructele de cătină în siropul de cătină, dacă se folosește o tehnologie specială

Figura 1. Compoziția chimică a siropului de cătină [4]

Proprietățile organoleptice ale siropului de cătină, conform STAS 2095 – 84 sunt reprezentate în tabelul 1.

Tabelul 1.Proprietățile organoleptice ale siropului de cătină [5]

Proprietățile fizico-chimice ale siropului de cătină sunt reprezentate în tabelul 2.

Tabelul 2. Proprietățile fizico-chimice ale siropului de cătină [5]

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

Verificarea calității siropului de cătină se face prin verificări de lot și verificări periodice. La fiecare lot se verifică ambalarea și marcarea, proprietățile organoleptice, proprietățile fizico-chimice.

Verificarea ambalării și marcării se face prin control statistic conform stasurilor în vigoare; verificarea proprietăților organoleptice se face pe numărul de ambalaje de desfacere, luându-se la întâmplare din produsele ambalate și marcate. Produsele non-conforme sunt respinse.

Ambalajele cu sirop de cătină se depozitează în magazii răcoroase, curate, întunecoase, aerisite, ferite de îngheț și de soare, la o temperatură de 5 – 20ºC și umiditatea relativă a aerului de max. 75 %.

Transportul trebuie să se facă în vehicule curate și acoperite ferite de înghet. În timpul transportului și depozitării, ambalajele cu sirop de cătină trebuie să fie manipulate cu grijă pentru a evita deteriorarea lor.

Fiecare transport de sirop de cătină va fi însoțit de documentul de certificare a calității întocmit conform dispozițiilor legale în vigoare.

Termenul de garanție pentru siropul de cătină este de 12 luni. Acest termen se referă la produsul ambalat, depozitat și transportat în condițiile prevăzute în prezentul standard și în normele tehnice pentru depozitarea bunurilor alimentare și decurge de la data fabricației [1].

I. 3. VARIANTE TEHNOLOGICE DE OBȚINERE A PRODUSULUI FINIT

Siropul de cătină este un suc conservat cu ajutorul zahărului, care în final are un extract refractometric de minimum 45 %. Ca materie primă, se pot folosi atât fructele proaspete, cât și sucurile din fructe de cătină conservate cu SO2, acestea din urmă necesitând, în prealabil, desulfitarea.

Prepararea siropului de cătină se poate face folosind procedee la cald sau la rece.

Prepararea siropului la rece se face atunci când siropul se folosește în maximum 24 de ore de la preparare. Nu trebuie ca siropul să aibă o concentrație mai mică de 45 grade refractometrice (deoarece este ușor alterabil) și nici mai mare de 60 grade refractometrice (deoarece filtrarea este anevoioasă). Acest procedeu are avantajul obținerii unor siropuri cu aroma și gustul natural al sucului din care sunt fabricate, evitându-se astfel gustul de fiert. Sucul utilizat trebuie să fie proaspăt sau conservat cu conservanți care să nu denatureze simțitor calitățile organoleptice ale siropului. Deci, indicat ar fi să nu se folosească pentru conservare acid sorbic, sorbați sau acid benzoic. Dezavantajul major al procedeului este acela că nu se elimină conservanți alimentari din suc.

Prepararea siropului la cald se face atunci când siropul se folosește și după o durată de păstrare mai mare de 24 de ore. În acest caz filtrarea se realizează mai ușor, iar printr-o sterilizarea siropului se obțin rezultate bune pentru păstrarea acestuia. Pentru a se realiza dizolvarea zahărului în sirop se face o ușoară fierbere, fie în cazane duplicate, fie în aparate vacuum. Fierberea sub vid este mai avantajoasă întrucât se realizează șarje mult mai mari, iar produsul obținut își menține culoarea și aroma naturală. Trebuie avut grijă ca întreaga cantitate de zahăr să fie dizolvată pentru a evita zaharisirea. Aparatele vacuum pot fi prevăzute și cu deflegmatoare pentru condensarea și recuperarea aromelor ce vor fi, în final, reintroduse în produs, obținându-se astfel un sirop de calitate superioară. Se recomandă ca după răcire, siropul să se filtreze sub presiune, pentru a se îndepărta eventualele reziduuri de proteine coagulate, care au fost introduse odată cu zahărul.

Criconcentrarea este o variantă tehnologică care constă în cristalizarea unei părți din apă conținută de o soluție, urmată de separarea cristalelor de gheață din concentratul format. În lichidele alimentare apa formeazã cu celelalte componente un amestec eutectic. De aceea, prin răcire, la temperaturi apropiate de temperatura punctului eutectic, apa se separă sub formă de cristale de gheață [6].

CAPITOLUL II.

ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

II. 1. SIROPUL DE CĂTINĂ

II. 2. CĂTINA – MATERIE PRIMĂ

Cătina (Hippophae rhamnoides) este o plantă unică și valoroasă din sistemul de cultură. Atât fructele cât și semințele cătinii sunt principalele surse de valori nutritive și terapeutice.

Cătina este o resursă naturală a regiunilor muntoase din China și Rusia.

Cătina este un arbust înalt de 1,5-3,5 m, și a fost introdusă recent în culturile dirijate, fiind deosebit de adaptabilă diferitelor condiții climaterice, ea crescând în zonele submontane, dar și în zone de podiș [7].

100 g de fructe proaspete de cătină conțin: 

400-1500 mg de vitamina C, conținut superior celui din căpșuni, kiwi, portocale; 

până la 180 mg vitamina E;

aproximativ 30-40 g de caroteinoizi, inclusiv betacaroten, licopen care dau fructelor culoarea galben-roșcat.

Cătina este bogată și în acizi grași nesaturați (linoleic și linolenic) cu rol trofic; conține vitaminele B1, B2, PP, F, provitamina D și diferite substanțe minerale: calciu fosfor, magneziu, potasiu, sodiu, fier.

Moleculele sintetizate natural din cătină pot fi clasificate în două mari categorii: metaboliți primari unde sunt incluși acizii nucleici (aminoacizi, acizi grași și zaharuri) și metaboliți secundari, indispensabili pentru supraviețuirea plantei, compuși din polifenoli, terpene și alcaloizi. Majoritatea metaboliților primari își exercită efectele biologice în celulă sau organism, în timp ce metaboliții secundari sunt biosintetizați având efecte biologice asupra altor organisme, fiind astfel importante în industria cosmetică și farmaceutică.

Moleculele necesare metabolismului primar din fructele de cătină sunt:

carbohidrații, care sunt molecule esențiale pentru supraviețuirea organismelor vii, deoarece formele lor simple stau la baza mecanismelor energetice și de biosinteză a altor metaboliți, se găsesc sub diferite forme:

polimeri energetici (amidon) și structurali (celuloză);

zaharuri simple;

glicozide (zaharurile majoritare sunt fructoza și glucoza);

substanțe pectice;

aminoacizi și acizi organici: acid aspartic, prolina, treolina, acidul malic, acidul chinic, acidul citric;

lipide: acidul palmitoleic, acidul palmitic, acidul oleic, acidul linoleic.

Moleculele necesare metabolismului secundar sunt:

compuși fenolici: acid hidroxibenzoic, acid hidroxicinamic, acid elagic, acid galic;

lignani [8] .

Tabelul 3. Compuși bioactivi din cătină [9]

Tabelul 4. Elemente minerale din cătină [9]

II. 3. MIERE DE ALBINE – MATERIE AUXILIARĂ

Mierea florală produsă din nectarul aceluiași fel de plante se numește monoflorală, cea produsă din nectar de la flori de mai multe specii de plante (tei, hrișcă, floarea soarelui) se numește miere poliflorală. Mierea are însușiri higroscopice; în timpul păstrării se cristalizează. Ea este un aliment valoros și dietetic.

Tabelul 5. Proprietăți organoleptice ale mierii de albine [10]

Tabelul 6. Proprietăți fizico-chimice ale mierii de albine [10]

Culoarea mierii este oferită de pigmenții vegetali din nectar și polen, pigmenți ce aparțin clasei carotenoidelor și flavonoidelor.

Activitatea antioxidantă a mierii reprezintă abilitatea și potențialul mierii de a reduce reacțiile oxidative în lanțul alimentar. Antioxidanții ce se găsesc în mod natural în miere sunt flavonoidele, acizii fenolici unele enzime (glucozoxidaza, catalaza), acidul ascorbic, substanțele cu structură carotenoidică, acizii organici, produșii reacțiilor Maillard, aminoacizii și proteinele [10].

II. 4. ACID CITRIC – MATERIE AUXILIARĂ

Acidul citric (acidul hidroxipropan- tricarboxilic) provine de la cuvântul latin citrice, un copac a cărui fruct este lămâia.

Acidul citric se prezintă ca o pulbere incoloră, cu un gust acru, ușor solubil în apă. Este cunoscut și sub numele de sare de lămâie. 

Formulă: C6H8O7

Masă molară: 192,124 g/mol

Densitate: 1,67 g/cm3

Punct de topire: 153°C

Punct de fierbere: 175°C

Solubil în: apă

A fost sintetizat din glicerol și ulterior din dicloroacetone simetrice. Este foarte răspândit în ciuperci, drojdii și microorganisme.

Desi multe microorganisme pot fi folosite pentru a produce acid citric, Aspergilius niger este în continuare principalul producției industriale. De fapt, s-au dezvoltat tulpini specifice care sunt capabile să producă acidul citric în diferite tipuri de procese de fermentație. Randamentul teoretic este 112 g acid citric anhidru/100 g de zaharoză. Cu toate acestea, în practică, din cauza pierderilor, randamentul de acid citric din aceste tulpini de multe ori nu depășește 70% din randamentul teoretic de sursa de carbon.

În industria alimentară, acidul citric este considerat drept unul dintre cele mai pro-cancerigene substanțe, fiind acidifiant, conservant, aromatizant, condiment, fiind folosit în unele țări cu standarde economice modeste. Este introdus în produse cum sunt gemurile, dulcețurile, băuturile răcoritoare, siropurile, maionezele, pasta de roșii, unele conserve (ciuperci etc.). Rusia, SUA și UE l-au interzis și l-au retras de mulți ani de pe piață, deoarece spun ei, că ar fi implicat clar în producerea unor cancere din sfera ORL și digestivă. Legislația sanitară din România acceptă folosirea acidului citric la siropuri, băuturi alcoolice industriale, compoturi, gemuri. Doza zilnică admisibilă la om este cuprinsă între 0-0,6 mg/kg corp. Este cel mai utilizat acid [11].

II. 5. AGENȚI DE LIMPEZIRE – MATERIE AUXILIARĂ

Bentonita de sodiu este o argilă care se formează în mod natural, folosită în multe aplicații diferite – de la agenți de etanșare și așternutul pisicilor până la produse alimentare și de îngrijire personală. Datorită versatilității sale, bentonita de sodiu a fost numita “argila cu o mie de utilizări”. Bentonita are molecule încărcate negativ care îi conferă proprietăți de adsorbție. Acestea se datorează numărului redus de minerale care o alcătuiesc (doar 17 minerale). Acest număr mic indică un potențial mai mare de absorbție a altor molecule [12].

II. 6. PROCESE TEHNLOGICE COMPONENTE

II. 6. 1. Descrierea schemei tehnologice

1. Recepția materiilor prime este o operație de verificare cantitativă și calitativă prin care se identifică cantitatea și calitatea produselor primite, în funcție de prevederile contractuale și de prevederile standardelor în vigoare.

Pentru recepționarea cantitativă se folosesc: metoda gravimetrică (stabilirea greutății), metoda volumetrică (stabilirea volumelor), măsurători și numărători utilizând orice mijloc de cântărire acreditat de organele de resort și acceptat de către unitatea de producție.

Recepționarea calitativă are loc în momentul recepționării cantitative și constă în verificarea calității materiei prime:

examinarea integrității produselor ce se recepționează și a dimensiunilor caracteristice;

determinarea proprietăților organoleptice;

analiza fizico-chimică:

determinarea umidității;

determinarea substanței uscate;

determinarea acidității totale;

stabilirea gradului de maturitate;

analiza bacteriologică;

depistarea miceliilor de mucegai;

depistarea gradului de infectare bacteriană.

2. Sortarea include operații simple, cum ar fi: presortarea, sortarea calitativă și sortarea cantitativă.

Presortarea are scopul de a îndepărta produsele necorespunzătoare, atacate de boli, alterate, mucegăite și a unor eventuale corpuri străine evitându-se în acest fel contaminarea produselor sănătoase, infectarea apei de spalare și a utilajelor. Se mai înlătură totodata produsele zbârcite, prea mici sau nedezvoltate. Se execută, de obicei, de operatori instruiți, cu ajutorul unor benzi transportoare cu role, care prin rotirea produselor le expun la vederea operatorilor pe toate fețele.

Sortarea calitativă constă în separarea produselor pe clase de calitate după anumiți indici calitativi senzoriali, cum sunt:gradul de maturitate (indicat de colorația de fond), starea de sănătate și curățenie, deprecieri provocate de șocuri mecanice, vicii de formă, înnegriri, absența pedunculilor.

3. Spălarea are drept scop îndepărtarea impurităților (praf, pământ, nisip), cea mai mare parte a microflorei de suprafață și unele reziduuri de pesticide aflate pe suprafața fructelor.

4. Presarea este metoda cea mai folosită pentru obținerea sucului. Înaintea operației de presare, majoritatea fructelor suferă o serie de tratamente preliminare, constând în divizarea mai mult sau mai puțin avansată și uneori un tratament enzimatic preliminar cu scopul distrugerii substanțelor pectice. Gradul de mărunțire influențează în mare măsură asupra randamentului presării. Operația de presare depinde de presiunea aplicată și de durata ei.

            Factorii care influențează presarea sunt:

suculența materiei prime;

grosimea stratului de material;

consistența și structura stratului de presare;

variația în timp a presiunii;

materialele auxiliare folosite;

metoda de prelucrare prealabilă a fructelor.

            Există un foarte mare număr de tipuri de prese utilizate pentru obținerea sucului, dar indiferent de tipul folosit, sucul trebuie să aibă un conținut de substanțe solide insolubile care să fie ușor eliminate prin decantare.

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.

5. Limpezirea

Sucul brut obținut la presarea fructelor are o vâscozitate ridicată și conține o cantitate mare de particule în suspensie, care sedimentează încet. Pentru a obține sucuri limpezi, este necesar să se elimine sedimentul din suc, operație care se poate realiza prin mai multe metode: autolimpezirea, limpezirea enzimatică, prin cleire, cu argile, prin încălzire rapidă, prin centrifugare etc.

Pentru limpezirea sucului brut de cătină, am ales tratarea acestuia cu bentonită întrucât reduce conținutul de coloizi din suc.

6. Filtrarea

După operația de limpezire, sucurile de fructe nu sunt perfect limpezi, de aceea, este necesară filtrarea care asigură transparența și stabilitatea produsului. Ca materiale filtrante se folosesc: pânza, celuloza, azbestul și pământul de infuzorii. Prin filtrare se asigură transparență și o stabilitate de păstrare mult mai bună.

7. Cupajarea este operația în care are loc dizolvarea mierii de albine, a acidului citric și a apei în sucul de cătină rezultat în urma filtrării. Prin cupajare se corectează caliățile senzoriale și proprietățile fizice ale produsului.

Acestă operație are loc în vane prevăzute cu agitatoare.

8. Dozarea siropului de cătină se face în butelii de sticlă, închise cu capsule metalice, care au fost condiționate în prealabil, după care se realizează etichetarea. Eticheta semnifică documentul de însoțire a siropului de cătină și are rolul de a informa consumatorul asupra calității și caracteristicilor siropului. Elementele obligatorii care se înscriu prin etichetare sunt următoarele:

denumirea;

lista cuprinzând ingredientele;

cantitatea netă;

termen valabilitate;

condițiile de depozitare și de folosire;

denumirea comercială și sediul producătorului;

instrucțiuni de utilizare.

9. Depozitarea siropului se face în magazii răcoroase, curate, întunecoase, aerisite, ferite de îngheț și de soare, la o temperatură de 4 °C și umiditatea relativă a aerului de maxim 75 % [13].

II. 6. 2. Bilanț de materiale

În cadrul secției de obținere a siropului de cătină s-au procesat 20000 kg/șarjă. În vederea realizării calcului de bilanț de materiale s-au adoptat următoarele notații:

AC acid citric, kg/șarjă;

ApSP apă pentru spălarea cătinii, kg/șarjă;

ApSPuz apă de spălare uzată, kg/șarjă;

B borhot de cătină, kg/șarjă;

BT bentonită, kg/șarjă;

C cătină, kg;

CN cătină nonconformă, kg/șarjă;

CR cătină recepționată, kg/șarjă;

CS cătină sortată, kg/ șarjă;

CSP cătină spălată, kg/șarjă;

m debit masic, kg/șarjă;

MA miere de albine, kg/șarjă;

PP pierderi aferente procesului de presare a cătinii, 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;

SBC suc brut de cătină, kg/șarjă;

SCU suc cupajat de cătină, kg/șarjă;

SFC suc filtrat de cătină, kg/șarjă;

SIC sirop îmbuteliat de cătină, kg/șarjă;

SLC suc limpede de cătină, kg/șarjă.

Recepție calitativă și cantitativă a cătinii

Ecuația de bilanț de materiale: (1)

Tabelul 7. Recepția calitativă și cantitativă a fructelor de cătină

1Procesul de recepție calitativă și cantitativă a cătinii se realizează în sezonul de recoltare a fructelor respectiv lunile august, septembrie și octombrie 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 cătinii

Ecuația de bilanț de materiale: (2)

Tabelul 8. Sortarea fructelor de cătină

1Procesul de sortare a cătinii are drept scop îndepărtarea cătinii nonconforme care reprezintă 25% din totalul de fructe recepționate.

2Sortarea se realizează cu ajutorul unei mașini de sortat Yishun YSXT-1 C cu o capacitate de prelucrare de 10000 kg/h și durează aproximativ 120 minute.

Spălarea cătinii

Ecuația de bilanț de materiale: (3)

Tabelul 9. Spălarea fructelor de cătină

1Procesul de spălare a cătinii 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 Refine cu o capacitate de prelucrare de 10000 kg/h și durează aproximativ 90 minute.

Presarea cătinii

Ecuația de bilanț de materiale: (4)

Tabelul 10. Presarea fructelor de cătină

1Procesul de presare a cătinii are drept scop recuperarea sucului din fructe. Acesta reprezintă aproximativ 70% din cantitatea de fructe prelucrate. În urma presării rezultă de asemenea și borhotul de cătină care reprezintă aproximativ 30% din cantitatea de fructe procesate.

2Presarea se realizează cu ajutorul presei pneumatice VP15 cu o capacitate de prelucrare de 1500 kg/min și durează aproximativ 10 minute.

Limpezirea sucului brut de cătină

Ecuația de bilanț de materiale: (5)

Tabelul 11. Limpezirea sucului brut de cătină

1Procesul de limpezire a sucului brut de cătină se realizează cu ajutorul bentonitei care este adăugată în proporție de 0,03% față de cantitatea de suc brut.

2Limpezirea se realizează într-o pompă centrifugă cu o capacitate de 20 t/h și durează aproximativ 30 minute.

Filtrarea sucului de cătină

Ecuația de bilanț de materiale: (6)

Tabelul 12. Filtrarea sucului brut de cătină

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

2Filtrarea se realizează într-un filtru de curățare marca Spadoni, Italia, model DCBL cu o capacitate de 10000 L/h și durează aproximativ 60 minute.

Cupajarea

Ecuația de bilanț de materiale: (7)

Tabelul 13. Cupajarea

1Procesul de cupajare are drept scop omogenizarea mierii de albine, care are un conținut de substanță uscată de 65 %, a acidului citric în sucul filtrat de cătină, a cărui conținut de substanță uscată este de 20 %.

2 La finalul procesului de cupajare procentul de substanțăuscată al sucului de cătină este de 35 %.

3Cupajarea se realizează în agitatorul Hui Heng, model HH-GXJ-200 cu o capacitate de 10000 kg/h și durează aproximativ 50 minute.

Dozarea siropului de cătină

Ecuația de bilanț de materiale: (8)

Tabelul 15. Dozarea

1Procesul de dozare a siropului de cătină se desfășoară fără pierderi notabile. Acestea pot fi accidentale și constă în spargerea ambalajelor de sticlă.

2Dozarea se realizează într-o mașină de îmbuteliat Chenyu, model CGFB cu o capacitate de 13000 sticle 0,5 L/h și durează aproximativ 80 minute.

II. 6. 3. Bilanț global

Tabelul 16. Bilanț global de materiale

Consum specific

Csp = Csp = 1,584 kg/kg unde: (9)

Csp consum specific, kg/kg;

Cc cantitatea de cătină utilizată pentru fabricarea siropului de cătină, kg;

Cscc cantitatea de sirop obținută, kg.

Randament

η = 100 η = = 63,09 % (10)

II. 6. 3. Bilanț termic

În cadrul secției de fabricare a siropului de cătină se prelucrează o cantitate de 20000 kg cătină din care se obțin 6795,193 kg sirop de cătină.

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

căldura ieșită cu apa uzată, J;

căldura intrată cu sucul filtrat de cătină, J;

căldura ieșită cu sucul cupajat de cătină, J;

căldura intrată cu apa caldă uzată, J.

Bilanț termic pentru cupajare

Ecuația de bilanț termic: (11)

Sucul de cătină cu temperatura de 20 °C este încălzit până la 40°C cu ajutorul apei care circulă în mantaua vanei de amestecare și se răcește de la 80°C până la 50°C.

Știind că: T, înlocuind în relația (9)

Conform Anexelor 1 și 2, valorile capacităților termice masice sunt următoarele:

= 3161 J/(kg∙K) pentru sirop filtrat de cătină cu substanță uscată de 35% la 30 °C;

= 4187,5 J/(kg∙K) pentru apă caldă la 65 °C.

Tabelul 17. Cupajarea sucului de cătină

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

II. 7. UTILAJELE INSTALAȚIEI PENTRU REALIZAREA TEHNOLOGIEI

II. 7. 1. Descrierea și regimul de funcționare al utilajelor

Cântarul electronic marca Clever, Kaifeng, număr model TCS-D, efectuează operația de recepție cantitativă a fructelor de cătină și prezintă următoarele date tehnice:

tensiune nominală: 220 V;

capacitatea maximă de cântărire: 10000 kg;

dimensiuni: 1,2-1,5 m;

display: LCD [14].

Figura 2. Cântar electronic Kaifeng- Clever, model TCS-D [14]

Mașina de sortat Yishun YSXT-1 C realizează sortarea fructelor de cătină, cu un consum de energie elctrică redus, zgomot redus și are o înaltă eficiență și precizie.

Detalii tehnice:

tensiune nominală: 220 V;

putere: 0,37 kW;

dimensiuni: 2050-600-800 mm;

capacitatea de sortare: 10 tone/oră [15].

Figura 3. Mașina de sortat Yishun YSXT-1 C [15]

Mașina de spălat Refine, model număr: 6ZQXJ-Z-1, realizează spălarea fructelor de cătină, îndepărtând toate impuritățile de pe suprafața acestora.

Date tehnice:

tensiunea nominală: 380 V;

putere: 2,2 kW;

capacitatea de spălare: 10 t/h;

dimensiuni: 5,0- 1,3- 1,3 m [16].

Figura 4. Mașina de spălat

Refine 6ZQXJ-Z-1 [16]

Presa pneumatică VP 15 execută operația de presare și are o structură perfectă și simplă, dar robustă, realizată complet din oțel inox, asigurând o perioadă de utilizare lungă și o întreținere ușoară.

Caracteristici:

rotire silențioasă a cilindrului în ambele direcții;

roți cu sistem dublu de frânare, cu posibilitate de rotire;

supapă silențioasă pentru descărarea rapidă a aerului, până la 0,2 barr;

supapă silețioasă pentru aspirarea aerului;

încărcare axială.

Date tehnice:

tensiune de alimentare: 400 V, în trei faze;

puterea cerută cu compresorul încorporat: 4 kW;

dimensiunile presei: 2,8-1,2-1,6 m;

dimensiunile cuvei: 0,9-0,45 m;

greutatea presei goale: 590 kg;

volum cuvă: 1500 L;

timp de presare: 1 min [17].

Figura 5. Presa pneumatică VP 15 [17]

Pompa centrifugă SS304/316 este folosită pentru limpezirea sucului brut de cătină și are următoarele date tehnice:

tensiune nominală: 380 V;

putere: 3 kW;

dimensiuni: 0,6-0,34-0,44 m;

capacitate de limpezire: 20 t/h;

viteza motorului: 2850 rot/min [18].

Figura 6. Pompa centrifugă

SS304/316 [18]

Filtru de curățare marca Spadoni, Italia, model DCBL 50  este utilizat pentru a filtra sucul obținut după presarea fructelor. Acesta are următoarele caracteristici:

rotorul pompei este fixat pe un cărucior;

este confecționat din oțel inoxidabil;

filtrul este echipat cu o supapă manuală care poate fi deschisă pentru evacuarea reziduurilor când presiunea atinge 0,6 bari;

capacitatea este de 10000 L/h;

puterea: 2,5 kW [19].

Figura 6. Filtru de curățare DCBL 50 [19]

Agitatorul Hui Heng, model HH-GXJ-200 realizează omogenizarea apei, mierii de albine și a acidului citric cu sucul filtrat de cătină.

Date tehnice:

tensiune: 460 V;

putere: 11 kW;

dimensiuni (L-l-h): 0,3-0,25-0,32 m

capacitate: 10000 L/ h;

viteza de omogenizare: 2890 rot/min [20].

1-motoreductor

2-agitator principal

3-răzuitor

4-strat izolator

5-strat de încălzire

6-sistem de încălzire

7-priză de evacuare

8-senzor de temperatură

9-racord de evacuare a apei

10-racord de alimentare cu apă

11-paletă

12-omogenizator

13-picioare fixe

Figura 7. Schema agitatorului cu palete [20] Figura 8. Agitator

model HH-GXJ-200 [20]

Mașina de îmbuteliat Chenyu, model CGFB are următoarele date tehnice:

tensiune: 220 V;

putere: 2,2 kW;

dimensiuni: 2,4-1,8-2,4 m;

capacitate de îmbuteliere: 10000 sticle 0,5 L/ h [21].

Figura 9. Mașina de îmbuteliat Chenyu model CGFB [21]

II. 7. 2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor

II. 7. 2. 1. Dimensionarea amestecătorului cu manta

Utilajul principal utilizat în cadrul procesului tehnologic de fabricare a siropului de cătină este agitatorul cu manta prevăzut cu 2 perechi de brațe, în care se realizează amestecarea mierii de albine, a acidului citric cu sucul de cătină ieșit de la filtrare.

Figura 10. Agitator cu manta [22]

În scopul ușurării calculelor s-au folosit următoarele notații:

b numărul de brațe al agitatorului

c constantă

d diametrul descris de dispozitivul de amestecare, m

D diametrul recipientului, m

H înălțimea recipientului, m

h lățimea paletei agitatorului, m

h1 distanța de la fundul recipientului până la prima pereche de brațe, m

h2 distanța de la prima pereche de brațe până la a doua, m

m constantă

N puterea necesară agitatorului, W

n turația agitatorului, rot/s

ReAg criteriul de similitudine Reynolds modificat pentru agitare

VT volumul total al amestecătorului, m3

VU volumul util al amestecătorului, m3

EuAg criteriul de similitudine Euler modificat pentru agitare

μ vâscozitatea dinamică a fluidului amestecat, Pa.s

ρ densitatea fluidului amestecat, kg/m3

φ coeficient de umplere

Caracteristicile amestecătorului de formă cilindrică ales pentru dimensionare sunt prezentate în cele ce urmează:

Calculul volumului util și total

Cantitatea totală de materii prime și auxiliare utilizate în cadrul procesului de cupajare a fost determinată în urma realizării bilanțului de materiale. Conform calculelor efectuate aceasta este estimată la 12619,64 kg.

Ținând cont de densitatea amestecului (1407,11 kg/m3) rezultă că volumul util al vanei de amestecare este de 8,968 m3.

Volumul total al recipientului se calculează din ecuația:

(12)

unde:

Determinarea diametrului amestecătorului

(13)

Dacă se admite că atunci: (14)

Prin urmare: (15)

D = 2,5 m

Determinarea înălțimii amestecătorului

H = D = 2,5 m

Determinarea diametrului agitatorului

(16)

Se adoptă

d = 2 m

Determinarea înălțimii brațului

(17)

Se adoptă

h = 0,25 m

Determinarea distanței de la fundul recipientului până la prima pereche de brațe

(18)

Se adoptă

h1 = 0,375 m

Determinarea distanței dintre perechile de brațe

(19)

Se adoptă

h2 = 0,75 m

Calculul puterii agitatorului

(20)

Pentru determinarea puterii agitatorului se admite că:

, ,

În aceste condiții:

N = 1080335 W

II. 7. 2. 2. Dimensionarea pompei centrifuge

Pompa centrifugă aleasă pentru dimensionare este utilizată pentru transportul amestecului de sucul de cătină filtrat la amestecător.

Scopul prezentei 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: 2 m/s;

densitatea sucului de cătină: 1151,33 kg/m3;

conductele sunt confecționate din oțel inoxidabil fără coroziune semnificativă;

traseul de conducte este prevăzut cu: 3 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: (21)

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: (22)

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: (23)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1151,33 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: (24)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1151,33 kg/m3

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 2 m/s

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

unde: (25)

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: (26)

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: (27)

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

unde: (28)

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1151,33 kg/m3

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 2 m/s

µ – viscozitatea lichidului transportat, Pa.s

µ = 0,00315 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

(29)

L – lungimea totală de conductă dreaptă, m

L = 20 m

d – diametrul interior al conductelor de transport, m

unde: (30)

mv – debitul volumic al pompei, m3/s

mv = 0,0020 m3/s

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 2 m/s

ρ – densitatea lichidului transportat, kg/m3

ρ = 1151,33 kg/m3

Determinarea pierderilor de presiune prin rezistențe hidraulice locale

unde: (31)

Tabelul 18. ζ – coeficient de cădere de presiune prin rezistență locală

v – viteza lichidului prin conducte, m/s

v = 2 m/s

Calculul puterii instalate a pompei

unde: (32)

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 = 0,811 kW

II. 8. PROBLEME DE EXPLOATARE A INSTALAȚIEI

II. 8. 1. Utilități

II. 8. 1. 1. APA

Apa potabilă, conform Legii 458/2002 trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: gust,miros culoare (acceptabile și fără nici o modificare anormală), duritate totală(min. 5 grade germane), coliformi (0/100 mL), enterococi (streptococci fecali) (0/250 mL), aluminiu, fier, sodiu (200 µg), mangan (50 µg),sulfuri și hidrogen sulfurat(100 µg) [10].

Tabelul 19.Compoziția chimică a apei potabile [11]

II. 8. 1. 2. ENERGIA ELECTRICĂ

Energia electrică reprezintă capacitatea de acțiune a unui sistem fizico-chimic. În comparație cu alte forme de energie, aceasta are ca avantaje:

producerea energiei electrice în centrale electrie are loc în condiții economice avantajoase;

energia electrică poate fi transmisă la distanțe mari cu ajutorul câmpului electromagnetic, fie direct prin mediul înconjurător, fie dirijat prin linii electrice;

poate fi transformată în alte forme de energie;

poate fi divizată și utilizată în părți mici, după necesități.

Dezavantajul pe care îl prezintă energia electrică este aceea că nu poate fi înmagazinată; aceasta trebuie produsă în momentul în care este cerută de consumatori.

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

II. 8. 2. Norme de securitate a munci, igienă, prevenirea accidentelor și incendiilor

Norme de igienă privind producția bunurilor alimentare

Materiile prime și materialele folosite în procesul de fabricație vor fi proaspete sau foarte bine conservate, lipsite de germeni, paraziți și produse toxice ale acestora. Pentru îmbunătățirea stării lor de igienă, unele materii prime se vor supune proceselor de curățare prin care se îndepărtează impuritățile. Până la prelucrarea lor, vor fi depozitate în condiții adecvate și vor fi introduse în fabricație în ordinea vechimii lor.

Ambalajele trebuie să respecte anumite condiții de igienă. Ele nu trebuie să modifice caracteristicile organoleptice ale produselor, să nu le transmită germeni patogeni sau substațe nocive, mirosuri și gusturi străne. Metodele de ambalare adoptate, trebuie să asigure protecția împotriva surselor de impurificare din mediul ambiant.

Igiena utilajelor și instalațiilor urmărește să prevină impurificarea produselor prin intermediul acestora.

Cerințele igienico-sanitare ale utilajelor se respectă atât prin construirea lor din materiale speciale, cât și prin îndepărtarea cuiburilor de infecție cu microorganisme, care pot apare pe suprafațele interioare sau exterioare ale utilajelor.

Pentru construirea utilajelor se vor folosi materiale rezistente la coroziune (oțel inoxidabil, metale galvanizate, aluminiu, mase plastice, lemn tare) care să nu modifice propietățile organoleptice și fizico-chimice, să nu cedeze substanțe chimice și să nu afecteze valoarea nutritivă a alimentelor cu care vin în contact în timpul prelucrării.

Întreprinderile de industrie alimentară sunt obligate să respecte fazele proceselor de fabricație și parametri tehnologici specifici fiecărui produs sau sortiment, în scopul asigurării calității sanitare și valorii lor nutritive. În timpul proceselor de producție se va evita impurificarea produselor, alterarea lor sau contaminarea.

Controlul tehnic de calitate pe toate fazele tehnologice, începând cu recepția materiilor prime și auxiliare și teminând cu examenul produsului finit, alături de controlul de laborator prin analize chimice și microbiologice contribuie la prevenirea accidentelor de fabricație.

Depozitarea și păstrarea produselor alimentare trebuie să se facă în condiții care să prevină alterarea, degradarea, contaminarea chimică sau biologică și impurificarea cu alte substanțe străine. În acest scop produsele alimentare vor fi păstrate separat pe sortimente, în depozite sau în încăperi spațioase, amenajate special, cu temperatura, ventilația și umiditatea necesare. Periodic se vor efectua operații de dezinfectare, dezinsecție și deratizare.

Norme de igienă privind personalul care lucrează în unități de industrie alimentară

Controlul medical

Muncitorii nu trebuie să fie bolnavi sau purtători de germeni, căci ar transmite produselor alimentare microbi ai bolilor infecțioase, parazitare sau toxiinfecțiilor alimentare. Tăieturile, rănile, arsurile care se produc uneori în timpul muncii, în special la mâini, trebuie îngrijite pentru a se vindeca repede, a nu se infecta și a deveni astfel o cale de transmitere și contaminare a produselor.

Pentru a preveni asemenea posibilități de transmitere a microbilor, normele de igienă stabilite de Ministerul Sănătății prevăd control medical al personalului încă de la încadrarea în muncă și apoi control medical periodic.

Echipamentul de protecție

În scopul de a proteja produsele alimentare de contaminarea cu microbii de pe îmbrăcămintea și corpul muncitorilor, aceștia sunt datori să poarte în timpul lucrului echipament sanitar de protecție a alimentelor, care constă în general din halat sau bluză și pantalon, precum și bonetă (batic). Acestea se confecționează din pânză albă, pentru a fi ușor spălate și dezinfectate și pentru a face vizibilă orice urmă de murdărie.

Igiena individuală

Igiena individuală este igiena regimului vieții personale și sociale, a muncii și a odihnei omului. Măsurile de igienă individuală se cer a fi respectate în orice împrejurare și în mod deosebit în sectorul industriei alimentare, ele constituind un factor important de prevenire a contaminării cu microbi.

Regulile de bază privind igiena corporală, a îmbrăcăminții, a încălțămintei și alimentației trebuie să devină o necesitate organică pentru personalul muncitor care produce bunuri alimentare.

II. 9. DEȘEURI, SUBPRODUSE, EMISII DE NOXE

II. 9. 1. Uleiul de cătină din semințe

Turtele de cătină obținute după presare se usucă în condiții amenjate prin întindere în strat subțire, în curent de aer cald la 45oC, timp de 24 ore.

Materialul vegetal rezultat se supune mărunțirii prin măcinare, în moara cu ciocane, până la dimensiuni de circa 1-3 mm.

După măcinare are loc o cernere prin sită pentru separarea pulberii de cătină de eventualele impurități mecanice sau fragmente de cătină mai mari.

Pulberea de cătină se introduce într-un extractor de capacitate de 2000 L prevăzut cu sită fină și se adaugă solventul, benzina purificat, în proporție de 2:1 solvent/pulbere de cătină uscată (800 kg solvent pentru 400 kg turtă de cătină uscată). Solventul din extractor se recirculă din 3 în 3 ore peste masa de cătină, timp de 32 de ore, la temperatura de 60oC. După oprirea procesului și răcirea extractului din extractor până la circa 30oC, uleiul extras împreună cu solventul se trece într-un vas de distilare sub vid și se distilă timp de 3 ore pentru îndepărtarea și recuperarea solventului. În vasul de distilare rămâne uleiul de cătină extras, care mai conține urme de solvent.

Pentru îndepărtarea urmelor de solvent din uleiul de cătină se adaugă circa 12% alcool etilic (față de cantitatea de ulei) și se continuă distilarea sub vid până când nu se mai distilă nimic timp de 10 minute. Uleiul obținut se analizează prin gaz-cromatografie și trebuie să fie lipsit total de solvent.

Pentru reducerea acidității uleiului la nivelul limitei prevăzute în specificația tehnică, se face spălarea cu soluție de carbonat de sodiu 20% în vasul în care se află uleiul după îndepărtarea alcoolului etilic. Se agită ușor pentru a evita emulsionarea și se lasă să se separe sărurile formate de acizii grași. Stratul uleios se trece la filtrare. Se verifică aciditatea uleiului și integritatea filtrelor.

În continuare uleiul de cătină se filtrează sub vid. Uleiul rezultat după filtrare mai conține ceruri în suspensie, motiv pentru care se supune unei operațiuni de centrifugare în condiții optime de timp și viteză.

Se obține astfel uleiul de cătină de culoare portocaliu-brună cu aspect limpede-slab opalescent (datorită unor forme fine de ceruri cu greutate moleculară mică) care la încălzire se limpezește.

Ambalarea se face în recipienți de polietilenă. Produsul ambalat și etichetat, se păstrează în depozite cu temperatura și umiditatea controlate conform proiectului de specificație tehnică.

În aceste condiții de ambalare și stocare uleiul de cătină este stabil timp de 12 luni.

Uleiul din semințe de cătină furnizează mai mult de 100 nutrienți și substanțe bioactive, multe dintre aceste fiind considerate factori de creștere a imunității precum acidul linoleic, vitaminele A și E, carotenoizi, polifenoli, flavonoizi și urme de elemente precum Fe, Cu, Mg, Se, etc. Acest grup de factori de creștere a imunității bine coordonați și bine proporționați reglează și îmbunătățesc sistemul imunitar în diferite procese și la anumite nivele, refac sistemul imunitar slăbit, întăresc rezistența organismului la boli astfel încât previn îm mod efectiv îmbolnăvirile și măresc viteza de refacere a organismului.

Experimentele au arătat că uleiul din semințe de cătină crește imunitatea celulară, facilitează fagocitoza macrofagelelor și restabilește în mod remarcabil nivelul natural de celule canceroase.

Uleiul din semințe de cătină este un rezervor de antioxidanți naturali puri. Conținutul său bogat în flavonoizi, glicozide, fenoli, terpene, vitamina E, A, C și urme de elemente precum Fe, Zn, Mn, etc, ce sunt toți antioxidanți cu masă moleculară foarte mică ce au rol în neutralizarea radicalilor liberi. Prin acțiunea lor combinată efectul lor este mai puternic.

În medicina veterinară se utilizează decoctul sau uleiul de cătină (câte 30 de picături de 3 ori pe zi), cu efecte la animalele de casă (pisici, câini), pentru a avea o blană deosebit de frumoasă.

Uleiul de cătină conține un nivel ridicat de vitamina E, acizi grași esențiali- mai mult de 90% din totalul acizilor grași din uleiul de cătină sunt nesaturați, dintre aceștia cei mai importanți sunt: Omega-3 (28-30%), Omega-6 (36-40%) și Omega-9 (17-20%), săruri minerale (uleiul de cătină conține 11 din cele 14 microelemente esențiale, are un conținut mai ridicat de potasiu decât de sodiu și nu conține elemente dăunătoare organismului uman) și flavonoizi (cei din uleiul de cătină sunt folositori pentru menținerea nivelului colesterolului din sânge în limite normale).

II. 9. 2. 2. Epurarea apelor reziduale

Apele uzate au un grad mare de impurificare cu microorganisme, paraziți și diferite forme de evoluție și substanțe organice sub formă dizolvată sau suspensie. Apele uzate sunt tulburi datorită cantității de materii în suspensie. Acestea au culoarea mai inchisă datorită suspensiilor și a emulsiilor de grăsime. Temperatura afluentului total este de 20-30 ºC, deoarece în întreprindere se utilizează apă caldă de 83ºC pentru spălare și dezinfecție; apă caldă de 43 ºC pentru spălare pardoseli și utilaje.

Din punct de vedere chimic, apele uzate prezintă următoarele caracteristici:

pH cuprins între 6 -8. În perioadele de igienizare, datorită unor substanțe puternic alcaline , pH-ul atinge valoarea de 12.

concentrații mari de suspensie, în funcție de gradul de recuperare a produselor secundare.

consumul chimic de oxigen – metoda cu bicromat, indică o impurificare organică medie a efluentului total de circa 2000mg O2/ L, cu valori cuprinse între 500- 5000 mg O2/L. Valorile maxime apar datorită evacuării unei cantități mari de grăsimi.

consumul biochimic de oxigen- reprezintă cantitatea de oxigen consumată pentru descompunerea biochimică în condiții aerobe a materiilor solide totale organice în condiții standard ( temperatura de 20ºC și durata de 5 zile). Valorile consumului biochimic de oxigen pentru apele uzate se înscriu în intervalul 100 – 300 mg O2 /L, cu o valoarea medie de 900 mg O2/L pentru efluentul total.

Epurarea apelor uzate se realizează în stații speciale care reprezintă ansamblul de construcții și instalații, în care apele de canlizare sunt supuse proceselor tehnologice de epurare, care le modifică calitățile, astfel încât să îndeplinească condiții prevăzute de legislație.

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 siropului de cătină se prelucrează 20000 kg cătină/ șarjă, aproximativ 8 ore. Numărul de zile lucrate anual este de 86 în care, conform bilanțului de materiale, se obțin 584386,598 kg sirop de cătină. Numărul de zile lucrate este alcătuit din zilele din lunile august, septembrie, octombrie, noiembrie, fără zilele de sâmbătă și duminică.

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

În vederea construirii secției de obținere a siropului de cătină 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 20 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 și un oficiu,

zonă de sortare-spălare,

zonă de presare-amestecare,

zonă de concentrare (include încălzire, concentrare 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 fructelor de cătină,

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), au structură metalică formată din stâlpi executați din europrofile zincate fixați pe fundații izolate și sunt acoperite cu panouri izopan. Cele două zone sunt conectate printr-un hol din profile PVC și geam termopan, cu o suprafață de 10 m2. Tâmplăria exterioară și interioară din cele două corpuri este din profile PVC cu geam termopan. Pardoseala este placată cu gresie, vestiarele și grupurile sanitare au pereții placați cu faianță cca. 2 m de la nivelul pardoselei, iar pardoseala cu gresie. În hală sunt montate agregate de frig pentru depozitul frigorific și pentru a menține o temperatură constantă. 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 cătinii, materie primă pentru o perioadă de 5 zile.

Pe lângă materia primă necesară producției de sirop mai sunt achiziționate și depozitate (pentru o perioadă de 15 zile) și materiale și produse pentru curățenie și igienizare.

Produsul finit se va depozita în fabrică pe o perioadă de maximum 20 zile.

Suprafețele construite aferente spațiului de producție și sediului administrativ sunt prezentate în Tabelul 29.

Tabelul 20. Suprafețele construite

Dacă se ține cont de faptul că un metru pătrat de suprafață construită pe structură metalică are un cost cuprins de aproximativ 950 lei rezultă că valoarea clădirii va fi de 1392700 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 77520 lei iar cea lunară de 6460 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 siropului de cătină.

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 30 și Tabelul 31.

Tabelul 21. Determinarea valorii utilajelor care necesită montaj (VUM)

Tabelul 22. Determinarea valorii utilajelor care nu necesită montaj (VU)

În urma calculelor estimative realizate se obține o valoare totală a utilajelor achiziționate (VUM + VU) de 43603511,5 lei.

Se consideră că aceste costuri vor fi amortizate pe parcursul a 15 ani. Prin urmare cota de amortizare anuală va fi de 2906900,77 lei iar cea lunară de 242241,731 lei.

III. 3. 3. Stabilirea valorii dotărilor de laborator

Tabelul 23. 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 24. 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 3020 lei.

Calculele realizate permit determinarea fondului inițial de investiții. Acesta este prezentat în Tabelul 25.

Tabelul 25. 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 200320,126 lei.

Dacă se consideră că cheltuielile realizate pentru dotarea laboratorului și pentru achiziționarea pieselor de mobilier sunt suportate doar în primul de an funcționare, se ajunge astfel la concluzia că fondul de investiții scade în anul următor cu 172430 lei ajungând la 191588 lei / an (14370 lei / lună).

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

Tabelul 26. Materii și materiale pentru fabricarea unei șarje de suc concentrat de portocale (VMPAM)

Conform procesului tehnologic se obțin 13000 sticle de 0,5 L de sirop de cătină în 86 zile, iar costurile materiilor prime și auxiliare necesare, ajungând la 4827322 lei.

III. 5. ESTIMAREA COSTULUI NECESARULUI DE UTILITĂȚI

Tabelul 27. Utilități necesare pentru fabricarea unei șarje de sirop de cătină

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 28. Costul necesarului de personal (FZ)

III. 7. ESTIMAREA COSTULUI TOTAL DE PRODUCȚIE

Tabelul29. Calculul costului produsului finit (CTP)

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

Ținând cont de costurile determinate (414639,341 lei / lună; 3970830,97 lei / 70 zile) și de cantitatea de produs finit obținută (13000 sticle de 0,5 L/ șarjă; 900000 sticle de 0,5 L/ 70 zile) se ajunge la concluzia că pentru fabricarea unei sticle de sirop de cătină de 0,5 L este necesară suma de 4,45 lei.

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

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

unde: (45)

PB – profit brut, lei

85% – procentul vândut din cantitatea de sirop de cătină

NS – numărul de sticle de sirop obținute

NS = 900000

PV – prețul unei sticle de sirop , lei

PV = 5,0 lei

CTP – cost total producție, lei

CTP = 3970830,97 lei

Acesta se impozitează cu 16% conducând la un profit net de 655761,98 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 siropului de cătină 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 siropului de cătină, în cadrul prezentei lucrări, s-a utilizat formula de calcul redată mai sus.

Conform calculelor efectuate s-au obținut următoarele rezultate:

2. CARACTERISTICILE TERMOFIZICE ALE APEI ÎN STARE LICHIDĂ [35]

Observații

În cadrul prezentei lucrări s-au realizat calcule de interpolare și extrapolare pentru determinarea caracteristicilor apei la temperaturi care nu sunt prezente în această anexă.

Conform calculelor efectuate s-au obținut următoarele rezultate:

3. DENSITATEA SOLUȚIIOR APOASE DE ZAHAROZĂ [36]

Formula de calcul pentru determinarea densității soluțiilor de zaharoză:

Observații

Întrucât datele în ceea ce privește caracteristicile termofizice ale siropului de cătină 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 densității siropului de cătină, în cadrul prezentei lucrări, s-a utilizat formula de calcul redată mai sus.

Conform calculelor efectuate s-au obținut următoarele rezultate:

4. VISCOZITATEA SOLUȚIILOR APOASE DE ZAHAROZĂ [36]

Observații

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

Conform calculelor efectuate s-au obținut următoarele rezultate: