Licenta Alina Bucur (3) [616255]

1
MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA "OVIDIUS" DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
PROGRAMUL DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ
ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE

LUCRARE DE DIPLOM Ă

COORDONATOR I ȘTIINȚIFIC I:
Conf.univ.dr. Alina SOCEANU
S.L.dr.ing. Ani șoara NEAGU
ABSOLVENT: [anonimizat] – Georgiana BUCUR

CONSTANȚA
2017

2
MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA "OVIDIUS" DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
PROGRAMUL DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ
ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE

VALORIFICAREA PRODUSELOR ȘI
SUBPRODUSELOR DIN INDUSTRIA LAPTELUI

COORDONATORI ȘTIINȚIFICI:
Conf.univ.dr. Alina SOCEANU
S.L.dr.i ng. Ani șoara NEAGU
ABS OLVENT:
Alina – Georgiana BUCUR

CONSTANȚA
2017

3
DECLARAȚIE

Subsemnata Alina – Georgiana Bucur , absolvent ă a Facultății de Științe Aplicate și
Inginerie, Universitatea Ovidius din Constanța, promoția 2017, programul de studii Chimie
alimentară ș i tehnologii biochimice , declar pe proprie răspundere că lucrarea de licență am
redactat -o cu respectarea regulilor d reptului de autor, conform actelor normative în vigoare
(Legea 8/1996 modificată și completată prin Legea nr. 285/2004, Ordonanța de Urgență nr.
123/2005, modificată și Legea nr. 329/2006).
Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat:
– am executat lucrarea p ersonal, nu am copiat -o și nu am cumpărat -o, fie în întregime, fie
parțial;
– textele din surse românești, precum și cele traduse din alte limbi au fost prelucrate de mine
și sintetizate rezultând un text original;
– în cazul utilizării unor fraze citate e xact, au fost indicate sursele bibliografice
corespunzătoare, imediat după frazele respective.
Am luat la cunoștintă că existența unor părți nereferențiale sau întocmite de alte
persoane poate conduce la anularea diplomei de licență.

Data: Semnătura:

4
REZUMAT
Lucrarea intitulată „ Valorificarea subproduselor din industria laptelui ” este structurată
în patru capitole.
Primul capitol prezintă noțiuni generale despre lapte , dar și despre produsele lactate și
procesele de obținere a le acestora .
Cel de -al do ilea capitol prezint ă valorificarea produselor și subproduselor din industria
laptelui iar în al treilea capitol este prezentat calculul tehnologic al pasteurizato rului.
În ultimul capitol sunt prezentate normele de protecți e a muncii și PSI.

5
CUPRINS
INTRODUCERE 7
CAPITOLUL 1. LAPTELE 8
1.1.Generalități 8
1.2. Însușirile organoleptice ale laptelui 9
1.3. Proprietățile fizice ale laptelui 10
1.4. Compoziția chimică a laptelui 11
1.5. Tehnologia laptelui de consum 14
1.6. Tehnologia de fabricare a produselor lactate acide 23
1.7. Tehnologia de fabricare a smântânii 25
1.8. Tehnologia de fabricare a untului 26
1.9. Tehnologia de fabricare a brânzeturilor 27
CAPITOLUL 2. VALORIFICAREA PRODUSELOR ȘI SUBPRODUSELOR DIN
LAPTE 31
2.1. Valorificarea laptelui degresat (smântânit) 31
2.1.1. Lapte de consum 32
2.1.2. Produse lactate dietetice acide 36
2.1.3. Brânzeturi obținute din lapte degresat 37
2.1.4. Cazeina 38
2.1.4.1. Metoda obișnuită folosită la fabricarea cazeinei 39
2.1.4.2. Metoda granulară folosită la fabricarea cazeinei 39
2.1.4.3. Metoda cu ejector folosită la fabricarea cazeinei 39
2.1.4.4. Spălarea cazeinei 39
2.1.4.5. Presarea, centrifugarea și mărunțirea cazeinei 40
2.1.4.6. Uscarea cazeinei 40
2.1.4.7. Ambalarea și păstrarea cazeinei uscate 40
2.1.4.8. Compoziția, proprietățile și utilizările cazeinei 40
2.1.5. Cazeinații 41
2.1.6. Laptele degresat destinat furajării animalelor 41
2.2. Valorificarea zerului 42
2.2.1. Valorificarea zerului sub formă de brânzeturi 42
2.2.2. Obținerea lactozei din zer 46
2.2.3. Băuturi obținute din zer 48

6
2.2.4. Utilizarea zerului pentru furajarea animalelor 49
2.3. Valorificarea zarei 52
2.3.1. Zara praf 52
2.3.2. Recuperarea grăsimii din zară 53
2.3.3. Zara destinată consumului direct 53
2.3.4. Prod use fermentate obținute din zară 53
2.3.5. Brânzeturi obținute din zară 54
2.4. Valorificarea ambalajelor din industria laptelui 54
CAPITOLUL 3. CALCULUL TEHNOLOGIC AL PASTEURIZATORULUI 59
3.1. Tema de proiectare 59
3.2. Datele de proiectare și caracteristicile geometrice ale schimbătorului de 59
căldură
3.3. Dimensionare încălzitor 64
3.4. Concluzii parțiale 67
CAPITOLUL 4. NORME DE PROTECȚ IE A MUNCII 69
CONCLUZII 71
BIBLIOGRAFIE

7
Introducere
Laptele este considerat un aliment complex, cu multiple efecte benefice asupra
organismului. Consumul echilibrat de lapte previne apariția bolilor și garantează o stare bună
de sănătate.
Laptele cuprinde peste 100 de substanțe nutritive benefice organismului uman (20
aminoacizi, 5 feluri de proteine, 10 acizi grași, 45 elemente minerale, 4 tipuri de lactoză, 25
vitamine, hormoni, enzime etc), dar este de remarcat faptul că ace st aliment prezintă o
digestibilitate a componentelor de 100%.
Necesitatea valorifică rii substanțelor utile rezultate în industria alimentară este impusă
în urma crizei resurselor materiale ș i energetice cu care se confr untă omenirea. Laptele
degresat, zar a și zerul rezultate î n urma proceselor tehnice sunt principalele produse secundare
din industr ia laptelui.
Produs ele secundare pot fi utilizate în alimentația umană, î n dif erite scopuri (industria
chimică , farmaceutică ș i textilă etc), dar și în furajarea animalelor.
La nivel mondial, există o preocupare pentru o utilizare cât mai eficientă a substanțelor
folositoare din produsele secundare formate în industria laptelui, punându -se accent pe
valorificarea acestora în alimentația umană.

8
CAPITOLUL 1.
LAPTELE

1.1.Generalități
Laptele este un aliment integral, care nu poate fi înlocuit datorită efectelor sale
benefice, printre care se numără: protecția antitoxică, acțiunea mineralizantă întâlnită în cazul
tinerilor și acțiunea antidecalcifiantă întâlnită în cazul persoanelor adulte.
Consumul echilibrat de lapte previne apariția bolilor și garantează o stare bună de
sănătate. De asemenea, în cazul femeilor cu vârsta peste 40 ani, consumul regulat de lapte
previne instalarea osteoporozei. Persoanele în vâ rstă, femeile gravide sau cele care alăptează
sunt sfătuite să consume lapte deoarece acesta conține o cantitate mare de calciu, fosfor și
proteine cu o valoare biologică importantă, dar și numeroase substanțe minerale.
Laptele cuprinde peste 100 de subst anțe nutritive benefice organismului uman (20
aminoacizi, 5 feluri de proteine, 10 acizi grași, 45 elemente minerale, 4 tipuri de lactoză, 25
vitamine, hormoni, enzime etc), dar este de remarcat faptul că acest aliment prezintă o
digestibilitate a componen telor de 100%.
S-a constatat că un litru de lapte asigură necesarul organismului uman în aceeași
măsură ca și: 600g carne de vită, 750g carne de vițel, 500g pește, 400g carne de porc, 8 -9 ouă,
125g pâine.
Laptele este alcătuit din mai multe categorii de co mponente, fiecare jucând diferite
roluri pentru organismul uman:
componente cu rol plastic și constitutiv – calciul, fosforul și proteinele;
componente cu rol energetic – grăsimea și lactoza;
componente organice – au rol în stimularea și reglarea acțiunilor biochimice;
componente ce previn deshidratarea – apa (peste 80% din cantitatea laptelui).
Fiecare element al laptelui are rolul său bine stabilit din punct de vedere biologic și
nutritiv, astfel:
fracțiunile proteice sunt simbolizate de cele alb uminice și globulinice – reprezintă
18% și de cazeină – reprezintă 82%. De asemenea, sunt prezenți 20 aminoacizi,
majoritatea dintre ei fiind esentiali, astfel că la un consum zilnic de 250ml lapte, se
asigură în totalitate necesarul de leucină, izoleucină , treonină, lizină și valină și
aproximativ 50% din necesarul de fenil -alanină, metionină și triptofan;

9

lipidele laptelui, prezintă un nivel ridicat de digestibilitate, grație punctului scăzut de
topire, dar și a numărului mic de atomi de carbon prezenți î n acizii grași;
lactoza, reprezintă baza formării acidului lactic;
laptele este bogat în fosfor și calciu;
în lapte sunt prezente cantități mari de vitamine A și B;
laptele include și hormoni naturali (progesteron și estrogeni), dar lipsiți de activitate
biologică.
Valoarea energetică și cea biologică a laptelui variază de la o specie la alta și depind
de compoziția chimică a laptelui.
Laptele are un conținut scăzut în cobalt, fier, mangan, cupru și în vitaminele C și D, iar
în cazul unei alimentații prelun gite și exclusive cu lapte, se poate instala anemia, mai ales în
cazul nou născuților. De asemenea, în lapte și produsele lactate pot fi prezente și substanțe
nedorite (antibiotice, pesticide, elemente radioactive, nitrați și nitriți etc), uneori în
concen trații mari pentru consumatori.
Toate aceste aspecte negative nu diminuează cu nimic importanța laptelui și a
produselor lactate pentru consumul uman, ci doar atrage atenția asupra adoptării unei metode
de inte grare în alimentație a acestora [1].

1.2.Însușirile organoleptice ale laptelui

Însușirile organoleptice ale laptelui permit aprecierea calității acestuia, dar și a
evetualelor defecte sau falsificări.
1. Aspectul. Laptele crud, integral, trebuie să fie omogen, opalescent, de culoare albă,
fără corpuri străine în suspensie și lipsit de sedimente.
Opacitatea și opalescența peliculei formate pe pereții unui vas de sticlă oferă indicii
asupra conținutului în grăsime ș i a stării coloidale a cazeinei. Aspectul laptelui permite
aprecierea prospețimii și stării sale de igienă.
2. Consistența. Laptele crud, integral, trebuie să aibă o consistență fluidă, fără a fi vâscos
sau mucilaginos.
Laptele cu consistența anormală indică fie îmbolnăviri ale ugerului, fie o contaminare
masivă cu microorganisme saprofite, în urma nerespectării condițiilor de igienă.
3. Culoarea. Culoarea laptelui este albă, dar cu diferite nuanțe, în funcție de anumiți
factori:

10

specia animalului – laptele de v acă are culoarea albă, ușor gălbuie, cel de capră
este alb și prezintă o nuanță gălbuie mai slabă, iar cel de oaie și bivoliță este alb –
mat, grație conținutului ridicat în proteine și grăsimi;
sezonul – pe perioada pășunatului, laptele prezintă o culoare g ălbuie sau crem
deschis, datorată carotenului din furajele verzi consumate (șofran, morcovi,
dovleac furajer etc).
Culoarea albă se datorează cazeinei și albuminei, dar și globulelor de grăsime.
Diversele abateri de la nuanța specifică denota anomalii, fie în condițiile de igienă și păstrare
a laptelui, fie în furajarea animalelor.
4. Mirosul . Laptele crud, integral, prezintă un miros plăcut, specific și caracteristic
speciei de la care provine.
5. Gustul. În funcție de prospețimea laptelui și de natura sa, se disting 4 gusturi
fundamentale: acidulat, dulceag, sărat și amărui.
Laptele proaspat, integ ral, are un gust placut, ușor dulceag și o aromă caracteristică
speciei de la care provine.
Gustul laptelui este influențat de 3 factori:
specia – laptele de vacă este dulceag, iar cel de oaie, bivoliță și capră prezintă
un gust mai pronunțat, datorită concentrației mari a unor acizi grași volatili;
natura furajului – pășunea și fânul conferă laptelui gust și arome plăcute,
pelinul dă un gust amar, iar furajele alte rate imprimă un gust neplăcut;
starea fiziologică – laptele muls înainte de înțărcare prezintă un gust amărui.
6. Gradul de impurificare. Se apreciază cu ajutorul lactofiltrului și prezintă informații
asupra condițiilor de igienă în care a fost muls laptele, dar și asupra prezenței
microorganismelor. Laptele trebuie să fie curat și lipsit de impurități.

1.3. Proprietățile fizice ale laptelui
Densitatea reprezintă greutatea unității de volum a laptelui, valorile normale fiind
cuprinse între 1,028 – 1,033 pentru laptele de vacă și capră și între 1,030 – 1,035 pentru
laptele de oaie și bivoliță. Prin cunoașterea acestei proprietăți se pot identifica eventua lele
falsificări. Adaosul de apă în lapte duce la scăderea densității, în timp ce creșterea densității se
poate realiza prin amestecarea laptelui integral cu lapte smântânit.
Vâscozitatea reprezintă fenomenul de frecare a moleculelor unui lapte care curge și
depinde de starea grăsimii și a cazeinei. Vâscozitatea absolută a laptelui integral, la
temperatura de 20°C, este de 2 Centipoise, în timp ce apa are doar 1Cp.

11
Opacitatea înfățișează netransparența laptelui și depinde de conținutul în grăsimi,
proteine și unele minerale ale laptelui. Laptele cu un conținut ridicat în grăsimi prezintă o
culoare alb -gălbuie și este mai opac, iar cel smântânit are o nuanță albăstruie și este mai
translucid.
Aciditatea reflectă gradul de concentrare a soluției acide din la pte și se formulează
prin valoarea pH și prin aciditatea titrabilă:
 valoarea pH reprezintă concentrația de ioni de hidrogen din lapte și are valori
diferite în funcție de tipul laptelui (6,4 – 6,6 pentru laptele de vacă; 6,3 – 6,5
pentru laptele de capră și 6,2 – 6,5 pentru cel de oaie și bivoliță);
 aciditatea titrabilă reprezintă totalitatea ionilor de hidroxil din soluție.
Presiunea osmotică este dată de numărul de molecule sau particule prezente în lapte.
Presiunea osmotică totală este de 6,78 atm.
Căldura specifică reprezintă numărul caloriilor necesare pentru a urca cu 1°C
temperatura unui gram de lapte. Caldura specifică a laptelui este de 0,94 calorii/g/grad.
Punctul de congelare (crioscopic) este temperatura la care î ngheață laptele, respectiv
-0,52 ÷ -0,59°C. Această valoare depinde doar de concentrația în substanțe dizolvate
(substanțe minerale, lactoză, azot neproteic).
Punctul de fierbere. Prin acțiunea căldurii, laptele fierbe la temperatura de +100,55°C
în condițiile unei presiuni normale de 750 mmHg.
Conductibilitatea termică reprezintă proprietatea laptelui de a transmite caldura.
Laptele normal are o conductibilitate de 175 -200 Ohmi la o temperatură de 25°C.
Tensiunea superficială este reprezentată de forța exercitată la suprafața de conta ct a
laptelui cu aerul și are valoarea cuprinsă în intervalul 45 -53 Dyne/cm2 pentru laptele integral.
Dacă valoarea depașește limita maximă, laptele este suspectat de falsificare prin adaos de apă.
Indicele de refracț ie reprezintă raportul dintre viteza de propagare a radiațiilor
luminoase în mediul de proveniență și viteza de propagare în mediul în care pătrund. Valoarea
normală este de 38 – 40° Zeiss, dar poate să scadă în cazul în care lap tele este supus
falsificărilor.

1.4.Compoziția chimică a laptelui
Laptele reprezintă un sistem complex, putând fi definit ca o emulsie de grăsimi într -o
soluție apoasă, dar care este alcătuit și din alte substanțe (proteine, lactoză, substanțe minerale
și vitamine).

12
a) Apa reprezintă 87,5% din greutatea totală a laptelui, iar diferența de 12,5% este
simbolizată de substanța uscată a laptelui.
b) Componentele azotate se află în proporție de 2,9 – 5,0% și se clasifică î n:
 protide – sunt reprezentate de cazeine și de proteinele serice prezente în zer.
Cazeinele sunt bogate în acid glutamic, serină, leucină și prolină, dar sărace în
cisteină. De -a lungul timpului au fost descoperite și alte fracțiuni, printre care se
numără alfa s -cazeina (variantele A, B, C și D), beta -cazeina (variantele A, B și C),
kapa -cazeina(variantele A și B) și gama -cazeina (variantele A și B);
 proteinele serice, reprezentate de beta -lactoglobuline, alfa -lactoglobuline,
serumalbumine, imunoglobuline și fracțiunea proteozo -peptone. Acestea trec în zer și
au un conținut bogat în aminoacizi, în special în l eucină, acid aspartic și acid glutamic.
Substanțele azotate neproteice – din această categorie fac parte ureea, creatinina,
nucleotidele, bazele azotate, hipoxantina, aminoacizii liberi, aminoacul, vitaminele din
complexul B și derivați ai glucidelor și f osfolipidelor.
c) Lipidele prezente în lapte sunt sub formă de emulsie globulară, globulele de grăsime
prezentându -se sub formă sferică. Aceste globule sunt formate din trei straturi, după
cum urmează:
 zona centrală – alcatuită din gliceride cu un punct de t opire scăzut;
 zona intermediară – formată din trigliceride cu un punct de topire ridicat;
 zona periferică – formată din fosfolipide, vitamina A și colesterol la interior, iar la
exterior din proteine.
Lipidele principale sunt reprezentate de trigliceride. Numărul acizilor grați este foarte
mare, reuțindu -se descoperirea până în prezent a unui număr de 142. Acizii reprezentativi din
laptele de vacă sunt: acidul palmitic, acidul oleic, acidul stearic și acidul miristic.
Se întâ lnesc în lapte și unii compuși liposolubili în concentrații mai reduse, printre
care se numără fosfolipidele (lectina, cefalina și sfingomielina), sterinele (colesterina și
lanosterina), pigmenții (carotenoidele), acizii grași liberi și vitaminele liposolubile (A, E, K).
d) Glucidele – principala glucidă este lactoza, care se află sub doua forme: alfa și beta.
Între cele două forme nu există diferențe majore în ceea ce privește valoarea nutritivă
și efectul fiziologic asupra organismului. În lapte se mai găsesc și cantități mai mici de
glucoză și galactoză.
e) Vitaminele conținute în lapte sunt liposolubile, întâlnite mai ales în smântână, unt și
brânzeturi grase și vitamine hidrosolubile întâlnite în laptele smântânit, zer și zară. [1]
Conținutul în vitamine în 1 00 ml lapte este prezentat în tabel ul 1.1. [2]

13

Tabel ul 1.1. Conținutul în vitamine în 100 ml lapte
Indicatorul Lapte de:
Vacă Bivoliță Capră Oaie
Vitamina A, mg 0,025 0,06 0,06 0,05
P-Caroten 0,015 – 0,04 0,01
Vitamina D, µg 0,05 – 0,06 –
Vitamina E, mg 0,09 0,20 0,09 0,18
Vitamina C,mg 1,50 2,50 2,00 5,00
Vitamina B6, mg 0,05 0,02 0,05 –
Vitamina B12 0,40 0,32 0,10 0,50
Biotină, µg 3,20 – 3,10 8,10
Niacina, mg 0,10 0,12 0,30 0,35
Acid pantotenic, mg 0,38 0,34 0,30 0,41
Riboflavina, mg 0,15 0,13 0,14 0,35
Tiamină, mg 0,04 0,06 0,04 0,06
Folacină, µg 5,00 – 1,00 –
Colină, mg 23,60 – 14,20 30,0

f) Substanț ele minerale – o pondere ridicată o au calciul, fosforul, cl orul, potasiul, sodiul,
sulful ș i magneziul (macroeleme nte). Microelementele prezente î n lapte sunt fierul,
cuprul, litiul, vanadiul, cromul, cobaltul etc, ce au un rol extrem de important în
asigurarea fenomenelor vitale ale organismului.
g) Enzimele se pot clasifica dupa cum urmează:
 enzime de origine mamară;
 enzime de origine sang uină;
 enzime de origine microbiană;
 enzime cu dublă origine (mamară și microbiană).
Acestea se pot clasifica și după tipul de reacție în oxidaze și reductaze sau după
substratul asupra căruia acționează, ele fiind clasificate în hidrolaze și fosforilaze. P rintre
enzimele conținute în lapte se numără: peroxidaza (de origine mamară, prezentă în laptele
crud, nefiert), reductaza (de origine microbiană), catalaza (fiind secretată de glanda mamară,

14
dar și de microorganisme), fosfataza alcalină, fosfataza acidă ( ambele de origine mamară),
proteaza (prezintă o dubla origine) și lactaza (de origine mamară).
h) Hormonii conținuti în lapte sunt hormoni estrogeni și prolactine, concentrația acestora
scăzând pe măsura ce lactația progresează. Se mai poate întalni și progesteron, dar în
cantități mai reduse.
i) Pigmenții găsiți în lapte sunt de două tipuri: endogeni și exogeni. Pigmenții endogeni
sunt produși de organismul animal, cei mai importanți fiind lactocromul și riboflavina.
Pigmenții exogeni provin din furaje sau în urma contaminării cu microorganisme
producătoare de pigmenți. Carotenul este cel mai important pigment exogen, dar se
mai pot întalni și xantofila sau clorofila.
j) Gazele reprezentative sunt bioxidul de carbon, azotul, oxigenul, întalnindu -se și
amoniac sau hidrogen în cantități reduse.[1]

1.5. Tehnologia laptelui de consum
Procesul tehnologic al laptelui de consum începe imediat după muls. Laptele se
supune anumitor operații de condiționare, urmate de etapele de prelucrare. Acesta trebuie
păstrat la calitatea inițială deoarece bacteriile prezente în compoziția acestuia nu po t avea
efecte decât pe parcursul primelor două ore după mulgere. Temperatura este factorul principal
ce determină creșterea microorganismelor prezente în lapte.
Condiționarea laptelui cuprinde acțiunile necesare ce sunt aplicate din momentul
mulsului pân ă la etapa de prelucrare. În această categorie intră filtrarea, răcirea, păstrarea la
rece și transportul laptelui.
Filtratea este necesară deoarece pot pătrunde în lapte diferite impurități (praf, păr,
resturi de furaje), care pot conduce la infectarea și alterarea laptelui. Această etapă se
realizează cu ajutorul sitelor metalice cu 3 -4 straturi de tifon, rondele de vată sau materiale
filtrante.
Răcirea laptelui se realizează deoarece, după mulgere, acesta are temperatura cuprinsă
intre 32 -35°C, const ituind un mediu propice dezvoltării microorganismelor. Sistemele de
răcire utilizează apa rece, apa cu gheață sau agenți frigorifici drept agent termic. Aceste
sisteme pot fi reprezentate de :
 bazine pentru răcirea bidoanelor : se utilizează la răcirea lap telui adunat în bidoane cu
apă rece sau cu gheață. Aceată metodă este totuși una destul de greoaie;
 vane de răcire – vase prevăzute cu serpentine de răcire prin care curge agentul
frigorific. Au prevăzute sisteme de agitare pentru micșorarea timpului de ră cire;

15
 schimbătoare de căldură – sunt utilizate pentru o răcire rapidă, schimbul de cîldură
realizându -se cu ajutorul unor agenți de răcire ce circulă în contracurent cu laptele.
Schimbătoarele utilizate sunt de tipul răcitoarelor plane tubulare sau de tipu l
răcitoarelor cu plăci.
Păstrarea laptelui se realizează în bidoane sau în tancuri izoterme la temperaturi
scăzute, cuprinse între 4 -6°C, transportul realizându -se prin intermediul pompelor.
Transportul laptelui se efectuează cu ajutorul bidoanelor (folo site tot mai rar) sau al
cisternelor de diferite capacități. Cel mai utilizat sistem de transport îl reprezintă
autocisternele.
Etapa de prelucrare se realizează în instalații specializate și are rolul de a limita sau
chiar de a distruge germenii care pun în pericol calitatea laptelui, dar și sănătatea
consumatorului. Căldura este cea care realizează cea mau bună acțiune bactericidă asupra
laptelui, pasteurizarea fiind cea mai utilizată metodă.
Schema unei linii tehnologice de obținere a laptelui de consu m este prezentată în
figura 1.1.

Figura 1.1. Schema generală a unei linii tehnologice de prelucrare a laptelui de consum: 1
– rezervor de lapte; 2 – pompă; 3 – pasteurizator; 4 – curățitor centrifugal; 5 – omogenizator;
6 – robinet cu trei căi; 7 – termoregulator; 8 – supapă de întoarcere; 9 – tanc izoterm; 10 –
mașină de dozat și ambalat.
Recepția laptelui este necesară atât din punct de vedere calitativ, cât și din punct de
vedere cantitativ. Recepția cantitativă se realizează prin măsurători volumetrice, metodă ce
poate da naștere anumitor eror i, sau prin intermediul măsurătorilor gravimetrice (utilizându -se
cântarul cu lapte). Recepția calitativă cuprinde examenul organoleptic, observându -se
culoarea, vâscozitatea, mirosul, gustul, dar și prezența eventualelor impurități. Tot în această

16
etapă s e realizează și anumite analize de laborator, determinându -se densitatea, aciditatea,
gradul de contaminare, conținutul în proteine și grăsimi.
Curățirea laptelui are drept obiectiv eliminarea impurităților. Operația este realizată
prin intermediul filtrel or speciale ce utilizeaza drept material filtrant vata, țesătura de nailon
sau plasa metalică fină. Când se supun curățirii cantități mari de lapte, curățirea se realizează
cu filtre sub presiune, filtre coloidale sau curățitoare centrifugale. Tobele curăț itoare
centrifugale sunt cele mai eficiente, fiind cel mai des utilizate.
Impuritățile sunt aruncate și strânse la periferia tobei sub formă de nămol, datorită
greutății lor mai mari decât greutatea laptelui. Nămolul prezintă următoarea compoziție: 73%
apă, 3% grăsimi, 18% proteine, 3% cenușă, restul reprezentând alte substanțe. [3]
Normalizarea laptelui este necesară deoarece laptele de consum trebuie să conțină un
anumit procent în grăsime. Operația de normalizare, numită și standardizare se realizează
astfel:
 dacă laptele muls prezintă un conținut în grăsimi peste limita admisă, este
amestecat cu lapte smântânit în diferite proporții;
 dacă laptele muls prezintă un conținut în grăsimi sub limita admisă, este amestecat
cu lapte gras sau foarte gras (uneo ri chiar cu smântână).
Este nece sar ca normalizarea să se realizeze înaintea începerii eventualelor tratamente
termice asupra laptelui.
Grăsimea este separată prin intermediul separatoarelor centrifugale cu talere, laptele
fiind introdus prin axul tubular central, fiind apoi direcționat spre talerele conice ale
separatorului. Grăsimile ajung în mijlocul tobei, laptele urmând același drum, dar pe la
periferia tobei. Smântâna și laptele smântânit se evacuează prin amplasarea camerelor
colectoare. În figura 1. 2. este prezentată o secțiune di ntr-un separator centrifugal.

17

Figura 1.2. Separator centrifugal, secțiune: 1 – alimentare lapte integral, 2 – evacuare
lapte smântânit, 3 – colector lapte smântânit, 4 – colector smântână, 5 – evacuare
smântână, 6 – ax antrenare tobă.
Omogenizarea are rolul de a stabiliza emulsia de grăsimi, evitându -se separarea
acesteia la suprafața laptelui pe timpul depozitării. Procesul are loc în trei etape, pe o perioadă
scurtă de timp:
 alungirea globulelor de grăsime;
 scindarea globulelor de grăsime și legarea sub forma uno lanțuri sau chiorchini;
 dispersia globulelor în lapte.
Aparatele utilizate în această etapă sunt omogenizatoare alcătuite dintr -o pompă ce
refulează laptele printr -un cap de omogenizare ( prezentat în figura 1.3.-a), scindarea
globulelor de grăsime având loc prin șoc mecanic. Temperatura optimă la care se realizează
procesul este de aproximativ 60°C, iar presiunea este de 120 – 180 N/cm2. Pentru mărirea
eficienței se aplică omogenizarea în două trepte (figura 1.3. – b) : în prima treaptă presiunea
este de 180 -200 N/cm2, iar în cea de -a doua treaptă la 30 – 50 N/cm2.

18

Figura 1.3. Omogenizator mecanic sub presiune: a – cap de omogenizare: 1 – supapă; 2 –
scaun; 3 – inel deflector; b – omogenizator în două trept e: 1 – omogenizare treapta I; 2 –
omogenizare treapta a II – a.
Clarifixatoarele se pot utiliza pentru o stabilizare mai eficientă a emulsiei, acestea
asemănându -se din punct de vedere tehnic cu separatoarele centrifugale. Laptele cald este
introdus prin c onducta de alimentare 1 și transportat pe pachetul de talere 3 cu ajutorul forței
centrifuge. Globulele de grăsime se colectează în colectorul de smântână 6, laptele smântânit
fiind evacuat prin conducta 2. Scindarea globulelor de grăsime are loc datorită presiunii create
în colectorul de smântână, precum și datorită construcției speciale a discurilor 7 și 8.
Impuritățile conținute în lapte sunt proiectate datorită forței centrifuge și sunt acumulate la
periferia tobei 4, unde se depun sub formă de sediment .

Figura 1.4. Schema constructivă a clarifixatorului 1 – conductă de alimentare, 2 –
conductă de evacuare, 3 – pachet de talere, 4 – periferia tobei, 5 – conductă de evacuare, 6 –
colector de smântână, 7, 8 – discuri.

19
Pasteurizarea laptelui. Pasteurizar ea este necesară deoarece în laptele crud se găsesc
numeroase microorganisme, care se înmulțesc rapid și care duc la scăderea proprietăților
fizico -chimice, dar și la scăderea valorii nutritive a laptelui. Astfel, prin pasteurizare, laptelui i
se aplică un tratament termic, prin intermediul căruia se distrug flora banală și flora patogenă,
dar fără afectarea structurilor fizice, chimice și biologice.
Este necesar ca pasteurizarea să distrugă bacilul tuberculozei și întreaga floră într -o
proporție de 99,9%, astfel încât laptele să se încadreze în normele igienico -sanitare.
Prin pasteurizare structura componentelor chimice ale laptelui suferă mici
transformări, astfel:
 datorită acțiunii căldurii, partea proteică din globulele de grăsime este distrusă, iar
substanța grasă este topită și duce la îngreunarea separării stratului de grăsime de la
suprafață;
 prin încălzirea la peste 60°C proteinele solubile sunt denaturate ireversibil;
 se produce denaturarea aminoacizilor cu sulf și astfel se formează substanțe ce
modifică potențialul oxido -reducător al laptelui;
 are loc modificarea echilibrului cazeinei, în urma căruia apar dificultăți în procesul de
coagulare;
 se produce descompunerea lactozei la temperaturi de peste 100°C, formîndu -se
alcooli, acizi organici si al dehide;
 se distrug parțial vitaminele în prezența oxigenului la temperatura de 80°C, în lipsa
aerului temperatura putând urca la 100 – 110°C.
În realitate se utilizează mai multe metode de pasteurizare, fiecare metodă având
avantaje și dezavantaje :
 pasteurizarea joasă (de durată) : laptele este încălzit la 63 – 65°C și este menținut timp
de 30 minute la această temperatură; această metodă se practică în special în cazul
laptelui folosit la fabricarea brânzeturilor;
 pasteurizarea înaltă – laptele este încălzit la 72 – 75°C și menținut 15 secunde la
această temperatură, astfel producându -se descompunerea sărurilor de calciu si fosfor
și reducerea capacității laptelui de a coagula. Această metodă se recomandă în special
pentru laptele de consum;
 pasteuri zarea instantanee – laptele se încălzește rapid la temperaturi de peste 75 –
80°C, iar apoi se răcește brusc, metoda utilizându -se la tratarea laptelui de o calitate
scăzută.

20
Cel mai des utilizate sunt pasteurizatoarele cu plăci datorită construcției simpl e.
Acestea lucrează cu debite mari, în flux continuu, iar consumul energetic este redus. În figura
1.5. este descris modul de funcționare al unui pasteurizator de lapte.

Figura 1.5. Modul de funcționare a l pasteurizatorului cu plăci
Sterilizarea laptel ui. Prin sterilizare nu se pot distruge microorganismele
termorezistente și nici formele sporulate, astfel încât păstrarea laptelui este redusa, microflora
existentă ducând la modificări ale compoziției laptelui. Pentru stabilirea regimului optim de
steril izare, este nevoie să se cunoască efectele temperaturilor ridicate asupra proprietăților
fizico -chimice, dar și modificările de structură și compoziție ale laptelui. Dacă regimul termic
ales este mai ridicat, crește viteza de distrugere a sporilor, iar mod ificările compoziției laptelui
sunt minime. Acesta este criteriul pe care se bazează procedeul de sterilizare a laptelui la
temperaturi ridicate (Ultra High Temperature).
Procedeul UHT se descrie prin încălzirea rapidă a laptelui la temperaturi de
aproxim ativ 140 -150°C timp de câteva secunde , urmată de răcirea rapidă la 2 -4°C.
Regimurile de sterilizare se pot realiza în flux continuu sau discontinuu. Sterilizarea poate
avea loc atât cu lapte ambalat, dar și cu lapte vrac (flux continuu), sterilizatoarele h idrostatice
fiind mai des folosite în practica industrială. În figura 1.6. este descris principiul de
funcționare a unei instalații de sterilizare cu schimbător de căldură cu plăci, alcătuit din două
corpuri, serpentină și aparat de degazare.

21

Figura 1.6. Principiul de funcționare a unei instalații de sterilizare a laptelui
STERILPLAK: 1 – rezervor alimentare; 2 – zonă recuperare căldură I; 3 – omogenizator; 4 –
zonă recuperare căldură II; 5 – zonă de menținere a temperaturii; 6 – tub menținere la
temp eratura de sterilizare; 7 – zonă de sterilizare; 8 – pompă centrifugă; 9 – zonă recuperare
căldură III; 10 – aparat de degazare.
Laptele aflat în bazinul de alimentare I este transportat în zona de recuperare a căldurii
I, unde este încălzit până la temper atura de 60șC și trecut în omogenizatorul 3. De aici este
condus în zona de recuperare a caldurii 4, unde se supune încălzirii la 95șC, datorită
circulației în contracurent cu laptele sterilizat. Acesta este menținut 20 – 40 secunde în zona 5,
apoi fiind t rimis în cel de -al doilea corp al instalației, unde are loc o încălzire până la 120șC în
zona de recuperare a căldurii 9, urmând ca temperatura să crească până la 138șC în zona 7.
Laptele se menține maxim 4 secunde la această temperatură, fiind apoi circul at prin tubul de
menținere exterior 6 cu ajutorul unui circuit automatizat. Din tubul de menținere, laptele trece
în zona de recuperare a căldurii 9, unde are loc scăderea temperaturii până la 113șC. Prin
intermediul degazorului 10, laptele sterilizat este răcit în două trepte până la temperatura de
aproximativ 20șC. Parametrii acestei instalații sunt controlați automat și se permite astfel
recircularea laptelui și reglarea debitelor de abur, apă caldă și apă rece.

22
Un alt exemplu de instalații utilizate în practică sunt instalațiile de sterilizare la care
laptele intră în contact direct cu agentul termic. O astfel de instalație este prezentată în figura
1.7.

Figura 1.7. Schema de funcționare a unei instalații de sterilizare cu injecție de abur: 1 –
pompă a limentare; 2, 19 – ventil reglaj abur secundar; 3, 6 – preîncălzitor; 4 – ventil
pneumatic de reglare automată a aburului secundar; 5 – dispozitiv reglare automată a
densității laptelui; 7 – răcitor; 8, 20 – alimentare apă răcire; 9 – omogenizator; 10 – pompă
lapte; 11 – pompă lapte steril; 12 – indicator nivel; 13 – ventil de reglare; 14 – alimentare
abur de înaltă presiune; 15 – regulator debit abur; 16 – ventil de reglare automată a debitului
de abur; 17 – uperizator; 18 – expandor; 21 – condensator; 22 – ventil reglare vid; 23 – pompa
condens; 24 – pompă vid.
Laptele proaspăt este preîncălzit la o temperatură de 75 – 80șC cu ajutorul aburului
rezultat de la expandor. După atingerea acestei temperaturi, laptele este apoi pompat în capul
de injecție al u perizatorului, unde intră în contact direct cu aburul, iar temperatura crește la
140-150șC. Se produce o detentă bruscă datorată vidului parțial întâlnit, fenomen asociat cu o
evaporare intensă. Temperatura și presiunea din expandor sunt reglate în așa fel încât apa
evaporată să fie egală cu aburul condensat la capul de injecție al uperizatorului. Laptele din
expandor este transportat în omogenizator, iar după răcirea la 20șC este trimis către ambalare.

23
Ambalarea laptelui. După etapa de răcire, laptele est e depozitat în tancuri izoterme la o
temperatură de 2 -4șC până în momentul ambalării. Se folosesc tot mai des ambalaje
nerecuperabile, cu diferite forme, prefabricate sau fabricate în momentul ambalării. Printre
materialele folosite se numără cartonul trat at cu parafină sau rășini sintetice (tip Perga), hârtia
tratată cu sulfat de polietilenă (tip Tetra – Pak) și f olia termosudabilă de polietilenă (tip
Polipak).[3 ]

1.6. Tehnologia de fabricare a produselor lactate acide
Aceste produse sunt obținute prin fe rmentarea laptelui cu culturi de bacterii lactice.
Produsele lactate acide obținute prezintă toate elementele nutritive ale laptelui, refac
microflora intestinală și au un efect antiseptic, astfel încât sunt utilizate și în scop curativ în
tratamentul dive rselor boli.
Din gama produselor lactate acide fac parte iaurtul, laptele acidofil, chefirul și laptele
bătut. În unele lucrări aceste produse poartă denumirea de produse lactate dietetice acide
deoarece pot avea un conținut în grăsime de 0,1%, fiind preparate din lapt e smântânit.
Prepararea maielei. Maiaua este o cultură obținută din una sau mai multe specii de
bacterii lactice care, prin însămânțare, imprimă laptelui un proces fermentativ. Laptele folosit
ca materie primă pentru prepararea maielelor trebuie să fie pr oaspăt, să provină de la animale
sănptoase și să aibe o calitate foarte bună. Însămânțarea se realizează cu ajutorul culturilor
pure selecționate, obținute în laboratoare specializate. Acestea se pot livra în stare lichidă sau
uscată. Pentru asigurarea pur ității acestora, culturile se pregătesc în încăperi speciale în care
ustensilele, utilajele și aerul sunt sterilizate.
Însămânțarea. Laptele pasteurizat se răcește până la temperatura de însămânțare, care
variază în intervalul 18 -48șC, funcție de tipul pr odusului. În timpul însămânțării laptele este
agitat puternic pentru distribuirea uniformă a maielei.
Ambalarea și fermentarea. Ambalarea se realizează în funcție de produs, imediat după
etapa de însămânțare. Fermentarea lactică are loc în urma transformă rii lactozei în glucoză și
galactoză, sub acțiunea lactazei. Monozaharidele trec în acid lactic sau în acid lactic și produși
secundari, cu formarea substanțelor de aromă. În cazul produselor însămânțate cu bacterii
lactice, dar și cu drojdii, se formează acid lactic, bioxid de carbon și alcool.
Răcirea și depozitarea. Răcirea are loc imediat după terminarea fermentării și se
desfășoară în două etape:
 prerăcirea – reprezintă răcirea treptată a produsului și are ca scop întărirea
coagulului și împiedicarea separării timpurii a zerului;

24
 răcirea propriu -zisă – se desfășoară în spații frigorifice, produsele fiind aduse la o
temperatură de 3 -4șC, umiditatea relativă a aerului fiind de 80 -85%.
Produsele lactate acide sunt depozitate în camere frigorifice minim 12 ore și maxim 48
ore.
Iaurtul este cel mai întâlnit produs lactat acid, rezultând în urma evoluției în lapte a
două specii de bacterii lactice (Lactobacillus bulgaricus și Streptococcus thermophilus).
Normalizarea laptelui se realizează la 2,8% grăsime pentru iaurtul obișnuit, la 0,1%
pentru iaurtul dietetic, iar pentru iaurtul gras normalizarea se poate desfășura până la un
procent de 4% grăsime.
Pasteurizarea laptelui are loc la temperatura de aproxi mativ 85șC în pasteurizator și la
temperatura de 90 -95șC timp de 20 -30 minute în vane izoterme.
Concentrarea se realizează la obținerea sortimentelor tip extra, cu o consistență
cremoasă, astfel încât produsul final va avea un procent de 15% substanță usc ată. După
pasteurizare și concentrare, laptele este răcit până la o temperatură de 45 -48șC.
Operația de însămânțare se realizează rapid, cultura de producție omogenizată (diluată
în lapte) fiind introdusă în lapte sub formă de jet în cantitatea de lapte. Laptele însămânțat este
ambalat sub o continuă agitare, această operație executându -se automat.
Fermentarea are loc la temperaturi de 42 -46șC, durata fiind de cel mult 3 ore. Procesul
se întrerupe când aciditatea este de 80 -90șT sau când pH -ul a atins val ori de 4,65 -4,7.
Răcirea iaurtului are loc în primele 3 -4 ore la o temperatură de 20șC (prerăcirea),
răcirea propriu -zisă realizându -se până la o temperatură de 3 -4șC. În final, iaurtul este
depozita t timp de 10 -12 ore la 2 -8șC. [3 ]
Laptele acidofil se pr oduce în urma fermentării laptelui cu culturi pure de
Lactobacillus acidophilus. După recepția laptelui utilizat ca materie primă, urmează etapa de
curățire și normalizare până la 2,5% grăsime.
Pasteurizarea are loc 30 minute la temperatura de 85 -95șC. La ptele este apoi răcit la
40-42șC și însămânțat cu 3 -5% cultură starter. Acesta se ambalează și se termostatează la
temperatura de 37 -40șC timp de 5 -8 ore. Termostatarea încetează când aciditatea atinge 90șT.
Răcirea laptelui are loc în două etape: la 18 -20șC în prima etapă și la 10 -14șC în cea
de-a doua, evitându -se astfel denaturarea bacteriei Lactobacillus acidophilus.
Depozitarea are loc la temperatura de 10 -14șC maxim 12 ore. Produsul final are o
consistență omogenă, cremoasă, prezintă o culoare albă, mirosul și gustul fiind specifice.
Conținutul în grăsime este de minim 2%, iar aciditatea are val ori cuprinse între 90 -100șT.

25
Chefirul este un produs rezultat în urma unei duble fermentații lactice și alcoolice.
Acesta se poate produce prin procedeul clas ic (laptele însămânțat fiind repartizat în ambalaje),
dar și prin fermentarea laptelui în vane, urmată de repartizarea în ambalaje. Însămânțarea se
realizează la temperaturi de 10 -13șC timp de 8 -10 ore. Distribuirea uniforma a culturii în lapte
se desfășoa ră prin agitare în vane de fermentare și se oprește atunci când aciditatea atinge
valoarea de 35 -40șT.
Fermentarea are loc în două etape:
 fermentarea propriu -zisă – perioada este de 8 -12 ore la o temperatură de 20 -24șC
până la o aciditate de 90șT;
 fermentarea alcoolică are loc timp de 6 -12 ore la 12 -14șC.
După încetarea fermentației chefirul este ambalat și depozitat în camere frigorifice
timp de 12 ore la temperatura de 6 -8șC.
Laptele bătut este un produs fabricat la scară industrial ă, obținut din lapte de vacă
pasteurizat, fermentat cu culturi de streptococi. Pasteurizarea laptelui se realizează la
temperatura de 90 -95șC timp de 20 minute, răcirea realizându -se în funcție de tipul
produsului: 26 -28șC pentru laptele bătut cu un conțin ut ridicat în grăsimi și 30 -32șC pentru
cel cu un conținut mai mic în grăsimi.
Însămânțarea are loc în vane termostatate cu 1,5 -3% culturi de producție timp de 6 -10
ore. Fermentarea se încheie când aciditatea este de 90șC, produsul răcindu -se prin agitare
energică. Dupa repartizarea în ambalaje, produsul se răcește pana la 2 -8șC și se depozitează
minim 6 ore până la livrare.

1.7. Tehnologia de fabricare a smântânii
Smântâna reprezintă materia primă pentru obținerea diverselor produse alimentare sa u
se poate consuma ca atare. Aceasta este o emulsie de grăsimi în plasmă și conține minim 18%
grăsime. Compoziția medie a smântânii este: 64% apă, 30% grăsime, 2,7% proteine, 3%
lactoză si 0,3% substanțe minerale.
Smântâna este obținută în urma separării prin diverse metode a grăsimilor din lapte.
Materia primă o reprezintă laptele integral care trebuie să corespundă normelor impuse.[3 ]
După curățire, laptele este supus operației de smântânire în separatoare centrifugale. În urma
acestei operații rezultă s mântâna dulce și laptele smântânit.
Etapa de normalizare se poate realiza prin două tehnici:
 Prin reglarea separatorului (flux continuu) – realizată prin manevrarea șurubului de
reglare al separatorului;

26
 Prin amestecarea smântânii în sens crescător (adao s de smântână mai grasă) sau
descrescător (adaos de smântână mai puțin grasă sau lapte smântânit).
Pasteurizarea smântânii are rolul de a distruge microflora patogenă și enzimele, care
pot produce diverse defecte și modificări esențiale ale smântâni i. Tot în această etapă are loc
si dezodorizarea, realizată în instalații sub vid. Pasteurizarea se realizeazăla temperatura de
92-95șC, pentru 20 -30 secunde. Imediat după această etapă are loc răcirea smântânii la 4 -6șC.
Temperatura de răcire, dar și dura ta au o importanță foarte mare asupra consistenței grăsimii.
Maturarea fizică se aplică smântânii dulce pentru consum pe o durată de 4 ore la
temperaturi de 4 -6șC. Atfel, smântâna maturată este ambalată în pahare din carton cerat sau
diverse mate riale plastice, în găletușe din plastic sau în bidoane. Depozitarea se realizează în
spații frigorifice la temperaturi de 2 -5șC pentru o perioadă de aproximativ 20 ore.[1]

1.8. Tehnologia de fabricare a untului
Untul reprezintă un aliment bogat în substanțe nutritive, cu un conținut de grăsime de
70-80%. Materia primă o reprezintă smântâna care trebuie să corespundă unor cerințe
minime.
Etapa de pasteurizare a smântânii este foarte importantă și necesară în procesul de
obținere a untului. Temperatu ra procesului este de aproximativ 90 -95șC, timpul de menținere
fiind de 20 -30 secunde. În această etapă are loc și dezodorizarea, realizată în aparate de
dezodorizare sub vid.
Maturarea are rol în solidificarea grăsimii realizată prin răcire și în creșter ea acidității,
formându -se astfel compușii de aromă. În industrie sunt preferate procesele de maturare
biochimice datorită avantajelor prezentate față de maturarea fizică. Se identifică astfel
maturarea la rece și maturarea la cald. Maturarea la cald se po ate realiza prin două metode: în
prima metodă maturarea fizică urmează după cea biologică, smântâna răcindu -se la
temperatura de 15 -20șC, fiind însămânțată cu 4 -6% culturi de producție. Maturarea biologică
este finalizată când aciditatea atinge valori de 3 0-40șT, smântâna răcindu -se la 6 -10șC. În
acest timp viteza de acidifiere scade, având loc maturarea fizică, aciditatea aflându -se în
intervalul 50 -55șT.
A doua variantă se poate realiza prin pasteurizarea smântânii și răcirea acestuia la 4 –
8șC, însămânț area producându -se cu 4 -6% culturi de producție. După terminarea maturării
fizice, smântâna este încălzită la 14 -18șC și se menține pe toată durata maturării biochimice.
Se consideră că dintr -o smântână cu 30 -35% grăsime se poate obține în condiții
normale un unt cu 75 -80% grăsime, sub formă lichidă. Această masă înconjoară particulele

27
grase solidificate, fenomenul numindu -se inversare de faze, fiind realizat prin aglomera re,
concentrare și combinare.
Obținerea untului prin aglomerare se realizează în urma unirii globulelor de grăsome și
aglomerarea acestora în granule. Aglomerarea poate avea loc prin procedeul discontinuu sau
continuu. Obținerea untului prin concentrare n ecesită încălzirea smântânii la 60 -70șC și
trecerea acesteia printr -un separator, conținutul în grăsime fiind de 80 -83% grăsime.
Obținerea untului prin combinare reprezintă o metodă nouă și presupune distrugerea
membranei globulelor de grăsime. Smântâna î ncălzită se introduce într -un separator
centrifugal, de unde iese o masă lichidă cu un conținut de 80 -90% grăsime numită uleiul de
unt. Acest ulei este purificat prin concentrare în vid în timpul pasteurizării și dezodorizării în
final realizându -se solidi ficarea și amulsionarea fazei negrase.
Spălarea untului are rol în îndepărtarea zarei aflată între boabele de unt. Se aplică 2 -3
spălări, eliminându -se aproximativ 25% din lactoză, 50% din cazeină și o parte din
microflora smântânii fermentate.
Malaxare a untului produce modificarea boabelor de unt separate de apă sau zară.
Această etapă are rol în reglarea conținutului de apă, având efecte asupra consistenței
procesului final.
Ambalarea se realizează cu materiale impermeabile la vaporii de apă, dar și l a
grăsimea lichidă. În principal este utilizată hârtia tratată special, dar și folia de aluminiu.
Depozitarea se realizează în camere frigorifice la o temperatura de 0 -5șC, iar în cazul
unei depozitări pe o perioadă mai îndelungată se recomandă congelarea untului până la -25÷ –
35șC și păstrarea în ca mere frigorifice la -15÷-18șC.[3 ]

1.9. Tehnologia de fabricare a brânzeturilor
Brânzeturile sunt produse nefermentate sau fermentate, în componența lor intrând
cazeina care înglobează grăsimea, cantități dife rite de lactoză, vitamine și săruri minerale.
Există numeroase tiuri de brânză, sortimentele deosebindu -se prin materia primă utilizată, dar
și prin pr ocesul tehnologic de obținere.
Tehnologia generală de obținere a brânzeturilor include urmatoarele etape :
Recepția cantitativă este realizată prin cântărire în șarje sau în flux continuu , iar cea
calitativă presupune examenul senzorial (prin care se apreciază culoarea, mirosul, gustul,
consistența, aspectul), determinarea conținutului de grăsime și proteine, determinarea
încărcăturii microbiologice totale .

28
Curățirea laptelui se poate realiza prin filtrare, în acest scop utilizându -se mai multe
straturi de tifon sau prin centrifugare cu ajutorul curățitoarelor centrifugale.
Normalizarea sau standardizarea la ptelui se efectuează în funcție de conținutul de
grăsime al brânzei ce se dorește să se obțină, dar și în funcție de cantitatea de substanță uscată.
În această etapă se ține cont de raportul proteine/grăsime, de raportul grăsime/total substanță
uscată și d e numărul cazeinic. Normalizarea laptelui se poate efectua prin adaos de lapte
concentrat sau lapte praf degresat, prin adaos de lapte smântânit sau prin îndepărtarea unei
cantități de grăsime sau prin adaosul acesteia.
Omogenizarea laptelui are mai multe roluri printre care se numără albirea laptelui și
formarea substanțelor de aromă pe perioada maturării brânzeturilor și obținerea brânzeturilor
cu textură moale, mai ales în cazul brânzeturilor cremă . Aceasta se realizează la presiuni de
15 MPa.
Pasteurizarea garantează eliminarea bacteriilor patogene și produce uniformizarea
culturilor pure de bacterii lactice și a altor culturi în timpul procesului de maturare. Se
realizează la diferite intervale de temperatură: la temperatură joasă (63 -65șC pen tru 20 -30
minute) și la temperatură înaltă (72șC pentru 15 secunde). Pasteurizarea se poate realiza și la
temperatura de 83 -85șC timp de 15 -20 minute în cazul obținerii brânzeturilor cu pastă moale.
Maturarea laptelui. În această etapă se adaugă culturi s tarter de bacterii lactice și are
loc la 2 -3șC timp de 30 -40 minute sau la o temperatură de 10 -12șC timp de 10 -12 ore, cu
agitare constantă. Maturarea este obligatorie deoarece favorizează coagularea și sinereza,
previne dezvoltarea bacteriilor patogene și ajută la formarea texturii, aromei și culorii
brânzeturilor.
Coagularea laptelui are loc în prezența enzimelor coagulante de origine animală
(pepsină, cheag) sau a celor microbiene. Aceasta se realizează în două faze: în prima fază,
numită faza enzimatic ă aspectul laptelui nu prezintă modificări, dar are loc scindarea k –
cazeinei, micelele de cazeina fiind destabilizate și pot forma agregate. În cea de -a doua faza,
numită faza neenzimatică, micelele de cazeină realizează o rețea sub formă de gel,
temperatu ra jucând un rol important deoarece la temperaturi de peste 30șC coagularea se
realizează rapid.
Etapa de coagulare este influențată de concentrația enzimei de coagulare, concentrașia
proteinelor, pH -ul laptelui, temperatura de coagulare (care este de apr oximativ 25 -35șC).
Durata variază în intervalul 15 -90 minute în funcție de tipul de brânză.
Prelucrarea coagulului are loc după stabilirea consistenței coagulului și se realizează
prin tăierea și mărunțirea acestuia pentru a se favoriza sinereza (eliberar ea zerului). Sinereza

29
este influențată de aciditatea masei de coagul, conținutul în grăsime, mărimea boabelor de
coagul, viteza și temperatura de încălzire a masei de coagul.
Formarea brânzeturilor se realizează după terminarea prelucrării coagulului, fii nd
necesar ca întreaga masă să se unească și să formeze bucăți cu diferite forme specifice tipului
de brânză (sferice, cilindrice, paralelipipedice, etc.). Formarea brânzeturilor se poate efectua
prin două procedee: formarea în pastă și turnarea în forme. Prima metodă se practică
brânzeturilor semitari și tari, având loc în vana în care s -a efectuat coagularea. Boabele de
coagul se strâng într -un capăt, se acoperă cu o sedilă, presarea realizându -se cu o placă
metalică perforată. A doua metodă se realizează prin trecerea boabelor de coagul amestecate
cu zer în diferite forme. Formele vibrează continuu pentru tasarea boabelor sub forma unei
mase compacte.
Presarea brânzeturilor are loc la temperatura de 20 -25șC, forța de presare este de 15 -25
kgf/kg (2 -4 ore ) pentru brânzeturile de format mic și 30 -40 kgf/kg (12 -24 ore) pentr u
brânzeturile de format mare.
Sărarea are diferite roluri: favorizează eliminarea zerului, încetinește sau oprește
activitatea microorganismelor dăunătoare, încetinește activitatea micro organismelor
producătoare de aciditate, influențează activitatea unor enzime, întărește coaja brânzeturilor
cu pastă tare și asigură gustul ușor sărat. Aceasta etapă poate fi realizată prin diferite moduri:
în bob, sarea fiind adaugată în masa boabelor de coagul înainte de repartizarea
acesteia în forme. Această metodă se aplică în cazul brânzeturilor Cheddar,
Bucegi, Roquefort;
sărarea uscată, realizată prin aplicarea pe suprafața brânzei și frecarea cu peria. Se
întâlnește în cazul brânzeturilor Cammember t, cașcaval Dobrogea, Dalia;
sărarea în saramură se realizează la majoritatea brânzeturilor, concentrația fiind de
20-24% pentru brânzeturile tari, de 16 -20% pentru cele semitari și de 13 -18%
pentru cele moi.
Maturarea brânzeturilor are rolul de a transfor ma „brânza crudă” în produsul final, pe
durata acestei etape se modifică aspectul, consistența și compoziția chimică a pastei și are loc
formarea aromei tipice. Maturarea cuprinde trei etape: prematurarea – are loc acidifierea
rezultată în urma transformăr ii lactozei reziduale în acid lactic, maturarea propriu -zisă – au
loc transformările profunde ale proteinelor și lipidelor și maturarea finală – se continuă
transformările biochimice cu o viteză mai mică.
Enzimele implicate în maturare sunt: proteazele lap telui (proteaza alcalină și proteaza
acidă), proteazele și peptidazele elaborate de microorganisme, proteazele elaborate de

30
mucegaiuri (mucegaiurile Penicillium roqueforti și Penicillium camemberti elaborează o
protează neutră), lipaze elaborate de unii la ctobacili din culturile starter utilizate, lipaze
secretate de mucegaiurile nobile și lipaze ela borate de microbiota spontană.
Depozitarea brânzeturilor are loc la temperaturi de 0 -10șC, în spații cu o umiditate
relativă a aerului constantă.
Ambalarea p oate fi realizată în folie metalizată, hârtie pergament, pahare de carton
parafinat sau plastic pentru brânzeturile proaspete. Brânzeturile moi cu mucegai la suprafață
se ambalează în folii de aluminiu lacuite. Brânzeturile topite pot fi ambalate în membra ne de
material plastic sub forma unui baton sau în folie de aluminiu lăcuită pe una dintre fețe cu
Nitrolac sau PVC (introduse apoi în cutii rotunde din carton , sub forma unor triunghiuri).[2 ]

31
CAPITOLUL 2.
VALORIFICAREA PRODUSELOR ȘI SUBPRODUSELOR DIN LAPTE

Necesitatea valorifică rii substanțelor utile rezultate în industria alimentară este impusă
în urma crizei resurselor materiale ș i energetice cu care se confr untă omenirea. Laptele
degresat, zerul și zara rezultate î n urma proceselor tehnice sunt principalele produse secundare
din industr ia laptelui. De asemenea, există ș i alte produse secundare, cum ar fi: permeatul,
albumina și melasa, untul de caș caval ș i apele rezultate î n urma diferitelo r procese
tehnologice, care conți n cantități importante de substanț e utile.
Produs ele secunda re pot fi utilizate în alimentaț ia umană, î n dif erite scopuri (industria
chimică , farmaceutică ș i textilă etc), dar și în furajarea animalelor.
La nivel mondial, există o preocupare pentru o util izare cât mai eficientă a substanțelor
folositoare din produsele secundare formate în industria laptelui, punându -se accent pe
valorificarea acestora în alimentația umană.[4 ]

2.1. Valorificarea laptelui degresat (smântânit)
Laptele degresat se obține îndepărtând prin smântânire grăsimea din lapte. El diferă de
laptele integral prin conținutul mai scăzut de grăsime care este de 0,01 – 0,1 %.
Laptele degresat prezintă o culoare albă cu o nuanță albăstruie în timp ce laptele
integral prezintă o culoare alb -gălbuie. Compoziția chimică a laptelui degresat este
următoarea:
 apă – 90,9%;
 proteine – 3,4%;
 lactoză – 4,9%;
 grăsime – 0,05%;
 substanțe minerale – 0,75%.
Laptele degresat este sărac în lipide ș i din a cest motiv valoarea lui calorică este
considerabil mai mică decât cea a laptelui integral.
Principalele aplicații ale laptelui degresat sunt:
 consumul direct sau sub formă de conserve (lapte praf) și băuturi răcoritoare de
diferite tipuri;
 produse lactate dietetice acide;
 brânzeturi și cazeină;

32
 furajarea animalelor.
2.1.1. Lapte le de consum
Grăsimea are o importanță relativ redusă pentru indivizii al căror organism a ajuns la o
anumită maturitate. Din această cauză, laptele degresat este indicat în cazul persoanele mai în
vârstă, persoanelor care suferă de boli de stomac, dar și în cazul celor care prezintă tulburări
hepatice și nu acceptă laptele integral.
O cantitate importantă din laptele degresat este transformată în lapte praf și lapte
concentrat. Acest tip de lapte are diferite aplicații printre care se numară folosirea pe scară
largă la fabricarea produselor de patiserie, a cremelor, adăugarea acestuia în pâine
îmbunătățind calitatea și în cetinind procesul de învechire.[5]
Myra E. Flores -Flores ș i Elena González -Peñas au realizat cuantificarea simultană a
15 micotoxine din lapte le de vacă pr in spectrometria de masă cuplată cu cromatografia
lichidă .
Produsele agricole destinate consumului uman și animal pot fi contaminate cu
metaboliți secundari toxici de fungi numite micotoxine. Contami narea poate avea loc înainte
și/sau în timpul recoltării sau atunci când acestea nu sunt depozitate în mod corespunzător.
S-au preparat două soluții stoc: s oluția stoc 1 a fost preparată prin preluarea unui
volum defin it din fiec are di ntre soluțiile standard, efectuându -se apoi diluț iile
corespunzătoare. Aceste soluții au fost porționate ( tuburi 1 ml) și depozitate la 20° C. Înainte
de utilizare, fieca re dintre aceste tuburi a fost ț inut la întuneric pentru 30 min ute. Soluția stoc
2 a fost proaspăt preparată înainte de utilizare .
Un m l de lapte integral de vacă s -a adăugat la patru ml de ACN (2% HCOOH), iar
acest amestec s -a agitat cu ajutorul unui agitator rotativ timp de 15 min ute. Apoi, tubul a fost
centrifugat timp de 10 min te la 5000 rpm, permițând separarea supernatantului. Patru mililitri
din supern atant s -au separat și s -au adă ugat într-un tub cu aproximativ 60 mg de acetat de
sodiu. Tubul a fost agitat timp de 10 minute într -un agitator rotativ și s -a centrifugat timp de
10 minute (5000 rpm). Apoi, 3,2 ml din faza acetonitril (faza superioară) au fost separaț i și
plasaț i într -un alt tub și s -au evaporat la 65șC. În ce le din urmă, s -au adăugat 200 µl și tubul a
fost centrifugat până reziduul a fost dizolvat (2 min ute). 20 µl au fost injectaț i pentru analiza
cromatografică.
Următorii parametri au fost studiați pentru validarea metodei: selectivitate a, detecția
(LOD) și limita de cuantificare (LOQ), liniaritatea, precizia și acuratețea, recuperarea, efectul
de matrice și stabi litate a.

33
Laptele este un aliment foarte consumat datorită conținutului ridicat de nutrienți pentru
om. De aceea prezența toxinelor din lapte ar trebui evitate pentru a proteja sănătatea umană.
Sunt necesare metode analitice validate pentru determinarea simultană a micotoxinelor , în
special a celor capabile de multi -detectare, deoarece acestea pot fi folosite pentru a monitoriza
prezența diferitelor toxine într -o singură analiză unică, ceea ce face determinarea mai puțin
costisitoare și m ai puțin consumatoare de timp. Î n acest studiu, s -au analizat simultan 15
micotoxine. Nu au fost g ăsite micotoxine în probele analizate , dar mai multe probe ar trebui
să fie analizate pentru a evalua prezența lor în această matrice. [6]
Cecilia Baldini, Davide Gard oni și Marcella Guarino au evaluat ciclul de viață
aplicat în domeniul producț iei laptelui.
Evaluarea ciclului de viață legat de producția de lapte a atras atenția în ultimii ani, dar
rezultatele sunt adesea discordante și condiționate de alegerile practicanților. Acest lucru a
făcut dificilă identificarea în mod clar a modului cel mai ecologi c pentru producț ia de lapte. În
prezent agricultura și sistemul alimentar care st au la bază se află la o răscruce de drumuri,
confruntâ ndu-se cu provocarea de a produce mai multe alimente fără intensificarea presiunii
asupra mediului. Cererea tot mai mare cauzată de creșterea populației și m odificări le dietetice
au condus la intensificarea producției, în timp ce amenințările mediului, cum ar fi schimbările
climatice, pierderea biodiversităț ii și degradarea terenurilor, au crescut. Trecerea la un sistem
alimentar durabil a devenit urgentă și acest lucru poate fi principalul motiv pe ntru evaluarea
ciclului de viață (LCA) a produselor alimentare din ultimii ani.
Luând în considerare întregul ciclu de viață al unui produs, metoda LCA are drept
scop cuantificarea presiunilor asupra mediului și/ sau avantaje legate de bunuri și servicii
(produse), precum și posibilitățile de îmbunătățire a zonelor de producere din cadrul
proceselor. LCA este o metodă de fluid, aplicabilă tuturor sectoarelor de producție. Fiecare
pas presupune mai multe opțiuni și fiecare dintre ele ar putea afecta rezultatele finale ale
analizei. Punctul forte al acestei metode îl reprezintă perspectiva sistemelor care au drept scop
evitarea "transferului de sarcini", dintr -un mediu la altul și de la o etapă de producție la alta.
O căutare sistematică în literatura științifică a fost realizată pentru a gă si studii de
evaluare a impactului asupra mediului a produselor lactate provenite de la ferme. Datele
pentru categoriile de impact cel mai frecvent evaluate au fost utilizate pentr u a investiga
efectul pe care alegerile metodologice le -au avut asupra rezultatelor.
După o primă selecție, o listă de 130 de publicații a fost aleasă pentru o evaluare
ulterioară. O cantitate substanțială de studii (peste 60) s -au axat doar pe e valuarea efectelor
schimbărilor climatice, fără a lua î n calcul alte probleme de mediu. Prin urmare, nu au fost

34
luate în considerare aceste studii. Printre studiile selectate, numai 12 au indicat în mod clar că
au urmat standardele ISO în evaluarea lor. Metoda LCA permite două principii diferite de
modelare utilizate pentru ana liza sistemului: modelul atribuț ional și modelul în consecință.
Datorită aplicabilității sale mai ușoare, modelul atribuțional este cel mai utilizat pe scară largă
în toate sectoarele în care a fost aplicată metoda LCA.
Armonizarea între studiile LCA aplicate în sectorul laptelui reprezintă în continuare
un obiectiv care trebuie atins. Acest lucru a apărut în mod clar din analiza aprofundată
efectuată în cadrul prezentei re examinări. Dificultățile în a ajunge la o abordare comună au
apărut prin citirea ș i analizarea standardelor de referință, nu întotdeauna luate în considerare
de autori, sau prin observarea că numai un singur autor a urmat metoda LCA.
Marele potențial al LCA ca instrument de decizie ar putea fi puternic crescut prin
atingerea unui nivel mai larg de standardizare. Această opinie subliniază dificultățile
întâmpinate în compararea laptelui î n studii LCA, subliniind importanța alegerilor
practicienilor în dete rminarea rezultatelor. De asemenea, analizele statistice au fost efectuate
în scopul de a cuantifica relevanța alegerilor cu privire la rezultatele finale.
În prezent, potențialul de încălzire globală, acidifiere, eutrofizare și consumul de
energie sunt c ategoriile de impact cel mai frecvent evaluate, în timp ce hotspot -uri care au
nevoie de o analiză în profunzime sunt schimbarea utilizării terenurilor, biodiversitatea,
ecotoxicitate și utilizarea apei.
În cele din urmă, analiza sensibilității trebuie să se desfășoare în mod sistematic
precum și incertitudinile asociate cu intrarea datelor trebuie să fie cuantificate, dat fiind că
alegerile făcute de către practicanți au un efect important asupra rezultatului final. [7]

Lucia Valsasina, Massimo Pizzol, Sergiy Smetana, Erika Georget , Alexander
Mathys ș i Volker Heinz au evaluat ciclul de viață al tehnologiilor emergente din industria
laptelui.
Laptele a deve nit un produs alimentar cheie al populației, iar cererea crește.
Tratamentele asupra laptelui au rolul de a prelungi durata de conservare, prin urmare,
reprezintă un pas important în evitarea pierderilor și optimiză rii utilizării resurselor.
Dezavantajele celor mai frecvente tratamente sunt pierderea valorilor nutriționale și
necesitatea unui consum r idicat de energie.
UHPH este o tehnologie emergentă bazându -se pe o presiune dinamică de până la
400 MPa. Combinația de înaltă pr esiune, temperatură, forfecare ș i cavitație poate furniza lapte
steril comercial de calitate mai bună și cu un termen de valab ilitate mai mare.

35
O evaluare a ciclului de viață a fost realizată comparând această tehnologie în curs
de dezvoltare. Rezultatele arată că pr elucrarea pe bază de presiune înaltă are o sarcină mai
mică asupra mediului în c omparație cu prelucrarea pe bază de temperaturi ridicate, iar această
diferență se datorează în primul rând unui consum mai mic de energie electrică. UHP H ar
putea, prin urmare, reprezenta un substitut pentru practicile existente, luând în considerare
nivelul de pregătire teh nologică și po tențialul sinergic atunci când sunt integrate în linii de
producție la scară industrială.
Studiul a fost conceput ca ră spuns la întrebarea: ce tehnologie de procesare va genera
cel mai mic impact asupra mediului presupunând c ă în viitor cantitatea de lapte va creș te?
Cele mai interesante sunt rezultatele impactului schimbărilor climatice, în cazul în
care cele mai ma ri diferențe între alternative pot fi apreciat e. Rezultate le obținute pent ru
categoriile rămase ( eutrofizarea apei, toxicitatea umană, ec otoxicitate a apei dulci și epuizarea
stratului de apă), sunt în concordanță cu cele prezentat e pentru schimbările climatice și
furnizate în materiale suplimentare.
Trebuie remarcat faptul că această selecție a fost făcută în scopuri de comunicare .
În toate scenariile, UHPH apare ca o alternativă mai bună decât UHTH pentru f iecare
categorie de impact luată în considerare, de exemplu cu o amprentă de carbon 31% mai mică
pentru UHPH în comparație cu UHTH. Creșterea e ficienț ei între cele două omogenizatoar e
UHPH are ca rezultat o scădere cu 23% a emisiilor de carbon, și 34%, în scenariul de
recuperare a energiei.
Rezultatele au confirmat așteptările privind UHPH: la scară pilot consumul de e nergie
electrică a fost mai mic în comparație cu UHTH. Rezultatele evaluării impactului ciclului de
viață sunt în acord cu cele ale studiilor anterioare .
Industria alimentară este în centrul discursului asupra schimbă rilor climatice și hrănirii
oamenilor . Industria laptelui s -a bazat pe tratamente ter mice în cadrul produse lor din trecut,
dar sunt necesare pe viitor produse de calitate superioară cu o mai mare eficiență în producție .
În acest studiu, impactul asupra mediului al omogenizării laptelui la presiune ultra –
înaltă (UHPH) a fost evaluată ca reprezentând un posibil înlocuitor pentru prelucrarea termică
stabilită pentru a produce lapte steril comercial. După cum UHTH este deja o tehnologie
stabilită cu sinergii dezvoltate și linii de producție eficiente, au fost util izate metodologii
suplimentare de scalare care să includă consecinț ele de aplicare la scară indu strială: acest tip
de analiză câștigâ nd teren în literatura de specialitate.

36
UHPH are potențialul de a oferi un produs de o calitate mai bună, ca urmare a unei
expuneri mai scurt e la temperaturi ridicate, un termen de valabilitate mai mare, o emulsie mai
stabilă și un necesar de energie mai mic .[8]

2.1.2. Produse lactate dietetice acide
Laptele degresat constituie materia primă în procesul de fabricarea a diferitelor
produse dietetice acide, cum ar fi: iaurtul, chefirul și laptele acidofil. La fabricarea acestor
produse se folosește un procedeu asemănător cu cel car e are la bază laptele integral.[5]
Antonia Terpou, Angelika -Ioanna Gialleli, Argyro Bekatorou,Dimitra Dimitrellou,
Vassilios Ganatsios, Eleftheria Barouni, Athanasios A. Koutinas și Maria Kanellaki au
evalua t posibilitatea producerii lapte lui acru folosind biocatalizat ori probiotici imobilizaț i, ce
pot fi îndepărtaț i după terminarea ferme ntației .
Efectul biocatalizatorilor asupra calității produsului s -a evaluat tim p de 30 de zile la o
temperatură de 4șC. Profilul de aromă, producția de acizi organici, conținutul de zahăr
rezidual și viabilitatea culturii au fost monitorizate pe parcursul acestei perioade. Bacterii le
imobilizate pe tărâțe de grâu au fost mai bine protejate în mediul acid al ferment ației de lapte
acru, comparativ cu celulele libere. Populațiile microbiene au fost semnificativ mai mari în
laptele acru prod us cu biocatalizatori imobilizați pe parcursul stocă rii, în timp ce nu s -a
observat nicio creștere a microorganismelor patogene. Microorganismele probiotice sunt
sensibile la diferite proprietăți fizico -chimice, cum ar fi pH -ul, ac iditatea, temperatura și
prezenț a conservanților.
Printre bacteriile lactice (LAB), Lactobacillus casei este una dintre cele mai frecvent
utilizate în dezvoltarea de produse lactate probiotice datorită efectelor sale benefice și
rezistenței crescute în timpul depozitării la temperaturi scăzute. Mai exact, tulpina AT CC 393
L. casei a fost utilizată în multe studii pentru producția de alimente, cum ar fi i aurtul, pâinea,
brânza și cârnații în scopul de a conferi proprietăți probiotice.
În mod tradițional, laptele acru este fabricat prin fermentarea laptelui cu culturile LAB
sau mai simplu, prin adăugarea unui acid (lămâie sau oțet), î n lapte. Selecția de ba cterii starter
este crucială pentru dezvoltarea aromei dorite și proprietățile texturii produsul final. L. casei
este un microorganism tolerant și t ulpina ATCC 393 a fost selectată pentru capacitatea de
supraviețuire pe bază de screening in vitro în condiț iile tractului gastro -intestinal simulat,
precum și supraviețuirea in vivo a tulpinii. Cerealele ș i produsele lor secundare, cum ar fi

37
tărâțele de grâu, vor oferi o protecție asupra tulpinii LAB în timpul fermentării, deoarece
acestea conțin compuși prebio tici potențiali.
Fermentarea laptelui fie prin celule libere sau imobilizate de L. casei a dus la scăderea
pH-ului și producerea de acid lactic. Producția de acid depinde de creșterea, viabilitatea și
capacitatea L. casei pentru a fermenta carbohidrații din lapte. Mai exact, după 18 -20 ore de
fermentare, pH -ul a ajuns la o valoare de 4.50 în toate probele de lapte acru.
Acidul lactic a atins la sfârșitul fermentației concentrații de 0.87 -0.90 g la 100 g de lapte acru
produs cu biocatalizatori imobilizaț i, respectiv 0,76 g la 100 g de lapte acru produs cu
biocatalizatori liberi. Acidul citric se găsește în lapte ș i poate fi metabolizat de către multe
specii LAB în compuși de aromă.
În probele de lapte acru din acest studiu, concentraț ia de acid citric a fost redusă rapid
până la sfârșitul fermentației, observâ ndu-se cantități mai mici de 0,01 g la 100 g de lapte acru
în toate cazurile.
Populațiile de L. casei au fost monitorizate în timpul dep ozită rii laptelui acru la 4 șC.
De asemenea, în toate probele de lapte acru, populați ile L. casei au rămas în conformitate cu
liniile directoare internaționale pentru probioticele din produsele lactate pe parcursul
depozitării. Acest rezultat este de asemenea în conformitate cu studiile anterioare, care au
descris caracterul adecvat al boabelor de grâu ca purtători de imobilizare pentru a furniza
bacterii probiotice î n intestinul uman. De asemenea, este demn de remarcat faptul că ni ci o
creștere a Enterobacteriace ae, sau a Stafilococilor nu a fost observată în toate probele în
timpul stocă rii timp de 30 de zile.
Tărâțele de grâ u delignificate sau non -delignifica te s-au dovedit a fi purtătoare
adecvate pentru imozibilizarea celulelor L. casei ATCC 393 pentru dezvoltarea
biocatali zatorilor imobilizaț i pentru producția de lapte acru. Nu s -a observat nicio creș tere a
microorganismelor patogene.
Un conținut mai ridicat de substanț e volatile totale (esteri, acizi organici, alcooli,
compuși carbonilici și alți compuși), s -au găsit în laptele acru produs de biocatalizatori
imobilizați, comparativ cu cele produse de celulele libere, ceea ce indică un potențial de a
produce lapte acru cu gust mai complex și eventual îmbunătățit. [9]

2.1.3. Brâ nzeturi obți nute din lapte degresat
O metodă importantă de valorificare a laptelui degresat o reprezintă obținerea
brânzeturilor. Brânza slabă de vacă se fabrică după un procedeu înrudit cu cel al brânzei grase

38
de vacă . Produsul r ezultat se recomandă persoanelor ce suferă de boli hepatice deoarece
prezintă un conținut ridicat de metionină .
Cașul slab se obține din lapte degresat și reprezintă materia primă pentru producerea
unor brâ nzeturi fermentate sau topite. Procedeul de fabricație cuprinde următorii paș i:
 coagulare cu cheag la o temperatură de 28 – 30°C timp de 20 minute;
 prelucrarea coagulului;
 repaus timp de 30 minute;
 eliminarea zerului;
 spălarea cu apă a boabelor de coagul pentru micș orarea acidit ății;
 scurgerea caș ului;
 presarea pentru înlăturarea zerului ră mas;
 zvântarea.
Cașul obținut î n final se p oate preluc ra sau se poate conserva prin sărare. Astfel, dacă
se preferă a doua modalitate, caș ul slab es te trecut printr -un utilaj de mă runțire, apoi este
frămâ ntat cu ajuto rul unui malaxor, unde se adaugă 5 -8% sare repartizată cât mai uniform cu
putință. Cașul este depozitat în putini ș i este presat bine pentru eliminarea aerulu i. Produsul
final se depozitează î n camere frigorifice pe o perioadă de maxim 1 an.

2.1.4. Cazeina
Cazeina poate fi izolată prin precipitare cu enzime, diverși acizi sau cu clorur ă de
calciu. În funcție de metoda aleasă, cazeina poate fi denumită cazeină acidă sau cazeină dulce
(cheag).
Fabricarea cazeinei presupune parcurgerea mai multor etape:
 pregă tirea materiei prime;
 precipitarea cazeinei;
 prelucrarea coagulului;
 spălarea cazeinei;
 presarea sau centrifugarea cazeinei;
 mărunț irea;
 uscarea;
 păstrarea produsului obț inut.
Există unele deosebiri î ntre procesul de fabricare al cazeinei tehnice ș i celei
aliment are: laptele trebuie neapărat să fie pasteurizat la o temperatură de mi nimum 85°C,

39
cazeina brută trebuie spălată cu apă clorinată și pasteurizată și nu este permisă uscarea la
soare, ci aceasta trebuie realizată cu ajutorul uscă toarelor.
Există mai multe m etode de obți nere a cazeinei:
2.1.4.1. Metoda obișnuită folosită la fabricarea cazeinei
Această metodă este abordată atât în cazul obținerii cazeinei acide cât și a cazeinei
dulci. În cazul fabrică rii cazinei acide, procesul tehnologi c se desfășoară astfel: este încălzit
laptele degresat până la o temperatură de 25 -35°C, apo i este însămânț at cu bacterii lactice.
Procesul de închegare durează 10-16 ore, iar coagulul format este tăiat, încălzit la o
temperatură de 45 -50°C, apoi mărunț it și adus la o temperatură de 65°C, menținâ ndu-se sub
agitare timp de 10 -15 minute, până ce de shidratarea prezintă un stadiu avansat.
Dezavantajul acestei metode es te reprezentat de perioada lungă de timp în care are loc
obținerea cazeinei. Pentru evitarea acestui dezavantaj, î n industri e sunt folosite metoda
granulară ș i metoda cu ejector.

2.1.4.2. Metoda granulară folosită la fabricarea cazeinei
Presupune precipitarea cazeinei cu zer acid la 34-35°C. Acidul lactic prezent în zer
este responsabil de întă rirea ș i deshidratarea boabe lor de coagulare. Astfel, se obțin boabe
mărunte și sfărâmic ioase, procesul de producț ie este mai rapid, can titatea de combustibil
utilizată este mai mic ă și cazeina obținută este de o calitate superioară .

2.1.4.3. Metoda cu ejec tor folosită la fabricarea cazeinei
Pentru această metodă este folosit un ejector cu abur. Coagulul este aspirat în ejector,
unde este fărâmițat și încă lzit, iar apoi este trecut pe o sită metalică, unde se spală prin
stropire. Metoda cu ejector este aprec iată ca fiind cea mai adecvată pentru obț inerea cazeinei,
deoarece consumul este mult micșorat, iar procesul se desfășoară mai rapid.

2.1.4.4. Spă larea cazeinei
Scopul acestei operații este de a înlătura impuritățile (lactoză, să ruri, acizi). Apa cu
care s e realizează spălarea trebuie să îndeplinească anumite criterii:
 sa fie curată și lipsită de microorganisme;
 conținutul în fier să fie câ t mai mic;
 reacția apei trebuie să fie una acidă sau aproape neutră .

40
2.1.4.5. Presarea, centrifugarea și mărunț irea cazeinei
Cazeina brută conține 50 -60% apă. Aceasta este presată pentru a se elimina apa de la
suprafață, dar ș i cea d in interior. Cazeina este supusă presării timp de 2 -3 ore, iar dacă boabele
sunt prelucrate bine, timpul se poate reduce cu 1 -2 ore.
Pe parcu rsul primei ore de presare, se îndepărtează aproximativ 9 0% din um iditate,
restul fiind îndepărtată în cea de -a doua oră. Nu este recomandată o presare prelungită
deoarece straturile de cazeină se pot lipi, iar aciditatea poate crește, ducând la înră utățirea
calităț ii.

2.1.4.6. Uscarea cazeinei
Cazeina trebuie să conți nă sub 12% umiditate pentru o depozitare cât mai îndelungată.
Uscarea uniformă se poate realiza doar în cazul î n care boabele de cazeină au dimensiuni
egale . Cel mai frecvent, cazeina se întinde pe rame de lemn îmbrăcate în pânză. Uscarea se
poate realiza în uscatoare dulap, cu aer cald, iar uneori se practică uscarea pe rame la soare.
De asemenea, s -au dobâ ndit rezult ate deosebite în urma uscă rii cazeinei prin sublimare.

2.1.4.7. Ambalarea ș i păstrarea cazeinei uscate
Cazeina uscată este ambalată în saci sau lă zi. Produsul este foarte stabil ș i se poate
depozita chiar peste un an.
Camera în care este păstrată cazein a trebuie sa fie uscată și ventilată , deoarece aceasta
absoarbe umiditatea atmosferică ș i se poate degrada. Temperatura de păstrare este cupr insă
între 0-10°C, iar umiditatea relativă a aerului trebuie să fie de maximum 7%.
Este necesar să se desfăș oare contro ale periodice pe durata depozită rii pentru a se
depista eventualele modifică ri.

2.1.4.8. Compoziția, proprietățile și utiliză rile cazein ei
Compoziția cazeinei variază în funcție de modul de fabricare. Conținutul de apă
trebuie să fie de maxim 12% î n cazul cazeinei dulci și de 10 % pentru cazeina acidă.
Cantitatea de grăsime maxim admisă este de 1% pentru cazeina dulce ș i de 2 -3% pentru ce a
acidă. Substanțele minerale sunt prezente în proporț ie de 7 -8% pentru cazeina dulce și de 2 –
3% în cazul cazeinei acide.
Cazeina dulce are proprietăți plastice și este utilizată pentru fabricarea galalitului.
Deoare ce acesta este higroscopic, se înlocuie ște ades ea cu materiale plastice pe bază de rășini

41
sintetice. Cazeina acidă se combină cu alcaliile formâ nd cazein ați, folosiț i la prepararea
cleiurilor. [5]

2.1.5. Cazeinații
Sunt ut ilizați in industria alimentară în special cazeinații de sodiu, calciu și potasiu.
Pentru obținerea lor este necesar un conținut cât mai redus în calciu și lactoză al cazeinei
acide, deoarece calciul mărește vâscozitatea soluției, iar lactoza poate provoca modificarea
culorii produsului final. Suspensia de cazeină se realizează în apă caldă, în care se introduce
soluție de NaOH, astfel încât pH -ul final să aibe o valoare cuprinsă în intervalul 6,2 -7,0.
Solubilizarea are loc in 35 -40 minute. Uscarea se realizează prin atomizare la o tempe ratură a
aerului de 160 -250șC la intrarea în turn, iar la ieșire se atinge o temperatură de 80 -100șC.[ 10]

2.1.6 . Laptele degresat destinat furajă rii animalelor

În cazul în care laptele degresat este obținut la centre de smântânire și nu î n fabric i,
acesta este restituit gospodăriilor producatoare, care îl utilizează pentru furajarea vițeilor,
porcilor sau a păsă rilor.[ 5]
Luke Randall, Katharina Heinrich, Robert Horton, Lucy Brunton, Matthew
Sharman , Victoria Bailey -Horne, Meenaxi Sharma, Ian McLaren, Nick Coldham, Chris
Teale și Jeff Jones au detectat re ziduurile de antibiotice din deș eurile de lapte pr ovenind de la
ferme din Anglia și Ț ara Galilor.
Au fost examinate 103 probe de lapte de la ferme din Anglia și Țara Galilor pentru
prezența antibioticelor b-lactamic e și enteroba cteriacee producătoare de ESBL. Deșeurile de
lapte sunt improprii pentru consumul uman din diverse motive. Acest ea includ lapte colostru ,
lapte de la vaci cu mastită și lapte de la vaci care urmează un tratament cu ant ibiotice sau alte
medicamen te în care reziduurile pot depăș i limitele maxime admise. Acest lapte nu poate fi
vândut pentru consumul uman, dar este utilizat pe scară largă pentru alimentarea vițeilor.
Probele de deșeuri au fost colectate de la ferme din A nglia și Țara Galilor în februarie
și martie 2011. Din acest cadru de eșantionare, 120 de ferme au fost selectate în mod
aleatoriu. Aproximativ 100 ml de d eșeuri de lapte au fost colectaț i de la fiecare fermă cu
ajutorul unui prelevator steril. Un total de 103 probe de deș euri de lapte au fost analizate
pentru 14 compuși cu o structură b -lactamic; a cestea cuprind opt peniciline (amoxicilină,
ampicilină, oxacilină, cloxacilină, dicloxacilină, nafcilină , penicilina G și V) și șase
cefalospo rine (cefalexinul , cefalonium, cefapirină, cefazolină , cefoperazon și cefchinon ă).

42
Cefchinoma a fost găsită în 21,4% din probele supuse analizei și acest lucru poate fi
comparat cu proporția observată de agricultori ( 29%), care au folosit cefchinoma ca tratament
pentru mastită. Cefalonium a fost prezent î n 7,8% din probe și a fost raportat ca fiind utilizat
ca prim tratament de 43% dintre agricultor i în cazul vacilor aflate la sfârșitul lactaț iei.
O soluț ie pentru a preveni vițeii expuș i la antibio tice, ar fi paste urizarea laptelui folosit
la hră nirea acestora. Acest lucru este recomandat în unele pub licații, dat fiind faptul că
deșeurile de lapte pot conține bacterii patogene, cum ar fi Mycobacterium avium
paratuberculosis, bacteria care cauzează b oala Johne, Salmonella spp., Mycoplasma spp. și E.
Coli. [11]

2.2. Valorificarea zerului
Zerul este subpro dusul rezultat la fabricarea brânzeturilor și a cazeinei. Zerul
reprezintă aproximat iv 85 -90% din volumul laptelui ș i cupri nde aproximativ 55% din
substanț a uscată a acestuia. Astfel, î n zer sunt prez ente proteine solubile, substanțe minerale ș i
vitamine hidrosolubile.
La nivel mondial, se prod uc peste 10 milioane tone de brânzeturi în urma cărora
rezultă o cantitate de 85 -90 milioane tone de zer. Acestei c antități i se adaugă ș i zerul r ezultat
la fabricarea cazeinei ș i a produselor derivate.
Se observă că doar o jumătate din cantitatea rezultată de zer se utilizează în alimentația
umană sau pentru furajarea animalelor. Restul, în urma evacuării s ale î n me diu, ridică
nenumă rate probleme de poluare.

2.2.1. Valorificarea zerului sub formă de brâ nzeturi
În această categorie sunt incluse brânzeturile obț inute din zer sau dintr -un amestec de
lapte și zer. Brânzeturile obținute sunt bogate în proteine, să ruri mi nerale și vitamine.
Brânza Ricotta . Acest tip de brânza își are originea în sudul Italiei și este obținută din
zer, lapte, zară sau din amestecu l acestora. Prod usul se prezintă sub forma unei paste moale cu
o structură fină și o aromă ușoară de caramel.
Procedeul prin care se obține brânza Ricotta este urmă torul: zerul este combinat cu
100% lapte degresat sau zară dulce, apoi este încălzit la o temperatură de minimum 85°C prin
injecț ie cu abur. Pentru precipitare se utilizează acidul citric (6% acid citric cristalizat,
dizolvat în apă). Agitarea se oprește pentru adă ugarea acidului, iar precipitarea se produce
imediat. Proteinele prezente la suprafață sunt colectate într -un vas perforat și se mențin 4 -6
ore într -o cameră frigorifică .

43
Brânza Ricotta uscată este obținută prin presarea pastei proaspete în diverse forme.
După aproximativ 2 ore, formele se îndepărtează, iar brânza se supune maturării timp de
câteva luni la o temperatură de 10 -15°C sau 4 săptămâ ni la 21°C.
În tabelul 2.1. sunt prezentate compozițiile brânzei Riccota și brânzei Ricottone.
Tabelul 2.1. Compoziția brânzei Rico tta și Ricottone
Compoziția brâ nzei Ricotta și Ricottone (valori pentru brânza proaspătă )
Tipul
Brânzei Componentele, %
Grăsime Proteine Lactoză Apă
Rico tta din lapte integral
(3,5% gră sime) 12,7 11,2 3,0 72,2
Ricotta din lapte parțial
degresat (2% grăsime) 8,4 13,2 3,6 76,4
Ricotta din lapte parțial
degresat (1% gră sime) 5,2 12,1 3,4 77,6
Ricottone din zer ș i lapte
degresat 0,5 11,3 5,2 82,5

Brânzeturi obț inute din zer concentrat. Acest tip de brânzeturi se fabrică î n Norvegia
din ze r de vaca, zer de oaie (Mysost și Gjetost – prezintă o structură aspră, iar culoarea este
mai închisă) și din zer cu adaos de gră sime (Primost – are un gust dulce caramelizat și o
culoare cafenie deschisă ).
Pentru producerea acestui tip de brâ nzeturi laptele integral de oa ie este amestecat cu
cel de vacă (rapo rt 83/12), se îndepărtează grăsimea și se coagulează timp de 20 minute la
32°C. Din acest amestec se înlătură zerul, căruia i se adaugă smântâna obținută anterior.
Combinația celor două substanțe este supusă con centrării până la un procent de 60% substanță
uscată. Amestecul se fierbe sub vid și se ajunge la un procent în substanță uscată de 84%.
Produsul final se încălzește la 95°C până la realizarea culor ii brune, apoi este transferat într –
un răcitor. Ambalarea se face în bucăți cubice, cât timp pasta este caldă .[4]
M. Bergamaschi, C. Cipolat -Gotet, G. Stocco, C. Valorz, I. Ba zzoli, E. Sturaro, M.
Ramanzin și G. Bittante au studiat tehnologia de obținere a brânzeturilor montane, evaluând
proprietăț ile tehnologice ale laptelui, smântânii și a brâ nzei Ricotta.
Transhumanța vacilor de lapte în păș unile alpine este încă practicată în numeroase
zone m untoase. Aceasta este importantă pentru mai multe ferme permanente de lapte,

44
deoarece utilizarea pășunilor m ontane crește producția de lapte și produse lactate locale.
Obiectivul acestui studiu a fost acela de a caracteriza calitatea și eficiența produselor și a
relațiilor acestora cu calitatea și disponibilitatea ierbii în timpul sezonului de pășunat. Laptele
de la 148 de vaci din cele 12 ferme permanente crescute la o fermă temporară situată în pășuni
alpine a fost prelucrat la fiecare 2 săptămâni pe perioada verii. (de la sfârșitul lunii iunie până
la începutul lunii septembrie).
În timpul fiecărei prelucrări , 11 produse lactate (4 tipuri de lapte, 2 produse secundare,
3 produse proaspete, și 2 brânzeturi maturate) au fost prelevate și analizate. În plus, 8 probe
de furaje proaspete utilizate au fost colectate și analizate. Randamentul laptelui a scăzut odată
cu trecerea de la ferme permanente la ferme temporare și pe parcursul întregii transhumanțe
de vară, dar a fost recuperat parț ial după ce vacile au revenit la fermele permanente. Tendințe
similare au fost observate pentru randamentele zilnice de grăsimi, p roteine, cazeină, lactoză și
energie.
Unele st udii au arătat că tipul dietei ș i compoziția botanică a pășunilor au efecte asupra
calității laptelui și a brânzeturilor. De asemenea, a fost demonstrată importanț a pășunilor ca
un factor cheie în trasabilitat ea și calitatea produselor lactate.
Studiul a fost realizat pe perioada iunie -septembri e la o fermă temporară (1,860 m mai
sus de nivelul mării), situat ă în partea de nord -est a Alpilor italieni (Malga Juribello, Trento,
Italia). Clima este caracterizată prin i erni lungi, reci și veri umede ș i calde. Vacile supuse
testelor au fost libere să pască zi și noapte. Pășunile au acoperit un total de 180 hectare, iar
efectivul a fost compus din 148 de vac i, în medie; turma a fost mutată î n diferite zone de
pășune în funcție de disponibilitatea ierbii fără o rotație rigidă. Eșantioane individuale de lapte
au fost colectate de la 148 de vaci înaintea, în timpul și după transhumanța de vară și au fost
analizate pentru evaluarea caracteristicilor productive (producția de lapte, grăsimi, proteine,
cazeină, lactoză).
Laptele crud (250 litri ) muls seara a fost colectat într -un rezervor desc his și menținut
la o temperatură de aproximativ 15°C peste noapte. În dimineața următoare, crema a fost
îndepărtată de pe suprafață ș i laptele de gresat a fost transferat la cuvă și amestecat cu 250 litri
lapte proaspat muls de dimineață. Cei 500 litri de lapte amestecați s -a încălzit în cuvă până la
27°C și s -au inoculat cu 250 g de iaurt gras compus din lapte pasteurizat, Streptococcus
thermophilus și Lactobacillus bulgaricus. După aproximativ 1 oră de incubare, 25 g de cheag
comercial diluat în 550 ml de apă s -au adăugat î n lapte. Timpul de coagulare a fost de
aproximativ 15 minute. Coagulul a fost tăiat manual în granule de mărimea bo abelor de orez.
După tăier e, cașul din cuvă s -a transfera t pentru a facilita drenarea și apoi fierbe rea la o

45
temperatură de 44 – 45°C timp de 15 min ute. Î n final, cheagul s -a separat și s -au prelevat
probe apoi s -a pus în forma clinidrice și s -a presat timp de 20 ore.
În urmatoarea zi, brânzeturile proaspete au fost sărate prin plasarea în saramură (16%
NaCI) timp de 80 de ore. Apoi au fost maturate pentru 6 și 12 luni într -o pivniță de maturare
până la analiză. Temperatura în pivniță a fost de aproxim ativ 12°C și umiditatea relativă a fost
de 85%.
Zerul rămas la fabricarea brânzeturilor a fost prelevat și utilizat pentru producerea de
Ricotta. Pe scurt, 200 litri de zer au fost transferați într -o cuvă mi că și încălziț i la 90°C și apoi
s-au adăugat 750 ml de oțet de vin pentru a cataliza coagulare a termo-acidă. Ricotta a fost
scoasă din cuvă, cântărită , prelevată și plasată în matrițe, pentru a permite să se răcească și să
se scurgă. Crema, laptele bătut, zerul, R icotta, precum și probele de lapte, au fost depozitate
într-un congelator ( -20șC) până la efectuarea analizei, în decurs de o lună.
Procentele de grăsime, proteine și cazeină au fost determinate prin analiză în infraroșu.
pH-ul a fost măsurat cu un electrod Crison Basic 25. Compoziția chimică a cașului, brânzei
Ricotta și brânzei a fost măsurată folosind un FoodScan (Foss); brânzeturile au fost analizate
la 6 și 12 luni.
Rezultatele raportate în acest experiment sugerează variații considerab ile în
compozițiile chimice și î n recuperarea nutrien ților din brânză, R icotta și smântână în timpul
transhumanței de vară. În special, s -a confirmat scăderea producției de lapte de la vaci, după
trecerea la pășunile alpine și în timpul pășunatului de vară, pr obabil, din cauza dezechilibrului
de nutrienți. De asemenea, s -a constatat recuperarea parțială a funcțiilor productive după
revenirea la fermele permanente de șes.
Monitorizarea caracteristicilor tehnologice ale laptelui în timpul verii a relevat variați i
care s -au corelat cu cantitatea și calitatea furajului disponibil în zonele păscute de vaci.
Proces ele tehnologice utilizate la obținerea brâ nzeturilor s -au caracte rizat prin randamentele
recuperărilor smântânii, brânzei, brânzei R icotta și a nutriențilo r de-a lungul diferitelor etape.
Procesul de ansamblu poate fi considerat eficient, deoarece permite recuperarea
aproximativ a 20% din greutatea laptelui, 88% a prot einelor din lapte și aproape 100% a
grăsimii din lapte în stare proaspătă. Mai mult decât atât, practi cile de transhumanță
maximizează exploatarea res urselor prin pășunat și sprijină activitățile tradiționale. Î ntr-
adevar, ferme le montane temporare pot fi utilizate pentru a produce brânzeturi tipice și
Ricotta cu o valoare adăugată. Acest e constatări po t fi relevante pentru o mai bună apreciere a
calității produselor lactate obținute în fermele montane. [12]

46
2.2.2. Obț inerea lactozei din zer
În acest proces este utiliz at zerul dulce deoarece prezintă u n conținut ridicat de lactoză
(4,5%). În cazul în care se utilizează zerul acid, calitatea produsului obținut este inferioară .
Există două procedee prin care se poate obț ine lactoza:
 cristalizarea lactozei din zerul netratat;
 cristalizarea lacto zei din zerul din care au fost îndepărtate protei nele și să rurile.
În prim ul caz, zerul este concentrat până la 50 -55% substanța uscată și este trecut î n
tancurile d e cristalizare, unde i se adaugă acid clorhidric până la atingerea unui pH d e 4,8 -4,9.
Cristalele de lactoză sunt introduse în soluție pentr u începerea procesului de crista lizare.
Pentru o cristalizare cât mai reușită, dimensiunea minimă a cristalelor trebuie să fie de 0,1
mm.
Răcirea amestecului se realizează î n mai multe etape:
 de la evacuarea din concentrator la o temperatură de 35°C se r ealizează cu apă
rece, scăzându -se temperatura cu 0,5°C/oră ;
 de la temperatura de 35°C până la 25°C se utilizează apa răcita, câte 1°C/oră ;
 de la temperatura de 25°C până la 15°C se utilizează apa răcita, câte 1°C/oră ;
 de la temperatura de 15°C până la 10° C temperatura scade rapid cu ajutorul apei
răcite.
Separarea cristalelor de lactoză se poate realiza prin centrifugare și este urmată de
etapa de spălare. După o a doua separare, lactoza se usucă pe pat fluidiza t, iar cristalele
obținute se macină și apoi se ambalează .
În al doilea caz, există mai multe metode care se p ot aplica. Proteinele reprezintă cele
mai importante impurități existente în lactoza brută; ele pot precipita prin adă ugarea de ac id
clorhidric sau de clorură de calciu și hidroxid de calciu, urmând ca amestecul să fie încălzit
până la fierbere. O altă metodă folosită pentru îndepărtarea proteinelor o reprezintă hidroliza
cu tripsină .

47

Figura 2.1 . Schema procesului de fabricare a lactozei (Alfa -Laval): l -instalație de
concentrare; 2 -tancuri de cristalizare; 3 -decantoare centrifugale; 4 -uscător în pat fluidizat; 5 –
mașină de ambalat.
Rafinarea lactozei. Lactoza brută obținută în urma unei singure cristalizări este
colorată și conține o cantitate mare de săruri ș i proteine. Rafinarea cuprinde mai multe
tratamente în urma cărora sunt îndepă rtate majoritat ea impurităților. Astfel se obține o lactoză
de puritate 99,85%, de culoare albă .
Pentru atinge rea acestui scop, lactoza brută este dizolvată în apă, obținându -se o
soluție de 30%. 10 0 kg lactoză brută se tratează cu 250 g adjuvant de filtrare ș i 250 g pa stă
decolorantă . Se atinge temperatura de fierbere și se adaugă acid clorhidric. Amestecul este
lăsat peste noapte, apoi se reîncălzește și se adaugă lapte de va r 0,05% pentru reducere a
acidității. Lichidul se filtrează prima oară printr -un filtru de presă, iar a doua oară printr -un
filtru de celuloză. Filtratul obținut este limpede și incolor, care se acidifiază cu acid clorhidric
și se concentrează (până la 70% substanță uscată ). Rand amentul procesului este de
aproxi mativ 90%, dar se poate atinge ș i un ra ndament de 100% prin adăugarea soluției mamă
și a apelor de spă lare.
Compoziția chimică a lactozei este prezentată în tabelul 2.2 .
Tabelul 2.2. Compoziția chimică a lactozei
Compoziți a chimică a lactozei
Componentul, % Lactoză
Tehnică Brută Alimentară Farmaceutică
Lactoză 98 98,4 99 99,85
Umiditate 0,35 0,3 0,5 0,1
Proteină (N-6,25) 1,0 0,8 0,1 0,01

48
Cenușă 0,45 0,4 0,2 0,03
Lipide 0,2 0,1 0,2 0,01
Aciditate (ca acid lactic) – – 2 1
Metale grele, mg/kg 5 5
Arsen, mg/kg 1 1

Lactoza obținută poate fi utilizată î n mai multe domenii, astfel:
 în prepararea unor diete pentru diabetici;
 sub forma unor adaosuri în sucurile de fructe ș i legume;
 la fabricarea pâinii, amplificând aroma și menținând prospeț imea acesteia;
 la fabricarea biscuiților, contribuind la fră gezime, a romă ș i culoare;
 la obținerea siropurilor cu conținut de glucoză și galactoză ;
 la obț inerea unor acizi organici: acid lactic, acid citric, acid acetic;
 utilizată ca ingredient în compoziția mediilor de fermentare în industria
antibioticelor.[4 ]

2.2.3. Băuturi obț inute din zer
Pentru producerea acestor băuturi se foloseș te zerul dulce sau acid, care mai apoi este
amestecat cu al te ingrediente. Astfel, prin adă ugarea s ucului de portocale concentrat în raport
de ¼. S -au obținut și alte bă uturi din zer ș i diverse sucuri, cum ar fi cel de grape fruit sau
piersici sau din zer ș i piure de căpșune. Unele procese necesită adă ugarea acidului citric
pentru reglarea pH -ului.
Chișelul se obț ine dintr -un amestec de zer (62,5%), zaharoză (5%), amidon (3, 5%) și
apă. Zerului filtrat și încă lzit la 95°C timp de 10 -15 minute. Produsul final este vâscos și se
ambalează în butelii sau pahare, fiind păstrat la o temperatură de 4-6°C.
De ase menea, se pot fabrica diverse bă uturi prin fermentarea zerului cu diferite culturi
de microorganisme. Zerul dulce e ste inoculat cu o maia alcatuită din Lb. Bulgaricus, Lb.
Acidophylus, Lb. Helveticus, Lb. Casei si Str. Thermophylus. Amestecul este t ermosta tat
timp de 24 ore, apoi este răcit ș i ambalat.
Băuturile nefermentate se obțin din zer concentrat și neutralizat (pH=7), încălzit ș i
filtrat. Di n zerul deproteinizat se fabrică bă uturi spumoase cu adaos de zahăr sau de aromă de
portocale și lămâie . S-a observat că cele mai aprecia te produse sunt cele care se obțin cu
arome de citrice și mentă, iar cele care utilizează zerul dulce sun t superioare celor ce
utilizează zerul acid.

49
Băuturile fermentate se remarcă prin bă utura Rivella (infu zie din plante alpine cu gust
răcoritor) ș i cvasul. Acesta se produce din zer dulce degresat și deproteinizat, filtrat și răcit la
25-30°C. Cvasul conține 50% zahăr: o parte este adăugată î n zer (aproxima tiv 4%), restul
fiind adăugat dupa fermentare sub formă de caramel. Cvasul fermentat se aromatizează cu
esențe de fructe și se dozează în sticle î nchise ermetic.
La fabricarea berii ap roximativ 30% din mustul de malț se poate substitui cu zer
deproteinizat. Pentru atingerea acestui scop, zerul este tratat cu hame i la un pH de 4,5 -5,5,
urmând a fi filtrat și amestecat cu mustul de malț. Există și alte bă uturi asemanatoare berii,
cum ar fi:
 o băutură rezultată din zer și hamei, dar fără malț ; dioxidul de ca rbon formându -se în
procesul de fermentaț ie;
 o bere cu un co nținut de 50% zer, malț, zahăr și coloranți, obținută cu ajutorul
drojdiilor de fermentație înaltă ;
 o bere nutritivă cu un conținut alcoolic redus obținută din zer, hamei și să ruri nutritive.
Băuturi asemănă toare vinului se pot fabrica din zerul proaspăt cu adaos de glucoză ,
zaharoză sau suc de struguri deoarece zerul nu conține o cantitate suficientă de lactoză
necesară asigurării unei concentraț ii suficiente de alcool.
Prin valorificarea zerului se pot obține și băuturi proteice asemănă toare celor fabric ate
din lapte. Băuturile nutritive obținute din zer reprezintă un mare interes pentru cercetă tori.
Astfel, se comercializează un produs sub formă de pulbere obținut din zahăr, zer parț ial
demineral izat, acid citric, lecitină , clorura de sodiu, dextrine, vi tamina C ș i alte vitamine.

2.2.4. Utilizarea zerului pentru fur ajarea animalelor
În furajarea animalelor se folosește atât zerul lichid, cât ș i zerul praf. Zerul lichid este
utilizat la furajarea p orcilor ș i a b ovinelor. Amestecul dintre zer și orz a adus creșteri
importante în greutate în cazul por cilor, iar î n cazul vacilor, consumul de zer a redus
cantitatea de fân și cereale din rația utilizată. S -a constatat că zerul dulce este mai bine
aprecia t în comparaț ie cu cel acid.
Factorii de bază în fura jarea animalelor îi reprezintă substanțele azotate sintetice. Î n
hrana a nimalelor sunt utilizate doar câ teva surse de azot neproteice: ureea, amoniacul anhidru,
apele amoniacale, bicarbonatul ș i sulfatul de amoniu. În țările cu o zootehnie avansată se
utilizează în hrana animalelor substanț e azotate sintetic e, motivele fiind costul mai scăzut, dar
și conținutul bogat în azot.

50
Zerul folosit la furajarea animalelor poate fi îmbogăț it cu azot neproteic prin procesul
de neutralizare a acidului lactic. P rocesul de amonificare este alcă tuit dintr -o succesiune de
neutralizări a acidului lactic prin adă ugare a hidroxidului de amoniu, urmată de fermentarea
zerului sub acț iunea unei culturi pure de microorganisme. F ermentarea lactică decurge în
anumite condiț ii:
 utilizarea culturilor pure de bact erii lactice homofermentative: î n procedeele
industriale se folosesc curent Lb. Bulgaricus ș i Lb. Acidophillus. Tulpina Lb.
bulgaricus – varietate a yogurti se deosebeș te prin viteze de fermentare deosebite, dar
dispare treptat în mediile de bază , cum ar fi ze rul, deoarece acestea au un conținut
dezechilibrat de substanț e azotoase. Pentru corectarea acestui dezavantaj se pot utiliza
diverș i adjuvanti (autolizat de drojdie, extract de porumb);
 temperat ura mediului: aceasta se aleg e în funcț ie de specia bacteriei folosite la
fermentație. Temperatura optimă pentru Lb. Bulgaricus ș i Str. Thermophillus este de
aproximativ 40 -45°C;
 pH-ul m ediului: pH -ul optim se situează î n intervalul 5,5 -6,5. Lactobac ilii pot
fermenta la un pH de până la 3.1 datorită rezistenței lor. Scă derea pH -ului sub o
valoare limită duce la scă derea vitezei de fermentare datorită inhibă rii metabolismului
microorganismelor. pH -ul poate fi ajustat prin aducerea î n masa supusă proces ului
fermentativ a unor substanțe d e neutralizare. Ca substanță de neutralizare se foloseș te
NH4OH chimic pur cu 35% N H3.
Zerul concentrat se poate ad ministra vacilor netratat, dar și după fermentare ș i
amonificare. Acesta este mai b ine acceptat de animale dacă este amestecat cu melasă, în
proporț ii egale.
Zerul praf s -a utilizat în cantitate de maximum 10% în alimentația păsă rilor. La
rumegato are folosirea acestuia are rol î n prevenir ea fenomenului de reducere a gră simii din
lapte.[4 ]
Archana Parashar, Yiqiong Jin, Beth Mason, Michael Chae ș i David C. Bressler
au studiat încorporarea zerului î n fermentarea etanol ului cu rolul de a oferi o soluț ie pentru
eliminarea deș eurilor din industria produselor lactate .
Acest studiu propune o alternativă nouă pentru utilizarea zerului, un produs
secundar din industria laptelui, în fermentația de grâu pentru producția etanolului folosind
Saccharo myces cerevisiae. Zerul a fost încorporat sub formă de substra t în fermentarea
grâului, iar producția etanolului a rămas neaf ectată . Bacteriile lactice producătoare de acid din
zer nu au afectat co -fermentare ș i nici nu au redus randamentul producț iei de etanol.

51
Permeatul de zer poate fi depozitat în mod eficient până la 4 săptămâni la temperatura de
4°C, cu puține schimbări î n conț inutul de lactoză și de acid lactic. Având în vedere abundența
globală și valoarea nutritivă a permeatului de zer, strategia propusă ar putea îmbunătăți
economia sectorului produselor lactate și a biocombustibi lilor, precum și reducerea poluă rii
asupra mediului.
Zerul reprezintă aproximativ 85% din totalul laptel ui utilizat în proces. Lactoza ș i
proteinele sunt cele mai importante componente ale acestuia. Proteina din zer este extrasă prin
ultrafiltrare. Lichidul rămas, permeatul de zer, este compus în principal din lactoză, săruri,
azot nonproteic și apă. Permeatul de zer are aplicații limitate, și mare parte a cantităț ii acestuia
este în prezent aruncată . Cantități mari de zer sunt produ se anual, deoarece se obț in
aproximativ 9 kg de zer/kilogram de brânză. Comerț ul mondial de zer pentru anul 2014 a fost
estimat la 5,6 milioane de tone, din care produsul major a fost zerul praf. În 2013, la nivel
mond ial piața pentru praful de zer și proteine a fost estimată la 9,8 miliarde de dolari în SUA
și a fost prognozată pentru a fi în valoare de 11.7 miliarde de dolari până în 2017. Prin
urmare, găsirea unor noi modalități de a utiliza permeatul de zer este crucială.
Utilizarea permeatului de zer ca aditiv lichid în hrana animalelor are mai multe limitări
inerente și cel mai important, acest lucru începe să dispară de pe piață . Cu toate ca permeatul
de zer este biodegradabil, eliberarea sa în mediu, contribuie în mod semnificativ la poluare a
terenurilor și la poluarea apei. În plus, manipulare a unor volume mari de surplus nu este
profitabilă și este o problemă critică cu care industria se confruntă. În prezent se caută
strategii alternative pentru utilizarea rentabilă a permeatului de zer.
Zerul preluat din 2 fabrici din Canada a fost folosit în acest studiu pentru a valida
fezabilitatea integrării acestor deșeuri lactate în procesul de fermentație a grâului la etanol.
Compoziția zerului poate varia în funcție de laptele din care a fost der ivat precum și a
practicilor de prelucrare. Pe baza datelor compoziționale obținute de la proces atorii de lapte,
cele doua soluț ii de zer au compoziții chimice similare, deși s -au observat unele diferențe.
Soluț ia B a avut cantități mai mari de lactoză, fo sfor și minerale, cum ar fi f ier și zinc,
comparativ cu soluția A.
Preocuparea majoră asociată cu utilizarea zerului în forma sa nativă o reprezintă
stabilitatea acestuia î n timp, c are este, de asemenea, relevantă din punct de vedere a
transportului. La t emperatura camerei, nivelurile de la ctoză au început să scadă după o
săptămână cu o creștere corespunzătoare a acidului lactic. Este cunoscut faptul că
microorganismele naturale prez ente în permeatul de zer consumă lactoză și produc acid lactic
atunci când sunt depozitate pe perioade extinse de timp.

52
Pe de a ltă parte, conținutul de lactoză a fost relativ stabil la 4°C pe o perioadă de 4
săptămâni, iar concentrația de acid lactic nu a crescut în mod dramatic. Astfel, datele obț inute
demonstre ază că bacteriile nu se dezvoltă în permeatul de zer, atunci când acesta este
depozitat la 4șC, timp de până la 4 săptămâni. Acest rezultat sugerează faptul că zerul ar putea
fi transportat în cisterne refrigerate, fără a afecta capacitatea acestuia de a fi folos it ca un
substrat ieftin de cofermentare.
Condițiile pentru hidroliza lactozei din permeatul de zer în zaharuri fermentabile,
glucoză și galactoză, au fost optimizate pentru a obține eliberarea maximă de zahăr. Probele
de zer au fost hidrolizate în mod ob ișnuit folosind Lactozyme înainte de a fi utilizate în
experimente de co -fermentare, iar conținutul de zahăr a fost analizat prin HPLC.
O diferență între ratele de hidroliză a celor două soluț ii de permeat de zer nu a fost
surprinzătoare, da t fiind faptu l că cele două au derivat din procese lactate diferite și
au conținut cantități diferite de minerale, în special fier și zinc, care ar putea afecta funcția
Lactozyme. În ciuda diferenței ratel e lor de hidroliză, ambele soluț ii au putut hidroli za în mod
eficient la glucoză și galactoză și, astfel, au capacitatea de integrare în procesele de
fermentație. În aceste fermentații, randamentul etanolului nu a fost afectat când permeatul de
zer a fost încorporat pentru a înlocui apa de proces. S -a observat că za harurile fe rmentabile,
glucoza și galactoza au fost consumate în mod eficient până la sfârșitul fermentației.
S-au produs niveluri scăzute de acid lactic și acid acetic în ambele medii d e fermentație, ceea
ce sugerează că bacteriile producă toare de acid la ctic prezente în permeatul de zer nu au
afectat în mod negativ sistemul de fermentație.
Această lucrare a demonstrat cu succes utili zarea zerului ca înlocuitor al apei de
proces și co -substrat î n fermentații. Conținutul abundent în sare ș i minerale a perm eatului nu a
influențat în mod negativ producția de etanol atunci când a fost amestecat cu grâu.
Domeniul de aplicare pentru strategia propusă este foarte mare deoarece poate fi posibilă
aplicarea altor materii prime decât grâul, cum ar fi porum bul. Această cercetare va aduce
benefici i atât industriei lactatelor, cât și industriei producă toare de etanol.
Beneficiile pentru industria produselor lactate ar putea include, ev entual, o economie
îmbunătățită și reducerea la minimum a deșeurilor, în t imp ce avantajele care vizează
industria etanolului pot include reducerea apei de proces. [13]

2.3. Valorificarea zarei
2.3.1. Zara praf
Pentru obț inerea zarei praf sunt necesare urmă toarele etape:

53
 pasteurizarea materiei prime;
 concentrarea;
 uscarea;
 ambalarea.
Zara rezultată la fabricarea untului din smântână dulce reprezintă materia primă .[5]
Zara dulce praf este utilizată în principal în produsele de panificație. Cantitatea
utilizată este cuprinsă î n interval ul 2-15%, cantitate ce amplifică gustul, structura, aspectul și
valoarea nutritivă ale a cestor produse. Zara concentrată are aplicații î n fabricarea înghețatei cu
conținut redus de grăs ime.
2.3.2. Recuperarea grăsimii din zară
Degresarea zarei este importantă în cadrul cantităților mari de zară cu un conț inut
redus de gră sime. Pentru degresarea eficientă este necesar să se evite dezintegra rea zarei prin
intermediul ră cirii la maximum 12°C. Depozitarea se realizează într -un tanc tampon prevă zut
cu agitatoare permanente. Separatoarele rec omandate sunt fie ce le cu cameră de nămol, unde
se colectează cazei na, fie cele cu evacuarea liberă a smâ ntânii cu un conț inut de gră sime de
aproximativ 15%. Aliment area separatorului se realizează printr -un vas cu flo tor, iar debitul
se autoreglează în timpul funcționă rii ac estuia.
Pentru mărirea eficienț ei procede ului de degresare este nevoie să se a plice o
dezacidificare parț iala a zarei. Astfel, se poate folosi carbonatul de sodiu, iar aciditatea ajunge
la 18°T. În cazul î n care nu se practica de zacidificarea, zara nu tre buie încălzită deoarece
proteinele pot precipita.

2.3.3. Zara destinată consumului direct
Zara poate fi valorificată în alimentația umană prin consum direct sau în produse
culinare. Din zară se pot fabrica și diverse băuturi prin amestecare cu zahăr și substanț e
aromatizante (cacao, caf ea). Astfel, se folosesc cacao și cafea naturale sau î nlocuitori, zahăr
pentru îndulcire și gelatină sau agar -agar cu rol de substanț e stabilizatoare.
Pentru fabricarea produsulu i aromatizat cu cacao se prepară inițial a mestecul de zahăr
tos (12%) și cacao (2,5%), apoi se adaugă zara încălzită la 70°C. Amest ecul se pasteurizează
la 85 -90°C timp de 10 minute, apoi se răcește la 70°C și se adaugă stabilizatorul solubilizat în
zară. Produsul final se ambalează și se depozite ază la 6 -8°C până la livrare.
Pentru realizarea produsului aromatizat cu cafea se folose ște zara ca atare sau î n
amestec cu lapte degresat. Zara încălzită la 70°C se adaugă peste amestecul din zahăr tos și

54
cafea. Produsul obținut se pasteurizează la 85 -90°C, se menține timp de 10 minute la această
temperatură, apoi se răcește și se ambalează , fiind depozitat la o temperatură de 6-8°C.

2.3.4. Produse fermentate obținute din zară
În vederea obț inerii acestor produse, este nevoie ca zara să nu prez inte bac terii de
contaminare, să aibe un gust natural, iar aciditatea să nu depășească 21°T pentru zara dulce și
35°T pentru cea obținută din smântâna fermentată. Particularităț ile procesului de fabricare a
produs elor acidofile sunt urmă toarele:
 pentru etapa de în sămânțare este folosită o cultură mixtă alcătuită din 5% maia de
Streptococcus lactis ș i 0,3-0,5% ma ia de Lactobacillus acidophylus;
 temperatu ra de termostatare este cuprinsă î n intervalul 28 -40°C ;
 durata de termostatare este de 4 -6 ore, iar aciditate a produsului final este cuprinsă î ntre
70-75°T .
2.3.5. Brânzeturi obținute din zară
Zara poate r eprezenta materia primă pentru obținerea brânzeturilor datorită
conținutului de substanțe proteice asemănă tor cu cel al laptelui. Pentr u obținerea
brânzeturilor, zara se poate folosi ca atare sau î n amestec cu laptele deg resat. Astfel se pot
fabrica brânză slabă de vaci, brânzeturile aperitiv și desert, brânza telemea și brâ nza pentru
topire.
Zara dulce se însămânțează cu 3-3,5% maia de bact erii acidifiante, iar zara acidă se va
încălzi la 30 -35°C dacă are o aciditate redusă (55-60°T). Dupa etapa de coagula re, masa este
încălzită în vane cu manta până la temp eratura de 55 -60°C, sub continuă agitare timp de 30 –
60 minute, până când zerul îndepărtat prezintă o culoar e galben -verzuie și este limpede. Î n
continuare, procesul de prelucrare este identic cu cel al f abricării brâ nzei de vaci din lapte.
La obținerea brânzei telemea se utilizează un amestec de lapte degresat și zară dulce,
cu o aciditate de maximum 23°T. Ame stecul se pasteurizează la 67 -68°C, iar după răcire se
adaugă 15gCaCl2/100 litri lapte ș i 2-3% maia cu bacterii lactice. Coagularea are loc timp de
50-60 minute la o temperatură de 26 -28°C.[4 ]

2.4. Valorificarea ambalajelor din industria laptelui
Igor Rosa Meurer, Carla Christine Lange, Humberto Moreira Hungaro, Maria Jos e
Valenzuela Bell , Virgilio de Carvalho dos Anjos, Cleuber Antonio de S a Silva ș i Miriam
Aparecida de Oliveira Pinto au observat efectul cuantifică rii temperaturii ridicate asupra
deșeurilor din lapte UHT în funcție de ambalaj ș i design.

55
Numă rul deșeurilor de produse alimentare în timpul consumului trebuie să fie scăzut
pentru a asigura du rabilitatea mediului și siguranț a produselor alimentare. Ambalajele joacă
un rol important în păstrarea calității și siguranței alimentelor . Scopul acestei lucrări a fost de
a cuantifica și analiza factorii care influențează deșeurile de lapte UHT, în funcție de
ambalaje.
Au fost analizate zece tipuri diferite de ambalaje de un litru. Deșeurile au fost
cuantificate prin intermediul unei analize gravimetrice și de conversie a volumului în două
condiții: fără ambalaj și cu ambalaj. O variație mare a volumului irosit de lapte a fost
observată pentru diferite tipuri de ambalaje, în ambele cond iții testate. Valorile laptelui irosit
au variat de la (0,43 ± 0,03) la (7,7 ± 0,4) ml pentru cele cu agitare și de la (± 0,04 0,51) până
la (14,7 ± 0,4) ml pentru cele fără agitare. Prin urmare, alegerea ambalajelor care prezintă un
design adecvat pentru golirea completă a conținutului poate reduce deșeuri le de lapte.
Ambalajele joacă un rol important în menținerea integrității, diminuarea pierderilor, precum și
în menținerea calității și siguranței produselor alimentare furnizate consumatorilor. Cu toate
acestea, ambalajele proiectate ar putea contribui la risipa de alimente. Impactul mai mare a
acestei probleme a fost observat în cazul pachete lor de produse alimentare lichide, inclusiv
cele ale sucurilor de fructe și ale lapte lui UHT .
O modalitate de a r educe la minimum problemele de aprovizionare cu lapte, a fost
crearea în 1961 de catre Compania Tetra Pak a unui ambalaj care îmbină conceptele de
temperatură înal tă și ultra pachet ce protejează laptele fără adă ugarea conserva nților sau
depozitarea la tem peratura de refrigerare. Acest pachet are o s tructură multistrat compusă din
trei materiale: hârtie, plastic și aluminiu, distribuite în șase straturi. Hârtia reprezintă 75% din
masa sa, aluminiu l 5%, iar plasticul 20%. Acest tip de pachet variază din punct de vedere al
dimensiunii, formatului, și modului de deschidere, în funcție de produsul cu care urmează să
fie umplut.
Au fost analizate zece tipuri diferite de ambalaje de un litru de lapte integral, lapte
UHT. Un studiu descriptiv al pachetelor a fo st făcut, în funcție de materialul, tipul de
deschidere și dimensiunile acestora.
Plierea ambalajului și striațiunile peretelelui interior, utilizarea deschiderii cu capac
atunci când amb alajul nu este ambalat sub formă de sticlă , ruperea sigiliului de des chidere și
lipsa informațiilor cu privire la modul în care ar trebui să fie servit ambalajul , favorizează
retenția de lapte în interiorul acestuia și, prin urmare, crește numărul deșeuri lor.
Cifrele elaborate și abordarea generică pentru a investiga golir ea, comportamentul și
risipa de alimente de pachete UHT adaugă informații relevante pentru înțe legerea și

56
cuantificarea cantității de lapte consumate și poate sugera, de asemenea, zone de îmbunătățire
pentru producători. [14]
Enoch Y. Par , Kazuya Naruse și Tatsuya Kato au îmbunătăț it semnificativ producția
celulazei în culturi de Acremonium cellulolyticus prin utilizarea ambalajelor de lapte ca ș i
deșeuri .
Producția de celul ază este cel mai important pas î n producția etanolului și a altor
substanțe chimice din surse regenerabile. Până în prezent, mulți producători potențiali au
izolat celulaza și au utilizat -o pentru producerea de celuloză. Cu toate acestea, producătorii de
celulază necesită pulbere de celu loză relativ scumpă ca sursă unică de carbon, iar acest lucru
împiedică aplicarea industrială în procesele de bioconversie. Pentru a depăși această
problemă, utilizarea deșeurilor ca sursă de carbon pentru produc erea de celulaze a fost
sugerată datorită costurilor mai mici.
Reziduurile agricole prezente în abundență, cum ar fi paie le de grâu, paie le de orez și
lignoceluloza au fost utilizate pentru producerea celulazei. Aceste materii prime sunt mai
ieftine, dar pretratamentul este, în general necesar pentr u a îmbunătăți utilizarea lor ca surse
de carbon, ceea ce crește în mod considerabil costurile. Biomasa celulozol itică trebuie să fie
hidrolizată la zaharuri reducătoare cu ajutorul enzimelor celulolitice sau acizilor . Deșeurile de
hârtie reprezintă o biom asă c elulozolitică care a fost vizată pentru reciclare. Î n Japonia, circa
30,6 milioane de tone de hârtie sunt produse și consumate în fiecare an. Importanța acordată
reciclării a condus la creșterea gradului de conștientizare publică, astfel încât, în 200 8, 75,1%
din producția a nuală de hârtie a fost colectată și 61,8% a fost refolosită .
Când materialele din hârtie sunt reciclate, acestea sunt de obicei convertite în produse
din hârtie de calitate inferioara, de exemplu, hârtia de birou este convertită în hartie folosită la
realizarea revistelor, iar cartonul este transformat în produse sanitare. Pe măsură ce hârtia este
reciclată, lungimea fibrelor de celuloză scade. Această scurtare a fibrelor celulozice reduce
calitate a hârtie i. Prin urmare, raportul maxim de reciclare a hârtiei este considerat a fi de 65%.
35% din totalul de hârtie nu este potrivit pentru recic lare și este eliminat ca nămol de hârtie,
care este incinerat.
În Japonia, aproximativ 251.000 de tone de amba laje din hârtie au fost utilizate ca
recipiente pentru produse alimentare, băuturi și lapte în 2008, ceea ce a reprezentat 0,7% din
consumul total de hârtie. Ambalajele de hârtie sunt realizate din conifere și acoperite cu folie
de polietilenă, iar 70% dintre acestea sunt utilizate ca recipiente de lapt e. Datorită siguranței
lor bune, greutății reduse, manevrării ușoare și regenerabilităț ii, utilizarea ambalajului de

57
hârtie a crescut în fiecare an cu aproximativ 1%. În Japonia, raportul de reciclare a
ambalajelor din hârtie a crescut în fiecare an și a f ost raportat la 32% în 2008.
Nu există rapoarte specifice privind producția de celulaza din MP celuloză. Deșeurile
MP sunt foarte curate, dar au fost reutilizate numai ca produse sanitare. In acest studiu, s -a
dezvoltat o metodă de utilizare a celulozei MP ca sursă de carbon pentru producerea de
celulază din A. Cellulolyticus. MP au fost pretratate mai întâi cu celulază și apoi folosite ca
sursă de carbon pentru o cultură A. cellulolyticus. Acest pretratament a îmbunătățit în mod
semnificativ producția de c elulază . Propriet ățile fizico -chimice și modifică rile morfologice ale
MP pretratate au fost investigate.
Producția de celulază este un pas cheie în biorafinare , în producția de bioetanol ca ș i
combustibil alternativ. Atunci când A. cellulolyticus a fost cultiva tă în MP pretratate cu
celuloză 3 FPU/ g MP timp de 12 ore, activitatea a cresc ut în mod semnificativ la 16 FP / ml
într-un fermentator de 3 litri . Aceasta a fost de 25 ori mai mare decât activitatea realiz ată cu
MP netratate cu celuloză .[15]
Suraj u A. Lateef, Nilmini Beneragama, Takaki Yamashi ro, Masahiro Iwasaki,
Chun Ying și Kazutaka Umetsu au evaluat producția biohidrogenului prin codigestia
gunoiu lui de grajd al vacilor și a deș eurilor de lapte la temperaturi termofile .
Folosirea combustibililor fosili și preocupă rile privind impactul neg ativ asupra
mediului au dus la înlocuirea lor parțiala sau totală cu surse regenerabile, non -poluante.
Hidrogenul este una dintre alternativele ideale pentru combustibilii fosili. Utilizarea acestu ia
în celula de combu stibil nu produce C O2, un prim vinovat în schimbările climatice.
Producția efectivă de hidrogen necesită adesea suplimentarea cu o cantitate adecvată
de soluț ie tampon, care inevitabil va crește costul de producție. Codigestia mai multor deșeuri
cu caracteristici complementare ar putea oferi un echilibru nutritiv și o c apacitatea de
tamponare necesară , prin aceasta s -ar putea reduce costurile pentru cont rolul pH -ului.
Utilizarea potențiala a gunoiului de grajd și a furajelor bogate în carbon a fost sugerată
anterior.
Mastita este o boală comună a vacilor de l apte, fiind de multe ori tratată cu ajutorul
antibioticelor. De aceea, este posibil ca laptele provenit de la vaci tratate cu antibiotice pentru
mastită să c onțină anumite cantități de bacterii rezistente la antibiotice. Laptele nu este în mod
normal folosit timp de aproximativ o săptămână și de multe ori este eliminat în mediul
înconjurător.
În studiul de față, co -digestia gunoiului de grajd și a deșeur ilor de lapte a fost
investigată în experimente de lot pentru a examina efectele acesteia, da r si potențialul de

58
producție a hidrogenului și reducerea bacteriilor rezistente la cefazolină. Informațiile din
experimente ar fi benefice pentru a de termina cantitat ea optimă de deșeuri, dar ș i de gunoi de
grajd care urmează să fie co -digerate.
Producția totală de gaze a fost monitorizată zilnic. Volumul de gaz produs a fost
măsurat cu ajutorul unui contor de gaz umed. Toate măsurătorile de gaze au fost exprimate la
0°C și la o presiune de o atmosferă. Înainte de măsurarea volumului de gaz în punga de gaz, a
fost colectat un eșantion (1 ml gaz) cu ajutorul unei seringi etanșe și micro analizat pentru
aflarea compoziției gazelor cu ajutorul unui cromatograf (Shimadzu G C-14A) echipat cu un
detector de conductivitate termică. Argonul a fost folosit ca g az purtator, iar pH -ul a fost
măsurat cu un pH -metru Horiba D -55.
Concentrațiile de hidrogen de -a lun gul timpului au crescut odată cu crește rea încărcării
și includerea deșeurilor d e lapte. Cea mai mare concentraț ie a fost de 48,7%.
Creșterea observată a concentrației de hidrogen în produs era de așteptat, deoarece creșterea
concentrației substratului ar putea dezvolta capacitatea bacteriilor producătoare de hidrogen.
În mod similar, creșterea ar putea fi atribuită caracteristicilor deșe urilor de lapte.
Randamentele producț iilor de hidrogen observate în a cest studiu par a avea legatură atât cu
concentrați a substratului, cât și cu disponibilitatea acestora. Rezultatele ar ată două puncte
importante.
În primul rând, creșterea încărcarii organice a crescut producția de hidrogen. Acest
rezultat era de așteptat, deoarece concentrațiile ridicate de substrat potențial conduc la
producții ridicate. La aceste încărcări organice, randamen tul hidrogenului a crescut odată cu
creșterea cantității de deș euri de lap te, ceea ce indică faptul că deș eurile de lapte au un
potențial de producție al hidrogenului mai mare decât gunoiul de grajd. Cu toate acest ea, s-a
observat un randament nese mnificativ doar prin digestia deșeurilor de lapte. Experimente
preliminare privind producerea hidrogenului prin digestia gunoiului de grajd singur, a arătat
de aseme nea că producția a fost scăzută (datele nu sunt prezentate). Acestea subliniază
importanța codigestiei celor două substraturi. Îmbunătățirea observată în cazul randamentului
ar putea fi cauza sinergismului pozitiv stabilit între amestecuri. [16]

59
CAPITOLUL 3 . CALCULUL TEHNOLOGIC AL
PASTEURIZATORULUI

3.1. Tema de proiectare
Să se realizeze calculul tehnologi c al unui pasteurizator, schimbător de caldura cu
plăci de tip Alfa -Laval P12, care asigură pasteurizarea laptelui într -o instalație tehnologică de
obținere a laptelui.
3.2. Datele de proiectare și caracteristicile geometri ce ale schimbătorului de căldură
Se va considera că încă lzirea laptelui se face de la 14șC la o temperatură de 40șC cu
ajutorul laptelui pasteurizat, care are tempera tura de intrare 75șC, iar de ieș ire 43șC.
Debitul masic al laptelui integral este de 7,39 [kg/s] .
Din datele de literatură se consideră că densitatea laptelui de vacă variază î ntre 1027 –
1034 kg/m3.
Principalele carac teristici geometrice ale schimbătorului de căldură Alfa -Laval P12
sunt urmă toarele [17]:
 lungime – 1170 mm;
 lățime – 420 mm ;
 grosime – 1,3 mm;
 aria suprafeț ei de transfer, f, – 0,31 m2;
 distanța dintre plă ci – 4,0 mm;
 aria secț iunii de curgere – 152·10−5m2;
 diametrul echivalent ( de) – 8 mm.
Proprietățile termo -fizice ale laptelui sunt determinate pe baza relațiilo r dezvoltate de
Choi și Okos [18 ]:
cpgr= 1984,2+1473,3· 10−3·t -4800,8·10−6·t2, (J/Kg·K) (3.1.)
ρgr= 925,59 -0,41757·t, (Kg/ m3) (3.2.)
λgr = 0,1807 -2,7604·10−3·t-1,7749·10−7·t2, W/(m·K) (3.3.)
În tabelul 3.1. sunt redate valorile proprietăților termo -fizice ale laptelui calculate pe
baza relațiilor Choi și Okos.
Tabelul 3 .1. Proprietățile termo -fizice ale laptelui

t
)(C
Cp (J/kg*K)
 (kg/m3)
 (kg/m3)
 (W/m*K)
iL
3929,09 1025,3
310399,1 0,500

59 3976,2 1011,58
310724,0 0,518
5,28
pL

60

Se va calcula coeficientul parțial de transfer termic, 1 pentru laptele integral pe baza
relațiilor prezentate în literatura de specialitate. Pentru a calcula acest coeficient trebuie să
cunoaștem numărul de treceri. Numărul de treceri se calculează conform relației:
𝐺𝑚 = n·ρ·v·S
 n = 𝐺𝑚
𝜌·𝑣·𝑆 (3.4.)
unde:
 Gm –debitul masic, (kg/s);
 n – numărul de treceri;
 ρ – densitatea, (Kg/ m3);
 v – viteza de curgere, (m/s);
 S – suprafața de transfer termic, (𝑚2)
Din datele de literatură se cunoaște că viteza variază în domeniul 0,3 -0,8 (m/s). Voi
alege pentru calculul meu valoarea de 0,75 (m/s).
Pe baza relației 3.4. se calculează numărul de treceri:
n = 7,39
1025,3·0,75·152·10−5 = 7,39
1,16 = 6,37 ≈ 6 treceri
Se va re calcul a viteza reală pe baza relației :
𝑣=𝐺𝑚
𝜌·𝑛·𝑆 [m/s] (3.5.)
unde:
 𝐺𝑚 – debitul masic, (kg/s);
 ρ – densitatea, (kg/ m3);
 n – numărul de treceri;
 v – viteza de curgere, (m/s);
 S – suprafața de transfer termic, (𝑚2).
Conform relației 3.5. viteza reală este:
𝑣=7,39
1025,3·6·152·10−5 = 7,39
9,35 = 0,79 [m/s]
Criteriul Reynolds se va calcula cu ajutorul relației:
𝑅𝑒 = 𝜌·𝑣·𝑑𝑒𝑐ℎ
µ (3.6.)
unde:
 ρ – densitatea laptelui, (kg/ 𝑚3);
 v- viteza de curgere, (m/s);
 𝑑𝑒𝑐ℎ – diametrul echivalent, (m);

61
 µ – vâscozitatea dinamică, (mPa·s).
Conform relației 3.6. criteriul Reynolds are valoarea:
𝑅𝑒 = 1025,3·0,79·8·10−3
1,399·10−3 = 4624,73
Criteriul Prandtl se va calcula cu relația:
Pr = 𝐶𝑝·µ
𝜆 (3.7.)
unde:
 Cp – capacitatea termică masică a soluției, (J/kg · K) ;
 μ – vâscozitatea termică a concentratului, (kg/m3);
 λ – conductivitatea termică a concentratului, (W/m · K).

Conform relației 3.7. criteriul Prandtl are valoarea:
𝑃𝑟 = 3929,09·1,399·10−3
0,500 = 10,99
Se va calcula Nusselt cu relația:
𝑁𝑢 = c·(𝑅𝑒)0,65·(𝑃𝑟)0,4·ε (3.8.)
unde :
 c – constantă (adimensională);
 Re – criteriul Reynolds;
 Pr- criteriul Prandtl;
 ε – constantă (adimensională).
Conform relației 3.8. Nusselt are valoarea:
𝑁𝑢 = 0,314·241,16·2,60 = 197,55
Se va calcula coeficientul parțial de transfer de căldură al laptelui cu relația:
𝑁𝑢 = 𝛼1·𝑑𝑒
𝜆
𝛼1 = 𝑁𝑢·𝜆
𝑑𝑒 [W/(𝑚2·𝐾)] (3.9.)
unde:

uN – criteriul Nusselt;

ed – diametrul echivalent, (m);
 λ – conductivitatea termică a concentratului, (W/m · K).
Pe baza relației 3.9. se calculează coeficientul parțial de transfer de căldură al laptelui:
𝛼1 = 197,55·0,518
8·10−3 = 12791,36 [W/(𝑚2·𝐾)]

62
Se va calcula coeficientul parțial de transfer termic, 2 pentru laptele pasteurizat pe
baza relațiilor prezentate în literatura de specialitate. Pentru a calcula acest coeficient trebuie
să cunoaștem numărul de treceri. Numărul de treceri se calculează conform relației 3.4.
Din date de literatură se cunoaște c ă viteza variază în domeniul 0,3 -0,8 (m/s). Voi alege
pentru calculul meu valoarea de 0,75 (m/s).
Pe baza relației 3.4. se calculează numărul de treceri:
n = 5,91
1011,58·0,75·152·10−5 = 5,13 ≈ 5
 6 treceri
Conform relației 3.5. se va recalcul a viteza reală :
v = 5,91
1011,58·6·152·10−5 = 0,64 [m/s]
Se va calcula criteriul Reynolds cu ajutorul relației 3.6. :
𝑅𝑒 = 1011,58·0,64·8·10−3
0,724·10−3 = 7140,88
Conform relației 3.7. se calculează criteriul Prandtl:
𝑃𝑟 = 3976,2·0,724·10−3
0,500 = 5,75
Pe baza relației 3.8. se calculează Nusselt:
𝑁𝑢 = 0,314·319,84·1,69 = 169,73
Se va calcula coeficientul parțial de transfer de căldură al agentului de încălzire cu
relația:
𝑁𝑢 = 𝛼2·𝑑𝑒
𝜆
𝛼2 = 𝑁𝑢·𝜆
𝑑𝑒 [W/(𝑚2·𝐾)] (3.10.)
unde:
 𝑁𝑢 – criteriul Nusselt;

ed – diametrul echivalent, (m);
 λ – conductivitatea termică a concentratului, (W/m · K).
Pe baza relației 3.10. se calculează coeficientul parțial de transfer de căldură al
agentului de încălzire:
𝛼2 = 169,73·0,500
8·10−3 = 10608,1 [W/(𝑚2·𝐾)]
Se va detemina coeficientul total de transfer termic, K, cu relația:
K = 1
1
𝛼1+𝛿1
𝜆+1
𝛼2[W/(𝑚2·𝐾)] (3.11.)
unde :
 α1 – coeficient parțial de tr ansfer de căldură al laptelui, W/(m2 ·K);
 α2 – coeficient parțial de transfer de căld ură al agentului de încălzire, W/(m2·K);

63
 δi – grosimea peretelui țevii, (m)
 λ – conductivitatea termică a materialului din care sunt construite țevile,(W/m·K).
Conform re lației 3.11. se va calcula coeficientul total de transfer termic, K :
K = 1
1
12791,36+8·10−3
49,8+1
10608,1 = 3012,04 [W/(𝑚2·𝐾)]
Se va determina cantitatea de căldură , Q, pe baza relației lui Newton :
Q=A∙K∙Δ𝑇𝑚 (3.12.)
unde:
 A – aria suprafeței de transfer termic, (m2);
 K – coeficient total de transfer termic, W/ (m2 K);
 ΔTm -diferența medie de temperatură, (șC).
𝑄𝑓 = q = 𝑄𝐿𝑝 = 𝑄𝐿𝑖 = 751978,94 W ≈ 751,9 KW
Se va realiza schema de curgere a fluidelor din schimbătorul de căldură în
contracurent:

Figura 3.1. Schema de curgere a fluidelor în schimbătorul de căldură în contracurent
Se va determina temperatura medie logaritmică în schimbătorul de căldură pentru
curgere în contracurent :
ΔTm = 𝛥𝑇1−𝛥𝑇2
𝑙𝑛𝛥𝑇1
𝛥𝑇2 [K] (3.13.)
Conform relației 3.13. temperatura medie logaritmică în schimbătorul de căldură
pentru curgere în contracurent este:
ΔTm = 35−29
𝑙𝑛35
29 = 33,3 [K]
Se va calcula aria de transfer termic a schimbătorului de căldură pe baza relației 3.12:
A = 751978,94
3012,04·33,3 = 7,49 [𝑚2]
Numărul de plă ci se va calcula cu relația:
𝑛𝑖 = 𝐴
𝑓 (3.14.)

64
unde:
 A – aria suprafeței de transfer termic a schimbătorului de căldură, m2;
 f – aria suprafeței de transfer, m2.
Conform relaț iei 3.14. numărul de plăci este:
𝑛𝑖 = 7,49
0,31 = 24,1 ≈ 25 plăci
Se va calcula numărul total de pachete cu ajutorul relației:
𝑧𝑖 = 𝑛𝑖
2·𝑛 (3.15.)
unde:
 ni – numă rul de plă ci;
 n – numărul de treceri.
Conform relației 3.15. numărul total de pachete este:
𝑧𝑖 = 25
2·6 = 2,08 ≈ 2 pachete
Se va calcula l ungimea activă a schimbătorului de căldură cu relația:
L = 2·𝛿𝑝𝑐 + 𝛿𝑝𝑖 + ni·𝛿𝑝 + ni·𝛿𝑐 [mm] (3.16.)
unde:

pc – grosimea plăcii capăt, (mm);

pi – grosimea plăcii intermediare, (mm);

p – grosimea plăcii , (mm);

c – distanța dintre plăci , (mm);
 ni – numărul de plăci.
Din datele de literatura se consideră că𝛿𝑝𝑐 = 110 mm, 𝛿𝑝𝑖 = 72 mm, 𝛿𝑝 = 1 mm si 𝛿𝑐 = 3
mm.
Conform relației 3.16. se calculează lungimea activă a schimbătorului de căldură:
L = 25·8+(25 -1)·4= 304 [mm]

3.3. Dimensionare încălzitor
Considerăm că încălzirea laptelui se face de la 400C la o temperatură de 750C cu
ajutorul apei calde, care are temperatura de 950C.
Debitul:
 Laptelui este de G m=5,91 kg/s.
 Apei este G m=9,32 kg/s

65
În tabelul 3 .2. sunt redate valorile proprietăților termo -fizice calculate pe baza relațiilor
Choi și Okos.
Tabelul 3.2 . Proprietățile termo -fizice ale laptelui și ale apei calde

t
)(C
Cp (J/kg*K)
 (kg/m3)
 (kg/m3)
 (W/m*K)
SL
57,5 3975,02 1012,3 0,745
310
518,0
Ac 87,5 4204,75 966,9 0,3257
310 0,678

Se va calcula coeficientul parțial de transfer termic, 1 pentru laptele smântânit pe baza
relațiilor prezentate în literatura de specialitate. Pentru a calcula acest coeficient trebuie să
cunoaștem numărul de treceri. Numărul de treceri se calculează conform relației 3.4.
Din date de literatură se cunoaște că v iteza variază în domeniul 0,3 -0,8 (m/s). Voi alege
pentru calculul meu valoarea de 0,75 (m/s).
Pe baza relației 3.4. se calculează numărul de treceri:
n = 5,91
1012,3·0,75·152·10−5 = 5,13 ≈ 6
 6 treceri
Conform relației 3.5. se va re calcul a viteza reală :
v = 5,91
1012,3·6·152·10−5 = 0,64 [m/s]
Se va calcula crit eriul Reynolds cu ajutorul relaț iei 3.6:
𝑅𝑒 = 1012,3·0,64·8·10−3
0,745·10−3 = 6953
Conform relației 3.7. se calculează criteriul Prandtl:
𝑃𝑟 = 3975,02·0,745·10−3
0,518 = 5,7
Pe baza relației 3.8. se calculează Nusselt:
𝑁𝑢 = 0,314·314,43·2 = 198,14
Pe baza relației 3.9. se calculează coeficientul parțial de transfer de căldură al laptelui:
𝛼1 = 198,14·0,500
8·10−3 = 12383,75 [W/(𝑚2·𝐾)]
Se va calcula coeficientul parțial de transfer termic, 2al apei calde pe baza relațiilor
prezentate în literatura de specialitate. Pentru a calcula acest coeficient trebuie să cunoaștem
numărul de treceri. Numărul de treceri se calculează conform relației 3.4.
Din date de literatură se cunoaște că viteza variază în domeniul 0,3 -0,8 (m/s). Voi alege
pentru calculul meu valoarea de 0,75 (m/s).
Pe baza relației 3.4. se calculează numărul de treceri:
n = 9,32
966,9·0,75·152·10−5 = 8,47 ≈ 8 treceri

66
Conform rela ției 3.5. se va recalcula viteza reală:
v = 9,32
966,9·8·152·10−5 = 0,79 [m/s]
Se va calcula criteriul Reynolds cu ajutorul relației 3.6:
𝑅𝑒 = 4204,75·0,79·8·10−3
0,0003257 ·10−3 = 18759,59
Conform relației 3.7. se calculează criteriul Prandtl:
𝑃𝑟 = 4204,75·0,3257·10−3
0,678 = 2,01
Pe baza relației 3.8. se calculează Nusselt:
𝑁𝑢 = 0,314·599,23·1,23 = 231,43
Pe baza relației 3.10. se calculează coeficientul parțial de transfer de căldură al
agentului de încălzire:
𝛼2 = 231,43·0,678
8·10−3 = 19614,08 [W/(𝑚2·𝐾)]
Conform relației 3.11. se va calcula coeficientul total de transfer termic, K:
K = 1
1
12383,75+8·10−3
20+1
19614,08 = 1886,79 [W/(𝑚2·𝐾)]
Se va determina cantitatea de căldură , Q, pe baza relației 3.12:
𝑄𝑓 = q = 𝑄𝐿𝑝 = 𝑄𝐿𝑠 = 824412,1 W ≈ 824,4 KW
Se va realiza schema de curgere a fluidelor din schimbătorul de căldură în echicurent:

Figura 3.2. Schema de curgere a fluidelor în schimbătorul de căldură în echicurent
Se va determina temperatura medie logaritmică în schimbătorul de căldură pentru
curgere în echicurent cu ajutorul relației 3.13:
ΔTm = 55−5
𝑙𝑛55
5 = 20,9 [K]
Se va calcula aria de transfer termic a schimbătorului de căldură pe baza relației 3.12:
A = 824412,1
1886,79·20,9 = 20,9 [𝑚2]
Numărul de plăci se va calcula cu relația 3.14:
𝑛𝑖 = 20,9
0,31 = 67,43 ≈ 67 plăci
Se va calcula numărul total de pachete cu ajutorul relației 3.15:

67
𝑧𝑖 = 67
2·6 = 5,58 ≈ 6 pachete lapte smântânit
𝑧𝑖 = 67
2·8 = 4,18 ≈ 4 pachete apă caldă
Se va calcula l ungimea activă a schimbătorului de căldură cu relația 3.16:
L = 67·6 + (67 -1)·4 = 800 [mm]

3.4. Concluzii parțiale
S-a realizat calculul unui schimbător de căldură cu plăci pentru pasteurizarea laptelui
integral, și s -a realizat dimensionarea unui încălzi tor, care asigură încălzirea laptelui pe baza
unui flux de apă caldă.
În urma calculelor au rezultat următoarele valori ale principalelor caracterisitici:
Pentru laptele integral:
 n = 6 treceri;
 v = 0,79 [m/s];
 𝑅𝑒 = 4624,73;
 𝑃𝑟 = 10,99;
 𝑁𝑢 = 197,55;
 𝛼1 = 12791,36 [W/(𝑚2·𝐾)].
Pentru laptele pasteurizat:
 n = 6 treceri;
 v = 0,64 [m/s];
 𝑅𝑒 = 7140,88;
 𝑃𝑟 = 5,75;
 𝑁𝑢 = 169,73;
 𝛼2 = 10608,1 [W/(𝑚2·𝐾)];
 K = 3012,04 [W/(𝑚2·𝐾)];
 Q = 751978,94 [W] ≈ 751,9 [KW];
 ΔTm= 33,3 [K] ;
 A = 7,49 [𝑚2];
 𝑛𝑖 = 25 plăci;
 𝑧𝑖= 2,08 ≈ 2 pachete ;
 L = 304 [mm] .
Pentru laptele smântânit:
 n = 6 treceri;
 v = 0,64 [ m/s];

68
 𝑅𝑒 = 6953;
 𝑃𝑟 = 5,7;
 𝑁𝑢 = 198,14;
 𝛼1= 12383,75 [W/(𝑚2·𝐾)];
 𝑧𝑖 = 6 pachete lapte smântânit .
Pentru apa caldă:
 n = 8 treceri;
 v = 0,79 [m/s];
 𝑅𝑒 = 18759,59 ;
 𝑃𝑟 = 2,01 ;
 𝑁𝑢 = 231,43 ;
 𝛼2 = 19614,08 [W/(𝑚2·𝐾)];
 K = 1886,79 [W/(𝑚2·𝐾)];
 Q = 824412,1 [W] ≈ 824,4 [KW];
 ΔTm = 20,9 [K];
 A = 20,9 [𝑚2];
 𝑛𝑖= 67 plăci ;
 𝑧𝑖 = 67
2·8 = 4,18 ≈ 4 pachete apă caldă
 L = 800 [mm] .

Transferul termic are rolul de a încălzi sau răci atât materiile prime cât și cele auxiliare
în industria de prelucrare a laptelui. Eficiența transferului termic este asigurată de obținerea
unor coeficienți globali de transfer termic mari. Acest lucru duce la micșorarea consumului de
utilități, la micșorarea costurilor de producție, dar și la micșorarea costurilor de investiție și de
întreținere.

69
NORME DE PROTECȚI E A MUNCII ȘI PSI

Se interzice folosirea instalației fără tăblițe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără
săgeți indicatoare pe mânerele can alelor, punerea în funcțiune a instalației fără a se face proba
de etanșare a plăcilor și a conductelor de legătur ă cu apă rece, folosirea instalației mai mult de
4 ore, fără efectuarea spăl ării cu apǎ și soluții chimice conform normativelor în vigoare,
spălarea chimică cu menținerea în circuit a separatorului centrifugal.
Folosirea benzilor murdare sau negresate zilnic înainte de punerea în funcțiune precum
și a celor care nu sunt protejate cu apărători de protecție pe toată lungimea lor, staționarea
personalului pe transportor atunci când instalația este în funcțiune, intrarea în turnul de uscare
în timpul funcționǎrii instalației este de asemenea interzisă .
În laborator se interzice păstrarea substanțelor chimice la întâmplare și administrarea
lor de către personal neinstruit sau folosirea în alte scopuri, utilizarea de butirometre fisurate
și umplerea lor cu acid sulfuric fără folosirea de automate sau pipete cu bulă și amestecarea
conținutului fără dispozitive speciale, utilizarea analizelor de către personal fără echipament
de protecție, manevrarea dopurilor de cauciuc la butirometre fără folosirea tifonului protector,
folosirea de centrifuge fără mențiune pe capac și oprirea cu mân a a lor, turnarea apei peste
acid sulfuric și în spații neamenajate.
Este interzisă depozitarea substanțelor chimice împreunǎ cu alimentele, folosirea de
aparaturǎ defectǎ sau efectuarea lucrărilor cu substanțe ce pot genera efecte nocive fără
folosirea d e nișe și sisteme de ventilație.
Se interzice fumatul și focul deschis, efectuarea lucrărilor de sudură și folosirea
focului deschis fără eliberarea” permisului de lucru cu foc”, orice intervenție de natură tehnică
fără avizul șefului de fabrică.
La oper ațiunile de depozitare și transport se interzice distanța mai mică de 1 m între
două utila je de transport ce încarcă sau descarcă produse finite și stivuirea lor fără a ține
seama de formă geometrică și de rezistența ambalajului, de greutatea produsului, î nălțimea
nedepășind de 1,5 ori latura mică a bazei. Depozitarea produselor sub tablourile electrice și
sub automatele de pornire, în dreptul ușilor de acces și folosirea recipientelor cu substanțe
lichide sau gazoase sub presiune fără capace de protecție l a ventile și depozitarea recipientelor
de oxigen în locuri improvizate, împreun ă cu uleiuri sau grăsimi.

70
Norme de igienă
Igiena încăperilor social -sanitare se referă la vestiare cu spălătoare, cu dușuri, grupuri
sanitare. Vestiarele vor fi de tip filtru sanitar, separate pe sexe și dimensionate la numărul cel
mai mare de muncitori existent în schimbul respectiv. Încăperile social -sanitare vor fi
deservite de personalul special instruit ce nu participǎ la igienizarea secțiilor de producție.
Orice persoan ă care urmează a fi angajată în sectorul alimentar trebuie supusă în
prealabil unui riguros examen medical. După angajare, personalul are obligația să respecte
unele cerințe cu privire la controlul medical periodic, igiena corporală și a echipamentului de
protecție. Respectarea regulilor de igienǎ sunt obligatorii deoarece în lipsa lor se pot produce
contaminări ale materiilor prime și ale materiilor și materialelor directe, indirecte și de
ambalaj.
Igiena secțiilor de producție, utilajelor, ustensilelor de lucru și a ambalajelor se referă
la curățenia pardoselilor, pereților și tavanelor precum și la curățarea, spălarea și dezinfecția
utilajelor și ustensilelor de lucru. Dezinfecția și deratizarea se execută pe cale chimică de
personalul calificat în mod special.

Norme de prevenire și stingere a incendiilor
Aceste norme prevăd în principal următoarele:
 toate clădirile de producție vor fi prevăzute cu hidranți de incendiu, interiori și
exteriori, având în dotare materialele și mijloacele de prevenire a inc endiilor;
 unitatea va dispune de o instalație de apă pentru stingerea incendiilor, separată de cea
potabilă și industrialǎ și va avea în permanențǎ asigurată o rezervă suficientă pentru
cazurile de întrerupere a alimentarii cu apǎ;
 personalul muncitor fo losit la prevenirea și stingerea incendiilor trebuie să cunoască și
să aplice întocmai normele, să întrețină în stare perfectă de funcționare toate
mijloacele de stingere, să mențină libere, curate și în bună stare căile de acces,
culoarele, clădirile, și să intervină imediat și eficient la stingerea eventualelor incendii.

71

CONCLUZII

Scopul acestei lucrări a fost valorificarea produselor si subproduselor din industria
laptelui.
Laptele este considerat un aliment indispensabil, cu multiple beneficii asupra
organismului uman. Acesta este alcătuit din mai multe categorii de componente, fiecare
jucând diferite roluri pentru organismul uman.
Cererea pentru acest produs este în continu ă creștere, l aptele devenind un produs
alimentar cheie al populației . Astfel, se impune valorificarea substanțelor utile rezultate în
diferite etape ale fluxului tehnologic.
Principalele subproduse prezente în industria laptelui sunt: laptele degresat, zerul și
zara, ce pot avea diferite aplica ții in industria alimentară.
Laptele degresat se poate consuma direct sau poate fi valorificat sub formă de
conserve (lapte praf), băuturi răcoritoare, produse lactate dietetice acide sau sub forma unor
brânzeturi . De asemenea, poate fi utilizat și la fura jarea animalelor, existând nume roase studii
privind acest aspect.
Zerul este subprodusul rezultat la fabricarea brânzeturilor și a cazeinei și reprezintă
aproximativ 85 -90% din volumul laptelui. Zerul se poate val orifica sub formă de brânzeturi
sau se poate obține lactoză prin diferite procedee. Pentru producerea băuturilor din zer se
folosește zerul dulce sau acid, care mai apoi este amestecat cu alte ingrediente (suc de
portocale, suc de piersici).
În urma diferi telor procedee aplicate zarei, se obține zara dulce praf, care este utilizată
în principal în produsele de panificație. Zara poate fi valorificată în alimentația umană prin
consum direct sau în produse culinare. Se pot fabrica și diverse băuturi prin amest ecare cu
zahăr și substanțe aromatizante (cacao, cafea).

72
BIBLIOGRAFIE

1. Marius Giorgi Usturoi – Tehnologia laptelui și a produselor derivate, Editura Alfa,
Iași, 2007 , capitolele 1 -2, paginile 6 – 27, 86 – 88;
2. Constantin Banu – Tratat de industrie alimentară. Tehnologii alimentare , Editura
ASAB, 2008, capitolul 1, paginile 21 – 59;
3. Ioan Băisan – Operații și tehnologii în industria alimentară , capitolul 14, paginile 304
– 335;
4. Matei Macoveanu – Minimizarea scăzămintelor tehnologice în industria alimentară
prin valorificarea subproduselor și deșeurilor, Volumul II, Editura Ecozone, Iași, 2005,
capitolul 1 paginile 5 – 7, 54 – 90;
5. C. Cojocaru – Valorificarea deșeurilor din indus tria alimentară, Edi tura Tehnică , 1965,
capitolul V, paginile 137 – 144;
6. Myra E. Flores -Flores, Elena González -Peñas , Food Chemistry, Volume 218 , paginile
378–385, 2017 ;
7. Cecilia Baldini, Davide Gardoni, Marcella Guarino , Journal of Cleaner Production ,
Volume 140, Par t 2, paginile 421–435, 2017 ;
8. Lucia Valsasina, Massimo Pizzol, Sergiy Smetana, Erika Georget, Alexander Mathys
si Volker Heinz , Journal of Cleaner Production , Volume 142, Part 4 , paginile 2209 –
2217 , 2017 ;
9. Antonia Terpou, Angelika -Ioanna Gialleli, Argyro Bekatorou,Dimitra Dimitrellou ,
Vassilios Ganatsios, Eleftheria Barouni, Athanasios A. Koutinas, Maria Kanellaki ,
Food and Bioproducts Processing , Volume 101, paginile 184 – 192, 2017 ;
10. Banu, C. coordonator, ș.a. – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. 2, Ed.
Tehnică, Bucur ești, 2002 , capitolul 3, pagina 437 ;
11. Luke Randall, Katharina Heinrich, Robert Horton, Lucy Brunton, Matthew Sharman ,
Victoria Bailey -Horne, Meenaxi Sharma, Ian McLaren, Nick Coldham, Chris Teale , Jeff
Jones , Research in Veterinary Science , Volume 96, Issue 1, paginile 15-24, 2014 ;
12. M. Bergamaschi, C. Cipolat -Gotet, G. Stocco, C. Valorz, I. Bazzoli, E. Sturaro, M.
Ramanzin si G. Bittante , Volume 99, Issue 12, paginile 9631 –9646 , 2016 ;
13. Archana Parashar, Yiqiong Jin, Beth Mason, Michael Chae si David C. Bressler ,
Volume 99, Issue 3, paginile 1859 –1867 , 2016 ;

73
14. Igor Rosa Meurer, Carla Christine Lange, Humberto Moreira Hungaro, Maria Jose
Valenzuela Bell, Virgilio de Carvalho dos Anjos, Cleuber Antonio de S a Silva ș i
Miriam Aparecida de Oliveira Pinto , Journal of Cleaner Production , Volume 153 ,
paginile 483–490, 2017 ;
15. Enoch Y. Par , Kazuya Naruse și Tatsuya Kato , Bioresource Technology , Volume
102, Issue 10 , paginile 6120 -6127 , 2011 ;
16. Suraju A. Lateef, Nilmini Beneragama, Takaki Yamashiro, Masahiro Iwasaki, Chun
Ying, Kazutaka Umetsu , Bioresource Technology , Volume 110 , paginile 251-257,
2012 ;
17. Banu, C. coordonat or, ș.a. – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. 1, Ed.
Tehnică, București 2002, capitolul 13 paginile 623-664;
18. Nicolae Oniță, Elisabeta Ivan – Memorator pentru calcule în industria alimentară,
Editura Mirton, Timișoara, 2006, capitolul 24, paginile 378 – 382.