Bacău 2017 UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI BACĂU [605306]
Lucrare de licență
Bacău 2017 UNIVERSITATEA “VASILE ALECSANDRI” BACĂU
FACULTATEA DE INGINERIE
SPECIALIZAREA INGINERIE BIOCHIMICĂ
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Ș.l.dr.ing. Roșu Ana -Maria
ABSOLVENT: [anonimizat] 2017
UNIVERSITATEA “VASILE ALECSANDRI” BACĂU
FACULTATEA DE ING INERIE
SPECIALIZAREA INGINERIE BIOCHIMICĂ
Proiectarea unei secții de fabricare
a iaurtului grecesc cu 10% grăsime,
cu o capacitate de 10000L materie primă.
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Ș.l.dr.ing. Roșu Ana -Maria
ABSOLVENT: [anonimizat] 2017 Cup rins
Introducere. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 1
Capitolul 1. Elemente de inginerie tehnologică. ………………………….. ………………………….. …………….. 2
1.1. Sursa de aprovizionare cu materie primă. ………………………….. ………………………….. …………… 2
1.2. Caracteristicele materiilor prime si auxiliare. ………………………….. ………………………….. …………… 2
A. Caracteristicele materiilor prime. ………………………….. ………………………….. …………………………. 2
B. Caracteristicele materialelor auxiliare. ………………………….. ………………………….. ………………….. 8
1.3. Caracteristicele materialelor si ambalajelor. ………………………….. ………………………….. ……………. 9
1.4. Caracteristicele produsului finit. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 10
A. Scurt istoric si descrierea produsului. ………………………….. ………………………….. ………………….. 10
B. Tipuri de iaurt. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 10
C. Caracteristicele fizico -chimice. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 11
D. Posibile defecte ale iaurtului și cauzele lor. ………………………….. ………………………….. ………….. 11
E. Iaurtul în stil grecesc. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 13
1.5. Variante tehnologice de obținere a produsului finit. ………………………….. ………………………….. .. 13
A. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului grecesc folosind procedeul convențional de
concentrare a substanței uscate. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 14
B. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului greces c folosind procedeul de separare
centrifugală. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 14
C. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului grecesc folosind ca metodă de concenrare
ultrafiltrarea. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 16
D. Analiza comprativă a variantelor de producție prezentate anterior. ………………………….. ……. 17
1.6. Varianta tehnologică adoptată cu indicarea parametrilor de desfășurare a fiecărei opera ții. ….. 18
A. Recepția cantitativă și calitativă a laptelui de vacă. ………………………….. ………………………….. .. 19
B. Filtrarea și curățirea laptelui. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 20
C. Normalizarea si standardizarea laptelui. ………………………….. ………………………….. ………………. 20
D. Omogenizarea laptelui. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 20
E. Pasteuriza rea laptelui. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 21
F. Însămânțarea prin adăugare de culturi lactice. ………………………….. ………………………….. ……… 22
G. Fermentarea. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 22
H. Răcirea. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 23
I. Ultrafiltrarea. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 23
J. Ambarea. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 23
K. Depozitarea iaurtului ambalat. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 24
1.7. Bilanțul de materiale. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 24
Lucrare de licență
Bacău 2017 1.8. Bilanțul termic. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 29
Capitolul 2. Alegerea și stabilirea numărului de utilaje. ………………………….. ………………………….. …….. 33
2.1. Utiljul principal. Descrierea și dimensionarea vanei de fermentare. ………………………….. ………. 33
2.2. Utilaj secundar. Alegerea și dimensionarea acestuia. ………………………….. ………………………….. . 35
2.3. Probleme de coroziune și alegerea materialelor de construcție. ………………………….. …………….. 43
2.4. Exploatarea și întreținerea instalației. ………………………….. ………………………….. ……………………. 43
A. Utilitățile. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 43
B. Amplasarea utilajelor. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 48
C. Control, reglare și automatizar e. ………………………….. ………………………….. …………………………. 49
D. Normele de protecție a muncii. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 50
2.5. Utilaje. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 54
A. Dime nsionarea spațiilor de producție. ………………………….. ………………………….. …………………. 55
Capitolul 3. Calculul tehnico -economic. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 58
3.1. Valoarea utilajelor ce necesită montaj. ………………………….. ………………………….. ………………….. 58
3.2. Valoarea utilajelor ce nu necesită montaj. ………………………….. ………………………….. ……………… 59
3.3. Valoarea suprafeței construite și a terenului. ………………………….. ………………………….. ………… 59
3.4. Fond de investiții. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 59
3.5. Determinarea planului de aprovizionare. ………………………….. ………………………….. ……………… 60
3.6. Planul ne cesarului de forță de muncă și al fondului de salarizare pentru personalul direct și
indirect producător. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 60
3.7. Costurile de producție și calculul pentru produsul finit. ………………………….. ………………………. 61
4.Concluzii. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 62
5.Bibliografie. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 62
6. Anexe. Piese desenate. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 63
Anexa 1 Schema tehnologică de fabricare a iaurtului grecesc cu 10% grăsime. …………………….. 63
Anexa 2 Linia tehnologică. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 63
Anexa 3 Utilajul prin cipal – Vana de fermentare. ………………………….. ………………………….. ………. 63
Lucrare de licență
1
Introducere.
Prezenta lucrare descrie procesul de proiectare a unei secții de producere a iaurtului în
stil grecesc, cu o grăsime de 10%, plecând de la 10000L materie primă, care este la ptele de
vacă mai exact. Lucrarea este structurată în 3 mari capitole cu și 48 subcapitole în care sunt
prezentate etapele principale de proiectare.
În primul capitol este descrisă materia primă, materiile auxiliare și produsul finit,
urmând prezentarea v ariantelor tehnologice de producere a iaurtului grecesc, varianta aleasă
de mine și descrierea acesteia. Deasemenea sunt prezentate calculele pentru bilantul de
materiale și cel termic.
În al doilea capitol am prezentat dimensionarea utilajului principal și a unui utilaj
secunda, mai exact vana de fermentare și pasteurizatorul cu plăci , descrierea materialelor din
care se realizează acestea, și descrierea instalației în sine (amplasament, număr de utilaje etc.).
Al treilea capitol include aspectele econom ice- cheltuieli, investiții, costuri.
Am ales să proiectez o secție de producere a iaurtului grecesc, deoarece în ultima
perioadă acest produs a început să fie tot mai căutat de consumatori, fiindcă este bogat în
proteine, grăsime și nutrienți. Acesta poa te constitui unn mic dejun excelent, sau chiar o
gustare în timpul zilei, deasemenea se mai folosește la diverse rețete, fiind mai consistent
decât un iaurt normal – are mai mult o textură de smântână.
Conform calculelor economice, ar fi vandut la un preț mediu față de prețurile de pe
piață, și consider că ar avea succes.
Lucrare de licență
2
Capitolul 1. Elemente de inginerie tehnologică.
1.1. Sursa d e aprovizionare cu materie primă .
Materia noatră primă este laptele de vacă, colectat de la fermele din zona nord-estică a
județului Bacă u. Acesta este transportat în autocisterne speciale pentru transport produse
alimentare, și este adus la rampa secției de fabricație , unde este supus recepției calitative și
cantitative, pentru a se verifica calitatea acestuia, și daca se în cadrează în parametri solicitați.
„Laptele destinat fabricării iaurtului trebuie să fie de calitate bacteriologică
ireproșabilă, având un conținut redus de microorganisme. De asemenea, acest lapte nu trebuie
să conțină subtanțe care să împiedice dezvoltare a normală a bacteriilor din cultura starter ca
antibiotice, bacteriofagi, resturi de detergenți și antiseptici utilizați la spălarea și dezinfectarea
instalțiilor și ambalajelor.
Fermierul trebuie să obțină laptele destinat producției de iaurt de la anima le
selecționate și controlate permanent sub aspect sanitar -veterinar.” (G.M. Costin, 2005).
1.2. Caracteristicel e materiilor prime si auxiliare.
A. Caracteristicele materiilor prime.
Este important să cunoaștem parametrii fizico -chimici în care ar trebui s ă se încadreze
materia noastră primă (laptele de vaci), pentru a determina în timp util un eventual defect al
acestuia, și pentru a ne decide dacă acesta poate fi folosit pentru producerea iaurtului, sau
dacă poate fi valorificat în vreun alt fel.
Caracteristici le care trebuiesc cunoscute pentru laptele de vaci, sunt în primul rând,
caracteristicile fizico -chimice:
compoziția chimică ;
pH-ul;
densitatea (greutatea specifică );
aciditatea ;
pH-ul;
indicele de refracție ;
punctul de fierbere ;
temperat ura de congelare;
căldura specifică ; conduct ibilitatea electrică și termică,
tensiun ea superficială ;
vâscozitatea .
Compoziția chimică .
Analizând laptele din punct de vedere chimic , acesta este constituit din 2 componente
principale:
– apa, care reprezint ă 87,5% din total, și
– SUT – substanța uscată totală, în procent de 12,5%.
Procentul mai mic, adică SUT conține mai muți componenți, cum ar fi:
grăsimi ;
lactoză ;
substanțe proteice;
săruri minerale ;
vitamine ;
gaze.
Lucrare de licență
3
Laptele de la diferite specii de animale , poate avea o compoziție diferită, deasemenea
aceasta mai poate să difere și în funcție de perioada de lactație, anotimp și felul hranei
animalului și zona în care trăiesc animalele.
În următorul tabel sunt prezentate compozițiile medii a le diferitelor t ipuri de lapte în
funcție de specii de animale de la care sunt preluate.
Tabelul 1 Compoziția procentuală a laptelui (Banu , C. ,1998 )
Tipul de lapte
Componente Vacă Bivoliță Oaie Capră
Apă 87,5 81,5 83 86,65
Substanță uscată
totala 12,5 18,5 17 13,35
Substanță uscată
negrasă 9 10,3 10,2 9,15
Proteine totale 3,4 4,3 5,7 3,9
Cazeină 2,8 3,6 4,6 2,8
Lactalbumină,
Loctoglobulină 0,6 0,7 1,1 1,1
Grăsime 3,5 8,2 6,8 4,2
Lactoză 4,5 5 4,5 4,4
Cenușă 0,7 0,8 0,85 0,85
În continuare voi d escrie componenții principali ai laptelui.
Substanțele componente ale laptelui se găsesc în 4 stări, deoarece laptele ca și
substanță este un sistem eteroge.
Cele 4 stări sunt:
– în soluție: lactoză, substanțe azotate, săruri, pigmenți și vitamine hidrosol ubile;
– în emulsie: substanța grasă, pigmenții și vitaminele liposolubile;
– în stare gazoasă: dioxidul de carbon;
– în dispersie coloidală: substanțele proteice.
1. Schema cu principalii componenți ai laptelui.
Lucrare de licență
4
Cei mai importanți componenți ai laptelui sunt:
a) Apa, este componentul chimic majoritar , și reprezintă 87,5% din total ul constituenților.
Apa din lapte o putem găsi sub două forme:
apa liberă – reprezintă apa care nu este legată de alți constituenți și constituie
96% din totalul de apă;
apa fixată – în pro cent de 4% ; aceasta este mediul unde sunt răspândite alte
componente ale laptelui sub formă coloidală , dizolvată, sau de emulsie.
b) Substanțe azotate ce sunt constituite din substanțe proteice (proteine) într-un procent
de 95% și substan țele neproteice ce reprezintă 5%.
1) Substanțele proteice – sunt substanțe chimice macromoleculare constituite din
aminoacizi, ce au în componență azot. Proteinele constituie elementul cel mai valo ros al
laptelui, deoarece conțin toți aminoacizii esențial i, necesari organismului , în număr de
aproximativ 18.
Proteine din lapte se pot clasifica chimic în trei categorii, în funcție de structura lor .
Acestea sunt:
haloproteine, ce au în c ompoziția lor doar α -aminoacizi;
lipoproteinele, ce conțin, ca grupare proteică glucide (k – cazeină);
fosfoproteinele , conțin în gruparea proteică acid fosforic (α si β – cazeina ).
Cazeina fiind cea mai importantă proteină din lapte, se deosebește de celelalte , prin faptul
că ea conține în molecula o cantitate mai mare de fosfor , sub formă de acid fosforic , și este o
fosfoproteină .
Cazeina cuprinde patru fracțiuni α , β, γ și k -cazeină. Acestea se deosebesc prin
conținutul de fosfor și prin comportarea lor în prezența cheagului.
Astfel:
α și β – cazeina precipită s ub acțiunea enzimelor coagulante din cheag;
γ- cazeina nu precipită și rămâne în zer;
k- cazeina reprezintă un factor stabilizator al α- cazeinei care împiedică precipitarea
acesteia în prezența ionilor de calciu.
Cazeina interacționează cu 2 elemenți din plasmă (calciu și potasiu), și este stabilizată
în so luțiile apoase ce conțin sări de calciu și magneziu sub o formă coloidală , numit com-
plexul cazeino -fosfo -calcic.
Precipitarea cazeinei poate poate fi favorizaată prin implicarea anumitor factori cum
ar fi:
adăugare de acid,
acțiunea enzimelor coagulante,
adăugare de alcool,
adăugarea unor săruri ale metalelor grele (soluția de CuSO 4).
Acțiunea enzimelor coagu lante (cheag, pepsină) denaturează cazeina producând
precipitarea. Precipitarea caze inei este determinată de prezența sărurilor de calciu din lapte și
reacția decurge astfel:
Cazeină + enzima coagulantă paracazeină
Paracazeină + săruri de calciu paracazeinat de calciu,
solubile precipitat
Lactalbumina este o proteină ce conține mul sulf, dar nu conține fosfor și constituie
aproximativ 15% din totalul de proteine din lapte.
Lucrare de licență
5
În lapte, lactalbumina se găseș te sub sub forma a trei izomeri: α , β , γ , solubili în
apă, a căror distribuție diferă sensibil de la un tip de lapte la altul .
Lactoglobulina împreună cu lactalbumină formează proteinele serice.
Lactoglobulina se găsește în lapte într -o cantitate mai redusă, în proc ent de aproximativ 0,1%.
Aceasta nu precipită nici prin acțiunea acizilor și nici prin încălzire, separarea se face prin
tratare cu o soluție saturată de sulfat de magneziu.
Proteazopeptonele se află în cantități reduse în lapte și au o valoare nutritiv ă scăzută,
ca urmare prezintă un interes biologic și tehnologic limitat.
2) Substanțele neproteice , ce se regăsesc în lapte au o importanță deosebită , deorece
acestea contribuie la definirea calității și valorii nutritive a laptelui.
Cele mai importante substanțe neproteice din lapte sunt:
creatina ;
creatinina;
lipoxantina;
ureea ;
acidul uric;
amoniacul;
aminoacizii liberi.
c) Glucidele.
Componentul reprezentativ al glucidelor prezente în lapte este Lactoza , care
reprezintă 4,3 -4,8 %, alături mici cantități de glucoză și galactoză.
Lactoza este un dizaharid format dintr -o moleculă de glucoză cu una de galactoză .
Aceasta conferă laptelui un gust dulceag, av ând o putere de îndulcire de 6, 25 ori mai mică
decât zaharoza.
Sub acțiunea microorganisme lor, lactoza poate suferi următoarele procese
fermentative:
fermentație lactică, cu formare de acid lactic;
fermentație propionică, cu formare de acid propionic;
fermentație butirică, cu formare de acid butiric;
fermentație alcoolică, cu formare de alco ol.
Substanțele specificate mai sus, ce se obțin în urma proceselor de fermentație, au un
rol important, contribuind, la formarea caracteristicilor de gust și aromă specifi ce PLF -urilor,
și implicit iaurtului.
d) Lipidele .
Lipidele constituie substanța grasă din lapte și 3,6-3,8 % din masa laptelui de vaci.
Lipidele sunt compușii precum:
gliceridele ;
steridele ;
fosfolipidele ;
acizii grași liberi ;
câteva tipuri de ceară.
Gliceridele se regăsesc în procent de aproximativ 88-89 % din substanța grasă .
Acestea conțin acizi grași, unii cu activitate fiziologică deosebit de importantă, deci conferă o
importanță majoră produselor lactate.
Din cantitatea totală de acizi ce se regăsește în lapte, a cizii grași reprezintă 80 % .
Cei mai întâlniți sunt :
acidul palmitic,
Lucrare de licență
6
acidul lauric,
acidul butiric,
acidul caprilic,
acidul capronic,
acidul caprinic,
acidul stearic.
Cea mai mare cantitate de acizi grași nesaturați este dată acidul oleic, aproximativ 36%.
Gliceridele pot fi descompuse prin hidro liză enzimatică în glicerină și acizi grași liberi.
Sterolii se regăsesc în lapte în cantitate foarte mică 0,01 -0,03% (colesterol și
ergosterol ).
Fosfatidele ( fosfolipidele) :
fosfatidil -colina,
sfingomielina,
fosfatidil – stearina,
lecitina,
cefali na.
Acesteea au rol important în formarea globulelor de grăsime și se găsesc în proporție
însemnată în compoziția membra nei lipoproteice.
Lecitina se gasește în procent de aproximativ 0,03 – 0,04% , și se este considerată cel
mai bun emulgator și stabiliz ator pentru grăsimea din lapte.
Lecitina este de o importanță vitală pentru sănătatea și structura sistemului nervos
deoarece reprezintă aproximativ 30% din creie rul uman.
Alți componenți ai materiei grase : carotenoidele ( α , β , γ ) și unele substanțe care
prezintă caracter oxidant. Acestea se găsesc în cantitate redusă, dar au rol important în
anumite procese de prelucrare a laptelui.
e) Sărurile minerale care se găsesc în lapte în cantitate de aproximativ 0,7 -0,9% :
cloruri,
citrați și fosfați de calciu,
citrați și fostați de sodiu,
citrați și fostați de potasiu ,
citrați și fostați de magneziu.
Sărurile minerale din lapte se găsesc dizolvate ca molecule s au ioni , și mică parte în
stare coloidală.
Sărurile minerale prezente în lapte au un rol important atât fiziologic, cât și tehnologic
în obținerea PLF-urilor.
f) Vitaminele .
Laptele de vaci conține vitamine necesare pentru o bună funcționare zilnică a
organismului unam:
Vitamina A – ce provin e din caroten;
Vitaminele B1, B2, …, B12 care sunt sintetizate de către bacteriile de la nivelul
rumenului vacilor;
Vitaminele C, D, E, K, PP și inclusiv a cidul folic.
Vitaminele liposolubile se regăsesc integra l în grăsimea laptelui sunt reprezentate în pri ncipal
de vitaminele A, D, și E iar cele hidrosolubile sunt reprezentate de vitaminele B și C.
Lucrare de licență
7
g) Enzimele .
Enzimele sunt compuși i proteici funcționaliz ați cu rol catalizitic în procesele chimice și
bioch imice ce au loc în lapte.
În lapte se găsim următoarele tipuri de enzime:
– enzime esențiale, localizate în special în celulele epiteliale provenite din glandele
mamare (lipaze, citocromreductaze, esteraze, catalaze , α și β -amilaze, aldolaze,
fosfataze, re ductaze și peroxidaze );
– și alte tipuri de enzime ( xantinoxidaze , reductaze , lizozine , ribonucleaze, coenzime ).
Enzimele prezente în lapte influențează semnificativ comportarea fizico -chimică, și
capacitatea laptelui d e a putea fi prelucrat ulterior, s tabilitatea termică și mecanică .
h) Alte tipuri de componenți regăsiți în lapte:
Elemente figurate – sunt epiteliale ce provin de la glandele mamare ale animalelor
și celule microbiene ce provin în urm a contaminării, deasemenea pot fi leucocite și anticor pi.
Anticorpii din lapte sunt reprezentați de bacteorilizine, aglutinine, precipitine,
hemolizine, anticorpi anafilactici și antitoxine. Aceștia au importanță majoră pentru sănătatea
umană deoarece oferă laptelui proprietăți nutritive, terapeutice, bacter iostatice și bactericide.
Gazele din lapte reprezintă 6 -10 % :
dioxidul de carbon,
azot,
oxigen.
După mulgere, în la pte predomină dioxidul de carbon ( 10% din volum ).
În procesul de agitare și aerare , cantitatea de dioxid de carbon din lapte scade , și crește
conținutul de azot și oxigen, din acest motiv aciditatea laptelui scade imediat după mulgere.
Prezența unei cantități mai mari de oxigen poate avea efecte negative asupra calității
laptelui, deoarece ajută la distrugerea vit. C din lapte și la apa riția unor defecte de gust ca
urmare a proceselor oxidative suferite de materia grasă , pe când cresterea cantității de azot nu
are efecte atât de importante.
Substanțele reziduale din în lapte:
lacteninele (antibiotice naturale secretate de organismul an imal, acestea sunt foarte
abundente în primele ore după mulgerea laptelui ). Ele au rol de a inhiba sau de a
distruge speciile microbiene străine, și determin ă în acest fel stabi litatea laptelui
proaspăt, dar î și pierd proprietățile odată cu prelungirea t impului de depozitare a
laptelui .
substanțe dăunătoare pot apărea în laptele muls în condiții de igienă
necorespunzătoa re și pot provoca anumite boli , cum ar fi unele alergii la copii nou –
născuți.
În funcție de sursa de proveniența laptelui, pot apăr ea:
substanțe vegetale toxice ( alcaloizi proveniți din ricin, sfeclă, cartof, brândușa de
toamnă și hrișca),
substanțe medicamentoase,
pesticide și ierbicide,
alte substanțe nocive (agenți de conservare, substanțe radioactive) .(Banu ,C.,1998)
Microflo ra laptelui .
Microflora existentă în lapte se poate grupa astfel:
Microflora esențială . Aceasta se formeză din microorganisme le intrinseci și alte tipuri
de bacterii lactice și drojdii, ce rezultă din metabolismul animalului.
Lucrare de licență
8
Microflora de infecție, ce apare ca urmare a unei stări de sănătate precare a
animalului, sau în urma infectării laptelui, imediat după mulgere .
Microorganismele ce formează microflora laptelui sunt:
Bacteriile lactice sunt reprezentate de genul Lactobacillus și Streptococcus
(Lactobacillus bulgaricus , Streptococcus termophilus , Lactobacillus acidophilus ,
Lactobacillus casei , Streptococcus lactis , Streptococcus cremoris , Streptococcus
diacetilactis ).
Drojdiile de tip Saccaromyces și Torula .
Mucegaiurile de tip Penicillium roqu eforti , Penicillium cammenberti , Penicillium
candidum , etc.
Bacteriofagii (virusuri care parazitează bacteriile ).
„Deoarece procesul de dezvoltare a acestor microorganisme în lapte poate lua
amploare, devenind necontrolabil, se recomandă efectuarea operaț iei de pasteurizare imediat
după mulgere. ” (D.,Bărzoi,1985)
B. Caracteristicele materiale lor auxiliare.
Culturile starter.
Particularități ale bacteriilor utiliza te pentru fabricarea iaurtului.
Iaurtul grecesc este obținut dintr -o cultură mixtă format ă din Streptococcus
thermophilus și Lactobacillus bulgaricus. Streptococcus thermophilus este bacterie
aromatizantă, acidifiază ușor mediul și are o temperatură optimă de dezvoltare de 37 -400C.
Genul Lactobacillus include peste 25 de specii diferite
Lactobacillus delbrueckii subs. Bulgaricus sunt cunoscute ca parte componentă a culturii
starter pentru iaurt. Tulpinile din această specie sunt bacterii lactice, care, produc fermentația
lactică homofermentativă, și sunt capabile să producă peste 85% acid l actic, ca produs final
unic, prin metabolizarea glucozei, fructozei și a lactozei.
Genul Streptococcus conține bacterii lactice, Gram pozitive, cu formă sferică.
Streptococcus thermophilus este singura specie de streptococi lactici, care s -a păstrat în a cest
gen după reorganizarea și reclasificarea speciior. La fel ca alți streptococi, tulpinile de S.
thermophilus sunt heterotrofe și pretențioase din punct de vedere nutritiv, preferând glucidele
simple, ca surse de carbon și energie, și aminoacizi în cali tate de surse de azot.
Combinația de Streptococcus thermophilus și L.delbrueckii subsp. Bulgaricus dau
gust acid mediu, aromă de iaurt slab perceptibilă și o vâscozitate redusă spre mediu.
Bioconversia lactozei în acid lactic reprezintă procesul metabo lic care inițiază șirul
transformărilor biochimice întâlnite la realizarea PLF.
Activitatea metabolică a microorganismelor utilizate poate fi condiționată negativ de
anumiți factori, cum ar fi:
Inhibitori naturali – substanțe prezente în mod natural în lap te (sistemul
lactoperoxidază -tiocianat -peroxid de hidrogen, imunoglobulinele, lizozimul,
lactoferina și vitaminele asociate cu proteine);
Inhibitori chimici:
Antibiotice și alte substanțe ce contaminează laptele, ca urmare a tratamentului
veterinar al ani malelor;
reziduuri chimice provenite de la spălarea și dezinfectarea echipamentelor de
prelucrare a laptelui;
Lucrare de licență
9
substanțele chimice poluante din mediu înconjurător (pesticide, metale grele,
hidrocarburi policiclice, etc.);
Inhibitori biologici: bacteriofagii .
Prepararea culturilor starter.
„Prepararea culturilor starter de producție implică transplantări repetate de lapte
începând cu o cultură pură stoc ( inocul) care este preparată de un laborator specializat și care
este livrată fabricilor sub formă lichi dă sau uscată. ” (C.,Banu, 2000)
Culturile starter uscate(liofilizate).
Culturile starter liofolizate s e livrează în punguțe închise ermetic, î n atmosferă de CO 2,
sau sub vid. Acestea pot fi păstrate la temperatura de 4 – 5°C, pană la 12 luni.
Culturile li ofilizate se reactivează pentru a i se crește vitalitatea.
Reactivarea se face următor ul fel : se introduce cultura în 200mL lapte pasteurizat și
răcit, și se termostatează la tempera tura optimă.
Culturile pure stoc (inocul) pot fi culture singulare și m ixte . Din cultura pură selecționată
liofilizată, după reactivare, prin pasaje successive, pot fi obținute:
cultura primară;
cultura secundară;
cultura terțiară, care poate fi utilizată drep t cultură starter de producție.
Cultura primar ă: Se inoculează lap tele pasteurizat și răcit cu , cultură pură.
Imediat după termostatare, cultura se răcește rapid și se depozitează la temperatura de
1 – 2°C timp de 24h.
Cultura secundar ă: Se obține di n cultura primară , are nevoie de un timp mai scurt de
termostatare, și se păstrează timp de 1 – 2 ore, la temperatura de 1 – 2°C.
Cultura terțiară : Se obține din cultur a secundară, și reprezintă cultura starter de
producție în secție. (C., Banu, 2000)
Cultura de producție inoculează zilnic este controlată chimic, senzorial și
microbiologic.
La folosirea culturii or starter de producție trebuie avute în vedere câteva aspecte:
cultur ile să î și mențină în timp caracteristicile inițiale ;
culturile trebuie sa fie pure (să nu conțină decât microorganisme le specifice);
culturile starter d e producție să nu fie mai vechi de 48 de ore ;
culturile să fie active (să producă fermentație specifică în timp normal și să asigure o
anumită aciditate) ;
culturile să fie menț inute 5-6 ore, înainte de folo sire, la 1 -2°C, pentru a se favoriza
acumu larea substanțelor aromatizante ;
Culturile obținute prin însămânțarea și coagularea laptelui se numesc și maiele .
În secția noastră de producție s e vor folosi c ulturile starter uscate(liofilizate ) pentru a
se pr epara maiaua de producție.
1.3. Caracteristicele materialelor si ambalajelor.
Iaurtul grecesc de 10% grăsime, va fi ambalat în pahare din material plastic, cu
capacitatea de 150 g si 300 g, închise prin termosudare cu capace din folie de aluminiu.
Condiți ile pe care trebuie să le îndeplinească ambalajele folosite, sunt, în general,
aceleași ca și ambalarea laptelui de consum. De asemenea, se vor respecta prevederile din
Normele igienico -sanitare pentru alimente și Norma sanitară veterinară, referitoare la
Lucrare de licență
10
materialele folosite la confecționarea ambalajelor, precum și condițiile în care se face
ambalarea produsului în sectia de fabricatie.
1.4. Caracteristicele produsului finit.
A. Scurt istoric si descrierea produsului.
Prima dată i aurtul a apărut în Asia sa u în Europa de est, ca răspuns la nevoia de a
conserva laptele pentru o perioadă mai mare, decât se putea conserva laptele muls . Ulterior au
fost descoperite avantaje le nutriționale și medicale ale produsului .
Coagularea laptelui a fost, descoperită din în tâmplare , însă ulterior a fost folosită
intenționat . În foarte multe țări, cum ar fi Grecia, Turcia, Mongolia și India, consumarea
iaurtului face parte din tradiție, dar începând sec. al XX -lea, iaurtul a fost răspândit și în
Europa Occidentală.
Cuvântul iaurt, provine din limba turcă, „youghurmak ” însemnând " a îngroșa".
Iaurtul este considerat „alimentul sănătos ” din familia lactatelor. Acesta este
considerat unul din alimentele care ajută la prelungirea unei vieți sănătoase .
Conform mai multor studii, s-a demostrat că iaurtul are efecte benefice asupra
organismului uman, și chiar este recomandat să se consume zilnic, pentru a îmbunătăți
digestia.
Deși, acest produs era cunoscut din cele mai vechi timpuri, valoarea dietetică a fost
evidențiată abia l a începutul secolului al XX – lea, de către savantul biolog Metchnikov ,
laureat al premiului Nobel , care, în urma cercetărilor sale concluziont, că longevitatea unor
popoare balcanice este datorată unui consum constant și în cantități mari a iaurtulu i.
Primele iaurturi s-au obținut di n lapte de oaie și de bivoliță, însă „a stăzi, principala
materie primă fol osită la fabricarea iaurtului, este laptele d e vacă.” (Abdelkrim Azzouz, 2002)
Iaurtul grecesc are însa și câteva proprietați nutriționale care îl fac sa fie superior celui
normal. Are în primul rând, o cantitate dublă de proteine ; în 170 de grame de iaurt grecesc
normal (exista si sortimente fara grasime sau cu un continut de grăsime variat) se regasesc 15 –
20 de grame de proteine, comparativ cu 9 grame, cat sunt in aceeas i cantitate de iaurt normal.
Explicația stă in felul in care este obținut: este strecurat de mai multe ori decat iaurtul normal
si i se îndepărtează o cantitate mai mare de zer (de aici, și textura sa groasă si cremoasă).
Acest lucru înseamna mai multe pro teine “condensate”, dar si mai puțini carbohidrați si sare.
B. Tipuri de iaurt.
În prezent se fabrică și se comercializează un număr mare de sortimente de iaurturi
care diferă prin conținutul de grăsime și subst anță uscată , prin consistență și aro mă, sau în
funcț ie de natura laptelui folosit (iaurt din lapte de vacă , din lapte de oaie / capră, sau din lapte
de bivoliță ).
La noi în țară se fabrică următoarele tipuri de iaurturi:
iaurt normal , cu un conținut de grăsime de 3% și 8,2% substanță uscat ă negrasă;
iaurt parțial degresat: 0,5-3% grăsime și 8,2% substanță uscată negrasă;
iaurt slab: 0,5% grăsime și 8,2% substanță uscată negrasă;
iaurt aromatizat pasteurizat ce conține ingrediente aromati zate ( fructe proaspete,
cong elate sau sub formă de p ulbere , pulpă de fructe, suc de fructe, piure de fructe ,
ciocolată, vanilie, etc.
crema de iaurt sau iaurtul în stil grecesc;
iaurtul cu , coagul fluid;
iaurt cu aromă de fructe;
lactofructul.
Lucrare de licență
11
C. Caracteristicele fizico -chimice.
Iaurtul are o valoare al imentară ridicată . Acesta conține componentele nutritive ale
laptelui din care a fost fabricat, și prezintă avantajul că poate fi conserva t pentru o perioadă
de timp mai îndelungată decât laptele de consum. Un alt element important îl reprezintă
faptul că , prin descompunerea substanțele proteice conținute se o bțin substanțe mai simple
care se digeră mai ușor, și sunt asimilat e de organismul uman. C onsumul de iaurt împiedică
dezvoltarea în intestinele omu lui a microflorei dăunătoare , datorită conținutului mare de
acid lactic și de bacterii lactice. B acterii le lactice conferă iaurtului proprietăți antibiotice
remarcabile, datorită acțiunii lor antimicrobiene pe care o exercită asupra unor specii de
bacterii patogene.
„Iaurtul are un rol curativ deosebit de important și poate fi recomandat atât în
tratamentul unor afecțiuni gastro -intestinale, ale ficatului, renale, obezitate cât și în
alimentația zilnică a copiilor, tinerilor și a persoanelor în vârstă, contribuind la asigurarea
unei alimentații corespunzătoare nevoilor fiziologice ale organismului uman și, în consecință
la menținerea stării de sănătate.” (G.M., Costin , 2005)
Un iaurtul bun, ar trebui să aibă următoarele proprietăți:
un aspect omogen si monofazic și o consi stență compactă;
un gust plăcut, ușor acidulat;
o culoare albă cu o ușoară nuanță gălbuie;
o aromă specifică laptelui folosit.
Acesta ar mai trebui să prezinte și anumite caracteristici fizico -chimice, c e sunt
comparate cu n ormele prescrise de standardele în vigoare.
Tab. 2 Caracteristicele fizico -chimice ale iaurtului produs finit
(Abdelkrim Azzouz, 2000)
Parametrul Iaurt foarte gras Iaurt extra Iaurt degresat
Materie grasă, % 4 2,8 <0,5
Substanță uscată, % 15 11,3 8,5
Aciditate, OT 75-115 75-140 75-140
Germeni 0 0 0
Bacterii coliforme
la borcan (U/mL)
în alte tipuri de
ambalaj (unit/mL)
50
5
50
5
50
5
D. Posibile defecte ale iaurtului și cauzele lor .
Calitatea produsului finit este influențată de calitatea mat eriei prime și de
respectarea parametrilor tehnologici și a condițiilor de igienă.
Dacă nu sunt respectate normele tehnologice și condițiile de igienă pot apărea
anumite defecte ale produsului finit. În următorul tabel sunt prezentate defectele care pot
apărea în procesul de fabricare a iaurtului, deasemenea cauzele apariției și măsurile de
prevenire .
Lucrare de licență
12
Tab. 3 „Eventualele defecte ale iaurtului produs finit și cauzele lor .”
(Abdelkrim Azzouz, 2000)
Defectul Cauză Măsuri de prevenire
Coagul moale – calitate necorespunzătoare a
materiei prime ;
– nerespectarea condițiilor de
fermentare (T,t);
– nerespectarea condițiilor de
însămânțare;
– culturile s elecționate puțin
active . – înlocuirea materii prime;
– corectarea parametrilor
tehnologic ;
– înlocuirea cult urilor
selecționate .
Coagul spongios -pasteurizare necorespunzătoare;
– igienă necorespunzătoare ;
– calitatea redusă a apei folosite . – corectarea parametrilo ;
– dezinfectarea utilajelor;
– înlocuirea sursei de apă .
Gust fad
– – fermentație insuficien tă.
– ridica rea temperaturii de
fermentare ;
– prelungirea timpului de
fermentare ;
– folosirea unei culturi mai
active ;
– mărirea aportului de
bacterii.
Gust amar și fără
aromă – o fermentare accentuată
– înlocuirea materiei prime ;
– reducerea temp eraturii de
fermentare ;
– scurtarea timpului de
fermentare ;
– îmbunătățirea răcirii la
toate nivelurile .
Gust de
mucegăit
– – infectarea culturii ,a m ateriei
prime sau a produsului . – – Ameliorarea condițiilor de
igienă ;
– – înlocuirea culturii
selecțio nate;
– – reduc erea conținutului
direct de aer .
Gust metalic,
uleios – – contaminare cu urme de Fe și
Cu;
– – fotoliza unora dintre
componenții laptelui.
–
– – verificarea calității apei ;
– – verificarea inerției chimice
a utilajelor ;
– – scurtare a timpului de
expunere la lumină .
Gust și aspect
spumos – contaminare cu
microorganisme. – – îmbună tățirea condițiilor
de igienă .
Cons istență
gelatinoasă,
colantă – culturile selcționate sunt prea
bătrâne . – împrospătarea culturii.
–
Produse bifazice
(cu separare de
zer ) – fermentare pronunțată ;
– fermentare neuniformă ;
– răcire necorespunzătoare . – corectarea parametrilor de
fermentare;
– îmbunătățirea agitării;
Lucrare de licență
13
– corectarea parametrilor de
răcire .
Produs gazos – contaminare c u bacterii
coliforme și drojdii.
– ameliorarea condițiilor de
igienă ;
– înlocuirea culturii.
E. Iaurtul în stil grecesc.
Iaurtul concentrat sau filtrat (strecurat) este obținut frecvent în unele țări, acesta fiind
cunoscut sub denumirea de labneh, labaneh sau lebneh în unele țări arabe, mast în Irak, leben
zeer în Egipt, tan sau than în Armenia, iaurt grecesc sau iaurt tip grecesc în Marea Britanie și
brânză de iaurt în alte țări.
Compoziția tipică pentru iaurtul in stic greces este 20 -26% SUT și 7 -10% grăsime.
Metoda artizanală de producere i aurt grecesc constă în eliminarea unei părți din faza
apoasă . Aceasta este eliminată prin filtrarea la rece a iaurtului natural, prin saci de pânză sau
pe site. Această metodă prez intă riscul contaminării cu micr ofloră dăunătoare și necesită un
volum mare de manoperă deasemenea prezintă un randament redus. Compoziția tipică pentru
labneh, produs în Arabia Saudită și Liban, este 20 -26% SUT și 7 -10% grăsime.
Însă în ultimii ani, au apărut noi se aplică tot mai des tehnicile de separare prin membrane în
scopu l creșterii SUT în PLF.
Pentru obținerea iaurtului grecesc prin ultrafiltrare, iaurtul cu temperatura de 40oC,
este concentrat prin ultrafiltare, ulterior fiind trimis spre ambalare.
1.5. Variante tehnologice de obținere a produsului finit.
În funcție de varianta de concentrare folosită , se prezintă urmatoarele variante
tehnologice de obținere a iaurtului grecesc.
Lucrare de licență
14
A. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului grecesc folosind procedeul convențional
de concentrare a substanței uscate.
Filtrare
Omogenizare
Pasteurizare
Răcire
Însămânțare cu 2 %
c.l.
Fermentare
Așezare în saci de
panză în camera
frigorifica sub presă
verticală
Iaurt grecesc
Livrare
Răcire
Agitare
Amestecare
Fig. 2 Schema flux de obținere a iaurtului grecesc folosind metoda
convențională de concentrare.
Culturi lactice
Depozitare
Recepție calitativă și
cantitativă
Ambalare
Lapte de vacă
Normalizare
Lucrare de licență
15
B. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului grecesc folosind procedeul de separare
centrifugală.
Normalizare
Omogenizare
Pasteurizare
Răcire
Însămânțare cu
2 % c.l.
Fermentare
Centrifugare
Iaurt grecesc
Livrare
Agitare și încălzire
Răcire
Răcire
Fig. 3 Schema flux de obținere a iaurtulu i grecesc folosind procedeul
de separare centrifugală.
Culturi lactice
Depozitare
Recepție calitativă
și cantitativă
Ambalare
Lapte de vacă
Filtrare
Lucrare de licență
16
C. Varianta tehnologică de obținere a iaurtului grecesc folosind ca metodă de
concenrare ultrafiltrarea.
Omogenizare
Pasteurizare
Însămânțare cu 2 % c.l.
Fermentare
Fig. 4 Schema flux de obține re a iaurtului grecesc folosind ca metoda de
concentrare ultrafiltrarea.
Culturi lactice
Depozitare
Filtrare
Recepție calitativă și
cantitativă
Lapte de vacă
Răcire
Ultrafiltrare
Ambalare
Apă
Lucrare de licență
17
D. Analiza comprativă a variantelor de producție prezentate anterior.
După cum se poate observa în schemele prezentate singurele diferențe majore sunt
metodele de concentrare a iaurtului in vederea obținerii iaurtului în stil greces c.
1. În prima variantă se folosește metoda tradițională de concentrare: iaurtul
natural este agitat, apoi este introdus în saci de pânză de 25 kg.
Aceștia se așează într-o cameră frigorifică, sub o presă verticală, la o presiune
ce asigură eliminarea zerului , timp de 12-18 ore. În următoare a zi, produsul
concentrat este amestecat într -un malaxor pentru a se obține o textură
uniformă, apoi acesta este ambalat și depozitat.
2. În a doua variantă este folosită metoda separării centrifugale: iaurt ul încălzit
este concentrat într -un separator de coagul ce se utilizează și la fabricarea
brânzei de vaci. Coagulul obținut după f ermentare este agitat energetic și
încălzit la aproximativ 60șC apoi răcit la 40șC și concentrat prin centrifugare
până se aju nge la 18% SUT, ulterior este răcit la 12șC și în final ambalat.
3. Iar în a treia variantă se folosește procedeul de ultrafiltrare: iaurtul cu
temperatura de aproximat iv 40șC este concentrat prin UF in scopul aducerii
acestuia la o SUT dorita.
Din punct de v edere calitativ si economic, varianta a treia este varinta optimă pentru a
fi folosită în secția noastră de fabricare a iaurtului grecesc, deoarece s -a constatat o
concentrație mai mare de proteine în iaurtul concentrat prin ultrafiltrare.
Deasemenea în pr ocesul de ultrafiltrare este mult mai mic riscul de contaminare
microbiologic ă și alterării produsului finit, deasemenea calitatea iaurtului obținu prin
ultrafiltrara coagulului încălzit la 40oC este asemănătoare cu cea a iaurtului convențional,
acesta fab ricandu -se din lapte integral.
SUT poate fi concentrată pana la 25% ajungandu -se la grăsimea de 10%.
Deci varianta tehnologică ale asă de mine este varianta a 3 -a, deoarece are un număr
mai mic de etape, implicit un număr mai mic de instalații, deci costu ri mai mici de producție,
iar ca și calitate produsul finit se încadrează în parmetrii urmăriți.
În continuare va fi prezentată schema flux, dar de această dată cu parametrii de lucru
adăugați.
Lucrare de licență
18
1.6. Varianta tehnologică adoptată cu indicarea parametrilor de desfășurare a fiecărei
operații.
Omogenizare
T=43 -45oC, P=13 -20
MPa
Pasteuriz are
T=72 -78 o C
Însămânțare cu 2 % c.l.
T=45 -48 oC
Fermentare
T=45 -48 oC, t=2,5 -3h
Fig. 5 Schema flux de obținere a iaurtului grecesc cu parametrii de desfășurare
indicați.
Culturi lactice
Depozitare
Filtrare
Recepție c alitativă și
cantitativă
Lapte de vacă
Răcire
T=40oC
Ultrafiltrare
Ambalare
Apă
Lucrare de licență
19
În continuare voi descrie schema tehnologică pe etape.
A. Recepția cantitativă și calitativă a laptelui de vacă.
Recepția cantitativă reprezintă operațiunea prin care se măsoară cantitatea de lap te
recepționat de către secția de fabricație si se face volumetric pri n masurărea întregii cantități,
care apoi se exprimă în litri.
Recepția calitativă constă evaluarea laptel ui provenit de la producătorii individuali din
zona nord-estică a județului Bac ău. Este o operație importantă a procesului tehnologic și
trebuie executată cu multă atenție, deoarece de calitatea materiei prime depinde într -o masură
foarte mare calitatea produselor finite . Aceasta etapă constă în determinarea parametrilor
calitativi a i laptelui crud integral prevăzuți în STAS 2418 -61, în Normele igienico -sanitare
pentru alimen te și Norma sanitară veterinară. Principalii parametri fiind :
Proprietățile organoleptice: aspect, consistenta, culoare, miros și gust;
Proprietățile fizice și ch imice: aciditatea, densitatea, continutul de grasime, substanța
uscată negrasă, titrul proteic, gradul de impurificare și temperatură;
Proprietățile biochimice: proba reductazei;
Parametrii microbiologici: numărul total de germeni, numărul celulelor somati ce și
stafiloccocus aureus (diferențiat în funcție de felul laptelui și modul de utilizare a
acestuia).
Se vor recolteaza probe , proporțional cu cantitatea de lapte din fiecare ambalaj, se va
constitui o probă medie, iar ultrior din aceasta se vor efectua analizele necesare , în laboratorul
secției, în conformitate cu m etodele prevăzute de standarde.
Proprietățile organoleptice se vor verifica odată cu recoltarea probei pentru examenul
de laborator, astfel fiind posibilă depistarea pe loc a eventualelor defe cte calitative, defecte
care la examinarea probei medii nu ar putea fi puse în evidență.
Persoane c are vor executa analizele, nu vor gusta laptele crud de fiacare dată, ci se va
insista mai mult asupra mirosului iar î n cazul în care gustarea laptelui este totuși necesară,
aceasta se va face în laborator, conform metodei de analiză prevazută.
Fig. 6 Tanc de răcire DXCEM ( http://www.delaval.ro/ -/Product -Information1/Milk –
cooling –storage/Products/Tank -Silo/Closed -tanks/DeLaval -cooling -tank-DXCEM/ )
Lucrare de licență
20
B. Filtrarea și curățirea laptelui.
Indiferent de cât de multe măsuri de igienă ce se iau, în lapte pot pătrund pe diferite
căi, mai multe impurități formate din par ticule de praf, par de animale sau murdărie de grajd,
resturi de nutrețuri, nisip și altele, care trebuiesc îndepărtate înaintea prelucrarii laptelui.
Această operațiune se face prin filtrare și prin curăți rea cu filtre centrifuge, care funcționează
șa viteze mari de rotire – 10000 l/h.
Pentru o filtrare eficient se vor utiliza filtre cu, cartuș filt rant, ce va fi executat dintr -o
țesătură metalică specială din inox, având dife rite finețe de filtrare. Acesta va asigura filtrarea
laptelui în flux continuu având construcție simplă, fiind ușor de demontat pentru spălare și
curățire.
Fig.7 Curățitor ce ntrifugal
(http://www.3sromania.ro/index.php?pag=news&id=681&rid=357&l=ro)
C. Normalizarea si standardizarea laptelui.
Norma lizarea constă în reglarea conținutului de grăsime la nivelul dorit prin adugarea
de lapte mai gras/ smântână sau prin diluare cu la pte smântânit în scopul reducerii grăsimii.
În secția noastră de fabricare această etapă va fi omisă deoarece SUT va fi reglat la etapa de
ultrafiltrare a iaurtului, iar materia primă este laptele integral cu un conținut normal de
grăsime de 3,5%.
D. Omoge nizarea laptelui.
Laptele integral este omogenizat la o temperatura de 43-45oC și la o presiune de
13-20 Mpa. Omogenizarea are rolul de a reduce dimensiunea globulelor de grăsime din lapte
sub 2,0 µm.
Omogenizarea determină unele modificări ale pr oprietăților organoleptice și fizico –
chimice ale laptelui:
creșterea vâscozității laptelui;
un aspect mai omogen;
aromă mai plăcută;
modificarea culorii laptelui de la alb –gălbui la un alb intens și mult mai opac;
un gust mai puternic, ce d ă senzația unui lapte cu nu conținut ridicat de grăsime;
gustul proaspăt se poate menține o perioadă mai mare de timp;
digestibilitate mai ridicată .(Abdelkrim Azzouz, 2002)
Lucrare de licență
21
Fig.8 Omogenizator cu pistoane din seria Raffaello
(http://www.3sromania.ro/index.php?pag=new s&id=664&rid=342&l=ro)
E. Pasteurizarea laptelui.
Pasteurizarea este procesul termic ce are ca obiectiv distrugerea totală a
microorganismelor patogene, distrugerea maximă a celorlalte specii de microorganisme
dăunătoare si distrugerea parțială a florei b anale.
În prezent, schimbătoarele de căldură cu plăci sunt cele mai utilizate schimbătoare de
căldură c e intră în componența instalațiilor de pasteurizare și sterilizare în vrac.
Cea mai importantă caracteristică a acestui tip de schimbătoare de căldură , este
posibilitatea de a recuper a căldur a prin încălzirea produsului netratat cu cel care a fost deja
pasteurizat.
„Instalațiile de pasteurizare cu schimbătoare de căldură cu plăci realizează un
tratament termic HTST (High Temperature Short Time), cunoscu t și sub denumirea de
pasteurizare "flash" .” (C. Banu, 1998).
În secția noastră se va folosi un schimbător de caldură cu plăci cu 4 zone: preîncălzire
(43-45 o C), încălzire (72 -78 o C), menținere (72 -78 o C), și răcire (45 -48o C).
Temperatura la care se face răcirea laptelui, depașește cu puțin temperatura optimă de
dezvoltare a microflorei specifice iaurtului – care este de 43 -45
0C. Aceasta depășire se face
cu scopul de a acoperi pierderile de caldură ce se produc în timpul tran sportului laptelui de la
instalația de pasteurizare la vanele de fermentare.
Fig.9 Pasteurizator cu plăci
(http://www.inoxcenter.ro/product/pasteurizator -placi/)
Lucrare de licență
22
F. Însămânțarea prin adăugare de culturi lactice.
Când lapt e este adus în vana de fermenta re pentru fermentarea laptelui și obț inerea
produsului cu proprietăți specifice, laptele se insămânțează cu o cultură liofilizată de bacterii
lactice prin “inoculare directă” ce are în componență bacteriile lactice termofile:
Streptococcus termophilus și Lactobacillus delbruekii ssp.bulgaricus , în cantitate de 2% din
cantitatea de lapte care urmează să fie supusă însămânțării.
Laptele este agitat și amestecat continuu în timpul adăugării culturilor, și după aceea,
pentru a se asigura o repartizare uniformă a acestor.
G. Fermentarea.
Fermentarea este etapa principală a procesului tehnologic de fabricare a iaurtului și
este un proces care, cuprinde reacții chimice și biochimice , și se definește prin procesul de
dezvoltare a microorganismelor. Viteza maximă d e desfășurare a procesului se poate atinge la
temperatura de 42 -250 C iar timpul necesar realizării unei fermentații optime este de 2,5 -3
ore. Atât timp cât unt alese valorile potrivite pentru timpul și temperatura de termostatare se
asigură obținerea un ui iaurt cu următoarele caracteristici:
coagul omogen,
o fază continuă fără separare de zer,
densitate potrivită,
aciditate 80 -900T.
„Termostatarea asigură condițiile de dezvoltare a microflorei specifice și fermentarea
laptelui. Laptele însă mânțat se introduce în vana de fermentare unde are loc procesul de
fermentare. Stabilirea momentului final al procesului de fermentare constituie un element
hotărâtor al procesului tehnologic și poate fi determinat organoleptic, când corespunde unui
coagul bine format sau prin determinarea pH -ului prin intermediul unor dispozitive de
semnalizare acustică sau optică, ce indi că momentul final al procesului , când laptele
însămânțat a ajuns la un pH de 4,65–4,70.” (J.,Codoban, I.,Codoban,2006 ).
Fig.10. V ana de fermentare
(http://www.agrometal.hu/roman/uzine_de_lapte/instalatii/)
Lucrare de licență
23
H. Răcire a.
După fermentare iaurtul este răcit la o temperatură de aproximativ 40oC, în vedera
pregătirii acestuia pentru utrafiltrare. Răcirea se va face în vană, prin menținerea laptelui pană
la 15 -30min, până se atinge temperatura de 40 oC.
I. Ultrafiltrarea.
Ultrafiltrarea (UF) este procesul de membrană cu cele mai largi aplicații în industria
produselor lactate, implicit în fabricația produselor lactate fermentate. Se opereaz ă cu module
membranare în care membranele au geometrii plane, tubulare, spirale sau fibre canal (hollow
fibers). Modulele sunt legate între ele în paralel, în serie sau mixt, după cum este conceput
sistemul de concentrare și recirculare.
Scopul acestei et ape este de a crește cantitatea de SUT de la 12,5% la 25% prin
eliminarea de apă și mici cantități de particule cu dimensiuni mici, proteinele și grăsimea
regăsindu -se în retentat.
Fig.11 Principiul separării componentelor prin ultrafiltrare
(G.,M.,Costin, 2003)
J. Ambarea.
Iaurtul grecesc de 10% grăsime, va fi ambalat în pahare din material plastic, cu
capacitatea de 150 g si 300 g, închise prin termosudare cu , capace din folie aluminizată.
Ambalarea se va face cu mașină de ambalat automată: d ozatorul c u piston, ce dozează
iaurt îl trimite la disp ozitivul de umplere a paharelor; masa rotativă pentru transportul
paharelor, are pe circumferința, la distanțe egale, alveole de formă circulară, pentru
transportul paharelor. Mașina este prevăzută cu dispozitiv de înmagazinare a paharelor goale
și dispozitiv de umplere a paharelor cu iaurt; dispozitiv de înmagazinare și aplicare a
capacelor de folie de aluminiu pe pahare; traductor de verificare a prezenței capacelor pe
paharele cu lapte; dispozitiv de te rmosuda re a capacelor pe pahare; dispozitiv de marcare pe
capac a datei de fabricație; dispozitiv de manipulare a paharelor; mecanism de rotire manu ală
a mesei circulare cu pahare și tablou de alimentare electrică, comandă, programare și reglare a
operațiunilor.
Lucrare de licență
24
Fig.12 Mașină de ambalat
(http://www.eqinto.eu/product/instalatie -de-umplere -si-sigilare -pahare -de-iaurt/)
K. Depozitarea iaurtului ambalat.
Iaurtul se va depozit a la temperatura optimă de 4-8oC în camere răcoroase, curat e și
dezinfectate , deasemenea să fie lipsite d e mirosuri străine. La depozitarea iaurtului se vor
respecta condițiile prevăzute de Normele de igiena și Norma sanitară veterinară.
Specificațiile calitative ale iaurtului se obțin și vor fi verificate după 10 -12 ore de
menține re la temperatura d e depozitare. Din acest motiv nu este indicat să se facă livrarea
înaintea expirării acestei perioade de păstrare.
1.7. Bilanțul de materiale.
Bilanțul de materiale (de masă) este forma cantitativă în care se exprimă transformarea
materialelor într -un proces tehnol ogic, sau expresia matematică a acestor transformări și se
bazează pe legea conservării materiei, conform căreia masa tuturor materialelor care intră în
fabricație trebuie să fie egală cu masa tuturor pr oduselor rezultate din proces.
Bilanțul de material e are la bază legea conservării materiei, definită prin relația:
ΣMi = ΣMie + ΣP
unde:
Mi – reprezintă cantitatea de materiale intrate în procesul tehnologic;
Mie – reprezintă cantitatea de materiale ieșite la sfârșitul procesului tehnologic;
P – reprezintă cantitatea de materiale pierdute.
Pe baza bilanțului de materiale al unei instalații se depistează toate pierderile și astfel
se poate acționa pentru micșorarea lor și pentru stabilirea consumurilor specifice și a
randamentelor de fabr icație, factori importanți în procesul de producție.
Consumul specific reprezintă raportul dintre cantitatea de materie primă și auxiliară
folosită și cantitatea de produs finit care s -a obținut. Randamentul se definește ca fiind este
raportul dintre cantitatea de produs finit care se obține dintr -o cantitate de materie primă și
Lucrare de licență
25
auxiliară și cantitatea de produs finit care ar fi trebuit să se obțină teoretic din materia primă
consumată. Din cauza pierderilor care apar în procesul de fabricație, randam entul este
întotdeauna subunitar.
Cantitatea de lapte folosit î ntr-o șarjă este de 10000L lapte de vacă integral/ șarja , iar
șarja va fi de 8h, respectiv 2 șarje pe zi.
Densitatea laptelui colectat este de 1030
și V=10 , iar din relția
determinăm masa inițială de lapte: , =>
Ecuația generala a bilanțului de materiale pentru această schemă tehnologică este:
;
Notații: Lv=lapte de vacă,
C.l.= culturi lactice,
Id = Iaurt depozitat ,
A= apă,
P= pierderi.
În continuare voi prezenta bilanțul de materiale pentru fiecare etapă.
1. Recepția cantitativă și calitativă.
Este recepționată cantitatea de 10300 Kg/sarjă, iar pierde rile la această etapă sunt
neglijabile.
2. Filtrarea.
Impuritățile sunt 0,01% din cantitatea de lapte recepționat, deci 1,03 Kg/sarjă.
Lf= 10298,97 Kg/sarjă.
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lv Lapte de
vacă 10300 Kg/sarjă
Lr Lapte
recepționat 10300 Kg/sarjă
Total 10300 10300 Kg/sarjă
Recepție
Lv
Lr
Lucrare de licență
26
3.
3. Omogenizarea.
Pierderile sunt neglijabile.
4. Pasteurizare.
Consideram pierderile de 0,05% din canti tatea de lapte omogenizat,
acestea reprezintă 5,15 Kg/sarjă.
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lr Lapte
recepționat 10300 Kg/sarjă
Lf Lapte
filtrat 10298,97 Kg/sarjă
Imp Impurități 1,03 Kg/sarjă
Total 10300 10300 Kg/sarjă
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lf Lapte
filtrat 10298,97 Kg/sarjă
Lo Lapte
omogenizat 10298,97 Kg/sarjă
Total 10298,97 10298,97 Kg/sarjă
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lo Lapte
omogenizat 10298,97 Kg/sarjă
Lp Lapte
pasteurizat 10293,82 Kg/sarjă
P1 pierderi 5,15 Kg/sarjă
Total 10298,97 10298,97 Kg/sarjă
Filtrare
Lr
Lf
Imp
Omogenizare
Lf
Lo
Pasteurizare
Lo
Lp
P1
Lucrare de licență
27
5. Însămânțarea.
Pentru însămânțare se folosesc culturi lactice în cantitate de 2% din cantitatea de lapte
pasteurizat ce urmează să fie supus fermentării.
2% din 10293,82 Kg/sarjă reprezintă 205,88 Kg/sarjă culturi lactice.
6. Fermentarea.
Pierderile sunt neglijabile.
7. Răcire
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lp Lapte
pasteurizat 10293,82 Kg/sarjă
LÎ Lapte
însămânțat 10499,70 Kg/sarjă
Cl Culturi
lactice 205,88 Kg/sarjă
Total 10499,70 10499,70 Kg/sarjă
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Lî Lapte
însămânțat 10499,70 Kg/sarjă
I Iaurt 10499,70 Kg/sarjă
Total 10499,70 10499,70 Kg/sarjă
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
I Iaurt 10499,70 Kg/sarjă
Ir Iaurt răcit 10499,70 Kg/sarjă
Total 10499,70 10499,70 Kg/sarjă
Însămânțare
Lp
Lî
Cl
Fermentare
Lî
I
Răcire
I
Ir
Lucrare de licență
28
8. Ultrafitrarea.
În aceasta etapă se urmărește mărirea substantei uscate din iaurt de la 12,5% la 25 %
pentru a obț ine textura și grăsimea de 10% a iaurtului în stil grecesc.
Pentru a r educe conținutul de apă de la 87,5% la 75 % trebuie eliminată o cantitate de 12,5 %
din 10499,70 Kg/sarjă, care reprezintă 1312,46 Kg/sarjă.
9. Ambalarea.
La ambalarea iaurtului se consideră pierder i de 0,05% din cantitatea de iaurt ul grecesc
rezultat din etapa anterioară. Această cantitate este egală cu 4,59 Kg/sarjă.
10. Depozi tarea.
La depozitare nu există pierderi. Deci cantitatea de iaurt depozitat va fi 9182,65
Kg/sarjă.
Verificăm ecuația generală a bilanț ului de materiale , menționată mai sus:
<=> P=Imp+P 1+P2
(10300 + 205,88) Kg/sarjă = (9182,65 +1312,46) Kg/sarjă + (1,03 + 5,15 + 4,59 ) Kg/sarjă <=>
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Ir Iaurt răcit 10499,70 Kg/sarjă
Ig Iaurt
grecesc
10%
grasime 9187,24 Kg/sarjă
Apă 1312,46 Kg/sarjă
Total 10499,70 10499,70 Kg/sarjă
Tab.
Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate
de
măsură
Ig Iaurt
grecesc 9187,24 Kg/sarjă
Ia Iaurt
ambalat 9182,65 Kg/sarjă
P2 pierderi 4,59 Kg/sarjă
Total 9187,24 9187,24 Kg/sarjă
UF
Ir
Ig
𝐴
Ambalare
Ig
Ia
P2
Lucrare de licență
29
10505,88 Kg/sarjă= 10505,88 Kg/sarjă => Ecuația se verifică, deci cantitatea de
materia le intrate este egală cu, cantitatea de materiale ieșite.
Consumul specific de lapte se calculea za după următoarea formulă:
;
Iar consumul sp ecific de culturi lactice:
;
Randam entul este :
.
Constatăm, că într -o șarjă de producție se fabrică 9182,65 kg de iaurt grecesc, deci
într-o zi se vor fabrica 18365,30 kg și respectiv 4572959,7 kg/ an ( 249 de zile) .
1.8. Bilanțul termic.
Așa cum bilanțul de materiale este expresia legii conservării materiei, bilanțul energiilor
este expresia principiului conservării energiei. Bilanțul energiilor permite: urmărirea
fluxurilor energetice printr -o instalație, stabilirea randamentelor energetice și dimensionare a
unor utilaje. Ecuația generală de bilanț energetic are forma:
Σ E i + Σ E a = Σ E r + Σ E e ,în care:
Ei – energiile existente în sistem la momentul inițial,
Ea – energiile intrate (alimentate) în sistem,
Er – energiile rămase în sistem în momentul final ,
Ee – energiile ieșite din sistem.
Tab. 4 Bilanțul total de materiale.
Nr.crt. Simbol Denumire
materiale Materiale
intrate Materiale
ieșite Unitate de măsură
1 Lv Lapte de
vacă 10300 – Kg/sarjă
2 Imp Impurități – 1,03
3 A Apă
eliminată la
UF – 1313,46 Kg/sarjă
4 P1 Pierderi 1 – 5,15 Kg/sarjă
5 Cl Culturi
lactice 205,88 – Kg/sarjă
6 P2 Pierderi 2 – 4,59 Kg/sarjă
7 Il Iaurt livrat – 9182 ,65 Kg/sarjă
8 Total 10505,88 10505,88 Kg/sarjă
Lucrare de licență
30
În cazul nostru se calculează cantitățile de apă și abur necesare pentru încălzirea,
termostatarea și răcirea iaurtului.
Laptele cu temperatura de 20 oC intră în zona de preîncălzire de unde iese cu
temperatura de 43oC , preîncălzirea se efectuează cu ajutorul laptelui pasteurizat cu
temperatura de 78 oC. Ulterior în zona de încălzire acesta ajunge la temperatura de 78 oC,
încălzirea se efectuează cu abur care intră cu temperatura de 130 oC, și iese cu temperatura de
100 oC . În zona de menținere laptele este reținut 16 s de unde este recirculat în zona de
preîncălzire în calitate de agent termic. Ulterior laptele pasteurizat cu temperatura de 50 oC
este direcționat în zona de răcire, de unde iese lapt ele pregătit pentru însămânțare cu
temperatura de 45 -48 oC.
1. Preîncălzire.
unde: – Q 1 = m 1 * C p1 * t 1 (J/s) căldura laptelui supus preîncălzirii
– Q 2 = m 2 * C p2 * t 2 (J/s) căldura agentului termic (lapte pasteuriz at)
– Q 3 = m 1 * C p3 * t 3 (J/s) căldura laptelui preîncălzit
– Q 4 = m 2 * C p4 * t 4 (J/s) căldura agentului termic uzat
Preîncălzire
Încălzire
Menținere
Răcire
Lpasteurizat 1
Lpasteurizat 2
Ab
Ab uzat
Ar
Ar uzată
L răcit
Lp
L
L= lapte 20oC; Ab= Abur; 130 oC; Ar= Apă rece 15 oC;
Lp= lapte preîncălzit 43 oC ; Ab uzat= Abur uzat 105 oC; Ar uzată= Apă rece uzată 20 oC;
Lpasteurizat 1=lapte pasteurizat 78oC; Lpasteurizat 2=lapte pasteurizat 50oC;
Preîncălzire
Q2 /m2
t2= 78oC/ 351K
Q1 /m1
t1= 20oC/ 293K
Q3 /m1
t3= 43oC/ 316K
Q4 /m2
t4=55oC/ 328K
Lucrare de licență
31
Ecuația de bilanț este:
Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 + Q P (considerate = 0 )
Q 1 – Q 3 = Q 4 – Q 2
m 1*C p1 * t 1 – m 1 *C p3 * t 3 = m 2· C p4 * t 4 – m 2 *C p2 * t 2
m 1 (C p1 * t 1 – C p3 * t 3 ) = m 2 (C p4 * t 4 – C p2 * t 2 )
m 1 Cp mediu * ( t1 – t3 ) = m 2 * Cp mediu * ( t4 – t2 )
m 1 * Cp 49 * ( t1 – t3 ) = m 2 * Cp 52,5 * 18K
Cp49=Cp 52,5= 3985 ,8 J/Kg*K
t3= 43oC
2. Încălzirea.
unde:
– Q 2 = m Ab *C p2 * t 2 (J/s) căldura agentului de pasteurizare
– Q 4 = m Ab uzat * C p4 * t 4 (J/s) căldura agentului de pasteurizare uzat
– Q 1 = m 1 * C p1 * t 1 (J/s) căldura laptelui supus pasteurizării
– Q 3 = m 1 *C p3 * t 3 (J/s) căldura laptelui pasteurizat
Ecuația de bilanț este:
Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 + Q P (considerate = 0 )
Q 1 – Q 3 = Q 4 – Q 2
m 1* C p1 * t 1 – m 1* C p3 * t 3 = m Ab uzat * C p4 * t 4 – m Ab *C p2 * t 2
m Ab uzat = m Ab
m 1( C p1 * t 1 – C p3 * t 3) = m Ab ( C p4 * t 4 – C p2 * t 2 )
Cp1= C p3= 3985,8 J/Kg*K
Încălzire
Q2 /mAb
t2= 135oC
Q1 /m1
t1= 43oC
Q3 /m3
t3= 78oC
Q4 /mAb uzat
t4= 105oC
Lucrare de licență
32
Cp Ab mediu = Cp120= 4230 J/(kg* K)
m Ab = 1374,79 kg/h Abur respectiv 21996,4 kg/zi si 8028773,6 kg/an
3. Pentru zona de menținere nu avem bilanț termic.
4. Răcire.
unde: – Q 1 = m 1*C p1 * t 1 (J/s) căldura laptelui supus răcirii
– Q 2 = m Ar·* C Ar * t 2 (J/s) căldura agentului d e răcire
– Q 3 = m 1 * C p3 * t 3 (J/s) căldura laptelu i răcit
– Q 4 = m Ar uzată * C Ar uzată * t 4 (J/s) căldura agentului de răcire uzat
Ecuația de bilanț este:
Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 + Q P (considerate = 0 )
Q 1 – Q 3 = Q 4 – Q 2
m 1 *C p1 * t 1 – m 1 *C p3 * t 3 = m Ar uzată * C Ar uzată * t 4 – m Ar *C Ar *t 2
m Ar uzată = m Ar
m 1( C p1 * t 1 – C p3 * t 3) = m Ar ( C Ar uzată * t 4 – C Ar * t 2 )
Cp1= C p3= 3985,8 J/Kg*K
Cp Ar medi u = Cp17,5= 4190 J/(Kg*K)
m Ar = 857,24 Kg/h respectiv 13715,84 kg/zi si 5006281,6 kg/an
Preîncălzire
Q2 /m2 Apă rece
t2= 15oC/ 288 K
Q1 /m1
t1= 55oC/ 293K
Q3 /m1
t3= 48oC/ 321K
Q4 /m2 Apă rece uzată
t4=25oC/ 398K
Lucrare de licență
33
Fig.13 Schema circulării laptelui și a agențior termici prin schimbător.
Capitolul 2. Alegerea și stabilirea numărului de utilaje.
2.1. Utiljul principal . Descrierea și dimensionarea vanei de fermentare.
Vana de fermentare este alcătuită din două mantale confecționate din oțel inoxidabil:
o manta interioară prevăzută cu pereți dubli pe cea mai mare parte, între care circulă aburul,
folosit ca agent de încălzire și o manta exterioară. Între cele două mantale se află un strat
izolator termic. Vana este susținută de 3 picioare reglabile care îi asigură poziția verticală.
Vana are o construcția conice orientată cu vârful în jos, iar conducta de golire este montată în
partea cea mai de jos a conului, ceea ce permite golirea completă a vanei. Laptele se
introduce în vană printr -un racord amplasat la partea superioară a vanei.
Încălzirea sau răcirea vanei se realizează prin intermediul aburului care , după ce
străbate un filtru, întră într -o țeavă circulară prevăzută cu găuri multiple montată în partea
superioară, între pereții dubli. De aici, aburul trece sub formă de șiroaie scăldând peretele.
Evacuarea aburului se realizează prin dopul de curățir e. La partea superioară a vanei sunt
amplasate: motorul și reductorul agitator, ușa de vizitare, racordul de alimentare cu lapte și
racordul de intrare a apei de spălare. Pentru a asigura uniformizarea temperaturii în toată
masa laptelui, vana este prev ăzută cu un agitator, ale cărui piese sunt confecționate din oțel
inoxidabil. Antrenarea agitatorului se realizează cu ajutorul unui motor, prin intermediul unui
reductor cu melc. Legătura dintre axul reductorului și axul agitatorului este realizată pri ntr-un
antrenor special ce permite ridicarea agitatorului cu aproximativ 60 mm în caz de nevoie,
fără a necesita demontarea reductorului. În partea interioară, axul agitatorului se sprijină pe
un lagăr de alunecare axial. Puterea de antrenare și turația agitatorului sunt suficiente pentru
asigurarea unei agitări eficace și liniștite . (J.,Codoban, I.,Codoban, 2006)
Lucrare de licență
34
Fig. 15. Vana de fermentare.
Dimensiunile geometrice ale vanei de fermentare se determină astfel:
Vlapte ≈ 10500L = 10 m3 (lapte+culturi la ctice) , datorită volumului mare de lapte, acesta va fi
fermentat in 3 vane, fiecare cu un volum util de 3,4 m3.
Vu=3,33 m3
{
√
Aria suprafeței de transfer termic rezultată din geometria vasului se calculează cu relația:
22 2
44,10 17,8 27,2 53,1*7,1*14,347,1*14,3**4*m A HDDAl
Vanele de fermentare utilizate pentru obținerea iaurtului grecesc sunt vane cu manta
prevăzută cu un a gitator de tip elice care are diametrul de 800 mm, turația de 200 rotații /min
și este confecționată din tablă de oțel inoxidabil cu grosimea de 4 mm. În aceaste vane are
loc procesul de fermentare a laptelui la temperatura de aproximativ 450C, cu aju torul aburului
care condensează în manta. Fiecare vana are o capacitate utilă de 3,33 m3, formă cilindrică
verticală, cu fund și capac plan. Mantaua se dispune pe întreaga înălțime a vanei. Raportul
H/D este de 1, iar coeficientul de umplere φ = 0,90.
Lucrare de licență
35
2.2. Utilaj secundar. Alegerea și dimensionarea acestuia.
Pasteurizatorul cu plăci.
Fig. 14. Plăcile schimbătorului de
căldură.
1- intrarea fluidului cald; 2 –
ieșirea fluidului cald; 3 – intrarea
fluidului rece; 4 – ieșirea fluidului rece;
5- locașuri pentru sp rijinire pe barele
de susținere; 6 – garnituri; 7 – ondulații
Pasteurizatorul se utilizează în industria laptelui pentru a distruge formele vegetative
ale microorganismelor existente în lapte. Pasteurizatorul cu plăci este format dintr -o serie de
plăci c onfecționate din oțel inoxidabil, strânse una lângă alta, alcătuind secțiuni separate în
care se realizează schimbul de căldură și care formează mai multe secțiuni (zone), astfel:
– zona de recuperare în care are loc preîncălzirea inițială a laptelui de l a temperatura
de 200C la temperatura de 430C prin circulația în contracurent cu laptele cald
pasteurizat;
– pasteurizarea propriu -zisă, unde laptele ajunge temperatura de 780C cu ajutorul
aburelui;
– menținerea la temperatura de pasteurizare, pentru o p erioadă scurtă;
– zona de răcire cu apă, în care temperatura laptelui scade la 480C;
Pasteurizatorul de lapte se montează în cadrul instalației de pasteurizare și cuprinde:
aparatul de pasteurizare, un vas cu plutitor, o pompă centrifugă pentru lapte, un ventil de
recirculare, un boiler pentru prepararea apei calde, o pompă centrifugă pentru apa caldă,
armături, conducte și robinete. Fazele punerii în funcțiune a aparatului de pasteurizare cu plăci
constau în:
umplerea aparatului cu apă rece n ecesară pentru clătire,
pornirea în regim de spălare până când apa ajunge la temperatura 650C,
trecerea pe un regim automat,
alimentarea cu lapte prin cădere liberă în vasul cu plutitor ,
evacuarea apei calde din aparat fără ca să se piardă laptele în a pa evacuată și fără a se
amesteca laptele cu apa.
Laptele intră în zona de recuperare , unde se preîncălzește , laptelui pasteurizat având
rol de agent termic. În zona de preîncălzire acesta ajunge la temperatura de 430C, moment în
care părăsește pasteu rizatorul fiind pompat în omogenizator. În continuare, laptele pătrunde
Lucrare de licență
36
în pasteurizator în zona de pasteurizare , unde se încălzeș te până la temperatura de 780C.
Ulterior în zona de mențiere, este reținut timp de 16 s. Ulterior laptele intră în zona de
recuperare (în calitate de agent termic), unde începe să se răcească, datorită cedării căldura
laptelui crud. Ulterior părăsește pasteurizatorul cu temperatura de 480C, fiind pregătit pentru
însămânțare. (Abdelkrim Azzouz, 2002)
Pasteurizatorul cu plăci .
Tabelul 5 Caracteristici tehnice ale pasteurizatorului Tehnofrig T -5000
(Codoban,J.,Codoban,I.,2006 )
Parametri Tehnofrig T -5000 Tehnofrig T -5000
Lungime, mm 990
Lățime, mm 250
Grosime, mm 1
Aria suprafeței de transfer, A 0, m2 0,18
Distanța dintre plăci , δc, mm 3
Aria secțiunii de curgere, S 0, m2 636×10-6
Diametrul echivalent, dech., mm 6
Grosimea plăcii de capăt, δ pc, mm 110
Grosimea plăcii intermediare, δ pi, mm 72
Dimensionarea zonei de recuperare :
Cantitatea de lapte care intră în zona de recuperare este:
mL= 1287,37 kg/h sau 0,36 kg/s și aceeași cantitate de lapte pasteurizat este recirculat ca și
agent termic pentru a efectua preîncălzirea.
Laptele intră în zona de recuperare cu temperatura de 20oC și iese la 43oC, iar laptele
pateuri zat (agentul termic) intră cu temperatura de 78oC și iese cu temperatura de 55oC.
Viteza de circulație a laptelui se admite inițial v lp = 2*10-2 m/s.
Se determină numărul de canale m 2 care asigură circulația laptelui, din relația:
mL= m 2* S 0* vlp* ρ
m2= 0,36 / 636 * 10-6 * 2*10-2 *1030
m2= 27,47 canale => m 2 =28 canale.
Se alege un număr întreg pentru numărul de canale, m 2 = 28 canale și se recalculează
viteza de circulație a laptelui:
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură prin con vecție, α 2, se
folosește ecuația criterială:
( Gavrilă ,L. , 2000 )
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 1,05 (pentru încălzire).
Lucrare de licență
37
Nu2 = 0,065 * 24,37 *3,54 * 1,05= 5,89
485 W/ (m2*K)
Viteza optimă de circulație a agentului termic este 0,02 m/s.
Deoarece agentul termic folosit este laptele pasteurizat recirculat, va fi același număr
de canale, adică 28.
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură prin convecție, α 1, se
folosește ec uația criterială :
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 0,95 (pentru răcire).
Re = 304,46
Pr = 2,42
Nu2= 0,065* 86,53* 1,51* 0,95= 8,07
W/ (m2*K)
Conductivitatea termică a oțelului inoxidabil este: λ = 17,5 W/(m×K).
Coeficientul total de transfer termic este:
K)× W/(m60,309
4851
5,17001,0
90011
1 11
2 1
k
Diagrama termică pentru circulația fluidelor în schimbătorul de căldură este:
78 ΔtM = 550C – 200C = 350C
55 Δt m = 780C – 430C = 350C
43
20
Fig.nr . 15 Diagrama termică ( Macovei ,V.M., 2001)
Lucrare de licență
38
Pentru raportul
1
mM
tt
< 2, diferența medie de temperatură este:
Ct ttm M
med0352
Fluxul termic transmi s este:
W Qflux 28697,76
Aria suprafeței de transfer termic se calculează cu relația:
medflux
tkQA*
( Macovei ,V.M., 2001)
265,2mtkQA
medflux
Numărul de plăci (n) de lucru pentru circulația fluidelor este:
placiAAn 15 72,1418,065,2
0
A0 – suprafața de schimb termic a unei placi, m2(conform tabelului).
Aranjarea plăcilor pe zone se face ținând cont de numărul de canale pentru o singură
trecere, m și de numărul de treceri, z.
3,0115 *28 *28*28 *28
1 * ** *
2 1
2 12 1
2 2 1 12 2 1 1
zzz zz z
nzmzmzmzm
Numărul total de canale din zonă este:
canale zmzmm 16 * *2 2 1 1
Numărul total de plăci va fi 15 plăci.
Dimensionarea zonei de pasteurizare :
Cantitatea de lapte preîncălzit ce intră în zona de pasteurizare este:
mLpr = 0,36 kg/s
Cantitatea de abur ce intră în zona de pasteurizare este:
map= 0,38 kg/s
Laptele intră în a doua zona de pasteurizare cu temperatura de 43oC și iese la 78oC, iar
aburul cu temperatura de 135oC și iese cu temperatura de 105oC.
Viteza de circulație a laptelui se admite inițial v lp = 0,2*10-2 m/s.
Se determină numărul de canale m 2 care asigură circulația laptelui, din relația:
1030* 10*2* 10*636* 36,0***
2 6
20 2
mSm mlp Lpr
m2 = 28 canale
m 2 – numărul de canale pentru lapte
Lucrare de licență
39
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură prin convecție, α 2, se
folosește ecuația criterială:
echdNu2 2
2*
*Pr*Re*n mC Nu
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 1,05 (pentru încălzire).
35,199
10 062,01145,0
10*062,01030* 10*6*02,0 * *Re2 23
ech lpd
28,7 05,1*2,1*19,62* 0645,048,167,13985,8* 10*062,0 *Pr
22
22
NuCplpr
K mW * / 27, 2026
10*667,1*28,72
3 2
Viteza optimă de cir culație a apei se admite inițial v ab = 0,005 m/s.
Se determină numărul de canale m 1 care asigură circulația laptelui, din relația:
canale mSmm b Sm m
abab
ab
23* ****
101 0 1
m1 – numărul de canale pentru apă.
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură pr in convecție, α 1, se
folosește ecuația criterială:
echdNu1 1
1*
*Pr*Re*n mC Nu
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 0,95 (pentru răcire).
1,81
10* 365,022,973* 10*6*005,0 * *Re63
ech lpd
75,2 95,0*46,1*83,30* 0645,027,2674,01002,365 4190Pr
26
11
NuCpab
Lucrare de licență
40
K mW 2
3 1 / 92,300
10*6674,0*75,2
Conductivitatea termică a oțelului inoxidabil este: λ = 17,5 W/(m×K).
Coeficientul total de transfer termic este:
K)× W/(m16,263
92,3001
5,17001,0
27, 202611
1 11
2 1
k
Diagrama termică pentru circulația fluidelor în schimbătorul de căldură este:
135 ΔtM = 105 – 43 = 620C
105 Δt m = 135 – 78 = 570C
78
43
Fig. 16 Diagrama ter mică ( Macovei ,V.M., 2001)
Pentru raportul
08,15762
mM
tt < 2, diferența medie de temperatură este:
Ct ttm M
med05,5925762
2
Fluxul termic transmis este:
W Qflux 35560
Aria suprafeței de transfer termic se calculează cu relația:
227,25,59*16,26335560
*mtkQA
medflux
Numărul de plăci (n) de lucru pentru circulația fluidelor este:
placiAAn 1318,027,2
0
Aranjarea plăcilor pe zone se face ținând cont de numărul de canale pentru o singură
trecere, m și de numărul de treceri, z.
15,0
113 *13 *23*13 *23
1 * ** *
21
2 12 1
2 2 1 12 2 1 1
zz
z zz z
nzmzmzmzm
Numărul total de canale din zonă este:
canale zmzmm 251*135,0*23 * *2 2 1 1
Numărul total de plăci va fi:
placi 24=1-m1+nm
Lucrare de licență
41
Dimensionarea zonei de răcire:
Cantitatea de lapte pasteurizat ce intră în zona de racire este:
mLp = 1287,37 kg/h
Cantitatea de apă ce intră în z ona de racire este:
map= 857,24 kg/h
Laptele intră în zona de răcire cu temperatura de 55oC și iese la 48oC, iar apa rece intră
cu temperatura de 15oC și iese cu temperatura de 25oC.
Se determină numărul de canale m 2 care asigură circulația laptelui, din relația:
1030* 10*2* 10*636*360037, 1287* **
2 6
20 2
mSm mlp Lp
canale m 282
m2 – numărul de canale pentru lapte
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură prin convecție, α 2, se
folosește ecuația criterială:
echdNu2 2
2*
*Pr*Re*n mC Nu
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 0,95 (pentru răcire).
73,150
10 082,00206,0
10*082,01030* 10*6*02,0 * *Re2 23
ech lpd
72,4 95,0* 55,2* 73,150* 0645,055,228,13985,8* 10*082,0 *Pr
46,0 78,0
22
22
NuCplp
K mW 2
3 2 / 93, 1006
10*628,1*72,4
Viteza optimă de circulație a apei se admite inițial υap = 0,01 m/s.
Se determină numărul de canale m 1 care asigură circulația laptelui, din relația:
canale mSmm Sm m
apap
ap ap
38 52,37
998* 10*636*01,0* 3600 857,25* ** **
6 101 0 1
m1 – numărul de canale pentru apă.
Pentru calculul coeficientului parțial de transfer de căldură prin convecție, α 1, se
folosește ecuația criteri ală:
echdNu1 1
1*
*Pr*Re*n mC Nu
Pentru placa Tehnofrig 5000 constantele au următoarele valori: C = 0,0645; m = 0,78;
n=0,46, e = 1,05 (pentru încălzire).
08,58
10*0311998* 10*6*01,0 * *Re63
ech lpd
Lucrare de licență
42
98,3 05,1*47,2*77,23* 0645,0 05,1 24,7 08,58* 0645,024,70,59710* 1031* 4190 *Pr
46,0 78,0
26
11
NuCpap
K mW 2
3 1 / 01,396
10*6597,0*98,3
Conduc tivitatea termică a oțelului inoxidabil este: λ = 17,5 W/(m×K).
Coeficientul total de transfer termic este:
K)× W/(m280
93, 10061
5,17001,0
01,39611
1 11
2 1
k
Diagrama termică pentru circulația fluidelor în schimbătorul de căldură este:
55 ΔtM = 48 – 15 = 330C
48 Δt m = 55 – 25 = 300C
25
15
Fig.16 Diagrama termică ( Macov ei ,V.M., 2001)
Pentru raportul
1,13033
mM
tt < 2, diferența medie de temperatură este:
Ct ttm M
med05,312
Fluxul termic transmis este:
W Qflux 20224
Aria suprafeței de transfer termic se calculează cu relația:
229,25,31*28020224
*mtkQA
medflux
Numărul de plăci (n) de lucru pentru circulația fluidelor este:
placiAAn 1318,029,2
0
Aranjarea plăcilor pe zone se face ținând cont de numărul de canale pentru o singură
trecere, m și de numărul de treceri, z.
2,03,0
114 *38 *28*38 *28
1 * ** *
21
2 12 1
2 2 1 12 2 1 1
zz
z zz z
nzmzmzmzm
Numărul total de cana le din zonă este:
canale zmzmm 16 * *2 2 1 1
Numărul total de plăci va fi 15 plăci.
Lungimea activă a schimbătorului de căldură:
m Lm m nc p pi pc
52,052,0 003,0*57 001,0*54 072,011,0*2 * * 2L
Lucrare de licență
43
2.3. Probleme de coroziune și alegerea materialelor de construcție.
Coroziunea reprezi ntă proces ul de alterare ce se datorat atacurilor chimice sau
electrochimice asupra metalelor, sub acțiunea substanțelor cu caracter acid și bazic.
Coroziunea oțelului are loc cu ajutorul oxigenului și a vaporilor de apă și este catalizată de
acțiunea sărurilor.
Coroziune atacă stratul superficial de vopsea de la suprafața metalului , avans ând în
timp la straturile următoare, iar viteza cu care acestea sunt atacate este influe nțată de o
numeroși de factori , cum ar fi:
soarele,
frecvența exp unerii și durata ei,
praful,
umiditatea,
viteza și direcția vântului și
gradul de poluare a mediului în care se găsește piesa respectivă.
Efectele coroziunii afectează funcționalitatea și aspectul utilajelor și necesită costuri
suplimentare pentru recondiționarea suprafețelor.
Protecția anticorozivă se poate realiza prin următoarele metode:
acoperirea suprafețelor prin galvanizare;
acoperirea suprafețelor prin zincare termică;
acoperirea suprafețelor prin pulverizarea metalelo r.
2.4. Exploatarea și întreținerea instalației.
Verificarea zilnică utilajelor se realizează de către mecanic, iar la anumite perioade de
timp trebuie realizat ă de către firmele autorizate.
A. Utilitățile.
1. Necesarul de apă .
Asigurarea unei ape de calitate corespunzătoare și în cantitate suficientă, reprezintă un
factor determinant în industria alimentară.
Consumul de apă în industria alimentară variază în limite foarte largi, în funcție de
fiecare subramură, materiile prime prelucrate, produsele f inite obținute, utilajele și instalațiile
folosite.
Necesarul de apă în industria alimentară se poate grupa după folosință:
apă potabilă;
apă industrială.
Apa potabilă trebuie să corespundă din punct de vedere bacteriologic apei de băut și se
utilizează î n următoarele scopuri:
tehnologic: fabricație, spălări de utilaje, ambalaje și materii prime;
menajere: grupuri sociale, vestiare, apă de băut, spălătorii;
agent termic în cazul schimbului de căldură direct.
Apa industrială trebuie să aibă un circuit dife rit de apa potabilă și se utilizează în
următoarele scopuri:
Lucrare de licență
44
agent termic pentru schimbătoarele cu schimb indirect de căldură;
transport hidraulic, centrale termice.
Apa reziduală (evacuată cu impur ități sau cu substanțe toxice) reultă î n urma
proceselor t ehno logice din industria alimentară. Acesta, prin epurări mecanice, chimice și
biochimice, poate fi folosită ca apă industrială și apă degradată (în care s -au deversat ape
menajere, reziduuri toxice sau dejecții). Aceasta din urmă nu mai poate fi folosită în procesele
tehnologice principale sau auxiliare din industria alimentară.
Apa folosită în industria alimentară provine din surse naturale. Sursele de apă pot fi
improprii pentru respectiva unitate sau de la rețeaua publică. Sursele proprii pot fi din ape le
de suprafață (apă de izvor, de râuri, de fluvii) sau din surse de adâncime (puțuri freatice sau
puțuri de mare adâncime). Cheltuielile de extracție a apei din puțurile de mare adâncime sunt
mari, dar debitul nu variază în timpul campaniilor cu consum ma re de apă, nu îngheață,
temperatura este constantă la 12 – 14oC, iar conținutul în săruri minerale este redus.
Caracteristicile chimice ale apei, conform standardului pentru apă potabilă sunt
următoarele:
pH 7 -8
reziduu fier, mg/l 100 – 500
cloruri, mg/l max. 20
CaO, mg/l 50 – 20
MgO, mg/l 40
duritate totală, în grade germane 5 – 20
duritate permanentă, grade germane max. 121
Fe, mg/l max. 0,2
substanțe organice, mg KMnO 4/l max. 3 – 10
Încălzirea cu apă .
Lichidele sunt folosite ca purtători de căldura fie sub formă de băi, ca intermediar între
aparatul care trebuie încălzit și gazele de ardere de la un focar sau flacără, fie sub forma de
circuit închis între aparatul ca re trebuie încălzit și generatorul de căldură. Ambele forme au
scopul unei încălziri menajate și reglabile a aparatelor chimice.
Până la 80°C încălzirea cu apă, ca agent termic , se face la presiune atmosferică. De la
80°C până la temperatura critică (374°C ) se lucrează cu apă sub presiune. Procedeul este
numit încălzire cu apă supraîncălzită. Se utilizează apă caldă , aceasta circulă în circuit închis .
Circulația este asigurată fie cu ajutorul unei pompe , fie pe baza circulației naturale datorită
diferenței de densitate a apei la cele două temperaturi și a diferenței de poziție a generatorului
de căldură și aparatul c e trebuie încălzit.
Răcirea cu apă .
Cel mai folosit a gent de răcire utilizat aproape în exclusivitate la temperaturi peste
temperatura mediului ambiant este apa . Aceasta se poate folosi în amestec, fie răcire prin
intermediul unei suprafețe de schimb de căldură.
Apa, în calitate de agent de răcire, are aceleași calități ca și în cazul în care este
utilizată ca agent de încălzire , doar că răcirea nu impune ridicarea presiunii apei. Când răcirea
se realizează prin intermediul unei suprafețe surpafețe de contact, circulația apei se realizează
în circuit deschis pentru debite mici sau în circuit închis pentru debite mari.
Lucrare de licență
45
Tab. 6. Necesarul de apă
Desti nație Consum, m3/an
A. Consum pentru scop tehnologic :
spălare utilaje;
laborator;
pasteurizator;
48
12
5000
B. Consum pentru scop gospodăresc :
spălare mașini aprovizionare;
apă pentru dușuri;
apă WC, spălătorie.
12
20
20
TOTAL 5112
2. Necesarul de energie electrică .
Energia electrică este elementul de bază în dezvoltarea economică industrială, fiind
indispensabilă în toate sectoarele de activitate.
Principalele avantaje în comparație cu alte forme de energie sunt:
producerea energiei electrice î n centrale electrice are loc în condiții economice
avantajoase;
poate fi transmisă la distanțe mari prin intermediul câmpului electromagnetic, fie
dirijat prin linii electrice;
la locul de consum, energia electrică poate fi transformată în condiții economi ce în
alte forme de energie;
poate fi divizată și utilizată în părți oricât de mici, după necesități.
Dezavantajul pe care îl prezintă energia electrică în comparație cu alte forme ale
energiei constă în aceea că nu poate fi înmagazinată, ea trebuind produ să în momentul în care
este cerută de consumatori. Producerea energiei electrice se realizează prin transformarea
altor forme de energie:
transformarea energiei chimice a combustibililor în turbine cu aer, gaz, motoare cu
ardere internă;
transformarea ener giei potențiale sau cinetice a apelor;
transformarea altor forme de energie.
Lucrare de licență
46
Tab. 7 Necesarul de energie electrică .
Tipul utilajului
Nr. de
utilaje Puterea instalată,
(kW) Puterea instalată pentru
fiecare tip de utilaj,
(kW)
Tanc depozitare 3 0,25 0,75
Separator centrifugal 2 5,5 11
Omogenizator 1 5,5 5,5
Instalație de pasteurizare 1 8 8
Vană 3 0,75 2,25
Instalație de ultrafiltrare 1 3,5 3,5
Mașină ambalare 1 1,5 1,5
Pompă centrifugă 7 2,82 19,8
Puterea totală (kW) 52,3kW/h=> 307942,4 k W/an
3. Necesarul de abur.
Încălzirea cu aburi este modul cel mai răspândit de încălzire în industrie deoarece
prezintă următoarele avantaje:
căldură mare de condensare în comparație cu căldura sensibilă cedată de gaze și
lichide;
temperatura constantă a purtătorului de căldură;
evitarea supraîncălzirilor locale;
coeficient de transfer termic foarte mare.
Încălzirea cu abur este modul obișnuit de încălzire în industria chimică. Vaporii de
apă au calități deosebite: căldura mare de condensare la temperatu rile curente de încălzire,
vâscozitate acceptabilă, cost redus care nu impune în toate cazurile recuperarea și recircularea
condensatului. Cu toate aceste avantaje, folosirea vaporilor de apă ca agent purtător de căldură
este limitată la temperaturi până l a 200°C, ca urmare a dependenței dintre temperatură și
presiune. Formele principale în care se realizează în călzirea cu vapori de apă sunt:
încălzire directă;
încălzire prin manta;
încălzire prin manta cu puncte de întărire;
încălzire prin serpentine exte rioare;
încălzire prin fascicule de țevi;
încălzire prin jeturi de vapori;
încălzire prin pompa de căldură.
Lucrare de licență
47
Tab.8. Necesarul de abur
Destinație Consum, m3/an
pasteurizator 8028,77
TOTAL 8028,77
4. Materiale de ambalaj .
Calitatea iaurtului est e determinată de asigurarea condițiilor corespunzătoare de
ambalare și depozitare .
Materialele folosite pentru confecționarea ambalajelor au importantă deosebită și
reprezintă o mare diversitate de sortimente și dimensiuni .Utilizarea unor ambalaje
necorespunzătoare poate determina modificări ale aspectului, culorii și consistenței, precum,
modificări ale caracteristicilor fizico -chimice și microbiologice, și ca urmare, reducerea
calității produselor .
Ambalajul unui produs îndeplinește următoarele funcții:
– protecție și consum;
– raționalizare;
– informare;
– promovare și vânzare.
5. Materiale pentru igienizare .
Pentru obținerea unei calități corespunzătoare a produsului finit este necesară
curățirea, dezinfectarea și sterili zarea utilajelor (igienizarea), igienizarea spațiilor de
producție, precum și asigurarea stării de igienă a personalului .
Operațiile de spălare și dezinfectare se realizează permanent în întreaga unitate de
producție, în timpul programului, între sc himburi și la sfârșitul programului.
Pentru realizarea igienizării se folosesc următoarele materiale:
– ustensile : perii de paie, din fire sintetice sau din sârmă de oțel; mături din nuiele sau din
paie; răzătoare; racleți; șpacluri; bureți de cauc iuc sau sintetici; furtunuri cu ajutaje (jeturi de
apă sub presiune) etc.
– scule : dispozitive care se atașează la utilaje, pentru concentrarea jetului de lichid,
dispersarea sub formă de evantai, ploaie sau aerosol; pompe manuale portative de tip
vermo rel.
– utilaje pentru curățenie și dezinfecție : mașini de spălat și dezinfectat, , recipienți pentru
soluții, furtunuri pentru spălat și dezinfectat utilaje, pardoseli și mijloace de transport; perii
mecanice rotative pentru spălat pardoseli cu sau fără re cipienți pentru substanțe, aspirator de
praf, scări telescopice și platforme mobile telescopice, autostropitoare, autocisterne, etc.
Produsele chimice folosite în mod curent pentru efectuarea operațiilor de spălare,
dezinfecție, dezinsecție și d eratizare sunt următoarele: detergenți, sodă calcinată, sodă
caustică, hipoclorit de sodiu, clorură de var 5%, cloramina, etc . (Tofan, C., 2001)
Lucrare de licență
48
B. Amplasarea utilajelor.
Amplasament și plan general .
Amplasamentul unei fabrici de prelucrare a laptelu i necesită analiza unui complex de
probleme tehnice, economice și sociale dintre care cele mai importante sunt acelea care
asigură obținerea unei eficiențe cât mai ridicate.
Aspectele tehnice de care trebuie să se țină cont sunt:
– producția să poată f i realizată prin dezvoltarea unei fabrici existente sau este necesară
construirea unei întreprinderi noi;
– asigurarea utilităților necesare.
Aspectele economice sunt determinate de:
– cheltuielile materiale necesare pentru realizarea obiectivului de inv estiții;
– cheltuielile de producție;
– cheltuielile pentru asigurarea materiei prime;
– cheltuielile pentru distribuția producției la consumator.
Aspectele sociale vizează:
– ocuparea forței de muncă;
– statutul zonei sau a localității din punct de vedere al dezvo ltării economice.
Zona destinată pentru producție trebuie să cuprindă următoarele componente :
1. Corpul principal se va amplasa în funcție de punctele cardinale și de direcția vânturilor
dominante astfel încât să poată fi asigurate condițiile optime ne cesare pentru
iluminarea și ventilația naturală în funcție de profilul și specificul unității.
Acesta cuprinde
a. Centre pentru recepția și depozitarea laptelui, care se vor dota corespunzător și vor
avea latura pe care se amplasează rampa pentru rec epție – expediție, orientată către nord.
b. Fabrici pentru produse lactate proaspete ce se vor fi amplasa în așa fel încât laturile
pe care se găsesc depozitele de răcire, sălile pentru maturare și rampele pentru recepție să fie
orientate către N și S.
c. Sala pentru mașini de frig ,care trebuie să fie izolată de spațiile tehnologice și se
amplasează pe una din laturile care nu se află pe direcția din care bat vânturile.
2. Încăperile de producție trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
– procesele tehnologice să nu se desfășoare în subsol;
– pentru fiecare muncitor trebuie prevăzută o suprafață de min 4 m2 și un volum de
minim 13 m3;
– înălțimea încăperilor de producție să nu fie mai mică 3,50 m (paviment – plafon), iar
distanța minimă până la elementele proeminente de construcții, deasupra locului de muncă, să
fie de 2,50 m.
3. Încăperi pentru depozitare:
vor fi incluse în fluxul de producție, pe trasee scurte și vor avea legături directe cu
spațiile destinate producției;
depozitele t rebuie să asigure conservarea materiilor prime și auxiliare, precum și a
produselor, dar și posibilitatea gestionării și manipulării produselor;
construcțiile se vor executa din elemente prefabricate și preturnate;
ușile depozitelor nu vor avea pragur i.
4. Încăperi răcite pentru depozitarea materiei prime.
Lucrare de licență
49
5. Încăperi nerăcite pentru depozitare ambalaje sosite din rețea;
6. Încăperi nerăcite pentru materialele de producție;
7. Laborator pentru verificarea salubrității și calității produselor lactate ;
8. Încăperi social – sanitare;
9. Spații auxiliare destinate preparării unor soluții de spălare și dezinfecție și spații
pentru depozitarea substanțelor chimice ce trebuie ținute sub cheie (dezinfectante,
detergenți).
C. Control, reglare și automati zare.
Automatizarea procesului de producție prezintă numeroase avantaje economice,
tehnice și sociale. În plan economic, determină reducerea cheltuielilor de producție și implicit
a prețului produsului finit, creșterea productivității, dotarea cu utilaje și instalații moderne,
creșterea calității, etc. În plan tehnic, contribuie la creșterea duratei de exploatare a instalației,
la reducerea solicitării utilajelor și instalațiilor, la creșterea preciziei de execuție a unor
operații, precum și la eliminare a unor faze intermediare de lucru. Pe plan social, contribuie la
asigurarea unor condiții optime de lucru, la creșterea securității muncii și la asigurarea unor
condiții ergonomice de lucru.
Automatizarea procesului tehnologic de fabricare iaurtu lui grecesc se poate realiza prin:
– utilizarea mașinilor automate și a liniilor de flux automatizate;
a) Măsurarea temperaturii
Metodele și mijloacele de măsurare a temperaturii sunt termometria de contact,
termometria de radiație care se bazează pe următoa rele principii de funcționare: dilatarea
liberă a corpurilor cu temperatura, variația volumului fluidelor cu volum constant cu
temperatura, variația rezistenței electrice cu temperatura, variația radiației cu temperatura, etc.
Termometrele de sticlă cu lichid se bazează pe fenomenul de dilatare a lichidului
termometric odată cu creșterea temperaturii și pot fi cu imersie totală sau parțială a coloanei
de lichid, utilizate în laborator sau în domeniu industrial.
Termometrele manometrice se co mpun dintr -un rezervor racordat printr -un tub flexibil
la un manometru, care se introduc în mediul a căr ui temperatură trebuie măsurată .
b) Măsurarea debitelor
Pentru măsurarea debitelor se folosesc contoarele volumetrice pentru gaze sunt dispozitive
ce pr eiau volume constante dintr -un fluid, permițând astfel determinarea pe cale directă a
cantităților vehiculate și a debitului.
Cel mai utilizat este contorul uscat cu burduf ce se folosește la măsurarea debitului de
gaze naturale.
c) Măsurarea automată a volu melor și maselor
Se utilizează diferite contoare de viteza, contoare mecanice, contoare
electromagnetice, aparate de viteză care măsoară cantitatea de lichid care curge prin conducte,
aparate de volum ce funcționează pe principiul măsurării anumitelor vol ume ale lichidului.
Lucrare de licență
50
Tab. 6 . Schema de control a fabricației pe faze (Banu.C.1998 )
Nr.
crt Faza tehnologică Parametrii
controlați Metoda de
lucru Aparat
1 Recepția cantitativă a
laptelui – cantitatea – gravimetric – cântar
– volumetric – cântar
Recepția calitativă a
laptelui – temperatura
– măsurare – termometru
– densitatea lactodensimetru
– grăsimea
– S.U.
– pH-ul – pH-metru
2 Normalizare –
omogenizare – conținutul de
grăsime
măsurare
volumetrică – – cantitatea de lapte
smântânit
3 Pasteurizarea laptelui
normalizat – temperatura
măsurare – termometru
-eficiența
pasteurizării
4 Răcirea – temperatura măsurare – termometru
5 Însamânțare – temperatura
măsurare
– termometru
– cantitatea de
culturi lactice
6 Coagularea temperatura măsurare – termometru
pH-ul – pH-metru
7
Fermentare
temperatura măsurare – termometru
timp – cronometru
8 Răcire temperatură măsurare – termometru
9 Ambalare temperatura măsurare – termometru
– aciditatea măsura re – pH-metru
– grăsimea determinare
– umiditatea determinare
– gramaj determinare
-încărcătura
microbiologică determinare
10 Stocare temperatura măsurare – termometru
timp măsurare – cronometru
D. Normele de protecție a muncii.
Pentr u a sigura realizarea unei depline securități a muncii și pentru eliminarea tuturor
factorilor ce pot cauza accidente de muncă sau îmbolnăviri profesionale ,este necesar ca întreg
personalul angajat în procesul de producție să cunoască și să respecte norme le și măsurile de
protecție a muncii și să le aplice efectiv la nivelul fiecărui loc de muncă .
Măsu ri generale de protecția muncii.
„În întreprinderile de industrializare a laptelui sunt interzise următoarel e:
utilizarea pieselor, sculelor, dispozitiv elor, AMC – urilor deteriorate sau care se află
în pericol iminent de deteriorare;
stropirea sau spălarea pompelor, a tablourilor și conductorilor electrici cu apăsau alte ,
pentru a evita pericolul de electrocutare;
Lucrare de licență
51
intervenția la piesele și subansam blurile utilajelor în timpul funcționării acestora;
folosirea improvizațiilor la instalațiile electrice, mașini, dispozitive și aparate de
măsură și control;
punerea în funcțiune a utilajelor și instalațiilor fără a avea efectuată verificarea
perio dică de către personalul abilitat în acest sens;
utilizarea conductelor de abur și apă caldă neizolate termic pentru prevenirea a tât a
pierderilor de căldură , cât și a accidentelor ce pot surveni;
exploatarea mașinilor, instalațiilor, utilajelor fă ră cunoașterea temeinică a
instrucțiunilor de exploatare care trebuie să fie afișate la loc vizibil la fiecare loc de
muncă;
prezentarea la locul de muncă a personalului care nu poartă echipamentul sanitar
protec ție conform normelor în vigoare.” ( G.,Chintescu, C., Pătrașcu, 1988)
Măsuri specifice de protecția muncii .
„Măsuri specifice sunt caracteristice fiecărui sector de producție, astfel se interzice:
punerea în funcțiune a instalației fără a se face proba de etanșare a plăcilor și
conductelor de legătură cu apă rece;
folosirea pasteurizatorului mai mult de 4 ore, fără a se efectua spălărea cu apă și
soluții conform normativelor în vigoare;
punerea în funcțiune a curățitorului fără a se realiza rotirea manuală a tobei după
asamblare , verificarea șuruburilor de fixare a separatorului și a nivelului de
ulei,verificarea modului de fixare a pâlniei de alimentare;
pornirea separatorului înainte de umplerea tobei cu apă;
spălarea separatorului cu furtunul de apă;
curățirea tobei separato rului mai devreme de trei ore de la funcționare;
curățirea tancului de depozitare fără deconectarea vizibilă de la rețeaua electrică a
motorului electric a agitatorului și avertizarea cu plăcuța “Nu porniți se lucrează în
interiorul tancului”;
folosirea a gitatoarelor defecte;
folosirea personalului care nu cunoaște modul de acționare a dispozitivelor și
principiul de funcționare al acestora;
depășirea regimului de lucru al mașinii stabilit de firma constructoare;
folosirea benzilor transportoar e murd are sau negresate zilnic , înainte de punerea în
funcțiune, precum și a celor care nu sunt protejate cu apărători de protecție pe toată
lungimea lor;
staționarea personalului pe transportor atunci când instalația nu este în funcțiune.
folosirea de persona l neinstruit și fără echipament corespunzător;
distanța între două utilaje de transport mai mică de 1 m;
viteza de circulație în întreprindere a mijloacelor de transport mai mare de 5 km/oră;
depozitarea și așezarea manuală a produselor ambalate la peste 3 m înălțime;
depozitarea de materiale pe rafturi care nu poartă eticheta cu precizarea sarcinii
maxime admise;
blocarea căilor de acces.” (I.A.,Bănățeanu, I., Țeveloiu, 1987)
Norme de prevenire și stingere a incendiilor .
Lucrare de licență
52
Aceste norme prevăd în principal următoarele:
fiecare clădiri de producție va fi prevăzută cu hidranți de incendiu, interiori și
exteriori și vor fi dotate cu materiale și mijloace de prevenire a incendiilor;
sursa de apă necesară pentru stingerea incendiilor va fi separa tă de cea potabilă și
industrială și va fi asigurată permanent o rezervă suficientă pentru cazurile de
întrerupere a alimentării cu apă;
curtea întreprinderii va fi amenajată în mod corespunzător, pentru a fi asigura t
accesul ușor la clădiri și interven ția rapidă în caz de incendiu, a mijloacelor de
prevenire și stingere;
personalul folosit la prevenirea și stingerea incendiilor trebuie va fi instruit periodic
pentru a cunoaște și a fi în măsură să aplice întocmai normele, să întrețină în stare
perfe ctă de funcționare toate mijloacele de stingere, să mențină libere, curate și în
bună stare căile de acces, culoarele, scările, și să poată intervină imediat și eficient la
stingerea eventualelor incendii.
Substanțele chimice și stingătoarele folosite pentru stingere sunt praful și CO 2.
Măsuri de igienă la fabricarea iaurturilor .
Ministerul Sănătății, împreună cu celelalte organe ale administrației de stat, a stabilit
normele de igienă obligatorii pentru unitățile de industrie alimentară în vederea p revenirii
riscurilor de îmbolnăvire a consumatorilor, pe sectoare de activitate:
În unitățile de producție și prelucrare a alimentelor trebuie funcționeze în baza unei
autorizații sanitare și s ă respecte următoarele reguli:
asigurarea apei potabile curente sau din fântână în cantități suficiente și care să
corespundă din punct de vedere calitativ;
dotarea cu instalații pentru colectarea și îndepărtarea reziduurilor lichide, este o
cerință obligatorie;
este interzisă trecerea conductelor de canali zare prin spațiile de producție ,depozitare
sau comercializare, excepție fac conductele care sunt izolate astfel încât să nu permită
infiltrarea și impurificarea spațiilor sau a produselor;
reziduurile solide se colectează în recipiente etanșe și care se pot spăla și dezinfecta
ușor;
utilajele vor fi confecționate din materiale neferoase, rezistente la șocuri și care să nu
afecteze proprietățile produselor;
cisternele folosite pentru transportul laptelui se vor spăla și dezinfecta periodic;
funcționarea i nstalațiilor frigorifice se va asigura permanent iar temperatura va fi
înregistrată și afișată pe ușă;
periodic se vor efectua lucrări de igienizare și revizuire a utilajelor și instalațiilor.
În timpul depozitării și transportului se va avea în veder e:
– asigurarea condițiilor necesare pentru a se evita modificarea proprietăților
nutritive, organo -leptice sau fizico -chimice și contaminarea microbiană;
– transportul produselor se va face cu mijloace autorizate sanitar, verificate per iodic din
punct tehnic, curățate, spălate și dezinfectate după fiecare transport;
– mijloacele de transport se vor amenaja corespunzător produsului transportat .
Lucrare de licență
53
Igiena încăperilor social -sanitare .
Vestiarele, grupurile sanitare și dușurile. Vestiarele se vor separa pe sexe și vor fi
dimensionate la numărul cel mai mare de muncitori ce va exist a într-un schimb. Nu se
amplasează deasupra spațiilor de producție sau a depozitelor de produselor finite.
Vestiarele vor f i amenajate separat pentru bărbați și separat pentru femei, și vor
cuprinde spații pentru haine de oraș, spații cu chiuvete și dușuri , deasemenea spați i pentru
echipamentul de lucru . Grupurile sanitare vor fi amplasate la o distanță maximă de 75 metri
de ce l mai îndepărtat loc de muncă.
„Încăperile social -sanitare vor fi deservite de personalul special instruit ce nu participă
la igienizarea secțiilor de producție. Se interzice intrarea în grupurile sanitare cu echipament
sanitar de producție .”(Gh., Pintilie , 2002 )
Igiena personalului .
Personalul care urmează a fi angajat în fabricile de produse lactate trebuie să
efectueze în prealabil un examen medical riguros, care cuprinde:
examenul clinică complet;
examenul radiologic pulmonar;
examenul vener ian și serologic Bordett -Wasserman;
examenul coprobacteriologic, în vederea depistării stării de purtător ai agenților
patogeni Schigella și Salmonella;
examenul parazitologic, pentru punerea în evidență a bolilor parazitare.
După angajare, întreg per sonalul are obligația să realizeze examenul medical periodic,
ale cărui rezultate se înscriu într -un carnet de sănătate care rămâne la șeful de secție.
De asemenea ,personalul angajat are obligația ca în cazul apariției unor tulburări de
ordin digestiv , a unor afecțiuni cutanate sau infecții, să se prezinte la medic care îi dă avizul
pentru continuarea activității. Este interzis accesul la lucru a:
– purtătorilor de microbi patogeni (febră tifoidă);
– personalului cu fistule cronice purulente, con junctivite purulente;
– bolnavilor de tuberculoză sau alte boli contagioase.
Respectarea normelor de igienă este obligatorie, deoarece în caz contrar se pot
produce contaminări ale materiilor prime și ale materiilor și materialelor directe, indirecte
precum și ale ambalajelor.
Normele obligatorii ce trebuie respectate înai nte de începerea lucrului sunt:
păstrarea hainelor cu care s -a venit la lucru în vestiare de tip filtru;
trecerea prin baie sau dușuri pentru îmbăiere, spălarea și dezinfectarea mâinilor cu o
soluție clorinată 0,1 %;
tăierea unghiilor scurt , strângerea părului sub bonetă;
utilizarea echipamentului de protecție sanitară (halat, șorț, pantaloni, bonetă, basma ,
mâneci din pânză albă, cizme de cauciuc).
Spălarea echipamentului se f ace prin fierbere cu apă și sodă la spălătoria fabricii, fiind
interzisă spălarea acestuia acasă.
Personalul care efectuează curățenia generală trebuie să poarte halate de altă culoare,
acestea nu vor fi utilizate de către personalul care deserveș te liniile tehnologice.
În unele locuri de muncă, pentru efectuarea operațiilor de spălare și dezinfectare se
folosesc și haine impermeabile, care trebuie păstrate în dulapuri separate . (Gh.,Pintilie, 2002 )
Lucrare de licență
54
Igiena secțiilor de producție .
Se referă l a curățarea, spălarea și dezinfectarea pardoselilor, pereților și tavanelor,
precum și a utilajelor și ustensilelor de lucru .
Curățarea și dezinfectarea tavanelor și a pereților se asigură înlăturarea prafului și a
eventualelor pânze de păianjen și prin văruire periodică (cel puțin de două ori pe an).
Curățenia pardoselilor se efectuează de mai multe ori pe zi și constă în înlăturarea
mecanică, cu ajutorul unor perii din material plastic a resturilor de materiale, transportului
acestora în locu ri special amenajate și depozitarea lor în recipienți de colectare, prevăzuți cu
capac. În secțiile de producție, după terminarea lucrului, după curățire și prespălare cu apă a
pardoselii, se spală cu soluție caldă ( 45 -500C) de detergenți (3%), după care se spală din nou
cu apă rece pentru îndepărtarea detergentului. Pentru îndepărtarea resturilor de grăsime se
folosește o soluție de detergent 5% , cu temperatura de 55 -600C.
Igiena utilajelor, ustensilelor de lucru și a ambalajelor .
Pentru obținerea un or produse de calitate, este absolut necesară curățirea și
dezinfectarea utilajelor asigurând astfel, condițiile sanitare corespunzătoare în procesul de
fabricație a iaurtului.
Prin operația de spălare se asigură îndepărtarea reziduurilor de pe diferitel e suprafețe,
iar prin dezinfecție se va asigura distrugerea germenilor patogeni și reducerea celor
nepatogeni, care ar putea genera apariția unor defecte ale iaurturilor sau contaminarea prin
consumul acestor produse.
„Dezinfecția și deratizarea se p ot realiza pe cale chimică de către personalul calificat
în acest scop. Dezinfecția se efectuează zilnic, după ce au fost evacuate toate produsele. În
acest scop se folosesc soluții apoase 1 -2%,iar se închid timp de 3 -4 ore pentru ca
insecticidul să-și facă efectul, după care se aerisește bine. Deratizarea se efectuează cu scopul
de a împiedica pătrunderea rozătoarelor în secția de producție. Preventiv, se astupă găurile
din pardoseală, din jurul conductelor și radiatoarelor, iar la subsoluri și l a orificiile de
ventilație se va monta o plasă metalică cu diametrul ochi urilor de 1 cm.”
(G., Chintescu, C.,Pătrașcu, 1998 )
Igiena mijloacelor de transport .
„Mijloacele de transport care sunt utilizate la fabricarea iaurtului trebuie spălate și
dezinf ectate după fiecare transport și, din acest motiv , secțiile de industralizare a laptelui
trebuie să fie dotate cu boxe, platforme și cu stații de spălare corespunzătoare.
Mașinile c e vor transport a iaurtul, izotermele și autofrigorificele se vor curăța inițial
de materiale grosiere, se vor spăla cu soluție ca ldă de detergenți prin frecare , cu o perie din
material plastic, mai întâi pe pereți și apoi pe pardoseală. Pentru a fi îndepărta t detergentul , se
va spăla cu apă caldă la temperatura de 40 -450C, după care se va dezinfect a cu soluție de
clorură de var sau hipoclorit de natriu. Se va clăti cu apă rece și se vor îndepărt a cu mătura
resturile de apă din interior.” (G.,Chintescu, C.,Pătrașcu ,1988)
2.5. Utilaje.
Tancuri de depozitare a laptelui recepționat;
Instalații de filtrare (Separatoare centrifugal e);
Omogenizator;
Pasteurizator cu plăci;
Tancuri pentru culturi lactice;
Lucrare de licență
55
Vane de fermentare;
Instalație de ultrafiltrare;
Mașină de ambalat.
Recepția laptelui se va face cu viteza de 10000L/h, ulterior lapte le va fi depozitat în
tancuri de depozitare, pentru a fi ulterior pompat de acolo spre instalația de filtrare, acolo
aceasta cantitate este filtrată în 30 de min., ulterior în sectorul omogenizare – pasteurizare –
răcire – fermentare acesta petrece cca. 3,5h, ulterior ajungand în instalația de ultrafiltrare – 1h și
ulterior la mașina de ambalat – 2h.
A. Dimensionarea spațiilor de producție .
Dimensionarea secției de fabricare a iaurtului concentrat .
Tab.9. Utilajele necesare secției de fabricare a iaurtului conc entrat .
Tipul utilajului Nr. de utilaje
Tanc depozitare 3
Separator centrifugal 2
Omogenizator 1
Instalație de pasteurizare 1
Vană 3
Instalație ultrafiltrare 1
Mașină ambalare 1
Pompă centrifugă 7
Amplasarea secției de fabricare a iaurtului conce ntrat se face pe un singur nivel,
utilajele fiind dispuse în ordinea operațiilor tehnologice.
Suprafața totală ( ST) necesară pentru amplasarea liniei de fabricație pentru obținerea
iaurtului concentrat s -a determinat cu relația:
c a d S S S ST
Unde :
Sd – suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație. Se calculează prin însumarea
suprafeței ocupate de fiecare utilaj: Sd ≈ 60 m2
Sa – suprafața de deservire de către executant a mijloacelor de muncă. Considerăm în
medie 2 m2 pentru fiecare utila j:
120 602 2 d a S S m2
Sc – suprafața de circulație:
905,0)12060( kS S Sa d c m2
270 90 12060 ST
m2
Lucrare de licență
56
Suprafața ocupată de căile de acces
210 90 120c aSS m2
Dimensionarea camerei de etichetare și ambalare .
Suprafața totală ( ST) necesară pen tru camera de etichetare și ambalare s -a determinat
cu relația:
c a d S S S ST
Unde:
Sd – suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație. Se calculează prin însumarea
suprafeței ocupate de fiecare utilaj: Sd = 1,92 m2
Sa – suprafața de deser vire de către executant a mijloacelor de muncă. Considerăm în
medie 2 m2 pentru fiecare utilaj:
84,3 92,12 2 d a S S m2
Sc – suprafața de circulație:
88,25,0)84,3 92,1( kS S Sa d c m2
9 88,2 84,3 92,1 ST
m2
Suprafața ocupată de căile de acces
72,6 88,2 84,3 c aS S m2
Materia primă .
Materia primă utilizată pentru fabricarea iaurtului concentrat este reprezentată de
laptele integral de vacă. Acesta se depozitează în tancuri izoteme în regim de refrigerare, la o
temperatură de 2 -4°C. Pentru depozitare se utiliz ează trei tancuri izoter me, fiecare cu o
capacitate de 4 m3, având dimensiunile: diametru = 1500 mm, înălțime = 300 0 mm.
c a d S S S ST
Unde:
Sd – suprafața ocupată de tancuri. Se calculează prin însumarea suprafeței ocupate de
fiecare tanc: Sd ≈ 24 m2
Sa – suprafața de deservire de către executant a mijloacelor de muncă. Considerăm în
medie 2 m2 pentru fiecare utilaj:
48 242 2 d a S S m2
Sc – suprafața de circulație:
365,0)48 24( kS S Sa d c m2
108364824 ST
m2
Suprafața ocupată de căile de acces
84 3648c aSS m2
Ambalajele și etichete .
Sunt reprezentate de paha re din material plastic pentru 3 00 și 150 de grame de iaurt
îm stil grecesc . Sunt primite ambal ate în cutii de carton cu câte 3 50 bucăți. Pentru producți a
de pe o z i va fi nevoie de 176 cutii cu câte 350 bucăți fiecare, pentru 3 zile va fi nevoie de 528
cutii, așezate pe 50 rânduri cu 12 cutii fiecare. Suprafața unei cutii este de 0,19 m2, iar
suprafața totală este de 9,5 m2.
Suprafața ocupată de ambalaje și etichete este:
Lucrare de licență
57
5,9S m2
Suprafața utilă a depozitului este:
19 2S Su m2
Suprafața totală a depozitului este:
223 19c u t SSS m2
Sc – suprafața de circulație, m2
Dimensionarea depozitului de produs finit .
Se folo sesc pentru am balare pahare de 3 00 și 150 g. Pentru capacitatea de 18364 kg/zi
avem nevoie de 91818 pahare din material plastic (30606 – de 300g și 61212 – de 150g pe zi).
O cutie de carton conține 200 pahare din material plastic, deci pentru cele 91818
pahare din material plastic avem nevoie de 460 cutii de carton.
Cutiile de carton se așează câte patru suprapuse, pe 50 coloane. Suprafața unei cutii
este de 0,19 m2,deci pentru cele trei coloane avem nevoie de o suprafață de depozitare de 15
m2.
Suprafața utilă a depozitulu i este 25m2 .
Suprafața totală a depozitului este:
c uS S ST
Sc – suprafața de circulație = 3 m2
22319ST
m2
Tab.10. Suprafața spațiilor necesare secției .
Spații necesare Suprafața, m2
Suprafața secției de fabricare a iaurtului concentrat 270
Suprafața ocupată de camera de etichetare și ambalare 9
Suprafața ocupată de anexe 140
Suprafața ocupată de depozitul pentru cutii de carton 22
Suprafața ocupată de birouri 10
Suprafața ocupată de vestiar femei 12
Suprafața ocupată de vestiar bărbați 12
Suprafața ocupată de dușuri + WC femei 6
Suprafața ocupată de dușuri + WC bărbați 6
Suprafața ocupată de căile de acces 80
Suprafața ocupată de laborator 6
Suprafața depozit materie primă 108
Suprafața depozit produs finit 22
Total 703
Lucrare de licență
58
Capitolul 3. Calculul tehnico -economic.
3.1. Valoarea utilajelor ce necesită montaj.
Tab.11 Valoarea utilajelor ce necesită montaj.
Nr.crt. Denumire utilaj Nr.
buc. Preț unitar,
Lei/buc. Total, Lei
1. Tanc de depozitare 3 4000 12000
2. Separ ator centrifugal 2 4000 8000
3. Omogenizator 1 2000 2000
4. Instalație pasteurizare 1 20000 20000
5. Vană 3 6000 18000
6. Dozator 1 1000 1000
7. Instalație ultrafiltrare 1 10000 8000
8. Mașină de ambalare 1 5000 5000
9. Pompă centrifugă 7 1715 12000
TOTAL 86000 Lei
Cheltuieli de transport (1,5% din tot al valoare utilaj) reprezintă:
1,5% * 86000 = 1290 Lei
Cheltuieli de montaj (10% din tot al valoare utilaj) reprezintă:
10% *86000= 8600 Lei
Cheltuieli totale: 95890 Lei
Lucrare de licență
59
3.2. Valoarea utilajel or ce nu necesită montaj .
Tab. 12. Valoare utilajelor ce nu necesită montaj.
Nr.crt Denumire utilaj Nr.
Buc. Preț unitar,
Lei/buc. Total, Lei
1. Cântar 1 1200 1200
2. Dulapuri 1 280 280
3. Mobilier vestiare 4 1100 4400
4. Tablouri comandă 1 1200 1200
5. Dotare laborator 1 3300 3300
TOTAL 10380
Cheltuieli de transport (1,5% din total valoare utilaj) reprezintă:
1,5% × 10380 = 156 Lei; Cheltuieli totale: 10536 Lei ;
Cotă amortizare utilaje
Se ia în considerare un termen de amortizare a chelt uielilor cu utilajele de 10 ani.
Pentru un an:
6, 106421010536 95890AnC Lei/an
Pentru o lună:
88,88612An
LCC Lei/lună.
3.3. Valoarea suprafeței construite ș i a terenului .
Valoarea clădirii
Dacă pentru construirea unui m2 de clădire sunt necesari 5 00 Lei , atunci valoarea
clădirii va fi: 703 × 500 = 351500 Lei.
Valoarea terenului
Pentru construcția fabricii sunt necesari 703 m2 teren.
Valoarea terenului este: 703 * 100 Lei / m2 = 70300 Lei.
3.4. Fond de investiții .
Tab. 12 Investiții.
Lucrare de licență
60
Nr.crt. Destinație fond Valoare, Lei
1 Valoare teren 70300
2 Valoare clădire 351500
3 Valoare utilaje 106426
TOTAL 528226
3.5. Determinarea planului de aprovizionare .
Unitatea lucrează pe tot parcursul anului :
Zile calendaristice = 365 din care z ile lucrăto are = 249;
Constatăm, că într -o șarjă de producție se fabrică 9182,65 kg de iaurt grecesc, deci
într-o zi se vor fabrica 18365,30 kg și respectiv 4572959,7 kg/ an.
Tab.13. Cheltuieli materii prime.
Nr.
crt. Denumirea
mat. prime,
auxiliare și
utilități Necesar
anual,
kg Preț de
achiziție
unitar,
Lei/U.M. Preț de
achiziție total,
Lei
1. Lapte 5129400 1,5 7694100
3. Culturi lactice 102528,2 30 3075846
4. Apă 51120 00 3 15336000
5. Abur 802877 3 0,1 802877,3
6. Energie electrică 307942,4 0,4 123176,96
7. Pahare 15338400 0,1 1533840
8. Cutii de carton 87648 0,3 43824
TOTAL VALOARE ACHIZIȚIE 28 609 664
3.6. Planul necesarului de forță de muncă și al fondului de salarizare pentru personalul
direct și indirect producător .
Tab. 14. Cheltuiel salariale.
Lucrare de licență
61
Nr.
crt. Operația Nr.
operatori Salariul
lunar Fond anual,
Lei/an
1. Operatori secție 12 1964 282816
2. Șef secție 1 2455 29460
3. Electrician 1 1900 22800
4. Mecanic 1 1900 22800
5. Motostivuitorist 1 1900 22800
6. Laborant 2 2000 48000
7. Contabil 1 2000 24000
8. Personal curățenie 2 1797 43128
TOTAL 21 41317 495 804
3.7. Costurile de producție și calculul pentru produsul finit.
Tab. 16. Tabel global de cheltuieli.
Nr.
Crt. Articol
de
calculație
Consum
specific,
kg Preț de
achiziție unitar,
Lei/UM Cheltuieli totale pe unitate
de produs, Lei/an
1 2 3 4 5
I. Materii prime
1. Lapte 2856284 1,5 7694100
TOTAL I 7 694 100
II. Materii auxiliare
1. Culturi
lactice 82579 30 3075846
TOTAL II 3 075 846
III. Ambalaje
1. Pahare 8855000 0,1 1533840
2. Cutii de
carton 25300 0,3 43824
Lucrare de licență
62
Total III 1 577 664
IV. Utilități
1. Apă 32005 3 15336000
2. Abur 7587470 0,1 802877,3
3. Energie
electrică 211710 0,4 123176,96
TOTAL IV 16 262 054
V. Fondul de salarii
1. Salarii 495804
TOTAL V 495 804
TOTAL I + II + III + IV + V 29 105 468
Cheltuieli comercializare (5%) 1455273,4
Profit (10%) 2910546,8
Preț de livrare produs finit 33471288,2
TVA (19%) 63599544,75
Preț de livrare produs finit 39830832,95
Deci prețul iaurtului grecesc este de 39830832,95 Le i pentru producția anuală, deci
aici rezultă că prețul acestuia pe kg este 8,71 lei, și implicit 1,3 lei/ pahar de 150g si 2,6 lei/
pahar de 300g, încardrându -se perfect în domeniul de preț pentru acest tip de iaurt deja
existent pe piață.
4.Concluzii.
Concluzionând, secția noastră de producere a iaurtului grecesc este amplasată la ieșire
din județul Bacău, ocupând un teritoriu de aproximativ 700mp, și funcționând în 2 schimburi
pe zi, mai exact 2 șarje de producție a cate 9183 kg de iaurt grecesc/ șarjă. A ceastă cantitate
de iaurt este produsă di 10300 kg lapte de vacă integral, cu o grăsime de 3,5%, și 206 kg de
culturi lactice ( Streptococcus thermophilus și Lactobacillus bulgaricus ).
După calculele efectuate am stabilit ca prețul pentru acest produs va f i 1,3lei/ 150g și
2,6lei/ 300g. Consider că acest produs va avea succes pe piața din România deoarece tot mai
multe persoane au început să consume iaurt grecesc, acesta acoperind anumite nevoi
nutriționale ale acestora.
5.Bibliografie.
1. Abdelkrim Azzouz, ”Tehnologie și utilaj în industria laptelui ”, Ed. Casa Editorială
Demiurg,Iași , 2000;
2. Abdelkrim Azzouz,” Utilaj si tehnologie în industria laptelui ”, Ed. Tehnica -Info Chișinău,
2002;
Lucrare de licență
63
3. Banu Co nstantin,” Manualul inginerului din industria alimentară ”, vol. 1 și 2, Editura
Tehnică, București, 1998;
4. Banu C., Vizireanu C., ”Procesarea industrială a laptelui ”, Ed. Tehnică Bucuresti, 1998;
5. Banu, C.,” Biotehnologii în industria alimentară ”, Editura Tehnică, București, 2000;
6. Bănățeanu ,I.A.,Țeveloiu ,I., ”Cerințe san itare veterinare privind proiectarea, construirea și
dotarea întreprinderi lor pentru industrie alimentară” ,Editura Ceres,București 1987;
7. Bărzoi, D .,”Microbiologia produselor alimentare de origine animală ” , Ed. Ceres București,
1985;
8. Chintescu, G.,” Cartea muncitorului din industria laptelui ”,ediția a II -a,revizuită , Ed.
Tehnică, București, 1974;
9. Chintescu, G., Pătrașcu, C.,” Agendă pentru industria laptelui ”, Ed. Tehnică, Bucuresti,
1988;
10. Chintescu Gh . , Grigore St.,” Indrumător pentru tehnologia produselor lactate ”, Ed. Tehnică
, București 1982;
11. Codoban Jeaneta, Codoban Ioan ,”Procesarea laptelui în secții de capacitate mică ”, Ed.
Cetatea Doamnei, Piatra -Neamț, 2006;
12. Costin GM.,” Produse lactate fermentate ”, Ed. Academică, Galați, 2005;
13. Costin G.M.,” Tehnologi a laptelui și a produselor lactate ”, Ed. Didactică și Pedagogică,
București, 1965;
14. Gavrilă Lucian, „ Fenomene de transfer ”, Vol. I: Transfer de impuls, Universitatea din
Bacău ,1999;
15. Gavrilă Lucian,” Fenomene de transfer ”, Vol. II: Transfer de căldură și de masă, Ed .Alma
Mater, Bacău , 2000 ,;
16. Leonte, M.,” Cerințe de igienă -HACCP și de calitate ISO 9001:2000 în unitățile de industrie
alimentară conform normelor Uniunii Europene ”, Ed. Millenium, Piatra -Neamț, 2006;
17. Macovei, V., ” Calcule de operații și uti laje pentru procesarea termică și biochimică în
biotehnologie ”, Ed. ALMA, Galați, 2001;
18. Scorțescu G., Chintescu G.,” Tehnologia laptelui și produselor lactate ”,Ed.Tehnică,
București, 1967;
19. Tofan C.,” Igiena și securitatea produselor alimentare ”, Ed.AGIR, Buc urești, 2001.
20. Usturoi Marius Giorgi , „Tehnologia laptelui și a produselor derivate ”, Ed.Alfa , Iași, 2007;
21. http:/ /www.delaval.ro/ -/Product -Information1/Milk -cooling –storage/Products/Tank –
Silo/Closed -tanks/DeLaval -cooling -tank-DXCEM/ )
22. http://www.3sromania.ro/index.php?pag=news&id=681&rid=3 57&l=ro
23. http://www.3sromania.ro/index.php?pag=news&id=664&rid=342&l=ro
24. http://www.inoxcenter.ro/product/pas teurizator -placi/
25. http://www.agrometal.hu/roman/uzine_de_lapte/instalatii/
26. http://www.e qinto.eu/product/instalatie -de-umplere -si-sigilare -pahare -de-iaurt/
6. Anexe. Piese desenate.
Anexa 1 Schema tehnologică de fabricare a iaurtului grecesc cu 10% grăsime.
Anexa 2 Linia tehnologică.
Anexa 3 Utilajul principal – Vana de fermentare.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Bacău 2017 UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI BACĂU [605306] (ID: 605306)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.