Fabricare Inghetata Licenta Internet (1) [617659]
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Cuprins
pag
Capitol I:Tema proiectului……………………………………………………………………………………………….1
Capitol II: Obiectivul proiectului ………………………………………………………………………………………2
2.1.Denumirea obiectivului proiectat
2.2.Capacitatea de producție
2.3.Profilul de producție pe sortimente sau grupe de sortimente
2.4.Justificarea necesității și oportunitățile realizării produsului proiectat
Capitol III: Elemente de inginerie tehnologica
3.1.Analiza comparativă a tehnologiilor similare din țară și străinătate pentru realizarea
producției proiectate.
3.2.Alegerea și descrierea schemei tehnologice adoptate și analiza factorilor care influențează.
3.3.Schema controlului fabricatiei
3.3.1.Principalele caracteristici ale materiei prime
3.3.2.Principalele caracteristici ale materialelor auxiliare
3.3.3.Principalele caracteristici ale produsului finit
3.3.4. Schema controlului pe faze
3.3.5.Aplicati ale metodei HACCP in industria inghetatei
3.4.Regimul de lucru al instalației
Capitol IV :Bilantul de materiale
4.1.Calculul bilanțului de materi ale
4.2.Consumuri specifice și randamente de fabricație
Capitol V : Bilant termic si calcul de climatizare
5.1.Bilanțul termic
5.2.Calculul de climatizare
5.2.1.Caracteristicile aerului atmosferic pe timpul verii și al iernii pentru zona la care se
referă proiectarea
5.2.2.Calculul izolațiilor termice ale pereților spațiilor condiționate și răcite și a
coeficienților globali de transfer termic
5.2.3.Calculul procesului de condiționare al aerului
5.2.4.Calculul bilanțului de umiditate al spațiilor climatizate
5.2.5.Calculul coeficientului de termoumiditate, stabilirea zonei de microclimat admise,
trasarea direcțiilor coeficiențiilor de termoumiditate, în diagrama h-x și calculul debitelor de aer
– 1 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitol VI :Utilaje tehnolojice
6.1.Dimensionarea tehnologică și justificarea necesarului de utilaj
6.1.1.Dimensionarea tehnologică a utilajului principal
6.1.2.Dimensionarea tehnologică a pompei
6.1.3.Justificarea necesarului de utilaj
6.2.Lista utilajelor tehnologice
6.2.1.Lista utilajelor tehnologice cu montaj
6.2.2.Lista utilajelor tehnologice fără montaj
6.3.Descrierea elementelor de automatizare
6.4.Măsuri de protecția muncii, PSI și igiena muncii
Capitol VII : Structura si dimensionarea principalelor spatii de productie
Capitol VIII :Calculul eficientei economice
Capitol IX : Material grafic
9.1.Schema de operatii
9.2.Schema tehnologica de legaturi
9.3.Cronogramele functionarii utilajelor
9.4.Cronogramele consumului de utilitati
9.5.Planuri de amplasare a utilajelotr
9.6.Schema utilajului principal
Capitol X: Temă specială
Bibliografie
– 2 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul I
TEMA PROIECTULUI
Să se proiecteze o secție de fabricare a înghețatei cu o capacitate de 1,5t/24h .
Materia primă folosită este laptele de vacă integral cu 3,6% grăsime.
– 3 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul II
OBIECTIVUL PROIECTULUI
2.1 Denumirea obiectivului proiectat
Obiectivul proiectat este o secție de industrializare a laptelui pentru fabricarea înghețatei.
2.2 Capacitatea de producție
Secția de fabricare a înghețatei de cacao are o capacitate de 1,5t/24h.
2.3 Profilul de producție pe sortimente sau grupe de sortimente
Secția va prelucra laptele de vacă integral pentru un singur sortiment de produs finit:
înghețata de cacao.
2.4 Justificarea necesității și oportunitățile realizării produsului proiectat
Înghețata este un sistem coloidal și complex, ale cărei caracteristici sunt date lapte și
produsele derivate, precum și de celelalte ingrediente adăugate.
Din punct de vedere tehnologic înghețata poate fi definită ca un produs congelat, obținut
prin congelare în condiții speciale a unui amestec omogen, pasteurizat format din: lapte, smântână,
zahăr, diferite ingrediente, stabilizatori, coloranți alimentari, emulgatori și arome.
Ca aliment, înghețata este un produs deosebit de nutritiv, cu o valoare energetică mare,
acest lucru fiind dat de conținutul în glucide, lipide și proteine. Înghețata conține vitamine(în special
vitamina A și cele din complexul B) și săruri minerale reprezentate în general de săruri de Ca și P.
Înghețata și produsele similare ei reprezintă surse esențiale într-o alimentație normală;
deoarece înghețata este un aliment care conține ingrediente nutritive, care în mod normal nu se
găsesc în alte deserturi congelate. Poate fi colorată și aromată cu ușurință, pentru a corespunde
oricărui nutrient adăugat și conține în structură atât incluziuni specifice (particulare) cât și
incluziuni semi-solide
Fortificarea înghețatei presupune adaos de proteine, vitamine, minerale sau carbohidrați
complecși; operația poate deveni mai complexă atunci când se adaugă niște nutrienți biologi activi.
– 4 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
În cazul unor sortimente, cum este înghețata la cornet, ingredientul care crește valoarea nutritivă a
înghețatei este chiar cornetul.
În majoritatea cazurilor, impactul ingredientelor în înghețată asupra comportamentului și
proprietății, pot fi anticipate. De exemplu impactul asupra comportării la înghețare și stabilitatea la
șocul de căldură, este direct influențat de cantitatea, de tipul și momentul în care are loc adăugarea
ingredientelor.
De reținut că, datorită faptului că înghețata re un anumit conținut de aer și este servită în
cantități bine stabilite, apare o oarecare limitare în ceea ce privește adausul de substanțe nutritive
necesare în cantități suficiente.
Din perspective de marketing, apare întotdeauna problema cererii unui produs cu conținut
nutritiv, sănătos și cu un raport structură/funcții, care să corespundă necesităților. Pretențiile în ceea
ce privește conținutul de substanțe nutritive se referă în special la prezența, absența sau cantitatea
dintr-un anumit nutrient. Astfel de cereri sunt foarte importante pentru produsul de tipul înghețatei.
Cerințele cu privire la raportul structură/funcții fac legătura între un anumit nutrient și efectul
pozitiv asupra sănătății organismului.
În ceea ce privește efectul asupra sănătății organismului, există o legătură între anumiți
compuși și apariția unor boli specifice, de aceea este dificil de fabricat înghețata care să
îndeplinească cererile unor persoane afectate de aceștia. Important de cunoscut este indexul
glicemic (IG) care descrie efectul total al unui produs alimentar, asupra zahărului din sânge în
comparație cu glucoza care este ~100.
De reținut în indexul glicemic este rata de digestie a alimentelor, acest lucru ar putea sau
nu ar putea să aibă legătură prea mare cu cantitatea sau tipul de carbohidrați folosiți. De exemplu
înghețata obișnuită, inclusiv varietățile de înghețată cu conținut mai mic de grăsime pot avea un IG
relativ scăzut ~50, în concordanță cu compoziția și cu forma, acestea determinând ratele digestiei.
Utilizarea unor carbohidrați care rezistă la digestie și prezența unui IG scăzut, pot să reducă și mai
departe ratele de digestie și duc la scăderea în continuare a indexului glicemic a înghețatei. Prin
aceste afirmații și prin alți factori, IG poate fi determinat cu acuratețe prin studii clinice, acest lucru
nu înseamnă că nu s-ar putea obține o înghețată cu conținut scăzut de carbohidrați.
Înghețata este un mediu excelent pentru carbohidrați în concentrație scăzută; cea clasică
conține o cantitate netă de carbohidrați de15g. Când se dorește obținerea unei înghețate sărace în
carbohidrați, trebuie să se țină seama de rețetele fără zahăr și să se identifice carbohidrați neutili
(digestibili) care pot fi înlocuiți cu carbohidrați utili (nedigestibili), pentru a scădea cantitatea netă a
carbohidraților din produsul finit.
– 5 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Este important cunoașterea impactului nutrițional al fiecărui ingredient ce conține
carbohidrați. Nu toți carbohidrații afectează zahărul din sânge; în acest fel carbohidrații utili pot să
includă diferite fibre solubile în apă, hidrocoloizi, dextroză, hidrolizate de amidon, hidrogenate,
maltodextrine rezistente la digestie, amidonuri rezistente, oligozaharide selectate și glicerol.
În vederea transformării într-o bună sursă de Ca , produsul finit trebuie să conțină 18-19%
din valoarea zilnică pentru Ca. Înghețata standard conține ~8% Ca. Pentru ca aceasta să devină o
bună sursă de Ca este necesar fortificarea acesteia cu surse de Ca, precum lactat de Ca , fosfat de
Ca, gluconat de Ca, sau minerale din lapte.
De reținut este faptul că înghețata este considerată în general ” un produs amuzant” iar
pentru consumatori este dificil să accepte faptul că acest produs poate să furnizeze mai mult decât
substanțele nutritive de bază. [1, 16]
– 6 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul III
ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ
3.1. Analiza comparativă a tehnologiilor similare din țară și străinătate pentru
realizarea producției proiectate .
Pentru a putea face o analiză comparativă a tehnologiilor de obținere a înghețatei, se va
face o comparație între tehnologia de la noi din țară și tehnologia de fabricație în Canada.
În timp ce majoritatea consumatorilor consideră înghețata un desert rece ,cremos, fin,
delicios, acesta nu este un lucru ușor și anume fabricarea înghețatei cu o structură care să
îndeplinească toate atributele structurale. Se poate face carieră din cercetarea înghețatei, deoarece
cuprinde aspecte fizice dar și de chimie organică, fenomene de scădere a punctului de congelare,
emulsiile și spumele sau procesul de pasteurizare.
Primul pas în fabricarea înghețatei, este de a combina ingredientele (smântână, lapte, zahăr,
stabilizatori, emulsificatori) într-un mix care apoi este pasteurizat și apoi omogenizat creându-se o
emulsie de grăsime, compusă din milioane de mici picături de grăsime dispersată în faza apoasă,
fiecare fiind înconjurată de o membrană proteică și de emulsificatori. Atât ingredientele solide cât și
cele lichide se cântăresc, se îmbină rezultând mixul de înghețată. Această operație necesită o agitare
rapidă pentru încorporarea profundă și adesea se utilizează aparate speciale pentru îmbinare și
mărirea vitezei de amestecare.(vezi poza)
– 7 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pasteurizarea este un punct de control biologic în sistem cu scopul de a distruge bacteriile
patogene care ar putea fi prezente în mix. Microorganisme de tipul: Micobacterium tuberculosis,
Salmonella, Staphilococcus, Listeria, pot cauza boli la om și pot fi întâlnite la animalele din ferme,
prin urmare laptele proaspăt de vacă, din această cauză fiind pasteurizat cel mai des în
pasteurizatoare cu plăci (vezi poza)
– 8 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
În plus pasteurizarea mixului reduce numărul de microorganisme dăunătoare și ajută la
coacerea mixului. Acest lucru se realizează în vană de pasteurizare cu pereți dubli echipate cu
sistem de încălzire, ce folosesc ca agent termic apa sau aburul. Produsul se încălzește la cel puțin
65°C și se menține la această temperatură un anumit timp 30 minute pentru ca procesul de
pasteurizare să fie eficient, adică să fie distruse în totalitate bacteriile patogene(vezi poză).
Pentru a se obține produsul finit cu o structură cât mai bună, mixul este introdus în
procesul de înghețare, care determină congelarea unei părți de apă și introducerea aerului în
consistența mixului. Înghețata are un conținut de aer considerabil ~jumătate din volumul său , acest
fapt determină o masă ușoară a produsului, astfel că fără aer înghețata ar fi similară cu un cub de
gheață din punct de vedere masic.
Cuva pentru congelare, are o suprafață cu strat subțire, un schimbător de căldură cu pereți
dubli având ca agent de refrigerare amoniacul sau freonul. Mixul este pompat prin acest freezer și
este evacuat la capătul opus într-un interval de 30 secunde; conținând ~50% apă înghețată. În
interiorul freezerului se găsesc niște lame , cu ajutorul cărora gheața este desprinsă prin zgâriere ,de
pe suprafața pereților utilajului.(vezi poză).[16]
– 9 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Textura înghețatei este similară cu cea de frișcă, apa îngheață în stare pură rezultând
cristale de gheață. Într-o soluție de zahăr cum este înghețata, punctul inițial de înghețare a soluției
este mai mic de 0°C datorită zaharurilor dizolvate. Pe măsură ce are loc cristalizarea gheții și apa
pură îngheță, concentrația soluției de zaharuri ce rămâne este în creștere, prin separarea apei în
cristale și prin urmare scade punctul de îngheț în continuare. Acest proces este cunoscut sub numele
de concentrare de înghețare ce continuă până la temperaturi foarte scăzute.
Așadar structura înghețatei poate fi descrisă ca fiind o spumă parțial înghețată ce conține:
cristale de gheață și bule de aer ce ocupă majoritatea spațiului.
Se încearcă îmbunătățirea formei, limitând creșterea cristalelor de gheață; pentru realizarea
acestui lucru în unele țări cum este Canada se adaugă „proteine care determină structura gheții”
denumite și „proteine antiîngheț.” Acest adaos în înghețată reprezintă un suport semnificativ în
schimbarea compoziției.
Capacitatea de a limita dimensiunile cristalelor de gheață prezintă o oportunitate în
industria înghețatei. Articolele publicate au arătat că nivele scăzute din aceste proteine în înghețată,
pot să reducă substanțial rata de creștere a cristalelor de gheață și controlează forma acestora astfel
încât să rezulte caracteristici texturale și structurale unice pentru înghețată. Dintr-o varietate largă
de surse din aceste proteine, cele mai preferate sunt extrase din plante, pentru că satisfac așteptările
consumatorului și corespund condițiilor impuse.
– 10 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
S-a elaborat un raport recent ce cuprinde rezultate în investigarea funcționabilității unor
proteine extrase din grâu, iar acestea s-au dovedit încurajatoare, deoarece este indicat faptul că
adausul acestora în înghețată , conduce la fabricarea unui produs cu o creștere mult redusă a
cristalelor de gheață în timpul șocului termic, în comparație cu înghețata unde nu se adaugă
”proteine antiîngheț”.
După ce înghețata este ambalată ,ea este supusă operației de întărire, care cuprinde o
congelare statică(în repaus, lentă) a pachetelor de înghețata în curentul rece din freezer. Totuși
viteza de congelare trebuie să fie rapidă astfel încât temperatura de congelare să fie ~ -40°C
rezultată fie prin convecție(în tunele de congelare cu circulație forțată a curentului de aer), fie prin
conducție(feezer plat) În unele țari cum este Canada se utilizează freezerul în formă deU. (vezi
poză)
Gradul transferului de căldură într-un proces de congelare este afectat de diferențele de
temperatură, de aria suprafeței expuse transferului și de coeficientul de transfer.
Noutăți în industria înghețatei
Acestea reprezintă niște produse din categoria înghețatei care pot fi cumpărate de la
vânzători în scopul consumului imediat. Se obțin într-o varietate largă de forme, mărimi, culori,
arome. Tehnologi străini sunt preocupați de noi variante care ar putea concura pe piață; prin urmare
această categorie de produse este cunoscută sub denumirea de „produse inovatoare” putându-se
obține printr-un anumit număr de procese:
1.umplerea
2.congelare parțială pe măsură ce forma este imersată în baia de CaCl 2
3.introducerea bățului; produsul fiid suficient de înghețat pentru a menține bățul fără ca acesta
să alunece.
– 11 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
4.continuarea congelării prin imersare în baie de CaCl 2
5.scoaterea produsului din baia de CaCl 2 , urmat de o decongelare rapidă și ușoară pentru a
permite desfacerea de pe pereții formei , extragerea înghețatei cu ajutorul bățului, după
care produsul poate fi îmbrăcat în alune , ciocolată, apoi ambalat și depozitat.
(vezi figura de mai jos)[15]
3.2 Alegerea și descrierea schemei tehnologice adoptate și analiza
factorilor care influențează.
Descrierea schemei tehnologice
Recepție calitativă și cantitativă
Recepție calitativă -Laptele trebuie să fie de calitate foarte bună (aciditate 20°T pentru
laptele integral, 21°T pentru laptele degresat), provenit numai de la animale sănătoase, sa nu conțină
substanțe conservante, antibiotice, substanțe care reduc aciditatea sau lapte colostru.
Laptele materie primă sosit la intreprindere este supus analizelor senzoriale, fizico-chimice
si bacteriologice. Probele se recoltează din cisterne cu ajutorul sondelor. In urma analizelor se vor
determina : aciditatea (prin metode calitative- proba fierberii,proba cu alcool si prin metode
cantitative: metoda titrării), conținutul de grasime (metoda acid-butirometrică-metoda Gerber;
metode de extracție cu solventi organici precedată de hidroliza clorhidrică; metode de extracție cu
solvenți organici precedată de hidroliza amoniacală ) , densitatea la 20°C (metode picnometrice si
– 12 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
areometrice , cu termolactodensimetre) , gradul de impurificare (prin filtrare folosind lactofiltrul-
materialul filtrant fiind o rondelă specială din vată sau pâslă, care dupa uscare la aer se compară cu
un etalon; gradul de impurificare al laptelui poate fi : 0,1,2,3),titrul proteic (cu metoda
rapida),numarul total de germeni, etc.
Receptia cantitativă se realizează gravimetric sau volumetric cu ajutorul unor cântare
automate, respectiv cu ajutorul galactometrelor. Receptia gravimetrică este discontinuă si se
realizează in conditii imprecise, in timp ce receptia volumetrică realizată cu ajutorul galactometrelor
este o operație continuă, fiind mai des utilizată
Preîncălzirea laptelui
Se face prin trecerea laptelui prin schimbătorul de căldură , unde este adus la o anumită
temperatură , pentru a se putea realiza cât mai bine operația de curățire de impurități; un alt scop ar
fi reducerea numărului de microorganisme, scăderea tendinței de separare a grăsimii.
Curățirea de impurități
Este o operație care are drept scop indepartarea impurităților ramase în lapte, precum și
igienizarea laptelui . Pentru o curățire mai avansată a laptelui se utilizează curațitoarele centrifugale
(care se bazează pe greutațile specifice a laptelui și a impurităților). Prin centrifugare are loc
îndepărtarea leucocitelor din lapte care se depun sub forma unui sediment vizibil.
Normalizarea laptelui
Reprezintă operația prin care se aduce conținutul de grăsime al laptelui la valoarea
prevăzută în standarde sau normele interne în vigoare. Se realizeaza prin amestec de lapte integral
(3,0% grăsime) si smântână (20% grăsime), in cazul nostru . Este operația prin care laptele este
adus la procentul de 2 % grăsime. Calculul parților de adaos se realizează cu ajutorul pătratului lui
Pearson.
Normalizarea laptelui implică folosirea unor utilaje de separare a grasimii în vederea
obținerii laptelui smântânit care trebuie amestecat cu laptele integral in proportii stabilite prin
patratul lui Pearson sau prin calcul. Separatoarele de grasime au tobele prevăzute cu talere
tronconice, la randul lor prevazute cu orificii.
Separarea grasimii din lapte depinde de : calitatea laptelui, calitatea separatorului, debitul
de lapte.
Omogenizarea laptelui.
Procedeele moderne de obținere a laptelui includ si faza de omogenizare prin care se urmărește
stabilizarea emulsiei de gasime evitandu-se astfel separarea grasimii la suprafata laptelui in cursul
depozitării acestuia. Laptele se omogenizează la temperatura de 60…80 0C și la presiunea de 120-180at.
mai eficientă fiind omogenizarea in doua trepte :- treapta I la 200 at. si treapta II la 50 at.
– 13 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pasteurizarea laptelui
Se realizează de regula in aparate de pasteurizare cu placi la a căror construcție se ține
seama de urmatoarele conditii de bază :
–spațiul prin care circulă laptele să fie ermetic închis și să nu permită spumarea fiind
indicat să se lucreze chiar sub vid lejer pentru a se favoriza dezodorizarea.
–circulația lichidelor se va face uniform pentru a se evita formarea de depozite.
–diferența de temperatuă dintre agenții de încălzire si lapte să fie cât mai mică pentru a se
evita brunificarea laptelui.
–pierderile de presiune să fie cât mai mici pentru a se evita consumul mare de energie.
–stratul de lapte în circulație să fie cât mai subțire pentru ca durata de contact al laptelui cu
suprafața metalică incalzită să fie cât mai scurtă. materialul din care este confectionat
pasteurizatorul să fie inert față de lapte.
–schimbul de caldură si recuperarea acesteia sa fie cât mai mica.
Metodele de pasteurizare aplicate în industria alimentară sunt :
–pasteurizarea joasă sau de durată
–pasteurizarea înaltă denumită HTST
–pasteurizarea sub vid
Pasteurizarea înaltă (85-90°C / câteva secunde după care se menține în vană 20-30 min),
utilizată la obținerea laptelui bătut, se realizează în pasteurizatoare cu plăci și prezintă urmatoarele
avantaje:
–se pot trata cantități mari de lapte în flux continuu, instalația prezentând avantajul
mecanizări si automatizării întregului proces ;
– se realizează o încălzire omogenă, fără supra încălziri locale, gustul de fier având o
intensitate redusă ;
–încălzirea are loc în sistem închis, deci în absența aerului ;
–metoda este economică ;
–spălarea instalației și dezinfecția se poate face usor, mecanizat ;
–capacitatea de pasteurizare poate fi modificată prin variația numărului de plăci ;
–eficiența pasteurizării este de minim 99,9%.
Ca dezavantaje ale acestei pasteurizări avem :
–nu se pot trata cantitati mici de lapte;
–golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari de lapte decat la pasteurizarea în vană;
–garniturile se deteriorează destul de rapid.
– 14 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
La temperaturi ridicate are loc denaturarea proteinelor, cu distrugerea legăturilor
intermoleculare si eliberarea unor lanțuri laterale cu grupări hidrofile , care determină o mărire a
hidratării substanțelor proteice ceea ce îmbunătățește capacitatea de formare a unui coagul dens.
Pasteurizarea laptelui reprezintă un tratament termic de stabilizare parțială a laptelui
deoarece:
–asigură disparitia microorganismelor patogene
–asigură dispariția celei mai mari parți din microflora banală.
Având în vedere că pasteurizarea nu conduce la distrugerea totala a microorganismelor un
produs pasteurizat are o stabilitate crescută dar nu prelungita la infinit. Aceasta este și cauza pentru
care produsele pasteurizate necesită unele precauții la depozitare care trebuie realizată la rece și pe
o durată de timp limitată.
Condițiile minime necesare a fi indeplinite la pasteurizarea laptelui sunt urmatoarele :
–încălzirea laptelui să fie omogenă;
–încălzirea să se realizeze în absența aerului având în vedere influența negativă a
oxigenului asupra lipidelor si vitaminelor, respectiv influența pozitivă asupra dezvoltării
bacteriilor aerobe care pot influeța laptele post pasteurizat.
Răcirea laptelui
După pasteurizare se răcește laptele până la temperatura de 4 -5°C.
Depozitare temporară
Depozitarea temporară a laptelui se face în tancuri izoterme în care laptele se menține la
2…60C. Tancurile izoterme pentru depozitarea laptelui pasteurizat și răcit trebuie perfect
igienizate pentru a nu se produce o recontaminare a acestuia. Tancurile de depozitare trebuie să în
deplinească următoarele conditii:
-să fie executate dintr-un material care să nu influențeze gustul și mirosul laptelui
-să poată fi usor spălate și dezinfectate.
-izolația tancurilor să nu permită creșterea temperaturii laptelui depozitat cu mai mult de
1..20C /24h.
-tancul trebuie să fie dotat cu agitator pentru ca laptele care este evacuat din tanc pentru
ambalare să poată fi bine amestecat prin agitare, astfel încât grăsimea separată la suprafața laptelui
să se răspândească uniform în toată masa acestuia.
Pregătirea mixului
– 15 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pentru obținerea produsului finit important este combinarea ingredientelor ( lapte,
smântână, lapte praf degresat, stabilizatori) ; un prim pas îl reprezintă cântărirea acestora urmată
de îmbinarea lor rezultând mixul de înghețată.
Pregătirea mixului se realizează într-o vană prevăzută cu agitator și sistem de încălzire și
răcire a amestecului. Pentru realizarea unei repartizări uniforme a componentelor unui amestec se
respectă o anumită ordine de introducere a componentelor. Toate componentele lichide (laptele,
smântâna) sunt introduse în vană sub agitare și sunt supuse încălzirii. Componentele solide,
respectiv uscate care includ laptele praf degresat, zahărul, stabilizatorii, emulsificatorii sunt
introduse în vană atunci când materialul lichid a ajuns la 50°C.
Pentru a împiedica aglomerările de material uscat se procedează astfel :
•laptele praf se amestecă cu zahărul tos în proporție de 1 :2 și se adaugo în proporții în
partea lichidă ;
•substanțele de emulgare-stabilizare se introduc în mix sub formă de soluție 5-10% ;
•substanțele de aromatizare și coloranții de adaugă de regulă în mixîn faza de răcire-
maturare pentru a se evita pierderea de substanțe volatine și respectiv pentru a se împiedica
modificările de culoare care pot avea loc în timpul pasteurizării;
Pregătirea mixului de înghețată poate fi realizată în vane pentru pregătirea mixului care se
utilizează de asemenea și pentru pasteurizarea, omogenizarea mixului. Cel mai des este utilizată
vana tipTVVF prezentată în capitolul de utilaje.
Pasteuriuzarea mixului
Pasteurizarea amestecului este unproces realizat în scopul distrugerii tuturor bacteriilor
patogene care ar putea fi prezente în mix, reducerii numărului total de germeni astfel ca produsul
finit să fie salubru pentru consumatori;
Inactivarea microorganismelor și a enzimelor, previne producerea fermentației nedorite șo
a proceselor enzimatice rezultând produse secundare; în acest fel îmbunătățindu-se forma viitoarei
înghețate și se determină o aromă fină mixului.
Îmbunătățirea calității tehnologice a produsului: favorizarea trecerii în soluție a unor
componente și favorizarea amestecării componentelor pentru a obține un produs uniform ca
structură, îmbunătățirea aromei, îmbunătățirea calității la păstrare;
Din punct de vedere tehnic pasteurizarea mixului se realizează în vana de pasteurizare cu
pereți dublii echipată cu sistem de încălzire, ce folosesc ca agent termic apa sau aburul.Temperatura
de pasteurizare este de 63….66°C timp de 20-30 minute.
Omogenizarea mixului
– 16 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Se realizează în același utilaj, în care are loc pasteurizarea și asigură:
•obținerea unei suspensii unforme și stabile a grăsimii prin reducerrea dimensiunilor
globulelor de grăsime. În acest fel se evită ssepararea grăsimii sub formă de aglomerări de unt.
•Mărirea gradului de repaaartizare a proteinelor din mix la suprafața globulelor de grăsime
nou formate;
•Obținerrea de produse cu textură fină;
•Reducerea timpului de maturare a mixului;
•Reducerrea cantități de stabilizatori;
Efectul de omogenizare este dependent de : temperatura mixului și presiunea de
omogenizare. Omogenizarea mixului trebuie să aibă loc de regulă la temperatura de pasteurizare,
deoarece temperatura ridicată asigură o mai mare eficiență în distrugerea globulelor de grăsime la
orice presiune și de asemeni reduce tendința grăsimii de a se aglomera sub formă de bulgări sau de a
îngroșa mixurile cu o consistență mai mare.
Presiunea de omogenizare este foarte importantă în determinarea calității mixului .La
alegerea presiunii trebui să se tină cont de conținutul de grăsime și substanță uscată; cu cât
conținutul acestora este mai mare , cu atât necesită o presiune mai mică.
Omogenizarea se poate realiza într-o singură treaptă la presiunea de 150 bar și în două
trepte: prima treaptă de 150-200 bar și a doua de 50 bar. Rezultate bune se obțin la omogenizarea în
două trepte, cea de-a doua treaptă având rolul de a anihila tendința de aglomerare a globulelor de
grăsime și de a favoriza înglobarea unei cantități mai mari de are.
Răcirea și maturarea mixului
După omogenizare , de înghețată este răcit până la temperatura de 3..5°C, după care este
menținut la maturare. Pentru cantități mici , răcirea se face în vane cu pereți dubli, folosind ca agent
de răcire apa glacială. Dacă răcirea nu are loc la temperatura menționată, mixul va deveni mai
vâscos și înghețata nu se va topi lent la consumare. Răcirea la 3..5 °C va preveni și dezvoltarea
microorganismelor remanente din mix, supraviețuitoare ale operației de pasteurizare. Maturarea
mixului are drept scop îmbunătățirea consistenței înghețatei precum și reducerea vitezei de topire.
În timpul maturării au loc următoarele modificări:
•Solidificarea grăsimii;
•Hidratarea proteinelor, care formează un gel slab elastic ce înglobează apă (scade deci
cantitatea de apă aflată în stare liberă în mix);
•Dacă stabilizatorul folosit este de tipul gelatinei, acesta se umflă și se combină cu apa
contribuind la formarea gelului slab elastic;
– 17 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Crește vâscozitatea mixului;
Maturarea mixului va conduce, deci la îmbunătățirea corpolenței ,texturii, rezistenței la
topire și a capacității de aerare a mixului. Maturarea durează 3-4 ore la 0…4 °C. Cu cât timpul de
maturare este mai mare(~24 h) cu atât rezultatele sunt mai bune, dar ddezavantajele constau în
spații imobilizare și consumuri mari de utilități (frig).Maturarea mixului are loc în vana prevăzută
cu agitator , răcită în manta cu apă glacială.
Aromatizarea: se face după maturarea mixului;are loc în același utilaj.
Proprietățile mixului înainte de freezerare
Proprietățile cele mai importante sunt următoarele:
•vâscozitatea;
•aciditatea (ca acid lactic) și pH-ul;
•stabilitatea;
•viteza de aerare (spumare);
Vâscozitatea este importantă pentru capacitatea de aerare și de reținere a aerului și este
afectată de:
•compoziția mixului;
•felul și calitatea componentelor;
•procesul de obținere a mixului;
•concentrația mixului în substanță uscată;
•temperatura;
Aciditatea normală a mixului variază în funcție de compoziția acestuia în substanță uscată
negrasă și poate fi calculată prin multiplicarea substanței uscate negrase cu 0,018, iar pH-ul normal
este de 6,3.
Dacă produsele lactate sunt de calitate superioară, mixul va avea o aciditate normală.
Creșterea acidității normale sau naturale a mixului este cauzată de formarea de acid lactic prin
acțiunea bacteriilor lactice asupra unor componente lactate (lactoza).
Aciditatea mărită a mixului este contraindicată, deoarece crește vâscozitatea mixului, se
micșorează capacitatea de aerare, se obține un produs finit cu aromă puțin evidențiată. Aciditatea în
exces a mixului poate fi diminuată prin folosirea NaCO 3.
Stabiliatea mixului se referă la rezistența la separare a proteinelor în mixul de înghețată,
deoarece acestea pot precipita datorită creșterii acidității, tratamentului termic, sărurilor minerale
din lapte, presiunii de omogenizare sau datorită materialului utilizat pentru stabilizare.
– 18 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Viteza de spumare (aerare) este îmbunătățită dacă pasteurizarea mixului se face la
temperatură ridicată, dacă omogenizarea este corect executată, iar maturarea s-a făcut timp de 2-4
ore.
Congelarea parțială (freezerarea) a mixului
Mixul care se supune freezerării este un sistem complex ce conține 55-65% apă și este
reprezentat de:
•soluție adevărată formată din apa mixului în care sunt dizolvate: zaharurile preexistente în
materiile prime(lactoza) și cele adăugate; o parte din sărurile minerale;
•o soliție coloidală reprezentată de proteinele din lapte și cele ale stabilizatorilor folosiți,
proteine ce sunt solubilizate în apa mixului;
•sisteme de săruri insolubile;
•emulsia de grăsime în apăa de mix , care este stabilizată prin intermediul emulgatorilor și
stabilizatorilor folosiți;
Acest mix, cu o anumită căldură sensibilă, căldura latentă de cristalizare, căldura
specifică, temperatura de congelare( temperatura punctului crioscopic), este trimis cu o anumită
temperatură la congelare parțială într-un aparat numit freezer în care au loc următoarele procese:
•răcirea mixului de la temperatura de maturare până la temperatura punctului de congelare;
durează 1..2 minute și datorită agitării mixului se reduce vâscozitatea acestuia prin distrugerea
parțială a structurii de „ gel „ și a aglomerărilor de grăsime formate la maturarea mixului;
•răcire mai avansată a mixului pentru a se transforma o mai mare parte din apă în ghață este
necesară răcirea în continuare a mixului, a cărui temperatură a devenit mai scăzută deorece a avut
loc o concentrare a sărurilor rămase în faza necongelată după prima etapă.Are loc o nouă
cristalizare a apei și procesul continuă până la terminarea freezerării.
La temperatura înghețatei care iese din freezer ( -5….-6°C) este congelată 50-60% din apa
mixului. Înghețata freezerată este alcătuită dintr-o fază alcătuită din proteine, zaharuri, săruri
minerale, dispersate în apa necongelată, o fază formată din cristale de gheață, o fază formată din
bule de aer repartizate mai mult sau mai puțin uniform în masa înghețatei și o fază formată din
globule de grăsime emulsionate.Temperatura punctului de congelare va fi în funcție de concentrația
zahărului din mix, grăsimea și substanța uscată totală.[2]
Aspecte coloidale ale structurii înghețatei
Înghețata reprezintă atât o emulsie cât și o spumă. Globulele de grăsime ale laptelui apar
și în înghețată datorită omogenizării.de asemenea comține numeroase proteine care se comportă ca
niste emulsificatori, care determină de fapt stabilitatea necesară a emulsiei. Emulsificatorii sunt
– 19 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
necesari în masa de înghețată pentru că aceste substanțe pot reduce stabilitatea emulsiei grase
înlocuind proteinele de pe suprafața globulei de grăsime.[7]
Când mixul de înghețată este supus acțiunii de batere în freezer, emulsia de grăsime
începe să floculeze(formeză flocoane) sau se destabilizează.Bulele de aer din mix,în timpul
operației de batere se stabilizează datorită tocmai acestei grăsimiparțial dispersate.
Dacă nu s-ar adăuga emulsificatori, atunci globulele de grăsime ar rămâne mult mai strâns
legate, fiind favorizate și de proteinele adsorbite, iar bulele de aer nu s-armai stabiliza și astfel
înghețata nu ar mai avea aceeași textură moale.
Modelul structural al înghețatei cu prezentare structurii de grăsime parțial legată
stbilizând bulele de aer;și formarea inițială a cristalelor de gheață (vezi figura următoare)
Mecanismul formării gheții în mixul de înghețată[16]
Din punc de vedere al mecanismului de cristalizare(de înghețare ) a apei din mix, acesta
cuprinde două etape și anume nucleerea și creșterea cristalelor de gheață.
În timpul congelării soluției apoase, are loc un proces de înghețare-concentrare, deoarece,
apa îngheață în afara soluției, sub formă de cristale pirure de gheață;acest lucru cauzează scăderea
temperaturii de îngheț a soluției rămase.totuși mai rămâne apă sub formă lichidă la temperatură mai
mică punctului inițial de congelare;are loc și o creștere a vâscozității fazei neînghețate,astfel
crescând capacitatea de difuziune a sistemului și inhibarea cristalizării.
Nucleerea eterogenă în mixului de înghețată poate fi principală și secundară. Nucleerea
principală are loc la suprafața internă a peretelui cilindrului de freezerare, unde se formează un stra
– 20 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
subțire de gheață. Datortă diferenței mari de temperatură între temperatura peretelui freezerului și
mix, acest strat subțire de gheață crește sub formă de cristale, care sunt răzuite de lamele rotorului
și amestecate în masa mixului ce se răcește continuu.Stratul subțire de gheață, care rămâne după
răzuirea cristalelor de gheață, va crește din nou și va produce alte cristale care vor fi din nou
răzuite/ sfărâmate și amstecate în masa mixilui, unde vor crește sub formă de cristale finale de
gheață.
Nucleerea secundară (de contact) are loc datorită sfărămiturilor de cristale (dendrite) și
necesită o amestecare suficientă pentru ca nucleele de cristale să vină în contact unele cu altele, în
contact cu pereții freezerului și cu elementele rotorului (palete bătătoare și de răzuire).
Creșterea cristalelor de gheță,poate fi prezis numai de gradul de congelare, care cu cât este
mai mare, cu atât se produce mai intens nucleerea și crește numărul de cristale dde mărime mică.
Între nucleere și creșterea cristalelor de gheață există o corelație și anume:
•o viteză mare de nucleere înseamnă un număr mare de cristale de gheață, care în general nu
vor crește prea mult;
•o viteză mică înseamnă un număr redus de cristale, care vor crește la dimensiune mare.
Pentru a produce o înghețată fină este necesar controlul nucleerii pentru a avea numeroase
cristale de gheață mici, rezistente la șoc termic.
Freezararea mixului trebuie, deci, să se facă rapid din următoarele motive:
•se formează cristale mici de gheață;
•este necesară o cantitate mai redusă de stabilizator, deoarece la freezerarea rapidă se
formează o cantitate mai mare de cristale de gheață în comparație cu călirea, și din cauză că
vâscozitatea mixului la freezerare poate fi mai mică;
•este posibilă o durată de maturare mai mică din cauză că este necesară o viscozitate mai
redusă a mixului;
•se obține o înghețată mai catifelată, deoarece cristalele de gheață sunt mai mici și mai
uniforme, iar cristalele mai mari se formează în număr mai redus la călirea înghețatei;
•se evită structura nisipoasă a înghețatei, deoarece la freezerarea rapidă se formează cristale
mici de lactoză;[2, 3]
– 21 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Mecanismul de cristalizare a apei din mix , este prezentat în figura următoare.
Factorii care afectează cristalizarea apei (formarea de gheață) sunt grupați în două
categorii: factori care depind de compoziția mixului; factori care depind de condițiile de prelucrare
a mixului. [15]
Din prima categorie fac parte factorii:
•tipul și concentrația îndulcitorilor folosiți:îndulcitorii nutritivi (zahărul, lactoza, glucoza,
siropul de porumb);
•cu cât concentrația de glucide este mai mare cu atât vor fi mai mici cristalele de gheață în
înghețată;
•conținutul de grăsime, deoarece prin creșterea conținutului de grăsimi din mix,
dimensiunile cristalelor de gheață formate la reezerare vor fi mai mici:
•substanța uscată negrasă și proteinele, pentru că prin creșterea conținutului de proteine sau
sunstanță uscată negrasă, dimensiunile cristalelor de gheață se micșorează;
•emulgatorii și stabilizatorii adăugați în mix au o influență minoră în ceea ce privește
nucleerea și creșterea cristalelor de gheață în operațoa de freezerare, deoarece intervin în
stabilitatea dimensiunilor cristalelor de gheață deja formate în perioada de călire și păstrare a
înghețatei;
•cantitatea de aer încorporat și distribuția acestuia. Dacă nivelul de înglobare a aerului este
redus, cristalele de gheață vor fi mai mari decât atunci când nivelul de încorporare a aerului este
mai mare;
– 22 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Din a doua categoire de factori fac pateu:
•temperatura mixului la freezerare, care este de –5… -6°C;
•viteza de congelare;
•temperatura agentului frigorific (-22…-32°C) și coeficientul total de transfer al căldurii de
la agentul frigorific la mix prin intermediul peretelui freezerului. Cu cât temperatura de congelare a
mixului va fi mai mică și viteza de congelare va fi mai mică și viteza de congelare mai mare, cu
atât cristalele de gheață formate vor avea dimensiuni mai mici;
•suprafața de schimb de căldură și durata de staționare a mixului în freezer, cu cât suprafața
de schimb de căldură este mai mare și durata de staționare este mai mică, dimensiunile cristalelor
de gheață vor fi mai mici;
•gradul de ascuțire al lamelor de răzire de pe rotor și distanța dintre lamelor de răzire și
peretele cilindrului, care vor determina atăt mărimea sfărâmăturilor de dendrite, cât și grosimea
stratului de gheață;
Ambalarea înghețatei
După freezare, înghețata are structură plastică și poate fi ambalată în diferite ambalaje în
funcție de timpul până la consun și de destinație. Ambalarea poate fi făcută:
•în vrac, în care caz se utilizează bidoane de aluminiu de capacitate 5, 10, 25 l sau în cutii
de carton cu folie de polietilenă, pentru consum în cofetării;
•în ambalaje mai mici pentru distribuție la domiciliu, cum ar fi: caserole din plastic, de 0,5
kg; păhărele din plastic, de 0,05-0,2 kg; brichete învelite în hârtie caserată cu polietilenă; folie de
aluminiu termosudabilă, în greutate de 0,005-0,1 kg; ambalaje comestibile cum ar fi vafele de
diferite forme; ambalajele pentru torturi glazurate, ornate etc.
În cazul de față se folosesc paharele de plastic de 250g.
Călirea închețatei
Înghețata care iese din freezer are consistența semifluidă și nu-și poate păstra forma mult
timp. În consecință, pentru depozitarea îndelungată, precum și pentru a asigura transportul și
consumul de masă al înghețatei, este necesară operația de călire. Călirea se poate realiza în:
•camere răcite cu aer la temperatura de -30°C;
•tunele răcite cu aer la temperatura de -30°C…-40°C și viteza aerului de 2-3m/s;
•congelare cu plăci;
La călire, înghețata ajunge până la circa -18°C,deci cantitatea de apă congelată ajunge
la75-80%. În ddecursul acestei operati nu se formează noi cristale de gheață,ci se realizează numai
– 23 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
o creștere a cristalelor de gheață deja formate la freezerare, volumul total de gheață fiind dependent
de temperatura la care ajunge înghețata în timpul călirii.
Durata călirii este influențată de:
•mărimea și forma ambalajului:prin dublarea mărimii ambalajului, durata necesară se
prelungește cu 50%;ambalajele de culoare deschisă și cu suprafață reflectantă se răcesc mai greu;
•circulația aerului.călirea se face în tunele cu circulație forțată a aerului, care conduce la o
scurtare a duratei cu 60% în comparație cu călirea în regim staționar;
•temperatura aerului: temperaturi deasupra celei de -24°C și mai scăzute decât-32°C sunt
mai puțin de dorit din punct de vedere al calității produsului și din punct de vedere economic;
•compoziția mixului: dacă conținutul de grăsime din înghețată este mai redus, durata călirii
este mai mică.
•Procentul de apă congelată: dacă procentul de apă ce trebuie congelată este mai mare ,
durata călirii se mărește.
Necesarul de frig pentru călire implică:
•Consumul de frig pentru răcirea înghețatei de la –5…-6°C până la -18°C
•Consumul de frig pentru cristalizarea unei mari părți din apa înghețatei care iese de la
freezer.;trebuie să se furnizeze frigul necesar pentru congelarea a 20-25% din apa conținută de
înghețată după freezerare;
•Consumul de frig pentru răcirea ambalajului de desfacere și de transport;
•Consumul de frig pentru acoperirea pierderilor;
Depozitarea înghețatei călite
Depozitarea înghețatei călite are loc la temperaturi ale aerului de –10…-20°C, deci relativ
mai ridicate decât cele folosite la călire, ceea ce conduce la o oarecare înmuiere a înghețateiși o
diminuare a cristalelor de gheață.
Dacă temperatura la depozitare este menținută constantă, nu va avea loc o modificare a
cristalelor de gheață. Dacă în depozit există fluctuații de temperatură, atunci vor avea loc
modificări ale mărimii cristalelor de gheață.
Fluctuațiile de temperatură din depozit pot fi cauzate de:introducerea și scoaterea
produselor, introducerea în depozit a produselor cu temperaturi diferite.În condițiile în care
temperatura din depozit crește, cantitatea de gheață scade ca rezultat al unei „ topiri „ parțiale.
Dacă temperatura din depozit scade din nou, cantitatea de gheață va crește, dar având în
vedere că numărul de cristale este mai mic;va avea loc o creștere în dimensiuni a cristalelor
rămase, rezultatul fiind un produs cu textură aspră, grosieră. Cu cât temperatura de depozitare este
– 24 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
mai mare și fluctuațiile de temperatură sunt mai mari, cu atât fenomenul de recristalizare va fi mai
evident.
Pentru a minimaliza efectul șocului termic asupra înghețatei se recomandă următoarele
măsuri:
•Cresterea cantitătii de substanță uscată din înghetată pentru a scădea conținutul de apă
totală și deci conținutul de apă cogelabilă;
•Creșterea conținutului de grăsime care reduce perceptia cristalelor mari de gheată astfel
încăt consumatorul să tolereze și o înghețată cu structură mai grosieră .O cantitate mai mare de
grăsime în mix conduce și la formarea unor cristale mai mici în produsul finit;
•Creșterea cantității de substanță uscată negrasă care are efect de stabilizare prin actiunea
proteinelor și lactozei;
•Folosirea unui anumit tip de îndulcitor ; de exemplu , prin folosirea ca substanțe de
îndulcire (alături de zaharoză ) și a unui sirop de porumb care ajunge la un efect de stabilizare a
cristalelor de gheață existente și la împiedicarea creșteri lor;
•Folosirea unei metode adecvate de freezerare (viteză mare de freezerare lame de răzuire
ascuțite)
•Călire rapidă imediat după freezerare;
•Menținerea temperaturii cât mai scăzută în depozitul de păstrure a înghețatei, deorece
crește vâscozitatea fazei necongelate;
•Minimalizarea fluctuațiilor de temperaturi în depozitul de păstrare a înghețatei;
Un efect deosebit asupra stabilității înghețatei la depozitare îl au substanțele stabilizatoare
folosite în mixul de înghețată;care stabilizează cristalele de gheață față de o creștere ulterioară ca
rezultat al fluctuațiilor de temperatură.Stabilizatorii mai sunt implicați în :
•Creșterea cantității de aer ce sse încorporează la freezerare și în stabilitatea globulelor de
aer dispersate în înghețata freezerată;
•Controlul vitezei de topire a înghețatei, al pierderii formei și aspectul produsului topit( de
precipitat);
•Controlul cristalizării lactozei, împiedicând mobilitatea moleculelor de lactoză pentru a
forma cristale mari care ar conferi produsului „nisipozitate”, cea mai eficace în această direcție este
celuloza microcristalină;
Transportul înghețatei
– 25 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Această operație trebuie făcută în condiții care să asigure temperaturi aproape la fel de
scăzute ca și cele din timpul depozitării.Transportul se face la temperaturi de –15…-16°C, în
mijloace autofrigorifice sau în containere răcite cu gheață uscată.[2, 3]
3.3 Schema controlului fabricației
3.3.1 Principalele caracteristici ale materiei prime
Materiile prime folosite la fabricarea înghețatei sunt de origine lactată și pot fi
următoarele:
•Ingrediente de balansare
•Surse concentrate de grăsime
•Surse concentrate de substanță uscată negrasă
Din categoria ingredientelor de balansare face parte laptele integral cu 3,6% grăsime care
în decursul procesului tehnologic este adus la procentul de 2% grăsime; conform rețetei; 8,55%
substanță uscată negrasă și 88%apă;
LAPTELE CRUD INTEGRAL
Definiție: Prin lapte crud integral se înțelege produsul obținut de la animalele sănătoase,
prin mulgere în condiții igienice, netratat termic (nâncălzit și nefiert), din compoziția căruia nu s-a
extras nimic și nici nu i s-au adăugat substanțe străine.
Laptele provenit de la animalele bolnave poate fi valorificat numai în condițiile prevăzute
în legile sanitare, și sanitar-veterinare.
Laptele provenit de la animalele tratate cu antibiotice nu se va valorifica perntu consum
uman decât după minimum 6 zile de la încetarea tratamentului animalului. De asemenea laptele
recoltat cu 15 zile înainte și 7 zile după fătare, laptele colostru, nu se industrializează.
Pentru alt lapte decât cel de vacă trebuie să se precizeze specia. Amestecul de lapte de
diferite specii se consideră falsificare.
Laptele de vacă se consideră a fi un sistem coloidal alimentar( sistem dispers). Sistemul
dispers este acel sistem în care o substanță mai mult sau mai puțin divizată este distribită uniform
într-un mediu lichid sau solid numit mediu de dispersie. Mediul de dispersie ( serul) este o soluție
apoasă de lactoză , ioni mici și proteine cu mase moleculare nu prea mari . În serul de lapte s-au
identificat trei categorii de particole coloidale dispersate:globulele de grăsime, micele de caseină,
particole de lipoproteine,
– 26 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Globulele de grăsime din lapte este o emulsie U/A ( emulsia U/A în care lichidul dispersat
este mai puțin polar decât mediul de dispersie , se mai numesc și emulsii de tip direct).
Emulsia este un sistem heterogen format din 2 faze lichide nemișcibile și anume lichidul
dispersat și mediul de dispersie.[7]
Compoziția chimică a laptelui:
Laptele este un lichid de culoare alb gălbui, cu gust dulceag, și miros caracteristic plăcut,
cu o compoziție chimică complexă, ce variază în funcție de specie, rasă, alimentație, vârstă și starea
de sănătate a animalului .
Laptele de vacă are un conținut mediu de apă de 87,5 %, și substanță uscată totală, s.u.t. =
12,5 %, compusă din: grăsime (3,5 %), proteine (3,5 %), lactoză (4,8 %), substanțe minerale,
vitamine, enzime, și gazele laptelui.
Grăsimea laptelui (lipidele) : este componentul cel mai variabil, situându-se în limite destul
de largi chiar în cadrul aceleeași specii. Ea se sintetizează în glanda mamară, și din punct de vedere
chimic este alcătuită din:
•Gliceride (grăsimea propiuzisă) – formată din mono, di și trigliceride ce conțin acizi grași
saturați și nesaturați în diferite proporții, ceea ce conferă anumite propietăți cu influență asupra
consistenței și conservabilității;
•Steroli: colesterol, ergosterol, 7-dehidro-ergosterol;
•Fosfolipide: lecitina, cefalina, sfingomielina;
•Acizi grași liberi.
Lipidele se găsesc în lapte sub formă de globule de grăsime de formă ușor eliptică ce sunt
înconjurate la suprafață de o membrană lipoproteică, prezentată în figura de mai jos:
Globula de grăsime cu dumensiuni între 0,1 – 10 µ, este formată din 3 straturi, și anume:
•Fracțiunile de trigliceride cu punct de topire ridicat
•Fracțiunile de trigliceride cu punct de topire scăzut
•Membrana lipoproteică, în structura căreia intră: fosfolipide, colesterol, vitamina A, enzime
(înspre interior), proteine (înspre exterior), care sunt legate de fosfolipide prin legături
electrostatice.
Datorită gradului mare de dispersie, grăsimea din lapte are anumite particularități:
•Se emulsionează ușor;
•Se asimilează aproape integral;
– 27 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Are un punct de topire sub temperatura corpului uman (<37 °C), astfel încât în formă lichidă
favorizează unele reacții enzimatice.
•Membrana lipoproteică are un pH convenabil acțiunii lipazelor.
Proteinele laptelui Cantitatea de proteine din lapte variază în funcție de o serie de factori
cum sunt: specia, rasa, alimentația, stadiul lactației, starea fiziologică a animalului. Proteinele sunt
macromolecule formate prin înlănțuirea a aproximativ 25 de resturi de α aminoacizi, proporția
acestora influențând propietățile specifice laptelui. În lapte există 3 grupe principale de proteine, și
anume:
•Cazeina care reprezintă 80 % din proteinele laptelui. Aceasta se găsește sub formă de
micelii de cazeină, și se poate scinda în: αs1 – CN, αs2 – CN, β – CN, χ – CN, K – CN. De
micellile de cazeină se leagă Ca organic în proporție de 20 %.
•Proteinele zerului formate din: α lactalbumină, β lactoglobulina, xerumalbumina,
globuline imune. Proteinele zerului reprezintă circa 20 % din proteinele laptelui
•Proteazopeptone
Glucidele laptelui Laptele conține o cantitate de glucide sub formă de „soluție adevărată”,
imprimând acestuia un gust dulceag. Glucidele din lapte pot fii:
•Neutre: LACTOZA,
•Azotate: N-glucoz-amina acetilată și N-galactoz-amina acetilată, legate de lactoză
•Acide: acizii sialici (acid lactamic și acid neuraminic), legați de lactoză și substanțe azotate.
LACTOZA se găsește în proporție de 4,7 – 5,2 %, reprezentând 40 % din substanța uscată
a laptelui. Lactoza este de 6,25 × mai puțin dulce decât zaharoza. Substanțele proteice din lapte
maschează gustul parțial dulce al lactozei. Aceasta este sintetizată în glanda mamară, din glucoza
din sânge și acizii volatili produși în stomacul animalului. Lactoza este una din substanțele
importante din nutriția omului, fiind singura sursă de galactoză, componentă a
galactocerebrozidelor din țesutul nervos. De asemenea lactoza reprezintă substratul pentru
numeroase microorganisme, producându-se fermentații cu importanță tehnologică: obținerea
produselor lactate acide, a acidului lactic și lactaților, în maturarea brânzeturilor, etc. În lapte
lactoza se găsește sub 2 forme izomere: α și β lactoza, care se deosebesc prin poziția unui
hidroxil, și care se găsesc în echilibru, la fel cum se găsesc și formele anhidră și hidratată.
Pe lângă lactoză în lapte se mai întâlnesc, în cantități foarte mici, OLIGOZAHARIDE, importante
datorite activității lor biologice. Oligozaharidele se împart in două grupe, și anume:
•Oligozaharide neproteice: glucoză, fructoză, galactoză, arabinoză;
– 28 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Oligozaharide azotate: N-glucoz-amina acetilată și N-galactoz-amina acetilată, factori de
creștere pentru Lactobacilus bifidus, specia dominantă a microflorei intestinale a sugarilor.
Vitaminele laptelui Laptele este o sursă importantă de vitamine, necesare dezvoltării noului
născut. Cantitatea de vitamine din lapte este variabilă, factorul determinant fiind regimul de
alimentație al animalului. Vitaminele liposolubile: A, D, E; K, P, Colina, Vitamina M, se găsesc cu
preponderență în smântână și unt, iar vitaminele hidrosolubile: B 1, B2, B3, B4, B5, B6, B12, C, se
găsesc în laptele smântânit, grăsime și zer.
Enzimele laptelui (biocatalizatori) prezintă importanță sub mai multe aspecte, și anume:
•sensibilitate la căldură,
•unele din ele sunt factori de degradare a unor componente ale laptelui,
•se folosesc la determinarea calități igienice a laptelui,
•altele prezintă acțiune bactericidă, asigurând protecția limitată a laptelui.
În lapte există 16 sisteme enzimatice, principalele tipuri de enzime fiind:
•oxidoreductazele: peroxidaza, xantinoxidaza, catalaza, sulfhidriloxidaza;
•transferazele: ribonucleaza și lactozosintelaza;
•hidrolazele: lipaza, fosfataza alcalină, proteaza, amilaza, lizozimul.
Gazele laptelui Laptele are un conținut de gaze variabil între : 3 – 8 %. Imediat după
mulgere predomină CO 2, după care în contact cu aerul cantitatea de CO 2 scade, crescând cantitatea
de O2 și N2. Pe lângă CO2, O2 și N2, laptele conține și mici cantități de NH 3.[4]
Proprietățile fizice și chimice a laptelui de vacă:
•Aciditatea, max. 15-19 °T;
•Densitatea relativă:42 0d, min. 1,029 kg/m3;
•Grăsimea din lapte, min. 3,2 % ;
•Substanță uscată (fără grăsime) min. 8,5 % ;
•Titrul proteic, min. 3,2 %;
•Grad de impurificare: I;
•Temperatura: max. 14 °C;
Proprietățile biochimice a laptelui de vacă:
•Proba reductazei (durata de decolorare a albastrului de metilen): 3…5 h 30 min.;
•Colorația la proba cu reszurină după o oră: violet-albastră;
•Reacția fosfatazei alcaline și peroxidazei: negativă.
Proprietățile organoleptice a laptelui de vacă:
– 29 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Aspect: lichid omogen, opalescent, fără corpuri străine vizibile în suspensie, fără sediment;
•Culoarea: albă cu nuanță gălbuie;
•Miros: plăcut specific laptelui crud, fără miros străin;
•Gust: plăcut, dulceag, caracteristic laptelui proaspăt.
Proprietățile microbiologice a laptelui de vacă:
•Bacterii coliforme: 10/cm3
•Germeni aerobi mezofili: 300000/cm3
•E. Coli: 1/cm3
Din categoria surselor concentrate de grăsime se folosește, smântâna care poate fi
proaspătă cu compoziție și calitate variabilă; dar și congelată la care trebuie să avem în vedere că la
congelare/decongelare se pot include modificări de aromă(gust și miros);
Prezența grăsimilor în mixul de înghețată contribuie la:
•Creșterea valorii nutritive a produsului finit;
•Îmbunătățirea proprietăților senzoriale: corpolență, cremozitate, diminuarea senzației de
rece la consumarea înghețatei, rezistență la topire, aromă specifică fină;
•Stabilitatea înghețatei chiar în condițiile utilizării unei cantități mai mici de stabilizatori;
Mărimea conținutului de grăsime al înghețatei este limitată de următorii factori:
•Costul ridicat la materiile prime grase;
•Valoarea calorică ridicată a grăsimii;
•Posibilitatea de a introduce gust și miros nedorite în produsul finit, în condițiile în care
produsele lactate cu un conținut ridicat de grăsime nu sunt conservate corespunzător;
Smântâna folosită la fabricarea înghețatei trebuie să fi pasteurizată, să corespundă din
punct de vedere al proprietăților senzoriale, fizico-chimice, precum și cele microbiene; acestea fiind
prezentate în tabelul următor:
Proprietăți senzoriale și fizico-chimice ale smântânii;
Aspect și consistență: omogenă fluidă, fără aglomerări de grasime sau de substanțe
proteice;
Culoare: alb-gălbui, uniformă în toată masa smântânii;
Gust și miros: dulceag, cu aromă specifică de smântână proaspătă, nu se admite gust și
miros străin
Caracteristici Smântână dulce tip 32 Smântână dulce tip 14
– 30 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Grăsime 32 ± 1 14 ± 1
Aciditate(°T) 20 20
Viscozitate dinamică, min 15 10
Reactia peroxidazei Negativ Negativ
Temperatura de livrare( °C)8 8
[13]
Ca sursă concentrată de substanță uscată negrasă se folosește laptele praf degresat;
acesta jucând un important în determinarea valorii nutritive și asupra proprietăților mixului:
•Contribuie la creșterea vâscozității;
•Ajută la emulsionarea grăsimii acționând ca agent de emulsionare;
•Încorporarea de aer în mixul ce se freezerează;
•Retenția aerului în înghețată;
•Structura și textura înghețatei;
•Rezistența la topire a produsului finit;
•Laptele praf face parte din categoria produselor deshidratate; care au o lungă durată de
conservare(până la un an). Se prezintă sub forma unor pulberii fine, de culoare alb- gălbui, omogenă
fără aglomerării stabile, particole arse , fără gust și miros străin cu gust și miros plăcut, dulceag
caracteristic, de lapte pasteurizat; laptele praf are o densitate aparentă, o densitate a particolelor și o
densitate a substanței uscate.
În laptele praf nu se admite adăugarea de substanțe conservante și neutralizante; aspectul
exterior al laptelui praf se prezintă sub formă de pulbere fină, fără impurității mecanice sau
aglomerări. Impuritațiile mecanice apar datorită materiei prime care nu s-a filtrat și curățat
corespunzător sau datorită aerului cald utilizat la uscare.
Condiții de admisibilitate ale laptelui praf; Caracteristicii:
Aspect:pulbere granulară, fără aglomerării grosiere , fără particole arse și corpuri străine;
Culoare: alb- gălbui, omogenă în toată masa;
Miros și gust: plăcut , dulceag, ușor gust de fiert, fără miros sau gust străin
Proprietățilee microbiologice ale laptelui praf sunt prezentate în tabelul următor:
Caracteristicii /g produs max. Admisibilitate Metode de analiză
Număr total germeni 100000 STAS 6349 / 3-80
Bacterii coliforme 10 STAS 6349/ 4-80
Escherichia coli 1 STAS6349 / 4-80
Salmonella Absent STAS 6349 / 11-83
Staphilococi pozitivi Absent STAS 6349 / 12-83
Bacillus cereus 10 STAS 6349 / 9-92
[13]
– 31 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Dezavantajul unui conținut prea mare de substanță uscată negrasă constă în scăderea
punctului de congelare a mixului și apariția în înghețată a unui gust sărat.
Calitatea substanței uscate negrase (în principal calitatea proteinelor) influențează capacitatea de
aerare a mixului la transformarea acestuia în înghețată.
3.3.2.Principalele caracteristici ale materialelor auxiliare
Materiile auxiliare folosite la fabricarea înghețatei sunt de origine nelactată, cuprinzând
următoarele produse: îndulcitorii nutritivi și nenutritivi; stabilizatorii, emulgatorii, substanțele de
aromatizare; coloranți.
Îndulcitorii nutritivi care se folosesc la fabricarea înghețatei sunt reprezentați, în principal,
de zaharoză, siropul de porumb solid (siropul de glucoză solid) și în măsură mai mică, de glucoză,
fructoză, izosirop, siropul de glucoză, maltodextrinele, polialcoolii.
Alegerea îndulcitorilor nutritivi se face în funcție de:
•gradul de dulce ce trebuie realizat în produs finit;
•conținutul de grăsime din mix (mixul cu grăsime multă necesită o cantitate mai mare de
îndulcitori);
•conținutul total de substanță uscată;
•prețul îndulcitorului și disponibilitatea acestuia;,
•efectul asupra scăderii punctului de congelare;
•efectul asupra sănătății consumatorului;
Îndulcitorii nutritivi contribuie la:
•gustul de dulce al înghețatei;
•scăderea punctului de congelare și, deci, la realizarea echilibrului apă/gheață din produsul
finit, ceea ce afectează gradul de moliciune sau de întărire a înghețatei la temperaturile de
freezerare, călire, depozitare;
•corpolența și textura înghețatei;
•îmbunătățirea aromei;
•creșterea cantității de substanță uscată din mix;
Principalii îndulcitori nutritivi sunt următorii:
Zaharoza este solubilă în apă rece sau caldă și are următoarele roluri în mix: intervine în
corpolența produsului prin creșterea vâscozității mixului; crește temperatura de denaturare a
proteinelor; la concentrații mari are rol conservant; este rezistentă la acțiunea căldurii;
– 32 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
îmbunătățește aroma produsului. Zaharoza se poate utiliza sub formă de zahăr cristal, zahăr pudră,
zahăr lichid (67% zaharoză+33% apă), zahăr brun(folosit pentru aromă și culoare)
Zahărul invert se obține prin hidroliza acidă sau enzimatică a zaharozei. Este mai dulce
decât zaharoza și coboară punctul de congelare mai mult decât zaharoza (2x).
Galactoza este similară cu glucoza, dar este mai puțin dulce decât zaharoza (0,6).
Lactoza exercită, în mixul de înghețată, un efect sinergetic cu galactoza sau glucoza.
Acesta este mai puțin solubilă decât zaharoza și cristalizează în soluție la răcirea acesteia.
La folosirea mixului de înghețată a produselor cu conținut mare de lactoză se realizează
următoarele:
•se îmbunătățesc aroma (în principal de fructe) și vâscozitatea;
•se îmbunătățește stabilitatea aerului încorporat în înghețată;
•se stabilizează cazeina din înghețată;
Datorită solubilității sale reduse, lactoza poate cristaliza în produsul finit conducând la
defectul de nisipozitate , mai ales dacă cristalele de lactoză au dimensiuni mai mari de 10mm.
Formarea cristalelor de lactoză favorizează și coagularea proteinelor din înghețată la călirea
acestuia.
Maltoza are un grad de dulce de 0,5 și este solubilă în apă. Se utilizează ca sursă de
maltoză amidonul care este supus hidrolizei enzimatice cu α- și β-amilază.
Fructoza este cea mai solubilă în apă în comparație cu alte glucide și are efect similar cu
zaharoza în ceea ce privește textura, scăderea punctului de congelare.
Siropul de glucoză se caracterizează prin următoarele: este higroscopic, vâscos și prezintă
un grad de dulce mai redus; asupra înghețatei are următoarele efecte:
•îmbunătățește încorporarea de aer și mai ales reținerea acestuia în înghețata;
•protejează înghețata față de șocul termic datorită creșterii cantității de substanță uscată în
mix;
•contribuie la corpolența înghețatei prin creșterea cantității de substanță uscată
Polialcoolii cei mai utilizații sunt sorbitolul, maltitolul, lactitol, xilitol;în general sunt
adăugați în mixurile de înghețată fără zahăr, cu conținut redus de grăsime.
Îndulcitorii nenutritivi , sunt substanțe cu o putere de îndulcire mult mai mare decât cei
nutritivi și sunt utilizați ca microingrediente, deci la niveluri la care ei nu contribuie la valoarea
energetică a produselor în care se folosesc. În continuare sunt prezentate câteva exemple din
îndulcitorii nenutritivi folosiți la obținerea unor sortimente de înghețată.
– 33 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Zaharina, sub formă de sare de Na sau Ca , este de 300-400 ori mai dulce decât zaharoza
în soluție de 10%
Ciclamații de Na sau Ca sunt de 30-60 ori mai dulci decât zaharoza și prezintă
următoarele avantaje față de zaharoză: stabilitate la căldură și la rece; compatibilitate cu o gamă
variată de produse alimentare; nu sunt higroscopici; au o durată de viață (depozitare) foarte mare.
Sunt hidrolizați de microflora din colon la ciclohexilamină, care este o substanță cancerogenică.
Aspartamul este un dipeptid sub formă de pulbere cristalină, fără miros; stabilitatea
acestuia este influențată de temperatură , pH, umiditate. Poate reacționa cu zaharurile reducătoare,
cu pierderea caracteristicii de dulce. Este degradat microbiologic; aroma acidă naturală a fructelor
este intensificată de aspartam.[5]
Cantitatea de zaharuri din mix este determinată de :
•concentrația de glucide dorită în mix;
•conținutul total de substanță uscată din mix;
•efectul glucidelor asupra proprietăților mixului, cum ar fi: punctul de congelare,
vâscozitatea, capacitatea de aerare;
•concentrația de alte glucide diferite de zaharoză, care este determinată de aromă, culoare și
gradul lor de dulce;
În general, la fabricarea înghețatei se folosește zahărul deoarece se poate calcula rapid și
precis cantitatea necesară pentru atingerea unui anumit grad de dulce ce trebuie realizat. Zahărul
adăugat în mix contribuie la cantitatea substanței uscate a mixului, influențând și caracteristicile
fizice ale mixului (punct de congelare, viscozitate).Conținutul de zahăr variază în limite largi( 12-
20%), rezultate bune obținându-se la o concentrație de 14-16%.
Se încearcă la scară industrială înlocuirea totală sau parțială a conținutului de zaharoză cu
îndulcitori sintetizați din siropul de porumb; acesta contribuind la o formă mai fermă și care are o
bună „capacitate de mestecare „, reprezentând și o sursă economică de solide și îmbunătățește
„ crusta” care se formează la produsul finit, menținând forma înghețatei o perioadă dorită. Se
găsește atât în formă lichidă cât și praf bogat în varietăți echivalente de dextroză.
Substanțele stabilizatoare și de emulsionare , funcționează ca aditivi și afectează
proprietățile fizice ale produsului finit care devine mai rezistent la modificările calitative în timpul
depozitării și distribuției. Acești aditivi se utilizează în concentrație de 0,1-0,3%.Îngețata este o
emulsie alimentară stabilizată în primul rând de un strat protector de globule de grăsime pațial
agregate care aderă la bulele de aer în timpul baterii prevenind coaleșcența acestora.
– 34 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Un stabilizator este un component chimic sau un amestec de componenți care pot conferii
o stabilitate în timp a coloidului alimentar ( în acest caz a înghețatei ) printrun mecanism de
adsorbție .[7]
Substanțele stabilizatoare se adaugă în mix din următoarele motive:
•dau consistență catifelată înghețatei;
•se obține un produs finit cu o textură fină prin evitarea formării cristalelor mari de gheață la
călirea și depozitarea înghețatei;
•asigură o repartizare uniformă a componentelor produsului și mențin structura
microcristalină a produsului finit
La alegerea unui stabilizator trebuie să se țină seama de:
•ușurința de încorporare în mix;
•valoarea alimentară și calitatea sanitară;
•efectul asupra înglobării de aer în mix,
•capacitatea de a întârzia/împiedica creșterea cristalelor de gheață la călire/depozitare;
•tipul de consistență cerut pentru înghețată;
•influența asupra gustului și mirosului produsului finit;
•cantitatea necesară pentru asigurarea stabilității produsului finit;
•originea stabilizatorului;
•costul acestuia;
Principalele substanțe stabilizatoare sunt următoarele:
Guma guar care se găsește în endospermul semințelor plantei guar cultivată în India.
Guma locust obținută din fructul arborelui de caruba care se găsește în zona
mediteraneană;
Carboximetilceluloza (CMC) care se obține prin modificarea chimică a celulozei;
Celuloza microcristalină (MCC) care este o celuloză fin divizată, uscată împreună cu o
gumă celulozică produsă prin hidroliza fibrelor de celuloză.; joacă rol în imobilizarea de apă și
controlează formarea cristalelor de gheață la freezerarea mixului, în sensul că formează centre de
nucleere pentru formarea a numeroase cristale de gheață mici. MCC este și un bun stabilizator de
spumă, contribuind la aerare cu bule mici de aer, care favorizează obținerea de înghețată catifelată;
Guma xantan are stabilitate la diferite temperaturi și pH-uri și este rezistentă la atacul
enzimatic, posedă proprietăți pseudoplastice și acționează sinergic cu guma guar.
Pectinele se extrag în principal din coaja citricelor și din mere, formând în funcție de felul
lor diferite tipuri de geluri.
– 35 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Gelatina este o proteină ce sse obține din colagenul pieii, oaselor și a altor componente
cartilaginoase; proprietățile acesteia variază în funcție de proveniență și metoda de extracție
folosită.
Stabilizatorii acționează la fabricarea înghețatei în faza de procesare inițială a mixului,
influențând omogenitatea și vâscozitatea mixului, precum și în fazele de freezerare, călire și
depozitare cu efecte multiple.
Gumele sunt solubile sau dispersabile în apă. Uneori pentru dizolvarea lor completă este
necesară agitare puternică sau creșterea temperaturii; datorită comfigurației lor speciale, a
posibilităților e formare de legăturii intra și intermoleculare unele sunt capabile să reducă
mobilitatea apei și deci creșterea vâscozității sistemului. Pe lângă aceste proprietății se bazează
utilizarea gumelor (agar, karaya) ca agenți de îngroșare; având în structură mai multe grupării OH,
gumele sunt puternic hidrofile, ele leagă apa prin legături de hidrogen, prevenind formarea de
microcristale de gheață cum este cazul înghețatei.[1]
Guma arabică se obține din specii de Aracia, este foarte solubilă în apă, insolubilă în
uleiuri și solvenți vegetali nu formează geluri; se metabolizează în sistem digestiv, se utilizează
pentru produse zaharoase( blochează cristalele zaharozei ), agent de îngroșare în produsele lactate
congelate, stabilizează înghețata și îi conferă o structură mai finnă.
Substanțele emulgatoare în cazul utilizării lor în mix au următoarele functii:
•reducerea tensiunii la interfața apă/grăsime care favorizează emulsionarea;
•formarea echilibrului de fază între grăsime/ apă/ emulgator la interfață, ceea ce stabilizează
emulsia;
•modificarea comportării grăsimilor din mix;
•folosirea emulgatorilor la fabricarea înghețatei(ca de altfel în toată industria alimentară)
este legată de îndeplinirea unor condiții sanitare, tehnologice și economice și anume:
•să fie lipsiți de substanțe nocive, deci să fie autorizați de legislația în vigoare;
•să aibă proprietăți funcționale bune în mixul de înghețată;
•să fie ușor de încorporat în faza lichidă sau solidă și să nu reacționeze cu produsul în care
urmează a fi încorporat, căruia trebuie să-i păstreze nemodificată aroma;
•să nu sufere modificări în timpul depozitării, respectiv să fie stabil la acțiunea mediului
extern( lumină , umiditate, temperatură);
•să fie economici din punct de vedere al costului și al concentrației la care se folosesc în
mix;
La fabricarea înghețatei se folosesc următorii emulgatori:
– 36 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•amestecul de mono- și digliceride care se utilizează în proporție de 0,5%
•monogliceride distilate folosite în proporție de 0,3-0,5%
•polisorbații (în principal PS-65 și PS-80) folosiți în proporție de 0,1-0,2%;
•esterii poliglicerolului folosiți în proporție de 0,1-0,3%;
•esterii sucrozei utilizați în proporție de 0,5%
•lecitina vegetală din soia care se utilizează în proporție de 0,5%
•gălbenușul de ou, proaspăt, congelat sau pulbere care se utilizează în proporție în proporție
de 0,5%
Aromele înghețatei
Cea mai mare parte a sortimentelor de înghețată, sunt percepute de consumatori pe baza
aromei și ingredientelor ,existând astfel numeroase arome diferite pentru înghețată.
În general, aromele mai slabe și delicate sunt cu ușurință amestecate cu celelalte și nu pot
fi obiective la concentrații înalte, în timp ce aromele mai aspre, puternice, pot fi detectate chiar și la
concentrații mai mici. Prin urmare aromele delicate sunt preferate în combinație cu cele mai
puternice, dar în ori ce caz , aroma ar trebui să fie suficient de intensă pentru a fi recunoscută. Surse
de arome:
1.naturale
2.artificiale sau sintetizate
3.fortifiate sau compuse
Substanța aromatizantă folosită la fabricarea înghețatei conform sortimentului de produs
finit obținut este: pulberea de cacao în proporție de 2-3%.
Pudra de cacao folosită la obținerea înghețatei nu trebuie să conțină coloranți și substanțe
conservante iar după conținutul de grăsime se clasifică în : tip C ( comercial ) cu minim 22%
grăsime si tip I ( industrial ) cu minim 13% grăsime. Se urmăresc urmatoarele proprietăți
organoleptice:
•aspect- pulbere fină fără aglomerări stabile la frecarea între degete să nu dea senzația de
asprime
•culoare caracteristică masei de cacao, brun deschis , închis, uniformă
•miros si gust plăcut , specific, fără miros și gust străin
Deasemenea trebuiesc urmărite și proprietațile fizico/ chimice prezentate în tabelul de mai
jos.
Caracteristici Admisibilitate Metode de analiza STAS
– 37 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Umiditate(% max) 5 2213/11-69
Grăsime (%min) 13 2213/11-69
pH max 6,8 2113/9-68
Cu mg/ kg max 50,00 2213/14-69
Zn mg/kg max 75,00 8342/5-69
Pb mg/ kg max 1,5 2213/13-69
Sn mg/kg max 3,00 7119-68
[13]
Sarea
Conceptul topirii gheții cu sare este cunoscut în multe zone; când se adaugă sare pe
gheață , la suprafață se formează o soluție de saramură, cu punctul de congelare mult mai mic; ca
rezultat se topește tot mai multă gheață pentru diluarea saramurii până în momentul în care punctul
de îngheț al soluției este egal cu temperatura mediului (se stabilește echilibrul ).
Același fenomen se petrece și în freezerul pentru înghețată; la adăugarea de Na Cl în cantități foarte
mici , continuă să dizolve mai multe cristale de gheață.
Ambalajele folosite sunt paharele din PVC cu o greutate de 250g; pe fiecare este marcată
intreprinderea producătoare, denumirea produsului, conținutul, termenul de valabilitate; depozitarea
acestora se face în magazii curate aerisite, ferite de acțiunea directă a razelor solare.[2]
3.3.3.Principalele caracteristici ale produsului finit
Se presupune că înghețata s-a obținut pentru prima dată din vinuri și alte băuturi. În jurul
anului 3000, împărații din China, consumau niște delicatese obținute din zăpadă și gheață aromate
cu fructe și vin îndulcite cu miere. În 1760, a apărut o carte de bucate ”The complete confectioner”
în care apare și o rețetă de înghețată din zmeură. O americancă, Nancy Jonnston, a inventat și
autorizat un congelator manual prevăzut cu manivelă, pentru înghețată (asemănătoare cu burduful
pentru unt, însă îmbrăcat în gheață și pachete de sare); în 1843 și 1851 a luat ființă I fabrică de
înghețată sub conducerea lui Iacob Fussell. Prima mașină pentru congelare care s-a comercializat a
fast inventată în Australia în 1855, iar procesele de refrigerare și mecanizare pentru înghețată au
avut loc în 1880 și 1890. Aparatul pentru omogenizare, a fost inventat de August Gaulin(Franța) în
1899- acesta permitea , obținerea unei înghețate cu o textură mai fină, iar congelatorul ce
funcționează cu apă de mare, în 1902, ce permitea o congelare mai rapidă. Noutățile în înghețată au
apărut în 1920- prima înghețată îmbrăcată în ciocolată și se numea „Plăcintă de la eschimoși”;
primul utilaj, orizontal- mecanizat de obținere a înghețatei, a fost inventat de H. Muller în Canton,
Ohaio/SUA.
– 38 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Primul utilaj de fabricare a înghețatei prezentat în imaginea alăturată.
[16]
În România, înghețata se fabrică în conformitate cu prevederile standardelor tehnice de
ramură pentru fiecare produs în parte. Există, însă, și următoarele norme generale de calitate:
•STAS 2 444-88. Înghețată;
•N.T.I.2 176-83. Sortimente de înghețată.
Înghețata este produsul alimentar comgelat printr-un procedeu special ( care îi conferă o
anumită textură )format dintr-un amestec de produse lactate , zahăr , arome , coloranți , stabilizatori
și emulgatori
Conform stasului pentru înghețată 2 444- 88 aceasta trebuie să îndeplinească următoarele
conditii de calitate:
•Înghețata se prepară după instrucțiunile tehnologice aprobate de organul central,
coordonator de ramură, cu respecterea dispozițiilor legale sanitare.
– 39 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Materiile prime și auxiliare folosite la prepararea înghețatei, trebuie să corespundă
dispozițiilor legale sanitare și sanitar- veterinare, standardelor, normelor interne;
Conform stasului2444-63 înghețata trebuie să îndeplinească următoarele proprietăți
organoleptice:
•Culoare- uniformă , caracteristică aromei sau adausului utilizat
•Miros- plăcut, corespunzător aromei, fără mirosuri străine
•Gust- plăcut , dulce sau dulce- acrișor , corespunzător aromei întrebuințate
•Structură și consistentă- fină , omogenă în întreaga masă , fără cristale de gheață
perceptibile sau aglomerări de grăsime sau stabilizatori;
Observație : aprecierea gustului și mirosului se face la temperaturi de -5˙C
Proprietățile chimice ale înghețatei cu lapte sunt prezentate în tabelul următor:
Caracteristici Admisibilitate Metode de analiză STAS
Zahăr (% min) 15 6356-76
S.u.(%min) 33 6344-68
Aciditate (◦T) 70 6345-79
Cu (mg/kg;max) 5 8324/3-78
As (mg/kg; max) 0,1 8342/6-69
Zn (mg/kg;max) 5 8342/5-78
Pb(mg/kg; max) 0,2 8342/4-69
Deasemenea înghețata trebuie să îndeplinească următoarele proprietăți microbiologice:
•Germeni patogeni – lipsă
•Numărul total de germeni la 1cm3 , max- 250 000
•Bacterii coliforme la 1cm3 , max – 15
•Termenul de garanție pentru înghețată este de 48 h ; acesta se referă la produsul ambalat în
condiții standard , transportat și păstrat la temperatura de maxim – 12 o C[6, 13]
Clasificarea sortimentelor de înghețată
Datorită diversității mari a preferințelor consumatorilor, care diferă de la o țară la alta, a
materiilor prime utilizate la prepararea amestecurilor pentru înghețată și a modului de prezentare a
produsului, numărul de sortimente de înghețată este foarte mare, depășindu-l pe cel al
brânzeturilor.
Sortimentele de înghețată, fabricate în prezent în România, se clasifică astfel:
După compoziția amestecului:
•înghețată cu lapte;
•înghețată cu fructe;
– 40 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
După consistență, se deosebesc următoarele tipuri de înghețată:
•înghețata moale este înghețata care se produce la locul de consum și se vinde imediat după
ieșirea din freezer;
•înghețata călită se vinde, după o prealabilă călire și o eventuală depozitare;
După compoziție, se deosebesc următoarele tipuri de înghețată:
•înghețata de tip „parfait” , obținută pe bază de ouă și lapte, cu un conținut ridicat de
grăsime;
•înghețata de tip „spumă”, obținută pe bază de frișcă bătută, cu adaos de zahăr, coloranți și
arome, congelată fără agitare;
•înghețata de fructe este înghețata cu procent ridicat de fructe și zahăr, fără produse de lapte
și cu înglobare de aer;
•înghețata tip „Mellorine” este un produs similar înghețatei, la care grăsimea din lapte este
înlocuită printr-o grăsime vegetală sau animală;
După umpluturile adăugate, înghețata poate fi:
•înghețata cu fructe, cu adaos de fructe proaspete, fructe congelate sau fructe conservate;
•înghețata cu sâmburi, cu adaosuri de nuci, alune, fistic;
•înghețata de ciocolată, cu aromă de cacao sau ciocolată;
•înghețata cu biscuiți, cu adaosuri de pișcoturi sau alte produse de patiserie;
•budinci cu conținut ridicat de fructe, sâmburi, stafide, cu sau fără siropuri, arome și ouă;
După modul de prezentare, înghețata poate fi:
•înghețata marmotă, este înghețata de vanilie combinată cu sirop de ciocolată, astfel încât să
se producă efectul de „marmorare” în înghețata tare;
•înghețata curcubeu este înghețata care conține șase mai multe tipuri de înghețate, diferit
colorate, care se amestecă la ieșirea din aparatul de congelare, menținându-se continuitatea fiecărui
strat;[14]
Vânzările de înghețată sunt condiționate în principal de prețul și calitatea acesteia. Orice
scădere a calității produsului finit, în cadrul economiei de piață, va limita vânzările, deci producția
și implicit profitul. Rezultă că este necesară să se cunoască defectele ce se pot produce și căile de
preîntâmpinare a acestora.
Defectele înghețatei pot fi: de aromă, de corpolență, de textură ale calității de topire,
de culoare.
A.Defecte de aromă
– 41 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
În general, înghețata trebuie să aibă o aromă și acesta se obține atunci când se folosește o
cantitate adecvată de aromatizant, în special natural (fructe, cacao, arahide etc.).
Aroma înghețatei datorită materialului de aromatizare poate fi caracterizată ca fiind: aromă
puternică, slabă, aspră, nenaturală.
Înghețata cu aromă puternică este caracterizată prin prezența unei cantități mari de
aromatizant. În funcție de aromatizantul folosit, uneori înghețata capătă gust amar, astringent.
Înghețata cu aromă slabă este consecința folosirii unei cantități insuficiente de
aromatizant sau a unei slabe cantități a acestuia. Înghețata are aromă slabă și în condițiile în care
aromatizantul folosit se adaugă mixului înainte de pasteurizare, în care caz substanțele ușor volatile
sunt pierdute.
Înghețata cu aromă nenaturală se obține atunci când s-au utilizat materii prime
necorespunzătoare.
Cele mai des întâlnite defecte de aromă sunt următoarele:
gustul acru; căreia i se datorează prezenței unei cantități mari de acid lactic, consecința
folosirii de smântână, lapte integral cu aciditate mare; dar și atunci când pasteurizarea mixului a fost
nesatisfăcătoare, iar acesta a fost răcit insuficient și păstrat mult timp , la temperatură ridicată,
înainte de freezerare;
gustul plat, acesta fiind efectul unei aromatizări nesatisfăcătoare, utilizarea unei cantități
reduse de zahăr precum și a unei cantități nesatisfăcătoare de substanță uscată lactată negrasă;
gustul metalic, defectul fiind cauzat atunci când mixul a fost contaminat cu metale și în
special Cu;
gustul de rânced, apare dotorită hidrolizei enzimatice a grăsimii cu punere în libertate a
acidului butiric. Lipazele care pot hidroliza grăsimile sunt de natură bacteriană. Bacteriile se pot
dezvolta în mix în condițiile în care acesta este păstrat prea mult timp înainte de freezerare.
Gustul de oxidat, acest lucru poate fi datorat folosirii mai mult de 0,1%NaCl sau a unui
conținut ridicat de substanță uscată lactată negrasă în mix;
B.Defecte de consistență și textură
Consistența înghețatei este determinată în principal de nivelul de substanță uscată și de
gradul de freezerare și respectiv călire.
Principalele defecte de consistență și textură sunt prezentate în continuare.
Textura grosieră este caracterizată prin cristale mari de gheață neuniforme ca mărime,
bule de aer mari și neuniform distribuite. Defectul este cauzat de:
– 42 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Conținutul redus de substanță uscată totală;
Conținutul insuficient de substanță uscată lactată negrasă;
O cantitate insuficientă de zahăr;
O cantitate insuficientă de stabilizator sau folosirea unui stabilizator care nu reține apa în
mix;
Folosirea unor componente care nu se dispersează ușor (laptele praf obținut prin uscarea pe
valțuri );
Freezerarea lentă a mixului din motive diverse;
Încorporarea de bule mari de aer la freezerare din cauza caracteristicilor fizice ale mixului
sau freezerului utilizat;
călirea înghețatei la viteze mici de congelare;
variații de temperatură în cursul depozitării înghețatei;
recălirea înghețatei după înmuierea acesteia;
depozitarea prelungită a înghețatei.
Textură prea tare (rezistentă) se datorează:
folosirea unei cantități prea mari de stabilizatori;
unui conținut prea mare de substanță uscată totală;
răcirii pra lente a mixului după pasteurizare, mai ales atunci când se utilizează gelatina ca
stabilizator;
unei temperaturi de omogenizare prea mică;
evacuării înghețatei din freezer la temperatură prea scăzută.
Textură sfărâmiciosă se datorează:
conținutului scăzut de substanță uscată totală;
stabilizări insuficiente, datorită utilizării unei cantități reduse de stabilizator;
presiunii de omogenizare scăzute;
înglobării de aer sub formă de globule mari;
hidratării reduse a proteinelor în timpul maturării din diverse motive.
Textură untoasă este cauzată de :
omogenizare incompletă;
folosirea de unt sau smântână congelată atunci când mixul este incomplet omogenizat;
intrarea mixului la freezeare la temperatură prea ridicată;
freezerare la temperatură prea scăzută;
aciditate mare a mixului
conținutul de grăsime în mix prea mare.
– 43 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Structură nisipoasă se datorează cristalizării lactozei favorizată de:
o concentrație mare de lactoză în faza apoasă a mixului. Când conținutul de lactoză în mix
este mai mare de 10%, atunci există pericolul separării acesteia sub formă de cristale de lactoză care
conferă înghețatei structură nisipoasă.
Variați mari de temperatură la depozitarea înghețatei;
C.Defecte ale calități de topire
Obținerea de precipitat la topire. Este o consecința a destabilizării proteinelor datorită
următorilor factorii:
Exces de aciditate;
Folosirea unor stabilizatori care reacționează cu proteinele;
Folosirea unor aditivi enzimatici
Presiune de omogenizare excesivă;
Depozitare îndelungată la temperaturi scăzute.
Înghețată cu topire lentă . În mod normal , atunci când înghețata este lăsată la temperatura
camerei, trebuie să se topească relativ repede și uniform. Dacă înghețata se topește lent și se
formează aglomerate, consumatorul crede că înghețata nu este bună sau chiar este falsificată.
Cauzale care conduc la topirea lentă a înghețatei sunt următoarele:
Suprastabilizarea înghețatei datorită folosirii unei cantității prea mari de stabilizator;
Tipul de stabilizator folosit, în care caz înghețata cu alginat se topește mai repede decât cea
cu gelatină;
Supraneutralizarea mixului cu neutralizatori care conțin Ca;
Scoaterea înghețatei din freezer la temperaturi prea scăzute, mai ales atunci când se
utilizează un freezer cu funcționare continuă;
Utilizarea de mixuri cu conținut ridicat de grăsime.
Topire spumoasă este cauzată de :
Utilizarea unui mix cu viscozitate scăzută;
Utilizarea unui mix în care s-au înglobat globule mari de aer;
D.Defecte de culoare
Pentru înghețată, o culoare naturală, uniformă este de dorit pentru prezentarea comercială a
produsului. Defectele de culoare se referă la, culoare prea intensă datorită folosiri colorantului în
exces.
E.Defecte datorită compoziției
– 44 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Sedimentul în înghețată este cauzat de :
Filtrarea neeficace a mixului sau a componentelor lichide ale mixului;
Depozitarea înghețatei la temperaturi aproape de punctul e topire al înghețatei;
Contractarea înghețatei (micșorarea volumului) este cauzată de :
Neutralizarea mixului sau a unor ingrediente folosite;
Folosirea unor ambalaje permeabile la aer, cum ar fi hârtia care nu este bine cerată;
Folosirea de temperaturi prea scăzute la freezerare, călire, depozitare;
Aerarea excesivă cu formare de bule mici de aer, mai ales atunci când s-a utilizat
gălbenușul de ou;
Formarea de cristale mici de gheață datorită prezenței în mix a unei cantități prea mari de
grăsime, a unei cantități prea mari de gălbenuș de ouă;[2]
3.3.4. Schema controlului pe faze
Controlul pe faze urmărește realizarea unui produs finit cu însușiri de calitate impuse, acest
lucru se realizează numai dacă se respectă normele impuse de procedeul aplicat.
În tabelul următor este prezentată schema controlului pe faze
– 45 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Schema controlului pe faze de fabricație
Nr
crtFaza
TehnologicăProdus Parametri
controlați Valoare Parametri
STAS Perioada Metoda de
analiza
STASObservati
1Recepție
calitativă,și
cantitativăLapte
integralExamen
organoleptic,
Fizic,chimic
si microbiologicAciditate 16◦T
grasime 3,6%
pH6
Tempratura
10°CMax 17-
19°T
3,2-3,6%
5,5-6,5
max 14°C 1pe lot6345-74
2416-61
6346-75
8201-82Se folosesc:
-cilindri de sticla
-lactofiltre
-butirometre
-bidoane,strecurători
2Preîncălzire Lapte
recepționatTemperatură
Durată 45°C
5 min 40-50°C
max 10 min1 pe lot6345-74-scimbatoare de căldură
(agent folosit: apa de la
rețea)
3Curățire
centrifugalăLapte
preîncălzitGrad impurificare
Temperatură I
35-40°CI1 pe lot6332-73-curațitoare
centrifugale(4000-7000
rotmin )
4Normalizare Lapte
curățitGrăsime
Temperatură 2%
10°c1 pe lot504- 72Separatoare de grăsime
4`Pasteurizare
smântânăSmântână Temperatură
Durată 85°C
10 min80-95°C
10-15 min1 pe lot503 72- pasteurizatoare cu placi
4„Depozitare Smântână
pasteurizatăTemperatură
Aciditatea
Grăsimea 5°C
18°T
30%4-8°C
max 20°T
30-32%1 pe lot505-71- tancuri de depozitare
perfect igienizate
5Omogenizare Lapte
normalizatdiametrul
globulelor
de grasime2µ0,5-2,5µ1 pe lot2404-72- omogenizarea are loc în
tancurile de normalizare
6Pasteurizare Lapte
omogenizatTemperatură
Timp de pasteuz.73°C
25 min70-75°C
20-30 min1 pe lot6348-76-scimbatoare,de
căldură cu plăci
7Răcire Lapte
pasteurizatTemperatură de
ieșire a laptelui 5°C4-5°C1pe lot6348-75-răcirea are loc in
scimbatorul de căldură
8Depozitare Lapte răcitTemperatură-
timp5°C-20min5°C-20min1 pe lot6348-75-Tanc izoterm
9Preparare
MixAmestec
ingredienteTemperatură
pH 45°C
6,340-50°C
6,2-6,41 pe lot2444-71-vană pasteurizare
10Pasteurizare
MixMix Temperatură
Durată65°C
20 min63-66°C
20-30 min1 pe lot2540-72Vană de pasteurizare
11Omogenizare
mixMix
pasteurizatTemperatură
Presiune ( bar)70°C
160I-50II63-75 °C
150-200I1 pe lot2404-72Omogenizator dispers
12Răcire mix
maturareMix
omogenizatTemperatură
Durată5°C
3h4-5°C
3-4h1 pe lot2445-71-răcirea se face cu apa
glaciala in vane cu pereti
dubli
13Aromatizare Mix răcit
și maturatGrăsime
Umiditate 14%
5%Min 13%
Max 6,8%1 pe lot2213-78- analiza pudrei de cacao
se face in laborator
14Freezaerare Mix
aromatizatTemperatură
Inglobare aer-6 °C
aer curat-5-6°C;NTG
max 2500001 pe lot2346-74-se utilizează freezer
continu
15Ambalare Mix
freezaeratVerificarea
PaharelorIn stare
bunăcurată -depozitarea acestora
în depozite curate
16Călire Inghețată Temperatură
Durată -24°C
1h-24-34 °C
30 min 24h1 pe lot2345-72-răcirea are loc în tunele
de răcire
17Depozitare Inghețată
călităTemperatură -15°C-10-20°C2446-75-indicat a
se evita fluctuații,de
temperatură
– 46 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
3.3.5. Aplicații ale metodei HACCP în industria inghețatei
Aplicarea sistemului HACCP „ Hazard Analysis Critical Contol Point” ( analiza riscurilor
punctelor critice de control) are drept scop asigurarea integrități alimentelor în vederea protejării
sănătații consumatorilor fața de factorii de risc biologici , microbiologici si chimici. Condițiile
esențiale pentru conceperea si aplicarea corectă a unui plan HACCP într-un obiectiv de interes
alimentar se referă la:
•Structura si amenajarea corespunzătoare a locului pentru diferite cerințe tehnologice;
•Dotare corespunzătoare cu utilaje ,echipamente necesare scopului propus ;
Asigurarea securitații alimentelor implică și o interventie riguroasă în ceea ce privește
adaptarea resurselor materiale ,tehnice , umane și activitatea intreprinderii la obiectele precis
definite
Aceste principii de bază conduc la identificarea celor 4 funcții fundamentale ale metodei
HACCP, precum si a celor 7 principii care decurg din aceste funcții. Funcțiile fundamentale ale
metodei sunt următoarele:
•Analiza pericolelor
•Identificarea punctelor de control
•Supravegherea execuției
•Verificarea eficacității sistemului
Principiile de acțiune ale HACCP sunt urmatoarele:
•Efectuarea analizei pericolului
•Determinarea punctelor de control pentru controlul pericolului identificat
•Stabilirea de metode, proceduri, teste specifice, pentru verificarea sistemului HACCP
In continuare sunt prezentate câteva aspecte privind aplicarea sistemului HACCP în
industria inghețatei.
Recepția calitativă și cantitativă reprezintă un prim punct critic de control CCP1;
deoarece se fac verificări calitative de recepție , controlul grăsimii, detectarea antibioticelor ,care se
face în scopul prevenirii reacțiilor alergice ce pot fi provocate de către penicilină consumatorilor.
Pregătire mix – CCP3 în acest caz riscul îl reprezintă echipamentul cu care vin în contact
materiile prime supuse obținerii mixului , de aceea este necesară igienizarea perfectă a
echipamentului.
Pasteurizarea mixului -CCP2 ; riscul poate fi ințeles în primul rînd prin supraviețuirea
bacteriilor patogene , în acest caz se urmărește asigurarea temperaturii corecte de pasteurizare si
– 47 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
menținerea acesteia un timp corespunzător . Este esențial să se verifice calibrarea instrumentelor de
măsurare a temperaturii și durata de menținere a mixului în sectorul de pasteurizare.
Omogenizarea –CCP3; în acest caz este necesar igienizarea perfectă a instalației cu care
vine în contact mixul , pentru a nu se produce o contaminare post pasteurizare.
Maturare –răcire –CCP4 ; echipamentul trebuie menținut în continuare în stare perfectă
de igienizare ; deasemenea este necesar menținerea unei temperaturi corespunzătoare pentru a nu
avea loc dezvoltarea bacteriilor patogene.
Freezaerare –CCP5 ; necesită menținerea echipamentului perfect igienizat și asigurarea
temperaturii corespunzătoare acestei operații, de asemenea și la ambalare , călire , temperare, fiind
necesară verificarea instrumentelor de măsură a temperaturii.
Un aspect important la operația de freezaerare îl reprezintă aerul care este înglobat în mix ,
pentru a nu se realiza o contaminare suplimentară ,cu germeni patogeni din aer.[21]
3.4.Regimul de lucru al instalației
Secția de producție lucrează 6 zile pe săptămână excepție făcând dumineca , atât pe timp
de vară cât și pe timp de iarnă ; în total fiind 310 zile lucrătoare. Programul de lucru al secției fiind
de 8 h lucrătoare.
– 48 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul IV
Bilanț de materiale
4.1.Calculul bilanțului de materiale
Diferitele tipuri de înghețată se caracterizează prin compoziție, ingrediente folosite, și deci
este necesar ca pentru fiecare tip de înghețată să se stabilească rețeta de fabricație, pornind de la
materiile prime și auxiliare disponibile. Pentru a stabili rețeta de fabricație se aplică o metodă de
calcul matematică.
Materiile prime și auxiliare folosite pentru realizarea mixului sunt următoarele:
•Lapte integral cu 3,6% grăsime și 8,55% substanță uscată negrasă și 88% apă;
•Lapte praf degresat cu 97% substanță uscată negrasă;
•Smântână pasteurizată cu 30% grăsime, 36,3% s.u.;
•Arome: praf de cacao;
•Stabilizatori cu 90% substanță uscată negrasă;
•Emulgator cu 100% substanță uscată negrasă;
Se prepară 1000 kg mix care trebuie să conțină 13% zahăr, 10,2%grăsime, 37,0% substanță
uscată totală. Se utilizează componentele menționate în tabel.
Componente Cantit
ate (kg)Grăsime% S.U.negasă % S.U.totală %
Lapte pasteurizat L2 8,5 10,7
Smântână S30 6,3 36,3
Lapte praf degresat Ld- 95 95
Zahăr 13- 13 –
Emulgator 0,5- 100 –
Stabilizator 0,5- 100 –
Sare 0,1- 100 –
Ecuația de bilanț total:
– 49 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
L+Ld+S=100 – ( 13+0,5+0,5+0,1)=85,9
Ecuația de bilanț parțial de grăsime:
1 0 02 L+ 1 0 03 0S =10,2
Ecuația de bilanț parțial de substanță uscată negrasă:
1 0 05,8 L+ 1 0 03,6S+ 1 0 09 5Ls=27-(13+0,5+0,1)=27-13,6=13,4
unde:
10,2- grăsimea mixului în care s-au inclus și pierderile; (%)
27 – substanța uscată negrasă a mixului (37-10=27% )
=++=+=++
4,1395,0036,0085,02,103,002,09,85
LdSLSLLdSL
⇒ 0,02L= 10,2- 0,3S ⇒ L=0 2,03,02,1 0S−
folosim ecuația : 0,085L+0,036S+0,95Ld = 13,4
0,085 −
02,03,02,10S + 0,063S + 0,95Ld =13,4 ⇒
43,35-1,275S+0,063S+0,95Ld = 13,4 ⇔ – 1,212S +0,95Ld = -29,95
0 2,03,02,1 0S−+ Ld + S =85,9 ⇒ 10,2- 0,3S+0,02Ld+0,02S=1,718
-0,28S+0,02Ld=-8,48 rezultă un nou sistem format din două ecuații;
()
−−=+−−=+−
5,47/*48,802,028,095,2995,0212,1
LdSLdS
⇒
=−−=+−
8,40295,03,1395,2995,0212,1
LdSLdS
prin adunarea celor două
operații rezultă: 12,088S / =373,45 de unde S=31kg.
L=02,031*3,02,10−=45kg. se înlocuiesc în prima ecuație , de unde rezultă:
45+31+Ld=85,9 ⇒ Ld=10kg
1000kg mix înghețată…………………….37 substanță uscată totală
x…………………………………………54,5 substanță uscată totală
X =1474,536 kg mix înghețată
– 50 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Din următoarele reguli de trei simple rezultă cantitățile corespunzătoare de materii prime:
100kg mix….45kg lapte…31kg smântână…10kg lapte praf degresat
1474,536kg mix…x………y………………z
X=663kg lapte
Y=456kg smântână
Z=147,536kg lapte praf degresat
100 kg mix………13kg zahăr……..0,5kg stabilizatori…….0,5kg emulgatori…0,1kg sare
1474,536kg mix….a…………….b……………………….c…………………….d
a=193kg zahăr
b=7kg stabilizatori
c=7kg emulgatori
d=1 kg sare
Se folosește ca materie primă laptele de vacă integral cu 3,6% grăsime și o densitate
ρ=1029kg/m3 ρ=Vm
Pentru a afla cantitatea de lapte folosită ca materie primă se fac următoarele operații:
Se știe că 100kg lapte…….12,5kg s. u.negrasă
x………….8,55kg s.u. negrasă
X=70,8kg lapte
100 kg mix înghețată……….70,8 kg lapte
1000kg mix înghețată………y
Y=708kg lapte materie primă ⇒V=ρm
=708kg*10291m3/kg =0,688051m3=688,051 l lapte
Astfel se pornește de la 688,051 l lapte de vacă integral
1 Recepție calitativă și cantitativă
Lmp Lrc.
P
Unde: Lmp= 688,051 l lapte materie primă
Lrc=() l lapte recepționat;
P=0,1%, pierderile
Lrc= Lmp-P*Lmp
– 51 -Recepție calitativă și
cantitativă
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Lrc = 688,051 -1 0 01,0*688,051
Lrc=686,282 l
2 Preîncălzire
Lrc Lpî
P
Lrc=686,282 „lapte recepționat” (l)
Lpî= „lapte preîncălzit”(l)
P=0,05 „pierderile”(%)
Lpî=Lrc-P*Lrc
Lpî = 686,282-1 000 5,0*686,282
Lpî=686,122 l
3 Curățire
Lpî Lc
P
Lpî=686,122 „lapte preîncălzit” (l)
Lc= „lapte curățit”(l)
P=0,2 „pierderile”(%)
Lc=Lpî-P*Lpî
Lc = 686,122-1 0 02,0686,122
Lc=684,913 l
4. Normalizare
– 52 -Preîncălzire
Curățire
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Lc Ln
Sm
Cantitatea de smântână ,cât și laptele normalizat, obținute în urma operației de normalizare se
calculează cu ajutorul următorului sistem:
−=−=
S mL cL nS mG smL cG lcL nG **ln *
unde:
Gln=2 „grăsimea laptelui normalizat” (%)
Ln= „lapte normalizat” (l)
Glc=3,6 „ grăsimea laptelui curățit” (%)
Sm= „cantitatea de smântână rezultată” (l)
Gsm=30 „grăsimea smântânii” (%)
Lc=684,913 „lapte curățit” (l)
−=−=
S mL nSm L n
91 3,6 8 4*3 09 13,6 84*6,3*2
⇒
−−=−=
)30(/*913,684*3068,2465*2
SmL nSm L n
⇒
+−=−−=
Sm LnSm Ln
304,2054730*3068,2465*2
prin adunarea celor două ecuații , rezultă:
-28Ln=-18237,2
Ln=645,855 l ⇒Sm=40 l =0,040m3
ρ=988 „densitatea smântânii” la temperatura 20 °C( kg/m3)
ρ=Vm ⇒m=ρ*V =988kg/m3*0,040m3=45kg
⇒m=45kg smântână
La cele 45 kg smântână se adaugă 411,5kg smântână cumpărată, pentru a se realiza necesarul de
smântână din rețetă și se supun următoarelor operații:
– 53 -Normalizare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pasteurizare
Sm Smp
P
Sm=456,5 „ smântână proaspătă”(kg)
Smp= „ smântână pasteurizată” (kg)
P=0,1 „pierderi”(%)
Smp=Sm-P*Sm
Smp= 456,5 -1 0 01,0*456,5
Smp=456,05kg
Depozitare
Smp Smd
P
Smp=456,05 „smântână pasteurizată” (kg)
Smd= „ smântână depozitată”(kg)
P =0,02 „pierderi” (%)
Smd=Smp-P*Smp
Smd=456,05-1 0 00 2,0*456,05
Smd=456kg
5. Omogenizare
Ln Lo
P
Ln=645,855 „lapte normalizat”(l) Lo=Ln-P*Ln
Lo= „lapte omogenizat” (l) Lo=645,855-1 0 01,0*645,855
– 54 -Pasteurizare
Depozitare
Omogenizare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
P=0,1 „pierderi” (%) Lo=645,210 l
6. Pasteurizare
Lo
Lp
P
Lo = 645,210 „ lapte omogenizat”(l) Lp=Lo-P*Lo
Lp= „ lapte pasteurizat” (l) Lp=645,210-1 0 01,0*645,210
P=0,1 „ pierderi” (%) Lp=644,566 l
7. Răcire
Lp
Lr
P
Lp=644,566 „lapte pasteurizat” (l) Lr=Lp-P*Lp
Lr= „lapte răcit” (l) Lr=644,566-10 005,0*644,566
P= 0,05 „ pierderi” (%) Lr=644,438 l
8. Depozitare
Lr
Ld
P
Lr=644,438 „lapte răcit” (l) Ld=Lr-P*Lr
Ld= „ lapte depozitat” (l) Ld=644,438-1 0 00 2,0*644,438
P=0,02 „pierderi” (%) Ld=644,310 l=0,644310 m 3
ρ=Vm ⇒m=V*ρ= 0,644310m3*1029kg/m3=663kg
m=663kg lapte depozitat
– 55 -Pasteurizare
Răcire
Depozitare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
9. Pregătirea mixului
Are loc cântărirea ingredientelor și amestecarea acestora rezultând mixul de înghețată
663kg lapte+456kg smântână+147,536kg lapte praf+7kg stabilizatori+7kg emulgatori +193kgzahăr
+ 1 kg sare =1474,536kg mix înghețată
10.Pasteurizare mix
Mx Mxp
P
Mx=1474,536 „cantitatea de mix pregătit” (kg)
Mxp= „cantitatea de mix pasteurizat” (kg)
P=0,05 „pierderi” (%)
Mxp = Mx –P*Mx
Mxp=1474,536-1 0 00 5,01474,536
Mxp=1473,868 kg
11. omogenizare mix
Mxop Mxo
P
Mxp= 1473,868 „ cantitatea de mix pasteurizat” (kg)
Mxo= „cantitatea de mix omogenizat” (kg)
P=0,1 „pierderi” (%)
Mxo=Mxop-P*Mxop
Mxo=1473,868-1 0 01,0*1473,868
Mxo=1472,394 kg
12. Răcire- Maturare
Mxo Mx r-m
– 56 -Pasteurizare mix
Omogenizare mix
Răcire -Maturare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
P
Mxo=1472,394 „ cantitatea de mix omogenizat” (kg)
Mx r-m= „cantitatea de mix răcit-maturat” (kg)
P=0,01 „pierderi” (%)
Mx r-m=Mxo-P*Mxo
Mx r-m=1472,394-1 0 00 1,0*1472,394
Mx r-m=1472,247 kg
13. Aromatizare
A
Mx r-m Mxa
P
Mx r-m=1472,247 „cantitatea de mix răcit-maturat” (kg)
Mxa= „cantitatea de mix aromatizat” (kg)
A=2 „cantitatea de arome introduse în mix” (%)
P=0,01 „pierderi” (%)
Mxa=Mx r-m+A*Mx r-m –P*Mx r-m
Mxa=1472,247+1 0 02*1472,247-1 0 00 1,0*1472,247
Mxa=1502,1007kg
14. Freezerare
Mxa Mxf
P
Mxa=1502,1007 „cantitatea de mix aromatizat” (kg)
Mxf= „cantitatea de mix freezerat” (kg)
P=0,02 „pierderi”(%)
Mxf=Mxa-P*Mxa
– 57 -Aromatizare
Freezerare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Mxf=1502,1007-1 0 00 2,01502,1007
Mxf=1501,800 kg
15. Ambalare
Mxf Îab
P
Mxf=1501,800 „cantitate de mix freezerat”(kg) Îab=Mxf-P*Mxf
Îab= „ cantitatea de înghețată ambalată”(kg)
P=0,1 „pierderi”(%)
Îab=1501,800-1 0 01,0*1501,800
Îab=1500,300 kg
16. Călire
Îab Îc
P
Îab=1500,300 „catitatea de înghețată ambalată”(kg)
Îc= „cantitatea de înghețată călită” (kg)
P=0,01 „pierderi” (%)
Îc=Îab-P*Îab
Îc=1500,300-1 0 00 1,0*1500,300
Îc=1500,150 kg
17. Depozitare
Îc Îd
P
Îc=1500,150 „ cantitatea de înghețată călită” (kg)
Îd= „cantitatea de înghețată depozitată”(kg)
P=0,01 „pierderi” (%)
Îd= Îc-P*Îc
– 58 -Ambalare
Călire
Depozitare
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Îd= 1500,150-1 0 00 1,0*1500,150
Îd= 1500kg înghețată
Tabel centralizator al bilantului de materiale
Nr
crt.Operația
tehnologicăMaterie intrată Materie ieșită Pierderi
(%)Mat UMCant⁄
hCant ⁄
24hMat UMCant
⁄hCant
⁄24h
1Recepție LmpL24,6
6688,
051LrcL28,5
9686,
2820,1
2Preîncălzi
reLrcL28,5
9686,
286LprL28,5
8686,
1220,05
3Curățire LprL28,5
8686,
122LcL28,5
3684,
9130,2
4Normali
zare LcL28,5
3684,
913LnL26,9
1645,
855
4′Pasteuriza
re smîntînăSmKg19,0
2456,
5SpKg19,0
1456,
050,1
4”Depozitare
smîntînăSpKg 19,0
0456,
05SdKg194560,02
5Omogeniza
re lapteLnL26,9
1645,
855LoL26,8
8645,
2100,1
6Pasteuriza
re lapteLoL26,8
8645,
210LpL26,8
5644,
5660,1
7Răcire
lapteLpL26,8
6644,
566LrL26,8
5644,
4380,05
8Depozitare
lapteLrL26,8
5644,
438LdL26,8
4644,
3100,02
9Pregătire
mixTot.
ing.Kg61,4
3663,
456MixKg61,4
31474
,536
10Pasteuri
zare mix MixKg61,4
31474
,536MpKg61,4
11473
,8680,1
11Omogeniza
re mixMp Kg61,4
11473
,868MoKg61,3
51472
,3940,1
12Maturare
mix-răcireMo Kg61,3
51472
,394MmKg61,3
41472
,2470,01
13Aromatiza
re Mm Kg61,3
41472
,247MaKg62,5
81502
,8000,01
– 59 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
14Freezaerare Ma Kg62,5
81502
,107MfrKg62,5
61501
,8000,02
15Ambalare Mfr Kg62,5
61501
,800ÎabKg62,5
11500
,3000,1
16Călire Î ab Kg62,5
11500
,300ÎcKg62,5
01500
,1500,01
17Temperare Îc Kg 62,5
01500
,150Îd Kg 62,4
915000,01
4.2. Consumuri specifice și randamente de fabricație
Randamentul de fabricație reprezintă cantitatea de materie primă raportată la produsul
finit*100
η=P fM p
*100=98%
Csp=η1=1,02
Prin consum specific se înțelege cantitatea de lapte (adică 1,02 kg ) folosit pentru a obține un kg de
înghețată.[3]
Capitolul V.
Bilanțul termic și calculul de climatizare
5.1. Bilanțul termic
Calculul bilanțului termic se efectuează pentru toate fazele procesului tehnologic la care
există schimb de căldură. Calculul s-a efectuat pentru un debit masic se lapte respectiv înghețată de
100 kg/s.
Calculul bilanțului termic pentru înghețată
– 60 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
1.Preîncălzire lapte
Din date experimentale:
til – temperatura de intrare a laptelui la preâncălzire = 5 °C
tel – temperatura de ieșire a laptelui de la preâncălzire = 45 °C
Δtl – diferența de temperatură a laptelui = 40 °C
tia – temperatura de intrare a apei la preâncălzire = 90 °C
tia – temperatura de ieșire a apei de la preâncălzire = 55 °C
Δta – diferența de temperatură a apei = 35 °C
cl/5°C – căldura specifică a laptelui la 5 °C = 3874,5 J/kgK
cl/45°C – căldura specifică a laptelui la 45 °C = 3962,863 J/kgK
cl/40°C – căldura specifică a laptelui la Δtl – 40°C = 3956,5 J/kgK
ca/90°C – căldura specifică a apei la 90 °C = 4190 J/kgK
ca/55°C – căldura specifică a apei la 55 °C = 4180 J/kgK
ca/35°C – căldura specifică a apei la la Δta – 35°C = 4180 J/kgK
P – pierderi = 2 %
ml – debitul masic al laptelui = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qli – căldura de intrare a laptelui la preâncălzire
Qle – căldura de ieșire a laptelui de la preâncălzire
Qai – căldura de intrare a apei la preâncălzire
Qae – căldura de ieșire a apei de la preâncălzire
Qp – căldura pierdută
Formula de calcul: m l⋅ cl/40°C⋅Δtl + P = ma⋅ ca/35°C⋅Δta ⇒
ml⋅ cl/40°C⋅Δtl + 2/100⋅(ml⋅ cl/5°C⋅ til + ma⋅ ca/90°C⋅ tia) = ma⋅ ca/35°C⋅Δta ⇒ ma = 114,332 kg/s
Qli = ml⋅ cl/5°C⋅ til = 100⋅3847,5⋅5 = 1923750 W
Qle = ml⋅ cl/45°C⋅ tel = 100⋅3962,863⋅45 = 17832883,8 W
Qai = ma⋅ ca/90°C⋅ tia = 114,332⋅4190⋅90 = 43114597,2 W
– 61 -QaePreîncălzire lapte
QpQai
Qli Qle
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Qae= ma⋅ ca/55°C⋅ tea = 114,332⋅4180⋅55 = 26284926,8 W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Lapte 1923750 17832883,8
Apă 43114597,2 26284926,8
Pierderi – 920536,9
Total 45038347,2 45038347,2
2.Pasteurizare
Din date experimentale:
til – temperatura de intrare a laptelui la pasteurizare = 45 °C
tel – temperatura de ieșire a laptelui de la pasteurizare = 73 °C
Δtl – diferența de temperatură a laptelui = 28 °C
tia – temperatura de intrare a aburului = 119,6 °C
cl/45°C – căldura specifică a laptelui la 45 °C = 3962,863 J/kgK
cl/73°C – căldura specifică a laptelui la 73 °C = 3994,36 J/kgK
rab – căldura latentă de vaporizare = 2207600 J/kg
i’ – entalpia lichidului saturat = 502400 J/kg
i’’ – entalpia vaporilor saturați = 2710000 J/kg
ml – debitul masic al laptelui = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qli – căldura de intrare a laptelui la pasteurizare
Qle – căldura de ieșire a laptelui de la pasteurizare
Qai – căldura de intrare a aburului
Qae – căldura de ieșire a condensului
Qp – căldura pierdută
Qli = ml⋅ cl/45°C⋅ til = 100⋅3962,863⋅45 = 17832883,8 W
Qle = ml⋅ cl/85°C⋅ tel = 100⋅3994,36⋅73 = 29158828 W
Qle – Qli = mab⋅rab ⇒ mab = (Qle – Qli)/ rab ⇒ mab = 3,6509 kg/s
Qab = mab⋅ i’’ = 3,6509⋅2710000 = 9891500 W
Qcond= mab⋅ i’ = 3,6509⋅5024000 = 1833760 W
– 62 -QcondPasteurizare lapte
QpQabi
Qli Qle
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Lapte 17832883,8 29158828
Apă 9891500 1833760
Pierderi – 3120450
Total 277243700 3099258
3.Răcire lapte
Din date experimentale:
til – temperatura de intrare a laptelui = 73 °C
tel – temperatura de ieșire a laptelui = 5 °C
Δtl – diferența de temperatură a laptelui = 68 °C
tia – temperatura de intrare a apei = 10 °C
tia – temperatura de ieșire a apei = 50 °C
Δta – diferența de temperatură a apei = 40 °C
cl/73°C – căldura specifică a laptelui la 73 °C = 3994,36 J/kgK
cl/5°C – căldura specifică a laptelui la 5 °C = 3847,5 J/kgK
cl/68°C – căldura specifică a laptelui la Δtl – 68°C = 3990,7 J/kgK
ca/10°C – căldura specifică a apei la 10 °C = 4191 J/kgK
ca/50°C – căldura specifică a apei la 55 °C = 4179 J/kgK
ca/40°C – căldura specifică a apei la la Δta – 40°C = 4180 J/kgK
ml – debitul masic al laptelui = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qli – căldura de intrare a laptelui la răcire
Qle – căldura de ieșire a laptelui de la răcire
Qai – căldura de intrare a apei la răcire
Qae – căldura de ieșire a apei de la răcire
Qp – căldura pierdută
Formula de calcul: m l⋅ cl/68°C⋅Δtl = ma⋅ ca/40°C⋅Δta ⇒ ma = ml⋅ cl/68°C⋅Δtl / ca/40°C⋅Δta
⇒ ma = 100⋅3990,7.68/ 4180⋅40 ⇒ ma = 170,446 kg/s
Qli = ml⋅ cl/85°C⋅ til = 100⋅3994,36⋅73 = 29158828 W
– 63 -QaeRăcire lapte
QpQai
Qli Qle
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Qle = ml⋅ cl/40°C⋅ tel = 100⋅3847,5⋅5 = 1923700W
Qai = ma⋅ ca/10°C⋅ tia = 170,446⋅4191⋅10 = 4791654 W
Qae= ma⋅ ca/35°C⋅ tea = 170,446⋅4179⋅50 = 23889671 W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Lapte 29158828 1923700
Apă 4791654 23889671
Pierderi – 8137106
Total 258113371 33950482
4.Pregătire mix
Din date experimentale:
til – temperatura de intrare a laptelui la pregătire = 5 °C
tem – temperatura de ieșire a mixului = 45 °C
tia – temperatura de intrare a aburului = 119,6 °C
cl/5°C – căldura specifică a laptelui la 5 °C = 3847,5J/kgK
cl/45°C – căldura specifică a mixului la 45 °C = 3962,86 J/kgK
rab – căldura latentă de vaporizare = 2207600 J/kg
i’ – entalpia lichidului saturat = 502400 J/kg
i’’ – entalpia vaporilor saturați = 2710000 J/kg
ml – debitul masic al laptelui = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qli – căldura de intrare a laptelui la obținerea mixului
Qme – căldura de ieșire a mixului
Qai – căldura de intrare a aburului
Qae – căldura de ieșire a condensului
Qp – căldura pierdută
Qli = ml⋅ cl/5°C⋅ til = 100⋅3847,5⋅5 = 1923700 W
Qme = mm⋅ cl/45°C⋅ tel = 100⋅3962,86⋅45 = 17832870 W
Qme – Qli = mab⋅rab ⇒ mab = (Qme – Qli)/ rab ⇒ mab = 7,206 kg/s
– 64 -QcondPregătire mix
QpQabi
Qli Qmi
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Qab = mab⋅ i’’ = 7,206⋅2710000 = 19529738,5 W
Qcond= mab⋅ i’ = 7,206⋅5024000 = 36202944 W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Lapte 1923700 17832870
Apă 19529738 3620294
Pierderi – 273,6
Total 21453438 21453164
5.Pasteurizare mix
Din date experimentale:
til – temperatura de intrare a mixului la pasteurizare = 45 °C
tel – temperatura de ieșire a mixului de la pasteurizare = 65 °C
tia – temperatura de intrare a aburului = 119,6 °C
cm/45°C – căldura specifică a mixului la 45 °C = 3962,863 J/kgK
cm/65°C – căldura specifică a mixului la 65 °C = 3983,5J/kgK
rab – căldura latentă de vaporizare = 2207600 J/kg
i’ – entalpia lichidului saturat = 502400 J/kg
i’’ – entalpia vaporilor saturați = 2710000 J/kg
ml – debitul masic al laptelui = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qmi – căldura de intrare a mixului la pasteurizare
Qme – căldura de ieșire a mixului de la pasteurizare
Qai – căldura de intrare a aburului
Qae – căldura de ieșire a condensului
Qp – căldura pierdută
Qmi = mm⋅ cl/45°C⋅ til = 100⋅3962,863⋅45 = 17832870 W
Qme = mm⋅ cl/65°C⋅ tel = 100⋅3983,5⋅65 = 25892697W
Qme – Qmi = mab⋅rab ⇒ mab = (Qme – Qmi)/ rab ⇒ mab = 5,130 kg/s
Qab = mab⋅ i’’ = 5,130⋅2710000 = 19894064 W
Qcond= mab⋅ i’ = 5,130⋅5024000 = 1834212 W
– 65 -QcondPasteurizare mix
QpQabi
Qmi Qm
eeeeeeeeee
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Mix 25892697 17832807
Apă 9894064 1834212
Pierderi – 41
Total 27726950 27726909
6.Freezerare
Din date experimentale:
tim – temperatura de intrare a mixului la freezerare = 5 °C
tem – temperatura de ieșire a mixului de la frezerare = -6 °C
tiagf – temperatura de intrare a agentului frigorific (amoniacul ) = -30 °C
cm/5°C – căldura specifică a mixului la 5 °C = 3265 J/kgK
cm/-6°C – căldura specifică a mixului la -6 °C = 2432,7 J/kgK
ragf – căldura latentă de vaporizare = 1358000J/kg
i’ – entalpia lichidului saturat =2822000J/kg
i’’ – entalpia vaporilor saturați = 16408000 J/kg
mm – debitul masic al mixului = 100 kg/s
ma – debitul masic al apei
Qmi – căldura de intrare a mixului la freezerare
Qme – căldura de ieșire a mixului de la freezerare
Qai – căldura de intrare a agentului frigorific
Qae – căldura de ieșire a condensului
Qp – căldura pierdută
Qmi = mm⋅ cm/5°C⋅ tim = 100⋅3265⋅5 = 1632500 W
Qme = mm⋅ cm/-6°C⋅ tem = 100⋅2436,7⋅(-6) = (-14662020) W
Qme – Qmi = mag⋅ragf ⇒ mag = (Qme – Qmi)/ rag ⇒ mag = (-11,49) kg/s
Qag = mag⋅ i’’ = (-11,49)⋅16408000 = (-18852792) W
Qcond= mab⋅ i’ = (-11,49)⋅2822000 = (-3242478) W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Mix 1632500 (-14662020)
Agent frigorific (-18852792) (-3242478)
– 66 -QcondPasteurizare lapte
QpQagf
Qmi Qme
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pierderi – 4356
Total (-17900142) (-17904498)
7.Călire înghețată
Din date experimentale:
tiî – temperatura de intrare a înghețatei = (-6) °C
teî – temperatura de ieșire a înghețatei = (-18) °C
tea – temperatura de intrare a aerului = (-30) °C
tia – temperatura de ieșire a aerului = (-40) °C
cî/-6°C – căldura specifică a înghețatie la(-6) °C = 2436,7 J/kgK
cî/-18°C – căldura specifică a înghețatei la (-18) °C = 1959,4 J/kgK
ca/-40°C – căldura specifică a aerului la (-40) °C = 1013 J/kgK
ca/-30°C – căldura specifică a aerului la (-30) °C = 1013 J/kgK
mî – debitul masic al înghețatei= 100 kg/s
ma – debitul masic al aerului
Qîi – căldura de intrare a înghețatei la răcire
Qîe – căldura de ieșire a înghețatei de la răcire
Qai – căldura de intrare a aerului la răcire
Qae – căldura de ieșire a aerului de la răcire
Qp – căldura pierdută
Qîi = mî⋅ cî/-6°C⋅ tiî = 100⋅2436,4⋅(-6) =(-14662020) W
Qîe = mî⋅ cî/-18°C⋅ teî = 100⋅1959,4⋅(-18) = (-3526920)W
Qai = ma⋅ ca/-40°C⋅ tia = 100⋅1013⋅(-40) = (-4052000) W
Qae= ma⋅ ca/35°C⋅ tea = 100⋅1013⋅(-30) = (-3039000) W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Înghețată 14662020 3526920
Aer 4052000 3039000
Pierderi – 148100
Total 15070402 6565920
8.Temperare înghețată
– 67 -QaeCălire înghețată
QpQai
Qîi Qîe
Qai
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Din date experimentale:
tiî– temperatura de intrare a înghețatei = (-18) °C
teî – temperatura de ieșire a înghețatei = (-10) °C
tia – temperatura de intrare a aerului = (-30) °C
tia – temperatura de ieșire a aerului= (-20) °C
cî/-18°C – căldura specifică a înghețatei la (-18) °C = 2436,4J/kgK
cî/-10°C – căldura specifică a înghețatei la (-10) °C = 2156,2 J/kgK
ca/-30°C – căldura specifică a aerului la (-30) °C = 1013J/kgK
ca/-20°C – căldura specifică a aerului la (-20) °C = 1009 J/kgK
mî – debitul masic al înghețatei = 100 kg/s
ma – debitul masic al aerului
Qîi – căldura de intrare a înghețatei la răcire
Qîe – căldura de ieșire a înghețatei de la răcire
Qai – căldura de intrare a aerului la răcire
Qae – căldura de ieșire a aerului de la răcire
Qp – căldura pierdută
Qîi = mî⋅ cî/-18°C⋅ tiî = 100⋅1959,4⋅(-18) = (-3526920) W
Qîe = mî⋅ cî/-10°C⋅ teî = 100⋅2156,2⋅(-10) = (-2156200) W
Qai = ma⋅ ca/-30°C⋅ tia = 100⋅1013⋅(-30) = (-3039000) W
Qae= ma⋅ ca/-20°C⋅ tea = 100⋅1009⋅(-20) = (-2018000) W
Călduri intrate – [W] Călduri ieșite – [W]
Înghețată 3526920 2156200
Aer 3039000 2018000
Pierderi – 239100
Total 6565920 4174920
[9, 11]
5.1.Calculul de climatizare
Calculul de climatizare se realizează pentru sala de depozitare a produsului finit. Condițiile
atmosferice din această sală sunt:
– 68 -QaeTemperare
QpQîi Qîe
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•temperatura: t = 2 – 4 °C
•umiditatea relativă: ϕ = 70 – 80 %
5.2.1.Caracteristicile aerului atmosferic pe timpul verii și al iernii pentru zona la care
se referă proiectarea
Temperatura exterioară de calcul se va calcula conform STAS 6648/2-82 (Anexa 3), astfel:
zemeccAtt+= [°C]
În care: e mt– temperatura medie zilnică, în funcție de localitatea și de gradul de asigurare
în care este încadrată clădirea conform STAS (Anexa 3). În localitatea Arad: tem iarna = -1,1 °C și tem
vara = 21,4 °C.
c – coeficientul de corecție pentru amplitudinea oscilației zilnice a temperaturii
aerului exteroir, conform tabelului 2: c = ±1;
Az – amplitudunea oscilației zilnice de temperatură, în funcție de localitate, [ °C],
conform Anexei 3,: A z = 7 °C
Pe timp de vară, în localitatea ARAD, aerul atmosferic este caracterizat de:
•temperatura în luna iulie: 21,4 °C
•umezeala relativă în luna iulie: 58%
•conținutul de umiditate la ventilarea mecanică
•conținutul de umiditate la climatizare
Pe timp de iarnă, în localitatea ARAD, aerul atmosferic este caracterizat de:
•temperatura în luna ianuarie: -1,1 °C
•umezeala relativă în luna ianuarie: 83%
IARNA: tec iarna = -1,1 – 1⋅7 = -8,1 °C
VARA: tec vara = 21,4 + 1⋅7 = 28,4 °C
5.2.2.Calculul izolațiilor termice ale pereților spațiilor condiționate și răcite și a
coeficienților globali de transfer termic
Regimul de funcționare al spațiilor frigorifice și climatizate, caracterizat prin valori
coborâte ale temperaturii, prin variația rapidă a acesteia și printr-o umezeală mare a aerului
din încăperi, impune pentru izolarea termică a pereților, plafoanelor, pardoselilor condiții deosebite,
a căror realizare practică prezintă o serie de dificultăți.
– 69 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Rolul izolației termice constă în reducerea fluxului de căldură ce pătrunde prin pereții
camerelor frogorifice. În vederea menținerii unui regim de microclimat cât mai stabil, independent
de condițiile de mediu.
Pentru izolarea pereților și a plafoanelor se folosește ca material izolant polistirenul
expandat, obținut prin expandarea perlelor de polistiren. Are o bună rezistență la acțiunea apei,
prezentând însă câteva dezavantaje:
•rezistență mecanică redusă
•punct de topire coborât (80 °C)
•coeficient de dilatare termică mare
Caracteristici fizice:
•conductivitate termică: λ = (0,03 – 0,035) [W/m ⋅K]
•coeficient global de transfer termic: K a = 0,2 – 0,5 [W/m2⋅K]
•densitatea fluxului termic: q a = 8 [W/m2]
•temperatura maximă de utilizare: 60 °C
STRUCTURA PERETELUI (fig.1)
1. strat de tencuială ; 2. strat de cărămidă ; 3. strat de tencuială ; 4. barieră de vapori ; 5. strat de
izolație ; 6. plasă de rabiț ; 7. strat de tencuială.
Nr. Strat 12
357 Perete
interiorPerete
exterior
δ(mm)
λ(Kcal/mhgrd)20
0,85150
0,6375
0,620
0,85izδ
0,0320
0,85
STRUCTURA PLAFONULUI (fig.2)
– 70 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
1. strat de uzură ; 2. placă de beton armat ; 3. strat de tencuială ; 4. barieră de vapori ; 5. strat de
izolație ; 6. plasă de rabiț ; 7. strat de tencuială ; 8. mustăți.
Pardoseala se izolează cu plăci de plută expandată și imrpegnată.
Este obținută din bucăți de plută naturală cu dimensiuni de 3 – 8 mm, prin expandare la
400 °C și impregnare cu rășini propri (pluta Superex) sau cu bitum (pluta Asko).
Caracteristici fizice:
•conductivitatea termică: λ = (0,04 – 0,06) [W/m ⋅K]
•densitatea: ρ = (150 – 160) [kg/m3]
•rezistența mecanică: σ = 3 kg⋅J/cm2
•coeficientul global de transfer termic: K a =(0,3 – 0,7) [W/ m2⋅K]
•densitatea fluxului termic: q a = (11 – 12)W/ m2
STRUCTURA PARDOSELII (fig.3)
1.strat de uzură ; 2. placă de egalizare beton armat ; 3. strat de izolație ; 4. plasă din sârmă de oțel ;
5. barieră de vapori ; 6. placă de beton ; 7. placă de beton cu rezistență electrică ; 8. strat de balast ;
9. strat de pământ compact.
Nr. Strat 1236789
δ(mm)
λ(Kcal/mhgrd)20-30
0,6260-80
0,9izδ
0,03550-80
102550
1,25200-400
0,75500
0,7
Izolația termică se poate calcula în două variante:
a)în funcție de valoarea coeficientului global de transfer termic
Se adoptă un coeficient global de transfer termic aK:
– pentru polistiren expandat: aK=(0,2-0,5)W/2mK
– pentru plută expandată: aK=(0,3-0,7)W/2mK
– 71 -Nr. Strat 12357
δ(mm)
λ(Kcal/mhgrd)20-30
0,1220-30
1,2520
0,85izδ
0,0320
0,85
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
∑++=
int111
αλδ
αii
extaK
Din această relație rezultă relația de calcul pentru grosimea izolației:
++−= ∑
int111
αλδ
αλδ
ii
extaizizK []m
Valoarea calculată a grosimii izolației se standardizează ca multiplu de 0,002m, după care
se recalculează valoarea coeficientului global de transfer termic x cu valoarea STAS a grosimii
izolației.
b)în funcție de valoarea densității de flux termic q a
Se află o densitate de flux optim q a:
Se află o densitate de flux optim q a:
– pentru polistiren expandat: q a =8kcal/2mh
– pentru plută expandată: q a =12kcal/2mh
dar aq=tkΔ, unde iettt−=Δ
Pentru un element de construcție cu “n” straturi, avem: ∑+++=
Δ=
int1 11
αλδ
λδ
αiziz
ii
exta
tqk
[]kmW2/
Unde: extα-coeficient parțial de transfer termic pe suprafața exterioară a peretelui,
[]kmW2/ (Anexa 1)
in tα-coeficientul parțial de transfer termic pe suprafața interioară a peretelui,
[]kmW2/ (Anexa 1)
De aici rezultă formula de calcul a grosimii izolației:
++−Δ= ∑
int11
αλδ
αλδ
ii
extaizizQt [m]
Coeficienții α depind de sistemul de răcire al instalație frigorifice, deci sunt funcție de
viteza aerului în incintă și de amplasareaelementului izolat termic, astfel:
α=25hgrdmkcal2/, dacă aerul are o circulație forțată (pereții exteriori supuși acțiunii vântului)
•α=12-15hgrdmkcal2/, pentru circulația moderată a aerului de în camera frigorifică,
spații de producție
– 72 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•α=5-8hgrdmkcal2/, pentru încăperi în care ventilația aerului este foarte redusă
(depozite frigorifice în care sunt montate baterii de răcire și pentru pardoseli)
După calcularea grosimii izolației, aceasta se standardizează la valoarea imediat următoare,
ca multiplu de 0,02 (0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12m).
Cu valoarea STAS a izolației termice se recalculează apoi coeficientul global de transfer
termic rK:
∑++=
int111
αλδ
λδ
αiziz
ii
extrK
[]kmW2/
Pe timpul verii temperatura pardoselei se adoptă 15 Co, iar pe timpul iernii +2 C0
Coeficientul parțial de transfer termic pentru pardosea este infinit: ∞=.pardc
Calculul densității de flux optim q a:
aq=tkΔ, unde iettt−=Δ
te = tec = -8,1°C (iarna)
= 28,4°C (vara)
ti = 3°C
k = Ka
În tabelul următor sunt redate rezultatele centralizate.
Denum.
Supraf.
izolatetext.
vara
[°C]text.
iarna
[°C]tint.Δtc
varaΔtc
iarnaeα
kcal/
m2hg
riα
kcal/
m2hg
rδiz
[mm]qa
vara
kcal/
m2hqa
iarna
kcal/
m2hKa
W/m2KKr
W/m2K δiz.
cδiz.
STAS
Perete E
răcire444001586280000.40.31
Perete E
producție18184161615862805,1595,1590.40.31
Perete S28,4-8,1424,4-4,128867808,736-1,7540.40.34
Perete N28,4-8,1424,4-4,128862808,736-1,7540.40.31
Perete V18184161615862805,1595,1590.40.31
Plafon28,4-8,1424,4-4,1301276408,736-1,7540.40.38
Pardosea152411-2∞1149605,159-0,4300.50.35
5.2.3.Calculul procesului de condiționare al aerului
– 73 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Pentru spațiile climatizate se calculează bilanțul caloric pe timp de vară și de iarnă cu
relația :
ΣQ = ΣQ1 + ΣQ2 +ΣQ3 + ΣQ4 + ΣQ5 [ kJ/24h ]
Căldura pătrunsă prin conducție, convecție și radiație în incinta climatizată se calculează
cu relația :
ΣQ1 = Q11 + Q12 [ kJ/24h ]
unde :
Q11 – cantitatea de căldură transferată prin pereți, plafon și pardosea :
Q11 = Fk ( Δt + Δtr )24 ∙3,6 [ kJ/24h ]
unde :
F – suprafața de schimb de căldură, respectiv a pereților, pardoselii și a plafonului
corespunzător fiecărui spațiu în parte, m2 ;
k – coeficientul global de transfer termic prin elementul delimitator dintre suprafața
climatizată și spațiul exterior recalculat după standardizarea grosimii izolației, W/m2K ;
k= 0,25 W/m2K
Δt – diferența de temperatură dintre temperatura exterioară ( a mediului ) și temperatura
interioară a spațiului ( aceeași de la calculul grosimii izolației ) ;
Δt= 0,8- coeficient de pereți interiori
Δt =21,12
Δtr – adaos de temperatură ce ține cont de căldura pătrunsă prin radiație.
Acțiunea radiației solare asupra intensității transmiterii căldurii se ia în considerație numai
la pereții exteriori și plafoane ce sunt acoperiș, astfel :
Δtr = 0° – pentru pereți exteriori orientați spre N, NE, NV ;
Δtr = 6-8° ( vara ) și 2-4° ( iarna ) – pentru pereți exteriori orientați spre E, V;
Δtr = 8-12° ( vara ) și 4-6° ( iarna ) – pentru pereți exteriori orientați spre SE, SV ;
Δtr = 12-15° ( vara ) și 6-8° ( iarna ) – pentru pereți exteriori orientați spre S ;
Δtr = 15-18° ( vara ) și 10-12° ( iarna ) – pentru plafoane ce sunt acoperiș.
S-au avut în vedere valorile medii pentru latitudinea de 45 ° la care se situează țara noastră.
De menționat că pentru schimbul de căldură între elementele de structură ce separă spații
interioare Δtr = 0.
ΣQ12 – aportul termic prin geamurile existente în pereții exteriori, kJ/24h :
ΣQ12 = 86,4kFΦN [ kJ/24h ]
– 74 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
unde :
k – coeficient ce ține cont de materialul din care se execută tâmplăria geamurilor ; ( k= 1,17
pentru rame metalice )
Φ – aportul termic maxim efectiv, W/m2 ;
F – suprafața geamurilor, m2 ;
N – coeficient de corecție care afectează aportul efectiv maxim al unui geam obișnuit
neacoperit ( N = 0,1-1 ).
Q12 = 0 [ kJ/24h ] (nu există geamuri exterioare)
Denumir
e incintătec
°Cti
°CDenumire
suprafațăDimensiu
ni
de calculΔt
°CΔtr
°Ckr
W/
m2KQ11
KJ/24hQ12
KJ/24hΣQ1
kJ/24h
L
ml
mF
m2
Vara
28,74Perete N84,54224,700,3329757,60
Sală de
fabricare184Perete S84,54224,700,3431191,70
28,74Perete E94,52724,760,3323776,80
124Perete V94,52724,700,3420051,80300205,07
28,64Plafon989424,7150,3871615,450
154Pardosea989424,700,35123812,160
Denumir
e incintătec
°Cti
°CDenumire
suprafațăDimensiu
ni
de calculΔt
°CΔtr
°Ckr
W/
m2KQ11
KJ/24hQ12
KJ/24hΣQ1
kJ/24h
L
ml
mF
m2
Iarna
-8,14Perete N84,542-4,400,33-144570
Sală de
fabricare184Perete S84,542-4,400,34-15153,80-112378,9
-8,14Perete E94,527-4,400,34-9741,70
124Perete V94,527-4,460,33-4646,90
-8,14Plafon9894-4,4150,389356,080
24Pardosea9894-4,400,35-35082,80
Cantitatea de căldură introdusă sau scoasă din spațiul climatizat de produsul care se
prelucrează ( ambalaje, mijloace de transport ) se calculează astfel :
ΣQ2 = m[ c( tpi-tpf ) + ( Δw/100 ) ] [kJ/24h ]
– 75 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
unde :
m – cantitatea de produs depozitată în spațiul climatizat, kg/24h ;
c – căldura specifică a produsului, kJ/kgK ;
ca,ct – căldurile masice specifice ale ambalajelor și mijloacelor de transport, kJ/kgK ;
tpi, tpf – temperaturile pe care le au produsele la intrarea și la ieșirea din spațiul climatizat,
°C ;
Δw – cantitatea de apă evaporată din produs în timpul depozitării, kg/kg, ( la produsele
neambalate se poate evapora 2-4 % din umiditatea inițială ).
Cantitatea de căldură introdusă sau scoasă din spațiul climatizat de produsul care se prelucrează
( ambalaje, mijloace de transport ):
Denumire
incintăm
kg/24hC
kJ/kgKtI
°Ctf
°CΔw
Kg/KgΣQ2
kJ/24h
Secție de
fabricare
Vara15003,8518260,041109,4
Secție de
fabricare
Iarna15003,8518260,041109,4
Aportul sau deficitul de căldură rezultată din reacțiile exo- sau endoterme ce pot avea loc
în produsul depozitat se calculează cu relația :
ΣQ3 = Σmqr [ kJ/24h ]
unde :
m – cantitatea de produs depozitată în spațiul climatizat, kg/24h ;
qr – căldura degajată sau absorbită de produs prin respirație, kJ/kg.
∑3Q= m x qr=0 [ kJ/24h ]
Cantitatea de căldură schimbată prin țevile și conductele ce traversează spațiul climatizat :
ΣQ4 = 86,4KL [ kJ/24h ]
unde :
K – coeficient
– 76 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
L – lungimea conductei, m.
ΣQ4 = 0 [ kJ/24h ]
Cantitatea de căldură schimbată la exploatarea spațiilor climatizate se calculează cu relația :
ΣQ5 = Q51 + Q52 + Q53 +Q54[ kJ/24h ]
unde :
ΣQ51 – cantitatea de căldură introdusă în spațiul climatizat de corpurile de iluminat.
Q51 = 86,4cFWr [ kJ/24h ]
c – coeficient ce ține cont de tipul de iluminat ( incandescent sau fluorescent), masa
pereților, timpul de iluminare, durata funcționării ;
c=0
F – suprafața incintei, m2 ;
Wr – puterea electrică reală instalată pentru iluminat ( se majorează cu 20% pentru a ține
cont de energia absorbită de suporturile sistemului de iluminat ), kWh.
-pentru spații de producție W r = 7,5 kWh ;
-pentru spații de depozitare W r = 3 kWh.
Q51 = 0 [ kJ/24h ]
Q52 – cantitatea de căldură degajată de motoarele electrice ale instalației.
Q52 = 3600Nku24h [ kJ/24h ]
N – puterea motoarelor electrice aflate în funcționare, kWh ;
ku – coeficient de utilizare : k u = 0,3-0,9.
Q52=3600 x N x Kuxx t [ kJ/24h ]
Q 52= 3600x 3,5 x 0,6 x 8 = 181440 []hK J24/
Q53 – cantitatea de căldură degajată de personalul care deservește spațiul climatizat.
Q53 = 86,4ncoqs [ kJ/24h ]
n – numărul maxim de persoane aflate în spațiul climatizat ; n=10
co – coeficient de corecție ce ține cont de durata de ocupare a spațiului de personal ;
co =86
qs – căldura sensibilă degajată de personal, în funcție de activitatea pe care o desfășoară și
temperatura incintei, W/persoană. ;
qs =174Kw/persoana
Q53 =7757,4 [ kJ/24h ]
Q54 – cantitatea de căldură introdusă în spațiul climatizat cu aerul fals care pătrunde în
incintă la deschiderea ușilor.
Q54 = Laf( he-hi )24t [ kJ/24h ]
– 77 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Laf – debitul clasic de aer fals intrat în spațiul climatizat, kg/h
Laf = 3600Swρa [ kg/h ]
S – secțiunea ușilor deschise, m2 ; S=4
w – viteza aerului la deschiderea ușilor, m/s ; W=0,02
ρa – greutatea specifică a aerului exterior, kg/m3. ρa =1,2
Laf = 3600x 4x 0,02 x 1,29 = 345,6 [ kg/h ]
he, hi – entalpia aerului exterior și interior,pentru usi. [Kj/Kg]
vara he=62 iarna he= 13,5
hi =6 hi = 6
Q54 = 16761,6 [ kJ/24h ] – pentru vara
Q54 = -4860 [ kJ/24h ] – pentru iarna
Bilanțul caloric al incintei climatizate pe timp de vară și iarnă se calculează astfel :
ΣQv = ΣQ1v + ΣQ2v + ΣQ3v + ΣQ4v + ΣQ5v[ kJ/24h ]
ΣQi = ΣQ1i + ΣQ2i + ΣQ3i + ΣQ4i + ΣQ5i[ kJ/24h ]
Calculul bilanțului caloric al incintei climatizate
Denumire
incintaΣQ1v
kJ/24hΣQ2v
kJ/24hΣQ3v
kJ/24hΣQ4v
kJ/24hΣQ5v
kJ/24hΣQv
kJ/24h
Sectie productie
Vara300205,071109,400316521,6732256,7
Denumire incintă ΣQ1I
kJ/24hΣQ2i
kJ/24hΣQ3i
kJ/24hΣQ4i
kJ/24hΣQ5i
kJ/24hΣQI
kJ/24h
Sectie productie
Iarna -112378,21109,40028817,3-82452
5.2.4.Calculul bilanțului de umiditate al spațiilor climatizate
Bilanțul de umiditate al spațiilor climatizate se calculează cu relația :
ΣW = W1 + W2 +W3 +W4 [ kg/24h ]
unde :
W1 – aportul de umiditate datorat personalului :
W1 = nwo8t [kg/24h ]
n – numărul maxim de persoane aflate în spațiul climatizat ( n = 6 );
wo – cantitatea de umiditate degajată prin respirație și transpirație, kg/omh (w o = 0,02
kg/om∙h ) ;
– 78 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
W1 =0,96~1 [kg/24h ]
W2 – cantitatea de umiditate degajată prin deshidratarea produselor :
W2 = m( Δw/100 ) [ kg/24h ]
m – cantitatea de produs depozitat, kg/24h ;
Δw – cantitatea de umiditate pierdută de produs prin deshidratare, kg/kg ; la produsele
neambalate – Δw = 2-4% ; Δw=0
W2 =0
W3 – cantitatea de umiditate degajată prin evaporarea parțială a apei de spălare:
W3 = mvF24/t [ kg/24h ]
F – suprafața supusă igienizării, m2 ;F=94
t – durata igienizării sau durata menținerii suprafeței libere a recipienților, ore ; t=2
mv – masa de apă evaporată în funcție de viteza aerului :
– vaer < 0,1 m/s mv = 1,35 10-4( ps-pv )
ps – presiunea parțială de vapori saturați din stratul de aer exterior și imobil;
ps =7*133,3Pa=933,1Pa
pv – presiunea pațială de vapori din aer;
pv =5*133,3=666,5Pa
mv = 0,036 – vaer > 0,1 m/s mv = 1,35 10-4[ 1 + ( wa/1,16 ) ]( ps-pv )
wa – viteza aerului.
W3 =41,104 [ kg/24h ]
W4 – cantitatea de umiditate introdusă prin pătrunderea aerului fals :
W4 = Laf( xe-xi )24t [ kg/24h ]
Laf – debitul masic de aer fals, kg/h ;
Laf = 3600Swρa
Laf =345,6
xe, xi – conținutul de umiditate al aerului exterior și interior, kg/kg, pentru usi exterioare
-vara xi = 0,0036 xe=0,0159
-iarna xi =0,0036 xe =0,019
Calculul bilanțului de umiditate al spațiilor climatizate
Spațiu
climatizatnwo
kg/omhW1
kg/24hW2
kg/24hF
m2W3
kg/24hW4
kg/24hΣW
kg/24h
Sectie
productie60,02 0,96~109441,1048,985(vara)
-1,1(iarna)50
41
– 79 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
5.2.5.Calculul coeficientului de termoumiditate, stabilirea zonei de microclimat admise,
trasarea direcțiilor coeficiențiilor de termoumiditate, în diagrama h-x și calculul debitelor de aer
Coeficienții de termoumiditate, εv, εi, se calculează astfel :
ε = ΔQ/ΔW [ kJ/kg ]
unde :
ΔQ = ΣQ/24 [ kJ/h ]
ΔW = ΣW/24 [ kg/h ]
Se calculează pentru vară și iarnă.
ε v= 15255,3 [ Kj/Kg]
ε i = -1963,2 [ Kj/Kg]
Pe diagrama h-x se delimitează zona de microclimat admisă și se trasează direcțiile
coeficienților de termoumiditate pentru vară și iarnă, rezultând în acest mod pozițiile punctelor C v,
Ci, Av, Ai ce caracterizează aerul condiționat și uzat.
Se scot parametrii punctelor respective ( tabelat ), după care se calculează debitele de aer
pentru vară și iarnă :
Lv,i = [ ΔQv,i/(hAv,i-hCv,i ) ]vc [ m3/h ]
Debitul maxim de aer se standardizează din Catalogul de ventilatoare, alegându-se astfel și
tipul ventilatorului, după care se repoziționează punctele A v, Ai :
hAv,i = hCv,i + ( ΔQv,i/L° ) [ kJ/kg ]
unde :
L° = LSTAS( 1/vc ) [ kg/h ]
Odată repoziționate punctele A v, Ai se reprezintă procesele de condiționare pe timpul verii
și iernii în diagramele h-x, după care se scot parametrii de stare ai punctelor care intervin în proces.
Calculul coeficientului de termoumiditate pe timpul verii.
Spațiu
climatizatΣQ
kJ/24hΣW
kg/24hε = ΔQ/ΔW
Sectie
fabricatie732256,75015255,3
Calculul coeficientului de termoumiditate pe timpul iernii.
Spațiu
climatizatΣQ
kJ/24hΣW
kg/24hε = ΔQ/ΔW
Sectie
fabricatie-82452
41
-1963,2
– 80 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Parametrii punctelor din diagrama h-x pe timpul verii
Nr.
crt.PunctulCvAvBMvNO
1.T, °C2628,716,513 -3
2.ϕ,%605060809999
3.h, kcal/kg9157041383
4.x, g/kg2,53,516,59,59,52,5
Parametrii punctelor din diagrama h-x pe timpul iernii
Nr.
crt.PunctulAiCiMiPB
1.T, °C26-38-8,1
2.ϕ,%8550903980
3.h, kcal/kg1317317-4
4.x, g/kg3,93,52,52,51,7
Calculul debitului de aer climatizat. .
Denumire
incintăAnotimpΔQ
kJ/hhA
kJ/kghC
kJ/kgvC
m3/kgLv
m3/h
Secție de
fabricarevara30510159 1 5085
L stas = 5000
Repoziționăm punctul Av
hAv=hCv+oLQΔ L°=L stas*V c1 L°= 5000*8 3,01=6000
hAvr=9+600030510=14,1
Caracteristicile punctului repoziționat
Punct H kj/kgT ° CX g/kgΦ %
Av1563,550
Av r14,143,560
[9, 10]
– 81 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul VI.
Utilaje tehnologice
6.2.Dimensionarea tehnologică și justificarea necesarului de utilaj
6.1.2.Dimensionarea tehnologică a utilajului principal
Dimensionarea tehnologică a vanei de pasteurizare a mixului, constă în determinarea timpului
necesar pentru încălzirea mixului până la temperatura de pasteurizare – 65 °C . Se știe că:
Q = K⋅A⋅Δtmed⋅τ ⇒ τ = Q/ K⋅A⋅Δtmed
Unde: τ – timpul necesar încălzirii mixului la temperatura de pasteurizare
A – suprafața de transfer de căldură;
Q – căldura schimbată în procesul de pasteurizare
K – coeficientul de transfer termic
Δtmed – diferența medie de temperatură
Calculul suprafeței de transfer de căldură – A
Stim că: A = π⋅D/2⋅l ⇒ A = 3,14m2
Unde: D = diametrul vanei de pasteurizare – 0,8 m
– 82 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
l = lungimea vanei de pasteurizare – 1,5 m
Calculul coeficientului parțial de transfer termic al mixului – αl
Stim că: Nu = (αl⋅do)/λ ⇒ αl = (Nu⋅λ)/ do⇒ αl = 986,98W/m2.K
Calculul creiteriului Núsel
Nu = 0,36⋅Re0,67⋅(Prf)0,33⋅ (ηm/ηp)0,14⋅(D/do)-1 ⇒ Nu = 485,4
Unde: do = diametral agitatorului – 0,3 m
ηm = vâscozitatea dinamică a mixului la temperatura medie de 65 °C – 0,0665⋅10-2 Pa⋅s
ηp = vâscozitatea dinamică a mixului la temperatura medie de 60 °C – 0,0595⋅10-2
Re = ρ⋅n⋅ do2/ηm ⇒ Re = 7665,7
Unde: ρ = densitatea mixului la 65 °C – 971,0
n = turația agitatorului – 0,5 rot/s
ηm = vâscozitatea dinamică a mixului la temperatura medie de 65 °C – 0,0057 Pa⋅s
Prf = cp⋅ηm/χ ⇒ Prf = 33,6
Unde: cp = căldura specifică a mixului la temperatura medie de 65 °C – 3600 J/kg⋅K
χ = conductivitatea termică a mixului la temperatura medie de 65 °C – 0,610 W/(m⋅K)
Calculul coeficientul parțial de transfer termic al aburului – αa
⇒ αa = 15470,136
unde: λa = conductivitatea termică a aburului, – 68,6 ⋅10-2 W/m⋅K;
Δt = diferența de temperatură între condens și temperatura peretelui, – 2 °C;
r = căldura latentă de condensare a aburului la 2 ata, – 2008 ⋅103 J/kg;
H = lungimea țevii, – 0,5 m;
ρa = densitatea aburului la temperatura de 119,6 °C, – 943,1 kg/m3;
ηa = vâscozitatea dinamică a aburului, – 237,4 ⋅10-2 Pa⋅s;
g = accelerația gravitațională, – 9,81 m/s2
Calculul coeficientuluide transfer termic – K
unde: δ = grosimea peretelui țevii – 2 ⋅10-2 m
λoț = conductivitatea termică a oțelului, – 17,5 W/m ⋅K;
αl = coeficientul parțial de transfer termic al mixului, [W/m2⋅K];
– 83 -αa1.154
λa()3ρa()2⋅r⋅g⋅
ηaΔt⋅H⋅:=
K1
1
αlδ
λot+1
αa+:=
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
αa = coeficientul parțial de transfer termic al aburului, [W/m2⋅K];
Cunoscând valorile lui αl și αa putem calcula valoarea lui K:
⇒
136.154701
5.17102
98,98611
3
+⋅+=− K
⇒ K = 839,04
Calculul căldurii schimbate la pasteurizare
Q = m⋅cp⋅Δt ⇒ Q = 44190000 W
Unde: m = debitul de mix – 491 kg/șarjă
Δt = diferența de temperatură între intrarea și ieșirea mixului la operația de pasteurizare
Δt = 65 – 40 = 25°C
cp = căldura specifică a laptelui la temperatura medie de 65 °C – 3984,293 J/kg⋅K
Calculul Δtmed
apă: 119,6°C 119,6 °C
mix: 40°C 65 °C
79,6°C 54,6 °C
Δtmin = 54,6°C
Δtmax = 79,6°C
Deoarece Δtmax /Δtmin > 2 ⇒
⇒ Δtmed = 66,316
Calculul timpului necesar încălzirii laptelui la temperatura de pasteurizare – τ
τ = Q / (K⋅A⋅Δtmed) ⇒ τ = 44190000 / (839,04 ⋅3,14⋅66,316) ⇒ τ = 253 s = 4,2 min
6.1.3.Dimensionarea tehnologică a pompei
Se vor calcula pierderile de presiune și puterea pompei care transportă laptele de la primul
rezervor de depozitare al materiei prime – laptele, la preâncălzitor. Lungimea traseului este de 6 m,
iar înălțimea de ridicare a laptelui este de 2 m.
Pierderile totale de presiune ( ΔP) se calculează astfel:
ΔP = ΔPd + ΔPfr + ΔPrl + ΔPs + ΔPh
unde: ΔPd = pierderi de presiune dinamică, datorate vitezei de curgere a laptelui prin conductă –
[Pa];
ΔPfr = pierderi de presiune datorate frecării – [Pa];
– 84 -K1
1
αlδ
λot+1
αa+:=
ΔtmedΔtmax Δtmin −
lnΔtmax
Δtmin
:=
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
ΔPrl = pierderi de presiune datorate rezistențelor locale – [Pa];
ΔPs = pierderi de presiune statice – [Pa];
ΔPh= pierderi de presiune datorate ridicării laptelui în conducte – [Pa];
Pierderile de presiune dinamică sunt date de relația:
22wPd⋅=Δρ
22w
dlPfr⋅⋅⋅=Δρλ
22w
Prl⋅
⋅=Δ∑ρ
ξ
hgPh⋅⋅=Δρ
ΔPs = p2- p1 = 0
Deci ∑⋅⋅+++⋅⋅⋅=Δ hgdlwP ρξλρ)1(22
unde: ρ – densitatea laptelui, ρ = 1032,6
debitul volumic QV se calculează cu relația Q V = 0,6/(1⋅3600) = 0,0001666 m3/s
Știm că 0146.0114.3000277.044
42
=⇒⋅⋅=⇒⋅⋅=⇒⋅⋅= d dwQdwdQVVππ
Se alege țeava stas d = 32 ×3 mm
422
10305.5402.014.3
4−⋅=⋅=⋅=dSπ
53.0==SQwV m/s
133.473210296.0026.0521.06.1032Re2=⋅⋅⋅=⋅⋅= −ηρdw
unde: ρ = densitatea laptelui – 1032,6 kg/m3
η = vâscozitatea dinamică a laptelui – 0,296 ⋅10-2 Pa⋅s
w = viteza de curgere a laptelui în conductă – 0,521 m/s
d = diametrul interior al conductei – 0,026 m
039.0)(Re,=⇒=λλedfech
ξ = coeficient de frecare – ξ intrare în țeavă – 0,5
ieșire din țeavă – 1
cot – 0,6
– 85 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
ventil – 1,1
∑ =⋅+⋅+⋅+⋅= 6,811,156,0.3135.0ξ
ΔPpreancalz = 19⋅104 Pa
Calculul pierderilor de presiune totală – ΔP
3,2116101019281.96.1032)16,826039.0(2571.06.1032)1(2
422
=Δ⇒⋅+⋅⋅+++⋅⋅=Δ⇒Δ+⋅⋅+++⋅⋅⋅=Δ ∑
P PPhgdlwP preancalzρξλρ
Calculul puterii pompei – P
0504.07.010003,2116100001666.0
1000=⇒⋅⋅=⇒⋅Δ⋅= P PPQPV
ηkW
unde: P = puterea pompei
QV = debitul volumic
η = randamentul pompei – 70 %
Concluzie: Alegem pompa NP 50 – 32 – 125, cu următoarele caracteristici:
•Turația 1450 rot/min
•Debit 2 m3
/h
•Înălțimea de pompare 40 m coloană apă
•Producător C.C.S.I.T.P.V. București
[9, 11]
6.1.4.Justificarea necesarului de utilaj
Instalațiile de pasteurizare a laptelui folosite în industrie sînt schimbătoare de căldură în
care laptele este încălzit la temperatura de pasteurizare cu ajutorul aburului sau al apei calde.
Instalațiile folosite pentru pasteurizarea joasă (folosită și în cazul mixului de înghețată )
sînt constituite din vane cu capacitate cuprinsă între 200 și 1 200 1, înconjurate de o manta în care
se introduce fluidul purtător de căldură (abur sau apă caldă).
În scopul îmbunătățirii transferului de căldură, este necesară agitarea permanentă a masei
de mix, iar fluidul purtător de .căl dură este silit să circule printr-o serpentină sudată de peretele ex –
terior al recipientului.
Instalațiile de acest gen dau bune rezultate în cazul fabri cării brînzeturilor, a pasteurizării laptelui
destinat preparării cul turilor și pasteurizării amestecurilor conținînd diferite ingrediente (cum este
cazul amestecurilor pentru înghețate) etc.
– 86 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Principalele dezavantaje ale acestui tip de instalații sînt urmă toarele: caracterul discontinuu
al operației, limitarea cantităților de lapte și produse ce se pot prelucra, riscul supraîncălzirilor
locale care duc la arde rea produsului de pereții recipientului și costuri relativ ridicate în exploatare,
datorită lipsei posibilităților de recupe rare a căldurii în cursul operațiilor de încălzire și răcire.
Dezavantajele prezentate restrîng do meniul de utilizare al acestui tip de in stalație,
pasteurizarea în vane fiind uti lizată numai în secții de capacitate mică sau în cazuri speciale în care
natura procesului tehnologic o impune (fabri carea înghețatei sau a unor produse lactate cu
adaosuri).
6.2.Lista utilajelor tehnologice
6.2.1.Lista utilajelor tehnologice cu montaj
Nr.
crt.Denumire utilajNr.
buc.L x 1 x h (mm) sau ( Φ x h)Furnizor
1Separator curățitor centrifugal 1800 x 1200 Tehnofrig Cluj
2Schimbător de căldura cu plăci 1800 x 400 x 1400 Tehnofrig Cluj
3Tanc de normalizare 1800 x 1000 SC Utalim SA
Slatinaaaaaaaaaaaa4Vană pasteurizare 11800 x 1200 x 1000 Tehnofrig Cluj
5Pasteurizator smântână 1800x1000x1500 Tehnofrig Cluj
6Tanc depozitare lapte 1600x1000x1500 Tehnofrig Cluj
7Vană pasteurizare 1800x1000x1500 Tehnofrig Cluj
8Omogenizator 1600×1000 SC Utalim SA
9Freezer 1600x1000x1000 Tehnofrig Cluj
10Mașina de ambalat 13000 x 1000 x 2000SC Utalim SA
Slatina
Separator curațitor centrifugal . în etapa de curățire a laptelui se utilizează un separator curațitor
centrifugal cu evacuare continua a sedimentului. La prelucrarea într-un separator curațitor
centrifugal a unui produs bogat în sediment, faza solida care se găsește sub forma de particule de
dimensiuni mici se concentrează într-o parte de lichid cealaltă parte eliminandu-se aproape limpede.
Evacuarea sedimentului se realizează printr-o serie de ajutaje (duze) care sunt montate în peretele
– 87 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
tamburului, lichidul concentrat în sediment ajungând în partea inferioară a tamburului într-un canal
de evacuare fix. Panta unghiului de evacuare a sedimentului trebuie să fie mai mare decât unghiul
de taluz natural sau unghiul de alunecare a sedimentului.
Pentru a se asigura evacuarea în condiții corespunzătoare, secțiunea ajutajelor trebuie să fie
suficient de mica, astfel încât constanta radiala a vitezei de trecere să fie mai mare decât viteza de
sedimentare a particulelor mai mari, pentru a se evita depunerea acestora și infundarea ajutajelor.
Exista un taler central (talerul de alimentare) și o serie de talere curente, identice din punct
de vedere constructiv, care realiza separarea. Talerul central, sub forma unui tub lung, se continua la
partea inferioară cu o zona tronconica cu inclinatia de 55°. Talerele curente se fixează în partea
superioară de talerul de alimentare, fiind prevăzute cu elemente distanțiere cu grosimea de 0,8-lmm
Tamburul separatorului are ca elemente componente carcasa și talerele. în următoarea
figura se observa elementele tamburului separatorului.
Fig.6-Schema tamburului separatorului 1-pâlnie de alimentare; 2-orificii de evacuare; 3-evacuarea
sedimentului; 4-taler central
Carcasa tamburului are o forma speciala, care creează un spațiu mai mare pentru sediment; în
partea inferioară este prevăzut un colector pentru nămol evacuat în exterior.
Caracteristici tehnice:
•Debitul maxim de alimentare cu coagul, kg/h 3000
• Număr de duze4-8
• Turația tamburului, rot/min 5500
• Puterea motorului electric, KW 20
• Masa, kg1500
• Dimensiuni de gabarit, mm 800 x 1200
•Furnizor: Tehnofrig Cluj-Napoca
– 88 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Schimbătoarele de căldura cu plăci sunt cele mai moderne aparate care se folosesc la transferul
permanent de căldura între lichid-lichid sau abur-lichid, în toate ramurile industriale. Ele se folosesc
în procese de încălzire și răcire, la recuperarea căldurii, la tratarea termica a unor lichide.
În cazul nostru schimbătorul de căldura cu plăci este amplasat între tancul tampon izoterm
și separatorul curațitor centrifugal și servește la încălzirea laptelui. Schimbătorul de căldura cu plăci
utilizat este de tipul ALVEOLA 5.
Fig.7 Diferite tipuri de plăci pentru schimbătoare de
căldură
Schimbătorul de căldura cu plăci ALVEOLA 5 este alcătuit dîntr-un număr de plăci metalice,
montate în serie, așezate pe un cadru metalic și strânse cu un dispozitiv de strângere. Plăcile
schimbătorului de căldura se pot clasifica după mai multe criterii din care cel mai utilizat este cel
funcțional:
-plăci curente de lucru;
-plăci intermediare;
-plăci de menținere;
-plăci de capăt.
Plăcile curente de lucru se obțin din tabla de oțel inoxidabil 8TiMoNiCrl70, cu grosimea
de lmm. Pe suprafața plăcii se imprima prin presare o serie de ondulații de diferite forme care
măresc suprafața de schimb termic, ajuta la dirijarea curgerii fluidelor sub forma de pelicula și
intensifica turbulenta necesara măririi coeficientului de transfer termic. în cele patru colturi ale
plăcii ondulate sunt dispuse orificii de alimentare, care formează prin alăturarea plăcilor, canale de
trecere și/sau canale pentru intrarea respectiv ieșirea lichidului de pe fata plăcii. Lateral și în zona
orificiilor se practică prin presare canale în care se introduc garnituri profilate din cauciuc
alimentar, cu rolul de a etanșa fluidele fata de exterior, evitând scurgerea în exterior sau
amestecarea acestora.
Plăcile intermediare au rolul de a permite divizarea pachetelor de plăci și de a asigura trecerea
lichidului de la un grup de plăci la altul, de a schimba sensul de circulație al fluidelor, de a dirija
– 89 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
lichidele dîntr-o zona în alta și de a realiza introducerea și/sau evacuarea lor din aparat. Sunt
prevăzute cu cate un orificiu în fiecare colt, corespunzător orificiilor plăcilor curente de lucru.
Grosimea plăcilor intermediare este mai mare decât diametrul orificiilor pentru a permite
montarea racordurilor exterioare. Interiorul plăcilor intermediare este realizat sub forma de fagure.
Plăcile de menținere au aceleași dimensiuni exterioare, dar grosimea și numărul lor variază
în funcție de durata necesara de menținere, fiind prevăzute cu o serie de nervuri care dirijează de
fapt circulația produsului în interiorul plăcii. Se montează după zona de pasteurizare a
schimbătorului de căldura.
Plăcile de capăt sunt mai groase, au numai o fata prevăzută cu nervuri și numai doua
orificii prin care intra sau iese cate unul din cele doua fluide.
Toate plăcile unui schimbător de căldura sunt numerotate de la 1 la n pentru a fi posibila respectarea
ordinii de montaj necesara circulației corecte a celor doua fluide.
Fixarea plăcilor ondulate se face cu ajutorul plăcilor de capăt care se strâng fie cu o bara de presare
centrala, fie cu doua bare, fie cu tiranti laterali. Barele de presare sunt acționate prin intermediul
cheilor speciale; strângerea pachetului de plăci este limitata de contactul metalic al plăcilor. La
demontare, este posibila rabatarea barei de presare din articulații și retragerea rapida a plăcii
presate. Sistemul de ghidare al plăcilor intermediare și al plăcilor de capăt trebuie să permită
mișcarea ușoară pe ax, fără blocări sau gripari.
Fig. 8 – Schimbător de căldură cu plăci Componența și dimensiunile de gabarit
Părțiile componente ale schimbătorului de căldură cu plăci:
1.Bară de susținere
2.Suport
3.Picior de sprijin
4.Pachet de plăci
5.Placă fixă
6.Placă mobilă de strângere
7.Tiranți de strângere
8.Piulițe
9.Racord de legătură
Dimensiuni de gabarit:
L=1650-2715 mm Ll=1730-2800 mm H=l 143 mm Hl=205 mm H2=1562 mm
Caracteristicile tehnice principale
•Tipul plăcii utilizate: ALVEOLA 5
•Suprafața de schimb de căldură a unei plăci: 0,5 m
– 90 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Suprafața maximă la un schimbător: 110 m2
•Coeficient global de transfer a căldurii: 2000-5000 W/m2 °C
•Temperatură de lucru: -10…. 150 °C
•Presiunea maximă de lucru: 16 bar
•Debitul maxim al lichidelor de lucru: 300 m3/h
Instalația de pasteurizat tip IPLS-10 este destinată pasteurizării laptelui crud și a smântânii
rezultate din operația de degresare. Instalația se compune din următoarele părți: vas de alimentare ,
pompe centrifuge, filtru drept, pasteurizator cu plăci, dispozitiv de recirculare, instalație de pregătire
a aburului, instalație de preparare a apei calde, grp de spălare chimică, aparate de măsură și control.
Caracteristici tehnice principale:
•Suprafață ocupată: 12m2
•Temperatură de încălzire a aburului 105-120°C
•Consum abur: 200 kg/h
•Consum aer : 14,4 m3/h
•Consum apă curentă 7000 l/h
•Consum apă răcită 8000 l/h
Vană de pasteurizare Instalațiile folosite pentru pasteurizarea
joasă sînt constituite din vane cu capacitate cuprinsă între 200 și 1
200 1, înconjurate de o manta în care se introduce fluidul purtător de
căldură (abur sau apă caldă).
În scopul îmbunătățirii transferului de căldură, este necesară
agitarea permanentă a masei de lapte, iar fluidul purtător de .căl dură
este silit să circule printr-o serpentină sudată de peretele ex terior al
recipientului
Omagenizator tip Dispers -1 este alcătuit din următoarele componente: cap omogenizator ,
mecanism de antrenare , scheletul metalit , instalația electrică , aparatul de măsură și control.
Datorită trecerii lichidului cu presiune înaltă prin fanta creată între supapă și scaunul său ,
particulele de fluid vor fi dispersate și omogenizate. Gradul de omogenizare este în funcție de
presiunea creată în omogenizator.
Caracteristici tehnice:
• Capacitatea de prelucrare: 2200
– 91 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•Presiunea de lucru pentru înghețată: 15 MP
•Reglarea presiunii: manuală
•Putere instalată : 15 KW
•Numărul treptelor de omogenizare: 2
•Masa netă: 1300 kg
Întreținerea utilajului constă în spălarea exterioară cu peria de rădăcini și cârpă umedă , după care
urmează ștergerea cu cârpă uscată.Spălarea interioară se face ori de câte ori utilajul se oprește
pentru o periodă mai mare de 8h
Freezer tipOØI este destinat congelării amestecului de înghețată pe bază de lapte și produse lactate
și saturat cu aer.Acest tip de freezer este compus din următoarele subansambluri: batiu cu dispozitiv
de acționare , cilindru cu malaxor , 2 pompe cu roți dințate, rezervor pentru amestec, acumulator de
amoniac. Răcirea amestecului de înghețată se realizează ca urmare a evaporării directe a
amoniacului în cămașa din jurul cilindrului cu malaxor.
Caracteristici tehnice:
•Capacitatea de prelucrare: 2000kg
•Volumului rezervorului de amestec: 25l
•Volumul acumulatorului de amoniac:37l
•Putere motorului electric: 10KW
•Gradul de înglobare a aerului: 50-100%
•Masa netă: 1350 kg
Funcționare: amestecul este trimis prin cădere liberă în
rezervorul de recepție , de unde este aspirat de ponpa de treapta I , care îl refulează spre pompa de
treapta a II-a . Aceasta aspiră aerul și amestecul saturat cu aer pe care îl refulează în cilindru, unde
stratul subțire de amestec congelează la suprafața de contact cu peretele interior al cilindrului , răcit
cu amoniac, fiind raclat în permanență de cuțitele dispozitivului de malaxare. La început se lucrează
cu turatii mici ale pompelor , când amestecul începe a se răci și se cere presiune mare pentru
împingerea amestecului vâscos prin cilindru , se mărește turația pompelor.
Mașină ambalat În cadrul operației de ambalare se utilizează o mașina de ambalat, care constructiv
este alcătuita dîntr-un agregat de umplere-închidere,
– 92 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
dispozitiv de stocare a paharelor, banda transportoare cu ajutorul căreia se deplasează paharele cu
produs finit.
Caracteristici tehnice:
•Capacitate: 5400 pahare/ora
•Putere instalată: 1,1 kW
•Dimensiuni de gabarit, mm: 3000 x 1000 x 2000
•Masa neta: 945 kg
•Furnizor: SC Utalim SA Slatina
6.2.2.Lista utilajelor tehnologice fără montaj
Nr.
crt.Denumire utilaj Nr.
buc.L x 1 x h (mm)/ capacitate (1) sau
(l/h), debitFurnizor
1Autocisternă 17000 x 2450 x 2330/ 4500 Icarus
2Galactometrul 11500 l/h ICIPIAF Cluj
3Pompele centrifuge 110,5 – 35m'/h Tehnofrig Cluj
4Cărucioare 41400 x 750 x 1000 / 560 Tehnofrig Cluj
Autocisterna. Pentru transportul laptelui de la centrele de colectare la unitățile de prelucrare se
utilizează autovehicule echipate cu cisterne (autocisterne) construite din materiale cu care laptele nu
reacționează chimic (oțel inoxidabil, aluminiu, POLSTIF). Capacitatea totală a cisternelor diferă în
funcție de secțiune și de numărul compartimentelor.
Cisterna este fixata pe autoșasiu pe un cadru format din lenjeroane și traverse sudate;
fixarea se face prin intermediul unor bucșe elastice. Suportul de susținere a cisternei constituie și
cadrul de fixare a doua pasarele laterale pe care se pot transporta un număr de bidoane din aluminiu,
cu capacitate de 25 1. Compartimentele cisternei, cu un grad înalt de finisare interioară, sunt
prevăzute fiecare cu domuri de umplere și cu stuturi de golire. Intre compartimentele principale sunt
prevăzute compartimente separate, pentru răcire, în care se introduce apa și gheața.
– 93 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Fig.10- Autocisterna pentru transportul laptelui tipul CLA. 3
Galactometrul cu pistoane de rostogolire
Recepția cantitativă a laptelui se poate realiza gravimetric și volumetric. Industrial recepția
volumetrica se face cu galactometre (cele mai răspândite fiind galactometrele cu pistoane de
rostogolire).
Galactometrul cu pistoane de rostogolire realizează măsurarea volumului de lapte care ii
tranzitează prin măsurarea nemijlocita a volumelor parțiale dislocate de pistoane. Pistoanele au
forma elipsoidala și se rostogolesc suprapuse, angrenate între ele printr-o dantura în evolventa, în
interiorul camerei de măsurare.
Energia necesară acționării pistoanelor este furnizată de fluxul de lapte. Capacitatea
camerei de măsurare corespunde volumelor de lapte transportate prin aceasta la o rotație completa a
pistoanelor.
Caracteristici tehnice:
•Debitul instalației: 1500 l/h
•înălțimea de refulare a pompei: 22 mCA/h
•Putere instalației: 4kW
Pompele centrifuge . în pompele aspirația și refularea lichidului au loc uniform și continuu sub
acțiunea foitei centrifuge, care are loc la rotația rotorului cu palete, incluse în carcasa care are forma
de spirala.
în pompa centrifuga monoetajata, lichidul din conducta de aspirație, dealungul axei rotorului este
refulat în carcasa și ajungând pe palete capata o mișcare circulara. Foita centrifuga arunca lichidul
în canalul cu secțiune variabila dintre carcasa și rotor, unde viteza lichidului se micșorează până la
cea din conducta de evacuare.
Se alege pompa DL de producție Mecanex, cu următoarele caracteristici:
•Debit: 0,5 – 35m3/h
•înălțime de refulare: 4 – 160m CA
•Temperatura: <80°C
•Vascozitate : 2 – 20°E
•Putere : 0,75 – 18,5W
•Turație : 960; 1450
Pentru transportul laptelui se folosesc țevi din oțel inoxidabil confecționate
din8TiMoNiCrl70. Montajul țevilor se face la fata locului prin retezare la dimensiunea necesara și
– 94 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
mandrinare. Conductele de lapte sunt prevăzute cu canale cu doua cai cu reglare fina, necesare
varierii debitului pompelor.
Cărucioare Căruciorul manual este utilizat în industria laptelui pentru transportul diverselor cutii
pentru diferite produse .
Căruciorul manual este compus din: placa, roata spate, 2 roti fata, cadru metalic, mâner.
Caracteristici tehnice:
•Sarcina maxima de transport: 560 kg
•Dimensiuni de gabarit: L x 1 x h = 1400 x 750 x 1000
mm
•Masa neta: 104 kg
[8]
6.3.Descrierea elementelor de automatizare
Măsurarea reprezintă modalitatea prin care se determină valoarea unei mărimi fizice cu
ajutorul unor mijloace tehnice.
Temperatura este o mărime repetabilă sau intensivă în sensul că starea de încălzire se
detrmină prin compararea cu o stare de încălzire luată în mod convențional ca starea "0".
Termometrele manometrice sunt aparate de măsură a temperaturii compuse dîntr-un traductor
temperatură-presiune, o conductă de legătură pentru transmiterea presiunii și un instrument
indicator care este un manometru cu element elastic de unde și denumirea acestui tip. Traductorul
temperatură presiune este un rezervor umplut cu un lichid , cu un gaz sau parțial cu lichid și parțial
cu vapori saturați ai acestuia. Sub acțiunea căldurii primite din mediul în care se dorește măsurarea
temperaturii lichidului, gazul sau vaporii saturați ai acestuia produc o creștere a presiunii în spațiul
închis format din rezervor, conducta de legătură și elementul elastic al manometrului care este o
funcție de temperatura mediului în care se află rezervorul sub acțiunea acestei presiuni acul
manometrului se deplasează în fața unei scări gradate direct în grade Celsius.
Conducta de legătură este un tub capilar metalic a cărui lungime este cuprinsă în mod
curent între 0,5-15m.
6.4.Măsuri de protecția muncii, PSI și igiena muncii
– 95 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Respectarea normelor de protecție a muncii, P.S.I, pe parcursul procesului tehnologic de
fabricație a produsului, precum și pe toata durata exploatării mașinilor, instalațiilor și utilajelor de
către personalul calificat este o cerința și o datorie importanta pentru desfășurarea bună a activității
de producție.
Masurile de protecție a muncii se impart în doua categorii: masuri generale, care sunt
valabile în orice secție de prelucrare a laptelui, și masuri specifice fiecărui utilaj folosit.
Măsuri generale
Se interzice:
•folosirea de piese, scule, dispozitive, furtunuri, garnituri, AMC-uri deteriorate sau în
pericol iminent de deteriorare;
•folosirea de subansamble din dotarea mașinilor care nu sunt în stare perfecta de
funcționare;
•intervenția la piesele și subansamblurile mașinilor sau la gresarea acestora, în timpul
funcționarii;
•punerea în funcțiune a mașinilor și instalațiilor, fără verificare periodica a
funcționarii corespunzătoare a tuturor AMC-urilor din dotare conform cârtii tehnice;
•menținerea în dotarea mașinilor a oricăror piese, dispozitive, subansamble și AMC-
uri care nu sunt în perfecta stare de funcționare;
•deservirea instalațiilor și utilajelor, executarea de intervenții, analize de laborator de
către personal neinstruit care nu corespunde funcției prevăzute pentru meseria respectiva;
•executarea de improvizații la instalațiile electrice, mașini, dispozitive și aparatura de
măsura și control;
•folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate împotriva
atingerii directe;
•folosirea sculelor, dispozitivelor, mașinilor și instalațiilor în alte scopuri decât cele
pentru care au fost construite;
•folosirea sistemelor de reglare și comandă la mașini fără a avea inscripționate
semnele indicatoare;
•blocarea spațiului din jurul mașinilor și instalațiilor cu ambalaje, produse sau alte
obiecte;
•stropirea și spălarea pompelor, a tablourilor de comanda sau a conductorilor
electrici, cu apa, existând pericol de electrocutare;
– 96 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•folosirea de flanse de îmbinare a conductelor care transporta abur și apa fierbinte și
agenți frigorifici, fără ca acestea să fie prevăzute cu mansoane;
•folosirea conductelor de abur și de apa calda, neizolate termic pentru a preveni
pierderile de căldura și accidentele de natura tehnica;
•folosirea conductelor care transporta apa rece, calda, abur care nu sunt vopsite în
culori convenționale fundamentale (conform STAS 8589-1970);
•folosirea cuplajelor motoarelor electrice, a benzilor cu role sau a altor dispozitive ca
mijloace de urcare și susținere, pentru manevrarea canalelor la conductele de lapte, urcarea la
înălțime sau ridicarea de piese, ambalaje;
•folosirea de platforme și scări care nu sunt confecționate din tabla striata și
prevăzute cu rame de metal;
•amplasarea la distante mari a sistemelor de pornire și oprire a electromotoarelor, a
utilajelor și instalațiilor;
•nerespectarea prevederilor din decretul 400/1981 privind exploatarea și intreținerea
instalațiilor, utilajelor și mașinilor, intarirea ordinii și disciplinei în munca;
•păstrarea în secțiile de producție a obiectelor, ambalajelor, pieselor care sunt străine
de acestea;
•folosirea în activitatea de spălare și curățire interioară a tancurilor de depozitare,
vanelor și cazanelor, a echipamentului care se folosește și în alte sectoare de activitate;
•folosirea dezordonata a echipamentului de protecție, care prin prinderea de către
organele mașinilor poate duce la accidente de munca;
•prezentarea la locul de munca a personalului muncitor și tehnic care nu poarta
echipamentul sanitar și de protecție, conform normelor în vigoare;
•prezentarea la locul de munca a personalului muncitor și tehnic care nu poarta
echipamentul sanitar și de protecție, conform normelor în vigoare;
•părăsirea locului de munca sau incredintarea instalațiilor unor persoane neinstruite,
prezenta altor persoane străine în apropierea mașinilor în funcțiune;
•fumatul în secțiile de producție și laboratoare, folosindu-se în acest scop numai
spații special amenajate.
Măsuri specifice
în sectorul de recepție al materiei prime :
•pompele autoabsorbante se vor amplasa în funcție de specificul fluxului tehnologic în asa
fel încât să se obțină un circuit cât mai scurt; dispozitivul de comanda al acestora să fie amplasat
astfel încât să se evite deplasările inutile pentru pornirea și oprirea acestora;
– 97 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•la fiecare utilizare se va verifica modul de montare al furtunelor la pompe. Furtunele
sunt din cauciuc cu inserție metalica rezistente la presiune;
•la spălarea utilajelor se va evita stropirea sau spălarea pompei cu furtunul de
apa.Pericol de electrocutare;
•la utilizarea galactometrelor se vor respecta intocmai instrucțiunile de utilizare date
de firma constructoare. înainte de folosire se va verifica dacă vadul de egalizare lapte-aer este închis
etanș, dacă filtrele, rotorul și carcasa au fost montate corect și etanș;
•se interzice curățirea tancului izoterm fără deconectarea vizibila de la rețeaua
electrica a motorului electric al agitatorului și avertizarea cu plăcuta: "Nu porniți. Se lucrează în
interiorul tancului";
•se interzice folosirea de corpuri de iluminat conectate la o tensiune mai mare de 24
V;
•se interzice folosirea agitatoarelor defecte.
în sectorul de curățire se interzice :
•spălarea chimica cu menținerea în circuit a separatorului curațitorului centrifugal;
•punerea în funcțiune fără: rotirea manuala a tobei după asamblare, verificarea
șuruburilor de fixare a separatoului, a nivelului de ulei, a modului de fixare a pâlniei de alimentare,
de insurubare și fixare de suport a conductelor de smântână și lapte smântânit. Se verifica dacă
șuruburile de fixare a tobei au fost scoase și dacă țeava de scurgere din carcasa nu este înfundată;
•pornirea separatorului fără umplerea prealabila a tobei cu apa;
•spălarea separatorului cu furtunul de apa;
In sectorul de pasteurizare a laptelui (vana de pasteurizare):
•motorul electric, va fi legat obligatoriu la pamant;
•in timpul curățirii utilajului motorul electric va fi deconectat de la rețea;
•mantaua de cauciuc a cablurilor va fi fără fisuri sau rupturi;
•in timpul spălării se va evita stropirea motorului electric;
•motorul electric se va conecta cu capacul vanei în poziția închis.
Igienizarea vanei de pasteurizare consta în spălarea după fiecare schimb, urmând etapele:
•spălare cu apa rece în vederea indepartarii resturilor de produs;
•spălare cu apa fierbinte;
•spălare cu soluție alcalină încălzita la 70.. .80°C ; în timpul spălării se pot freca
pereții vanei cu perii nemetalice;
•clatire cu apa fierbinte;
•spălare cu soluție de acid azotic 0,5%, la temperatura de 45.. .55°C;
– 98 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
•clatire cu apa calda.
în sectorul de îmbuteliere se interzice:
•punerea în funcțiune a mașinii de dozat în pahare cu o pârghie de pornire-oprire
defecta;
•folosirea de personal care nu cunoaște modul de acționare a dispozitivului și
principiului de funcționare;
•depășirea regimului de lucru al mașinii stabilit de firma constructoare;
•manipularea foliei termocontractibile sau schimbarea rolei în timpul funcționarii
mașinii,[12]
Capitolul VII
Structura si dimensionarea principalelor spații de producție
Suprafața sălii de fabricație= (6*12)+(3*6)=90m2
Suprafața depozitului=6*6=36m2
Suprafața laboratoarelor și a biroului de recepție= 12*6=72m2
Suprafața birourilor centrale=6*6=36mm2
Suprafața biroului de contabilitate si a secretariatului=6*4=24m2
Suprafața vestiarelor si a grupurilor sanitare=12*24=288m2
– 99 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul VIII.
Calculul eficienței economice
1.Valoarea terenului și construcții
Nr.
CrtTeren necesar Preț cost (MIL) Durata
exploatării
[ani]Rata amortizării
[lei/an] TipSupraf. [m2]UnitarTotal
1Teren20000,122401002,4
2Constr. ind.21636777650155,52
3Alei acces800,756202,8
4Sp. verde18040,0236,08312,02
TOTAL 8108,08 172,747
2.Valoarea utilajelor care necesită montaj
Nr.Utilaj Preț cost [mil]
– 100 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
CrtNecesa
r [buc.]Durata
exploatării
[ani]Rata amortizării
(mii/an)Unita
rTota
l
1Rezervor mat. Primă 13535251,4
2Scimbător caldura 11717101,7
3 Curătitor 1202072,8
4Tanc normalizare 13535251,4
5Rezervor smantană 177200,35
6 Pasteurizator smantana 18080155,33
7Tanc depozitare smantana 13535251,4
8Pasteurizator lapte 1120120258
9Tanc depozitare lapte 13535150,48
10Vana pasteurizare 1135135251,4
11Omogenizator 11212256,75
12Freezer 11212202,4
13Mașina ambalat 1606056
14Tunel călire 14545104,5
11
5Instalație de climatizare 4301201012
TOTAL 768 55,91
3.Valoarea utilajelor care nu necesită montaj
Nr
.
Cr
tUtilajNecesar
[buc.]Preț cost [mil]
Durata
exploatării
[ani]Rata amortizării
(mil/an)Unita
rTota
l
1Autocisternă 10,90,9200,4
2Galactometru 1202051,33
3Pompă autoabsorbantă 17,57,554
4Pompă centrifugă 98,57351,5
5Stivuitor 13,53,5202
6Cărucior 41,56100,6
7Ladițe 2000,039850,8
TOTAL 124 8,7
4.Valoare obiecte inventar
Denumire Preț cost [mil]
– 101 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Nr
.
Cr
tNecesar
[buc.]Durata
exploatării [ani]Rata amortizării
[mil/an]Unita
rTota
l
1Mobilier birou 47,530106
2Mobilier laborator 13030153
3Mobilier vestiar 236200,2
4Birotică 11,21,250,3
5Dotare laborator 12020100,6
TOTAL 80,2
5.Valoare materii prime și auxiliare
Nr
.
Cr
tDenumireNecesar [l/an],
[buc/an],Preț achiziție [mil]
UnitarTotal
1Lapte materie primă 1612100,0071128
2Smântâna 107160 0,055358
3Lapte praf degresat 345450,072418
4Stabilizatori 16450,12197,4
5Emulgatori 16450,12197,4
6Zahăr 451200,02902,4
7Sare 2350,037,05
8Cacao70500,06423
9Pahare plastic 1410000 0,001141
10Etichete 14100000,0005705
TOTAL 10538,4
6.Valoare cheltuieli salariale
Nr.
crtPostNecesarSalarii (mil)
LunarAnual
1Manager11012
2Tehnolog1748
3Maistru1560
4Operator64240
5Laborant1448
6Portar2360
7Șofer1360
– 102 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
8Femeie servici 1348
9Secretară1448
10Contabil1896
Total 864
TAXE: Impozit + C.A.S. (46% ⋅ Total) 302,4
TOTAL CHELTUIELI SALARIALE 1166,4
7.Valoare cheltuieli utilități
Nr
crtElementUMNecesar Pre t
unitarPreț
total
1Energie electricăKW/h429110,00142,91
2Apă recem311750,0067,05
3Apă caldăm311750,05463,45
TOTAL 113,41
8.Costurile de aprovizionare cu alte materiale auxiliare
N
r
cr
tDenumire ElementNecesar [buc/an],[ kg/an],
[l/an]Preț de achiziție
[mil]
UnitarTotal
1Materiale pentru igienizare 3000 0,0351,05
2Reactivi pentru analize 350 1,242,25
3Formulare evidență 3000 0,00721,15
4Echipamente pt. protecția muncii 1200 0,0672,98
5Certificate de calitate 3200 0,003960
6Abonamente sector economico –
juridic250 0,02562,5
TOTAL 12066
9.Cheltuieli adiționale
N
r
cr
tTipul cheltuieliiValoare totală
[mil/an]
1Promovare, reclamă, publicitate 50
2Taxe, autorizări 120
3Licențe 25
4Materiale și piese de schimb 70
– 103 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
5Asigurare 12
TOTAL 277
10.Antecalculația prețului de cost
N
r
cr
tTipul cheltuieliiValoar
e
(mil)
1Amortizare teren și construcții 172,747
2Amortizare utilajelor care necesită montaj 55,91
3Amortizare utilajelor care nu necesită montaj 8,7
4Amortizare obiecte inventar 80,2
5Cheltuieli materii prime și auxiliare 10534,8
6 Cheltuieli salariale 1166,4
7 Cheltuieli utilități 113,41
8Cheltuieli aprovizionare cu alte materiale auxiliare 12066
9 Cheltuieli adiționale 277
Total cheltuieli – TC 14055
Beneficiu – B = 20%⋅ TC 2811
TVA – 19%⋅( TC + B) 2764
GRAND TOTAL – GT = TC + B + TVA 20070,5
Prețul de cost al unui produs – P p = GT / P = 0,0143 mil / 250g
=14300lei/pahar 250g
– 104 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
11.Calculul indicatorilor de eficiență economică
N
r
cr
tIndicatorul Valoare
1Cifra de afaceri – CA = GT20070,7mil
2Profitul anual – PA = B 2811mil
3Rata profitului – RP = B / CA 1,4 mil
4Durata de recuperare a investiției – D RI = I / B3,2ani
5Coeficientul de eficiență a investiției – E I = 1 / DRI1,38
6Productivitatea muncii – P M = CA / PDP 1543,92mil/om anual
7Investiția specifică – IS = I / P 65,24
unde: Producția – P = 141000bucăți produs finit / an
Investiția – I = 90790 mil
nr. Personal direct productiv – P DP = 13 muncitori
– 105 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Capitolul X.
Tema specială
IDENTIFICAREA ȘI DOZAREA COMPONENTELOR ULEIURILOR DE MENTĂ, VANILIE.
Coordonator: ș.l. Drd. Mihaela Ciurea
Universitatea “Aurel Vlaicu” Arad, Facultatea de Inginerie Alimentara, Turism si
Protectia Mediului
Rezumat: Prin această lucrare am dorit evidențierea unor compuși ai aromelor din uleiurile
analizate, care pot fi izolați, purificați și identificați în vederea utilizării acestora în diferite industrii.
Cuvinte cheie: gaz-cromatografie, uleiuri, mentă, vanilie, spectrometru de masă.
Introducere.
Se cunosc numeroase varietăți de mentă, vanilie. Uleiurile de mentă, vanilie, obținute prin
extracție din aceste numeroase varietăți au utilizări multiple în industria farmaceutică, cosmetică,
alimentară și chimică. Compoziția acestor uleiuri depinde de varietatea plantei și condițiile
climatice în care se face cultura acesteia. Astfel, componenții majoritari ai acestor uleiuri pot diferi
foarte mult cantitativ și calitativ.
Uleiurile sunt o vastă sursă de compuși naturali, de obicei izoprenoide. Acești compuși se
pot izola și purifica din uleiuri prin cristalizare, cristalizare fracționată, distilare la presiune redusă.
Cunoașterea compoziției este importantă atât în stadiul de control al uleiurilor materie primă, cât și
al monitorizării proceselor de separare, purificare sau al transformărilor chimice ale unor
componente. Nu este de neglijat nici utilitatea la efectuarea analizelor produselor cosmetice,
farmaceutice și aromelor alimentare. [17]
Acestea au fost motivele pentru care am verificat posibilitatea separării compușilor
majoritari ai uleiurilor prin cromatografie gazoasă și identificarea acestora prin spectrometrie de
masă.
Partea experimentală.
S-a utilizat un gaz cromatograf pentru coloane capilare HP 5890 seria II, echipat cu
detecție prin spectrometrie de masă HP 5972 MSD.
Cromatograf: HP 5890 seria II
– 106 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Injecție: split-splitless; Temperatura injectorului: 180°C;
Volum probă injectat: 1 µl; Timp de deschidere valvă: 0,75 min;
Coloana capilară HP-SM5, lungimea de 30 m, = 0,53 mm.
Gaz purtător: He, presiune 3,0 psi;
Programare temperatură: temp. inițială 50°C; eliminarea solventului 3 min; gradient temp. 5°C/min;
temp. finală 150°C;
Interfața: temperatura 280°C.
Spectrometrul de masă : HP 5972
– sursa de ionizare: EI
– mod de lucru: SCAN
– canale de masă: 20 – 350
– optimizarea parametrilor de funcționare: ATUNE
Sistem de calcul: HP 486s/20 Vectra
– HP 9133 Chemstation
– Wiley Mass Spectral Library
Rezultate și discuții.
Componente majoritare în uleiurile de mentă, vanilie, portocale și lămâi: carvonă, 1,8-
cineol, limonen, β-pinen, linalol; vanilie, 4-hidroxibenzaldehidă; mircen, α-pinen; χ-terpinen,
sabinen.
Uleiul de mentă provenit din varietatea Mentha longifolia (France) are următoarea
gazcromatogramă, prezentată în figura 1. [18 , 20]
Fig. 1 Gazcromatograma uleiului de mentă
– 107 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
Concentrația celor cinci componente prezente în uleiul de mentă este redată în tabelul 1.
Tabelul 1 Concentrația componentelor din uleiul de mentă analizat
Denumirea compusului Indice de retenție Concentrația compusului
Carvona 1252 57,00
1,8-cineol 1035,8 12,64
Limonen 1032,3 7,01
Beta-pinen 980,8 1,30
Linalol 1101,5 1,20
Uleiul de vanilie (Vanilla fragans Ames) are următoarea gazcromatogramă, prezentată în
figura 2. [19]
Fig. 2 Gazcromatograma uleiului de vanilie
Concentrația celor două componente prezente în uleiul de vanilie este redată în tabelul 2.
Tabelul 2 Concentrația componentelor din uleiul de vanilie analizat
Denumirea compusului Indice de retenție Concentrația compusului
Vanilie 1400,5 85,00
4-hidroxibenzaldehida 1421 8,50
Bibliografie:
– 108 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
1.Banu Ct.și colaboratorii (Butu N., Sahleanu V., Răsmeriță D., Stoicescu A, Hopulele T.), –
Biotehnologii în industria alimentară, Ed. Tehnică, București, 2000;
2.Banu Ct., Vizireanu C, – Procesarea industrială a laptelui, Ed. Tehnică, București, 1998;
3.Banu Ct., Banu C, Toader R., Toader, D., – Tehnologia laptelui și produselor lactate –
partea I, Ed. U.A.V. 1996;
4.Ciurea Mihaela, – Curs de lapte, note de curs, 2004;
5.Dincă Nicolae – Chimia alimentelor , curs pentru uz intern UAV–FI–TCCPA și TCAPT,
Ed. Universității Aurel Vlaicu, Arad, 2001;
6.Druga Mihai – Controlul calității laptelui și produselor lactate , Ed. Mirton, Timișoara,
1999;
7.Idițoiu Cornelia – Cataliză și biocataliză în industria alimentară , note de curs,
Universitatea “Aurel Vlaicu” Arad, Facultatea de Inginerie Alimentară, Turism și Protecția
Mediului, 2004;
8.Lungulescu Grigore – Utilaj special în industria laptelui , Universitatea “Dunărea de Jos”,
Galați, 1989
9.N. Onița, E. Ivan, – Memorator pentru calcule în industria alimentară , Ed. Mirton,
Timișoara, 2000;
10.Pancan Bujor – Climatizări în industria alimentară , note de curs, 2003;
11.Pavlov I. – Exerciții și probleme de operații în industria chimică , Ed.Tehnică, București,
1982;
12.G. Scorțescu, G. Chințescu, R. Bohățiel – Tehnologia laptelui și a produselor lactate , vol
I, Ed. Tehnică, București, 1967;
13.x.x.x. – Standarde de stat, norme tehnice de calitate și metode de analiză – Lapte și
produse lactate, COCPCIA, București, 1986;
14.http://www.înghețată.ro
15.http://www.foodsci.uoguelpf.ca/dairyedu/ichist.html
16.http://www.foodsci.uoguelph.ca/dairyedulicingr.html
17.Dincă, N., Popa, C. – Scien. And Techn. Bull. Of Univ. “A. Vlaicu” Arad, Vol. 5 (VI),
2000, 16 – 22.
– 109 –
PROIECT DE DIPLOMĂ 2005
18.Fraisse, D., Suon, K.N., Scharff, C., Vernin, G., Vernin, Mme. G., et al. – Huiles essentielles
de menthe crepue. Analyse GC-SM-Banque SPECMA, no. 65, Oct./Nov. 1985, 71-75.
19.Klimes, I., Lamparsky, D. – Vanilla Volatiles. A comprehensive analysis, Int. Flavour Food
Addit., vol. 7, 1976, 292-273.
Reverchon, E., Ambruosi, A., Senatore, F. – Isolation of peppermint oil using
supercritical carbon dioxide extraction, Flavour-Fragrance-J., Jan-Feb 1994, 9 (1), 19-23.
– 110 –
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Fabricare Inghetata Licenta Internet (1) [617659] (ID: 617659)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.