Controlul Calitatii Produselor Lactate Acide

2000 ;

4. Banu C. Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, [NUME_REDACTAT], București, 1998;

5. Banu C. Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, [NUME_REDACTAT], București, 1999;

6. Banu C. Procesarea industrială a laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1998;

7. Banu C. Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 1987;

8. [NUME_REDACTAT] Române, [NUME_REDACTAT] de Standardizare, [NUME_REDACTAT] București, 1997;

9. Chintescu G.,Grigore Ș. Îndrumător pentru tehnologia produselor lactate, [NUME_REDACTAT], București, 1982;

10. Chintescu G.,Pătrașcu C. Agendă pentru industria laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1988;

11. Ciobanu D. Chimia produselor alimentare, partea I,II, [NUME_REDACTAT] Info,Chișinău, 2001;

12. Costin G.M. Produse lactate fermentate, [NUME_REDACTAT] Galați, 2005;

13. Costin G.M.,[NUME_REDACTAT] Valorificarea subproduselor din industria laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1985;

14. Gavrilă L.,Zichil V. Fenomene de transfer, [NUME_REDACTAT] Info,Chișinău, 2000;

15. Gavrilă L. Operații unitare în industria alimentară,vol I, [NUME_REDACTAT] 2000;

16. Macovei V. CostinG.M. Laptele:aliment medicament, [NUME_REDACTAT] Galați, 2006;

17. Macovei V. Calcule de operații și utilaje pentru procesarea termică și biochimică, [NUME_REDACTAT] Galați, 2001;

18. Macovei V.M. Culegere de caracteristici termofizice pentru boitehnologie și industria alimentară, tabele și diagrame, [NUME_REDACTAT] ,Galați 2000;

19. [NUME_REDACTAT].M. Constante termofizice ale principalelor produse alimentare, [NUME_REDACTAT], București, 1982;

20. Leonte M. Cerințe de igienă-HACCP și de calitate-ISO 9001:2000 în unitățile de industrie alimentară conform normelor uniunii europene, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] 2006;

21. Nedeff, V. Mașini și instalații pentru industria alimentară, vol I,II,III. [NUME_REDACTAT], 1997 ;

22. Nedeff, V. Procese si tehnici de transfer de caldura si substanta in industria alimentara, [NUME_REDACTAT], Chisinau, 1998 ;

23. Pavlov, C. Procese și aparate în ingineria chimică, Editura tehnică, București, 1981 ;

24. [NUME_REDACTAT] și utilaje în industria alimentară, vol I,II,III, Editura tehnică, București 1971 ;

25. Toma, C. Utilajul și tehnologia prelucrării cărnii și laptelui, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București, 1982 ;

26. Valentina D. Microbiologia alimentelor, [NUME_REDACTAT], Galați 2000;

CUPRINS

Capitolul 1.

1.1. Controlul calității produselor lactate acide

Memoriu tehnic.

Capitolul 2.

2.1.Proprietățile produsului finit, domenii de utilizare

2.2.Variante tehnologice de fabricație

2.3.Alegerea variantei optime

2.4.Descrierea procedeului adoptat

Tehnologia de obținere a iaurtului 2.4.1.Caracteristicile materiei prime, auxiliare și intermediare

2.4.1.1.Laptele

2.4.1.1.1.Compozitia chimică

2.4.1.1.2.Compoziția microbiologică

2.4.1.1.3.Proprietățile fizico-chimice

2.4.1.1.4.Proprietățile organoleptice

2.4.1.1.5.Controlul calității

2.4.1.1.6.Defectele laptelui

2.4.1.1.7.Procedee de igienizare

2.4.1.2.Culturile bacteriene

2.4.1.3. Caracteristicile materiiei auxiliare: Zahărul

2.4.1.4.Cereale

2.4.1.5.Lapte praf

2.4.1.6.Stabilizator

2.4.1.7.Caracteristicile materiei intermediare: Materiale de ambalare pag.92

2.4.2.Modelarea și mecanismul procesului

2.4.3.Stabilirea procesului tehnologic

2.4.4.Bilanțuri reale

2.4.4.1.Bilanțul de masă

2.4.4.2.Bilanțul termic

Capitolul 3. Alegerea și dimensionarea utilajelor

3.1.Alegerea utilajului principal

3.2.Alte utilaje existente

3.3.Condiții tehnice de calitate pentru utilaje

3.3.1.Condiții constructive

3.3.2.Materiale utilizate în construcția utilajelor

3.3.3.Protecția suprafețelor

3.4.Alegerea mijloacelor de transport

Capitolul 4. Utilități,necesarul de utilități și caracteristicile acestora

4.1.Apa în industria alimentară

4.2.Consumul de energie electrică

Capitolul 5. Control,reglare,automatizare a procesului tehnologic

5.1.Automatizarea procesului tehnologic

5.2.Controlul de calitate pe faze de fabricație(HACCP)

Capitolul 6. Amplasament și plan,structura și dimensionarea principalelor spații deproducție și auxiliare

6.1.Proiectarea amplasării elementelor liniei de fabricație

6.2.Dimensionarea depozitului

Capitolul 7. Norme de protecția muncii și de stingere a incendiilor,reguli de

igienă

7.1.Igiena în secție

7.2.Igiena personalului

7.3.Norme de protecția muncii

Capitolul 8. Indicatori economici

8.1.Stabilirea necesarului de investuție

8.2.Planul necesarului de forță de muncă

8.3.Planul de aprivizionare

8.4.Cheltuieli de regie

8.5.Cheltuieli generale pe secție

8.6.Amortizarea clădirii

Bibliografie

CUPRINS

Capitolul 1.

1.1. Controlul calității produselor lactate acide

Memoriu tehnic.

Capitolul 2.

2.1.Proprietățile produsului finit, domenii de utilizare

2.2.Variante tehnologice de fabricație

2.3.Alegerea variantei optime

2.4.Descrierea procedeului adoptat

Tehnologia de obținere a iaurtului 2.4.1.Caracteristicile materiei prime, auxiliare și intermediare

2.4.1.1.Laptele

2.4.1.1.1.Compozitia chimică

2.4.1.1.2.Compoziția microbiologică

2.4.1.1.3.Proprietățile fizico-chimice

2.4.1.1.4.Proprietățile organoleptice

2.4.1.1.5.Controlul calității

2.4.1.1.6.Defectele laptelui

2.4.1.1.7.Procedee de igienizare

2.4.1.2.Culturile bacteriene

2.4.1.3. Caracteristicile materiiei auxiliare: Zahărul

2.4.1.4.Cereale

2.4.1.5.Lapte praf

2.4.1.6.Stabilizator

2.4.1.7.Caracteristicile materiei intermediare: Materiale de ambalare pag.92

2.4.2.Modelarea și mecanismul procesului

2.4.3.Stabilirea procesului tehnologic

2.4.4.Bilanțuri reale

2.4.4.1.Bilanțul de masă

2.4.4.2.Bilanțul termic

Capitolul 3. Alegerea și dimensionarea utilajelor

3.1.Alegerea utilajului principal

3.2.Alte utilaje existente

3.3.Condiții tehnice de calitate pentru utilaje

3.3.1.Condiții constructive

3.3.2.Materiale utilizate în construcția utilajelor

3.3.3.Protecția suprafețelor

3.4.Alegerea mijloacelor de transport

Capitolul 4. Utilități,necesarul de utilități și caracteristicile acestora

4.1.Apa în industria alimentară

4.2.Consumul de energie electrică

Capitolul 5. Control,reglare,automatizare a procesului tehnologic

5.1.Automatizarea procesului tehnologic

5.2.Controlul de calitate pe faze de fabricație(HACCP)

Capitolul 6. Amplasament și plan,structura și dimensionarea principalelor spații deproducție și auxiliare

6.1.Proiectarea amplasării elementelor liniei de fabricație

6.2.Dimensionarea depozitului

Capitolul 7. Norme de protecția muncii și de stingere a incendiilor,reguli de

igienă

7.1.Igiena în secție

7.2.Igiena personalului

7.3.Norme de protecția muncii

Capitolul 8. Indicatori economici

8.1.Stabilirea necesarului de investuție

8.2.Planul necesarului de forță de muncă

8.3.Planul de aprivizionare

8.4.Cheltuieli de regie

8.5.Cheltuieli generale pe secție

8.6.Amortizarea clădirii

Bibliografie

TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze o secție pentru obținerea iaurturilor cu cereale, cu o capacitate de 10000 litri/zi.

MEMORIU TEHNIC

Industria alimentară este o ramură importantă a economiei naționale, care cuprinde numeroase întreprinderi de prelucrare a materiei prime, în produse alimentare și furajere. Necesarul anual de utilaj tehnologic și energetic pentru această industrie se cifrează, în expresie bănească, la sute de miliarde de lei.

În ultimul deceniu industra laptelui din România a căpătat o dezvoltare fără precedent, ajungând o puternică ramură a industriei alimentare cu un înalt grad de tehnicitate și cu o importantă bază materială.

Aprovizionarea cu lapte de consum a populației este o problemă de mare importanță, laptele fiind produsul de bază în alimentația copiilor, adulților și bătrânilor. De aceea, obținerea unui lapte de consum de bună calitate, cu caracteristici organoleptice cât mai apropiate de cele ale laptelui crud-proaspăt ,trebuie să constituie o preocupare permanentă a întreprinderilor de industrializare a laptelui. Asigurarea indicilor calitativi corespunzători depinde în primul rând de calitatea laptelui colectat.

Produsele lactate acide cuprind diferitele sortimente de iaurt laptele bătut, laptele acidofil, chefirul.

Produsele lactate acide se obțin prin fermentarea laptelui sub acțiunea culturilor de bacterii lactice; acestea fermentează lactoza cu formare de acid lactic, care face să crească aciditatea laptelui, determinând coagularea lui.

Ca și celelalte ramuri, principalele direcții ale progresului tehnic în industria alimentară sunt: mecanizarea complexă a proceselor grele, automatizarea tehnologiei și automatizarea controlului producției.

Modernizarea proceselor de producție se realizează prin alegerea soluțiilor celor mai viabile din multitudinea de soluții posibile oferite de cercetarea științifică. Aceste soluții au un grad de tehnicitate mult mai ridicat și prezintă o valorificare la nivel superior a resurselor de orice natură.

Toate acestea impun conceperea, proiectarea și realizarea unor utilaje complexe care să realizeze indici calitativi energetici și de exploatare corespunzători pentru obținerea unor produse alimentare cu calități ridicate.

Partea de bază a acestei lucrări este prezentată în prima parte a lucrării care presupune optimizarea procesului de obținere a iaurtului cu cereale, prin observarea infuențelor unor paramentri tehnologici asupra unor indici calitativi a iaurturilor.

În cea de-a doua parte am prezentat mai multe variante de obținere a iaurtului cu cereale cu adoptarea schemei tehnologice optime și prezentarea fiecărei etape în parte. Instalațiile și utilajele adoptate în acest proiect sunt utilaje complexe și în continuă perfecționare.

Bilanțul de materiale și termic realizat m-a ajutat în determinarea cantității de materie primă necesară și a utilităților necesare, precum și în alegerea și dimensionarea utilajelor, studiu efectuat în partea a treia a acestui proiect. Toate acestea, la rândul lor, au determinat costurile de producție, factorul cheie de pătrundere a produsului pe piață.

Partea a patra a acestei lucrări este foarte importantă, deoarece aceasta studiază eficiența economică a proiectului de față, fără de care nu am putea vorbi de rentabilitatea și profitul firmei. Calculul economic include valoarea investiției (teren, clădire, instalații aferente, utilaje), cheltuieli cu munca vie, precum și stabilirea cheltuielilor ce vor asigura desfășurarea normală a ciclului de producție.

Amplasarea secției va fi realizată în imediata apropiere a Bacăului, fapt ce va asigura alimentarea cu apă curentă, transportul angajaților existenți la un preț redus, cât și procurarea materiei prime din satele învecinatela un preț acceptabil.

Se impune, ca în orice proiect, un capitol destinat protecției muncii și elementelor de igienă, deoarece acestea concură la obținerea unor produse de calitate superioară.

1.1. Controlul calității produselor lactate acide

Controlul calității produselor lactate acide se face pe loturi de același sortiment, conținut într-un singur fel de ambalaj. Eșantionul sau proba medie trebuie să reflecte cât mai veridic proprietățile generale ale lotului analizat. Eșantionul pentru probele de laborator trebuie să aibă minim 500 g și se constituie prin amestecarea probelor prelevate statistic din diverse puncte ale lotului. Proba de laborator se prepară în vase din inox sterilizate pentru a servi și examenului microbiologic.

Verificarea calității se face prin :

controlul fizico-chimic

verificarea ambalării și marcării, printr-o examinare anterioră a întregului lot ;

examenul organoleptic ;

analiza chimică.

Analiza microbiologică și determinarea substanței uscate se efectuează în caz de litigiu.

a) Controlul fizico-chimic implică analiza materiilor prime, analize pe fluxul tehnologic și determinarea compoziției produselor pentru consum.

Determinarea substanței uscate totale este redată în STAS IDF 151 : 1991.

Prin definiție, substanța uscată totală reprezintă masa de substanță rămasă după tratarea termică specifică a probei analizate. Conținutul de substanță totală se exprimă în procente masice (SUT,%).Dacă din SUT% se scade conținutul de grăsime (G%), rezultă substanța uscată negrasă (SUN%).

Principiul metodei analitice pentru determinarea SUT% constă în evaporarea apei în etuvă termostatată la temperatura de 1022˚C în prezența oxidului de zinc (ZnO).

Prin această metodă se poate determina SU din orice tip de produs lactat fermentat: iaurt, sana, lapte bătut, iaurt cu cereale. Eșantionul este omogenizat la 20-25˚C prin agitare cu bagheta sau prin răsturnarea recipientului. Pe parcursul pregătirii probelor se evită pierderile de substanță și diluarea.

b) Examenul organoleptic.  Condițiile în care trebuie să se execute examenul la produsele lactate sunt următoarele :

culoarea se apreciază la lumina directă a zilei :

mirosul și gustul se cercetează după ce produsul a fost adus la temperatura de 8-12˚C

Pentru determinarea proporției de zer la iaurt, măsurarea se face volumetric, considerând masa a 1 cm3 zer egală cu 1 g ; zerul se scurge ușor, fără ruperea coagulului.

c) Analiza chimică 

Pregătirea probei pentru analiză se face amestecând bine produsul până la obținerea unei consistențe omogene, pentru ca repartizarea diferiților componenți să se facă cât mai uniform. Analiza chimică cuprinde determinarea acidității și a conținutului de grăsime.

Determinarea conținutului de grăsime

Metoda prin titrare

Conținutul de grăsime se determină după metoda butirometrică,folosind butirometrul de lapte Gerber.

Proba se diluează, se ia cu o pipetă 50 ml produs și se introduce într-un pahar, peste care se adaugă 50 ml apă distilată măsurată și apoi încălzită la peste 40˚C. Conținutul paharului se omogenizează bine prin amestecare cu o baghetă, după care se răcește la 20˚C. Cantitatea de grăsime citită pe tija butirometrului se înmulțește cu 2, coeficientul de diluare a probei de analizat.

Determinarea acidității

Aciditatea se determină prin titrare cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1 n, în prezență de fenolftaleină ca indicator, exprimându-se în garde Thörner, ca și la lapte. Pentru titrare se ia o probă de 10 ml și se diluează cu 20 ml apă distilată, folosită pentru spălarea pipetei cu care s-a lucrat.

Aciditate = =

unde:

V – este volumul soluției de hidroxid de sodiu de 0,1 n folosit la titrare, în cm3;

10 – volumul produsului luat în lucru, în cm3.

Rezultatul final este media aritmetică a două determinări.

Metoda cu alcool etilic

Într-o eprubetă se introduc volume egale de lapte și alcool etilic. Formarea unor flocoane fine sau a unor agolmerări de cazeină indică:

o aciditate peste 18-19˚T (la proba cu alcool etilic 61% vol);

o aciditate peste 20-21˚T (la proba cu alcool etilic 69% vol ).

CAPITOLUL 2

TEHNOLOGIA FABRICAȚIEI

2.1 PROPRIETĂȚILE PRODUSULUI FINIT;

DOMENII DE UILIZARE

Produsele lactate acide, prin acidul lactic pe care îl conțin, împiedică dezvoltarea în intestine a microflorei dăunătoare, ajutând la prevenirea și chiar la vindecarea unor boli gastrointestinale. De asemenea, sub acțiunea unor bacterii lactice, substanțele proteice din lapte suferă transformări chimice, fiind descompuse în substanțe mai simple, devenind mai ușor de digerat de organism și deci mai ușor asimilabile. De aceea, aceste produse se caracterizează printr-o deosebită valoare nutritivă, conținând toate elementele nutritive ale laptelui sub o formă ușor asimilabilă.

Produsele lactate acide se caracterizează și prin calitatea de a se conserva timp mai îndelungat decât laptele,ceea ce prezintă un avantaj important și din punct de vedere economic.

Iaurtul a câștigat în ultima vreme o mare popularitate, datorită conținutului său de calciu și de proteine. Poate fi găsit sub o gamă variată, referitoare la conținutul de grăsime, pentru a satisface cerințele consumatorilor care urmăresc să reducă aportul zilnic de calorii.

Iaurtul este unul dintre cele mai cunoscute produse probiotice, datorită conținutului de bacterii vii. Acestea, fementează laptele, scad pH-ul , modifică textura și măresc digerabilitatea proteinelor. Studiile efectuate asupra populației din Africa, au arătat o valoare scăzută a nivelului de colesterol LDL, dublat de o dietă bogată în carne roșie și lapte, concluzii care i-au convins pe cercetători să studieze influența laptelui, mai nou a celui fermentat, iaurtul, asupra colesterolului.

Laptele bătut și iaurtul conțin toate elementele nutritive ale laptelui dar sub formă mai ușor asimilabilă. Cazeina se găsește sub forma unei suspensii, iar lactoza este fermentată și transformată în acid lactic.

Valoarea terapeutică și dietetică a iaurtului a fost evidențiată de studiile bacteriologului Mecinicov, care atribuie cauzele îmbătrânirii premature unei autointoxicații produsă de o alimentație excesiv carnată. Longevitatea poporului bulgar este pusă pe seama consumului regulat de iaurt. Acesta, prin bacteriile lactice pe care le conține, împiedică producerea toxinelor de către germenii de putrefacție din intestin.

Iaurtul stabilește condiții normale în organism, reglează funcțiile intestinale, luptând contra lipsei de tonicitate, a constipației și a diareei. Acidul lactic din iaurt creează în intestin un mediu neprielnic microbilor de putrefacție și completează acțiunea acidului clorhidric, când acesta nu este suficient pentru o digestia normală.

Asupra copiilor mici cu eczeme și infecții intestinale, iaurtul are o deosebită acțiune terapeutică, mai ales vara. Consumarea acestui aliment, obținut în condiții igienice asigură, prin valoare nutritivă și terapeutică, menținerea organismului în stare de sănătate. Conținând o cantitate redusă de lactoză, iaurtul poate fi folosit și în alimentația diabeticilor. Valoarea calorică a iaurtului din lapte de vacă este de circa 650 kcalorii/kg pe produs.

Domenii de utilizare. Iaurtul poate fi utilizat în industria alimentară ca materie primă la fabricarea ciocolatei, înghețatei și a diferitelor deserturi. Tot ca materie primă, iaurtul poate fi folosit îndustria cosmetică la prepararea cremelor, măștilor de față, la geluri de duș, etc.

Cea mai mare cerere de iaurt este pentru alimentație datorită tuturor beneficiilor enumerate mai sus.

Proprietăți organoleptice ale iaurtului cu cereale

Aspect și consistență : Coagul consistent cu aspect de porțelanos la rupere, cremos, fără bule de gaz, prezența particulelor mici de cereale.

Culoare : albă de lapte cu nuantă alb-gălbuie condiționată de prezența cerealelor.

Gust și miros : specific de iaurt de lapte de vacă, plăcut acrișor fară gust și miros străin(amar, rânced, de mucegai), cu nuanță de cereale germinate.

Proprietăți fizico-chimice și microbiologice ale iaurtului cu cereale

Proprietățile fizico-chimice și microbiologice ale iaurtului cu cereale sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5. Proprietățile fizico-chimice și microbiologice ale iaurtului

Microbiologia iaurtului

Iaurtul (yogurt) denumește corect, produsul obținut prin fermentarea laptelui cu o cultură mixtă din două specii de bacterii lactice termofile, Streptococcus salivarius subsp. Thermophillus (SST) și Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (LBD), care trebuie să fie găsite în stare vie în produsul final.

Inter-relația pozitivă ce se poate stabili între două sau mai multe tupini componente ale culturilor starter multiple este cunoscută sub denumirea de protocooperare sau simbioză, iar culturile ce funcționeză astfel ca protosimbiotice.

Rolul culturii starter la fabricarea iaurtului

În culturile starter pentru iaurt raportul între Lactobacillus delbrueckii și Streptococcus thermophillus este de 1:1. În cultura mixtă între bacteriile lactice se stabilesc relații de cooperare, fiecare monocultură produce substanțe care nu sunt inițial prezente în lapte și care influențează pozitiv creșterea celeilalte. Producerea de acid lactic de către Lactobacillus delbrueckii este stimulată la concentrații scăzute de acidul formic produs de Streptococcus thermophillus în absența oxigenului cât și de CO2 eliberat prin fermentație. Streptococii cresc mai repede și sunt responsabili pentru aciditate în timp ce lactobacilii adaugă aromă în special datorită formării aldehidei acetice.

Rolul streptococilor și lactobacililor la obținerea iaurtului constă în acidifierea laptelui, sinteza de compuși de aromă, dezvoltarea texturii și a vâscozității.

Acidifierea laptelui. Acidifiera are loc prin fermentarea de lactoză cu formarea de acid lactic care reduce pH-ul, ceea ce conduce la o solubilitate progresivă a fosfatului de calciu. Acesta cauzează o demineralizare a micelelor de cazeină și o destabilizare a lor și generază precipitarea completă a cazeinei într-un domeniu de pH de 4,6-4,7.

La creșterea lui SST și LDB în lapte la temperatura de 42-43˚C se produce rapid acid lactic. Acidul lactic dă gustul de acru și contribuie la formarea aromei. Aciditatea finală a iaurtului este mai mică de 145˚T. Acidifierea poate continua și la păstrarea iaurtului la temperaturi scăzute (2…8˚C), în funcție de natura tulpinilor și durată, ceea ce conduce la defectul de prea acru.

Formarea compușilor de aromă. Aroma tipică a iaurtului este datorată acidului lactic și diferiților compuși carbonilici cum ar fi aldehidă acetică, acetoina și diacetilul rezultați prin activitatea metabolică a bacteriilor introduse prin cultura starter. La acestea se adaugă aldehide, cetone, alcooli, lactone, compuși cu sulf. Se apreciază ca aroma optimă se obține când raportul între aldehidă acetică și diacetil este de 2,8 la concentrații între 23 și 41 ppm aldehidă acetică și un pH de 4,4, iar conținutul de diacetil nu depășește cantitatea de 0,5 ppm.

Interacțiunile între bacteriile lactice din iaurt sunt deosebit de complexe și benefice pentru stimularea creșterii activităților fermentative. S. thermophillus nu posedă activitate proteolitică extracelulară suficientă, iar cantitatea de aminoacizi și peptide libere în lapte nu sunt suficiente pentru creștera sa optimă. Lactobacilii produc proteaze care degradează cazeinele laptelui și asigură streptococilor sursele necesare de azot pentru creștere.

Se consideră că relația biologică dintre aceste două bacterii este dependentă în principal de producerea de valină de către L. delbrueckii subsp. bulgaricus. Având însă în vedere variația sezonieră a compoziția laptelui, se consideră că și alți aminoacizi au rolul de factori limitativi. Astfel, în perioada de primăvară S. termophillus necesită următorii aminoacizi: leucină, lizină, cistină, acid aspartic, histidină și valină, iar în perioada de toamnă-iarnă de aminoacizii: glicină, izoleucină, tirozină, acid glutamic, care, la fel ca și cei cinci aminoacizi menționați anterior, sunt esențiali pentru dezvoltare.

2.2. VARIANTE TEHNOLOGICE DE FABRICAȚIE

În tehnologia obținerii iaurtului cu cereale se poate prepara iaurt cu coagul compact și cu coagul fluid nepasteurizat sau pasteurizat. Aceste variante sunt prezentate în schemele tehnologice de mai jos.

După tratamentul preliminar al laptelui pentru iaurt și răcirea la temperatura de însămânțare, procedura pentru tratamentul ulterior depinde de tipul de iaurt fabricat : cogulat, fluid nepasteurizat sau pasteurizat.

Schema tehnologică pentru obținerea iaurtului cu cereale coagulat. Cu scopul de a reduce costurile ,este posibil să se utilizeze aceeași instalație pentru producerea ambelor tipuri de iaurt: coagulat și fluid. Tratamentul termic al laptelui este identic până la răcirea în vederea termostatării. În figura 1 se prezintă schema tehnologică de producție pentru iaurtul cogulat cu cereale. Cultura starter este dozată în fluxul de lapte când acesta este pompat din tancul intermediar la mașina da ambalat. Dacă se adaugă cereale,acestea sunt introduse înaintea laptelui însămânțat.

Schema tehnologică pentru obținerea acestui tip de iaurt este prezentată în figura 10.

Fig. 10. Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu cereale fluid nepasteurizat

Schema tehnologică pentru obținerea iaurtului cu cereale fluid nepasteurizat.

Laptele răcit la temperatura de însămânțare este pompat în tancurile de termostatare. Concomitent în fluxul de lapte este dozată cultura starter amestecată cu laptele pentru o distribuție uniformă. Perioada de termostatare este de 2,5-3 ore la 42-45˚C și o proporție de maia de producție de 2,5-3%. Termostatarea se realizază în tancuri de termostatare.

Răcirea coagulului se face într-un schimbător de căldură cu plăci de construcție specială. Capacitatea pompei și a răcitorului sunt astfel dimensionate încât să se golească un tanc în 20-30 min. Iaurtul răcit este pompat în tancurile tampon la mașinile de ambalat în iaurt pot fi adăugate cereale sau diverși aromatizatori. Capacitatea pompei și a răcitorului sunt astfel dimensionate încât să se golescă un tanc în 20-30 min.

Schema tehnologică pentru obținerea acestui tip de iaurt este prezentată în figura 11.

Fig. 11. Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu cereale și coagul compact

Schema tehnologică pentru iaurtul cu cereale fluid pasteurizat.

În numeroase țări se produce un tip de iaurt cu conținut scăzut de grăsime și vâscozitate redusă denumit iaurt cu coagul fluid sau iaurt băutură. Iaurtul destinat producției de băutură de iaurt este obținut printr-un procedeu obișnuit. După amestecarea coagulului și răcire la aproximativ 18-20˚C, iaurtul este transferat din tancul tampon în mașina de ambalat.

Tratamentul preliminar al laptelui pentru iaurt cu cereale fluid pasteurizat este identic cu cel pentru iaurtul cu cereale cu coagul compact. După termostatarea în vană, iaurtul este pasteurizat la temperatura de 75-75˚C timp de 15-15 sec în pasteurizatoare cu plăci. După răcire iaurtul este trecut în tancurile tampon și de aici la mașina de ambalat.

Această metodă este cea mai avantajoasă deoarece odată cu pasteurizarea iaurtului se realizează și pasteurizarea cerealelor adăugate.

Schema tehnologică pentru obținerea acestui tip de iaurt este prezentată în figura 12.

Fig. 12. Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu cereale pasteurizat.

2.3.ALEGEREA VARIANTEI OPTIME

Transformarea laptelui în iaurt poate extinde durata de conservare a laptelui de la câteva zile la aproximativ 3 săptămâni. Însă , aplicând și alte metode de conservare, se poate ajunge la o durată de conservare de mai multe luni. Dintre procedeele aplicate iaurtului după fermentare sunt de menționat : încălzirea, concentrarea, congelarea și/sau uscarea însă este evident că aceste tratamente modifică total sau parțial caracteristicile convenționale ale iaurtului.

Pasteurizarea iaurtului se realizează pentru prelungirea duratei de conservare. Astfel iaurtul coagulat este încălzit la temperaturi cuprinse între 60-80˚C, cu o menținere de până la 50 min. Încălzirea iaurtului după etapa de fermentare determină separarea fazei apoase de particulele de cazeină precipitată.

Dintre metodele prezentate am considerat că aceasta este mult mai avantajoasă, deoarece se face o pasteurizare concomitentă a iaurtului și a cerealelor. Un alt avantaj este că iaurtul este fluid, și deci mult mai ușor de consumat.

2.4. DESCRIEREA PROCEDEULUI ADOPTAT

Tehnologia de obținere a iaurtului

Receptia laptelui

Recepția cantitativă

Laptele destinat fabricării iaurtului trebuie să fie de calitate bacteriologică ireproșabilă având un conținut redus de microorganisme. De asemenea, laptele nu trebuie să conțină substanțe care să împiedice dezvoltarea normală a bacteriilor din cultura starter ca antibiotice, bacteriofagi, resturi de detergenți antiseptici utilizați la spălarea și dezinfectarea instalațiilor și ambalajelor.

Întreaga cantitate de lapte ce intră în fabrică se recepționează cantitativ, operație care se poate face în două moduri: volumetric sau gravimetric.

a)Volumetric. În cazul transportului laptelui în bidoane, acestea sunt descărcate din mijloace de transport pe rampă și, de obicei se face verificarea umplerii bidonului până la semn. Procedeul prezintă unele dezavantaje sub aspectul erorilor care pot interveni în stabilirea cantității. Aceste erori pot apărea datorită temperaturii laptelui, a modificării capacitații bidoanelor, datorită loviturilor în timpul manipulării etc.

În cazul transportului laptelui în cisterne, cantitatea de lapte se poate măsura, tot cu aproximație, cu o stangă gradată, ce se introduce în fiecare compartiment a acestora.

Măsurarea volumetrică continuă a laptelui se poate face numai cu ajutorul galactometrului, care lucrează în flux și înregistrează pe cadran cantitatea de lapte ce trece, în litri. Pentru a nu avea erori la măsurare, trebuie evitată pătrunderea aerului în conductele de transport ale laptelui. Galactometrele pot avea debite variate; în țara noastră se folosesc cele care asigura un debit de 15 000l/h, cu o eroare maximă de ± 0,55.

b) Gravimetric. Laptele din bidon sau cisternă este golit în bazinul cântarului pentru lapte, citindu-se pe cadran cantitatea în kilograme. Acest sistem de măsurare, cu toate că este mai precis, prezintă dezavantajul caracterului discontinuu.

Diferența între recepția la volum și la greutate a laptelui rezultă din faptul ca laptele are o greutate specifică mai mare decât unitatea.

Recepția calitativă

Materiei prime, înainte de a intra în fabricație, trebuie să i se determine calitatea și, pe baza ei, să se facă sortarea. Recepția calitativă constă din examenul organoleptic și analiza de laborator.

Examenul organoleptic al laptelui se face la fiecare bidon sau compartiment de cisternă, observand impuritățile, culoarea, vâscozitatea, mirosul și gustul.

După examenul organoleptic, se iau probe pentru analize de laborator, determinându-se: densitatea, gradul de impurificare, aciditatea, conținutul de grăsime și de proteine ale laptelui.

Temperatura laptelui trebuie controlată în mod obligatoriu, în special în perioada de vară, pentru a vedea dacă acesta a fost răcit; nu se admite ca temperatura laptelui să depășească 10- 12ºC.

În mod normal, laptele trebuie să îndeplinească următoarele condiții: să nu provină de la animale bolnave; aciditatea să nu depășească 20ºT, o aciditate mai ridicată favorizând coagularea proteinelor în timpul tratamentului termic ( în cazul fabricării laptelui sterilizat sau a produselor lactate uscate pentru copii, limita admisă este de 18ºT); să nu prezinte defecte de gust și miros; să nu aibă o densitate mai mică de 1,029 g/l; să aibă un conținut cât mai scăzut de impurități; să nu conțină substanțe conservante, neutralizante sau substanțe străine.

Laptele de bună calitate trebuie să aibă și conținut cât mai scăzut de microorganisme pentru a asigura produsului finit caracteristici bacteriologice corespunzătoare.

După recepția calitativă, prelucrarea laptelui trebuie făcută cât mai rapid, pentru a evita înmulțirea microorganismelor și creșterea acidității. De obicei laptele trece direct la prelucrare; în caz contrar, acesta se răcește și se depozitează până la intrarea în fabricație.

Răcirea și depozitarea

Această operație se face doar dacă laptele nu este introdus imediat în fluxul tehnologic. Este răcit la temperatura de 2-4ºC în schimbătoare de căldură cu plăci și depozitat în tancuri izoterme care pot fi verticale sau orizontale.

Curățarea laptelui

Înainte de intrare în circuitul de fabricație, laptele se curăță pentru a se îndepărta impuritățile metalice pe care le conține, chiar dacă a fost strecurat la locul de producție.

În afară de scopul igienic, curățarea este necesară și pentru a îndepărta unele corpuri tari prevenind astfel uzura prematură a unor utilaje: pompe, galactometre, duzele instalațiilor de îmbuteliere etc. Reținerea impurităților solide se face prin montarea unor site la stuturile de golire ale laptelui din cisterne sau bazine de recepție.

În mod obișnuit, o primă strecurare a laptelui se face în momentul golirii bidonului sau a laptelui din cisterna prin intermediul pompelor în bazinul de recepție, folosind în acest scop tifon împăturit cel puțin în 4 straturi, fixat pe o rampă.

Îndepărtarea impurităților mai fine se asigură cu ajutorul unor filtre speciale, materialul filtrant fiind: vată, țesătură de Nylon sau plasă metalică fină. Aceste filtre nu dau rezultate pozitive, în special în cazul filtrării unor cantități mari de lapte, fiind necesaraă înlocuirea lor destul de des.

Unele instalații de pasteurizare constituite mai recent sunt prevăzute cu un sistem de filtre, fixate la ieșirea laptelui din sectorul de preîncălzire.

Procedeul cel mai eficace de eliminare a impurităților din lapte se bazează pe forța centrifugă, construindu-se în acest scop aparate denumite curățitoare centrifugale. În toba acestor aparate, asemănătoare cu cea a separatoarelor, se realizează separarea impurităților cu greutate specifică diferită de cea a laptelui. Impuritățile, care sunt mai grele, sunt aruncate la periferia tobei unde se adună sub formă de nămol de separare, în timp ce laptele, urmând drumul ascendent, este evacuat prin partea superioară a tobei.

Nămolul conține murdărie, corpuri străine și proteine. Acest nămol de separator are următoarea compoziție:

apă…………………………………………..73,26%;

grăsimi………………………………………3,34%;

proteine……………………………………17,8%;

cenușă……………………………………….2,98%;

N- liber de substanțe organice……..2,62%.

Acest nămol, cu toate că are un conținut destul de ridicat de substanțe nutritive, nu poate fi folosit în hrana animalelor, deoarece conține germeni dăunători sănătății. Din cauza posibilităților de infecție, în special cu spori de bacterii, nămolul de separare trebuie distrus prin ardere sau folosit ca îngrășământ.

Normalizarea laptelui

Operația prin care laptele se aduce la un anumit conținut de grăsime se numește normalizare. Ea se realizează fie prin amestecarea laptelui integral cu lapte smântânit, cu smântână sau lapte foarte gras, fie prin extragerea unei părți de grăsime din laptele integral sau amestecarea unui lapte cu un conținut ridicat de grăsime cu unul cu un conținut mai redus, după caz.

Calculul normalizării se poate face prin metoda pătratului lui Pearson 9 (regula amestecurilor ) sau pe baza unor formule de bilanț.

Calculul normalizării cu ajutorul pătratului Pearson.

A I = C – B părți

C :

B I I = A – C părți

în care:

A – conținutul de grăsime mai mare;

B – conținutul de grăsime mai mic;

C – continutul de grăsime la care trebuie să se ajungă.

Calculul normalizării pe baza de formule se face în funcție de următoarele situații:

normalizarea laptelui de la un conținut mai ridicat de grăsime, la un conținut mai scăzut de grăsime, prin adaos de lapte smântânit.

Calculul se efectuează pe baza următoarelor relații:

CL =

CLS = CLN – CL

Unde:

CL – cantitatea de lapte integral, l;

GL – conținutul de grăsime al laptelui integral, %;

CLN – cantitatea de lapte normalizat, l;

CLS – cantitatea de lapte smântânit, l;

GLS – conținutul de grăsime al laptelui smântânit, %.

Normalizarea laptelui de la un conținut de grăsime mai scăzut la un conținut de grăsime mai ridicat; corectarea conținutului de grăsime se realizează prin adaugarea unei cantități de smântână sau de lapte mai gras.

Calculul se efectuează pe baza următoarei relații:

CL1 =

în care:

CL1 – este cantitatea de lapte ce se scoate și se înlocuiește cu laptele mai gras, l;

CL2 – cantitatea de lapte ce se normalizează, l;

GL – conținutul de grăsime al laptelui, %;

GLN – conținutul de grăsime al laptelui normalizat, %;

GLG – conținutul de grăsime al laptelui gras sau al smântânei (GS) folosite, %.

Normalizarea conținutului de grăsime al laptelui se face în funcție de tipul de iaurt ce urmează a fi fabricat. Astfel, pentru iaurtul obișnuit din lapte de vacă, normalizarea laptelui se face la un conținut de 2,8% grăsime; pentru iaurtul dietetic se folosește lapte smântânit, iar pentru iaurtul extra (fabricat din lapte parțial concentrat) laptele se normalizează la un conținut de 4% grăsime și 15% substanța uscată.

Pentru iaurtul cu cereale laptele se normalizează până la un conținut de grăsime de 2,8%.

Omogenizarea laptelui

Omogenizarea este un procedeu al cărui scop este de a evita separarea grăsimii în timpul depozitării laptelui de consum, asigurând un produs cu o compoziție cât mai uniformă. Datorită avantajelor tehnologice și calitative pe care le prezintă, procedeul a luat mare extindere și este aplicat în tehnologia modernă de obținere a laptelui de consum și a diferitelor produse lactate.

În principal, acest procedeu se bazează pe reducerea dimensiunii globulelor de grăsime, obținându- se astfel o mărire a gradului de dispersie a grăsimii în lapte.

Diametrul mediu al globulelor de grăsime, după omogenizare, este de 0,75 – 1μ, maximum 2μ, în timp ce în laptele neomogenizat, diametrul este de 5 – 9μ. Rezultă că după omogenizare, viteza ascensională a globulelor de grăsime devine de circa 7 – 11 ori mai mică.

Procesul de omogenizare. Se pot distinge trei faze de desfășurare:

alungirea globulelor de grăsime;

scindarea și legarea globulelor de grăsime, sub formă de lanțuri sau ciorchine;

dispersia globulelor de grăsime.

Alungirea globulelor de grăsime este o modificare care apare de la intrarea laptelui în aparatul de omogenizare, ca o consecința a vitezei de intrare a produsului. În cazul când viteza de intrare a laptelui este prea mică, astfel ca deformarea globulelor de grăsime durează prea mult timp, atunci membrana globulelor de grăsime este distrusă prin frecări interioare sau de aparat, având ca urmare alegerea untului, omogenizarea nemaifiind posibilă.

Faza a doua se realizează la trecerea laptelui prin dispozitivul de omogenizare. Globulele de grăsime, care au fost alungite, se scindează, dând naștere la un număr mai mare de globule mai mici. Fiecare globulă mică se desparte și iși formeză o membrană nouă și, din cauza capacității de lipire a membranelor, ele se aglomerează sub formă de lanțuri sau ciorchini. În cazul când procesul de omogenizare s-ar opri în acest stadiu, totuși se realizează o separare a grăsimii la suprafața laptelui.

Faza a treia, a dispersiei globulelor de grăsime, are loc sub acțiunea scăderii presiunii și vitezei, la ieșirea din duza de omogenizare.

Ca urmare a micșorării globulelor de grăsime, are loc și o mărire a suprafeței lor; s- a stabilit matematic, ca dintr- o globulă de grăsime cu diametrul de 6μ, se formează 200 globule cu diametrul de 1μ, ceea ce reprezintă o mărire a suprafeței de circa 8- 10 ori. Membrana fosfoproteică a globulelor de grăsime este distrusă prin operația de omogenizare însă se formează din nou, crescând ca masă și suprafață. Proprietățile ei anterioare nu și le mai păstrează, ea nemaiputând proteja grăsimea contra pătrunderii enzimelor, care o descompun; singurul rol pe care și-l menține este posibilitatea de separare a globulelor.

În cazul proteinelor apar modificări. O mare parte din proteine, circa 25% este absorbită de grăsime sub formă de complexe lipoproteice. Are loc o micșorare a stabilității proteinelor, datorită distrugerii capacității tampon a laptelui, deoarece, odată cu partea proteică, globulele de grăsime absorb și fosfații și citrații din lapte.

La omogenizare apare și o variație a tensiunii superficiale a laptelui; dacă se omogenizează lapte crud, tensiunea superficială scade, iar dacă laptele este pasteurizat ea crește.

Tot prin omogenizare crește vâscozitatea laptelui, cu atât mai mult cu cât este mai ridicată presiunea de omogenizare și conținutul de grăsime; explicația este adsorbția cazeinei de către globulele de grăsime. În cazul omogenizării laptelui pasteurizat, se observă întâi o scădere a vâscozității și apoi o creștere, care însă din punct de vedere practic este fără importanță.

O altă modificare la laptele omogenizat este sensibilitatea față de lumină, care se accentuează. La lumina solară puternică apare după 15 minute un gust neplăcut de oxidat, care se accentuează cu timpul, devenind chiar săpunos.

Prin omogenizare se produce și o modificare a culorii de la alb- gălbuie- cea inițială la alb- intens și apare mult mai opac, datorită repartizării uniforme a grăsimii.

Avantajele omogenizării sunt în directă legătură cu cele trei efecte principale ale procesului, adică cu reducerea dimensiuni globulelor de grăsime, creșterea vâscozității și reducerea consistenței cazeinei.

Omogenizarea laptelui este o fază tehnologică importantă, având un efect favorabil asupra calității și conservabilității iaurtului. Astfel gustul iaurtului devine mai fin, se preîntâmpină separarea unui strat de grăsime la suprafață, se reduce mult procesul de sinereză (eliminare de zer).

Prin fragmentarea globulelor de grăsime, se produce distrugerea structurii inițiale, având ca rezultat în timpul coagulării formarea de particule mai mici de coagul lipoproteic. Scheletul de grăsime repartizat mai uniform conferă o stabilitate mai bună a coagului. Îmbunătățirea gustului se datorește mărunțirii globulelor de grăsime de la 10 microni la 2-3 microni, care impresionează papilele gustative pe o suprafață mai mare decât în mod obișnuit.

În iaurtul provenit din lapte omogenizat, grăsimea este repartizată mai uniform în toată masa, lactoza și cazeina sunt mai ușor digestibile, iar eliminarea zerului mai redusă.

Laptele integral este omogenizat la 58-60˚C și la o presiune de aproximativ 13-20 Mpa (130-200 bar).

Operația de omogenizare are următoarele consecințe favorabile:

previne separarea smântânii în timpul termostării iaurtului coagulat fabricat din lapte integrat;

intensifică gradul de alb al iaurtului natural coagulat prin creșterea dispersiei luminii de către globulele mici de grăsime;

îmbunătățește vâscozitatea iaurtului fluid datorită intensificării fenomenului de absorbție a globulelor de grăsime pe micelele de cazeină.

Omogenizarea se poate efectua înainte de pasteurizare, după o prealabilă preîncălzire, sau după pasteurizarea propriu-zisă. În acest ultim caz, se obține o consistență mai bună a iaurtului, însă există riscul contaminării microbiene.

Pasteurizarea laptelui

Pasteurizarea laptelui se realizează printr-un tratament termic în anumite condiții, ca să se asigure distrugerea aproape în totalitate a florei banale, în totalitate a florei patogene, căutând să se influențeze cât mai puțin stuctura fizică a laptelui, echilibrul său chimic, ca și elementele biochimice- enzime și vitamine.

În procesul de pasteurizare trebuie stabilite temperatura și durata, două elemente care se asociază pentru a obține eficiența dorită.

Efectul pasteurizării asupra microflorii laptelui.

Tratamentul termic aplicat laptelui trebuie să se asigure distrugerea bacilului tuberculozei și a tuturor microbilor patogeni, precum și a florei banale, în proporție de peste 99,9%, încât laptele să corespundă normelor igienico-sanitare prevăzute prin standard.

Pentru distrugerea germenilor banali, intensitatea și durata încălzirii laptelui depinde în mare măsură de calitatea materiei prime. Pasteurizarea are rolul de a prelungi conservabilitatea laptelui colectat și transportat igienic, distrugând eventualii germeni patogeni și nu este capabilă să transforme un lapte de calitate proastă într-un lapte de calitate bună.

Efectul pasteurizării asupra structurii și componentelor laptelui.

Substanța grasă. La temperaturile la care se face de obicei încălzirea laptelui, nu se constată modificări din punct de vedere a compoziției chimice a grăsimii. Modificările se referă la structura fizico-chimică a globulelor de grăsime. Sub acțiunea căldurii, partea proteică din membrana globulelor de grăsime este denaturată; substanța grasă este complet topită încât separarea stratului de grăsime la suprafața laptelui se produce cu greutate.

Substanțele proteice. Proteinele solubile încep să fie denaturate ireversibil prin încălzire, chiar la 60˚. Cele mai sensibile sunt globulinele cu rol în imunizare. Cazeina, sub forma complexului de fosfocazeinat de calciu, suferă transformări, dacă se depășesc temperaturile de 75-80˚C, modificându-se echilibrul care există între miceliile de fosfocazeinat și sărurile minerale solubile. Ca urmare a acestor modificări fizico-chimice, apar dificultăți în procesul de coagulare a laptelui cu cheag.

Lactoza. Descompunera lactozei nu are loc decât printr-o încălzire la temperaturi mai mari de 100˚C, un timp destul de îndelungat. În acest caz, iau naștere diferiți acizi organici, alcooli sau aldehide.

Prin încălzirea laptelui la temperaturi înalte, care depășesc 80˚C, se favorizează formarea unor complecși colorați în brun (melanoidine) între lactoză și aminoacizi care produc brunificarea laptelui, urmată de o creștere a acidității și apariția gustului de fiert.

Sărurile minerale. Echilibrul mineral al laptelui este schimbat, nu numai prin acțiunea directă a căldurii asupra sărurilor, ci și prin eliminarea dioxidului de carbon. Are loc, în primul rând trecerea fosfaților de calciu solubili, în fosfat-tricalcic insolubil care precipită.

Enzimele. Efectul tratamentului termic se observă cel mai bine în acțiunea asupra enzimelor. Prin pasteurizare, la temperatura de 75˚C, se distruge în primul rând fosfataza. Dacă temperatura crește la 80-82˚C, în câteva secunde sunt inactivate aldehidreductaza și peroxidaza, iar la 85-90˚C sunt distruse și unele lipaze secretate de microorganisme.

Vitaminele. Distrugerea vitaminelor în timpul tratamentului termic aplicat laptelui nu este cauzată numai de acțiunea căldurii, ci mai ales de prezența oxigenului. Are loc o distrugere parțială a vitaminelor A, B1, B12,C la 80˚C, pe când în lipsa aerului, încălzirea poate fi făcută până la 100-110˚C.

Metode de pasteurizare.

Pasteurizarea joasă sau de durată constă în încălzirea laptelui la temperatura de 63-65˚C, cu menținerea la această temperatură timp de 30 min. Acestă metodă prezintă avantajul că nu modifică aproape deloc proprietățile laptelui, din care cauză se aplică cu bune rezultate laptelui destinat fabricării brânzeturilor.

Pasteurizarea instantanee (procedeul flash) prevede încălzirea cât mai rapidă a laptelui la 75-80˚C sau chiar mai mult, urmată de o răcire bruscă. Acest procedeu de pasteurizare se aplică laptelui de o calitate mai mediocră.

Pasteurizarea înaltă rapidă – HTST([NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT].). Acest procedeu constă în încălzirea laptelui la 72˚C, cu menținere de scurtă durată – 15 sec. Metoda este rapidă și continuă; prezentând avantajul mecanizării și automatizării întregului proces; este larg folosită la obținerea laptelui de consum.

Laptele destinat fabricării iaurtului se pasteurizează la 90-95˚C, cu menținerea la această temperatură timp de 20-30 min.

Prin tratarea termică a laptelui se urmărește în principal:

îmbunătățirea calității microbiologice a laptelui prin distrugerea formelor vegetative a microorganismelor ;

îmbunătățirea mediului pentru dezvoltarea bacteriilor lactice, prin îndepărtarea oxigenului din lapte și formarea unor compuși cu acțiune reducătoare ;

îmbunătățirea consistenței iaurtului: temperaturile înalte de pasteurizare a laptelui de peste 85˚C, combinate cu menținerea laptelui după pasteurizare la aceste temperaturi,determină o denaturare a proteinelor serice din lapte și trecerea parțială a fosfaților și citraților solubili în săruri insolubile, favorizând astfel posibilitățile de hidratare a cazeinei și obținerea unui iaurt cu un coagul mai consistent.

Un iaurt cu conservabilitate ridicată, implică obligatoriu lipsa germenilor de contaminare sau cel puțin a formelor vegetetaive. În funcție de natura și numărul microorganismelor de contaminare, ele au un efect negativ asupra calității iaurtului, în special drojdiile, mucegaiurile și alte microorganisme aerobe reduc conservabilitatea iaurului. Ținând seama de aceste aspecte, trebuie respectate cu strictețe regimurile de pasteurizare, preîntâmpinarea contaminării laptelui după pasteurizare, în timpul procesului de fermentare și la ambalare.

Pasteurizarea laptelui se realizează în vane cu pereți dubli sau instalații de pasteurizare. În vanele cu pereți dubli, laptele este încălzit la temperatura de 90-95˚C, timp de 20-30 min, fiind agitat în continuu, pentru uniformizarea temperaturii și prevenirea lipirii de pereții vanei.

Din schimbătoarele de căldură cu plăci, laptele este trecut prin pasteurizator la o temperatură de minim 85˚C și apoi repartizat în vane cu pereții dubli, unde se continuă încălzirea, sub agitare, timp de 20-30 min la 85-90˚C.

Pasteurizarea laptelui mai poate fi înlocuită și cu sterilizarea laptelui, 135-140˚C timp de câteva secunde, prin injecție directă de abur sau printr-o încălzire indirectă. În acest caz, se constată o vâscozitate mai redusă a produsului.

Răcirea laptelui

Răcirea laptelui se practică imediat după pasteurizare, urmând a fi adus la temperatura necesară pentru însămânțarea cu culturile selecționate; în mod normal, răcirea se realizează timp de 15-30 min și se face la temperatura de 45-48˚C cu puțin peste temperatura optimă de dezvoltare a microflorei iaurtului.

Fermentarea laptelui

Fermentarea este o operație cheie în fabricarea iaurtului. Laptele este adus la temperatura de însămânțare sau fermentare, care este de 40-45˚C (în funcție de cultura bacteriană utilizată) . Perioada de termostatare este de 2,5-3 ore pentru cultura standard și 6-9 ore pentru cultura cu acidifire moderată.

Însămânțarea inițiază o fermentație lactică prin hidroliza lactozei în glucoză și galactoză. Glucoza este apoi descompusă pe diverse căi în acid lactic. Galactoza rămâne neutilizată mai mult timp decât glucoza și lactoza fiind disponibilă pentru fermentație. De aceea galactoza și lactoza reziduală sunt prezente în iaurt. Această fază a fermentației, fără modificări structurale vizibile, este numită prefermentare.

Cu reducerea progresivă a pH-ului (sub 5,0) se formează încet un gel acid, cu un maxim la pH-ul izoelectric de 4,65 în cursul fazei cunoscută ca fermentația principală.

În funcție de caliatea produsului finit și configurația instalației, termostatarea și fermentarea se pot realiza astfel :

a) în ambalajul de vânzare ( iaurt coagulat )

b) în tancuri de fermentare ( iaurt fluid și de băut )

c) prefermentare continuă în tancuri și fermentarea principală în ambalaje (iaurt coagulat)

d) fermentarea continuă ( în principal pentru iaurtul fluid și iaurtul de băut ).

a) Fermentarea în ambalaje . Laptele este adus la temperatura de însămânțare fiind apoi dozat în ambalajele de vânzare, în care are loc prefermentarea și fermentarea principală prin menținerea în camere termostat climatizate.

b) Termostatarea în tancuri de fermentare . Această tehnologie este cea mai obișnuită fiind avanatjoasă sub aspectul consumului de energie și manoperă. După tratarea preliminară, laptele este adus la temperatura de fermentare, transferat în tancurile de fermentare ( prevăzute cu dispozitive de agitare ), însămânțat cu culturi bacteriene specifice, se adaugă eventualele ingrediente și apoi se menține la temperatura de termostatare. Adăugarea aditivilor după fermentare este avantajoasă deoarece permite un control mai bun al procesului de fermentare.

La sfârșitul fermentării, coagulul este agitat, răcit la 30˚C în schimbătoare de căldură și apoi ambalat. În ambalaje are loc o nouă solidificare structurală, însă vâscozitatea nu va fi identică cu a gelului obținut la sfârșitul fermentării în varianta fermentării în ambalaje. Din acest motiv, se adaugă aditivi care determină creșterea vâscozității iaurtului fluid.

c) Prefermentarea continuă. Acest procedeu permite obținerea iaurtului cu coagul ferm în condiții acceptabile de consum energetic. În această alternativă tehnologică, fermentația are loc în două faze:

a) prefermentarea cu o acidificare la pH 5,2-5,0 (37-50˚T); laptele rămâne lichid

b) fermentarea principală cu coagularea cazeinei și formarea gelului, la pH 4,65 (70˚T)

Prima fază are loc în tancurile de fermentare, în care după adaosul culturii starter și atingerea pH-ului dorit, laptele este evacuat continuu și înlocuit cu laptele proaspăt neînsămânțat, adus la temperatura de termostatare și valoarea pH-ului este menținută constantă. Cultura starter este adăugată numai la începutul perioadei de prefermentare, astfel încât cantitățile folosite pot fi reduse cu 90%.

d) Fermentarea continuă . Această modalitate de fermentare a fost uneori aplicată la nivel industrial. Ea necesită tancuri de fermentare speciale în care gelul este format în mod special. Acest proces continuu necesită un avansat grad de automatizare, fiind avantajos sub aspectul consumului de energie și manoperă.

Etapa tehnologică de fermentare a laptelui, fundamentală pentru fabricarea iaurtului, este compusă din faza de însămânțare și faza de termostatare.

Însămânțarea laptelui

Însămânțarea laptelui pentru fermentarea iaurtului se face cu o cultură formată din două specii de microorganisme: Streptococcus thermophilus și Lactobacillus bulgaricus .

Cultura de producție se introduce în laptele răcit (45-48˚C) după ce în prealabil a fost bine omogenizată, pentru a distruge particulele de coagul care pot produce fermentări nedorite, având ca rezultat formarea de goluri de fermentare în masa iaurtului. După omogenizare, cultura se diluează cu o cantitate mică de lapte (raport de diluare 1:0,5) și se introduce în jet subțire, sub continuă agitare, pentru a realiza o cât mai uniformă repartizare în lapte.

Proporția de cultură variază între 0,5-2%, iar la iaurtul cu cereale raportul între cele doua bacterii Str./Lb poate ajunge până la 10/1. Cantitatea de cultură de bacterii însămânțată trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura o acidifiere corectă. Un excedent de maia este preferabil unui deficit deoarece astfel se previne efectul unor condiții defavorabile(prezența de antibiotice, lipsa unor factori de creștere).

Însămânțarea laptelui în vane trebiue astfel dirijată, încât laptele după însămânțare să ajungă într-un timp cât mai scurt la ambalaje, respectiv la termostatare. În acest scop, capacitatea vanelor trebuie agitat continuu, pentru a menține repartizarea uniformă a culturii în masa de lapte și a evita separarea grăsimii la suprafață.

[NUME_REDACTAT] de termostatare se face în mod diferit în funcție de tipul iaurtului fabricat, coagulat sau fluid. În cazul iaurtului convențional, coagulat, amestecul de lapte și maia este dozat în ambalaje care sunt apoi termostatate la o temperatură corespunzătoare. Pentru iaurtul fluid laptele însămânțat este termostatat în tancuri.

În cursul termostatării se dezvoltă fermentația lactică, având ca efect formarea acidului lactic, sub influența a doi factori principali: temperatura și durata de menținere.

În timpul fermentării temperatura trebuie să fie cât mai constantă și uniformă, în limitele de 42-45˚C,iar durata de 2,5-3 ore. Respectând acești parametri , se asigură obținerea unui iaurt de bună calitate. Scăderea temperaturii de termostatare favorizează înmulțirea streptococilor în detrimentul lactobacililor, obținându-se un iaurt cu aromă dar cu aciditate redusă, deci cu un gust nespecific. În cazul când temperatura de termostatare depășește pe cea prescrisă, se înmulțesc mai mult lactobacilii, rezultând un iaurt cu aciditate ridicată și gust acru, însă fară aromă.

În cursul termostatării, populația de Str. thermophilus se dezvoltă rapid astfel că, după 2 ore, ea este de 5-6 ori mai mare decât numărul de celule de Lb. bulgaricus .În următoarele 2 ore, influența sinergică a streptococilor stimulează creșterea și metabolismul bacteriei Lb. bulgaricus , astfel că după 4 ore, numărul de celule din cele două specii devine aproximativ egal. Este de remarcat și faptul că dezvoltarea bacteriei Str. thermophilus este inhibată la o concentrație de 0,6- 0,7% acid lactic, pe când același nivel de aciditate stimulează activitatea speciei Lb. bulgaricus.

Fermentația lactică poate fi condusă la temperatură constantă sau la temperatură regresivă. În acest ultim caz , după un anumit timp de termostatare, se oprește încălzirea pentru o reducere progresivă a temperaturii cu următoarele consecințe favorabile:

evitarea supraacidifierii iaurtului;

reducerea vitezei de acidifiere și a creșterii populației bacteriene;

micșorarea temperaturii în vederea amestecării coagulului la cald (36-38˚C)

Momentul final al întreruperii fermentării poate fi stabilit analitic si organoleptic. Analitic se realizează prin determinarea aciditații titrabile care, în mod normal variază între 80-90˚T.

[NUME_REDACTAT] aciditatea atinge un anumit nivel este necesar să se oprească activitatea bacteriilor lactice. În acest scop, se procedează la o prerăcire până la temperatura de 20˚C, timp de 3-4 ore.

Operația de amestecare se realizează în vana de termostatare .La fabricarea iaurtului se pot folosi ca aditivi stabilizatori, substanțe de îndulcire și,eventual, vitamine, în conformitate cu reglementările din fiecare țară. În acest caz, stabilizatorii ca pectina, agar-agarul sau gelatina sunt adăugați în proporție de 0,1-0,5%.

Substanțele de îndulcire folosite sunt zaharoza și glucoza, adăugate în iaurtul în proporție de 7-15%.

Pasteurizarea iaurtului

Pentru prelungirea duratei de conservare, iaurtul natural, cu cereale, aromatizat, sau iaurtul băutură este încălzit după etapa de fermentare. Regimul timp / temperatură aplicat depinde de următorii factori:

nivelul de aciditate;

metoda de încălzire și ambalare;

condițiile de depozitare.

Iaurtul coagulat este încălzit la temperaturi cuprinse între 60-85˚C, cu o menținere de până la 50 min; în unele cazuri încălzirea este realizată sub o presiune de aproximativ 0,2 MPa. Alte tipuri de iaurt sunt tratate în regim de pasteurizare UHT prin încălzire de la 65˚C la peste 100˚C, timp de până la 50 secunde. În general, metodele de încălzire și ambalare pot fi clasificate în categoriile pasteurizare /UHT conform datelor tabelul 6.

Tabelul 6. Categorii de iaurt pasteurizat/UHT

Încălzirea iaurtului după etapa de fermentare determină separarea fazei apoase de particulele de cazeină precipitată. Acest efect este rezultatul fenomenelor de agregare/deshidratare a cazeinei în condițiile încălzirii la punctul izoelectric (4,6 ). Unii hidrocoloizi ( de exemplu: pectina, alginatul ) sunt încărcați negativ și, când sunt adăugați în iaurt înainte de încălzire, interacționează cu sarcinile pozitive ala cazeinei sub punctul izoelectric al acesteia evitând separarea celor două faze.

Răcirea iaurtului.

Când aciditatea atinge un anumit nivel este necesar să se oprescă activitatea bacteriilor lactice. În acest scop, se procedează la răcire care se efectuează diferit în funcție de tipul iaurtului.

În general, răcirea iaurtului se realizează în două etape :

prerăcirea până la temperatura de 20˚C, timp de 3-4 ore, având drept scop întărirea coagulului și prevenirea separării zerului;

răcirea propriu-zisă la temperatura de 3-4˚C, fază în care coagulul devine mai compact, aroma se accentuează și gustul devine mai plăcut.

Iaurtul este bun pentru consum după 10-12 ore de menținere la temperatura de depozitare (2-8˚C). Trebuie evitată păstrarea iaurtului în depozitul frigorific mai mult de 48 ore, deoarece pot apărea unele defecte de gust.

Iaurtul coagulat în ambalajele de consum este răcit în camere frigorifice cu aer rece sau, așa cum se procedează în mod frecvent, este circulat prin tunele de răcire și apoi depozitat la 2-4˚C.

În cazul iaurtului fluid, după termostatarea în tancuri, coagulul este răcit prin tercere printr-un răcitor cu plăci sau tubular care asigură un schimb de căldură rapid evitând acidifierea excesivă. În această variantă, adăugarea stabilizatorului este importantă pentru a se preveni deteriorarea coagululuI.

După fermentare, răcirea trebuie realizată cât mai rapid, astfel încât post-acidificarea iaurtului să fie sub 0.3 unități de pH (20-22˚T ). Temperatura de 15-20˚C terbuie menținută 1-1,5 ore.

După răcire la 15-20˚C, formarea completă a aromei se produce în aproximativ 2 ore și este urmată de o răcire finală a iaurtului la 5-6˚C. Depozitarea produsului finit are loc la această temperatură până la livrarea în rețeaua comercială.

Ambalarea iaurtului

Iaurtul fabricat în condiții convenționale are o durată de conservare de minim 8-10 zile la o temperatură de 10˚C obișnuită în rețeaua comercială. Tendința de concentrare a producției și de extindere a comerțului cu acest tip de produse necesită creșterea duratei de conservare la 3-4 săptămâni. În acest scop se utilizează următoarele procedee:

a) producția și ambalarea aseptică: procesul tehnologic trebuie astfel proiectat încât după tratamentul termic al laptelui, să fie exclusă posibilitatea contaminării cu drojdii, mucegaiuri și/sau bacterii altele decât cele din cultura de însămânțare. În acest scop, se utilizează instalații de producție ermetice menținute sterile prin circuite de spălare și dezinfectare.

b) conservarea chimică : se realizează cel mai frecvent cu acid sorbic. Acesta previne dezvoltarea drojdiilor și mucegaiurilor, cu influențe reduse asupra microflorei tipice a iaurtului. În multe țări, legislația din domeniul alimentar limitaeză sau interzice conservarea chimică.

c) conservarea termică: termizarea poate fi aplicată pentru iaurtul fluid și iaurtul băutură înaintea ambalării aseptice utilizând un regim termic de 60-65˚C și 8-10 sec. După aceea produsul este răcit la maxim 20˚C.

Un produs steril poate fi obținut prin tratament UHT înaintea ambalării aseptice prelungind durata de conservare la minim 10 săptămâni la temperatura ambiantă.

Ambalarea iaurtului se face în condiții aseptice în butelii de sticlă,borcane sau pahare din material plastic cu capacitatea de 200, 250 și 500g. Ambalarea aseptică în pahare din plastic prefabricate sterilizate cu H2O2 și uscate în aer cald se face asfel: sectorul steril al instalațiilor este format dintr-un tunel în care se menține o ușoară suprapresiune cu aer steril în care recipientul poate fi spălat și dezinfectat. Conținutul de oxigen din partea superioară a ambalajelor umplute poate fi redus prin circularea aerului sau a unui gaz ( CO2 ), astfel prelungindu-se durata de conservare a produsului.

Problema esențială în conservarea iaurtului este cerința din numeroase țări ca microorganismele specifice din iaurt să fie vii. Din acest motiv, producția și ambalarea aseptică reprezintă o soluție de real interes chiar dacă persupune costuri suplimentare. Prin conservarea termică flora tipică a iaurtului este alterată în măsură importantă, iar prin tratament UHT complet inactivată.

Iaurtul cu cereale se livrează în ambalaje și materiale de ambalare stabilite prin normativul de ambalare pe produse și grupe de produse destinate consumului intern, aprobat de organul central coordonator.

Materialele admise la masa nominală înscrisă pe ambalajele de desfacere sunt:

pentru ambalajele până la 250 g……..±5%

pentru ambalajele peste 250g până la 1kg ……±4%

Ambalajele de transport vor fi întregi, bine curățate și dezinfectate. Ambalajele de desfacere și bidoanele vor fi marcate vizibil cu următoarele specificații:

marca de fabrică a întreprinderii producătoare;

denumirea produsului;

tipul sau conținutul de grăsime și sortimentul;

masa netă (masa nominală și abaterea admisibilă);

ziua livrării;

STAS 3665 – 80;

prețul cu amănuntul.

2.4.1. Caracteristicile materiei prime și auxiliare

Materia prima de bază pentru industria laptelui o constituie laptele, acesta fiind unul dintre cele mai complete alimente.

Din punct de vedere fizico-chimic, laptele reprezintă un sistem foarte complex. El poate fi considerat ca o emulsie de grăsime într-o soluție apoasă care conține numeroase alte substanțe, unele sub formă coloidală (substanțe proteice), iar altele în stare dizolvată (lactoză, săruri, vitamine). Compoziția chimică a laptelui variază în funcție de specia animalului producător și de numeroși alți factori: rasă, alimentație, vârstă etc.

Din punct de vedere calitativ, compoziția diferitelor tipuri de lapte este relativ asemănătoare; ea prezintă însă importante variații cantitative în concentrația unor componenți, ceea ce îi imprimă uneori proprietăți foarte diferite.

2.4.1.1 [NUME_REDACTAT] este un lichid de culoare albă- gălbuie secretat de glanda mamară a mamiferelor. Prin lapte se înțelege, în general, laptele de vacă; când este vorba despre laptele altor specii de animale, se indică specia respectivă,(de oaie, de bivoliță).

Laptele de vacă, care se află pe primul loc în alimentația omului, se aseamănă cel mai mult cu laptele matern. Variația compoziției laptelui pe perioade de lactație este însemnată și prezintă diferențieri mai mari la laptele de oaie față de laptele de vacă.

Pentru fabricarea produselor lactate acide se utilizează în mod obișnuit laptele de vacă și, la anumite sortimente de iaurt, laptele de oaie sau de bivoliță. Materia primă poate fi laptele integral, normalizat sau sub formă de lapte smântânit.

2.4.1.1.1. Compoziția chimică a laptelui

Laptele are o compoziție chimică complexă cu structură heterogenă,, principalii componenți chimici fiind următorii:

[NUME_REDACTAT] propriu-zise: [NUME_REDACTAT] Fosfatide

grasă Alte grăsimi [NUME_REDACTAT]: [NUME_REDACTAT] Proteice: Cazeină

uscată [NUME_REDACTAT]

azotate [NUME_REDACTAT] Neproteice: Aminoacizi

negrasă Uree etc.

Săruri minerale

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] dizolvate (CO2,O2,N2)

Sub raport cantitativ, elementul predominant este apa, care reprezintă circa 9/10 din lapte. Celelalte elemente constituie substanța uscată totală (extractul sec total); unele din aceste elemente (grăsimea, substanțele proteice, lactoza și sărurile minerale) se găsesc în cantități relativ mari, ușor dozabile, iar altele (vitamine, enzime etc.) apar în proporție foarte redusă.

Acești componenți se găsesc în lapte sub diferite forme (sistem heterogen):

în emulsie: substanța grasă, pigmenți și vitamine liposolubile;

în dispersie coloidală: substanțe proteice;

în soluție: lactoză, substanțe azotate cu masă moleculară mică, săruri, pigmenți și vitamine hidrosolubile.

Substanțele proteice sunt reprezentate de cazeină în proporție de circa 80-85 %, lactalbumină 10-12 % și lactoglobulina 5-8 %.

a) Cazeina este componentul proteic de bază și se caracterizează prin faptul că acesta conține în molecula sa fosfor sub formă de acid fosforic. Molecula sa este formată din trei fracțiuni:

– α și β- care precipită sub acțiunea cheagului;

– y-cazeina care rămâne în zer.

Ultimele cercetări au scos la iveală o altă fracțiune, k-cazeina, cu rol protector, care este degradată de către enzimele coagulante.

În lapte, cazeina este legată de sărurile de calciu și formează complexul cazeino- fosfo – calcic. Precipitarea cazeinei are loc sub influența diverșilor factori :

– adăugare de acid;

– acțiunea enzimelor coagulante;

– adăugare de alcool;

– adăugarea unor săruri.

Precipitarea cazeinei prin adaos de acizi are loc când se ajunge la punctul izoelectric, care corespunde la pH= 4,6. Fenomenul este explicat prin modificarea stării coloidale a cazeinei, odată cu scăderea ph-ului.

În laptele proaspăt, la un pH= 6,6 cazeina se găsește sub formă de cazeinat de calciu și rămâne în soluție coloidală atâta timp cât între cazeina și calciu se păstrează un anumit echilibru. Prin adaos de acid se elimină o parte din calciul fixat și cazeină destabilizată precipitaă trecând în acid cazeinic. Aceste substanțe azotate constituie elementul cel mai valoros al laptelui; ele sunt proteine complete întrucaât conțin circa 18 aminoacizi și anume toți aminoacizii esențiali necesari organismului.

O astfel de precipitare lentă a cazeinei are loc sub acțiunea acidului lactic, format prin fermentație de către bacteriile lactice, cu rol în obținerea prin acidificare a diferitelor produse lactate.

Precipitarea poate avea loc și datorită acțiunii enzimelor coagulante( cheag, pepsină ), care denaturează cazeina. Această precipitare este legată de prezența sărurilor de calciu din lapte și are loc astfel:

Cazeina + enzima coagulantă = paracazeina

Paracazeina + săruri de calciu = paracazeinat de calciu ( precipitat )

Procesul de coagulare, cu aplicații importante în industria brânzeturilor, are loc în două faze. În primul rând enzimele acționează asupra moleculei de cazeină, hidrolizând fracțiunea K- cazeina cu rol protector și apoi cele două fracțiuni, destabilizate, se regrupează într- o rețea fixând ionii de calciu și precipită sub formă de gel.

Încălzirea laptelui la temperaturi peste 64˚C reduce capacitatea de coagulare a laptelui, deoarece o parte din sărurile de calciu precipită, fiind astfel necesar adaosul de clorură de calciu în laptele pasteurizat folosit la fabricarea brânzeturilor.

Fiind un proces enzimatic, formarea acestui coagul este influențată, pe lângă prezența unei cantităti suficiente de calciu, și de anumite condiții de pH si de temperatură.

Precipitarea cazeinei se produce și prin adaugarea unei anumite cantități de alcool. Acest proces are aplicații în stabilirea rapidă a prospețimii laptelui, deoarece concentrația de alcool necesară pentru a provoca precipitarea cazeinei este mai mică dacă laptele a suferit deja o acidifiere.

Cazeina precipită și sub acțiunea sărurilor de metale grele, cu care formează complecși proteici insolubili. Este folosită în special soluția de sulfat de cupru, pentru îndepărtarea substanțelor proteice (defecare) și obținerea unui zer limpede care permite determinările refractometrice și dozarea zahărului.

b)Lactalbumina nu conține fosfor, dar are un conținut bogat în sulf. Ea este denaturată prin încălzirea laptelui la peste 72° C și poate fi astfel precipitată după coagularea cazeinei din zer.

Prezintă o mare valoare alimentară, fiind ușor asimilabilă și conținând aminoacizi importanți pentru organism. Valorificarea ei se poate face fie sub formă de urdă, prin încaălzirea zerului rezultat la fabricarea brânzeturilor, fie direct la coagulare prin procedeul obținerii brânzeturilor cu înglobare de albumină.

c)Lactoglobulina, alături de lactalbumină, sunt proteinele normale ale zerului, denumite și proteine serice.

Lactoglobulina se găsește în cantitate foarte mică în laptele normal; în colastru proporția este mult mai mare. Lactoglobulina nu poate fi precipitată nici prin acțiunea acizilor și nici prin încălzire; separarea ei poate fi făcută numai prin tratare cu soluție saturată de sulfat de magneziu.

Substanțele azotate neproteice constituie un element foarte valoros al laptelui deoarece ele conțin circa 18 aminoacizi saturați și nesaturați. Pentru a înțelege mai bine acest lucru vom exemplifica câțiva aminoacizi în tabelul ce urmează:

Tabelul 7. Conținutul în aminoacizi al proteinelor din laptele de vacă

Sărurile minerale prezente în masa laptelui sunt în proporție de circa 0,7-0,8 % ca , fosfați cloruri și citrați de Ca, Na, K, Mg. În cantități mai mici putem găsi și S, Zn, Fe, Al, Cu ș.a. Aceste elemente se găsesc în următoarele procente:

clorura de sodiu………………..10,62%;

clorura de potasiu……………….9,16%;

fosfati de potasiu……………….21,99%;

fosfați de magneziu……………..3,71%;

fosfați de calciu…………………16,32%;

citrat de potasiu…………………..5,47%;

citrat de magneziu……………….4,05%;

citrat de calciu…………………..23,55%;

Sărurile minerale se găsesc în cea mai mare parte dizolvate ca molecule sau ioni și numai o mică parte sunt în stare coloidală, în special calciul și fosforul. Toate sărurile minerale prezente în lapte au un rol important fie din punct de vedere fiziologic, fie tehnologic la obținerea diferitelor produse lactate.

Conținutul în săruri minerale și raportul dintre acestea se menține aproape constant , încât variațiile ce apar indică cazuri de lapte anormal. De exemplu o cantitate de clorură de sodiu mai mare de 0,15% indică un lapte mamitos.

Calciul este elementul mineral cel mai important al laptelui, privind alimentația omului. Din punct de vedere tehnologic, un rol deosebit au de asemenea sărurile de calciu și fosfor, care participă la stabilizarea cazeinei în soluția coloidală și apoi în procesul de închegare a laptelui.

Prezența citratilor de calciu și magneziu, substanțe slab ionizate, joacă un rol important în timpul sterilizării laptelui concentrat, împiedicând coagularea cazeinei în timpul încălzirii. Ionii de calciu și de magneziu mai pot fi fixați și de către lactoză, contribuind astfel la absorbția acestor săruri de către organism. Citrații au importanța și în formarea aromei, în special la unt, fiind transformați prin fermentație în diacetil și acetil- metil- carbinol.

Laptele mai conține și mici cantitati de sulf în compoziția proteinelor, între 270 și 440 mg/l, prezența sa determinând apariția gustului de fiert a laptelui supus unei încălziri mai îndelungate.

Prezența microelementelor în lapte are o importanța deosebită și din acest punct de vedere se remarcă conținutul redus în special în fier și iod. Cantitatea crescută de fier, alături de cupru, indică un contact cu vase metalice necorespunzătoare în timpul mulgerii, colectării, precum și în procesul tehnologic, cu repercursiuni în obținerea unor produse de calitate.

Vitaminele. Laptele, fară a constitui o importantă sursă de vitamine, conține totuși, în cantități variabile, aproape toate vitaminele( mai puțin vitamina C ). Cantitatea de vitamine variază cu rasa, perioada de lactație și alimentația animalului și este influențată de modul de tratare a laptelui după mulgere.

În timpul prelucrării laptelui, prin smântânire vitaminele liposolubile se concentrează în smântâna și apoi trec în unt, iar vitaminele hidrosolubile le găsim prezente în laptele smântânit și în zară.

De asemenea, la coagularea laptelui cazeina antrenează partea grasă a laptelui și odată cu ea vitaminele liposolubile, iar zerul care se separă conține vitaminele hidrosolubile.

a) Vitaminele liposolubile prezente în lapte sunt vitamina A și D în cantități mai mari și în cantități mai mici vitaminele E și K.

Vitamina A joacă un rol important în lapte atât din punct de vedere fiziologic cât și tehnologic ca substanță naturală cu rol antioxidant. Cantitatea de vitamina A și mai ales de provitamina A ( β- carotenul ) este condiționată de rația de furajare, care trebuie să fie cât mai bogată în masa verde. O alimentație a animalului bazată în special pe furaj- siloz, iarna determină un conținut mai mic de β- caroten și astfel tendința de apariție a gustului de oxidat, defect frecvent întâlnit în astfel de cazuri.

Conținutul de carotenoide în lapte variază foarte mult, între 1,51 și 24,6 mg/l, determinând nuanța galbenă a laptelui, mai accentuată vara decat iarna.

Cantitatea de vitamina A din lapte variază de asemenea cu rasa animalului, anotimp și iradiere. Un litru de lapte conține în medie 40% din necesarul zilnic de vitamina A.

Vitamina D2 (antirahitică) și provitamina acesteia, ergosterolul, variază cantitativ în funcție de modul de hrănire a animalului, fiind în cantitate mai mare vara.

b) Vitaminele hidrosolubile din lapte sunt cele ale complexului B, în special vitaminele B1, B2 și PP.

Vitamina B1 (tiamina) se găsește în cantitate medie, reprezentând circa 75% din necesarul pentru un adult.

Vitamina B2 (riboflavina) se găsește în lapte în proporție de 0,10-0,12 mg % și poate acoperi circa 66% din necesarul zilnic. Vitamina B2 participă la procesele redox celulare, influențând procesele fermentative din lapte.

Vitamina PP (antipelagroasă) e conținută în lapte în proporție de 4-12 mg/l.

Enzimele din lapte provin fie din sânge, fie sunt secretate de anumite microorganisme. În lapte s-au pus în evidența circa 19 enzime, unele provenind din sânge, iar altele secretate de catre diferite microorganisme. Dintre aceste enzime fac parte: lipazele, fosfatazele, proteazele și oxireductazele ( catalaza, reductaza și lactoperoxidaza ), prezentând o importanța practică deosebită. Unele dintre enzime produc hidroliza grăsimilor sau a cazeinei ( lipaze și proteaze ), altele permit controlul calității microbiologice a laptelui ( reductaze ) sau controlul eficienței pasteurizării laptelui ( fosfataza și peroxidaza ).

Lipaza este secretată de glanda mamară și inactivarea sa impune un tratament termic la 32-37° C timp de 1-3 ore, urmată de o răcire rapidă și puternică. Activitatea sa, desfășurată la un pH = 8, duce la apariția unui gust amar, asociat cu un gust de săpun.

Proteazele provoacă coagularea laptelui dar și o hidroliză lentă a cazeinei. Fosfataza și peroxidaza permit controlul eficienței pasteurizării laptelui.

Reductaza este de natură microbiană, fiind secretată de bacteriile de contaminare. Acțiunea sa reducătoare permite aprecierea indirectă a calității igienice a laptelui.

Lactoperoxidaza este o enzimă de oxidare, care oxidează diferiți compuși prin intermediul descompunerii peroxizilor din care eliberează oxigen atomic.

Această enzimă este distrusă la o încălzire peste 85 grade , servind astfel pentru controlul eficienței pasteurizarii înalte ( proba peroxidazei ).

În lapte un rol important revine complexului fermento- vitaminic care, împreună cu alte substanțe, condiționează potentialul redox. Acționează enzimele oxidoreducătoare, alături de lactoflavina și tocoferoli, creând sistemul redox al laptelui, condiție esentială pentru dezvoltarea normală a bacteriilor lactice și desfășurarea procesului de acidifiere.

Glucidele sunt reprezentate în masa laptelui de către lactoză, care din punct de vedere chimic este un dizaharid format dintr-o moleculă de glucoză și o moleculă de galactoză.

Lactoza joacă un rol important în fabricarea produselor lactate, ea fiind elementul de bază în realizarea tipurilor de fermentații care folosesc la obținerea unor produse derivate din lapte.

Puterea sa de îndulcire este foarte slabă (0,27) de circa 2 ori mai mică decât a glucozei si de 4 ori mai mică decât a zaharozei.

Solubilitatea lactozei este de asemenea mai mică și variază în functie de starea sub care se găsește, hidratată sau anhidră. Lactoza cristalizată există sub 2 forme :

– lactoza hidratată

– lactoza anhidră; acesta fiind mai solubilă în apă, în momentul creșterii concentrației cristalizează în final, trecând tot în lactoză. Fenomenul are loc atât la fabricarea laptelui concentrat cu adaos de zahăr cât și în timpul refrigerării amestecului pentru înghetată. Pentru mărirea solubilitțtii se impune evitarea formării aspectului nisipos, datorat formării cristalelor mari de glucoză, a căror solubilitate este mai scăzută.

Prin încălzire îndelungată, începând chiar de la 70 grade, lactoza pierde apa de cristalizare, începe să se descompună apărând o ușoară culoare galbenă; la 120 grade eliminarea apei de cristalizare este considerată totală și dacă temperatura de încălzire crește la 170-180 grade începe formarea caramelului, substanța de culoare brună cu miros caracteristic. Fenomenul trebuie evitat, considerat ca defect în cazul fabricarii laptelui concentrat sau a celui praf.

Lactoza joacă un rol important în fabricarea produselor lactate. Ea este un zahăr fermentescibil și în funcție de tipul de microorganisme care acționează poate avea loc o fermentație lactică, propionică sau alcoolică. Substanțele,care iau naștere prin fermentație, contribuie la formarea caracteristicilor de gust și aroma specifice diferitelor produse lactate.

Substanța grasă din lapte este reprezentată de grăsimile propriu-zise, gliceride 98-99% și cantități reduse de lipide, precum fosfatidele 0,2-1% și steroli 0,25-0,40% etc. Grăsimea din lapte se găsește sub formă emulsionată, de culoare alb-gălbuie datorită prezenței pigmenților carotină și xantofilă.

Grăsimea este componentul din lapte care prezintă cele mai mari variații cantitative, în fincție de rasa animalului și de perioada de lactație. În lapte, grăsimea se găsește dub formă emulsionată, ca globule cu diamertul variind între 2 și 10 microni.

Gliceridele, în general mixte, conțin aproape toți acizii grași, unii cu activitate fiziologică foarte importantă, ceea ce sporește valoarea alimentară a produselor lactate. Mai frecvent sunt intalniți acizii grași saturați: butiric, capronic, caprilic, caprinic, lauric etc , pe langă care este prezent întotdeauna un acid gras nesatuat. Dintre acizii grași nesaturați ponderea cea mai mare o deține acidul oleic, circa 36%. Prezența diferiților acizi grași și proporția acestora determină valoarea unor indici caracteristici pentru grăsimea din laptele de vacă.

punctul de topire, mai scăzut decat a altor grasimi animale, se situează între 29-34 grade celsius;

punctul de solidificare între 18 si 23 grade;

densitatea grăsimii la 15 grade variază între 0,936 si 0,950;

indicele de saponificare variază în funcție de natura acizilor grași prezenti, permițând evaluarea medie a masei moleculare a acestora;

indicele de iod variază în funcție de conținutul de acizi grași nesaturați, crescând când acesta este mai mare;

indicele Reichert – Meissl caracterizează prezența în cantitate mai mare a acizilor grași cu masa moleculară mică ( butiric, caprilic, capronic );

indicele Polenske caracterizează prezența acizilor grași cu masă moleculară mică( caprilic, caprinic, lauric )

Gliceridele din lapte sunt descompuse prin hidroliza enzimatica in glicerina si acizi grasi liberi; enzimele lipaze pot proveni din lapte,dar de cele mai multe ori sunt de natura microbiene. In urma activitatii lipazelor creste aciditatea grasimii, ceea ce denota inceputul procesului de rancezire.

Sterolii din lapte se gasesc în cantitate destul de mică, sub forma de colesterol între 0,07 si 0,4% și urme de ergosterol. Rolul acestora este însă foarte important din punct de vedere fiziologic, contribuind la formarea vitaminei D, a acizilor biliari și a hormonilor sexuali. Transformarea lor in vitamina D2 ( antirahitică ) au loc în corpul uman, în piele, dar se poate efectua și direct în lapte, dacă acesta este supus acțiunii razelor ultra- violete.

Fosfatidele ( fosfolipidele ) au rol important în formarea globulelor de grăsime, intrând într- o proporție însemnată în compoziția membranei lipoproteice. Fosfolipidele fiind substanțe hidrofile, realizează o legătură între faza grasă și cea apoasă a laptelui, stabilizând globulele de grăsime.

Valoarea nutritivă a fosfatidelor este foarte ridicată și datorită conținutului lor în fosfor. Dintre acestea în cantitatea cea mai mare este prezentă lecitina, considerată cel mai bun emulgator și stabilizator pentru grăsimea din lapte. Conținutul de lecitină în laptele de vacă integral este de 0,03- 0,04% și crește în smântână și unt, deoarece în timpul smântânirii laptelui este antrenatâ in faza grasă.

Lecitina poate fi și ea hidrolizată pe cale enzimatică și apoi prin oxidare se eliberează trimetilamina, substanța responsabilă pentru apariția gustului neplacut de pește, care se întalneste mai des la unt, dar și la laptele praf cu o umiditate prea crescută.

Gazele sunt reprezentate de CO2, care după mulgere reprezintă circa 10% din volum. Această proporție scade în urma agitării și a aerării, dar în aceste condiții crește conținutul de N și O2. Azotul nu influențează procesele ce au loc în masa laptelui, dar cantități ridicate de O2 pot duce la apariția unor procese oxidative urmate de o deteriorare a gustului.

2.4.1.1.2. Compoziția microbiologică a laptelui

Laptele, prin compoziția sa chimică, este un mediu propice pentru dezvoltarea tuturor tipurilor de microorganisme: bacterii, drojdii și mucegaiuri. Imediat după mulgere, laptele prezintă anumite proprietăți bactericide determinate de prezența unor inhibitori, anticorpi, dezvoltarea bacteriilor fiind frânată.

Totuși condițiile improprii de obținere și prelucrare a laptelui pot conduce la o infestare microbiană ce determină o deteriorare a calității laptelui.

Unele microorganisme sunt utilizate în procesele tehnologice de prelucrare a laptelui. Din această categorie putem exemplifica bacteriile lactice (Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus ,Streptococcus termophilus, Streptococcus cremoris ș.a.). Alte specii de microorganisme pot fi dăunătoare, de exemplu: bacterii coliforme, proteolitice.

Bacteriile coliforme. Aceste bacterii, denumite și bacterii intestinale sunt cele mai reprezentative bacterii de infecție din lapte.

Grupa coli- aerogenes sunt bacterii gram-negative, deosebindu-se astfel de bacteriile lactice. Speciile importante sunt Aerobacter aerogenes, care provine din pământ sau de pe furaje și Escherichia coli de origine fecală, unele tipuri fiind chiar patogene pentru om.

Bacteriile coliforme au dezvoltare foarte rapidă, chiar la variații mari de temperatură, încât pot depăși în creștere bacteriile lactice. În acest caz produc fermentatii nedorite, cu formare de gaze și imprimă gust neplăcut produselor lactate. Aceste bacterii sunt distruse ușor prin pasteurizare, nefiind sporulate, încât un tratament termic bine aplicat este eficace pentru înlăturarea lor; de asemenea folosirea culturilor selecționate de bacterii lactice, acționând acidifiant, le frânează dezvoltarea.

Bacteriile proteolitice. Sunt bacterii de putrefacție, care au, în general, o acțiune alcalinizantă asupra laptelui; ele atacă proteinele, provocând o hidroliză înaintată până la formare de amoniac.

Dintre bacteriile proteolitice fac parte atât specii nesporulate ( Bacterium fluorescens liquefaciens, bacterium vulgaris ), putând fi înlăturate prin pasteurizare, dar și specii sporulate ( Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus ), care produc așa numita coagulare cazeoasă a laptelui pasteurizat.

Bacteriile butirice. Activitatea lor fermentativă este însoțită de formarea de gaze, alături de acidul butiric, care imprimă gust și miros neplăcut.

Aceste bacterii, reprezentate prin specii ca Clostridium butiricum si Clostridium sporogenes sunt îndeosebi dăunătoare la fabricarea brânzeturilor unde produc defectul de balonare. Sursa principală de contaminare o constituie nutrețurile însizolate de proastă calitate și fiind bacterii sporulate nu pot fi distruse prin pasteurizare.

Drojdiile. Provenind din aer, drojdiile se găsesc în mod frecvent în lapte; acțiune specifică au acele care pot fermenta lactoza.

Provocând fermentații gazoase și gusturi neplăcute, pot avea acțiune dăunătoare asupra smântânii și a cașului proaspăt- sau în laptele concentrat cu zahar. Exceptie fac speciile selecționate pentru a fi folosite la fabricarea chefirului, în simbioză cu bacteriile lactic.

Mucegaiurile. În afară de unele specii folosite sub formă de culturi pure la fabricarea branzeturilor, mucegaiurile au acțiune dăunătoare. Ele se găsesc în lapte accidental, sub formă de spori proveniți din aer și se dezvoltă apoi pe produsele lactate mai vechi, când sunt puternic acidifiante.

Din mucegaiuri cel mai des întâlnit este Oidium lactis denumit si mucegaiul laptelui, care se dezvoltă formând o peliculă catifelată alb- gălbuie. De asemenea, mucegăirea la unt și brânzeturi păstrate necorespunzator poate fi produsă de Penicillium glancum, Aspergillus niger sau Mucor mucedo, care formează coloniile caracteristice de culoare verde sau neagră la suprafața produselor, dar și în interior dacă acestea prezintă goluri.

Microorganisme patogene. Deosebit de periculoase pentru sănătatea consumatorilor sunt microorganismele patogene, care pot proveni de la animale producătoare de lapte sau sunt introduse din mediul înconjurător, în timpul mulgerii sau manipulării laptelui.

Bolile care se transmit prin lapte pot fi provocate de:

microorganisme de la animalul bolnav de tuberculoză, brucelozaă mastită, febra aftoasă, antrax, hepatită infecțioasă etc.;

microorganisme vehiculate de la oamenii bolnavi care manipulează laptele, ca: bacteriile tifosului, dizenteriei și alți agenți ai bolilor gastro- intestinale.

Cu scopul de a evita consumul de lapte provenit de la animalele bolnave se impune un control sanitaro- veterinar riguros și periodic, iar dacă este cazul se recomandă folosirea laptelui după o prealabilă pasteurizare eficientă.

Contaminarea laptelui după muls cu germeni patogeni, proveniți de la oamenii bolnavi, se poate face prin apele sau aerul infectat cu secrețiile acestora sau de pe mâinile lor. Singura modalitate de a preveni raspândirea acestor boli constă în respectarea măsurilor de igienă la locul de producție și efectuarea controlului medical periodic al personalului muncitor, pentru a elimina eventualii purtători de germeni.

Bacteriofagii. Microflora laptelui este caracterizată uneori și prin prezența bacteriofagilor , viruși paraziți care invadează celula bacteriană, distrugând-o.

Bacterioafagii se găsesc în cantități mari în materiile fecale, în apele de canal și prin lipsa de igienă pot infecta apoi laptele. Contaminarea se face prin aer sau contactul direct cu obiectele infectate.

Apariția infecțiilor cu bacteriofagi în unitățile de producție provoacă mari pagube, bacteriile lactice fiind foarte sensibile la acțiunea lor. Bacteriofagii se pot găsi uneori în laptele folosit ca materie primă, dar de cele mai multe ori infectează culturile selecționate folosite în producție prin anumite celule purtătoare de fagi.

2.4.1.1.3. Proprietățile fizico-chimice ale laptelui

Structura și compoziția chimică a laptelui de vacă se reflectă în anumite proprietăți fizico-chimice caracteristice, care, prin determinarea lor, permit efectuarea controlului calității acestuia.

a) Densitatea laptelui este influențată de conținutul în substanță uscată, dar și de raportul care există între partea grasă și negrasă; ea variază foarte puțin cu rasa, vârsta sau hrana animalului. Densitatea crește cu cât conținutul în substanță uscată negrasă este mai mare, deoarece principalii componenți (proteinele și lactoza) au greutăți specifice mai mari decât unitatea și scade, variind invers proporțional cu creșterea conținutului de grăsime. Densitatea laptelui este cuprinsă între 1029 kg/m3 și 1033kg/ m3. Densitatea crește cu cât conținutul în substanța uscată negrasă este mai mare, deoarece principalii componenți ai acesteia are greutăti specifice mai mari decât unitatea: proteinele ( 1,346 ) și lactoza ( 1,666 ). Densitatea însă scade, variind invers proporțional cu creșterea conținutului de grăsime, deoarece acesta are o greutate specifică mai mică decât 1 ( 0,935- 0,944 g/m3).

Densitatea laptelui variază imediat după mulgere. Inițial densitatea laptelui este influențată de prezența unei cantităti mai mari de gaze, încât timp de o oră se obțin cele mai mici valori. De asemenea, răcirea sau încălzirea bruscă a laptelui, pentru a-l aduce la 20 grade, determină variațiuni mult mai mari de densităti decat cele corespunzatoare temperaturii respective; aceasta se explică prin faptul că este necesar un oarecare timp până ce grăsimea iși modifică starea fizică adaptându-se la condiții noi de temperatură.

Laptele integral, cu un conținut mai ridicat de grăsime, are normal densitatea sub 1,030 g/m3. Prin smântânire, ca urmare a extragerii unei părti mai mici sau mai mari de grăsime, densitatea laptelui crește la 1,032-1,034 g/m3.

Cunoașterea densității prezintă o deosebită importanță, atât pentru depistarea eventualelor falsificări prin diluare a laptelui ( adăugarea a 10% apă face să scadă densitatea cu circa 0,003 ), cât și pentru a putea stabili prin calcul; conținutul de substanță uscată, pe baza relației dintre valoarea densității și procentul de grăsime.

S.U. = unde:

G = conținutul de grăsime din lapte, %;

D = densitatea laptelui la 20 grade, exprimată în grade de densitate.

b) Vâscozitatea este proprietatea inversă fluidității, exprimând frecarea internă a particulelor unui lichid care curge. Vâscozitatea este influențată de: compoziția chimică, stadiul de diviziune al globulelor de grăsime (vâscozitatea crește datorită omogenizării), starea de hidratare a proteinelor (crește vâscozitatea), variații bruște de temperatură prin încălzire sau răcire (măresc vâscozitatea).

Vâscozitatea absolută a laptelui se exprimă în centipoise și variază între 1,72 și 2 (la 20°C); este socotită pentru laptele integral egal cu 2, iar pentru laptele smântânit 1,8. Joacă un rol important în procesul de smântânire, prin rezistența pe care o opune ridicării în suprafață a globulelor de grăsime în timpul centrifugării.

c) Căldura specifică reprezintă numărul de calorii necesare pentru a ridica cu un grad temperatura unui gram de substanță. Căldura specifică a laptelui este de 0,92-0,93 cal/g °C. Cunoașterea căldurii specifice a laptelui e de mare importanță în calculul schimbătoarelor căldură pentru încălzire sau refrigerare.

d) Indicele de refracție oferă informații prețioase asupra substanțelor ce se găsesc dizolvate în lapte. Este în medie egal cu 1,35.

e) Punctul de fierbere. La presiune normală 760 mmcol Hg, laptele fierbe la temperatura de 100,2° C.

f) Punctul de congelare. Laptele congelează la temperatura de -0,555°C, constantă de cea mai mare importanță. O valoare mai mică a punctului de congelare denotă un adaos de apă.

g) pH-ul arată concentrația în ioni de hidrogen a laptelui, adică aciditatea activă a mediului. Laptele de vacă normal se prezintă ca un lichid cu reacție slab acidă, pH-ul oscilând în limitele 6,6-6,8. Laptele prezintă proprietăți amfotere-tampon, datorită prezenței substanțelor proteice și a anumitor săruri minerale (fosfați, citrați).

h) Aciditatea totală (aciditatea titrabilă). Aceasta se stabilește prin titrare cu o soluție alcalină de hidroxid de sodiu, în prezența indicatorului fenolftaleină, exprimându-se în grade de aciditate. Laptele proaspăt muls are o aciditate de 16-18°T. În timpul păstrării, aciditatea laptelui crește, în special, datorită acidului lactic care se formează prin fermentarea lactozei de către bacteriile lactice.

2.4.1.1.4. Proprietăți organoleptice ale laptelui

Aspect-culoare: laptele de vacă trebuie să se prezinte ca un lichid opac, cu consistență normală și culoare alb-gălbuie (colorație gălbuie datorită conținutului mare de grăsime și prezenței pigmenților carotenoizi din anumite furaje); culorile anormale de roz, roșu, albastru ,galben sunt rezultatul dezvoltării unor microorganisme de infecție care secretă pigmenții caracteristici;

Gust-miros: laptele proaspăt trebuie să aibă un gust dulceag și aromă plăcută specifică, dar foarte puțin pronunțată. Laptele împrumută ușor mirosuri străine din mediul înconjurător, dacă mulsul nu s-a făcut în condiții igienice. Anumite mirosuri străine pot proveni de la unele nutrețuri ca : trifoi, rădăcinoase, varză, etc. Prin păstrare , laptele capătă miros și gust acrișor, cu atât mai intens cu cât este mai vechi, de asemenea laptele mai poate prezenta miros și gust de rânced, de seu, datorită oxidării grăsimii, ceea ce face ca laptele să fie impropriu prelucrării în vederea obținerii laptelui praf instant.

Producția și compoziția chimică a laptelui sunt supuse variațiilor între anumite limite, sub influența următorilor factori și condiții:

rasa: rasele de vaci se deosebesc prin cantitatea de lapte pe care o produc cât și prin compoziția laptelui;

individualitatea și selecția;

vârsta;

perioada de lactație;

mulsul și intervalul între mulsori;

mișcarea și munca;

temperatura exterioară;

folosirea substanțelor medicamentoase;

alimentația ș.a.

2.4.1.1.5. Controlul calității laptelui

La recepția calitativă a laptelui se urmărește verificarea proprietăților organoleptice, fizico-chimice și microbiologice, care trebuie să corespundă normelor stabilite pentru a permite prelucrarea industrială a acestuia.

Luarea probelor

Probele de lapte pentru analiză se iau conform indicațiilor prevăzute în STAS 9535-74. Înainte de luarea probelor, laptele trebuie bine amestecat, deoarece în timpul transportului grăsimea se poate stratifica la suprafață. Omogenizarea laptelui se face folosind agitatoare manuale sau mecanice.

Analizele trebuie efectuate în cel mai scurt timp posibil, probele fiind păstrate până atunci la o temperatură de 0-5°C.

Analiza organoleptică

Proprietățile organoleptice ale laptelui se determină conform instrucțiunilor prevăzute în STAS 6345-74; examenul organoleptic se efectuează în ordinea următoare: aspect și consistență, culoare, gust și miros.

Aspectul și culoarea – se examinează dacă laptele este omogen, opac și fără corpuri străine vizibile în suspensie. De asemenea se examinează dacă laptele are culoarea albă cu o ușoară nuanță gălbuie.

Aspectul se analizează turnând laptele dintr-un vas într-altul, folosind pentru aceasta cilindri de sticlă incoloră. Se observă dacă laptele este omogen, fără sediment și dacă curge ușor, normal, fără să formeze o vână groasă, defect cunoscut sub numele de lapte gros.

Culoarea se observă la lumina directă a zilei. Laptele normal are culoare alb-mat, iar dacă conține o cantitate mai mare de grăsime, culoarea este albă-gălbuie, uniformă.

Gustul se apreciază la temperatura normală de 15-20° C și trebuie să fie plăcut, dulceag, caracteristic laptelui proaspăt.

Mirosul se apreciază după ce laptele este încălzit la 50-60° C, când mirosurile străine pot fi sesizate mai ușor, fiind mai puternice. Laptele normal, proaspăt are un miros slab caracteristic, iar dacă este acidifiat, mirosul este acrișor, specific.

Consistența laptelui. Acesta trebuie să aibă o consistență fluidă. Consistența laptelui se apreciază prin transvazarea laptelui dintr-un vas în altul.

Analiza fizico-chimică

Analiza fizico-chimică a laptelui cuprinde, în mod curent, determinările gradului de impurificare, a densității și acidității, precum și a conținutului de grăsime.

Determinarea gradului de impurificare. Gradul de impurificare al laptelui se determină prin filtrare, folosind pentru aceasta lacrofiltrul. Lactofiltrul este format dintr-o butelie de sticlă sau de metal fără fund, la gura căreia se fixează o sită metalică pe care se așează materialul filtrant-o rondela specială din vată sau pâslă. În vasul lactofiltrului se toarnă 250 ml lapte și, după filtrare, se desface sita metalică, se scoate rondela, care se usucă la aer și se compară cu etaloanele standard.

Determinarea densității. Densitatea reprezintă masa unității de volum la 20°C, exprimată în g/cm3 și se determină la lapte prin metoda aerometrică (STAS 6347-73).

Înainte de analiză, proba de lapte se aduce la 20°C și se omogenizează bine prin efectuarea a 8-10 răsturnări, cu precauție pentru a nu se forma spumă.

Pentru determinarea densității sunt necesare următoarele:

termolactodensimetru;

cilindru de sticlă de 250 ml.

Determinarea pH-ului. Măsurarea precisă a pH-ului la lapte se face prin metoda electrolitică, folosind un sistem de electrozi alcătuit dintr-un electrod de sticlă și un electrod de comparație. Se poate utiliza pH-metrul de laborator, iar ca soluții tampon standard:

– soluție tampon cu pH = 6,88: fosfat monoacid de potasiu 0,025 M și fosfat diacid de sodiu 0,025 M;

– soluție tampon cu pH = 4,00: ftalat acid de potasiu 0,05 M.

Determinarea acidității. Aciditatea laptelui poate fi apreciată rapid prin anumite reacții calitative (proba fierberii, cu alcool), cu scopul stabilirii prospețimii, iar cantitativ prin metoda titrării (STAS 6353-68).

Aciditatea se exprimă, la noi, în grade Thorner (°T) și reprezintă numărul de mililitri soluție hidroxid de sodiu 0,1 n necesar pentru neutralizarea a 100 ml lapte. Exprimarea acidității mai poate fi făcută în: grade Soxhlet-Henkel (°SH) și grade Dornic (°D).

Determinarea conținutului de grăsime. Conținutul de grăsime din lapte se determină în mod frecvent prin proba butirometrică (STAS 6352-73). Separarea grăsimii în butirometru se realizează prin centrifugare, în prezența alcoolului izoamilic, după ce a avut loc dizolvarea substanțelor proteice sub acțiunea acidului sulfuric.

Determinarea titrului proteic. Conținutul în proteine poate fi determinat printr-o metodă rapidă (STAS 6355-73), tratând laptele cu aldehidă formică care blochează grupările aminice ale proteinelor, iar grupările carboxilice libere pot fi titrate cu soluție de hidroxid de sodiu 0,143 n, având astfel rezultatul exprimat direct în procente.

Analiza microbiologică

Din punct de vedere microbiologic, controlul calității laptelui se referă, în general, la următoarele determinări: numărul total de germeni și de bacterii coliforme, identificarea laptelui mastitic și testul de reducere.

Determinarea numărului total de germeni. Metoda permite aprecierea gradului de contaminare al produsului, prin însămânțări pe medii nutritive solide și numărarea coloniilor rezultate.

Determinarea numărului probabil de bacterii coliforme și de Escherichia coli. Gradul de contaminare al laptelui cu aceste bacterii se poate determina prin însămânțări pe medii speciale, evidențiind puterea lor fermentativă:

-bacteriile coliforme fermentează lactoza la 37°C, cu producere de gaze;

-Escherichia coli fermentează lactoza la 44°C, cu producere de gaze și formare de indol.

Proba reductazei. Această determinare permite să se stabilească în mod indirect gradul de contaminare, prin măsurarea activității reducătoare a laptelui, determinată de prezența bacteriilor.

Identificarea laptelui mastitic (metoda cu reactiv CMT). Se poate depista laptele mastitic, determinând în mod indirect conținutul anormal de leucocite.

Controlul falsificărilor

Principalele falsificări ale laptelui sunt:

diluarea laptelui;

smântânirea parțială sau adăugarea de lapte smântânit;

adăugare de lapte praf reconstituit;

adăugare de lapte provenit de la alte specii de animale;

adăugare de substanțe neutralizante;

adăugarea de îngrășăminte chimice.

Determinarea gradului de diluare a laptelui. Pentru a aprecia gradul de diluare a laptelui se poate determina substanța uscată negrasă sau densitatea laptelui smântânit.

Metoda bazată pe determinare a substanței uscate negrase. Substanța uscată negrasă se obține scăzând din substanța uscată totală conținutul de grăsime al laptelui. Când conținutul de grăsime al probei analizate este mai mic decât al probei luate la grajd, se presupune că laptele a fost falsificat.

Determinarea smântânii parțiale sau a adăugării de lapte smântânit. Falsificarea se pune în evidență mai greu, deoarece conținutul de grăsime poate prezenta în mod natural variații mari. Se consideră falsificare când reducerea, între conținutul de grăsime determinat și procentul mediu de grăsime al laptelui colectat din zona respectivă este de 0,04-0,5%.

Identificarea adaosului de lapte de capră. Identificarea se bazează pe proprietatea cazeinei din laptele de capră de a fi insolubilă într-o soluție de amoniac 25%.

Identificarea adaosului de lapte praf reconstituit. Metoda se bazează pe reacția față de o soluție de resazurină-amoniac în aldehidă formică, la un adaos de lapte praf în proporție de minimum 10%.

Identificarea substanțelor neutralizante

Proba fierberii. La fierbere îndelungată, laptele care conține bicarbonat de sodiu își modifică proprietățile organoleptice, astfel:

culoarea devine brună;

gust neplăcut de săpun (datorită saponificării grăsimilor).

Reacția nu este evidentă decât la cantități mai mari de substanță adăugată.

Metoda cu indicatori de pH. Laptele proaspăt, cu aciditate de 18-19°T, dă o anumită colorație în prezența indicatorilor cu domeniul de viraj în limitele de pH = 6,5-6,7. În cazul când colorația este modificată, laptele conține substanțe neutralizante.

Metoda cu reactiv Nessler. Metoda permite depistarea laptelui impurificat cu carbonat sau bicarbonat de amoniu, prin metoda colorimetrică, dozând amoniacul cu reactiv Nessler.

Metoda Hunkár. Metoda se bazează pe modificarea capacității tampon a sărurilor minerale, datorită acidifierii și apoi a reducerii acidității și permite a se aprecia numărul de °T cu care a fost redusă aciditatea laptelui prin adaos de substanțe neutralizante.

Identificare azotaților. Laptele impurificat cu îngrășăminte chimice (azotat de amoniu, nitrocalcar etc.) conține azotați, care pot fi identificați printr-o reacție colorimetrică folosind ca reactiv difenilamina.

Se observă reacția colorimetrică, interpretând astfel rezultatul:

colorație roz-gălbuie, lapte normal neimpurificat;

colorație albastru închis după 2-3 min, lapte impurificat (reacția de culoare persistă circa 10 min).

Sensibilitatea metodei este de 25 mg/l lapte pentru azotat de amoniu și 30 mg/l lapte pentru nitrocalcar.

2.4.1.1.6. Defecte ale laptelui care pot interveni în procesul tehnologic de prelucrare. Posibilități de recondiționare și folosire.

În masa laptelui pot apărea anumite modificări ale proprietăților sale organoleptice sau/și fizico-chimice, numite defecte, atât la mulgere cât și în timpul prelucrării în vederea obținerii produsului finit. Aceste modificări pot duce la imposibilitatea folosirii directe a laptelui sau/și la apariția unor probleme în fluxul tehnologic.

Originea acestor defecte poate fi atât în hrana animalelor, modul de îngrijire a acestora sau/și condițiile existente în momentul mulgerii, cât și în manipularea greșită a laptelui în procesul tehnologic.

Pentru a cunoaște defectele ce pot apărea cât și sursa și modul de combatere, de prevenire a lor, vom enumera câteva dintre ele:

a) laptele murdar, defect observat prin apariția unor impurități la suprafața laptelui sau de murdărie pe filtru, este cauzat de condițiile incorecte de mulgere și păstrare a laptelui, de o neigienizare corespunzătoare a grajdului;

b) formarea de flocoane, urme de sânge, denotă un lapte cu sânge, fapt ce rezultă în urma unor boli ale ugerului sau a unor hemoragii, mai ales după fătare. În acest caz se recomandă un control mai atent al sănătății animalelor.

c) o infecție a laptelui cu anumite bacterii care secretă pigmenți duce la apariția unei colorații în roșu a laptelui, defect denumit lapte roșu sau a unei colorații albastre la suprafață ce se accentuează prin păstrare, defect ce poartă denumirea de lapte albastru. Apariția acestor modificări se poate preveni prin efectuarea unei spălări și dezinfecții a utilajelor.

d) dacă la laptele proaspăt muls observăm un miros de grajd datorat folosirii unui grajd murdar, neaerisit sau pregătirii hranei în timpul mulsului, atunci se impune o respectare a programului de grajd, o igienizare corespunzătoare a animalului și a grajdului și scoaterea imediat după muls a laptelui din grajd.

e) gustul de furaje, diferit, după felul nutrețului folosit, apare mai ales în laptele proaspăt datorită hrănirii animalului cu furaje necorespunzătoare, defect ce se poate preveni prin schimbarea hranei animalelor.

f) laptele colostral sau din ultima perioadă de lactație prezintă un gust sărat imediat după muls. Ca măsură de prevenire se recomandă mulsul separat a laptelui din ultima perioadă de lactație și cel colostral.

g) gustul acru, amar, străin nu se observă decât în timpul păstrării, ca rezultat al descompunerii diferitelor componente ale laptelui. Astfel, lactoza, prin descompunere conferă laptelui un gust acru, proteinele-amar, rău mirositor, iar grăsimea, prin descompunere conferă laptelui un gust de rânced, săpunos. Acest defect impune spălarea și dezinfectarea corectă a utilajelor și răcirea și păstrarea la rece a laptelui.

h) un conținut prea ridicat în cupru și fier determină apariția unui gust metalic ce se accentuează în timpul păstrării. Sursa de proveniență a acestei modificări a gustului laptelui o constituie folosirea de vase necorespunzătoare, încât se recomandă folosirea aluminiului și a oțelului inoxidabil.

i) laptele filant este un lapte vâscos datorită infecției cu anumite bacterii. Se poate preveni prin spălarea și dezinfectarea utilajelor.

j) numărul mare de microorganisme, infecția masivă sau neîmpiedicarea dezvoltării lor duce la reducerea conservabilității laptelui, defect ce se manifestă printr-o creștere rapidă a acidității, iar laptele se coagulează la fierbere. În acest caz se recomandă o spălare și dezinfectare corespunzătoare a utilajelor, iar laptele trebuie răcit și păstrat la rece.

Aceste modificări ale proprietăților organoleptice și fizico-chimice ale laptelui pot fi cauzate, de asemenea, de unele falsificări cu scopul de a mări câștigul sau de a ascunde anumite defecte.

De obicei, se recurge la adăugarea în lapte a unei anumite cantități de apă sau la extragerea unei părți de grăsime, fapt ce se observă prin modificarea densității.

Mai grave sunt acele falsificări care se realizează cu scopul de a ascunde anumite defecte ale laptelui, falsificări ce conduc la obținerea unui lapte periculos pentru alimentația omului. De exemplu, pentru a masca acidifierea laptelui și a împiedica precipitarea cazeinei se folosesc substanțe neutralizante, precum carbonatul sau bicarbonatul de sodiu. Aceste substanțe duc la o modificare a pH-ului, favorizând astfel dezvoltarea bacteriilor proteolitice, fapt care determină formarea unor substanțe toxice în lapte.

2.4.1.1.7. Procedee chimice de igienizare a laptelui

Aceste procedee se bazează pe proprietățile bacteriostatice și bactericide ale unor compuși chimici. Ele au fost elaborate în scopul evitării unor modificări nedorite în compoziția laptelui, intervenite în urma procedeelor termice.

Posibilitățile privind igienizarea laptelui pe cale chimică sunt limitate datorită caracterului toxic al majorității antisepticelor, astfel încât în practică se aplică numai tratarea laptelui cu perhidrol (procedeul POK-peroxicatalazic).

Igienizarea laptelui prin procedeul peroxicatalazic (POK)

Principiul metodei se bazează pe acțiunea vătămătoare exercitată asupra microorganismelor, de către apa oxigenată adăugată în proporție redusă în lapte. Acțiunea bactericidă și bacteriostatică a perhidrolului se exercită în special asupra microorganismelor anaerobe (sporulate și nesporulate) care nu secretă catalază.

S-a constatat că eficiența bactericidă a perhidrolului crește cu temperatura, atingând un maximum la circa 55° C.

Doza de perhidrol adăugată în lapte depinde de efectul germicid urmărit, respectiv destinația laptelui tratat.

Principalele avantaje ale procedeului POK constau în faptul că are o acțiune selectivă asupra microorganismelor, distrugând pe cele anaerobe și menajând pe cele lactice, menține în stare activă enzimele din lapte.

Trebuie să se țină însă seama și de faptul că tratamentul cu perhidrol duce la prelungirea duratei de prelucrare și la ridicarea costurilor de producție.

2.4.1.2. Culturile selecționate de bacterii lactice

Fabricarea diferitelor produse produse lactate, în majoritatea cazurilor este condiționată de cantitatea și calitatea microflorei prezente, care prin acțiunea ei determină acele procese biochimice în urma cărora rezultă propiretățile caracteristice proprii produsului. În primul rând, prin fermentația lactică se asigură gradul de aciditate necesar produselor lactate dietetice.

Din punct de vedere tehnologic, folosirea rațională a proceselor microbiologice este asigurată prin utilizarea diferitelor culturi selecționate cu care însămânțat laptele după pasteurizare.

Culturile pure selecționate sunt preparate de către laboratoare specializate și sunt livrate sub formă lichidă sau uscată.

Culturile lichide sunt mai active, dar sunt greu de transportat și pot fi păstrate la temperaturi joase maximum 10 zile.

Culturile uscate cele mai bune sunt cele liofizate obținute prin uscare la temperaturi scăzute, procedeu ce afectează cel mai puțin celula microbiană. Aceste culturi se livrează în fiole ermetic închise sub vid sau din care aerul a fost scos și înlocuit cu un gaz inert (azot sau doixid de carbon).

Tehnica generală de preparare a culturilor în fabrică

Prepararea culturilor în fabrică este efectuată de către persoana cu pregătire tehnică specială, respectând anumite condiții de lucru.

a) Condițiile de calitate pentru laptele folosit la prepararea culturilor

Laptele folosit la prepararea culturilor trebuie să fie de cea mai bună calitate, îndeplinind următoarele condiții :

trebuie să fie proaspăt, să provină de la animale sănătoase;

aciditatea să fie maximum 18˚T;

densitatea minimum 1,029 g/m3;

să nu conțină impurități mecanice;

nu trebuie să aibă gusturi și mirosuri străine;

nu trebuie să conțină flocoane de cazeină;

nu trebuie să conțină substanțe inhibitoare.

b) Condițiile de calitate

Pentru a asigura o igienă perfectă, la prepararea culturilor se impun următoarele cerințe:

prepararea culturilor se face într-o țncăpere specială izolată de secțiile de fabricație;

vasele, ustensilele și aparatura vor fi din inox sau sticlă și se sterilizează țnainte de utilizare;

pentru însămânțări se folosește lapte pasteurizat la 90-95˚C, timp de 30 min; este mai bine să se folosească lapte smântânit pentru a se evita formarea stratului de grăsime la suprafața culturii.

Tehnica preparării culturilor în fabrică cuprinde reactivarea culturii liofizate, obtinerea culturilor de laborator și obținerea culturilor de producție.

c) Reactivarea culturii liofilizate

Pentru a restabili vitalitatea bacteriilor din cultura uscată, este necesar a se efectua o însămânțare pe lapte. Laptele astfel însămânțat se termostatează la temperatura indicată. O cultură selecționată poate fi folosită atâta timp cât nu prezintă semne de degenerare : întârziere la coagulare, aciditate scăzută.

Maiaua mamă (primară). Laptele smântânit se fierbe timp de 10-15 min în aparate speciale (microfermentatoare) și apoi se răcește la temperatura de însămânțare. Se toarnă în vas conținutul unei fiole cu cultură uscată. Laptele bine amestecat se lasă să fermenteze la temperatura de 28-30˚C pentru maiele conținând streptococi lactici și la 37-42˚C pentru cele în a căror compoziție intră tremobacterii. După coagularea laptelui, vasul cu maia se depozitează la rece până la folosire.

Maiaua secundară se prepară din maiaua mamă. Cu ajutorul unei linguri sterile se îndepărteză stratul de la suprafață și după aceea maiaua mamă se amestecă până la obținerea unei consistențe uniforme și se toarnă în anumite proporții și se toarnă în anumite proporții în laptele fiert și răcit.

Maiaua terțiară este reînsămânțată în aceleași condiții ,urmând apoi fermentarea. Cantitatea de maia de producție se calculează cu 50% mai mult decât este necesar pentru laptele ce se prelucrează.

Maiaua de producție se prepară din maiaua secundară sau cea terțiară în aparate speciale. Însămânțarea laptelui cu maia se face într-o anumită proporție, care este specifică fiecărui produs.

Controlul calității culturilor

Calitatea culturilor de laborator și de producție trebuie controlată permanent prin examen organoleptic, microbiologic și chimic.

a)Examenul organoleptic.

Controlul se face după coagulare și păstrare la rece, ananlizând întâi aspectul coagulului.

Coagulul trebuie să fie compact, cu slabă eliminare de zer; nu se admite coagul neomogen cu separarea unei cantități mari de zer.

Consistența trebuie să fie în general cremoasă.

Gustul și aroma trebuie să fie bine pronunțate, asfel ca să caracterizeze cultura respectivă.

b)Controlul microbiologic.

Puritatea microbiologică a culturii se determină prin examinarea la microscop a frotiurilor colorate cu albastru de metilen. Se controlează eventuala prezență a drojdiilor, mucegaiurilor sau alte microorganisme de infecție după tehnica cunoscută.

c)Controlul chimic.

Dintre determinările chimice mai importante sut stabilirea acidității finale (100-120˚T) și cunoașterea modului de creștere a acesteia. Determinarea puterii de acidifiere se face prin stabilirea gradului de aciditate din oră în oră și a acidității finale.

Defectele culturilor.

Activitatea necorespunzătoare a unor culturi în producție se datorește fie folosirii unui lapte de calitate proastă, fie condițiilor de preparare, când cultura inițială a fost bine selecționată.

Aciditatea redusă apare fie în urma termostatării la o temperatură mai joasă decât cea indicată, fie prin însămânțare cu o cantitate prea mică de cultură.

Aciditatea mărită apare ca urmare a unei însămânțări cu o cantitate prea mare de culură, la o termostatare prelungită sau la o temperatură superioară celei indicate.

Coagularea întârziată, însoțită de o acidifiere lentă, este cauzată de prezența în lapte a unor factori inhibitori : antibiotici sau bacteriofagi.

Defecte de gust pot apare în urma dezvoltării unei microflore nedorite.

Gustul amar denotă acțiunea unor bacterii proteolitice sau bacterii sporogene;

Gustul metalic este un defect datorat contactului cu vase metalice, dar poate apărea și în urma dezvoltării prea abundente a bacteriilor aromatizante;

Gustul leșietic arată prezența lui Str. Lactis var.maltigenes.

Caracteristicile materiilor auxiliare

În sectorul industrializării laptelui, pe lângă materia primă de bază se mai folosesc o serie de produse și materiale care participă direct sau indirect la obținerea și desfacerea laptelui și produselor lactate destinate consumului uman.

2.4.1.3. [NUME_REDACTAT] este unul dintre alimentele cele mai importante și răspândite. Folosirea sa în hrana oamenilor se bazează pe proprietatea de a fi dulce și de a avea o valoare alimentară mare.

Produsele preparate cu zahăr cuprind o gamă foarte mare și variată, de la preparatele casnice, până la cele industriale. Zahărul constituie materia primă de bază la fabricarea produselor zaharoase; se folosește de asemenea, la fabricarea unor sortimente de coserve și în industria produselor lactate.

Zahărul este o substanță chimic pură, conținând :

Zaharoză 99,6 – 99,8%

Substanțe minerale 0,2 – 0,3%

Umiditate 0,1- 0,15%

În industria laptelui se folosește numai zahărul cristal.

Substanțele de îndulcire folosite sunt zaharoza și glucoza, adăugate în iaurtul cu cereale in proporție de 7-15%.

Zaharoza poate fi adăugată simultan cu stabilizatorul însă, pentru a se elimina riscul contaminării cu spori de drojdii sau micegaiuri, se practică un tratament prin încălzirea amestecului. Adaosul de zahăr în proporție de 7-10% poate determina o inhibare a dezvoltării bacteriilor lactice, manifestată printr-o prelungire a perioadei de termostatare. S-a constatat o reducere a creșterii și a activității metabolice a bacteriilor din cultura starter când concentrația de substanță uscată din lapte, stabilizator și zahăr este de 20-22%.

Caracteristici organoleptice și fizico- chimice.

Culoare : albă

Aspect : cristale uscate nelipicioase, fără aglomerări

Corpuri străine : lipsă, se admit maximum 3 mg impurități metalice la 1 kg produs

Miros și gust : gust dulce, fără miros și gust străin

Zaharoză : raportată la substanța uscată, % minimum 99,75

Substanțe reducătoare : % maximum 0,05

Umiditate : % maximum 0,08

Culoare : raportată la substanța uscată, grade Stammer , maximum 1,2

Solubilitate : în apă : soluția 10% trebuie să fie clară, fără sediment și miros.

2.4.1.4. Cereale.

Cerealele sunt adăugate în iaurt datorită calităților sale pentru că ajută la o mai bună digestie, fiind consumat de către persoanele cu o viață socială activă, care nu au timp să își prepare o masă sănătoasă.

Printre cerealele ce sunt adăugate în iaurt se găsesc în cele mai multe cazuri tărâțele de grâu, orz și ovăz.

Nivelul adaosurilor de cereale în iaurt este, în mod obișnuit, de câteva procente, cu condiția ca aroma de cereale să nu o domine pe cea a iaurtului. Modul de încorporare a amestecului de cereale depinde de volumul producției.

2.4.1.5. Lapte praf

Concentrația de grăsime din lapte trebuie corelată cu gustul și cu cererile pieței și cu valoarea optimă a substanței uscate negrase (SUN). În laptele de vacă, nivelul de SUN este de 8-9% din care aproximativ 4,5% este lactoză, 3,3% proteine și 0,75% săruri minerale. Fiecare dintre aceste componente sunt vitale pentru obtinerea unui iaurt corespunzător: lactoza reprezintă sursa de energie pentru bacteriile lactice, proteine și substanțele minerale(calciu, fosfor) asigură structura de bază a gelului. Însă, concentrația de SUN din laptele lichid nu este suficientă pentru ca produsul finit să prezinte o structură, consistentă corespunzătoare. Datorită acstui fapt, o etapă importantă în procesul de fabricație constă în creșterea valorii SUN între 12-17%. Concentrația de SUN depinde de tipul iaurtului fabricat.

Prin creșterea substanței uscate negrase (SUN), în special a concentrației de cazeină și proteinele zerului, se obține o vâscozitate și o stabilitate mai mare a iaurtului. Această creștere poate fi realizată prin unul din procedeele următoare:

concentrare termică;

adăugare de lapte praf sau lapte concentrat;

osmoză inversă.

În cazul adoptării variantei de adaos de lapte praf se procedează astfel: laptele degresat obținut prin pulverizare este reconstituit într-o vană la temperatura de 40˚C într-o proporție de 1/5 și produsul obținut este adăugat laptelui pentru iaurt sub agitare. Printr-o dozare continuă a acestui amestec în fluxul de lapte se asigură o distribuție omogenă a ingredientelor adăugate.

Cantitatea de lapte praf degresat adăugat în procesul de fabricare a iaurtului cu cereale este de 4% față de cantitatea de lapte inițială.

2.4.1.6. [NUME_REDACTAT] producția de iaurt convențional sau cu cereale se folosesc ingrediente care trebuie să prezinte un gust și o aromă plăcute, dar care nu maschează aroma specifică a iaurtului. La fabricarea iaurtului se pot folosi ca aditivi stabilizatori, substanțe de îndulcire și eventual vitamine, în conformitate cu reglementările din fiecare țară.

Stabilizatorii sunt utilizați pentru îmbunătățirea structurii și a consistenței iaurtului deoarece, fiind coloizi, sunt capabili să lege apa. Ei măresc vâscozitatea și contribuie la prevenirea separării zerului din iaurt. Tipul de stabilizator și proporția în care este adăugat trebuie determinate experimental de fiecare producător. Dacă se folosește un stabilizator nepotrivit sau într-o doză prea mare, produsul poate prezenta o consistență și o stuctură tare,cauciucoasă.

Datorită caracteristicilor fizico-chimice, hidrocoloizii sunt aditivii utilizați pe scară largă în industria alimentară. Ei sunt substanțe macromoleculare și hidrofile, solubile în apă sau fază apoasaă, pot fi dispersate și absorb apa determinândformarea unor soluții cu vâscozitate mare, suspensii sau geluri la concentrații foarte reduse.

Hidrocoloizii sunt utilizați pentru următoarele efecte: modificarea consistenței sau realizarea și menținerea unei texturi definite.

Aproape toți hidrocoloizii importanți sub aspect tehnologic sunt de origine vegetală sau animală. Cei mai importanți hidrocoloizi sunt: pectine, polizaharide (obținute în general din mere și reziduuri de citrice), extracte de plante de exemplu gumă arabică, extracte din alge roșii ca agar-agar, amidon și derivați ai amidonului.

Criteriile pentru alegerea hidrocoloizilor sunt proprietățile funcționale și prețul acestora. Pe scară relativ largă este utilizată gelatina obținută din piele de porc prin prelucrare acidă (tip A) sau din piele și oase de bovine prin prelucarea alcalină (tip B).

Un alt tip de stabilizator folosit este amidonul. S-a constatat că amidonurile speciale îmbunătățesc structura, vâscozitatea și durata de păstrare atât a iaurtului coagulat cât și fluid. Iaurtul cu adaos de amidon modificat prezintă o bună stabilitate: la 3 săptămâni de la fabricație, textura a fost comparabilă cu cea înregistrată după câteva zile.

Iaurtul natural, produs în condiții corespunzătoare, nu necesită adăugarea stabilizatorilor, deoarece, în mod obișnuit, se formează un coagul cu structură fină și vâscozitate normală.

Stabilizatorii sunt de mare importanță în producția de iaurt cu cereale. În acest caz, stabilizatori ca guma de acacia, pectina, agar-agarul sau gelatina sunt adăugați în proporție de 0,1-0,5%.

Caracteristicile materiei intermediare

2.4.1.7. Materiale de ambalaj

Materialele de ambalaj au o pondere importantă și reprezintă o mare diversitate de sortimente și dimensiuni. Cu toate că aceste materiale nu se înglobează în produsul finit, ele au o mare importanță în păstrarea calității produselor.

Folosirea de ambalaje necorespunzătoare determină modificări ale aspectului, culorii și consistenței, în paralel cu cele de natură fizico-chimică și microbiologică, care fac ca produsele să nu mai corespundă calitativ.pentri ca ambalajele utilizate la depozitarea și livrarea produselor lactate acide să nu devină surse de infecție, ele trebuie păstrate și întrebuințate în anumite condiții specifice.

Prin estetica ambalajului se vine în ajutorul cumpărătorului, dându-i posibilitatea să facă diferența în funcție de gustul lui. Ambalajele estetice provoacă cumpărătorului simțul de încredere si igienă pentru marfa prezentată. Totodată el constituie un mijloc de reclamă. Un rol important îl are calitatea de prezentare în promovarea exportului de produse, estetica ambalajelor fiind o preocupare a marketingului de export. Elementele estetice ce determinã calitatea unui ambalaj sunt forma, culoarea si grafică .

Iaurtul este,în general, ambalat în două tipuri de ambalaje:

a) pahare/ borcane din sticlă și pahare din plastic;

b) recipiente din carton parafinat care au fost înlocuite de cele din material plastic.

Paharele/ borcanele sunt fabricate fie în uzine specializate (fabrici de ambalaje din sticlă și uneori din plastic ), fie sunt formate direct în masina de condiționat. Această mașină asigură următoarele operații :

formarea paharului din folia de material plastic (clorură de polivilil, PVC, polistiren );

dozarea și umplerea paharelor ( în acestă fază se pot adăuga aromele, cerealele ) sub protecție bacteriologică cu aer filtrat ( hotă cu flux laminar );

închiderea ermetică a paharelor prin termolipire;

marcarea datei limită pentru consum ;

gruparea pe loturi ( ) în film plastic sau cutii de carton.

Masele plastice folosite în domeniul ambalajelor pot fi pe bază de produse de condensare (rășini fenolice, anionice etc.), produse de polimerizare (rășini polivinilice, polistirenice, polietilenice etc.), polimeri naturali modificați chimic (rășini pe bază de celuloză, rășini proteice etc.).

După comportarea la încalzire aceste materiale se împart în:

produse termoplastice care supuse încalzirii se înmoaie și pot fi prelucrate prin presare, vălțuire etc. După răcire se solidifică, iar printr-o nouă încălzire devin din nou plastice, procesul acesta putând fi repetat;

produse semitermoplastice care supuse încălzirii se înmoaie și se pot prelucra similar cu cele termoplastice, dar care conduc, după răcire, la un produs puțin plastic la cald;

produse monoplaste sau termorigide (termoreactive) care se înmoaie la încălzire putând fi prelucrate ca în cazurile anterioare.

Un material folosit des în fabricarea ambalajelor este polipropena.

Polipropena (polipropilena) PP este un material termoplastic având următoarele proprietăți și avantaje care sunt prezentate în tabelul 8.

Tabelul 8. Proprietățile polipropilenei

Ambalajele de transport trebuiesc marcate sau etichetate cu următoarele mențiuni:

Denumirea firmei producătoare.

Denumirea produsului.

Data de fabricație și data expirării.

Numărul lotului.

Masa netă a ambalajului de desfacere și numărul ambalajelor de desfacere.

Condiții de depozitare și transport.

2.4.2. MODELAREA ȘI MECANISMUL PROCESULUI

În fabricațiile industriei chimice, numai rareori un singur material este prelucrat ; în majoritatea fazelor de fabricație intervin mai multe materiale.

Procesele chimice și fizice între aceste materiale sunt cu atât mai rapide și complete cu cât ele se prezintă într-un amestec cât mai uniform.

Fermentarea este o operație cheie în fabricarea iaurtului. Laptele este adus la temperatura de însămânțare sau fermentare, care este de 40-45˚C. Perioada de termostatare este de 2,5-3 ore pentru cultura standard și 6-9 ore pentru cultura cu acidifiere moderată. Insămânțarea inițiază o fermentație lactică prin hidroliza lactozei în glucoză și galactoză. Cu reducerea progresivă a pH-ului (sub 5,0) se formează încet un gel acid, cu un maxim la pH-ul izoelectric da 4,65.

Prin formarea structurii gelului, vâscozitatea crește astfel încât procesul poate fi monotorizat printr-o măsurare obiectivă. In general obiectivul constă într-o vâscozitate ridicată, ceea ce conduce la o bună legare a apei, o consistență tipică și împiedicarea separării zerului din coagul.

Este important ca în cursul formării gelului să nu existe influențe mecanice ca vibrații sau șocuri, care pot deranja formarea structurii. În cursul formării gelului, laptele trebuie să rămână absolut staționar.

Etapa tehnologică de fermentare a laptelui, fundamentală pentru fabricarea iaurtului, este compusă din faza de însămânțare și faza de termostatare.

După tratamentul termic, laptele este răcit la 42˚C în vederea însămânțarii cu o cultură formată din Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus. Se apreciază că, în final,există următoarele efecte practice ale interacțiunii dintre aceste două bacterii :

cele două specii, în cultură mixtă, sunt mult mai active, metabolizând complet lactoza în acid lactic în 3-4 ore (același număr de celule dintr-o singură specie produce un nivel de aciditate identic în 12-16 ore) ;

metaboliții formați de cele două specii de bacterii, în particular aldehida acetică în proporție de până la 40 mg/kg, transmit iaurtului o aromă considerată distinctă față de a altor produse lactate acide ;

câteva tulpini ale acestor specii pot secreta cantități apreciabile de substanțe polizaharidece care influențează favorabil vâscozitatea și aspectul comercial al produsului finit.

Termostatarea se face în mod diferit în funcție de de tipul iaurtului fabricat, coagulat sau fluid. In cursul termostatării se dezvoltă fermentația lactică, având ca efect formarea acidului lactic,csub influența a doi factori importanți : temperatura și durata de menținere. Temperatura de termostatare este de 42˚C, reprezentând un compromis un compromis între valorile optime pentru Str.thermophilus (39˚C) și Lb. Bilgaricus (45˚C).Durata de termostatare, cuprinsă intre 2,5-3 ore, depinde de activitatea culturii, de cantitatea de maia adăugată și de viteza de răcira a iaurtului.

Ecuații de bilanț de masă și termic

Bilanțul de materiale

Pentru proiectarea și exploatarea instalațiilor industriei alimentare este necesară cunoșterea calitativă și cantitativă a materialelor care circulă prin fiecare punct al instalației, în fiecare moment al functionării acesteia.

Datele necesare pentru calcularea necesarului de materiale sunt:

date inițiale referitoare la capacitatea instalației, proprietățile materiei prime, proprietățile produsului finit, caracteristicile specifice ale instalației.

shema tehnologică a instalației și variantele posibile ale acesteia.

date aspra echilibrelor de creație și de fază în sistemele existente în instalație.

Ecuația generală a bilanțului de materiale este expresia legii conservării materiei:

Materiale intrate + materiale existente = materiale ieșite + materiale rămase

Termenii ecuației, reprezintă cantități (debite) exprimate prin masă, respectiv debitul lor masic.

Diferența:

A = materiale intrate – materiale ieșite = materiale rămase + materiale existente

poartă denumirea de acumulare.

Cu ajutorul ecuațiilor de bilanț de materiale pot fi obținute informații precise asupra circulației materialelor pentru care determinările directe ( prin cântărire sau măsurare) lipsesc sau prezintă inconveniente.

Bilantul termic

Pentru majoritatea proceselor care se petrec în tehnologiile industriei alimentare, bilanțul energiilor se poate simplifica la forma cunoscută sub denumirea de bilanț termic.

Bilanțul termic are la bază principiul întâi al termodinamicii, conform, căruia energia sistemului și energia mediului exterior considerate împreuna, reprezintă o constantă.

Altfel spus:

D tsistem + D texterior = 0

Pentru faza lichidă – se determină capacitățile termice masice, C [ J / C Kg K] care variazț în funcție de concentrație și temperatură.

Un bilanț de căldură se va scrie după cum urmează:

Qi = Qe + Qp

în care:

Qi cantitatea de căldură intrată în proces;

Qe cantitatea de călduăa ieșita din proces;

Qp cantitatea de căldură pierdută sau transformată

În cazul încălzirii unei cantități dintr-un produs, cantitatea de căldură necesară este :

unde : Q este cantitatea de căldură, în kcal sau J;

m – masa produsului, în kg;

c – căldura specifică masică a produsului, în sau ;

cp- încălzirea la volum constant;

∆t = t2 – t1 diferența de temperatură între cea finală t2 și cea inițială t1.

Pentru cazul în care procesul de încălzire se continuă și cu fierberea (evaporarea) produsului, relația devine :

,

în care: r este căldura latentă de evaporare, în J/kg sau kcal/kg.

2.4.3. STABILIREA REGIMULUI TEHNOLOGIC

Stabilirea capacității de producție

Capacitatea de producție a secției de fabricare a iaurtului cu cereale este de 10000 L/24h.

Stabilirea regimului de lucru

Regimul de lucru al secției este de 232 de zile anual. În aceste zile se lucrează 24 ore zilnic în trei schimburi, fiecare schimb lucrând 8 ore.

Capacitatea de producție a secției este de 10000 L/24h, iaurt cu cereale.

unde densitatea = 1,029

v = volumul = 10000 l

m = masa

m = = 1,029 * 10000 = 10290 kg/ 24 h

Pentru realizarea acestei producții este necesar ca unitatea să lucreze în 3 schimburi, fiecare schimb fiind format din personal de bază, personal auxiliar, și personal de deservire. Personalul de bază este reprezentat de personalul direct productiv și este format din muncitorii care lucrează pe liniile tehnologice.

Totalul personalului pe o linie tehnologică este de 9 muncitori. Personalul de deservire este format dintr-un mecanic de întreținere și un electrician.

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

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

1 operator filtrare și curățire;

1 operator normalizare ;

1 operator omogenizare ;

1 operator – pasteurizator ;

1 operator însămânțare;

1 operator – amestecare și pasteurizare ;

1 operator – ambalare.

Personalul de deservire este format dintr-un mecanic de întreținere și un electrician;

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

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

Regimul de funcționare al fabricii este unul continuu, datorat producției obținute care asigură cererea pieții.

Rețeta de fabricație este următoarea:

lapte integral 64,56%

lapte smântânit 22,27%

lapte praf 5,3%;

zahăr 4%;

cereale 5,82%;

stabilizator 0,1%;

cultură bacteriană 2,5%;

Calculul consumurilor specifice și a randamentului de fabricație

kg/kg sau l/kg

unde:

Csp = consum specific;

Cmp = cantitatea de materie primă folosită;

Cp = cantitatea de produs finit obținută.

lapte integral

zahăr

stabilizator

lapte praf

cultură bacteriană

cereale

abur

lapte smântânit

apă

Tabelul 10. Consumul specific

Randamentul de fabricație de proces este:

2.4.4. BILANȚURI REALE

2.4.4.1. Bilanțul de masă

Calculul cantităților de materii prime

Cantitatea de iaurt cu cereale ce rezultă din procesul tehnologic în cantitate de 10290 kg, se calculează din ecuația de bilanț de materiale cunoscând pierderile de la operații.

Fig. 13. Schema bloc pe operații pentru obținerea iaurtului cu cereale

1. [NUME_REDACTAT] = iaurt răcit

Ia = iaurt ambalat

Ir = Ia + P15

P15 = =

Ir = 10290 + 10,29 = 10300,29 kg/zi iaurt răcit

2. Răcirea iaurtului

Ir = iaurt răcit

Ia = iaurt pasteurizat

Ip = Ir + P14

P14 = =

Ir = 10300,29 + 5,15 = 10305,44 kg/zi iaurt pasteurizat

3. Pasteurizarea iaurtului

Iomog = iaurt omogenizat

Ip = iaurt pasteurizat

Iomog = Ip + P13

P13 = =

Ir = 10305,44 + 103,05 = 10408,49 kg/zi iaurt omogenizat

4. Omogenizarea iaurtului

Iomog = iaurt omogenizat

Iam = iaurt amestecat

Iam = Iomog + P12

P12 = =

Ir = 10408,49 + 62,45 = 10470,94 kg/zi iaurt amestecat

5.Amestecarea iaurtului

Ir = iaurt racit

Iam = iaurt amestecat

Zh = zahăr 4%

Cr = cereale, 5,82%

St = stabilizator, 0,1%

Lp = lapte praf, 5,3%

Ir + Zh + Cr + St + Lp = Iam + P11

Ir = Iam + P11 – Zh – Cr –St -Lp

P11 = =

Zh = zahăr

Cr = cereale

St = stabilizator

Lp = lapte praf

Ir = 10470,94 + 62,825 – 418,84 – 609,41 – 10,47 – 554,96 = 8940,09 kg/zi iaurt răcit

5. Răcirea iaurtului

It = iaurt termostatat

Ir = iaurt răcit

It = Ir + P10

P10 = =

It = 8940,09 + 4,47 = 8944,56 kg/zi iaurt termostatat.

6. Termostatarea iaurtului

It = iaurt termostatat

Lîns = lapte însămânțat

Lîns = It + P10

P9 = =

Lîns = 8944,56 + 8,94 = 8953,5 kg/zi lapte însămânțat.

7. Însămânțarea laptelui

Lr = lapte răcit

Lîns = lapte însămânțat

C.B = cultură bacteriană, 2,5 %

Lr + C.B = Lîns + P8

Lr = Lîns+ P8 – C.B.

P8 = =

C.B = cultură bacteriană.

Lr = 8953,5 + 8,95 – 223,84 = 8738,61 kg/zi lapte răcit.

8. Răcirea laptelui înainte de termostatare

Lpast = lapte pasteurizat

Lr = lapte răcit

Lpast = Lr + P7

P7 = =

Lpast = 8738,61 + 4,37 = 8742,98 kg/zi lapte pasteurizat

9. Pasteurizarea laptelui

Lpast = lapte pasteurizat

Lomog = lapte omogenizat

Lomog = Lpast + P6

P6 = =

Lomog = 8742,98 + 131,14 = 8874,12 kg/zi lapte omogenizat.

10. Omogenizarea laptelui

Lnormaliz = lapte normalizat

Lomog = lapte omogenizat

Lnormaliz = Lomog + P5

P5 = =

Lnormaliz = 8874,12 + 53,24 = 8927,36 kg/zi lapte normalizat.

11. Normalizarea laptelui

Lnormaliz = lapte normalizat

Lcurățat = lapte curățat

Ls = lapte smântânit

Lcurățat + Ls = Lnormaliz + P4

Lcurățat = Lnormaliz + P4 – Ls

P4 = =

3,5% = grăsimea laptelui integral;

2,8% = grăsimea laptelui necesar pentru obținerea iaurtului cu cereale;

0,1% = grăsimea laptelui smântânit.

3,5 2,7 8927,36…………………..2,7

2,8 Ls …………………..0,7

0,1 0,7

Ls = kg lapte smântânit cu 0,1% grăsime

Lcurățat = 8927,36 + 4,46 – 2314,5 = 6617,32 kg/zi lapte curățat.

12. Curățarea laptelui

Lr.d = lapte curățit și depozitat

Lcurățat = lapte curățat

Lr.d = Lcurățat + P3

P3 = =

Lr.d = 6617,32 + 16,54 = 6633,86 kg/zi lapte filtrat

13. Filtrarea laptelui

Lrec = lapte recepționat

Lfil = lapte filtrat

Lrec = Lfil + P2

P2 = =

Lrec = 6633,86 + 3,32 = 6637,18 kg/zi lapte recepționat.

14. Recepția laptelui

Li = lapte integral

Lrec = lapte recepționat

Li = Lrec + P1

P1 = =

Li = 6637,18 + 6,64 = 6643,82 kg/zi lapte integral

unde densitatea laptelui integral =1,029

m = masa laptelui = 6643,82 kg

v = volumul ( l )

v =litri/zi lapte integral.

Tabelul bilanțului global de materiale este prezentat mai jos.

Tabelul 11. Bilanț global de materiale

2.4.4.2. Bilanțul termic

Un pasteurizator pentru lapte cu capacitatea de 250 l/h e format din schimbător de căldură cu 3 zone, plus o zonă de menținere la temperatură de pasteurizare. Laptele intră cu o temperatură t1 = 4C, se pasteurizează la tp = 95C prin încălzire cu apa caldă cu abur cu presuinea de 2 ata.

Coeficientul de recuperare a căldurii este = 90%.

a) Preîncălzirea laptelui

lapte: ti L = 4˚C ; tfL = 25˚C;

apă : tia = 75˚ C ; tfa = 60˚ C.

Ecuația de bilanț termic:

unde: Dma = debitul de apă caldă , kg/s

DmL = debitul de lapte, kg/s

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 67,5˚C;

cpa = 4190

cpL = capacitatea termică masică a laptelui la temperatura medie 14,5˚C

cpL = 3885,3

Debitul de apă caldă :

m/s apa caldă

8874,12 kg/zi lapte omogenizat = 369,75kg/h = 0,102 kg/s lapte omogenizat.

DmL = lapte = 0,105 kg/s

Dma = apă caldă.

Dma = 35953,56 kg/zi apă caldă

b) Pasteurizarea laptelui

lapte : tiL = 25 ˚C ; tfL = 95 ˚C;

abur : 2 ata ; t = 120˚ C

Ecuația de bilant termic:

unde: h = căldura latentă de vaporizare

h = h’’- h’

h” – entalpia apei sub formă de vapori

h” = 2710

h’ – entalpia apei sub formă lichidă.

h’ = 502,4

h = 2710 – 502,4 = 2207,60

cpL = capacitatea termică masică a laptelui la temperatura medie 60˚C

cpL = 3977

∆tL = tfL – tiL , diferența de temperatură între cea finală și cea inițială a laptelui.

∆tL = 95-25 = 70˚C

mAb = abur

mAb = 1132,58 kg/zi abur.

c) Răcirea laptelui

lapte : tiL = 95 ˚C ; tfL = 43˚ C;

apă : tia = 40 ˚C ; tfa = 27 ˚C.

Dma = kg/s unde:

CpL = capacitatea termică masică a laptelui la temperatura medie 69˚C

CpL =3977,5

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 33,5˚C;

cpa = 4179

Dma = debitul de apă rece , kg/s

DmL = debitul de lapte pasteurizat, kg/s

8742,98 kg/zi lapte pasteurizat = 364,29kg/h = 0,101kg/s lapte pasteurizat.

Dma = apă rece

Dma = 31220,32 kg/zi apă rece.

d) Termostatarea iaurtului

iaurt : ti iaurt = 43 ˚C ; tf iaurt = 45˚ C;

apă : tia = 27 ˚C ; tfa = 45˚ C.

Dma = kg/s , unde:

Dma = debitul de apă caldă , kg/s

DmLî = debitul de lapte însămânțat, kg/s

8953,5 kg/zi = 373,06 kg/h = 0,103 kg/s lapte însămânțat.

CpL = capacitatea termică masică a iaurtului la temperatura medie 44˚C

CpL =3954,3

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 36˚C;

cpa = 4190

Dma = apă caldă

Dma = 948,35 kg/zi apă caldă.

e ) Răcirea iaurtului

iaurt : tiI = 45˚ C ; tfI = 20˚ C

apă : tiI = 45˚ C ; tfI = 20˚ C

Dma = kg/s , unde:

Dma = debitul de apă rece , kg/s

DmLî = debitul iaurt termostatat, kg/s

8944,56 kg/zi = 372,69 kg/h = 0,103 kg/s iaurt termostatat.

CpL = capacitatea termică masică a iaurtului la temperatura medie 32,5˚C

CpL =3939,12

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 32,5˚C;

cpa = 4180

Dma = apă rece.

Dma = 8514,25 kg/zi apă rece.

f) Încălzirea iaurtului pentru omogenizare.

iaurt : tiI = 20 ˚C ; tfI = 60˚ C;

apă : tia = 80˚ C ; tfa = 60 ˚C.

Dma = kg/s , unde:

Dma = debitul de apă caldă, kg/s

DmIr = debitul iaurt răcit, kg/s

8940,09 kg/zi = 372,5 kg/h = 0,103 kg/s iaurt răcit.

CpL = capacitatea termică masică a iaurtului la temperatura medie 40˚C

CpL =3954

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 70˚C;

cpa = 4190

Dma = apă rece.

Dma = 5681,17 kg/zi apă caldă.

g) Pasteurizarea iaurtului

iaurt : tiI = 60 ˚C ; tfI = 74,4˚ C;

abur: 2 ata

Ecuația de bilant termic:

unde: h = căldura latentă de vaporizare

h = h’’- h’

h” – entalpia apei sub formă de vapori

h” = 2710

h’ – entalpia apei sub formă lichidă.

h’ = 502,4

h = 2710 – 502,4 = 2207,60

cpL = capacitatea termică masică a iaurtului la temperatura medie 67,2˚C

cpL = 4054

∆tL = tfL – tiL , diferența de temperatură între cea finală și cea inițială a iaurtului

∆tL = 74,4-60 = 14,4˚C

mAb = abur

mAb = 232,97 kg/zi abur.

h) Răcirea iaurtului.

iaurt : tiI = 74,4 ˚C ; tfI = 6˚ C;

apă : tia = 20˚ C ; tfa = 4 ˚C.

Dma = kg/s , unde:

Dma = debitul de apă rece, kg/s

DmIpast = debitul iaurt pasteurizat, kg/s

10305,44 kg/zi = 429,39 kg/h = 0,119 kg/s iaurt pasteurizat.

CpL = capacitatea termică masică a iaurtului la temperatura medie 40,2˚C

CpL =3950

cpa = capacitatea termică masică a apei la temperatura medie 12˚C;

cpa = 4190

Dma = apă rece.

Dma = 41854,74 kg/zi apă rece.

CAPITOLUL 3

ALEGEREA ȘI DIMENSIONAREA UTILAJELOR

3.1.Alegerea utilajului principal

Vana de termostatare

Pentru iaurtul cu cereale cu coagul fluid se practică termostatarea în vrac, în vane de fermentare asemănătoare cu cele pentru maturarea smântânii, la care s-au adus modificări la sistemul de agitare. Vanele de fermentare sunt cu pereți dubli și cele mai răspândite în industria noastră sunt cele verticale de tip TVVF. Carcteristicile acestor vane sunt prezentate în tabelul 12.

Tabelul 12. Vane verticale de fermentare

Vana TVVF. Utilajul este format din două mantale cilindrice din oțel inoxidabil: o manta intreioară cu pereți dubli pe cea mai mare parte, între care circulă apa de răcire sau de încălzire și o manta exterioară; între cele două mantale se găsește un strat izolator termic. Vana este susținută de trei picioare reglabile. Controlul și accesul în interiorul vanei este asigurat printr-un orificiu de vizitare închis cu capac rabatabil cu filtru de aer. Alimentarea vanei se face printr-un racord la partea superioară.

Golirea completă a vanei este asigurată prin construcția ușor conică a fundului, țeava și ștuțil de golire fiind racordate la partea cea mai de jos a conului. Pentru executarea comodă și eficace a curățirii interioare, vana este prevăzută la partea superioară cu un dispozitiv rotativ de spălare fixat în interior și care se racordează la instalația de spălare.

Încălzirea sau răcirea vanei se face cu apă caldă sau răcită. Apa străbate un filtru și intră într-o țeavă inel cu găuri, în jurul mantalei interioare pe care o și stropește continuu. Evacuarea apei se face printr-un preaplin și, periodic, prin ștuțul de golire apă. La partea superioară a vanei sunt amplasate motorul și reductorul agitatorului, gura de vizitare, racordul de alimentare cu lapte și racordul de alimentare cu soluția de spălare.

Vana este prevăzută cu agitator pentru a amesteca uinform cultura bacteriană în toată masa laptelui. Agitarea se execută lent și uniform. Vana e prevăzută cu termomentru de contact, care poate fi pus în legătură cu un ventil automat de admisie a apei calde sau reci.

Vana de termostatare TVVF este prezentată în planșa nr.1.

Dimensionarea vană cu manta

Să se dimensioneze un vas cu manta în care trebiue să se încălzească 157,31 kg/zi lapte însămânțat cu densitatea 1020,9 kg/m3 de la temperatura de 40˚C la 45˚C cu ajutorul aburului saturat de 2 at cu temperatura constantă ta = 120˚C.

Vasul este cu fund semisferic și o parte cilindrică.

Raportul H/D = 1/2 , coeficientul de umplere este de 0,75, capacitatea utilă de 250 l.

Vana este prevăzută cu agitator cu elice cu diametrul 180 mm și turația 17,5 rot/min, grosimea tablei din oțel inoxidabil de 4 mm.

Calculul de dimensionare.

Vu = 250 l = 0,25 m3

m3.

Unde: Vu = volumul util, m3;

Vt = volumul total, m3.

, H =

Se alege Di = 1 m.

Debitul de abur necesar se calculează cu relația:

,

Capacitatea termică masică la temperatura medie 42,5˚C:

Parametrii termofizici pentru abur sunt prezentați in tabelul 14.

Tabelul 14 Paramertii termofizici pentru abur

Pentru calculul coeficientului de trensfer de căldură se poate aplica formula pentru peretele plan deoarece De/Di ≤ 2:

Coeficientul parțial de transfer de căldură α1 se calculează pentru condensarea aburului pe pereții verticali cu relația:

unde:

∆t = tcon – tp1 = 5˚C

g = accelerația gravitațională, 9,81;

H = înălțimea suprafeței verticale pe care condensează vaporii și care poate avea valoarea maximă Hl ;

În tabelul 15 sunt prezentate cracteristicile termofizice ale apei la 120˚

Tabelul 15. Caracteristicile termofizice ale apei la 120˚C

unde:

Coeficientul parțial de transfer de căldură convectiv α2 se calculează pentru lichide cu agitare conform formulei:

; ; ,

unde:

da = diametrul descris de paletele agitatorului, 180 mm;

n = turația, 17,5 rot/min;

Pentru vase cu manta: c = 0,38; m = 0,67.

Tabelul 16. Caracteristicile termofizice ale laptelui la temperatura medie 42,5˚C

λ = conductivitatea termică pentru oțel inoxidabi l= 14,7

δ = grosimea plăcii = 4 m

Aria suprafeței de schimb de căldură: J/zi

˚C

Deoarece se aplică formula:

m2.

Aria suprafeței de transfer rezultată din geometria vasului:

Timpul de încălzire se calculează cu următoarea formulă:

3.2. Alte utilaje existente

3.2.1. Pasteurizator cu plăci

Pasteurizatoarele cu plăci reprezintă instalațiile de bază din fabricile de produse lactate, fiind prevăzute cu dispozitive care permit funcționarea și controlul automat al întregului proces. Acestea s-au impus în industria laptelui, fiind utilizate aproape în exclusivitate, datorită unor avantaje deosebite:

simplitate în exploatare;

consum redus de agenți de încălzire, recuperând până la 60-80% din căldura consumată;

funcționare în flux continuu cu debite mari;

automatizare completă atât în timpul procesului de pasteurizare cât și la curățirea și dezinfectarea instalației;

modificări reduse ale componentelor laptelui, fiind un proces închis și de scurtă durată.

Plăcile aparatelor de pasteurizare sunt metalice, obținute prin presare cu un anumit profil, montate sub formă de pachet, alcătuind diferite zone ale aparatului pentru diferite etape ale pasteuirzării. La aparatele moderne, plăcile sunt confecționate din oțel inoxidabil, vaând canale cu adâncimea de 3-6 mm, care determină grosimea peliculei de lichid. Fiecare placă este prevăzută cu 4 orificii colectoare, câte unul în fiecare colț. De asemenea, pe una din fețele plăcii se află un canal pe laturi în care se introduce garnitura de etanșare; aceasta închide într-un spațiu delimitat un orificiu de sus, un orificiu de jos pe diagonală și fața activă a plăcii.

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de plăci din oțel inoxidabil pe suprafața cărora sunt prevăzute canale. Plăcile sunt strânse una lângă alta, alcătuind secțiuni separate unde se face schimbul de căldură; laptele dirculă pe una din fețele plăcii, iar apa caldă, aburul, agentul de răcire sau laptele care cedează căldură pe cealaltă parte a plăcii. Plăcile formează mai multe secțiuni (zone), astfel:

preîncălzirea inițială a lapteleui de la 5-10˚C la 35-40˚C prin circulație în contracurent cu laptele cald pasteurizat (zona de recuperare I);

preîncălzirea a doua a laptelui de la 35-40˚C la 55-60˚C, tot pe seama lapteleui pasteurizat (zona de recuperare II );

pasteurizarea propriu-zisă, unde laptele ajunge la temperatura dorită în funcție de regimul ales;

menținerea de scurtă durată la temperatura de pasteurizare;

zona de răcire cu apă unde temperatura laptelui sacde la 15-25˚C;

zona de răcire finală, în care laptele ieșit din secțiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6˚C, datorită circulației în contracurent cu apă răcită la 0-4˚C.

Pasteurizatorul cu plăci este prezentat în planșa nr. 2.

Dimensionarea pasteurizatorului

Tabelul 17. Caracteristici ale instalației de pasteurizare cu plăci Tehnofrig

A).Calculul termic.

Un pasteurizator cu plăci Tehnofrig T- 500 pentru lapte cu capacitatea de 250 l/h e format dintr-un schimbător de căldură cu 3 zone, plus o zona de menținere la temperatură de pasteurizare sub formă de serpentină tubulară.

Pentru pasteurizarea laptelui am ales un schimbător de căldură cu plăci de tip Tehnofrig T-500 care are următoarele caracteristici:

lungime -990 mm;

lățime – 250mm;

grosime – 1mm;

aria suprafeței de transfer – f = 0,18 mm;

distanța dintre plăci – 3,00 mm;

aria secțiunii de curgere – 636 m2;

diametrul echivalent (de) – 6,0 m;

grosimea plăcii de capăt – 110 mm;

grosimea plăcii intermediare – 72 mm.

Laptele intră cu o temperatura t1 = 25C, se pasteurizează la tp = 95C prin încălzire cu abur care are presiunea de 2 ata. Temperatura de intrare a aburului este de 120˚ și cea de ieșire de 100˚C. Coeficientul de recuperare a căldurii este = 90%.

unde:

Q este cantitatea de căldură, în kcal sau J;

m – masa produsului, în kg;

c – căldura specifică masică a produsului, în sau ;

cp- încălzirea la volum constant;

∆tm = diferența medie de temperatură.

A = aria pasteurizatorului, m2

unde:

K = coeficientul de transfer termic

α1 = coeficientul de transfer termic al laptelui

α2 = coeficientul de transfer termic apei

λ = conductivitatea termică pentru oțel,

λ = 17,5

δ = grosimea plăcii, m

δ = m ( anexă, tabel V)

Ecuația criterială care descrie procesul :

Nu =

[NUME_REDACTAT]

ε

Prp = 1,05 (la încălzire)

Pr =

viteza laptelui v = 0,5 [m/s] ;

diametrul echivalent de = [m] ;

vâscozitatea cinematică =; = m2/s

Re=4285,71

[NUME_REDACTAT]:

Pr= unde:η = vâscozitatea dinamică laptelui la temperatura medie 60 ˚C

η =

λ = conductivitatea termică a laptelui la temperatura medie 60 ˚C

λ = 0,522

cp = capacitatea termică masică a laptelui la temperatura medie 60 ˚C

Cp = 3977

Pr = = 5,40

Prp=1,05 la încălzire:

ε = 0,25 = 1,50

Egalăm cele două formule ale lui Nuselt pentru a afla α1:

=

α1 =

Se folosesc plăci tehnofrig T 500:

c = 0,0645;

m = 0,78;

n = 0,46;

α1 =

α1 = 12 433,82

Calculăm α2 , coeficientul individual de transfer de căldură al vaporilor de apă primari evacuați din schimbătorul de căldură:

α2 =

Re =

temperatura de intrare a vaporilor de apă este 120 0C;

temperatura de ieșire a vaporilor de apă este 100 0C;

temperatura medie este: tmed = 110 0C;

vâscozitatea cinematică a vaporilor de apă = m2/s;

viteza de circulare a aburului V = 0,5 m/s

Re 200

[NUME_REDACTAT]:

Pr

cp = 4229

= 10-3 [Pa*s];

= 0,68

Pr 72,24

ε 3

Prp = 0,95 la răcire

α2 =

α2 = 9788,55

B) Calculul coeficientului total de transfer termic

K

δ = 1 mm;

λ=17,5

K

K = 4184,10

C) Determinarea ariei necesare de transfer

.

Q = =

Diagrama termică pentru circulația laptelui:

∆tm = 120 – 25 = 95˚C

∆tM = 100 – 95 = 5˚

A = 5 m2

D) Determinarea dimensiunilor geometrice

am ales plăci Tehnofrig T-500, la care aria unei plăci A1 = 0,18 [m2];

numărul de plăci se calculează cu formula: n =

n = = 27,7 ≈ 28 plăci

Calculul preliminar a lungimii preîncălzitorului [mm]:

, în care

δ – grosimea plăcii [mm]= 110

d – distanța dintre plăci = 3,00 mm

= 109 mm

Lungimea preîncălzitorului este:

L =

L = 329 mm

3.2.2. Pompă centrifugă de joasă presiune

Astfel de pompe se construiesc pentru înălțimi manometrice de până la 200 m, debite de 5-2000 m3/h și persiunide 1,6-2,5 MPa. Prin intermediul unui culpaj elastic sunt legate direct de elctromotorul care lucrează la 1450 sau 2900 rot/min. Comstrucția acestor pompe permite accesul în pompă pentru revizii și reparații fără demontarea din instalație și de placa de bază.

Pompele centrifuge sunt cele mai des utilizate pentru lichide cu vâscozitate mică: lapte, smântână, iaurt, zer, zară. Acestea au construcție simplă, se manipulează ușor, necesită spațiu mic, sunt ieftine șu ușor de întreținut.

Circulația fluidelor în pompele centrifuge este următoarea: aspirația se face axial, iar prin forța centrifugă dezvoltată de rotor lichidul este aruncat la periferia corpului pompie și evacuat tangențial.

Una din caracteristicile pompelor este înălțimea de ridicare sau presiunea de refulare, importantă pentru împingerea lichidelor prin aparate, în special prin schimbătoarele de căldură.

Pompa centrifugă este prezentată în planșa nr. 3.

Dimensionarea pompei

Hm , în care:

Hm – înălțimea totală de ridicare a pompei, în metri coloană de lichid pompat, în [kg/m3];

pref – presiunea în conducta de refulare la ieșirea lichidului din pompă, în [Pa];

pasp – presiunea în conducta de aspirație la intrare lichidului în pompă, în [Pa];

H0 – distanța pe verticală între punctele în care se măsoară pref și pasp, în [m];

Wref, Wasp – viteza lichidului in conducta de refulare, respectiv de aspirație, în [m].

Deoarece vitezele de refulare și de aspirație sunt de valoare apropiată, ecuația se reduce la :

Hm

pref = [Pa],

pasp = 20800 [Pa].

H0 = 3,7 [m].

Hm 30 [m]

Puterea P, în[kW], a motorului pompei se calculează cu formula:

P=, în care:

V – debitul volumic al pompei, în [m3/s];

ρ – densitatea lichidului pompat, în [kg/m3];

g – accelerația gravitațională (g = 9,81 [m/s2]);

η – randamentul total al instalației de pompare.

P 0,124 [KW]

Motorul instalat are o putere Pinst ceva mai mare decât cea calculată anterior, pentru a dispune de o rezervă la o eventuală supraîncărcare.

Coeficientul de siguranță al puterii, , se alege în funcție de valoarea lui P:conform tabelului 18.

Tabelul 18. Alegerea coef de siguranta in functie de valoarea lui P

Pinst =,

în care

Pinst – puterea instalată, în [KW];

P – puterea necesară, în [KW];

Pinst = = 0,249 [kW].

Lista utilajelor necesare pentru obținerea iaurtului cu cereale

Pompe centrifuge;

Tancuri pentru depozitarea laptelui;

Curățitor centrifugal;

Omogenizator;

Pasteurizator;

Vană pentru obținerea culturilor de producție;

Vană pentru fermentarea iaurtului;;

Dozator cereale;

Pasteurizator iaurt;

Mașină pentru ambalat.

3.3. Condiții tehnice de calitate pentru utilajele folosite la fabricarea iaurtului cu cereale.

(extras din STAS 12827-90)

3.3.1. CONDIȚII CONSTRUCTIVE

Zona alimentară și zona de proces

Pentru aceste zone, condițiile constructivetrebiue să asigure controlul etanșietății, golirea completă a utilajului de materiale lichide, realizarea igienizării în circuit închis, precum și efectuarea, după caz, a sterilizării termice sau chimice a acestuia.

Accesibilitatea suprafețelor

Toate suprafețele care necesită curățare sau igienizare, trebuie să fie ușor accesibile. Toate suprafețele din planul orizontal trebuie să fie ușor înclinate pentru a facilita autoscurgerea. În cazul utilajelor prevăzute pentru igienizarea în circuit închis, construcția trebuie să asigure igienizarea suprafețelor active fără demolări.

Colțuri și unghiuri interioare

Colțurile interioare trebiue să fie determinate de suprafețe cu unghiuri cuprinse între 90-135˚și să fie racordate cu raza de minim 6 mm; raze mai mici se admit numai în cazuri justificate funcțional și numai la piese mici.

Canalele pentru garnituri demontabile nu trebuie să fie mai adânci decât lățimea lor. Raza de racordare a oricărui unghi interior dintr-un asemenea canal se admite să fie de minim 3 mm și în mod excepțional de minim 2,5 mm, în cazul utilizării inelelor O cu diametrul de 6 mm.

Muchii și unghiuri exterioare

Toate michiile și unghiurile exterioare trebuie să fie continue și rotunjite.

Forme. Forma părților active trebuie să corespundă, în principal, scopului funcțional. Trebuie evitate spațiile moarte și detaliile de formă în relief, adânciturile sau proeminențele (nervuri, borduri, capete de organe de asamblare, cordoane de sudură neprelucrate, etc.). fac excepție detaliile de formă necesare din punct de vedere funcțional al unor părți active (de exemplu: spirele carcasei și melcului de presare ale mașinilor de tocat carne, ale preselor de ulei, nervurile valțurilor de zdrobit struguri, etc.) cu condiția ca ele detașabile sau ușor accesibile.

Îmbinări. Îmbinările nedemontabile trebuie să fie închise, denivelările să fie minime. Zonele de îmbinare trebuie să fie etanșe, lipsite de cavități, crăpături și fisuri și să fie dispuse în locuri accesibile pentru finisare. Acestea trebuie să fie prelucrate la același nivel și la rugozitatea suprafețelor părților îmbinate. Execuția sudurilor trebuie să asigure rezistența la coroziune în zonele influențate termic și chimic.

Îmbinările demontabile trebuie să fie inchise fără rosturi, denivelări și spații moarte. Garniturile montate astfel încât să rezulte o suprafață continuă fără adâncituri sau proeminențe.

Înbinarea și fixarea părților detașabile

a) În cazul în care unele părți trebuie să fie detașabile în scopul curățirii, igienizării, sau verificării stării de igienă, îndepărtarea lor trebiue să fie posibilă fără deteriorarea părților și suprafețeor atinse. Se recomandă îmbinările de tip baionetă, cu cleme rabatabilă, șuruburi cu arc sau alte soluții similare;

b) În cazul îmbinărilor prin înșurubare directă a părților, trebiue utilizate șuruburi cu filet rotund;

c) În cazurile în care piesele detașabile trebuie fixate cu organe de asamblare filetate, trebuie prevăzute cu piulițe de tip fluture, evitând în general șuruburile cu cap hexagonal;

d) Elementele de blocare ca: știfturi, bolțuri, pene sau altele, trebuie să fie asigurate contra desfacerii.

Deschideri pentru curățare, descărcare și/sau control

a) trebuie să fie prevăzute cu capace sau altă protecție echivalentă pentru a împiedica containarea;

b) capacile sau ușile de protecție să aibă înclinații corespunzătoare pentru a asigura scurgerea oricărui lichid de pe suprafața lor;

c) orificiile care traversează pereții orizontali sau înclinați, trebiue prevăzute cu borduri de cel puțin 6 mm înălțime cu cel puțin 4 mm și pe întreg perimetrul;

d) toate capacele trebuie să fie ușor demontabil, capacele sau ușile grele trebuie să fie prevăzute cu balamale sau pivoți;

e) gurile de vizitare, vizoarele și lămpile pentru iluminat local trebiue să fie etanșe și ușor demontabile.

Locașuri de intrare, racorduri

a) toate locașurile prin care trec racordurile aparatelor de control temperaturi, presiuni, etc, arbori rotativi, sau alte organe funcționale și pătrund în zona de proces, trebuie să fie etanșe sau/și prevăzute cu prag de deviere a picăturilor ori scurgerilor;

b) lagărele trebiue să fie amplasate în afara zonei de preces;

c) dacă un lagăr de spijin sau ghidaj trebuie amplasat în zona de proces, el trebuie lubrifiat de materia de procea sau cu un lubrifiant avizat din punct de vedere alimentar.

Calitatea suprafețelor

a) toate suprafețele din zona alimentară trebuie să fie netede fără lipsuri de material sau defecte de suprafață. Suprafețele trebuie să aibă rugozitatea Ra = 0,4 … 1,6, după caz, sau lustruite până la luciu oglindă;

b) suprafețele trebuie să aibă duritatea și rezistența la uzură corespunzătoare condițiilor de utilizare;

c) suprafețele fucționale trebuie să își mențină rezistența la coroziune.

SUPRAFEȚE EXPUSE COROZIUNII

Condiții generale

Construcția și execuția utilajelor trebuie să reducă posibilitatea de reținere a umidității și prafului, a adăpostirii paraziților și microorganismelor și să faciliteze deservirea, curățarea și verificarea.

Ambalarea și fixarea

a) la toate asamblările trebuie evitate filetele expuse, șuruburile și prezoanele proeminente;

b) pe suprafețele supuse curățirii, asamblărilor trebuie astfel concepute ca proeminențele, muchiile și cavitățile să fie minime;

Acoperiri de suprafață

Suprafețele supuse curățirii și coroziunii, trebuie prevăzute cu acoperiri de protecție rezistente.

Jaluzele și deschizături

a) Nu trebuie să fie expuse stropirii, curgerii sau picurării. Jaluzelele trebuie să fie deviatoare de picături, iar spațiul din spatele lor să fie accesibil curățirii;

b) Jaluzelele trebuie să împiedice contaminarea și prin stropire ascendentă.

Zone de îmbinare

Toate îmbinările trebuie să fie etanșe. Îmbinările nu trebuie să prezinte margini denivelate și trebuie să fie accesibile pentru verificare, curățare și igienizare.

[NUME_REDACTAT] să corespundă prevederilor anterioare.

Învelișuri izolatoare

Trebuie să fie menținute în permanență în stare de igienă și să fie exclusă posibilitatea pătrunderii în și sub învelisul izolator a materialelor de proces, a agenților de spălare a căror urme pot duce la îmbâcsiri, putând deveni surse de mirosuri,focare de infecții și pot duce la contaminarea materialelor de proces, a produselor fabricate sau ambalate.

Zona nealimentară

Muchiile și detaliile proeminente trebuie să fie rotunjite.

Cadre, schelete și consolidări

Se recomandă utilizarea de profile tubulare, cu capetele închise. Pe elementele și suprafețele orizontale trebuie evitată depunerea și acumularea surselor de contaminare.

Plăci și panouri fixe

Trebuie să aibă oproeminențe cât mai mici și se recomandă asamblarea lor prin sudare. Suprafețele închise trebuie să fie accesibile pentru curățare.

Plăci și panouri detașabile

Trebuie să fie ușor accesibile și transportabile de către un singur operator, fără macarale, lanțuri sau dispozitive de ridicat. Modul de fixare trebuie să evite bolțurile și șuruburile pe cât posibil.

Capace

a) Trebuie să fie aplicate pe suprafețe prevăzute cu deviatoare pentru apărare contra scurgerii și picurării. Construcția capacelor trebuie să împiedice acumularea și reținerea surselor de contaminare și să ușureze curățirea.

b) Capacele articulate trebuie să se rabată în afară, iar cele glisante trebuie să se deplaseze și să fie ușor demontabile. Balamalele și/sau glisierele trebuie să fie ușor de curățat;

c) Panourile capacelor din două sau mai multe lemente trebuie asamblate etanș.

Căi și ghidaje

Construcția lor trebuie să împiedice acumularea, să excludă adăpostirea murdăriei și să ușureze curățirea.

[NUME_REDACTAT] trebuie să aibă boruri de protecție de cel puțin 12 mm deasupra marginii superioare, care să colecteze scurgerile, condensul, etc.

Îmbinări și racorduri cu garnituri

Marginile aparente ale garniturilor trebuie să fie ușor curățibile, fără cavități sau colțuri între părțile etanșe.

[NUME_REDACTAT] rafturile fixe sau demontabile trebuie să fie ușor de curățat și de igienizat.

a) Plăcile detașabile trebuie să fie ușor de îndepărtat și de manipulat. Când plăcile sunt utilizate ca funduri demontabile, marginile răsfrânte trebuie să fie închise ori suficient de deschise pentru a permite curățarea;

b) Plăcile fixe trebuie să aibă spatele și capetele răsfrânte în sus cel puțin 25 mm, acolo unde există pereți și să fie închise pe toată lungimea lor sau să aibă spațiu de 25 mm între marginea lor și perete;

c) Consolele și stâlpii de susținere a rafturilor demontabile și/sau reglabile trebuie să fie ușor de demontat și de curățat. Construcția lor trebuie să respecte prevederile de la punctul anterior.

Montarea utilajului

Dacă utilajul nu se montează direct pe pardoseală sau masă, modul de instalare trebuie să asigure o distanță de la suprafața de așezare de cel puțin 150 mm, pentru curățare. Elementele de structură nu trebuie să formeze cavități, locașuri, zone de acumulare a murdăriei și a microorganismelor.

Elemente de sprijin, picioare și tălpi

Trebuie să fie suficient de rezistente și rigide pentru susținerea utilajului cu minimum de întărire laterală. Acestea trebuie să fie astfel fixate de corpul utilajului și adaptate pardoselii, încât să excludă posibilitata de acumulare a murdăriei și microorganismelor.

picioarele reglabile filetate nu trebuie să aibă filete expuse;

Picioarele reglabile tubulare cu filet sau telescopice, trebuie să fie închise etanș la capătul de jos;

Pentru picioare și tălpi, trebuie preferate secțiunile circulare, pătrate sau dreptunghiulare.

Instalații de lubrefiere și răcire

Lubrefiantul, respectiv fluidul de răcire din instalații, nu trebuie să pătrundă în materialul de proces sau pe suprafețe alimentare.

Instalația electrică

a) Motoarele, echipamentul electric și dozele de derivație expuse, dulapurile și panourile electrice trebuie să fie cu un grad de protecție corespunzător pentru a împiedica pătrunderea umidității, prafului și a permite curățarea și igienizarea. Condițiile tehnice generale, conform STAS 1893-87 (standard pe părți) și STAS 8138-83;

b) Echipamentul electric (doze de derivație, relee, cutiile de siguranță, aparate de control, corpuri de iluminat, etc.) aflat în afara dulapurilor sau a panourilor, trebuie să fie montat etanș pe elementele portante pentru a nu forma rosturi deschise și trebuie să fie la o distanță de cel puțin 25 mm de elementul portant.

Pentru atmosfere potențial explozive, echipamentul electric trebuie să corespundă STAS 6877 (standard de părți), iar materialele electroizolante utilizate în aceste echipamente trebuie să corespundă STAS 6790-89.

Conductorii trebuie astfel instalați încât să nu formeze zone greu de curățat sau rosturi față de suprafețe adiacente. Conductorii flexibili trebuie să aibă suprafața exterioară netedă. Marcarea conductorilor trebuie să fie conform STAS 9638-74.

Corpuri de iluminat

Dacă spargerea corpului de iluminat poate duce la contaminarea materialului de proces, corpurile de iluminat de pe utilaje trebuie protejate. Acolo unde condițiile impun, trebuie prevăzute corpuri de iluminat antiexplozive sau/și etanșe la apă.

Plăcuțele cu semne indicatoare și cele de marcare, trebuie fixate etanș pe suprafața de aplicare, iar semnele și inscripțiile trebuie să fie vizibile și să corespundă STAS 11199-78 și stas 11200 (standad pe părți).

Instalarea utilajului

La instalarea utilajului trebuie avute în vedere următoarele:

a) Asigurarea unui spațiu suficient în jurul, deasupra și sub utilaj pentru curățarea, igienizarea și controlul privind starea de curățenie și de igienă, respectiv demontarea și montarea în cadrul intervențiilor pentru întreținere și reparații;

b) Modul de alimentare cu utilități (energie electrică, abur, apă, aer comprimat, etc) să fie astfel prevăzut încât să nu creeze zone periculoase sau neaccesibile;

c) Izolația termică, panourile sau ecranele de protecție a utilajului nu trebuie să împiedice menținerea curățeniei și igienizării sau accesibilitatea pentru verificarea utilajului, să nu adăpostească microorganisme sau să rețină umezeală;

d) Utilajul trebuie protejat împotriva contaminării de la ventilatoare, suflante și de la tubulatura din zona instalației de condiționare a aerului, de la pasarelele suspendate, platforme și scări;

e) Canalele de scurgere trebuie să fie suficient distanțate de utilaje și dimensionate conform reglementărilor legale în vigoare.

Condiții de securitate

Concepția utilajului, construcția și materialele utilizate în afară de protecția materialului de proces trebuie să asigure și următoarele:

– protecția sănătății și securitatea personalului operator, astfel:

protecția împotriva electrocutării, conform STAS 12604-87;

mijloace de protecție față de pericolele mecanice, conform STAS 11338-80;

piesele în rotație trebuie să fie echilibrate static sau dinamic, după caz, gradele de echilibrare, conform STAS 10729 – 86;

protecția împotriva: contaminării microbiologice, poluării fizico-chimice a apei și a aerului, zgomotele, vibrațiilor și radiațiilor. Nivelurile maxime admisibile pentru condițiile de mai sus trebuie prevăzute în standardele de produs pentru fiecare tip de utilaj.

3.3.2. MATERIALE UTILIZATE ÎN CONSTRUCȚIA UTILAJELOR

Condiții generale

Materialele utilzate în construcția utilajelor trebuie să reziste la solicitările ce apar în funcționarea și întreținerea utilajului. Aceste solicitări pot fi, după caz: mecanice de frecare, coroziune (intercristalină, în puncte, fisurată, prin plăci, electrolitică, microbiologică, etc.), eroziune, termice, pătrunderea paraziților sau impurităților din mediul înconjurător.

Părțile active ale utilajului trebuie executate din oțeluri inoxidabile; pentru părțile cu rol secundar se acceptă oțel carbon cu acoperiri de protecție executate corespunzător.

Condiții pentru zona de proces

Materialele de suprafață trebuie să fie materiale avizate și după caz, rezistente la temperatura de lucru.

Condiții pentru suprafețe de contact prin stropire

Materialele de suprafață trebuie să corespundă următoarelor cerințe:

să fie netoxice;

să fie rezistente în contact cu materia de proces, cu agenții de curățare și igienizare și cu factorii normali ai mediului de lucru

Condiții pentru zona nealimentară

Materialele trebuie să fie curățabile, igienizabile și rezistente la coroziune sau protejate contra coroziunii.

Materiale acceptate

Din punct de vedere igienico-sanitar sunt avizate pentru uz alimentar următoarele materiale 20 Cr 130; 40 Cr 130; 8 Cr 170; 8 TiCr 170; 10 TiMoBiCr 175; 2 NiCr 185; 2 MoNiCr 175; 2 TiMoCr 180, conform STAS 3585-87 sau oțeluri echivalente.

Suprafețele alimentare trebuie să fie confecționate din oțeuri inoxidabile austenitice sau ferite în funcție de mediu și/sau materia de proces.

Oțelurile carbon, oțelurile aliate și fontele acceptă numai acoperiri de protecție corespunzătoare, stabilite conform condițiilor de exploatare.

Aluminiul sau aliajele lui pot fi utilizate ca:

aluminiu să aibă o puritate de cel puțin 99,5%;

să nu producă înegrirea materiei de proces și a produselor fabricate;

pentru igienizare să nu se folosescă produse alcaline;

în aliajele de aluminiu elementele de aliere și impuritățile să nu depășească limitele indicate în tabelul următor:

Tabelul 19. Elemente de aluminiu sau impurități în aliajele de aluminiu

După caz și fundamentat tehnico-economic se admit următoarele materiale: nichel și aliaje de nichel, staniu și aliaje de staniu, titan și aliaje de titan, cobalt și aliaje de cobalt, tantal și alte materiale.

Lemnul, pielea, materialele textile și alte materiale organice, precum și materialele poroase, trebuie evitate în execuția părților cu suprafețe alimentare și de contact prin stropire, deoarece ele pot deveni ușor focare de contaminare.

Aceste materiale se pot utiliza numai dacă este absolut necesar cu luarea măsurilor corespunzătoare pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare.

Lemnul trebuie să fie de calitatea a I-a cu o umiditate de cel mult 12%.

Materialele plastice, rășinile, compuși pe bază de rășină și cauciucul, se pot utiliza pentru confecționarea părților active, cu următoarele condiții:

admisibilitatea în contact cu materiale și produse alimentare să fie garantată pentru condițiile prescrise anterior și aprobată de organul de control și autorizare;

să reziste la acțiunea lubrefianților;

să aibă rezistență microbiologică.

Materiale acceptate parțial și materiale neacceptate

Din punct de vedere igienico-sanitar pentru uz alimentar, sunt acceptate parțial și neacceptate următoarele materiale:

[NUME_REDACTAT]-Sn și Cu-Al sunt acceptate pentru toate produsele alimentare. Cuprul se poate utiliza numai în contact cu produsele spirtoase (alcool, bere, vin), uleiuri comestibile, apă potabilă, etc.

Cadmiul, antimoniul și stibiul sunt acceptte pentru toate produsele alimentare.

Plumbul nu se acceptă, cu excepția țevilor de apă și aliajele de lipit cu conținut de Pb de max. 5%.

Sticla și materialele ceramice pot fi utilizate acolo unde, în condiții normale de exploatare, nu sunt expuse loviturilor cu piese dure și șocurilor termice mai mari decât variația de temperatura admisă pentru materialul respectiv.

Materiale de etanșare

Materialele de etanșare utilizate în zona de proces, trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

să aibă rezistență mecanică și microbiologică corespunzătoare;

să reziste la acțiunea lubrifianților;

să aibă stabilitate chimică;

să fie avizate de organul de control și autorizare

3.3.3. PROTECȚIA SUPRAFEȚELOR

Prescripții generale

Gradul de protecție climatică a utilajelor, dacă nu se stabilește altfel prin acordul părților trebuie să fie N3, conform STAS 6692-83.

Acoperirile de protecție, trebuie să satisfacă următoarele condiții în funcție de destinație:

Acoperirile de protecție ale suprafețelor aparente trebuie să reziste la contactul cu materialul e proces, agenții de curățare și igienizare, să reziste la acțiunea mediului și să corespundă condițiilor de aspect;

Acoperirile de protecție ale suprafețelor mascate, trebuie să reziste timp îndelungat la acțiunea componenților normali ai mediului și la acțiunile provenite din contactul întâmplător cu agenții de curățare și de igienizare;

Acoperirile de protecție ale suprafețelor trebuie să reziste la acțiunea lubrefianților și căldurii până la min. 90º C.

Acoperirile prin vopsire

Nu se admit acoperiri de protecție prin vopsire pe suprafețele din zona de proces.

Nu se admit acoperiri de protecție prin vopsire pe suprafețele nealimentare;

în imediata apropiere a suprafețelor alimentare;

de pe care, datorită situării lor, desprinderile și exfolierile stratului de vopsea pot să cadă în materialul de proces.

Aceste părți se protejează prin cositorire la cald, procedeu care asigură o bună aderență și o rugozitate corespunzătoare a suprafeței.

Dacă această protecție nu se poate aplica din motive obiective, părțile în cauză se pot confecționa din materiale avizate din punct de vedere igienico-sanitar și care să reziste condițiilor de lucru.

Calitatea acoririlor de protecție prin vopsire conform STAS 2313-76; STAS 2489-69; STAS 2538-73; STAS 2875-75; STAS 2994-69; STAS 3661-88; STAS 8009-80; STAS 8393-80 (standard pe părți) și STAS 10157-75. Nivelurile de calitate pentru criteriile prevăzute în aceste standarde, conform standardelor de produs.

Acoperiri metalice

Acoperirile metalice se pot aplica cu respectarea prescripțiilor, funcție de destinația utilajului.

Acoperirile metalice, criteriile și nivelurile minime pentru aprecierea calității lor, se stabilesc în documentația de execuție a utilajelor, conform STAS 6269-80.

Acoperirile metalice sunt acceptate pentru protecția suprafețelor din zona de proces și a celor de contact prin stropire:

acoperiri electrochimice cu: nichel și nichel – crom, conform STAS 6705-81, crom dur, conform STAS 7978-88; aliaj de staniu- nichel, conform STAS 10218-89; staniu, conform STAS 10543-86, și cu justificare întemeiată; crom negru conform STAS 11604-88.

acoperiri chimice cu nichel, conform STAS 11603-81;

acoperiri termice cu staniu și aliajele lui, cu excepția suprafețelor expuse substanțelor acide;

acoperiri prin pulverizare termică STAS 11684 (standard pe părți);

acoperiri prin placare, conform STAS 7043/1-86.

Acoperiri prin oxidare anodică

Metoda este acceptată pentru suprafețele pieselor executate din aluminiu și aliaje din aluminiu, mai puțin suprafețele din zona de proces, iar condițiile termice trebuie să fie conform STAS 7043/1-86.

Acoperiri organice

Metoda este acceptată pentru protecția suprafețelor utilajelor pentru industria aliementară și după caz se pot aplica procedeele de: rilsanizarea, cauciucare și teflonare.

Criteriile și nivelurile minime pentru aprecierea calității lor se stabilesc după caz în documentația de produs respectivă.

[NUME_REDACTAT] se poate aplica numai pe suprafețe care nu sunt supuse loviturilor și solicitărilor mecanice și numai cu avizul beneficiarului. Emailarea trebuie să corespundă clasei de calitate S sau 1, după caz, conform STAS 2583-80.

3.4. Alegerea mijloacelor de transport

În cadrul activităților de transport, ponderea cea mai mare o are transportul materialelor. Materialele ce se transportă în cadrul secției constau din:

materii prime și auxiliare pentru care sistemele de transport trebiue să fie situate ăn partea de intrare a sistemelor de fabricație;

Materiale și ambalaje care se cer a fi transportate în diferite zone de fabricație;

Produse finite.

Transportul iaurtului se face în vehicule izoterme, curate, fără miros străin, la temperatura de maximum 8˚C. Iaurtul nu se transportă împreună cu produse toxice, volatile sau puternic mirositoare.

Fiecare transport trebuie să fie însoțit de documente de livrare – recepție și de declarația de conformitate aferente fiecărui lot.

Transportul laptelui

Transportul laptelui în cisternă este prezent cel mai mult folosit. Indiferent de tipul de cisternă, aceasta se spală și dezinfectează la fabrică. În timpul verii, cisterna trebiue răcită, la fabrică sau la punctul de colectatre, înainte de introducerea laptelui. În cazul răcirii la fabrică, după spălare și dezinfectare, se stropesc pereții interiori ai cisternei cu apă răcită în volum de circa 10% din capacitate, închizându-se capacele orificiilor de vizitare. La locul de primire al laptelui se avacuează apa din cisternă, urmănd umplerea cu lapte colectat.

Cisternele de lapte sunt recipiente de formă cilindrică sau ovală, cu capacității variind de la 500 la 20 000 l; ele trebuie să îndeplinească câteva condiții obligatorii:

să permită încărcarea și descărcarea rapidă a laptelui;

să fie suficient de rezistente;

să fie confecționate din materiale ușoare și inactive față de lapte;

să fie de regulă izolate;

să nu prezinte unghiuri sau colțuri la interior, pentru a permite o spălare ușoară și eficientă.

Materialele folosite la confecționarea cisternelor pot fi: aluminiu, oțel inoxidabil, plostif. Cisternele pot fi neizoterme sau izoterme, uitlizându-se pentru izolare plută, vată minerală sau polistiren, pentru transport pot fi folosite și cisterne frigorifice, prevăzute cu agregate de răcire.

CAPITOLUL 4

UTILITĂȚI, NECESARUL DE UTILITĂȚI ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA

4.1. Apa în industria alimentară-

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 finite obținute, utilajele și instalațiile folosite.

Necesarul de apă în industria alimentară se poate grupa după folosință:

– apă potabilă;

– apă nepotabilă (industrială).

Apa potabilă trebuie să corespundă din punct de vedere bacteriologic apei de băut și se utilizează în 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 diferit de apa potabilă și se utilizează în următoarele scopuri:

● agent termic pentru schimbătoare cu schimb indirect de căldură;

● transport hidraulic;

● centrale termice.

În urma proceselor tehnologice din industria alimentară rezultă apa reziduală (evacuată cu impurități sau cu substanțe toxice), care prin epurări mecanice, chimice și biologice poate fi folosită ca apă industrială și apa degradată (în care s-au deversat ape menajere, reziduuri toxice sau dejecții), care nu mai poate fi folosită în procesele tehnologice principale sau auxiliare din industria alimentară.

Apa folosită în industria alimentară provine din surse naturale. Sursele de apă pot fi proprii pentru respectiva unitate sau de la rețeaua publică. Sursele proprii pot fi din apele de suprafață (apă de izvor, de râuri, de fluvii) sau din surse de adâncime (puțuri freatice sau puțuri de mare adâncime). Cheltuielile de extracție a apei din puțurile de mare adâncime sunt mari, dar debitul nu variază în timpul campaniilor cu consum mare de apă, nu îngheață, temperatura este constantă la 12-14°C, iar conținutul în săruri minerale este redus.

a)Condiții bacteriologice

Condițiile bacteriologice prevăd ca apa potabilă să fie lipsită de bacterii din grupul coliform (maximum 3/l),de drojdii, mucegaiuri, bacterii sporulate sau bacterii fluorescente.

În apa potabilă numărul total de microorganisme nu trebuie să depășească 100/ml apă.

b) Condiții fizico-chimice

Standardul pentru apă potabilă prevede ca apa de băut să fie transparentă, complet incoloră și să nu depună sediment atunci când este lăsată într-un vas.

Culoarea apei se datorează particulelor în suspensie și substanțelor dizolvate (ex: săruri de fier). Se determină prin comparare cu o scară colorimetrică.

Turbiditatea (tulbureala) apei se datorează prezenței în apă a substanțelor în suspensie fin divizate, cum ar fi: argilă, substanțe organice etc. turbiditatea se exprimă în grade (1 grad fiind considerat tulbureala produsă de 1 mg caolin în suspensie în 1 litru apă distilată).

Mirosul apei nu trebuie să fie perceptibil atât atunci când se determină pentru apa rece (15-20° C), cât și pentru apa încălzită la 60° C. mirosul apei apare atunci când apa conține substanțe organice în descompunere sau unele substanțe volatile.

Gustul apei se examinează imediat după miros, numai dacă apa nu a fost găsită infectată cu microorganisme patogene.

c)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, în grade germane max. 121

– Fe, mg/l max. 0,2

– substanțe organice, în mgKMnO4/l max. 3-10

Un factor important pentru caracterizarea apei este pH-ul. Apa trebuie să fie neutră sau foarte slab alcalină (pH = 7-8).

Duritatea apei se datorește în special bicarbonatului de calciu, sulfatului de magneziu, clorurii de calciu și sulfatului de calciu și se măsoară în grade de duritate.

d)Purificarea și dezinfecția apei

Sursele de aprovizionare cu apă pot fi impurificate prin:

pătrunderea apelor din gospodării;

pătrunderea apelor de suprafață provenite din ploi, care spală de pe suprafața pământului resturi de murdărie;

impurificarea apelor de profunzime, prin infiltrarea impurităților.

Pentru purificarea mecanică a apei se pot aplica diferite procedee:

Sedimentarea apei este o metodă fizică simplă, folosind bazine speciale, instalate în locurile de colectare a apei.

Filtrarea apei se realizează cu ajutorul filtrelor cu acțiune lentă sau rapidă.

Dezinfectarea apei are drept scop distrugerea germenilor patogeni și se poate realiza prin mai multe metode:

clorinare;

filtrare;

iradiere cu radiații ultraviolete;

Apa folosită pentru răcire, încălzire și pentru producerea aburului-

Apa folosită ca agent termic de răcire, încălzire, vaporizare etc. necesară în anumite faze ale prelucrării produselor alimentare trebuie să respecte, la rândul său, anumite condiții de calitate.

a) Apa de răcire

Este folosită în operațiile de răcire sau condesare în schimbătoare de căldură, condensatoare (condensare vapori), mașini de spălat, reactoare. Temperatura sa variază în funcție de sursa de proveniență, anotimp și regim de temperatură necesar în procesul tehnologic. Se recomandă ca în timpul verii să fie cât mai scăzută posibil (10-15°C). Această apă poate fi recirculată cu sau fără recuperare de căldură.

Apa folosită pentru răcire nu trebuie să conțină particule grosiere (nisip) sau cantități mari de materii în suspensie, pentru ca acesta să nu se depună în țevile schimbătoarelor de căldură sau pe pereții aparatelor de schimb termic. De asemenea, ea trebuie să aibă duritatea temporară redusă întrucât la depășirea unei temperaturi limită se produce precipitarea carbonaților.

Tabelul 20. Indicatorii de calitate ai apei folosite pentru răcire

b) Apa de încălzire și pentru producerea aburului

Crusta depusă pe cazanele de abur are conductivitatea termică mai mică decât oțelul, astfel că diminuează transferul de căldură. De asemenea, mărirea grosimii crustei pe suprafețele de transfer termic determină mărirea pierderilor de căldură în instalațiile de producere a apei calde și a aburului, ceea ce conduce la consumuri mai mari de combustibil pentru a asigura producerea acestora la parametrii necesari.

Una dintre principalele cauze ale depunerilor este creșterea concentrației substanțelor dizolvate pe măsură ce apa se vaporizează. Depunerile depind de compoziția sărurilor din apa de alimentare a cazanelor de apă caldă și abur: depuneri carbonatate, depuneri sulfat, depuneri silicice.

Alimentarea cu apă a cazanelor pentru apă caldă și abur trebuie să asigure o funcționare corectă, fără depunere de crustă, nămol și fără coroziunea metalului. Pentru cazanele cu o capacitate de peste 2 m3/h trebuie să existe standarde care să reglementeze caracteristicile stabilite în standarde, în timp ce în cazul cazanelor cu capacitate mai mică de 2 m3/h și alimentare cu apă netratată sau cu astfel de apă amestecată cu condens sau apă dedurizată trebuie îndepărtată periodic crusta depusă pe suprafețele de transfer termic. La fel trebuie să se procedeze și în cazul vaporizatoarelor și schimbătoarelor de căldură folosite în industria alimentară.

Aprovizionarea întreprinderilor cu apă

Problema apei în întreprinderile de produse lactate îmbracă două aspecte principale: aprovizionarea cu apă de calitate și eliminarea apelor uzate, condiționând buna funcționare a acestora.

Necesarul de apă poate fi generat de următoarele scopuri:

alimentare cazane abur;

alimentare schimbătoare de căldură;

alimentare instalații frigorifice;

spălare-dezinfecție utilaje și încăperi;

scopuri menajere (baie, etc);

În întreprinderile moderne consumul de apă potabilă este deosebit de ridicat, ajungând la 5-8 l pentru 1 l de lapte prelucrat, variabil în funcție de structura producției întreprinderii respective.

Condițiile bacteriologice prevăd ca apa potabilă să fie lipsită de germeni patogeni, să conțină maxim 3 bacterii coliforme/l, să fie lipsită de drojdii, mucegaiuri, bacterii sporulate sau bacterii fluorescente, iar numărul total de germeni să fie maxim 100/l.

Apa potabilă trebuie să fie trasparentă, incoloră, să nu depună sediment, să nu aibă miros, gustul să fie plăcut. Gusturile străine pot fi date de materii organice (gust fad), de săruri de aluminiu (gust dulceag), de săruri de magneziu (gust amar).

Pentru industrie, apa nu trebuie să fie acidă și, din acest motiv, se practică neutralizarea în anumite cazuri pentru evitarea efectului corosiv.

Dacă apa nu corespunde cerințelelor, este necesar să se efectueze anumite operații de purificare și dezinfectare: filtrare, dedurizare, deferizare, sterilizare.

Filtrele de masă formate din straturi succesive de nisip, cuarț sau dolomită, rețin particulele solide în suspensie sau substanțele coagulate în prealabil. Acținea acestui tip de filtre se manifestă prin suportul pe care- l reprezintă pentru microorganismele cu efect coagulant al impurităților din apă, prin adsorbirea particulelor coloidale și prin reținerea mecanică a particulelor cu dimensiuni superioare porilor masei filtrante.

Dedurizarea se aplică apei pentru alimentarea cazanelor și schimbătoarelor de caldură și poate fi realizată pe cale chimică sau prin tratare cu schimbători de ioni.

Dedurizarea chimică constă în tratarea apei cu hidroxid de sodiu și carbonat de sodiu.

Dedurizarea cu schimbătorul de ioni constă în tratarea cu schimbători de anioni care eliberează sodiul, înlocuind calciul și magneziul din combinațiile lor din apă.

Deferizarea se poate executa printr-un tratament cu sulfat de aluminiu și var, urmat de decantare și filtrare. De asemenea, se poate utiliza un procedeu de aerare intensivă.

Sterilizarea apei se realizaeză industrial prin:

sterilizare cu clor și compuși cu clor;

ozonare.

Mai frecventă este sterilizarea cu clor gazos, hipocloriți saucloramine. Aceste produse sunt incolore, insipide, inofensive pentru organism în dozele în care se adaugă, acțiunea lor durând 3-4 zile. Sterlizarea cu ozon este mai costisitoare. Pentru sterilizarea unui m3 de apă este necesară cantitatea de 0,5-1 gram.

Eliminarea apelor uzate.

În întreprinderile de produse lactate, rezultă o serie de ape uzate, a căror cantitate și carateristici variază în funcție de structura producției. Apele uzate provenite de la fabricile plelucrătoare de lapte sunt impurificate și, în cantități mari, produce infectarea cursurilor de apă în care sunt deversate, infuențând flora și funa acestora. De aceea, este necesar ca apele uzate să fie supuse unui procedeu de epurare și apoi deversate.

Procedee de epurare. Epurarea apei se poate realiza prin procedee fizice, chimice sau biologice și, în majoritatea cazurilor, este necesară utilizarea lor pentru asigurarea eficienței.

Procedeul fizic constă în filtrarea prin strat de turbă, fiind reținute parțial substanțele proteice și antisepticile.

Procedeele chimice se realizează cu ajutorul superfosfaților, a clorurii ferice, sulfatului feros sau a sulfatului de aluminiu. Se obține un precipiat care antrenează suspensiile și microorganismele, iar în final este necesar corectare pH -ului cu var până la valoarea 8-8,5.

Procedeele biologice se recomandă pentru apele bogate în zer, întrucât prin celelalte procedee nu este eliminată lactoza. În acest scop, se utilizează culturi de drojdii care se dezvoltă consumând lactoza din lichidul puternic aerat; drojdia obținută poate fi utilizată la furajare. Se pot utiliza și lactobacili, care la 35-40˚C fermentează lactoza ăn câteva ore; final, se adaugă carbonat de calciu pentru corectarea pH-ului.

Pentru îndepăratrea substanțelor proteice, se utilizează paturi din cocs, zgură pe care se dezvoltă bacterii ce consumă aceste substanțe. Substanțele de degradare trebuie puternic aerate pentru oxidare.

Un procedeu care conduce la distrugerea lactozei și a substanțelor proteice constă în utilizarea culturilor de mucegai, care în final se elimină ușor printr-o simplă filtrare.

Consumul de apă

Consumul de apă este format din:

consumul de apă necesar procesului tehnologic;

consumul de apă pentru spălarea pardoselei;

consumul de apă igienico – sanitar.

Consumul de apă necesar procesului tehnologic

Pentru o producție de 10290 Kg / 24h iaurt cu cereale, cantitatea de apă consumată este:

A1 = 81589,31 (apă rece) + 42583,08 (apă caldă) = 124172,39 litri/zi

Consumul de apă pentru spălarea pardoselei

Se consideră că:

se consumă 10 litri de apă / m2 / zi

se spală din jurul instalațiilor care este de 10 m2

Consumul de apă pentru spălarea pardoselei este:

A2 = = apă / zi

Consumul de apă igienico – sanitar

Se calculează funcție de numărul de muncitori pe schimb (10), numărul de schimburi (3), consumul de apă pentru un muncitor (20 l) și numărul de dușuri (2).

A3 = = 1200 l apă / 24h

Cantitatea totală de apă este:

A = A1 + A2 + A3

A = 124172,39 + 100 + 1200

A = 125472,39 apă / 24h

Consumul de abur

Consumul de abur este dat de suma cantităților de abur necesare în procesul tehnologic de obținere a iaurturilor cu cereale, astfel :

Cantitatea de abur necesară pentru pasteurizarea laptelui:

m1 = 1132,58 Kg/zi

Cantitatea de abur necesară pentru pasteurizarea iaurtului:

m2 = 232,97 Kg/zi

m = m1 + m2 = 1365,55 kg/zi abur

4.2. Consumul de energie electrică

Consumul de energie electrică este dat de consumul de energie a liniei tehnologice și consumul de energie din iluminatul electric.

Tabelul 21. Consumul de energie elctrică al liniei tehnologice

Consumul de energie din iluminatul electrică este dat de produsul dintre numărul de surse de iluminat și consumul de energie al unei singure surse și este:

Consumul total de energie electrică:

3 KW/h + 16,24 KW/h = 19,24 KW/h.

CAPITOLUL 5

CONTROL, REGLARE, AUTOMATIZARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC

5.1. Automatizarea proceselor tehnologice

Automatizarea proceselor tehnologice se realizează pe două căi independente care depind de caracterul producției și de organizarea acesteia:

cea a mașinilor automate și a liniilor în flux automatizate;

cea a automatizării proceselor tehnologice, legată de automatizarea controlului și comenzii proceselor de producție.

Dezvoltarea automatizării moderne a dus la crearea unor sisteme de elemente unificate de control, de comandă și reglare automată a unor procese tehnologice complexe, astfel că se poate tipiza și limita numărul tipurilor elementelor de automatizare.

Cauzele obiective care impun aplicarea automatizării în producție sunt:

obiectivitatea controlului și comenzii;

centralizarea comenzii grupelor de mașini și agregate;

realizarea cu precizie a procesului de producție prescris cu indici calitativi și cantitativi optimi;

comanda proceselor la orice viteză de desfășurare a acestora și pentru orice valoare a parametrilor procesului;

siguranța și securitatea funcționării agregatelor;

eficiența economică ridicată, legată de creșterea productivității muncii, economia de materie primă, de combustibil, de materiale, ridicarea calității și micșorarea prețului de cost al producției, precum și reducerea personalului de deservire.

Sistemul de ambalare.

Banda cu materialul da ambalare se desfășoară de pe ruloul depozit, se înscrie pe ea data cu ajutorul dispozitivului de datare, trece apoi prin fața unei lămpi bactericide, se înfășoară pe rola superioară și își schimbă direcția de mișcare în jos pe inelele de formare, rezultând astfel un cilindru. În continuare, cu ajutorul unei role de strângere, marginile hârtiei, așezată una peste alta, trec printr-un încălzitor la temperatura de 280-300˚C; presiunea rolei de strângere pe manșonul de cauciuc trebuie să fie de 4-6 kg.

Cilindrul sudat longitudinal intră într-o pereche de dispozitive de prindere echipate cu încălzitoare cu impulsuri, care se deplasează de sus în jos; cilindrul este turtit și se execută cusătura transversală care reprezintă fundul ambalajului. În timpul următor se execută umplerea ambalajului cu iaurt cu cereale. Urmează prinderea cu a doua pereche de dispozitive de strângererotită cu 90˚C față de prima pereche, care execută o a doua sudură transversală, închizând ambalajul și formând fundul pentru ambalajul următor. Se formează astfel un șir de ambalaje care sunt tăiate, separate unul de altul și transportate la un dispozitiv de așezare și stivuire în navete hexagonale (18 pachete de fiecare navetă). Umplerea se face simultan în trei navete, ce se rotesc în jurul axei în șase poziții, cu câte 60˚. Alimentarea și evacuarea se face prin rotirea mesei cu 90˚.

5.2. Controlul tehnologic de calitate pe faze de fabricație (HACCP)

Industria laptelui are deja o experiență semnificativă pe plan mondial în aplicarea principiilor de bază ale HACCP. Faptul că laptele poate constitui o sursă de îmbolnăvire a consumatorilor este cunoscut încă din secolul trecut, iar fierberea laptelui înainte de consum a fost recunoscută ca o măsură eficientă de prevenire a acestor îmbolnăviri. Pasteurizarea a fost introdusă în industria laptelui și cu scopul combaterii acestor boli, iar regimul termic aplicat a fost stabilit ținând cont de rezistența la încălzire a agenților de îmbolnăvire respectivi.

Pentru reducerea riscului până la un nivel acceptabil au fost stabilite limitele critice ce trebuie respectate.

Controlul de calitate reprezintă un ansamblu de acțiuni prin care se verifică măsura în care au fost respectate prescripțiile normale de calitate.

Activitatea de control de calitate se clasifică după mai multe criterii

– controlul procesului tehnologic :

loturile de materiale, de materii prime de bază, de produse finite

calificarea personalului

controlul documentației tehnice

opiniile consumatorilor.

– procedeul aplicat :

controlul dimensional

controlul funcțional

– mijloacele de control utilizate :

manuale

mecanice

automatizate

– valoarea producției controlate :

global – control 100 %

sondaj – eșantioane reprezentative

– ritmicitatea controlului :

continuu

periodic

inopinat

Riscuri care pot afecta produsul, măsuri de control și monitorizare

Riscuri microbiologice

Laptele integral crud poate conține o serie de microorganisme, cum ar fi: Staphylococus aurens, Mycobacterium tuberculosis, etc.

Planul HACCP trebuie să prevadă manipularea corespunzătoare a laptelui ca materie primă, pentru eliminarea sau reducerea riscurilor și prevenirea recontaminării.

Iaurtul poate fi contaminat din punct de vedere microbiologic dacă nu se efectuează o curățire și dezinfecție corespunzătoare a instalațiilor și a clădirii.

Prin proiectarea clădirii și amplasarea utilajelor în mod judicios, în condițiile în care se respectă disciplina de producție, contaminarea este puțin probabilă.

Vestiarele pentru muncitori trebuie proiectate în sistem filtru, pentru reducerea riscului de introducere în spațiile de producție a unor diferiți contaminanți din exterior. Vor fi prevăzute spații de spălare pentru personalul din laboratoare și birouri înainte de intrarea în secțiile de producție.

Măsurile preventive se stabilesc în funcție de riscurile care trebuie controlate. Eliminarea riscurilor microbiologice din lapte se realizează prin controlul operației de pasteurizare.

Mai pot apare riscuri microbiologice la operația de amestecare. De asemenea, la ambalare produsul se poate contamina de la aerul înconjurător, ambalaje, mașina de ambalat. Măsurile preventive sunt:

folosirea filtrelor de aer;

inspectarea și întreținerea conductelor;

sterilizarea ambalajelor cu radiații;

curățirea mașinii de ambalat după fiecare schimb.

Riscuri chimice

Laptele integral poate conține reziduuri de pesticide și antibiotice. În timpul prelucrării se poate contamina cu substanțe folosite la spălare și dezinfectare, datorită clătirii ineficiente a conductelor și utilajelor.

Măsura preventivă împotriva prezenței antibioticelor o constituie respingerea la recepția calitativă a laptelui care conține antibiotice. Pentru a elimina riscul contaminării cu substanțe de spălare și dezinfecție trebuie realizată o clătire cât mai eficientă a utilajelor și conductelor după executarea programelor de spălare și dezinfecție.

Riscuri fizice

În laptele crud pot exista corpuri străine: insecte, paie, păr, așchii de lemn, introduse în timpul recoltării de la animal și colectării laptelui. De asemenea, pot apărea corpuri străine în produsul finit: bucăți de hârtie cu folie de aluminiu din ambalaje, materiale plastice din mașina de ambalat sau de la muncitori.

Prevenirea riscurilor fizice se face prin filtre montate pe traseul de conducte de la recepție la răcirea preliminară și prin folosirea curățitoarelor centrifugale pentru îndepărtarea impurităților care nu au fost reținute de filtre. În privința corpurilor străine care pot să apară după uscare, o măsură preventivă ar putea fi controlul vizual la ambalare. Se recomandă de asemenea, instalarea unui detector de matale la capătul liniei de fabricație, înainte de

introducerea ambalajelor cu iaurt în depozite.

În figura 5 este prezentată diagrama de flux tehnologic pentru obținerea iaurtului cu cereale.

Diagrama de flux, reprezintă o metodă de descriere a proceselor, bazată pe reprezentarea grafică a etapelor. Reprezentarea proceselor sub forma diagramei de flux în cadrul sistemului de management al calității asigură:

o înțelegere uniformă aprocesului descris;

evidențierea eventualelor probleme sau locuri înguste, pați inutili din cadrul procesului.

Fig.5. Diagramă de flux tehnologic – iaurt cu cereale

PCC

PCC

PCC

CAPITOLUL 6

AMPLASAMENT ȘI PLAN GENERAL, STRUCTURA ȘI DIMENSIONAREA PRINCIPALELOR SPAȚII DE PRODUCȚIE

6.1. Proiectarea amplasării elementelor liniei de fabricație. Dimensionarea suprafeței pentru amplasarea instalației.

Amplasarea instalației de obținere a iaurtului cu cereale am propus să se facă pe un nivel, utilajele fiind dispuse aproximativ în ordinea fluxului tehnologic. Vederea de sus, longitudinală și transvarsală a fabricii este trezentată în planșa nr. 9.

Suprafața totală (ST) necesară pentru amplasarea liniei de fabricație pentru obținerea iaurtului cu cereale s-a determinat cu relația:

ST = Sd + Sa + Sc în care:

Sd = suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație (m2); se calculează prin însumarea suprafeței ocupate de fiecare utilaj, ca în tabelul următor.

Tabelul 18 Suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație

Sa = suprafața de acționare sau de deservire de către executant a mijloacelor de muncă. Considerăm în medie 2 m2 pentru fiecare utilaj, Sa va lua următoarea valoare:

Sc = suprafața de circulație:

Sc = (Sd + Sa) K, K = 0,5

Sc = (9,08 + 18,16) 0,5 = 13,62 m2

ST = 9,08 + 18,16 + 13,62 = 40,86 m2

În afară de hala de producție, secția mai cuprinde: un birou, vestiare, grup sanitar, magazie de materiale, atelier de întreținere și reparații și depozitul de materii prime și produse finite.

6.2. Dimensionarea depozitului

Stabilirea unor dimensiuni raționale pentru depozite are o mare însemnătaate pentru modul de exploatare a lor. Subdimensionarea creează ștrangulări cu urmări grave, în timp ce supradimensionarea provoacă cheltuieli suplimentare nejustificate.

Pentru a dimensiona rațional un depozit trebiue rezolvate două probleme:

a). Determinarea cantității maxime ce urmează a fi păstrată:

Necesarul de aprovizoinat (A) cu materii prime:

A = Npl + Sf – Si unde:

Npl – necesarul de aprovizionat pentru realizarea producției planificate:

Na – norma de consum de aprovizionare;

Npl – producția planificată (cu 10% mai mică decât capacitatea de producție)

Sf – stocul de materii prime de la sfârșitul perioadei. Îl considerăm egal cu jumătate dintr+un stoc curent Sc.

Cmz – consumul mediu zilnic t/zi

Te – fondul efectiv de timp de lucru (zile)

Im – intervalul mediu dintre două livrări (12-14 zile)

Cmz = 39,34/232 = 0,16 t/zi

t

Sf = Sc/2 = 1,18 t

Si – stocul preliminar la începutul perioadei de plan în considerăm nul.

A = 2,38 + 1,18 = 3,56 t

Deoarece în același depozit se păstrează și produsul finit până la livrare, se ia în calcul și un stoc maxim acumulat de iaurt cu cereale de 4 t deci, cantitatea maximă de depozit va fi:

Ns = 7,56 t

b) Dimensionarea proprie a depozitului :

În funcție de cantitățile ce urmează a fi depozitate și de condițiile în care se va face păstrarea, manipularea, primirea și expediția, se trece la dimensionarea depozitului.

Pentru a se determina suprafața totală (St) necesară pentru depozitare, se va ține seama că aceasta este formată din:buna

suprafața utilă pentru depozitarea propriu – zisă a materialelor (Su);

suprafața de circulație și de manipulare care cuprinde spațiile (culoare) dintre stive sau mobilierul de depozitare (Sc);

suprafața destinată primirii și recepției materialelor (Sp);

suprafața auxiliară ocupată de construcții diverse (stâlpi, coloane, lifturi), (Sa);

ST = Su +Sc +Sp + [NUME_REDACTAT] = Ns/C unde:

Ns – cantitatea de materiale ce trebuie depozitată ,kg;

C – capacitatea maximă de depozitare pe unitatea de suprafață, kg/m2

Su = 7560/200 = 37,80 m2

Sa = 2 m2

ST = 37,80 + 78,75 + 63 + 2 = 181,55 m2

Având în vedere că vom depozita în acest depozit materiile prime, produsele finite și prin comparație cu dimensiunile folosite în întreprinderi similare și pe baza consultării literaturii de specialitate, vom adopta pentru depozitul D valorile:

lungime 18 m, lățime 10m , înălțime 4 m.

ST = 180 m2

Dacă considerăm că depozitarea se face pe rafturi etajate cu lățimea de 1,2 m aranjate în 5 rânduri, pe o lungime de 6,5 m vom avea:

m2.

Această variantă de desfășurare a fluxului de materiale prezintă avantajul folosirii unor rampe comune, posibilității mai largi de mecanizare și utilizare mai rațională a forței de muncă și dotărilor de primire și livrare.

În acest caz gradul de ocupare a suprafeței depozitului va fi:

CAPITOLUL 7

NORME DE PROTECȚIA MUNCII, REGULI DE IGIENĂ ȘI NORME DE STINGERE A INCENDIILOR

Igiena fabricației, tehnica securității și protecția muncii în industria laptelui

Pentru prevenirea accidentelor si evitarea posibilităților de îmbolnăvire în întreprinderile de produse lactate trebuie luate anumite măsuri de protecția muncii și tehnica securității. Totodată trebuie respectate normele de igienă personală a muncitorilor și de igienă în secțiile de fabricație, întrucât laptele și produsele lactate sunt foarte ușor de infectat și pot deveni produse care să răspândească boli.

7.1. Igiena în secția de producție

Se referă la curățenia pardoselilor, pereților și tavanelor, cât și la starea de curățenie, spălare și dezinfecție a utilajelor și ustensilelor de lucru.

Igiena tavanelor și pereților se asigură prin operații de văruire periodică, înlăturarea eventualelor pânze de păianjen, a prafului depus pe ferestre, pereți.

Curățirea pardoselilor se face cu ajutorul periilor de material plastic zilnic sau de mai multe ori pe zi și constă în înlăturarea cu mătura a resturilor de materiale.

În toate secțiile de lucru, la terminarea schimbului, după curățire și prespălare cu apă a pardoselii, se spală cu soluție caldă cu detergenți (3%) după care urmează spălarea cu apă rece pentru îndepărtarea detergentului. În secțiile unde pe pardoseală ajung resturi de grăsime (unt, smântână) se folosesc cantități mai mari de detergent (5%) și apă la temperatură mai ridicatã (600C)

Igiena utilajelor, a ustensilelor de lucru și a ambalajelor se asigură de personalul care lucrează sau de personalul specializat

Fazele spălării și dezinfectării sunt următoarele:

demontarea unor părți din instalații sau utilaje;

îndepărtarea resturilor (impurități, materii grase) cu apă caldă (35 – 400C);

spălarea propriu-zisă (mecanică sau manuală);

controlul soluțiilor în timpul spălării;

îndepărtarea urmelor de soluție cu apă caldă;

clătirea cu apă rece potabilă;

controlul vizual și de laborator al spălării;

Condițiile igienice în care trebuie să se desfășoare procesul de fabricație al iaurtului cu cereale sunt reglementate de anumite acte normative cu privire la producția bunurilor alimentare. Respectarea acestor prescripții de igienă asigură în primul rând obținerea unor produse de calitate, fără rebuturi determinate de activitatea microorganismelor dăunătoare; de asemenea se realizează prelungirea duratei de păstrare și se evită îmbolnăvirile prin consumul acestor produse.

a) Substanțe chimice folosite la spălare si dezinfecție

La alegerea substanțelor chimice, cât și la întocmirea rețetelor de

soluții pentru spălare și dezinfecție, trebuie să se țină seama de:

natura impurităților care trebuie îndepărtate de pe o anumită suprafață;

materialul din care este confecționat obiectul ce trebuie spălat sau dezinfectat

modul cum se face spălarea, manual sau mecanic;

Principalele substanțe chimice folosite în instalațiile de igienizare sunt:

-Pentru spălare: – Hidroxid de sodiu tehnic (soda causticã);

– Carbonat de sodiu tehnic (soda calcinatã);

– Fosfat trisodic;

– Acid azotic.

-Pentru dezinfecție: – Clorură de var;

– Hipoclorit de sodiu.

Igiena în industria alimentară trebuie să asigure:

securitatea produselor alimentare din punct de vedere microbiologic;

ameliorarea proprietăților senzoriale și nutritive ale produselor;

prelungirea duratei limită de vânzare (DLV), de consumare (DLC) și de utilizare optimă (DLUC).

Agenții de curățare, în mod ideal, trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

să aibă o capacitate de umectare mare;

să fie solubili în apă, iar după clătirea suprafețelor curățate, să nu rămână urme de substanță de curățire;

să aibă toxicitate cât mai redusă și să fie aprobate de organe sanitare;

să fie cât mai inodor;

să fie ieftin;

să fie manipulat ușor;

să nu aibă capacitate de spumare mare;

să aibă și capacitate antiseptică;

să aibă efecte reduse (sau să fie fără efect) asupra instalației supusă curățirii etc.

Agenții de curățare pot fi bazici și acizi.

Substanțele dezinfectante trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

să nu fie toxice pentru om la dozele care se utilizează;

să nu imprime miros și gust produselor alimentare;

să nu fie solubile în apă;

să nu aibă acțiune corozivă;

să aibă efect bactericid cât mai mare;

să fie cât mai ieftine etc.

Principalele substanțe dezinfectante sunt: compușii clorului (clorul lichid, hipocloritul de sodiu, fosfatul de sodiu clorinat, clorura de var, cloraminele), compuși care eliberează oxigenul (acidul peracetic, peroxidul de hidrogen), substanțe dezinfectante neoxidante (compușii cuaternari ai amoniacului, biguanidinele, compușii cu iod (iodoforii).

Procedeele de igienizare a laptelui se bazează pe studiul efectelor diferiților factori externi asupra proceselor vitale ale celulelor microorganismelor. Ținând seama de acest criteriu, ele se pot clasifica în: procedee fizice, chimice, mixte.

Din punct de vedere practic, mai răspândite sunt procedeele fizice și cele chimice, dintre acestea, în prezent, în industrie, ponderea cea mai importantă revine procedeelor termice (pasteurizare, sterilizare, fierbere).

În industria laptelui, spălarea și dezinfecția instalațiilor, utilajelor, ambalajelor și spațiilor de producție fac parte din principalele operații de igienizare. Operațiile de spălare și dezinfecție se realizează manual sau mecanic, în funcție de dotarea unității.

Igiena tavanelor si pereților se asigură prin operații de văruire periodică.

Curățirea pardoselilor se face cu ajutorul periilor de material plastic zilnic sau de mai multe ori pe zi si constă în înlăturarea cu mătura a resturilor de materiale.

În toate secțiile de lucru, la terminarea schimbului, după curățire si prespălare cu apă a pardoselii, se spală cu soluție caldă cu detergenți după care urmează spălarea cu apă rece pentru îndepărtarea detergentului.

Igiena utilajelor, a ustensilelor de lucru si a ambalajelor se asigură de personalul care lucrează sau de personalul specializat.

Pentru prevenirea accidentelor și evitarea posibilităților de îmbolnăvire în întreprinderile de produse lactate trebuie luate anumite măsuri de protecția muncii și tehnica securității. Totodată trebuie respectate normele de igienă personală a muncitorilor si de igienă în secțiile de fabricație, întrucât laptele și produsele lactate sunt foarte ușor de infectat si pot deveni produse care să răspândească boli.

7.2. Igiena personalului

Personalul nou angajat trebuie să aibă avizul organelor sanitare, pe baza unui control al stării sănătății (în mod obligatoriu analizele TBC si de sânge).

Înainte de începerea lucrului, muncitorii trebuie să facă duș cu apă caldă și săpun, iar dacă nu există aceste posibilități ei trebuie în mod obligatoriu să se spele cel puțin pe mâini.

După ce s-au luat aceste măsuri, ei lasă hainele cu care au venit la lucru în vestiare si se echipează cu echipament de protecție sau de lucru. Ca materiale de protecție în industria laptelui, se utilizează șorț de material plastic, cizme de cauciuc, iar ca materiale de uzură: salopeta de doc.

Personalul este obligat să păstreze curățenia în secțiile de producție, să nu facă gunoi, să nu fumeze, să nu mănânce în secție sau să introducă obiecte străine de procesul de fabricație.

7.3. Norme de protecția muncii

Pentru prevenirea accidentelor si a înlăturării posibilităților de îmbolnăvire, în întreprinderile de produse lactate trebuie să se respecte anumite reguli de protecția muncii și tehnica securității.

Câteva măsuri generale care interzic:

folosirea de piese, scule, dispozitive, furtunuri, garnituri, AMC-uri deteriorate sau în pericol iminent de deteriorare;

stropirea sau spălarea pompelor, a tablourilor și conductorilor electrici cu apă, existând pericol de electrocutare;

intervenția la piese si subansamblurile mașinii sau agresarea acestora în timpul funcționării;

executarea de improvizații la instalațiile electrice, mașini, dispozitive si AMC.;

folosirea de conducte de abur și apă caldă neizolate termic pentru a preveni pierderile de căldură și accidentele de natura tehnică;

prezentarea la locul de muncă a personalului muncitor care nu poartă echipament corespunzător;

părăsirea locului de muncă sau încredințarea instalațiilor unor persoane neinstruite, prezența altor persoane străine în apropierea mașinilor în funcțiune;

Se va urmări, în mod continuu, starea tehnicã a utilajelor si a părților componente ale acestora (conducte de transport, manometre, termometre si a tuturor aparatelor ce arată valoarea indicelor fizico-chimici ai procesului tehnologic).

Orice defecțiune sau abatere de la normele tehnice de funcționare a liniei tehnologice se va sesiza si se vor lua măsurile necesare pentru înlăturarea pericolului.

Utilajele vor funcționa la valori prevăzute de normele tehnice și se va urmări obținerea indicilor de calitate prevăzuți în normele STAS.

Personalul care va participa sau care va lua parte la manipularea utilajelor din secție va fi instruit în vederea utilizării în mod corect a tuturor aparatelor de control a liniei tehnologice. Personalului neautorizat nu i se va permite accesul în secție .

CAPITOLUL 8

INDICATORI ECONOMICI

Calculul costurilor de producție și a indicatorilor de eficiență economică

8.1. Stabilirea necesarului de investiție

Tabelul 22. Valoarea utilajelor

Tabelul 23. Estimarea valorii investiției.

Ținând seama că pentru construirea 1 m2 de clădire se cheltuiesc aproximativ 800 RON atunci validarea clădirii va fi:

Valoarea clădirii anexe:.

Valoarea zonei circulante:

Valoarea totală teren și construcție: 325.200RON

Tabelul 24 Fond de investiții

8.2.Planul necesarului de forță de muncă și fondului de retribuire

Tabelul 25. Balanța timpului de lucru a executantului

Tabelul 26. Fond de retribuire anual pentru muncitorii direct productivi.

Tabelul 27. Fond de retribuire anual pentru muncitorii indirect productivi

Tabelul 28. Salarii TESA

Se mai adaugă: muncitori pentru concedii de odihnă: 10*500RON = 5000RON/lună

Fondul total de salarii si adaosurile de personal: 195.648RON/an.

8.3. Planul de aprovizionare

Tabelul 29. Planul de aprovizionare al fabricii

8.4. Cheltuieli de regie.

Cheltuieli cu întreținerea și funcționarea utilajului

Tabelul 30. Calculul cotei de amortizare

Tabelul 31. Cheltuieli pentru reparații

8.5.Cheltuieli generale pe secție

a) Cheltuieli de amortizare utilaje = 6690,11

b) Cheltuieli anuale pentru reparații = 394,70

Cheltuieli pentru energia electrică:

Necesarul de energie electrică:

Necesarul de energie electrică pentru scopuri motrice:

Ntm = Nm x Tf x nc x Ks

H x [NUME_REDACTAT]:

Nm – număr de motoare care utilizează energia electrică;

Tf – timp de funcționare a motoarelor respective (1000 ore/an);

Nc – norma de consum de energie electrică pe oră (0,7 Kwh/h)

Ks – coeficient de simultaneita (0,7)

η – randamentul motorului (95 – 98%);

Kp – coeficient ce reflctă pierderile de energie (2 – 5 %)

kwh

Necesarul de energie electrică pentru iluminat.

unde:

Pi – puterea instalată a corpului de iluminat;

Ti – timp de iluminare a corpului (ore/trimestru);

P – pierderi de energie (5%);

Nc – număr de corpuri de iluminat;

Pic – puterea instalată a unui corp de iluminat

Pi = 1580

Nil = 1637

Nt = Ntm + Nil =1013 + 1637 = 2650 kw

Cheltuieli pentru energia electrică =2650 kw x 0,32 lei/kw = 848 RON

d) Cheltuieli pentru apa caldă, apa rece, abur, detergenți:

apa = 1767,8 kg/zi

1767,8apă/zi x 225 zile = 397755 m³ apă/an

397755 x 1,5 lei m³ =596632,5 RON

abur = 24,79 kg/zi

24,79kg/zi x 255 zile = 6321,45kg/an

6,32 t x 32,4 m³ gaz metan x 2,5 x 3,75 RON/m³ gaz = 3630,01 lei

alte unități pentru igienizarea utilajelor = 2000,62 RONi/an

TOTAL = 60658,396 RON/an

Fond pentru retribuție muncitori de întreținere pe an = 1400 RON

Amortizarea clădirii

A = = = 2880 RON

Vi – valoarea inițială

Dsn – durata normală de serviciu.

Cheltuieli pentru protecția muncii = 3050 RON

Materiale pentru curățenia și întreținerea clădirii = 5600 lei

Materii prime – 17,5 RON/kg = 17500 RON/t

Energie electrică – 96,2 kwh/t = 31,36 RON

Energie termică – 27,49 Tcc/kg = 161,35 RON

Apă – 8838 m2/t = 1325,85RON

8.6. Amortizarea clădirii

A = , în care

A – amortizarea

VI – valoarea inițială a clădirii

Sn – durata de serviciu normat

A = = 3200 RON

Costul produselor

C = , unde:

d – cheltuieli aferente produsului

i – cota parte din cheltuielile indirecte ce revin produsului

C = 1,81 RON/450g

Costul complet al produsului este format din costul de întreprindere la care se adaugă costul de desfacere.

Tabelul 32 Antecalculația de prețuri

Rata profitului este de 1,12 RON/ kg, deci 224 RON/kg iaurt cu cereale.

Lunar, profitul estimat va fi de 5376 RON.

Anual, profitul mediu estimat va fi de 51 968 RON.

Raportat la acest profit mediu anual, amortizarea investiției se va putea face (teoretic) în doi ani.

Valoarea costurilor de producție se ridică la 3095,12 RON/t, deci vom avea 3,095 RON/kg. Daca ambalez iaurtul de băut în recipiente de 450 g, prețul este de 1,39 RON. Cu un adaos de 30% prețul de livrare va fi de 1,81 RON/450 g.

BIBLIOGRAFIE

1. Amarfi R. Examene: operații unitare în industria alimentară: subiecte și probleme rezolvate, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], Galați 2001;

2. Azzouz A. Tehnologie și utilaj în industria laptelui, [NUME_REDACTAT]. Demiurg, Iași, 2000 ;

3. Azzouz A. Ingineria proceselor tehnologice, vol. I, [NUME_REDACTAT], Iași, 2000 ;

4. Banu C. Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, [NUME_REDACTAT], București, 1998;

5. Banu C. Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, [NUME_REDACTAT], București, 1999;

6. Banu C. Procesarea industrială a laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1998;

7. Banu C. Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 1987;

8. [NUME_REDACTAT] Române, [NUME_REDACTAT] de Standardizare, [NUME_REDACTAT] București, 1997;

9. Chintescu G.,Grigore Ș. Îndrumător pentru tehnologia produselor lactate, [NUME_REDACTAT], București, 1982;

10. Chintescu G.,Pătrașcu C. Agendă pentru industria laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1988;

11. Ciobanu D. Chimia produselor alimentare, partea I,II, [NUME_REDACTAT] Info,Chișinău, 2001;

12. Costin G.M. Produse lactate fermentate, [NUME_REDACTAT] Galați, 2005;

13. Costin G.M.,[NUME_REDACTAT] Valorificarea subproduselor din industria laptelui, [NUME_REDACTAT], București, 1985;

14. Gavrilă L.,Zichil V. Fenomene de transfer, [NUME_REDACTAT] Info,Chișinău, 2000;

15. Gavrilă L. Operații unitare în industria alimentară,vol I, [NUME_REDACTAT] 2000;

16. Macovei V. CostinG.M. Laptele:aliment medicament, [NUME_REDACTAT] Galați, 2006;

17. Macovei V. Calcule de operații și utilaje pentru procesarea termică și biochimică, [NUME_REDACTAT] Galați, 2001;

18. Macovei V.M. Culegere de caracteristici termofizice pentru boitehnologie și industria alimentară, tabele și diagrame, [NUME_REDACTAT] ,Galați 2000;

19. [NUME_REDACTAT].M. Constante termofizice ale principalelor produse alimentare, [NUME_REDACTAT], București, 1982;

20. Leonte M. Cerințe de igienă-HACCP și de calitate-ISO 9001:2000 în unitățile de industrie alimentară conform normelor uniunii europene, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] 2006;

21. Nedeff, V. Mașini și instalații pentru industria alimentară, vol I,II,III. [NUME_REDACTAT], 1997 ;

22. Nedeff, V. Procese si tehnici de transfer de caldura si substanta in industria alimentara, [NUME_REDACTAT], Chisinau, 1998 ;

23. Pavlov, C. Procese și aparate în ingineria chimică, Editura tehnică, București, 1981 ;

24. [NUME_REDACTAT] și utilaje în industria alimentară, vol I,II,III, Editura tehnică, București 1971 ;

25. Toma, C. Utilajul și tehnologia prelucrării cărnii și laptelui, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București, 1982 ;

26. Valentina D. Microbiologia alimentelor, [NUME_REDACTAT], Galați 2000;