Proiectarea Unei Sectii de Prelucrare a Laptelui In Vederea Obtinerii Branzei Proaspete de Vaci

ANEXE

Compoziția chimică a laptelui (în %).

[NUME_REDACTAT] componenți chimici ai laptelui

[NUME_REDACTAT] de producție a tehnologiei de obținere a brânzei de vacă

Structura procesului de producție

Caracteristicile tehnice ale unor tipuri de plăci pentru schimbatoarele de căldură cu plăci

Caracteristicile termofizice ale laptelui la temperatura medie de 59 ̊ C

[NUME_REDACTAT], Azzouz – Utilaj și tehnologie în industria laptelui, Ed. Tehnică-Info, Chișinău, 2002 ;

Aleman, Viorica – Tehnologia obținerii brânzeturilor, Ed. Tehnică, București 1987 ;

Asaftei, S. – Tehnologii generale în industria alimentară, îndrumător de laborator ;

Banu, C. – Industrializarea laptelui, Ed. Tehnica-Info, Chișinău, 2001 ;

Banu, C. – Manualul inginerului de industrie alimentară, Volumul 1 și 2, [NUME_REDACTAT], București, 2002 ;

Banu C. – Manualul inginerului de industrie alimentară; Ed. [NUME_REDACTAT] 1998;

Bratu, A. E. – Operații unitare în ingineria chimică, Volumul I, Ed. Tehnică, București, 1984 ;

Costin, Gh. M. , Lungulescu, Gr. – Valorificarea subproduselor din industria laptelui, Ed. Tehnică, București 1985 ;

Costin, G.M. – Știința și ingineria fabricării brânzeturilor, Ed. Academica, Galați, 2003

Gavrilă, L – Curs : Fenomene de transfer, note de curs ;

Chintescu, G. – Îndrumător pentru tehnologia brânzeturilor, Ed. Tehnica, București, 1980 ;

Chintescu, G. – Cartea muncitorului din industria laptelui, Ed. Tehnică, București 1974 ;

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]- Procesarea laptelui in sectii de capacitate mica, Ed. [NUME_REDACTAT] ,[NUME_REDACTAT] 2006;

Nicolae, O. , Ivan, E.- Memorator pentru calcule în industria alimentară, Ed. Mirton, Timișoara, 2006 ;

Pavlov s.a – Procese si aparate in ingineria chimica , Ed. Tehnica ,Bucuresti 1981;

Roșca, T. A. – Utilaje pentru industria alimentară, Curs, [NUME_REDACTAT] din Craiova, 2000 ;

http://www.afaceri-agricole.net/2011/04/sararea-branzeturilor/

http://www.fao.org/ag/againfo/resources/documents/MPGuide/mpguide5.htm#_Toc516401169

CUPRINS

LUCRARE DE LICENȚĂ

TEMA DE LICENȚĂ

Să se proiecteze o secție de prelucrare a laptelui în vederea obținerii de

brânză proaspătă de vaci degresată cu o capacitate de 8t lapte/ zi

CUPRINS

[NUME_REDACTAT] sunt produse lactate importante în alimentația omului. Ele conțin o serie de elemente cu valoare nutritivă ridicată de care organismul are nevoie: substanțe proteice (componente de bază), grăsime, săruri minerale, vitamine, etc.

Brânza de vaci este principala sursă de calciu (120 mg %) ce se asimilează mai bine în comparație cu alte produse. În brânză se găsește relativ mult potasiu și puțin sodiu, ceea ce face să crească diureza. Aceasta e săracă în acizi grași indispensabili, fier și în alte microelemente ce conțin în cantități mici toate vitaminele, dar mai ales , A si D.

Din punct de vedere energetic și datorită aportului caloric, brânzeturile sunt importante în dieta zilnică.

Brânza de vaci degresată trebuie folosită în stare naturală, deoarece aceasta exercită efect lipotrop și se utilizează pe larg în maladiile ficatului, și ale sistemului cardiovascular, în obezitate, diabet zaharat, stare după combustii și fracturi ale oaselor precum și în multe alte boli.

Se recomandă consumarea brânzei de vaci de către copii ca sursă proteică și de calciu, ce contribuie la mineralizarea scheletului și formarea dentiției.

De asemenea, regimurile dietetice ale copiilor cu sechele de rahitism pot fi suplimentate cu brânza proaspătă de vacă cu un conținut mai mare de grăsime.

Pentru persoanele adulte suferinde de boli ale stomacului, intestinelor, ficatului, vezicii biliare sau cardiovasculare este indicat ca brânza proaspătă să se consume cu prioritate, fiind un aliment dietetic de neînlocuit, cu valoare curativă deosebită. Brânza în stare naturală necesită pentru digestie efort mic din partea stomacului.

Datorită acestor proprietaṭi ea este indicată în alimentaṭia zilnică a copiilor, tinerilor și persoanelor în vârstă sănătoase, precum și celor care au anumite probleme de sănătate.

Brânzeturile se fabrică într-o gamă largă de sortimente: în funcție de materia primă utilizată sau în funție de procedeul de obținere adoptat.

La nivel industrial, brânzeturile se obțin în fabrici moderne, dotate cu instalții și utilaje care asigură aplicarea tehnologiei de fabricație specifică fiecărui sortiment.

Unele produse se pot obține și la nivel casnic, în gospodării, ca de exemplu: brânza de vacă, brânza telemea, cașul.

Pentru obținerea unor produse de calitate este necesar să se respecte anumite reguli în procesul de fabricare.

Elemente de inginerie tehnologică

Surse de aprovizionare cu materii prime și auxiliare

Materia primă folosită la obținerea brânzei proaspete de vaci este laptele de vacă. Laptele reprezintă produsul integral obținut dintr-o mulgere completă și neîntreruptă a femelelor mamifere. Sursa de aprovizionare a laptelui provine de la mamiferele crescute la scară agro-industrială sau în gospodării.

Laptele constituie un sistem fizico-chimic foarte complex, acesta poate fi considerat ca o emulsie de grăsime într-o soluție apoasă care conține numeroase alte substanțe, dintre care unele sub formă coloidală, iar altele în stare dizolvată.

Materiile auxiliare folosite la prepararea brânzei proaspete de vaci sunt : culturile de bacterii lactice, enzimele coagulante și clorura de calciu.

Clorura de calciu se folosește dizolvată în apă, sub formă de soluție, cu o concentrație de 40 % . Pentru pregătirea acesteia se procedează în următorul fel : se cântăresc 400 g de clorură de calciu pulbere sau 800 g cristalizată, după care se adaugă apă potabilă până la completarea volumului de un litru.

Enzimele coagulante sunt folosite în procedeul de fabricare a brânzeturilor pentru închegarea laptelui. Se utilizează enzime coagulante de origine animală sau microbiană.Cele mai utilizate enzime de origine animală sunt pepsina și chimozina / cheagul.

Pepsina are o acțiune mai puțin constantă, ea prezintă o sensibilitate mai mare la anumiți factori ( temperatura, pH, conținut de săruri de calciu) și un gust amărui, din aceste motive aceasta este mai puțin folosită la fabricarea anumitor sortimente de brânzeturi.

Culturile de bacterii lactice sunt adăugate în laptele pasteurizat și răcit sub formă de culturi de bacterii lactice liofilizate sau maia. Maiaua sau culturile utilizate conțin bacteriile Streptococcus lactis și Streptococcus cremoris (Ghintescu 1980).

Caracteristicile materiilor prime și auxiliare

Materia primă folosită la obținerea brânzei proaspete este laptele de vacă. Din laptele materie primă se fabrică o gamă diversificată de produse care ocupă un loc important în alimentația zilnică a tuturor categoriilor de persoane : tineri, copii, adulți și vârstnici.

Laptele are o valoare mare deoarece are în compoziție toate substanțele nutritive, săruri minerale, proteine, hidrați de carbon, vitamine, grăsime, enzime necesare alimentației omului, contribuind totodată la menținerea unei stări bune de sănătate, fapt pentru care este considerat unul din cele mai valoroase produse alimentare (Ghintescu 1980).

Compoziția chimică a laptelui.

În absența microorganismelor și enzimelor libere, laptele este un aliment alcătuit din două faze total nemiscibile, dar aflate într-o stare de emulsie perfectă una în alta :

faza apoasă , care conține :

proteinele, substanțe bio-organice dar compatibile cu faza apoasă datorită gradului lor ridicat de hidratare precum și grupărilor anorganice terminale electrolitice, ce le asigură starea coloidală și, prin urmare, compatibilitatea cu apa;

zaharurile, compuși organici solubili în apă;

vitaminele hidrosolubile;

sărurile și oligo-elementele minerale.

faza organică constituită din materie grasă, emulgată în faza apoasă și alcătuită din:

gliceride ,steride ,acizi grași ,fosfolipide, dintre care lecitina, care asigură interfața dintre cele două faze, vitamine liposolubile, pigmenți (caroten).

Din punct de vedere chimic, laptele conține următorii componenți:

apa;

substanța uscată negrasă;

materie grasă.

Figura 1.1. Schema de distribuție a principalilor componenți ai laptelui (Azzouz, 2002).

Unele din aceste substanțe se găsesc în stare dizolvată într-o fază sau alta, iar altele sub formă de emulsie sau de suspensie coloidală, apa jucând rol de mediu de dispersie al acestora. Toate tipurile de lapte conțin practic aceiași componenți majori, într-o distribuție aproape similară care fluctuează ușor în funcție de specia animalieră, de rasă în cadrul aceleiași specii, de regimul alimentar precum și de perioada de lactație (Azzouz, 2002).

Componenții de bază ai laptelui

[NUME_REDACTAT] component al laptelui este apa, care reprezintă peste 80 % din masa totală a laptelui, proporție ce variază, în primul rând, în funcție de specia animalului, așa cum se arată în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1. Conținutul de apă și de materie grasă în lapte pentru diferite tipuri de

animale (Azzouz, 2002).

De remarcat faptul că datele prezentate în tabelul 1.1. sunt valori medii, fiind rezultatele unor studii statistice, și pot de asemenea varia destul de semnificativ în funcție de alți factori, cum ar fi :

rasa animalului pentru o specie data;

vârsta animalului;

starea de sănătate;

perioada de lactație;

regimul alimentar;

anotimpul;

zona geografică(relief, climă și vegetație);

condițiile de creștere și de îngrijire (Costin,2003).

Substanțele azotoase

Apa din lapte este faza de dispersie a ceea ce se numește, de regulă , substanța uscată, care reazultă din eliminarea totală a apei din lapte, printr-o deshidratare integrală.

Din eliminarea materiei grase din substanța uscată, rezultă substantă uscată negrasă, care, în afară de substanțele minerale (săruri de Ca, Mg, K etc), mai conține și elemente organice specifice laptelui, printre care putem enumera următoarele :

lactoza (dizaharid compus din glucoză și galactoză);

cazeina;

lactalbumina;

lactoglobulina;

enzimele libere;

urme de alți compuși (Azzouz, 2002).

Cea mai mare parte a substanței uscate, grase sau negrase, poate, de asemenea, fi obținută prin coagularea fie a laptelui normal, fie a laptelui smântânit și formarea unei mase floculante, numită coagul. În masa substanțelor azotate, proteinele reprezintă, în medie, o proporție de circa 95 % (Ghintescu,1974).

Proteinele laptelui sunt substanțe macromoleculare formate din combinarea a 20 de aminoacizi elementari. Ele pot fi ușor separate din soluție, utilizând acid tricloracetic sau acid fosfotungtic și pot fi precipitate cu o soluție concentrată de sulfat de amoniu.

În funcție de starea lor de dispersie, proteinele din lapte pot fi clasificate în două grupe:

cazeina aflată în stare de suspensie coloidală si care reprezintă 80 % din totalul proteinelor;

proteinele zerului sau proteinele serice, solubile în apă, și anume :

lactalbumina, în proporție de 9-15 % din masa proteinelor;

lactoglobulina, în proporție de 3,3 % din totalul proteinelor;

proteozopeptonele, în proporție de 3,7 % (solublile în zer) (Azzouz, 2002).

Cele mai importante proteine din lapte pot fi clasificate în trei categorii, în funcție de structura lor chimică.

Aceste trei categorii sunt :

holoproteinele, care conțin numai -aminoacizi (α- lactalbumina, β- lactoglobulina);

fosfoproteinele, care conțin acidul fosforic în gruparea proteică (α-cazeina, β-cazeina);

lipoproteinele, care conțin glucide drept grupare prostetică ( K-cazeină) , ele deosebindu-se prin structura și compoziția moleculară, care le determină forma de dispersie în lapte (Ghintescu,1974).

[NUME_REDACTAT] este o proteină specifică a laptelui, fiind cea mai importantă componentă proteică a laptelui și poate fi identificată prin tehnica numită electroforeză. Acest compus joacă un rol foarte important în procesele tehnologice de obținere a brânzeturilor.

Molecula acestei proteine conține sulf și o serie de radicali pe bază de potasiu, în lapte fiind asociată acidului fosforic, motiv pentru care este numită fosfoproteină. Astfel, cazeina se deosebește de celelalte substanțe prin conținutul său ridicat de fosfor și prin modul în care ea reacționează în prezența enzimelor din cheag.

Interacțiunea cazeinei cu calciul si cu potasiul din plasmă îi permite să se stabilizeze sub formă coloidală ’’solubilizată’’ în mediile apoase ce conțin săruri de calciu și magneziu. Această formă coloidală se numește complexul cazeino-fosfocalcic. Stabilitatea acestui complex în plasmă poate fi explicată de fundamentele teoretice ale chimiei micelelor, conform cărora există un echilibru chimic între cationii complexați și ionii aflați în mediul apos.

Orice modificare a polarității mediului apos duce la destabilizarea acestui echilibru, în special sub acțiunea acidității. Astfel, micșorarea pH-ului la o valoare de 4,6 la temperatura ambiantă, provoacă o precipitare a cazeinei în proporție de 80 %, restul regăsindu-se în zer. Din punct de vedere al structurii chimice, există trei variante de cazeină: formele și. Stabilitatea celor trei forme de cazeină este foarte sensibilă la cele mai mici modificări ale acidității mediului. Astfel variantele și , în prezență de enzime coagulante conținute în cheag, precipită, dând naștere la ceea ce numim coagul de brânză. Varianta precipită sub forma unui produs secundar în fabricarea untului (zară) sau, dacă este supusă acțiunii temperaturii, aceasta precipită sub forma de urdă, împreună cu alte tipuri de proteine. Pentru ca procesul de coagulare a cazeinei să aibă loc, trebuie ca cele două varianteși să se afle într-o proporție de peste 90% (Azzouz, 2002).

Cercetări recente în acest domeniu au permis să se pună în evidență existența unei alte variante de cazeină, denumită cazeina K. Această variantă nu este de fapt o variantă propriu-zisă, ci, mai degrabă, un complex de interfață pentru celelalte forme structurale (Azzouz, 2002).

K-cazeina are în compoziția sa glucide, fiind, de fapt, o glicoproteină (conține galactoză și galactozamină, printre altele). Ea prezintă o mare solubilitate în prezența ionilor de- calciu la concentrații relativ ridicate. în același timp, K-cazeina prezintă o putere stabilizatoare față de ionii de calciu pentru alte fracțiuni cazeinice care determină antrenarea lor sub forma unui complex solubil. Este un substrat specific cheagului sau chimozinej (complexe enzimatice), în sensul că, în procesul de coagulare, K-cazeina se transformă în para-K-cazeină, când molecula de cazeină este fragmentată la nivelul legăturii dintre fenilalanină și metionină.(Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] reprezintă circa 15% din conținutul total de proteine în lapte. Această proteină nu precipită sub. acțiunea enzimelor coagulante din cheag, iar la' încălzire, îi conferă laptelui un gust de fiert. în procesul de coagulare, lactalbumina rămâne în plasmă, din care se poate extrage ulterior prin încălzire la o temperatură de 80°C sau pe cale chimică cu ajutorul sulfatului de magneziu.La valori de pH cuprinse între 3-7, β-lactoalbumina se află sub formă de dimer. Monomerul are o masă moleculară de 18.000 și este constituit din 162 de resturi de aminoacizi. prezentând două punți de sulf și o grupare SH liberă.

Lactalbumina se află în lapte sub trei forme izomerice (α,β și y), solubile în apă datorită tensioactivității lor intrinseci, precum și funcțiilor electrolitice terminale, ce intră în structura lor. Distribuția celor trei forme de lactalbumina diferă ușor de la un tip de lapte la altul, dar, în general, această distribuție reprezintă o valoare medie a raportului α:β:y de 10:4:1 .

Există, de asemenea, subvariante ale formei β și anume β1 și β 2. Fracțiunea β1 prezintă o mobilitate electroforetică mai ridicată decât fracțiunea β 2. În funcție de origine, laptele poate să conțină numai una din formele lactabuminei sau ambele forme, în proporții variabile, cum ar fi cazul laptelui de vacă, în care subvarianta β 2 este preponderentă (Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] se află în lapte în proporție redusă, de circa 0,1% , dar în anumite tipuri de lapte proporția sa poate să atingă câteva procente. Ea există sub două forme izomerice, numite englobulina și pseudoglobulina (Costin, 2003).

[NUME_REDACTAT] fracțiunea proteică a laptelui, mai există și alte tipuri de proteine, cum ar fi proteazopeptonele, care se află în cantități mai reduse și prezintă un interes biologic și tehnologic limitat, din cauza valorii lor nutritive scăzute (Costin, 2003).

Substanțele azotate neproteice

Cele mai de seamă substanțe neproteice prezente în lapte, sunt următoarele:

creatina;

creatinina;

lipoxantina;

ureea;

acidul uric;

amoniac;

aminoacizi liberi (Azzouz, 2002).

Substanțele neproteice azotate prezintă o importanță deosebită, având în vedere contribuția lor în definirea calității și valorii nutritive a unui tip de lapte (Azzouz,2002).

[NUME_REDACTAT] este un component al laptelui care determină, sub acțiunea microorganismelor, toate procesele fermentative, care au loc în lapte. Lactoza poate suferi o serie de procese fermentative de descompunere pentru a da naștere, în funcție de tipul de microorganisme implicate, la acid lactic, acid propionic, acid butiric /alcool .

Lactoza este principalul component glucidic al laptelui, pe lângă urmele de galactoză și glucoză, ce rezultă din procesul de hidroliză. Din punct de vedere chimic, lactoza este un dizaharid (dioză) format dintr-o moleculă de glucoză și o moleculă de galactoză.

Lactoza este un glucid specific laptelui, și, prin urmare, singura sursă de galactoză pentru om, fiindu-i necesară în sintetizarea metabolitică a galactocerebrozidelor, substanțe implicate în dezvoltarea sistemului nervos central și a facultăților mintale, în special la copil. Cercetări riguroase au demonstrat că eliminarea galactozei din rația nutritivă a sugarului și înlocuirea ei cu zaharoză duce la tulburări de inteligență la copil.

Cu o putere de îndulcire de 6,25 ori mai mică decât cea a zaharozei, lactoza îi conferă laptelui un gust dulceag. Acest gust dulceag este mai pronunțat în zerul nefermentat, deoarece, în lapte, acesta este mascat de prezența cazeinei. Laptele de vacă conține în jur de 4,3-4,8% lactoză raporatată la cantitatea totală de substanță uscată.

În plus de procesele fermentative, lactoza poate fi suferi procesul de hidroliză, enzimatică sau acidă cu formarea de glucoză și galactoză. Se obține astfel siropul de lactoză, caracterizat printr-un gust dulce mai intens și utilizat în fabricarea înghețatei.

Prin convertirea glucozei, se intensifică gustul de dulce, prin formarea fructozei. Toate aceste produse sunt destinate în special persoanelor cu intoleranță la lactoză (Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] grasă reprezintă, în medie, 3,6-3,8 % în laptele de vacă, conținut apropiat de cel din laptele de capră (4%) și peste 7% în laptele de oaie și de bivoliță. Materia grasă din lapte este un amestec complex, alcătuit de o multitudine de compuși, printre care se numără: gliceridele, steridele, fosfolipidele, acizii grași liberi, diverse tipuri de ceară și altele (Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] reprezintă cea mai importantă fracțiune din materia grasă și reprezintă o proporție de circa 88-89 %. Acești compuși sunt esteri formați în urma reacției acizilor grași cu glicerol.

Numărul de specii gliceridice în lapte este foarte mare, fiind determinat atât de numărul variabil de molecule de acizi grași grefate pe o moleculă de glicerol (trialcool), cât și de diversitatea moleculelor de acizi grași. Gliceridele prezintă anumite caracteristici, printre care mai importante sunt următoarele:

un punct de topire scăzut, la o temperatură de 29-34°C;

un punct de solidificare scăzut, la o temperatură de 18-23°C;

densitate relativă, la 15°C, de 0,936 – 0,950;

un indice de saponificare, ce variază în funcție de natura laptelui și, prin urmare, de cele ale acizilor grași conținuți în lapte;

un indice de iod, care variază în funcție de natura laptelui.

Hidroliza gliceridelor dă naștere la acizi grași liberi care, în funcție de structura și de proporția lor în lapte, pot declanșa procesul de acidifiere a materiei grase și, prin urmare, alterarea gustului acesteia. Până în prezent, s-au putut identifica peste 60 de tipuri diferite de acizi grași.

Acizii grași cei mai des întâlniți sunt acidul butiric, acidul capronic, acidul caprinic, acidul caprilic, acidul palmitic, acidul oleic, acidul lauric și acidul stearic. Acești acizi reprezintă circa 80% din cantitatea totală de acizi conținută în lapte (Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] sunt esteri ai acizilor grași cu colesterol. Aceste substanțe se găsesc în lapte în proporții mici de circa 0,01-0,03% și au un rol fiziologic foarte important în formarea vitaminei D, a acizilor biliari și a hormonilor sexuali (Azzouz, 2002).

[NUME_REDACTAT] lapte, există o mare varietate de fosfolipidele, printre care cele mai importante sunt fosfatidilcolina, fosfatidilserina, cefalina, sfingomielina și lecitina. Acești compuși joacă un rol foarte important în emulgarea și stabilizarea emulsiei de materie grasă în plasma din lapte, prin asigurarea interfeței dintre cele două faze în procesul de separare a grăsimii din lapte, o proporție de circa 2/3 din fracțiunea fosfolipidică trece în smântână.

Lecitina este totodată agent emulgator și stabilizator, care asigură interfața dintre materia grasă (fază organică) și plasma din lapte (fază apoasă).

Datorită proprietăților sale tensioactive, lecitina este un excelent agent emulgator care menține nu numai coeziunea globulelor de materie grasă (care face ca particula să fie sferică), ci și emulgarea lor (dispersia lor) în tot volumul plasmei (Ghintescu,1974).

Alți componenți ai materiei grase

În materia grasă se găsesc și alți compuși, cum ar fi carotinoidele (α, β, ), carotenul, precum și unele substanțe cu caracter oxidant. Toate aceste substanțe reprezintă o proporție minoră de circa 0,7-0,8% dar joacă un rol foarte important în diferite procese de prelucrare și valorificare a laptelui (Azzouz, 2002).

Vitaminele din lapte

Principalele vitamine întâlnite în lapte sunt cele de tip: A, D, E, K, , , , PP și , și sunt dispersate, în principal, în două faze:

vitaminele hidrosolubile, dizolvate în plasmă;

vitaminele liposolubile, care sunt dispersate în materia grasă.

Distribuția vitaminelor în cele două faze ale laptelui variază în funcție de specia animalului, rasa animalului, perioada de lactație, regimul alimentar, precum și de tipul de prelucrări. Vitaminele contribuie, în mod esențial, la valoarea nutritivă a laptelui, prin acțiunea lor, alături de enzime și de alți factori de nutriție, în procese metabolice ce au loc în organismul consumatorului anterioare ale laptelui ( Azzouz, 2002).

Tabelul 1.2. Vitaminele din lapte (Azzouz, 2002).

Oligoelementele minerale din lapte

Fracțiunea minerală din lapte reprezintă o proporție de circa 0,7-0,9%, fiind alcătuită, în esență, de săruri, de cloruri, citrați și fosfați de calciu, de sodiu, potasiu și magneziu. Citrații de sodiu, calciu și magneziu se combină cu îactoza pentru a fi asimilate de organism și joacă un rol foarte important în procesele termentative, favorizând formarea de compuși de tip diacetil și diacetilmetilcarbonil, care conferă aromă produselor lactate.

În lapte se mai află și alte combinații chimice pe bază de sulf, aluminiu, zinc, fier, aflate în constituția metaloproteinelor, precum și calciu și fosfor care joacă un rol foarte important în nutriția omului și în stabilizarea cazeinei. De menționat faptul că distribuția acestor oligoelemente variază, în principal, în funcție de gradul de prospețime a laptelui și vice-versa. Astfel, prezentăm două argumente în acest sens:

laptele zis anormal are un conținut relativ ridicat de cloruri;

laptele prelucrat termic are un conținut redus în săruri solubile de calciu și se pretează mai greu la coagulare.

O modalitate de remediere, în acest sens, constă în corectarea acestui conținut cu un adaos de clorură de calciu (Ghintescu 1980).

Fracțiunea enzimatică din lapte

Enzimele sunt compuși proteici funcționalizați și joacă rol de catalizatori, foarte activi și selectivi, în diferitele procese chimice și biochimice ce pot avea loc în lapte. Până în zilele noastre, peste 20 de enzime au putut fi identificate în lapte (Ghintescu 1980).

Enzimele esențiale

Acestea sunt clasificate în diferite grupe și ele se localizează în special în celulele epiteliale ce provin din glandele mamare. Principalele grupe de enzime sunt:

lipazele;

esterazele;

amilazele ( și );

aldolazele;

citocromreductazele;

fosfatazele;

reductazele;

peroxidazele;

catalazele (Ghintescu 1980).

Fracțiunea enzimatică din lapte determină, în mod semnificativ, comportarea fizicochimică, stabilitatea termică și mecanica, precum și capacitatea laptelui de a fi prelucrat ulterior în vederea unei valorificări superioare (Ghintescu 1980).

Alte tipuri de enzime

În lapte, se mai găsesc o multitudine de enzime, și ale căror acțiuni sunt specifice, așa cum se arată în tabelul 1.3.

Tabelul 1.3. Modalități de acțiune a enzimelor din lapte (Costin,2003).

Proprietăți fizice ale laptelui

Criteriul densității constituie la noi în prezent, alături de conținutul în grăsime unul din elementele ajutătoare după care se apreciază calitatea și valoarea merceologică a laptelui. Densitatea laptelui normal de vacă variază între limitele 1,027 și 1,034 g/cm³ la 200C. Aceasta crește odată cu creșterea cantității de substanță negrasă, fiindcă componentele principale din lapte au densități supraunitare : proteinele 1,346 g/cm³ și lactoza 1,666 g/cm³. Densitatea se reduce invers proporțional cu creșterea conținutului de grăsime, deoarece densitatea grăsimi este subunitară (0,935 – 0,947). Cunoșterea densității normale a laptelui este foarte importantă pentru depistarea falsificărilor (Ghintescu, 1974).

Aciditatea și pH-ul laptelui

Aciditatea totală pune la dispoziție indicații asupra stării de prospețime și expune cantitatea de acizi din lapte. Determinarea acidității se face prin titrare cu soluție de hidroxid de sodiu de diferite normalități în funcție de metoda utilizată.Aciditatea totală a laptelui proaspăt este de 16 -180 T.

pH-ul laptelui

Oferă informații în legătură cu starea de sănătate a ugerului și stabilitatea cazeinei. Laptele conține proprietate tampon care se datorează substanțelor proteice și sărurilor minerale, în special fosfați și citrați. Capacitatea de tamponare maximă are loc la pH = 4,5 -6,5.

pH-ul laptelui are valori cuprinse între 6,6- 6,8. Putem determina cu precizie electrometric sau prin metoda cu albastru de brom-timol în vederea diferențierii laptelui de vacă după valoarea pH-ului (Costin, 2003).

Microorganismele laptelui

Laptele poate fi infectat prin surse interne și externe.

Surse interne

În glanda mamară se află bacterii care intră pe canalul lactic al ugerului și contaminează laptele.

În glanda mamară pot intra microorganisme pe două căi :

– calea ascendentă prin canalul mamelonului ;

– calea endogenă prin intermediul circulației sangvine.

Surse externe

Laptele este contaminat prin intermediul mediului înconjurător. Solul, apa, aerul și apele reziduale reprezintă surse externe de infectare microbiană a laptelui. Apa naturală utilizată la spălarea utilajelor, a ambalajelor poate cuprinde pe lângă microflora specifică și germeni patogeni din aer, sol și dejecții umane și animale. Calitatea microbiologică trebuie controlată periodic în laboratoare de specialitate. O altă sursă este aerul contaminat cu microorganisme prin intermediul apei în suspensie, particulelor de praf, sporilor bacterieni, etc. Insectele cum ar fi gândacii, muștele au un rol important în contaminarea acestuia mai ales în sezonul călduros (Costin,2003).

Defectele laptelui

Laptele poate suferi numeroase transformări care se datorează în general unei alimentații necorespunzătoare, nerespectării regulilor de recoltare igienică și activității unor microorganisme cu care sunt infectate. Transformările suferite de lapte se referă la : aspect, aromă, consistență, culoare (Ghintescu,1974).

Defecte de aromă

Aceste defecte sunt extrem de numeroase și pot fi grupate, în funcție de cauza care le generează; defecte de aromă care provin din alimentație, datorită modificărilor biochimice și chimice ale comportamentelor laptelui, a stării animalelor producătoare de lapte și datorită mediului înconjurător (Ghintescu,1974).

Defecte de aromă datorate alimentației. Cele mai cunoscute sunt legate de furaje (gust și miros de nutreț) ce sunt provocate de unele plante ce intră în rația furajeră a animalelor (Ghintescu,1974).

Gustul de furaj este mai pronunțat atunci când laptele este cald. Nutrețurile care imprimă laptelui gust și miros nedorit se pot împărții astfel: grupa rădăcinoaselor și grupa cruciferelor.

În laptele cu aromă de nutreț s-a pus în evidență amoniac, n-propil și n-hexilamine în cantitate mult mai mare decât în laptele normal (Ghintescu,1974).

Defecte de aromă datorate modificărilor biochimice și chimice ale componentelor laptelui. Gustul acru, cel mai frecvent defect ale lapteui, se datorează formării acidului lactic prin fermentarea lactozei de către bacteriile lactice, bacteriile din grupul coli – aerogenes și bacteriile butirice (Ghintescu, 1974).

Datorită acidifierii laptelui se produce coagularea cazeinei la temperatura obișnuită când aciditatea laptelui este de 68 – 750 T sau la fierbere când aciditatea este de 25 – 27 0 T.

Prevenirea acidifierii laptelui se realizează prin reducerea gradului de infectare datorită respectării condițiilor sanitar-igienice și menținerii laptelui la temperaturi scăzute din momentul mulgerii și până la prelucrare (Ghintescu,1974).

Gustul amar. În afară de alimentație, acest defect al laptelui se poate datora și activităților unor bacterii care hidrolizează proteinele până la unele peptide cu gust amar sau care hidrolizează grăsimea cu producere de gust amar și rânced (Ghintescu,1974).

Gustul de săpun se datorează saponificării grăsimi de către substanțele alcaline produse de bacteriile fluorescente și de putrefacție. Acest defect apare la laptele păstrat timp îndelungat la temperaturi sub 100 C (Ghintescu,1974).

Gustul și mirosul de mucegai, brânză sau putrefacție se datorează descompunerii substanțelor proteice sub acțiunea bacteriilor din genul Alcaligenes, Escherichia și Aerobacter. Acest defect apare în special în laptele nepasteurizat, păstrat în recipiente închise (Ghintescu,1974).

Laptele cu gust de malț. Defectul se poate întâlni în laptele acid, fiind produs de aldehida izovaleriană care se formează prin descompunerea leucinei și izoleucinei sub acțiunea Streptococuss lactis maltigenes (Ghintescu,1974).

Gustul de pește se întâlnește mai rar în lapte, fiind mai frecvent în unt. Se datorează formării de trimetil-aminei prin descompunerea lecitinei (Ghintescu,1974).

Gustul de metal se datorează în special urmelor de cupru și fier ca rezultat al coroziunii suprafețelor metalice de către acizii din lapte (Ghintescu,1974).

Aroma de oxidat a laptelui își are originea în transformarea oxidativă a fosfolipidelor care sunt concentrate în majoritate la suprafața globulelor de grăsime, în complexul lipoproteic, fiind expuse la acțiunea oxigenului. Gustul de oxidat spontan se datorează enzimei xanthinoxidaza și se poate preveni prin adaos de antioxidanți. Apariția spontană a aromei de oxidat se observă mai des la sfârșitul iernii și începutul primăverii (Ghintescu,1974).

Aroma de rânced. Uneori se observă în laptele crud o aromă de rânced, care se datorează hidrolizei gliceridelor cu masă moleculară mică sub acțiunea lipazei din plasmă, prezentă în laptele normal. Enzima este activată prin următoarele tratamente aplicate laptelui crud: agitarea prelungită și violentă a laptelui, încălzirea laptelui prerăcit la 30 0C și apoi răcirea la temperaturi sub 10 0C și omogenizarea (Ghintescu,1974).

Defectul este produs în cele mai multe cazuri de o agitatre severă a laptelui în instalații improprii și la trecerea prin conducte și pompe. Trebuie evitată formarea spumei, agitarea laptelui în timpul transportului atunci când autocisternele nu sunt umplute complet, agitarea excesivă în tancurile de depozitare (Ghintescu,1974).

Defecte de aromă datorate animalelor

Laptele cu aromă râncedă sau râncezire spontană. Acest lapte este secretat mai frecvent de animalele batrâne. Defectul se datorează acțiunii lipazei naturale a laptelui care acționează chiar în uger sau imediat după mulgere (Ghintescu,1974).

Gustul sărat. Defectul se datorează conținutului mare în substanțe minerale, în special cloruri și cantități reduse de lactoză din lapte (Ghintescu,1974).

Defecte de consistență

Lapte vâscos, filant, mucilaginos. Uneori, cu timpul, laptele poate căpăta o consistență vâscoasă, cu fire lungi de mucozități pe suprafața lui, fără creșterea acidității. Vâscozitatea este dată de prezența gumelor și mucilagilor formate de către anumite bacterii, [NUME_REDACTAT] care formează glucoproteide. Defectul apare după ce laptele a fost păstrat câteva ore, timp în care se dezvoltă bacteriile. Contaminarea se evită prin dezinfectarea corespunzătoare a recipientelor, prin ștergerea glandei mamare înainte de mulgere cu o soluție care conține clor.

Coagularea spontană a laptelui la aciditate scăzută sau coagulul dulce se datorează enzimelor coagulante analoge chimozinei secretate de unele microorganisme din genul Microccocus si Mammococcus. Adesea, defectul se prezintă sub formă de particule mici de coagul care plutesc pe suprafața laptelui sau întreaga masă de lapte este prinsă în coagul. Bacteriile care produc coagularea laptelui la aciditate scăzută se găsesc în special pe recipientele spălate necorespunzător (Ghintescu,1974).

Defecte de culoare

Culoarea galbenă poate fi datorată unui conținut mare de caroten sau poate fi produsă de unele bacterii în special Pseudomonas synxantha care coagulează cazeina și solubilizează cu formare de amoniac (Ghintescu,1974).

Culoarea roz – roșie sau formarea de pete mici roșii pe suprafața laptelui se datorează fie prezenței globulelor roșii din sânge din cauza unei mulgeri defectuoase sau ulcerării ugerului, fie unor microorganisme aerobe cromogene, în care caz defectul apare după păstrarea laptelui la 10 – 120C una sau mai multe zile. Bacteriile cae provoacă aceste defecte sunt: Bacillus lactis erythrogenes, care colorează tot laptele în roșu, îl coagulează și apoi hidrolizează cazeina, producând un miros fecaloid; Micrococcus prodigiosus care formează pete pe suprafața laptelui, coagulează cazeina și o solubilizează cu formare de amoniac (Ghintescu,1974).

Laptele cu nuanță albăstruie sau albastră se datorează furajării animalelor cu anumite plante. Acest defect poate fi de origine cyanofluorescens în stratul superficial al laptelui. Microorganismele provin din vasele de colectare spălate necorespunzător (Ghintescu,1974).

Petele negre pe suprafața laptelui se datorează lui bacterium lactis nigri, care coagulează laptele la 370 C in 24h, dă gust amar, apoi cazeina este hidrolizată (Ghintescu,1974).

Caracteristicile materialelor și ambalajelor

Brânzeturile sunt produse alimentare care pentru a fi date în consum trebuie să aibă suprafața protejată de mediul exterior pentru menținerea proprietăților organoleptice și fizico-chimice timp cât mai îndelungat și prevenirea unor eventuale infectări. Această protejare poate fi realizată cu ajutorul diferitelor ambalaje în funcție de sortimentul de brânză și durata de depozitare.Brânzeturile proaspete se ambalează în porțiuni mici în folie metalizată-cașerată, în hartie pergament, în pahare din carton parafinat sau din material plastic. În ultimul timp s-au introdus mașini care confecționează barchete și pahare din material plastic (Ghintescu 1980).

Oricare formă de ambalare se utilizează este foarte important să prevenim infecțiile și să evităm spațiile de aer. Brânza proaspătă de vacă se poate ambala și în bidoane de aluminiu, în special când se livrează pentru consumul colectiv (Ghintescu 1980).

Cartonul înlocuiește din ce în ce mai mult lemnul din considerente de ordin economic și a greutăților de manipulare. Din carton se confecționează cutii, pahare ,care se manipulează cu multă ușurință fiind mai ușoare (Ghintescu 1980).

Hârtia este printre primele materiale folosite la ambalarea brânzeturilor. Cea mai folosită în cazul brânzei proaspete de vaci este hârtia imitație pergament care prezintă avantajul că este mai rezistentă și nu se înmoaie atunci când se umezește (Ghintescu 1980).

Materialele plastice au luat în ultima vreme o mare dezvoltare, pentru ambalarea brânzeturilor proaspete folosindu-se în special cele cu proprietăți termoplastice.

Acestea prezintă o serie de avantaje :

au o rezistență mecanică foarte bună , în acest fel putând garanta integritatea ambalajului;

permeabilitate diferențiată față de gaze și vapori de apă;

au o rezistență chimică foarte ridicată față de produsele alimentare cât și de diferite medii corosive;

au posobilitatea de închidere ermetică prin termosudură sau adezivi (Ghintescu 1980).

Dintre materialele termoplastice cele mai utilizate în cazul brânzeturilor proaspete sunt : policlorura de vinil și polistirenul (Ghintescu 1980).

Policlorura de vinil ( P.V.C) plastifiată este obținută sub formă de folie care după tratamentul aplicat în procesul de obținere poate avea proprieteatea de a se contracta prin expunere de câteva secunde la temperatura de 90-120 ̊C.

P.V.C. prezintă avantajul de a fi permeabilă la oxigen și rezistentă la grăsimi (Ghintescu 1980).

Polistirenul antișoc servește la obținerea ambalajelor vacuumate sub formă de pahare (Ghintescu 1980).

Caracteristicile produsului finit

Brânza proaspătă de vacă este încadrată în categoria brânzeturilor moi fiind caracterizată printr-o consistență cremoasă și un gust acrișor de fermentație lactică. Brânza proaspătă de vacă are un aport caloric redus, 100 g de brânză având doar între 105-275 calorii, datorită conținutului mic de grăsime pe care îl are. Aceasta este indicată în alimentația zilnică a tinerilor, a copiilor fiind o bună sursă proteică și de calciu, a persoanelor în vârstă sănătoase dar și a celor care au anumite probleme de sănătate (Chintescu ,1974).

Din punct de vedere organoleptic brânza proaspătă trebuie să prezinte următoarele proprietăți :

Aspect : pastă curată, omogenă și fără eliminare de zer.

Culoare : albă până la albă-gălbuie.Aceasta trebuie să fie uniformă în toată masa.

Consistență : pastă cremoasă, fină și nesfârămiciosă. Se admite structură slab grunjoasă la tipul semigras și slab.

Miros : plăcut de fermentație lactică ,fără miros străin.

Gust : plăcut de fermentație lactică ,fără gust strain (Chintescu ,1974).

Tabelul 1.4. Proprietățile fizico-chimice ale brânzeturilor (Chintescu., 1974).

Din punct de vedere microbiologic în structura brânzei proaspete de vaci sunt prezente enzime coagulante, germeni, bacterii lactice, celule somatice și [NUME_REDACTAT].

Analiza factorilor tehnologici care influențează realizarea producției și calitatea produsului finit

Realizarea unor produse de calitate superioară se obține prin urmărirea desfășurării procesului tehnologic în timpul fabricării brânzeturilor, cu respectarea parametrilor recomandați. Parametrii procesului de prelucrare trebuie să fie înscriși într-o fișă tehnologică, aceasta putând fi detaliată sau simplificată cuprinzând numai parametrii principali ai procesului. Calitatea brânzeturilor se apreciază după o serie de determinări prin care se stabilește dacă produsul se încadrează în prevederile standardelor (Costin, 2003.)

Acest control este alcătuit din :

verificarea marcării și ambalării ;

examenul organoleptic ;

analiza microbiologică și chimică (Costin, 2003).

Verificarea marcării și ambalării se efectuează prin controlul ambalării, marcării și aspectului exterior a unui număr de bucăți stabilite prin standarde (Costin, 2003).

Examenul organoleptic constă în verificarea aspectului exterior și interior a culorii, consistenței, gustului și mirosului (Costin, 2003).

Aspectul exterior : se analizează forma și starea coji. În cazul bucăților parafinate se analizează uniformitatea și integritatea stratului de parafină.

Aspectul în secțiune : se analizează prezența impurităților, consistența pastei (omogenă, stratificată, buretoasă).

Culoarea : se examinează exterior și interior nuanța și uniformitatea.

Consistența pastei : se apreciază prin gustare.

Mirosul și gustul : se analizează aroma și se apreciază prin degustare (Costin, 2003).

Recoltarea probelor și pregătirea lor pentru analiză.

Pentru această analiză avem nevoie de 200 g de produs pe care trebuie să îl supunem păstrării în vase de sticlă bine închise. Înainte de analiză aceasta se mărunțește și se mojarează pentru omogenizare (Costin, 2003.)

Determinarea conținutului de apă se face prin metoda uscării în parafină sau metoda uscării în etuvă. Determinarea conținutului de grăsime se face prin metoda acid-butirometrică folosind un butirometru special [NUME_REDACTAT]. Determinarea acidității este foarte importantă mai ales în cazul brânzei proaspete, de aceea acest control se efectuează și în timpul procesului de fabricare. Aciditatea se face prin titrare sau prin determinarea pH-ului (Costin, 2003.)

Variante tehnologice de obținere a produsului finit. Analiza comparativă a tehnologiilor similare din țară și din străinătate

Procedeul de fabricație al brânzei proaspete de vaci poate fi cel clasic (vane și cazane nemecanizate) sau cel mecanizat (Ghintescu, 1980).

Procedeul clasic : în funcție de sortimentul de brânză ce trebuie produs laptele de vacă se normalizează la conținutul de grăsime conform normelor în viguare. Pasteurizarea laptelui se poate efectua în vane cu pereți dubli sau cazane, timp de 30 de minunte la temperatura de 63-65 ̊ C sau în instalațiile de pasteurizare cu plăci, timp de 20-30 de secunde la temperatura de 71-73 ̊ C (Ghintescu, 1980).

Procedeul de fabricație mecanizat în vana Schullenburg : în acest procedeu se folosește vana mecanizată de tip Schullenburg, aceasta fiind alcătuită din vana de coagulare propriu-zisă și bazin-presă cu site pentru zer, acționat hidraulic având funcționare automată (Ghintescu, 1980).

Figura 1.3. Schema tehnologică de obținere a brânzei proaspete de vaci (Costin,2003).

Procedeul de fabricație mecanizat cu separator de coagul : cu ajutorul acestui separator se produce o separare continuă a zerului din masa de coagul. Acest procedeu asigură igiena perfectă pe parcursul întregului proces putându-se utiliza doar în cazul obținerii brânzei degresate (Ghintescu, 1980).

Figura 1.4 . Schema tehnologică de obținere a brânzei proaspete de vaci (Costin,2003).

Alegerea variantei optime pentru obținerea bânzei

proaspete de vaci

Varianta optimă aleasă este cea care se realizează prin procedeul de fabricație mecanizat cu separator de coagul. Această variantă are în dotare și separatorul centrifugal de coagul. Am ales această variantă deoarece :

realizează o separare rapidă și continuă a zerului din masa de coagul nepermițând pierderi prea mari;

realizează răcirea masei de coagul care duce la impregnarea eliminării zerului, mai ales când temperatura din încăpere este scăzută;

prezintă o productivitae de 3000-4000 kg coagul / h ;

asigură o igienă perfectă în timpul întregului process de fabricație, evitându-se orice contact cu mâna .

Procedeul de fabricație este compus din două faze :

prima fază este cuprinsă din operațiile de pregătire a materiilor prime, de coagulare și pregătire a coagului ;

în cea de-a doua fază se produce eliminarea zerului din coagul cu ajutorul separatorului centrifugal.

Schema tehnologică aleasă este cea din figura 1.4.

Tehnologia de obținere a brânzei proaspete de vaci

Recepția calitativă

Operația trebuie executată cu foarte multă atenție . Recepția calitativă cuprinde parametrii calitativi prevăzuți în STAS în normele igienico sanitare. Acestea se referă la : proprietățile chimice, fizice, biochimice, la proprietățile organoleptice și parametrii microbiologici. În fabricile de brânzeturi aceste determinări sunt completate cu proba coagulării laptelui oferind indicații valoroase pe baza cărora se fac aprecieri asupra comportării laptelui la închegare.

Recepția cantitativă

Este etapa prin care se constată gramajul de lapte recepționat de către secția de fabricație și se face volumetric prin cântărirea întregii cantități, care apoi se exprimă în litri.

Filtrarea și curățirea laptelui

Operațiunea prin care se îndepărtează impuritățile formate din păr de animale, particule de praf, resturi de nutreț, nisip, murdărie din grajd, se numește filtrare sau curățire.

Filtrarea se realizează prin trecerea laptelui prin mai multe straturi de tifon, această operațiune putând fi aplicată în mai multe locuri ale traseului tehnologic înaintea pasteurizării. În acest caz vom folosi o metodă mai avansată și perfecționată de filtrare care presupune utilizarea filtrelor cu material filtrant compus dintr-o țesătură metalică din inox, asigurând o filtrare în flux continuu cu o demontare foarte ușoară pentru spălare.

Normalizarea laptelui

Brânza proaspătă de vacă se împarte în funcție de conținutul de grăsime în : brânză foaste grasă, grasă, semigrasă și slabă.

Produsele fabricate trebuie să tină cont de standardele în vigoare în ceea ce privește coținutul de grăsime.

Pasteurizarea laptelui

Etapa are o importanță deosebită deoarece :

asigură devastarea bacteriilor patogene ;

realizează uniformizarea calității culturilor pure de bacterii lactice precum și a altor culturi în vederea dirijării etapei de maturare ;

îmbogățește consumul specific deoarece reține în brânză proteine serice .

Pasteurizarea se realizează în funcție de utilajul din fabrică, în acest caz se utilizează pasteurizatorul cu plăci care asigură realizarea procesului în flux continuu și automatizat la temperatura de 72 ̊C cu durata de menținere de 14-40 de secunde.

Răcirea laptelui

După pasteurizare laptele se răcește la tempratura de 40̊C.

Pregătirea laptelui pentru coagulare

După terminarea pasteurizării laptele este răcit la temperatura de 40̊C. Temperatura de coagulare este selecționată între aceste limite, după sortimentul care se prelucrează, dar și de utilajele în care se fabrică laptele, adică de eventualele posibilități de păstrare a temperaturii în momentul procesului de coagulare și maturare a laptelui. În laptele pasteurizat și răcit la temperatura de coagulare se pun culturile lactice.

Se mai adaugă și clorură de calciu 10-15 g la 100 l lapte pentru refacerea echilibrului de ion de calciu solubil.

Maturarea laptelui

Etapa durează 1- 1 ½ ore. În timpul maturării laptelui aciditatea crește cu 3-4 ̊ T.

Închegarea laptelui

Se efectuează cu ajutorul enzimelor coagulante de origine animală (cheag). Pentru coagularea a 10 kg de lapte se utilizează 1 g de cheag lichid, închegarea realizându-se într-un timp de 40 de minute la o temperatură de 35 ̊ C.

Volumul de cheag necesar la coagulare se alege după formula :

C = L S / 600 t

în care :

C = cantitatea necesară de soluție de cheag, în l ;

L = cantitatea de lapte care trebuie închegată, în l ;

S = timpul în care a avut loc coagularea probei, în s ;

t = timpul în care va trebui să coaguleze .

[NUME_REDACTAT] laptelui se efectuează într-un timp de 1-1 ½ ore, timp în care aciditatea crește cu 3-4 ̊ T. După maturare se introduce soluție de enzimă coagulantă în volumul necesar obținerii unei coagulări în timp de 16-18 ore.

Rolul enzimei coagulante este de a desăvârși și precipita proteinele care au loc în paralel sub acțiunea acidifiantă a maielei. Coagularea laptelui are loc în vane cu pereți dubli, cu sau fără dispozitiv de obținere mecanizată a coagului. Întreaga masă de lapte se amestecă lent, continuu, circular și de jos în sus timp de 5 minute, după care se acoperă vana cu capac rămânând în repaos până la coagulare.

Temperatura trebuie menținută constant deoarece nu se permite o diferență mai mare de ± 2 ̊ C fată de temperatura inițială.

Atunci când coagulul este compact, de consistență moale și se desprinde foarte ușor de pereții vanei, iar aciditatea zerului este de 73-75 ̊ T putem considera terminat procesul de coagulare.

Prelucrarea coagului

Această etapă se realizează dintr-o mărunțire fină cu sprijinul agitatoarelor vanei, după care coagulul fluidificat este supus trecerii în separator și astfel se elimină zerul.

Scoaterea coagului din vană

Se efectuează prin trecerea masei de coagul fluidificat în separatorul de coagul prin intermediul unei pompe cu debit continuu.

Separarea coagului de zer

Între pompă și separator se intercalează o sită pentru a întrerupe pătrunderea impurităților mari care ar putea obtura orificiile de la partea inferioară a tobei.

Pentru reglarea debitului se instalează un reglator de presiune, iar pentru controlul alimentării separatorului cu coagul se instalează un vizor. Toba se compară din punct de vedere constructiv cu a unui separator – curățitor.O deosebire ar fi aceea că toba separatorului de coagul este prevăzută cu spații în care sunt depuse impuritățile.

Intervalele dintre talere sunt înclinate de la exterior la interior, aceste talere fiind prevăzute cu găuri prin care coagulul este ridicat la exterior.

Separarea coagului de zer are loc în tobă. Pentru că coagulul scurs este mai greu, acesta pătrunde prin niște orificii de la circumferința exterioară a tobei, este lovit de peretele vertical și cade în jurul tobei într-un jgheab colector.

Brânza ajunge în pâlnia colectoare cu ajutorul racletelor rotative de unde ajunge la mașina de pastificat și răcit prin intermediul unei pompe.

Pastificarea și răcirea brânzei

Brânza proaspătă de vacă presată corespunzător este trecută la mașina de pastificat, apoi răcită la temperatura de 6-10 ̊ C prevestindu-se astfel mărirea acidității.

Brânza este pusă apoi în bidoane sau cărucioare, urmând ambalarea ei în ambalaje mai mici.

Ambalarea brânzei

Brânza de vaci poate fi ambalată în :

ambalaje mari cum sunt : bidoanele de aluminiu sau din material plastic având o cantitate de 10 – 15 kg, fiind destinate consumurilor colective sau pentru preparate de patiserie sau culinare;

ambalaje mici cum sunt : pachetele de formă paralepipedică alcătuite din folie metalizată, pahare, pungi, caserole alcătuite din material plastic având cantitatea de 0,200 – 0,500 kg.

În acest caz brânza se prezintă sub formă de batoane, având greutatea de 1 kg.

Depozitarea brânzei

Brânza proaspătă de vacă se depozitează în camere frigorifice curate, aerisite, fără miros străin, dezinfectate, la o temperatură de maxim 8 ̊ C și o umiditate a aerului de 80 – 85 % .

Chimismul proceselor tehnologice

Cazeina și cele trei forme α, β, și y în timpul procesului de coagulare precipită sub trei forme diferite datorită prezenței căldurii și a unor enzime din cheag. Coagulul de brânză se produce prin precipitarea formelor α și β.

Pentru a avea loc procesul de coagulare a cazeinei, formele α și β trebuie să fie prezente în proporție de peste 90 %. K- cazeina este o altă variantă care presupune un complex de interfață pentru celelalte forme. Aceasta este formată din galactoză, galactozamină, și de aceea poartă numele de glicoproteină având o solubilitate mare a ionilor de calciu. Substratul specific al chimozinei din cheag poartă denumirea de cazeina K. Aceasta coagulează sub formă de para-K-cazeină. Coagularea este înainte de toate un process chimic (Ghintescu , 1974).

+NCaCl2

COO COOH

Cazeină + enzimă coagulantă paracazeină

+ Săruri de calciu

Paracazeinat de calciu

Controlul fabricației pe faze

Acest control este alcătuit din două faze distincte.

În prima fază laptele smântânit, după pasteurizare la temperature de 71-73 ̊ C în instalații cu plăci, este răcit la temperature de 40 ̊ C și băgat în vane, unde are loc însămânțarea cu maiaua de bacterii lactice în raport de 1-1,5 %, unde se introduce și clorură de calciu în raport de 10 g la 100 litri de lapte. Maturarea laptelui se desfășoară în 1- 1 ½ ore, în tot acest timp aciditatea crescând cu 3-4 ̊ T.

Se introduce un volum redus de enzimă coagulantă, în jur de 1-1,5 g cheag concentrație

1 : 100 000 la 1000 litri de lapte smântânit.

Durata procesului de coagulare este de 16-18 ore, acesta se consideră finalizată atunci când aciditatea zerului atinge 73-75 ̊ T.

Prelucrarea coagului se efectuează printr-o mărunțire fină cu ajutorul agitatoarelor vanei, iar coagulul fluidificat trebuie să fie trecut în separator.

A doua fază se compune din deplasarea masei de coagulul fluidificat din vană în separatorul de coagul prin intermediul unei pompe cu debit continuu.

Între separator și pompă se suprapune o sită fină pentru a reține intrarea impurităților mecanice mai mari care ar putea obtura orificiile de la partea inferioară a tobei. După filtru

este instalat un regulator de presiune cu care se efectuează reglarea debitului, și un vizor cu care se efectuează controlul alimentării separatorului cu coagul.

Din punct de vedere constructive toba se aseamănă cu cea a unui separator – curățitor. Talerele au găuri prin care se urcă coagulul la exterior iar intervalele din ele sunt orientate de la exterior la interior. Toba separatorului de coagul este alcătuit din spații în care se depun impuritățile.

Separarea coagului de zer are loc în tobă. Coagulul scurs, fiind mai greu, străbate prin niște orificii localizate la circumferința exterioară a tobei, se izbește de peretele vertical al tobei și cade într-un jgheab colector aranjat în jurul tobei.

Din acest punct brânza este împinsă cu ajutorul unor raclete rotative în pâlnia colectoare, de unde prin intermediul unei pompe este expediată direct la mașina de pastificat și răcit.

Tabelul 1.5. Puncte critice de control în procesul de fabricare a brânzei

degresate (Ghintescu , 1974).

Regimul de lucru al instalației

Stabilirea capacității de producție.

Capacitatea de producție a secției de fabricare a brânzei proaspete de vaci degresată este de 8 t lapte /zi.

Stabilirea regimului de lucru.

Regimul de lucru al secției este de 232 de zile anual. În aceste zile se lucrează 16 ore zilnic în două schimburi, fiecare schimb lucrând 8 ore.

Capacitatea de producție a secției este de 8000kg lapte/24h.Pentru realizarea acestei producții este necesar ca unitatea să lucreze în 2 schimburi, fiecare schimb fiind format din personal de bază, personal auxiliar și personal de deservire.

Personalul de bază este reprezentat de personalul direct productiv și este format din muncitorii care lucrează pe liniile tehnologice.

Totalul personalului pe o linie tehnologică este de minim 12 muncitori. Personalul de deservire este format din 2 muncitori de întreținere și 2 electricieni.

Personalul auxiliar (laboranți, manipulanți din depozite, portari, femei de serviciu) și personalul TESA (contabil, inginer și director marketing), participă la realizarea condițiilor optime pentru desfășurarea producției.

Personalul de bază este reprezentat de personalul direct productiv, format din muncitorii care lucrează pe linia tehnologică.

operator-recepție și filtrare;

operator-normalizare;

operator-pasteurizator;

operator-răcire;

operator-inchegare;

operator-prelucrare coagul;

operator-scoatere coagul;

operator-pastificare;

operator-ambalare.

Personalul de deservire este format din:

2 mecanici de întreținere;

2 electricieni.

Aceștia intervin în remedierea defecțiunilor apărute în funcționarea agregatelor, echipamentelor și instalațiilor utilizate în procesul de producție.

Personalul auxiliar (manipulanți, spălători, femei de servici)participă la realizarea condițiilor optime pentru desfășurarea producției.

Regimul de funcționare al fabricii este unul discontinuu, datorat producției obținute care asigură cererea pieței.

. Bilanț de material

Recepția laptelui

se recepționează laptele care a fost transportat cu ajutorul cisternelor;

8000 kg lapte

7996 kg lapte recepționate

Filtrarea laptelui

la filtrare sunt înregistrate pierderi de 0,15% sub forma sedimentului existent în lapte precum și a laptelui rămas pe suprafețele filtrante.

7984 kg de lapte filtrat

Normalizarea laptelui

Metoda pătratului lui [NUME_REDACTAT] în centrul dreptunghiului conținutul de grăsime al laptelui integral, iar în cele două colțuri superioare conținutul în grăsime al smântânii și respectiv al laptelui normalizat și făcând diferența rezultă 29,8 părți lapte integral dintre care 2,8 părți smântână cu 30% grăsime și 27 părți lapte normalizat.

Aplicând regula de trei simplă rezultă că din 7984 părți lapte integral se pot obține 745 kg smântână 7185,6 kg lapte normalizat.

;

7984 745 = kg ;

cantitatea de lapte normalizat;

cantitatea de lapte integral ;

.

Pasteurizarea laptelui

pierderile înregistrate la pasteurizarea laptelui destinat fabricării brânzei proaspete de vaci prin procedeul mecanizat sunt de 0,5% .

Ln = laptele normalizat care intră în procesul de pasteurizare;

Lp= masa de lapte rezultată în urma pasteurizării laptelui.

Răcirea laptelui

Pregătirea pentru închegare a laptelui

masa de clorură de sodiu ;

masa de culturi lactice ;

laptele intrat .

Închegarea laptelui

masa de cheag ;

laptele intrat.

Prelucrare coagul

masa de coagul care intră în operația de prelucrare a coagulului;

masa de coagul rezultată în urma operației .

Scoaterea coagului din vană

masa de zer rezultată care reprezintă 30 % ;

masa de coagul care intră ;

masa de coagul rezultată .

Pastificarea brânzei

masa de brânză care intră în operația de pastificare

masa de brânză pastificată

Ambalarea brânzei

se înregistrează pierderi de 2% .

masa de brânză rezultată în urma operației de ambalare .

Depozitarea brânzei

la depozitare se recepționează o cantitate de kg brânză proaspătă.

Bilanț global

Randament de fabricație

Consumuri specifice

= = 1,59 kg lapte/kg de brânză

= = 0,00015 kg/ kg de brânză

= = 0,015 kg/kg de brânză

= = 0,00015 kg/kg de brânză

Bilanț termic

1. [NUME_REDACTAT] operația de pasteurizare se folosește un pasteurizator cu plăci format din patru zone.

Tratamentul termic se realizează în cinci etape după cum urmează :

Faza 1: încalzirea laptelui de la temperatura de 6 ̊ C la temperatura de 65 ̊ C în zona I de recuperare a căldurii.

Mac tia =90°C

Gvl

ti=6°C

Mac tfa =35°C

ti= temperatura inițială a laptelui;

tf= temperatura finală a laptelui;

tia = temperatura de intrare a apei calde;

tfa= temperatura de ieșire.

Debitul de apă caldă tehnologică se determină din ecuația de bilanț caloric scrisă pentru zona I:

Mac= kg;

Cpl = căldura specifică a laptelui la temperatura de 59, J/kgK;

Cp= căldura specifică medie al apei, J/kgK;

Faza 2: încălzirea în continuare a laptelui până la temperatura de pasteurizare care se realizează in zona a II-a de încălzire.

Gmac ti =80°C

Gml

til=65°C tfl=71°C

Gmac tf=60°C

ti= temperatura inițială al apei calde;

tf= temperatura finală al apei;

til = temperatura de intrare a laptelui;

tfl= temperatura de ieșire a laptelui;

Cpl = căldura specifică a laptelui , J/kgK;

Cp= căldura specifică a apei, J/kgK;

Debitul de apă caldă:

Gmac=kg

Faza 3: menținerea timp de 30s la temperatura de pasteurizare într-o serpentină exterioară ce formează zona Ш.

Faza 4: răcirea laptelui pâna la temperatura de 40°C în zona de recuperare a căldurii I.

Gm tip =2°C

Gm tf=40°C

tip= temperatura ințială a apei;

tfp= temperatura finală a apei;

til = temperatura de intrare a laptelui;

tfl= temperatura de ieșire a laptelui;

Cpl = căldura specifică a laptelui, J/kgK;

Cpp= căldura specifică a apei, J/kgK;

Debitul de apă rece:

Gm=m³/s;

Faza 5: răcirea finală până la temperatura de închegare:

Gm tip =3C

[NUME_REDACTAT] tf=15C

tip= temperatura inițială a apei;

tfp= temperatura finală a apei;

til = temperatura de intrare a laptelui;

tfl= temperatura de ieșire a laptelui;

Cpl = căldura specifică a laptelui, J/kgK;

Cpp= căldura specifică a apei, J/kgK;

Debitul de apă:

Gm=kg;

2.Scoaterea coagului:

Gmae ti =2°C

Gmaf tf=15°C

Gmb=debitul masic al coagulului;

ρ densitatea coagulului;

ti= temperatura inițială a aerului;

tf= temperatura finală a aerului;

tib = temperatura de intrare a coagulului;

tfb= temperatura de ieșire a coagulului;

Cpb = căldura specifică a coagulului, J/kgK;

Cp= căldura specifică a aerului, J/kgK;

Debitul de agent de răcire:

Gmae= kg/s;

3.Pastificare si răcire:

Gm tiag =2C

Gam tfag=25C

tiag= temperatura inițială al agentului de răcire;

tfag= temperatura finală al agentului de răcire;

tib = temperatura de intrare a brânzei;

tfb= temperatura de ieșire a brânzei;

Cpb = căldura specifică a brânzei, J/kgK;

Cpag= căldura specifică a agentului de răcire, J/kgK;

Debitul de agent:

Gm=kg;

2. Alegerea și stabilirea numărului de utilaje

Utilajul principal – alegerea tipului de utilaj, descrierea

constructivă și funcțională

1.Vană de închegare

Vana se utilizează pentru prelucrarea în condiții mecanizate a laptelui si a coagului rezultat în procesul de fabricare a brânzeturilor (Costin, 2003).

Are formatul cilindric și este compusă din vana propriu-zisă, cu pereți dubli , executați din tablă de oțel inoxidabil, prevazută pe mijloc cu un capac fix, pe toată lățimea, pe care este fixat motoreductorul de acționare a dispozitivului de agitare și prelucrare a coagului (Costin, 2003).

De o parte și de alta a capacului fix este prevăzut câte un capac rabatabil, iar în interior, în poziții diametral opuse, două plăci spărgătoare de valuri (Costin, 2003).

În scopul agitării laptelui și a prelucrării coagulului, pe cele două brațe ale agitatorului se fixează în funcție de operațiunile ce se execută  câte două din următoarele dispozitive :

dispozitiv de agitare, în formă de placă, cu orificii cu diametrul mare ;

dispozitiv lamelar de tăiere orizontală si verticală a coagulului ;

dispozitiv de prelucrare a coagulului (Costin, 2003).

Pentru evacuarea coagulului prelucrat, vana are fundul înclinat spre centru, la orificiul de golire , ce comunică cu conducta de evacuare, prevazută la un capăt cu un robinet de închidere cu clapetă (Costin, 2003).

Ca agent termic pentru încălzirea a laptelui sau a coagulului din vană se prevede utilizarea apei calde, cu temperatura de 95 0 C, iar dacă se impune realizarea unor temperaturi mai mari sau o încălzire mai rapidă, atunci vana poate fi racordată la abur cu presiunea de 0 ,7 bari (Costin, 2003).

Pentru răcire se utilizează apă de la rețea , cu temperatura de 15…160 C, care se introduce prin pereții dubli ai vanei. Cuva interioară are fundul înclinat spre centru, unde este prevăzut orificiul de golire (7), cu robinet de închidere cu clapetă. Acționarea robinetului se face prin intermediul unui prelungitor, până la marginea vanei, prevăzut la capăt cu o manetă (Costin, 2003).

Introducerea între pereții cuvelor a apei calde de încălzire și a apei de la rețea, pentru răcire, se face printr-un racord comun, prevăzut la partea superioară, iar golirea apei se face printr-o conductă prevăzută la fundul cuvei (Costin, 2003).

Avantaje:

creșterea capacității de prelucrare cu circa 50% față de procedeele clasice;

micșorarea pierderilor de grăsime datorită vanei;

reducerea volumului de manoperă (Costin, 2003).

Figura 2.1. Vană mecanizată pentru procesarea produselor lactate.

1– cuvă interioară, 2 – cuvă intermediară, 3 – mantaua exterioară, 4 – motoreductor,

5 – agitator, 6 – spărgător de valuri, 7 – orificiu de golire, 8 – robinet,

9 – racord de alimentare, 10 – conductă de evacuare (Costin, 2003).

Alte utilaje existente în instalație – alegerea tipului de utilaj,

descrierea constructivă și funcțională

1. Pasteurizatorul cu plăci

Pasteurizatorul este caracterizat printr-o capacitate productivă de 200-500 litri/ora si este format din:

tanc tampon pentru produs cu o capacitate de 50 de litri;

pompă centrifuga pentru alimentarea pasteurizatorului cu lapte având o putere de 0,55 KW;

schimbător de căldură cu plăci pentru încălzirea, pasteurizarea și răcirea laptelui;

ciclu termic;

filtru cu cartuș extractibil;

tuburi de oprire pentru menținerea produsului la temperatura de pasteurizare;

valva pneumatică cu trei căi de deviație și contrapresiune;

sonde de temperatura pentru controlul linear în timpul funcționării unității de pasteurizare, acestea sunt poziționate la ieșirea de la răcire a laptelui, la ieșirea din secțiunea de încălzire, la intrarea produsului;

înregistrator cu disc, pentru a înregistra temperatura de pasteurizare a laptelui;

tablou electric de control si comanda a unității de pasteurizare, completat cu software de gestionare si ecran display pentru a determina și vizualiza parametrii procesului

( Costin,2003).

Pasteurizatoarele cu plăci sunt utilajele care, în cazul fabricilor de brânzeturi cu capacități mari de producție, asigură realizarea procesului de pasteurizare în flux continuu și automatizat la temperatura de 72…74°C (cu durată de menținere de 15-40 secunde). Aceste instalații au debite care variază între 3 000 — 10 000 L/h (Costin,2003).

Pasteurizatorul cu plăci este format dintr-o serie de plăci din oțel inoxidabil pe suprafața cărora sunt prevăzute niște canale. Plăcile sunt presate una lângă alta, alcătuind secțiuni separate unde se face schimbul de căldură. Laptele circulă pe una din fețele plăcii, iar apa caldă, aburul sau lichidul de răcire pe cealaltă parte a plăcii. Laptele împins cu ajutorul unei pompe trece în strat subțire prin aceste plăci și, venind în contact cu placa, se încălzește sau se răcește într-un timp foarte scurt (câteva secunde) (Costin,2003).

Plăcile pasteurizatorului sunt grupate în secțiuni separate: secțiuni de recuperare, o secțiune de pasteurizare, alta de menținere de scurtă durată la temperatura de pasteurizare, alta de răcire cu apă. In fig. 2.2. se prezintă schematic o instalație de pasteurizare cu sectoarele ele preîncălzire, pasteurizare și răcire (Costin,2003).

Figura 2.2. Schema unei instalații de pasteurizare cu plăci:

1 – bazin de alimentare, 2 – pompă de lapte, 3 – pompă de apă, 4 – dispozitiv de automatizare,

5 – cap de recirculare, I – sector de răcire cu apă răcită; II, III – schimbător de căldură,

IV – sector de menținere la cald (Costin, 2003).

2. Mașina de ambalat

Transferul la mașinile de ambalat se face prin intermediul unor țevi de oțel inoxidabil ce alimentează dozatoarelor.Mașina de dozat funcționează cu patru părți distincte: cea de formare a ambalajului, de dozare continuă, de închidere și de marcare. Pentru ambalarea brânzei se utilizează foiță de aluminiu lăcuit, cutii sau tuburi de material plastic (Ghintescu,1980).

Ambalajul sub formă de folie se duce pe o rolă și e trecut prin capul de formare compus dintr-un corp și un piston a căror formă imprimă conturul interior și exterior al ambalajului.

Ambalajul gata confecționat e trecut pe bandă pe sub dozatorul continuu unde un volum determinat de produs cade în ambalaj. Trecând în continuare prin dreptul piesei-ștanță se realizează închiderea ambalajului (Ghintescu,1980). 

3. Separator centrifugal

Cu separatorul centrifugal de coagul se poate obține numai brânză degresată din lapte smântânit (Ghintescu,1980).

Figura 2.3. Separator de coagul :

1- tobă; 2- ajutaj pentru evacuarea brânzei; 3- conductă de alimentare; 4- fus de antrenare;

5- curele trapezoidale; 6- motor electric; 7-capac; 8-jgheab; 9- pâlnie de evacuare; 10- paleți rotativi; 11- curea trapezoidală; 12-rotametru (Ghintescu,1980).

4. [NUME_REDACTAT] confecționează din material inoxidabil, trebuie să fie ușor de manipulat, iar părțile care vin în contact cu coagulul astfel executate încât să evite pe cât posibil prăfuirea coagulului în timpul mărunțirii. Cu cât unealta este mai ascuțită și mai subțire, cu atât coagulul se taie și mărunțește mai bine, fără a se produce prăfuirea coagulului, reducându-se astfel la minimum pierderile de substanță uscată în zer (Ghintescu,1980).

Dintre uneltele folosite la prelucrarea coagulului, cele mai importante sunt: căușul, cuțitul, harfa, lira si amestecătorul, prezentate în figura 2.3.

Figura 2.4. Unelte pentru prelucrarea coagulului:

a – căuș, b – cuțit, c – harfă, d – liră, e – amestecător (Ghintescu,1980).

Tăierea și mărunțirea coagulului se execută în mod diferit, în funcție de recipientul în care a avut loc închegarea laptelui : cazan sau vană (Ghintescu,1980).

5. Mașină de pastificat

Mașina de pastificat este alcătuită dintr-un corp cilindric cu pereți dubli prin care se deplasează agentul de răcire, iar în interiorul cilindrului este întrevăzut cu un șnec de o construire specială cu nervuri ce se răsucește acționat de electromotorul cu reductor.

În pâlnia de alimentare brânza proaspătă de vacă care este introdusă de șnec spre orificiul de evacuare care este prevăzut cu o sită fină prin care brânza trece.

Procesul de răcire-pastificare se realizează eficient dacă se respectă următoarele condiții:

agentul frigorigen este circulat în mașină cu cel puțin 20 de minute înainte de introducerea brânzei;

răcirea nu trebuie făcută prea intens (sub 4 ) pentru a se evita înghețarea parțială a masei de brânză, creînd dificultăți la ieșirea brânzei din pastificator și modificarea caracteristicilor ei;

alimentarea mașinii să se facă constant;

demontarea părților componente ale mașinii și curățirea lor să se facă imediat după terminarea lucrului.

Figura 2.5. Mașina de pastificat brânză:

1- pâlnie de alimentare; 2- corp cilindric; 3- șnec elicoidal; 4- motoreductor; 5- orificiu de evacuare; 6- perete dublu; 7- termoizolație; 8- manta exterioară.

Dimensionarea tehnologică a utilajelor

1.Dimensionarea tehnologică a utilajului principal

Dimensionarea vanei cu manta

Pentru operația de amestecare se aleg două amestecatoare cu paletă, având următoarele caracteristici:

Volumul util al vanei este:

În care:

Vu = volumul util al vanei, m3;

Gm = masa de coagul, 7194,62 kg;

ρ = densitatea coagulului, 936 kg/m3;

l= lățimea vanei, m;

L= lungimea vanei, m;

H= înălțimea vanei, m.

Volumul total al vanei este:

În care:

Vt = volumul total al vanei, m3;

φ = coeficientul de umplere, se adoptă 0,8.

Lungimea vanei este:

Înălțimea vanei este:

Dimensionarea amestecătorului cu brațe

Caracteristicile amestecătorului sunt:

În care :

L= lungimea vanei, m;

d – diametrul brațelor, m;

h1 – înălțimea brațelor, m;

h – distanța dintre braț și fundul vasului, m.

Calculul criteriului [NUME_REDACTAT] == 653023,25 regim turbulent ↔ c= 14,35; m= 0,31

În care:

n- turația agitatorului: 3 rot/s;

ρ-densitatea amestecului: 936 kg/m3;

– vâscozitatea amestecului : 4,3 ×10-3 Pa×s

Calcul criteriului [NUME_REDACTAT] = c·(Reag)-m = 0,22

Calculul puterii utile (necesare amestecării) Nu și puterii instalate [NUME_REDACTAT] = ρ·n3·d5·Euag = 5,71 kW

Ni = = 7,61 kW

Puterea consumată în regim

N = c·d5-2m·n3-m·ρ1-mm = 5,72 kW

Aria suprafeței de schimb de căldură se calculează cu relația:

A=πLHl+

Hl=Hφ =0,82,47=1,97m;

A=22m2

2. Dimensionarea utilajului secundar

Calcul de dimensionare a pompei centrifuge

Puterea necesară a pompei:

În care:

debitul volumic al pompei,0,0021m3/s

diferența totală de presiune realizată de pompă, Pa;

randamentul total al instalației de pompare: 80 %;

mv=

Diferența totală de presiune este dată de relația:

În care:

ΔPT = diferența totală de presiune, Pa;

ΔPG = căderea de presiune datorată ridicării lichidului pe verticală, căderea de presiune geometrică, Pa;

ΔPD = căderea de presiune necesară pentru imprimarea vitezei lichidului, căderea de presiune dinamică, Pa;

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

ΔPF = pierderile de presiune prin frecare, Pa.

Căderea de presiune datorată ridicării lichidului pe verticală se calculează cu relația:

În care:

ρ – densitatea laptelui transportat, 1030Kg/

g – accelerația gravitațională, 9,81m/s2

inălțimea lichidului ridicat pe verticală, se adoptă 15 mm=0,0015m

Căderea de presiune necesară pentru imprimarea vitezei lichidului se calculează cu relația:

[NUME_REDACTAT] care:

v – viteza lichidului prin conducte, aceasta se adoptă 1,5 m/s;

Diferența de presiune dintre spațiul de aspirație și cel de refulare, se determină cu relația:

În care:

ΔP1 = presiunea spațiului de aspirație: 1,013·103 Pa;

ΔP2 = presiunea spațiului de refulare: 133,3·103 Pa;

Pierderile de presiune prin frecare

În care:

pierderile prin conducta dreaptă, Pa,

perderile de presiune prin rezistențe locale, Pa.

În care:

coeficient de frecare în funcție de Re;

L – lungimea totală de conductă dreaptă: 15m;

d – diametrul conductelor, m;

v – viteza lichidului prin conducte: 15m/s;

densitatea laptelui 1023 kg/.

Re pentru lapte pasteurizat se calculează după cum urmează:

Regimul fiind laminar

ΔPrhl pierderile de presiune prin rezistențe locale:

În care:

ξ = rezistențe hidraulice locale: se adoptă: 40,5

Puterea necesară a pompei:

Date privind exploatarea, întreținerea și repararea utilajelor

Utilajele folosite în industria alimentară destinate obținerii branzei de vaca au o costrucție masivă și necesită montaj în momentul achiziționării de către producători (Aleman, 1978).

Personalul angajat pentru obținerea produsului finit este împărțit astfel încât la fiecare utilaj lucrează un număr de minim două persoane care sunt pregătite prin urmarea anumitor cursuri de specializare în ceea ce privește date privind exploatarea și întreținerea utilajelor.

Fiecare angajat este instruit la ce este destinat utilajul pe care el urmează să lucreze, cum funcționează, metode privind întreținere utilajului, norme de securitate și igenă la locul de muncă, iar după ce angajatul este înștințat cu toate aceste sarcini pe care trebuie să le îndeplineacă se semnează un proces verbal (Aleman, 1978).

Fiecare utilaj în parte datorită componentelor din care este alcătuit, formei geometrice pe care o are, greutății și datorită scopului pe care îl are în secția de producție datele privind exploatarea, întreținerea și repararea sunt diversificate (Aleman, 1978).

Pentru problemele privind repararea utilajelor se ocupă o persoană numită mecanic cu experiență și cu studii în domeniul mecanic deoarece acea persoană este în măsură să repare defecțiunile care pot apărea din diferite motive la un utilaj (Aleman, 1978).

Utialjele precum sunt pasteurizatorul, masina de pastificat și mașina de ambalat datorită formelor rotunjite și suprafețele lustruite permit o curațire fără a necesita prea multă manoperă.

Pentru a se folosi utilajele enumerate mai sus în bune condiții se vor avea in vedere urmǎtoarele: zilnic, înainte de a porni mașina, se verificǎ starea de igienǎ a acesteia, șnecul de alimentare, presare si sistemul de tǎiere, inclusiv al carcaselor respective, se executǎ ungerea la locurilie prevǎzute, mașina se trece pe viteză micǎ prin comutatorul de regim de funcționare si se apasǎ pe butonul de pornire, lǎsându-se in funcțiune câteva minute, dupǎ care se apasă pe butonul de oprire. Dacǎ nu s-a constatat nici o defecțiune, mașina se poate porni din nou.

Intreținerea pasteurizatorului presupune verificarea atentă a panoului de automatizare al instalației, sistemul de curățare (Aleman, 1978).

Datele privind exploatarea, întreținerea și repararea utilajelor sunt foarte importante de știut de către angajați deoarece și ele contribuie la obținerea unui produs finit de calitate (Aleman, 1978).

Probleme de control, reglare și automatizarea instalației

Pentru obținerea unui produs finit de calitate și cu însușiri specifice trebuie să se cunoască și problemele de control, reglare și automatizarea instalației (Bratu,1984).

Controlul, reglarea și automatizarea instalației este efectuată de către angajații care au fost instruiți înainte de a începe lucrul pe utilajul destinat fiecărei operații (Bratu,1984).

Fiecare operație tehnologică se realizează cu ajutorul unui utilaj care se automatizează cu ajutorul unui panou de comandă, de la acel panou se reglează timpul și temperatura (Bratu,1984).

În cazul mașinii de ambalat ea este dotată cu panou de comandă care determină timpul de umplere al compoziției în ambalaj. Este dotată cu un sistem automat de aplicare al clipsurilor la lungimea dorita (Bratu,1984).

Pentru evacuarea coagulului prelucrat, vana are fundul înclinat spre centru, la orificiul de golire , ce comunică cu conducta de evacuare, prevazută la un capăt cu un robinet de închidere cu clapetă (Bratu,1984).

Ca agent termic pentru încălzirea laptelui sau a coagulului din vană se prevede utilizarea apei calde, cu temperatura de 95 , iar dacă se impune realizarea unor temperaturi mai mari sau o încălzire mai rapidă, atunci vana poate fi racordată la abur cu presiunea de 0,7 bari (Bratu,1984).

Pentru răcire se utilizează apă de la rețea , cu temperatura de 15…16 , care se introduce prin pereții dubli ai vanei (Bratu,1984).

Transferul la mașinile de ambalat se face prin intermediul unor țevi de oțel inoxidabil ce alimentează dozatoarelor (Bratu,1984).

Toate aceste comenzi se realizeaza cu ajutorul unor panouri de comanda, comenzile pentru reglarea timpului si a modului de functionare sunt reglate de catre operatorii tehnologi.

Automatizarea instalației are o serie de avantaje cum ar fi: costuri de producție scăzute, număr mic de angajați, obținerea unui produs finit într-un timp relativ scurt dar stabilit datorită faptului că utilajele sunt dotate cu un panou de unde reglezi timpul pentru fiecare operație și se poate stabili un timp de obținere a produsului finit (Bratu,1984).

În concluzie sistemele automatizate oferă garanția obținerii unui produs finit de calitate fără costuri ridicate și multă manoperă într-un timp bine stabilit de către producători (Bratu,1984).

Cerințe minime de securitate și sănătate la locul de muncă

Bunele practici de protecție și igenă sunt activități care, deși nu se regăsesc direct în fluxul de fabricație al alimentelor, contribuie în mare măsură la asigurarea caracteristicilor igenico-sanitare ale acestuia (Chira,2005).

Aceste cerințe ar trebui satisfăcute independent de sistemul HACCP, ele fiind indispensabile pentru obținerea autorizației de funcționare al unei companii.Astfel echipa HACCP, înainte de a trece la documentarea sistemului HACCP, trebuie să analizeze în ce măsură aceste cerințe au fost realizate la nivelul firmei (Chira,2005).

Unitatea de producție pentru a-și desfășura activitatea ea trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

Clădirile:

locația trebuie să fie situată departe de sursele de contaminare;

este împiedicată pătrunderea dăunătorilor;

spațiile de lucru sunt proporționale cu volumul producției;

ușile de acces sunt din materiale neabsorbante, neaderente și se închid ermetic;

scurgerile din pardoseală sunt prevăzute cu sifoane;

iluminatul nu denaturează culoarea normală a alimentelor;

ventilația permite un schimb adecvat de aer, evitând formarea condensului și acumularea prafului;

prizele de aer din exterior sunt echipate cu filter;

căile de evacuare a deșeuriloe sunt bine protejate;

sunt prevăzute spații pentru depozitarea deșeurilor;

îndepărtarea deșeurilor solide se face periodic (Chira,2005).

Instalații sanitare:

dotările sunt suficente raportate la personal;

sunt disponibile săpunul și dezinfectantul lichid;

există sursă de apă caldă și apă rece;

există dispozitive prevăzute cu materiale adecvate pentru ștergerea mâinilor și recipienți igenizabili pentru deșeuri (Chira,2005).

Calitatea apei, aburului și a gheții:

apa este potabilă;

gheața este produsă din apă potabilă;

produsele chimice utilizate la tratarea apei corespund cerințelor legale;

aburul este obținut din apă potabilă;

alimentarea spațiilor cu abur și tratamentul sunt monitorizate (Chira,2005).

Transportul:

vehiculele și containerele sunt conforme cu cerințele legale;

se efectuiază o inspecție vizuală înaintea încărcării;

vehiculele sunt igenizate înaintea încărcării;

produsele finite sunt transportate la o temperatură care previn alterarea produselor (Chira,2005).

Instruirea personalului:

există un program documentat privind instruirea personalului privind igena;

se efectuiază instruiri periodice;

personalul este instruit cu procesul de producție și sarcinile care-i revin;

personalul se spală pe mâini înainte de începerea lucrului, după ce a manipulat materialele cu potențial de contaminare;

personalul poartă și menține în condiții de igenă echipamentul de lucru, boneta și mănușile;

este controlat accesul vizitatorilor în spațiul de lucru;

personalul din companie dețin carnete de sănătate (Chira,2005).

Controlul dăunătorilor:

există un program de control al dăunătorilor;

produsele utilizate sunt avizate pentru sectorul alimentar;

ferestrele și ușile sunt protejate, pentru a evita pătrunderea insectelor și al păsărilor (Chira,2005).

Sistemul de retragere a produselor neconforme trebuie să cuprindă:

numele, codul și lotul produsului supus rechemării;

zona de distribuire al produsului;

compania poate identifica în timp real toate produsele neconforme pentru a le retrage de pe piață;

numele persoanelor care au inițiat retragerea și motivul pentru care au procedat astfel (Chira,2005).

Respectarea cerințelor privind igena și bunele practice de producție, specifice fiecărui sector de activitate, permit ținerea sub control prin măsuri preventive al unei serii importante de riscuri, la care se adaugă ulterior pe fulx, măsurile operative de control al riscurilor (Chira,2005).

Lista utilajelor

Denumirea utilajelor :

instalație de recepție ;

instalație de filtrare ;

instalație de normalizare ;

pasteurizator ;

vană de închegare ;

instalație de pastificare ;

mașină de ambalat.

3. Calculul sau alegerea mijloacelor de transport

Mijloacele destinate transportului preparatelor din lapte sunt special concepute pentru ai oferi produsului condițiile de păstrare.

Conducatorii vehiculelor răspund de încărcarea corectă a produselor, de starea de curățenie a vehiculelor și existența documentelor de dezinfecție.

Transportul se v-a efectua astfel încât salubritatea acestuia sa nu fie influențată de temperatura mediului exterior (caldură, ingheț), de praf, insecte, rozatoare, impurități sau ca produsul finit să fie supus deprecierilor calitative.

Ambalajele folosite nu trebuie să permită contaminarea sau degradarea produselor. Batoanele de salam se vor transporta în lăzi sau navete din material plastic sau carton care trebuie să asigure salubritatea și integritatea produselor în timpul transportului. Vehiculele care transportă salamul de vară trebuie sa fie în prealabil spălate și dezinfectate.

Produsele folosite la dezinfecție sunt atestate de instituții specializate iar doza de administrare este inscripționată pe ambalaj.

Igenizarea mijloacelor de transport trebuie făcută înainte cu 30 de minute pentru a nu a exista pericolul deteriorării produsului.

Pentru un transport corespunzător trebuie avut în vedere următoarele criterii:

pereții mașinii trebuie să fie intacți fără găuri care fac contact cu exteriorul, curați și lipsiți de mucegai ;

trebuie sa existe graterele si rafturile necesare pentru așezarea produselor sau ambalajelor (nu este permis contactul direct cu pardoseala) ;

să fie asigurat microclimatul (temperatură, umiditate și ventilație) optim precum și controlul acestuia (să existe termometre si hidrometre necesare) ;

produsele se transportă pe sortimente, loturi sau șarje ;

așezarea produselor în mașină trebuie să permită accesul liber la ele în momentul când ele sunt scoase din mașină ;

se va efectua periodic cel puțin de doua ori pe an o curațenie generală urmată de o dezinfecție.

vehiculele și containerele sunt conforme cu cerințele legale;

se efectuiază o inspecție vizuală înaintea încărcării;

vehiculele sunt igenizate înaintea încărcării;

produsele finite sunt transportate la o temperatură care previne alterarea produselor.

4. Amplasarea în plan general, dimensionarea principalelor

spații de producție

Valoarea clădirii

Dacă pentru construirea unui m2 de clădire sunt necesari 300 RON, atunci valoarea clădirii va fi: 4146,56 × 300 = 1.243.968

Valoarea terenului

Pentru construcția fabricii sunt necesari 850 m2 teren.

Valoarea terenului este: 850 × 400 = 340.000

Fond de investiții

5. [NUME_REDACTAT] obținerea branzei de vaca are loc un consum de utilități tehnologice, necesare și care sunt destinate în diferite scopuri.

Fără aceste utilitați tehnologice nu este posibilă obținerea producției și funcționarea secției de producție.

Din categoria acestor utilități se numără: apa, aburul, energia electrică, aerul comprimat, produsele pentru igenizare.

Toate aceste utilități sunt impuse de instituții specializate în vederea controlului și calității produsului finit, institiții care asigură protecția consumatorilor.

Ca orice secție de producție apa pe care o folosește la spălat, la igenizarea spațiilor trebuie să fie potabilă, să provină din surse unde se supraveghează evoluția sa microbiologică și unde se iau măsuri de prevenire a contaminării cu diverși factori externi.

Dacă se utilizează apă de izvor ea este tratată și analizată pentru a i se determina potabilitatea. Rezervoarele de stocare al apei sunt menținute în condiții adecvate de igenă, iar produsele chimice utilizate la tratarea apei corespund cerințelor legale.

Din apa potabilă se obține aburul iar alimentarea cu abur este monitorizată.

În secția de producție este disponibilă o documentație referitoare la calitatea chimică și microbiologică al apei și al aburului care cuprinde:

Sursa de aprovizionare, locul de prelevare, rezultatele analitice, rezultate de laborator;

Tratamentele realizate, metodologia, prelevarea probelor, rezultatele analitice;

Tratarea și igenizarea rezervoarelor.

Produsele chimice folosite pentru igenizare sunt conform legislației, trebuie să se cunoască concentrația lor și temperature la care pot fi folosite.

Se folosește de către personal dezinfectant pentru mâini după ce s-au executat anumite operații cu risc de contaminare.

O altă utilitate indispensabilă din secția de producție este curentul electric fără de care întreaga producție ar fi nerealizabilă deoarece la obținerea salamului de vară se folosește un sistem automatizat de instalații care funcționează pe bază de curent electric.

Toate utilitățile enumerate mai sus sunt necesare pentru funcționarea secției de producție și pentru obținerea salamului de vară.

6. Subproduse rezultate în urma tehnologiei de fabricație

a branzei

Valorificarea zerului

Zerul este subprodusul care rezultă la fabricarea brânzeturilor, ca urmare a coagulării cu cheag, prin acidifiere naturală sau de la fabricarea cazeinei cheag sau clorhidrice. Zerul se prezintă ca un lichid de culoare verde-gălbui (Costin,1985).

În funcție de modul de obținere, putem avea:

zer dulce (aciditate 10-20 °T), obținut de la coagularea laptelui cu cheag;

zer acid (aciditate 50-70 °T), obținut de la coagularea cu bacterii lactice, respectiv cu acizi minerali (brânzeturi și cazeină) (Costin,1985).

Smântână din zer

Zerul rezultat de la fabricarea brânzeturilor conține până la l% grăsime (0,2-1%) și poate fi degresat, iar smântână obținută are un conținut de 40-45% grăsime (Costin,1985).

După obținere, smântână se diluează cu apă în raport 1:6, se încălzește la 45°C și se smântânește din nou, obținându-se smântână spălată cu 40-51% grăsime. După o nouă diluare, însă de această dată eu zară sau lapte smântânit, se smântânește din nou, iar grăsimea obținută se pasteurizează la 93-95 °C și se răcește la 6-7 °C (Costin,1985).

Această smântână din zer se utilizează la fabricarea înghețatei sau la obținerea untului.

Brânzeturi din zer

[NUME_REDACTAT] zer se poate obține urdă prin încălzirea și menținerea zerului la 80°C, când precipită proteinele serice, care se acumulează la suprafața zerului, de unde se colectează într-o sedilă, din care, după scurgerea zerului, se formează cașul prin autopresare. Urda se prepară din zerul provenit de la fabricarea brânzeturilor din lapte de vacă sau oaie (Costin,1985) .

Urda proaspătă se prezintă ca o pastă omogenă, cremoasă, de culoare albă, cu gust plăcut dulce pentru urda proaspătă și ușor sărat pentru urda sărată (Costin,1985).

[NUME_REDACTAT] o urdă sărată (~ 4% sare), obținută din zer încălzit la 72 °C cu adaos de acid acetic sau zeamă de lămâie. Cașul de urdă în bucăți de 1-2 kg se sărează și se zvântă în plasă textilă, în încăperi uscate și răcoroase, bine ventilate, până la 36-38% umiditate. Ricotta are un conținut mare de grăsime (30- 35% raportată la produsul ca atare) (Costin,1985).

Concentratul proteic din zer

Concentratul proteic din zer se poate obține prin una din următoarele metode:

adaos de acizi;

ultrafiltrare;

osmoză inversă;

formare de complexe, așa cum se arată în continuare (Costin,1985).

Adaos de acizi (HCl, lactic) până Ia pH = 4,0-4,8 și încălzire la 90-93 °C, timp de 3-4 minute după care are loc o răcire la 40°C și separarea precipitatului prin centrifugare. Se obține un concentrat cu 30-35% s.u., care se usucă într-un uscător clasic (procedeul Centry-Whey).

Cvasul fermentat se tratează cu 1% caramel și se îmbuteliază. După o maturare de 40 ore la 8 °C, cvasul este gata pentru consum (Costin,1985).

Milone, care este un produs obținut din zer fermentat cu cultură de chefir până la 1% acid lactic. Se precipită proteinele prin procedeul Lactanid (adaos de frunze și plante aromate care conțin tanin). Filtratul ce se obține se aromatizează și se fermentează cu drojdii. În final se îndulcește cu un edulcorant. Produsul conține ~ 0,8% alcool și este îmbuteliat sub atmosferă de CO2 (Costin,1985).

Whevit este un produs ce se obține din zer deproteinizat, la care se adaugă un sirop de zahăr 50% (3,6 L/16 L zer) și 0,2% acid citric. Amestecul se fermentează 14-16 ore la 22 °C cu o cultură de Saccharomyces cerevisiae. Se adaugă apoi arome de citrice, după care produsul se îmbuteliază și se pasteurizează. Băutura conține 10-11% zahăr total, 0,406% azot, 0,5-0,7% alcool etilic (Costin,1985).

Berea din zer se obține din zer deproteinizat, care se diluează cu apă (1:2 sau 1:3) și se adaugă 7,5% zaharoză, 0,2% stafide. Amestecul se fermentează cu 2% cultură de drojdie de bere până la 3,8% alcool. În continuare, se adaugă 1% caramel și 0,3% extract de hamei, după care se filtrează și se depozitează la rece (6-8°C) până la îmbuteliere (Costin,1985).

Se poate obține o bere și dintr-un amestec de 2/3 must de malț și 1/3 zer deproteinizat care se fermentează cu Kluyveromices fragilis (această drojdie fermentează și lactoza).

Vin de zer. Acest produs se obține din zer deproteinizat, care inițial se fermentează cu Kluyveromices fragilis, care hidrolizează lactoza și consumă glucoza eliberată, galactoza rămânând neconsumată în mediu. După adaos de zahăr, se face fermentarea cu Saccharomyces cerevisiae (drojdie de vin) (Costin,1985).

Sherry, care este o băutură ce se obține din zer deproteinizat cu adios de zahăr. Amestecul se fermentează cu Saccharomyces cerevisiae, cultură care se adaugă în proporție de 1,3-1,5%. În primele 5 zile, fermentarea are loc la ~18°C, după care se răcește la 2-4°C. Dacă la suprafață se formează o crustă colorată în negru, aceasta se îndepărtează, iar. lichidul se sifonează și se depozitează la 10°C, timp de 30-45 zile pentru maturare (Costin,1985).

Biomasa din zer

Pentru obținerea de biomasă din zer se folosesc în mod frecvent Kluyveromices lactis și Kluyveromices fragilis, lactoza din zer constituind substratul de bioconversie. Se utilizează un zer deproteinizat prin precipitare sau ultrafiltrare. Zerul deproteinizat este pasteurizat, iar conținutul său în lactoză este strict ajustat în mod automat (Costin,1985.)

Pregătirea substratului pentru fermentare implică suplimentarea zerului cu azot mineral și oligoelemente, ajustarea pH-ului la valori cuprinse între 5-5,7. Fermentația este condusă în condiții riguroase de pH, temperatură (32-34°C) și aerare pentru a asigura o producție maximă de biomasă (Costin,1985).

Având în vedere că în timpul fermentației pH-ul crește (> 8,0) este necesar să se ajusteze pH-ul la valoarea optimă prin adaus de HCl sau H2SO4, respectiv prin diminuarea aerării.

După terminarea bioconversiei, mediul este supus centrifugării, permițând separarea drojdiilor (obținerea unui "lapte" cu 10-11% s.u.). Masa de drojdii, sub forma unei creme fluide, este supusă concentrării, ajungându-se la 18-22% substanță uscată și apoi este plasmolizată prin șoc termic la 80-90°C, timp de 10 min sau la 120°C, timp de câteva secunde, după care se usucă pe valțuri, obținându-se paiete (tratament Hatmaker) (Costin,1985).

Biomasa de drojdie uscată se utilizează :

în industria panificației datorită capacității sale de reținere a apei de legare a lipidelor și puterii sale reducătoare, consecință a prezenței glutationului și acidului ascorbic;

în industria cărnii datorită capacității sale adezive, de reținere a apei, reducătoare, de legare a lipidelor;

obținerea alimentelor pentru copii datorită valorii nutriționale;

obținerea produselor de aromatizare datorită conținutului ridicat de acid glutamic și derivați de la acizii nucleici (Costin,1985).

Se poate obține și biomasă activă, respectiv drojdie de panificație, prin fermentarea zerului cu lactoză hidrolizată, cu ajutorul drojdiei Saccharomycex cerevisiae (procedeul Nitriresearch – USA) (Costin,1985).

Metaboliți obținuți prin fermentarea zerului

Zerul reprezintă o materie primă valoroasă prin a cărei fermentare se obțin o serie de metaboliți printre care amintim :

alcool etilic;

butanol – acetone;

acetonă – alcool etilic;

metan;

acid acetic;

vitamina B2;

vitamina B12 (Costin,1985).

Alcool etilic

Pentru producția de alcool etilic prin fermentarea lactozei din zer, nu se pot utiliza drojdii de tipul Saccharomyces cerevisiae, utilizate obișnuit pentru fermentarea glucozei și zaharozei, deoarece acestea nu utilizează lactoză ca atare, ci numai glucidele rezultate din hidroliza acesteia (în special glucoza) (Costin,1985).

În mod curent, pentru producția de alcool din zer se utilizează drojdiile Candida pseudotropicalis (procedeul Carbery-lrlanda) cu un randament teoretic de 80% și Zimomonas (procedeul Dekaas-Fabriek-USA) zerul destinat fermentației alcoolice este degresat prin centrifugare, adus la pH = 4,5 cu H2SO4, încălzit la fierbere pentru coagularea proteinelor și clarificat prin centrifugare sau filtrare. Acest zer deproteinizat este inoculat cu cultură de drojdie (umedă) in proporție de 6 kg/1000 kg zer și lăsat să fermenteze 48-72 ore la 34°C. Zerul fermentat este apoi filtrat sau centrifugat pentru îndepărtarea celulelor, iar lichidul se supune distilării-rafinării pentru recuperarea alcoolului. Pentru a minimaliza spumarea în timpul distilării se adaugă o cantitate mică de grăsime hidrogenată (Costin,1985).

Acetonă – alcool etilic

În fermentația acetono-etilică cu Clostridium butyricum a plămezilor de porumb și a melasei (concentrația în zaharuri fermentescibile = 5-7%), cu adaos de carbonat de calciu în proporție de 10% față de zahăr, se obține acetonă și alcool etilic (1/1). Zerul concentrat, cu 30% lactoză poate fi fermentat acetono-etilic cu Cl. butyricum, obținându-se 1,5% amestec alcool etilic/acetonă (masă/volum) după 5-7 zile de fermentare (Costin,1985).

Acid lactic

Acidul lactic poate fi obținut prin fermentarea plămezilor zaharificate de porumb sau cartofi, fie prin fermentarea melasei, în ambele cazuri utilizându-se B. delbruelai, fie prin fermentarea lactozei zerului cu bacterii lactice homofermentative, termofile și rezistente la acid lactic (Costin,1985).

Indiferent de produsul ce se dorește a se obține – acid lactic, lactați metalici, esteri ai acidului lactic, în procesul tehnologic se obține în final lactat de calciu, deoarece pentru neutralizare se utilizează e de var, care este ieftin. Lactatul de calciu obținut poate fi purificat prin cristalizare, poate fi transformat în acid lactic sau în lactați solubili.

Procesul tehnologic decurge în trei etape :

fermentarea zerului cu producere de lactat de calciu ;

purificarea lactatului de calciu ;

conversia lactatului de calciu în acid lactic (Costin,1985).

[NUME_REDACTAT] metanică sc realizează pe zerul acidifiat anterior prin fermentație lactică, pentru producția de metan utilizându-se bacterii aerobe specifice. Teoretic este posibil ca dintr-un m3 de zer deproteinizat să se obțină 20,7 m3 metan. Procedeul produce însă cantități mari de sediment și un efluent poluant cu peste 2000 mg/L CBO5, ceea ce implică un tratament suplimentar al efluentului pentru epurare (Costin,1985).

Acid acetic

Dacă se dorește să se obțină acid acetic, atunci alcoolul etilic rezultat din zer este transformat în acid acetic. În acest scop distilatul de alcool brut este adus la 13% alcool în volume, amestecat cu puțin must de malț și supus fermentației acetice (fermentație oxidațivă) cu bacterii acetice din vin (Bacterium orleans) sau mai bine cu bacterii acetice de fermentație rapidă (Bacterium schutzenbachii). După fermentare, mediul se filtrează, se standardizează la nivelul de acid acetic dorit (Costin,1985).

Biosinteza vitaminei B2

Numeroase microorganisme sintetizează vitamina B2, pentru necesități metabolice proprii, iar în cantități controlabile unele drojdii și clostridii pot produce cantități mari de vitamine B2, (Candida guilliermondia, Clostridium acetobutylicum) (Costin,1985).

Obținerea vitaminei Bl2

Pentru obținerea vitaminei B12 se utilizează Propionibaclerium shermanii, care se cultivă pe medii de cultură, conținând glucoza, săruri de cobalt, surse de aminoacizi și săruri anorganice. În cazul folosirii zerului ca mediu de cultură, acesta trebuie să aibă 6-8% s.u. și trebuie îmbogățit cu ~ 1% extract de drojdie și 0,04-0,06% clorură de cobalt. Cultura de Propionibacterium se inoculează în mediul de cultură sterilizat și răcit la 28-30 °C, în proporție de 10%, pH-ul mediului trebuind să fie ~ 7,0. Fermentația decurge inițial în condiții de anaerobioză, sub presiune de C02 (0,2-0,3 bar), timp de ~ 80 ore, apoi pentru o perioadă identică se face aerarea cu un debit de 1 m3 aer/ L și minut (Costin,1985).

În etapa aerobă se formează ciclul corinic, iar în etapa de anaerobioză are loc încorporarea restului nucleotidic cu formare de vitamina B12 (Costin,1985).

Lichidul fermentat, conținând masa de celule, se centrifughează și apoi se suspendă în apă acidulată cu HCI, care se încălzește la 80-90 °C pentru trecerea vitaminei B12 în soluție. În continuare are loc salifierea soluției cu NaCl și separarea masei celulare. Din soluția apoasă clară se extrage vitamina B12 cu fenol-butanol (1/1) folosind un raport soluție apoasă/solvent = 20/1 (Costin,1985).

Zerul lichid

Zerul lichid este folosit atât în furajarea porcilor cât și a bovinelor. În cazul furajării porcilor, s-au constatat creșteri importante de greutate, când zerul a fost amestecat cu orz (8,4 kg/zi zer și 3,5 kg/zi orz). Dacă se folosește porumb este necesară o suplimentare cu proteine a rației furajere. Fife și Nilson apreciază că zerul lichid poate reprezenta pînă la 20% din totalul substanței uscate din rație (Costin,1985).

Consumul unor cantități mari de zer poate avea efect laxativ.

În cazul furajării vacilor, producția de lapte nu a fost afectată când apa necesară animalelor s-a înlocuit, parțial sau total, ou zer (Costin,1985).

Consumul de zer reduce în măsură însemnată cantitatea de fân și cereale din rația furajeră. Zerul dulce este mai bine acceptat de către animale în comparație cu zarul acid (Costin,1985).

Zerul concentrat

Zerul concentrat poate fi administrat vacilor netratat sau după fermentare și amonificare. Zerul concentrat, fermentat și amonificat, este produs, în mod obișnuit, prin fermentație lactică, neutralizarea acidului lactic cu amoniac și concentrare la 55-65% substanță uscată (140 și 141). Produsul obținut conține 7-10% azot, are un pH cuprins între 5,5 și 6,3 și prezintă proprietăți similare cu cale ale suplimentelor proteice din uree și melasă (Costin,1985).

Epurarea apelor din industria laptelui.

Caracteristicile apelor din industria laptelui.

Apele uzate industriale din industria laptelui pot fi evacuate în rețeaua de canalizare fie în receptori, doar atunci când este cazul, după o prealabilă preepurare (Costin,1985).

În general, pentru debite mici de ape uzate industriale se preferă evacuarea în rețeau de canalizare orășenescă, epurarea lor făcîndu-se în comun cu apele uzate orășenești (Costin,1985).

Pentru a fi evacuate în rețeaua de canalizare apele uzate din industria alimentară trebuie să nu conțină:

Substanțe în suspensie a căror cantitate, natură și mărime constituie un factor activ de erodare a canalelor, provocând depuneri;

Substanțe cu agresivitate chimică asupra materialelor din care sunt construite rețelele de canalizare;

Substanțe nocive care pot pune în pericol personalul care exploatează canalizarile;

Substanțe inhibitoare ale proceselor de epurare( Cu, Zn, Pb);

Substanțe radioactive;

Substanțe colorate;

Substanțe organice greu biodegradabile (Costin,1985).

Încărcarea organică exprimată prin CBO5 se modifică o dată cu introducerea apelor uzate industriale în rețeaua orășenească. Se știe că valoarea CBO5-ului este chiar de câteva sute de ori mai mare decât cea a apelor uzate menajere astfel o cantitate mică de apă uzată industrială poate, deci, să mărească cu mult incărcătura organică a apelor menajere provocând deranjamente în epurarea acestora .(Tabelul 6.1.)

Tabelul 6.1. Condițiile de calitate care trebuie îndeplinite de apele uzate în secțiunea de control

Toate condițiile de descărcare a apelor uzate în rețeaua de canalizare orășenească au în vedere interacțiunea unor substanțe, în special cele aflate în apele industriale, care ar putea duce la formarea de gaze periculoase, copmuși corozivi,coagulanți care ar putea avea ca rezultat depunerea substanțelor în suspensie în rețeaua de canalizare, etc. (Tabelul 6.2.)

Tabelul 6.2. Condițiile de calitatea a apelor uzate pentru asigurarea funcționării normale a proceselor de epurare. (Banu , 2009)

7. Calculul costurilor de producție și a indicatorilor de

eficiență economică

Stabilirea necesarului de investiții

Valoarea utilajelor ce necesită montaj

Cheltuieli de transport (1,5% din total valoare utilaj) reprezintă:

1,5% × 39.800= 597

Cheltuieli de montaj (10% din total valoare utilaj) reprezintă:

10% × 39.800 = 3.980

Cheltuieli totale: 597+3.980=4.577

Cotă amortizare utilaje

Se ia în considerare un termen de amortizare a cheltuielilor cu utilajele de 10 ani.

Pentru un an: Can = 6.000

Pentru o lună: Cal = 500

Valoarea suprafeței construite și a terenului

Valoarea clădirii

Dacă pentru construirea unui m2 de clădire sunt necesari 300 RON, atunci valoarea clădirii va fi: 4 146,56 × 300 = 1.243.968

Valoarea terenului

Pentru construcția fabricii sunt necesari 850 m2 teren.

Valoarea terenului este: 850 × 400 = 340.000

Fond de investiții

Determinarea planului de aprovizionare

Fondul de salarii

Necesarul de utilități

Tabelul 7.1. Necesarul de utilități

Calculația de preț pentru unitatea de produs

Tabelul 7.2. Calculul de preț pentru unitatea de produs

Ținând cont că produsul finit branza de vaca se prezintă sub formă de batoane cu greutatea de 1 kg, iar prețul de livrare pentru 6189 kg produs este de 33.335,29 atunci prețul pentru un kg este 5,5 lei.

[NUME_REDACTAT] de obținere a branzei proaspete de vaci este un proces amplu, ce necesita respectarea cu strictete atat a indicatiilor tehnice pentru a se obtine un produs care sa corespunda normelor impuse de lege, cat si a normelor de igiena, ca in toate sectiile de prelucrare a produselor alimentare.

Este foarte important să se respecte cu strictețe toate indicațiile procesului tehnologic, pentru ca să nu apară defecte la produsul finit.

Aceste defecte pot fi : consistență sfărâmicioasă, aciditate ridicată ( în cazul folosirii unei cantități prea mari de culture lactice, în cazul scurgerii întârziate a zerului, depozitarea brânzei la temperature ridicate) ,gust amar (cantitate mare de enzimă coagulantă) ,gust de drojdie, gust de mucegăit (prelucrarea în condiții neigenice) .

La obținerea produsului finit se folosesc utilaje precum instalația de filtrare care are rolul de a îndepărta impuritățile din materia primă,dar și pasteurizatorul cu plăci care are rolul de a trata termic și de a îndeparta microorganismele existente în lapte.

Brânza de vacă degresată este un produs fin deoarece pentru ai reda această proprietate se folosește ca utilaj pastificatorul.

Este un aliment cu mare valoare nutritiva, ce se datoreaza, mai intai de toate, continutului ridicat de proteine (de cca. 5 ori mai mare decat a laptelui) aflate sub o forma usor digerabila, precum si a prezentei in combinatia acesteia a aminoacizilor esentiali in cantitati mai mari leucina, lizina, vanilina si izoleucina. Este motivul pentru care nutritionistii considera ca o portie de 200g branza de vaca proaspata aduce in organism cca. 25% din necesarul proteic zilnic.

Aroma este una specifică, plăcut dulceagă, fiind dată de maiaua de culturi lactice și de elementele biochimice existente în cheag. Datorită prcesului tehnologic adoptat brânza de vacă rezultată reprezintă un produs de o calitate superioară cu însușiri organoleptice foarte bune. Aspectul exterior este reprezentat de o suprafață curată, nelipicioasă fără urme de pete, iar pe secțiune masa compoziției este bine legată, compactă și uniformă, fără goluri de aer și aglomerări de apă și zer în masa produsului finit.

Posibilitatile de utilizare a branzei proaspete de vaca sunt variate, putandu-se consuma ca atare, cu adaos de smantana sau diferite ingrediente precum si pentru obtinerea unei game variate de preparate culinare si de patiserie.

Metoda adoptatã este una complexã și eficientã care asigurã obținerea unui produs finit de o calitate superioarã care satisface cerințele consumatorului, astfel randamentul obținut fiind de 65 % .

[NUME_REDACTAT], Azzouz – Utilaj și tehnologie în industria laptelui, Ed. Tehnică-Info, Chișinău, 2002 ;

Aleman, Viorica – Tehnologia obținerii brânzeturilor, Ed. Tehnică, București 1987 ;

Asaftei, S. – Tehnologii generale în industria alimentară, îndrumător de laborator ;

Banu, C. – Industrializarea laptelui, Ed. Tehnica-Info, Chișinău, 2001 ;

Banu, C. – Manualul inginerului de industrie alimentară, Volumul 1 și 2, [NUME_REDACTAT], București, 2002 ;

Banu C. – Manualul inginerului de industrie alimentară; Ed. [NUME_REDACTAT] 1998;

Bratu, A. E. – Operații unitare în ingineria chimică, Volumul I, Ed. Tehnică, București, 1984 ;

Costin, Gh. M. , Lungulescu, Gr. – Valorificarea subproduselor din industria laptelui, Ed. Tehnică, București 1985 ;

Costin, G.M. – Știința și ingineria fabricării brânzeturilor, Ed. Academica, Galați, 2003

Gavrilă, L – Curs : Fenomene de transfer, note de curs ;

Chintescu, G. – Îndrumător pentru tehnologia brânzeturilor, Ed. Tehnica, București, 1980 ;

Chintescu, G. – Cartea muncitorului din industria laptelui, Ed. Tehnică, București 1974 ;

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]- Procesarea laptelui in sectii de capacitate mica, Ed. [NUME_REDACTAT] ,[NUME_REDACTAT] 2006;

Nicolae, O. , Ivan, E.- Memorator pentru calcule în industria alimentară, Ed. Mirton, Timișoara, 2006 ;

Pavlov s.a – Procese si aparate in ingineria chimica , Ed. Tehnica ,Bucuresti 1981;

Roșca, T. A. – Utilaje pentru industria alimentară, Curs, [NUME_REDACTAT] din Craiova, 2000 ;

http://www.afaceri-agricole.net/2011/04/sararea-branzeturilor/

http://www.fao.org/ag/againfo/resources/documents/MPGuide/mpguide5.htm#_Toc516401169

ANEXE

Compoziția chimică a laptelui (în %).

[NUME_REDACTAT] componenți chimici ai laptelui

[NUME_REDACTAT] de producție a tehnologiei de obținere a brânzei de vacă

Structura procesului de producție

Caracteristicile tehnice ale unor tipuri de plăci pentru schimbatoarele de căldură cu plăci

Caracteristicile termofizice ale laptelui la temperatura medie de 59 ̊ C