Sectie de Fabricare a Inghetatie

MEMORIU TEHNIC

CAPITOLUL I – TEHNOLOGIA FABRICATIEI

I.1. PRODUSUL FINIT

I.1.1. PROPRIETATILE ORGANOLEPTICE ALE INGHETATEI

I.2. CONDITII DE CALITATE , DEPOZITARE, TRANSPORT

CAPITOLUL II – ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICA

II.1. VARIANTE TEHNOLOGICE DE FABRICARE A

ÎNGHEȚATEI

CARACTERISTICILE MATERIILOR PRIME, INTERMEDIARE ȘI AUXILIARE

CAPITOLUL III

BILANȚUL DE MARERIALE ȘI BILANȚUL TERMIC

III.1 BILANȚUL DE MATERIALE

III.2 BILANȚUL TERMIC

CAPITOLUL IV

ALEGEREA ȘI DIMENSIONAREA UTILAJELOR

IV.1 DESCRIEREA PRINCIPALELOR UTILAJE

CAPITOLUL V

CONSUMURI SPECIFICE ȘI RANDAMENTUL DE FABRICAȚIE

CONSUMUL DE MATERII PRIME ȘI AUXILIARE

V.1.1 DIMENSIONAREA VANEI DE PREPARARE A AMESTECULUI

V.1.2 DIMENSIONAREA RĂCITORULUI CU PLĂCI

CAPITOLUL VI

CONTROLUL, REGLAREA ȘI AUTOMATIZAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC

CAPITOLUL VII

AMPLASAMENTUL ȘI PLANUL GENERAL AL SECȚIEI DE PRODUCȚIE

VII.1. STRUCTURA PRINCIPALELOR SPAȚII DE PRODUCȚIE ȘI DEPOZITARE

CAPITOLUL VIII

NORME DE PROTECȚIA MUNCII, P.S.I. ȘI IGIENA MUNCII

CAPITOLUL IX

CALCULUL COSTURILOR DE PRODUCȚIE ȘI A INDICATORILOR DE EFICIENȚĂ ECONOMICĂ

130 pag

=== l ===

TEMA DE PROIECTARE

Sa se proiecteze o sectie de fabricare a inghetatei cu o capacitate de 10kg/zi produs finit.

MEMORIU TEHNIC

Foarte multi dintre noi, au tendinta sa creada ca inghetata este o inventie recenta, insa nu este deloc asa. Inghetata exista chiar inaintea erei noastre in China, sub forma unui amestec de apa si salpetru (azotat natural de sodiu) racit in zapada sau gheata. Primii care au cunosct acest obicei chinezesc si l-au raspandit au fosr arabii, care au preparat asa-numitele sarbats (bauturi facute din siropuri racite in zapada), cuvant care sta la originea termenului de sorbet. [NUME_REDACTAT], inghetata ajunge in secolul XIII datorita lui [NUME_REDACTAT] , care aduce secretul prepararii in Italia dupa o calatorie in China. Daca la inceput era servita la mesele regale, cu putin inainte de secolul XX pe strazile din marile orase europene, puteau fi gasiti vanzatori de inghetata. Succesul a fost imediat, iar popularitatea s-a perpetuat pana in zilele noastre.

Inghetata este un sistem complex al carei caracteristici sunt date de lapte si produsele derivate precum si de celelalte componente adaugate. Din punct de vedere tehnologic, inghetata poate fi definita ca un produs congelat obtinut prin congelarea in conditii speciale a unui amestec omogen, pasteurizat format din late smantana, zahar, diferite ingrediente, stabilizatori, coloranti, emulgatori si arome. Ca aliment inghetata este un produs deosebit de nutritiv, cu o valoare energetica mare, datorita continutului mare de glucide, lipide si proteine. Continutul in grasime a inghetatei variaza intre 3 -20%.

Avand o forma de prezentare foate agreabila din punct de vedere al consumului este recomandata alimentatiei copilului prin continutul de clciu fosfor din lapte. In mod paradoxal poate fi recomandata persoanelo care doresc un aport caloric mai mic deoarece aceeasi cantitate de inghetata realizeaza jumatate din aportul caloric al produselor de cofetarie.

Lucrarea de față prezintă o secție de fabricare a înghețatei cu o capacitate de 10 tone/zi și cuprinde atât cunoștințe necesare celor ce vor să-și însușească meseria de inginer cât și un bogat material structurat pe capitole, referitor la :

tehnologia de fabricație a înghețatei și anume: proprietățile înghețatei, metode de analiză, defecte și măsuri de evitate a acestora, variante tehnologice de fabricație , alegerea și descrierea variantei optime adoptate, caracteristicile materiilor prime, intermediare și auxiliare, precum și procese și fenomene care au loc pe parcursul desfășurării procesului tehnologic de fabricație( Capitolul al II-lea );

calculul bilanțului de materiale și bilanțului termic în urma cărora s-au aflat cantitățile de materii prime necesare pentru obținerea înghețatei precum și necesarul de apă rece, apă caldă , abur ( Capitolul al III-lea);

dimensionarea principalelor utilaje din secție ( Capitolul al IV-lea);

calculul necesarului de utilități: apă, abur, energie electrică (Capitolul al V-lea);

control, reglare și automatizare a procesului tehnologic (Capitolul al VI-lea);

amplasamentul și planul general al secției de fabricare a înghețatei care cuprinde: zona de producție (corpul principal, încăperi de producție, încăperi pentru depozitare, încăperi călire, laborator pentru verificarea salubrității și calitatea produsului finit, încăperi social – sanitare, spații auxiliare: spații pentru preparare soluții de spălare și dezinfecție, spații de depozitare substanțe chimice ținute sub cheie și mai ales rampele pentru recepție și expediție) și dimensionarea principalelor spații de producție (Capitolul al VII-lea);

principalele norme de PM, PSI și igiena muncii (Capitolul al VIII-lea);

calculul costurilor de producție și a indicatorilor de eficiență economică care are în vedere: stabilirea valorii clădirii, spațiilor și amenajărilor, stabilirea valorii cheltuielilor pentru utilajele folosite în secție, salariile personalului, un plan de aprovizionare, cheltuielile de regie (amortizare, reparații, utilități, materiale de igienizare (Capitolul al IX-lea).

Materialul și rețeta prezentată va constitui o bază sigură de plecare pentru a se trece la fabricarea diverselor sortimente de înghețată pentru fiecare zonă în funcție de specificul local și gustul consumatorilor.

În cererea populației pentru înghețată au loc în ultimul timp orientări către produse cu greutate mare și valoare nutritivă scăzută deoarece înghețata este un produs recomandat ca desert chiar și în curele de slăbire și este cel mai consumat produs pe timpul verii datorită efectului răcoritor.

Pentru a răspunde acestor cereri în industria de fabricație a înghețatei se dezvoltă noi capacități de producție și se creează noi produse care să satisfacă continuu cererile crescânde ale consumatorilor.

De asemenea sortimentul de înghețată ales pentru fabricare răspunde cerințelor tuturor claselor de oameni care formează populația țării noastre și nu numai.

CAPITOLUL I – TEHNOLOGIA FABRICATIEI

I.1. PRODUSUL FINIT

I.1.1. PROPRIETATILE ORGANOLEPTICE ALE INGHETATEI

Înghețata se prepară după instrucțiunile tehnologice aprobate la omologarea produsului de organul central coordonator . Materiile prime și auxiliare folosite la prepararea înghețatei trebuie să corespundă dispozițiilor legale sanitare, sanitar-veterinare și standardelor de produs.

Conform STAS 2444-88 înghețata trebuie să aibă următoarele proprietăți organoleptice:

culoare – uniformă, caracteristică aromei sau adaosului întrebuințat, se admite culoare neuniformă la înghețata cu adaosuri de fructe sau sâmburi;

miros – plăcut, corespunzător aromei sau adaosului întrebuințat, fără mirosuri străine;

gust – plăcut, dulce sau dulce-acrișor, corespunzător aromei sau adaosului întrebuințat;

structură și consistență – fină, omogenă în întrega masă, fără cristale de gheață perceptibile sau aglomerări de grăsime sau stabilizator.

Aprecierea gustului și mirosului se face la temperatura de -5˚C.

Aprecierea structurii și a consistenței se face la temperatura de -10˚C.

I.1.2. Proprietățile chimice ale înghețatei

Conform STAS 2444-88 înghețata trebuie să aibă proprietățile chimice menționate în tabelul 1:

Tabelul 1. Proprietățile chimice ale înghețatei

Aceste limite pentru grăsime, zahăr total și substanță uscată se referă la amestecul de bază (înainte de adăugarea ingredientelor).

I.1.3 Proprietățile microbiologice ale înghețatei

Conform STAS 2444-88 înghețata trebuie să aibă proprietățile microbiologice menționate în tabelul 2:

Tabelul 2. Proprietățile microbiologice ale înghețatei

I.2. CONDITII DE CALITATE , DEPOZITARE, TRANSPORT

I.2.1. Inspectia calitatii

INSPECTIA CALITATII cuprinde urmatoarele tipuri de controale:

controlul materiilor prime si materialelor la intrare in fabrica, adica “Receptia calitativa a materialelor”;

controlul materiilor prime si al materialelor in timpul depozitarii;

controlul preoperational, adica controlul igienizarii utilajelor, suprafetelor de lucru, ustensilelor, mainilor operatorilor, controlul spatiilor de productie si al vestiarelor filtru, precum si controlul starii de sanatate al personalului si al conformitatii echipamentelor de lucru.

controlul interfazic care cuprinde verificarea produsului in toate fazele procesului tehnologic, precum si a starii de igiena a spatiilor de productie si a starii de sanatate a personalului. Este verificata si temperatura de depozitare a produselor fabricate;

controlul produsului finit care consta in verificarea tutu- ror sortimentelor de inghetata fabricate in ziua precedenta. Este verificata si temperatura de depozitare a produselor finite din celulele de depozitare;

controlul calitatii produselor prin analize de laborator.

I.1.2.1. Conditii de depozitare

DEPOZITAREA MATERIILOR PRIME SI MATERIALELOR

Materiile prime si materialele necesare productiei de inghetata, sunt depozitate in spatii special amenajate si identificate.

Materiile prime sunt depozitate in conditii care sa asigure pastrarea proprietatilor organoleptice si fizico-chimice, adica o temperatura de max. 25ºC si umiditate relativa a aerului de max.75%.

Etichetele produselor sunt asezate la vedere pentru citirea facila a termenului de valabilitate.

Toate materiile prime si materialele sunt identificate corespunzator prin inscriptionarea denumirii corecte in dreptul produselor resp.

Produsele lactate: lapte gras, lapte degresat,etc., impreuna cu alte materii prime / auxiliare care necesita o temperatura mai mica de depozitare: ulei de cocos, nuci caramelizate, unele paste, fructe confiate, etc, sunt depozitate separat intr-un spatiu identificat “Depozit de materii prime cu temperatura si umiditate controlate”, unde se mentine o temp. de max.15ºC si o umidit. de max. 75%.

Materiile prime usor alterabile ( paste naturale de fruce, topping-uri, preparate de fructe, etc.), sunt depozitate intr-un spatiu de depozitare identificat ”Depozit de paste si gemuri”, unde se mentine o temperatura de max. 4ºC.

Aceste spatii de depozitare sunt dotate cu instalatii de climatizare si aparatura necesara pentru controlul si indicarea temperaturii si umiditatii .

In depozite nu sunt introduse produse care pot constitui surse de contaminare pentru materiile prime ( ambalaje sparte, murdare, degradate, umede, etc.).

Materiile prime si auxiliare sunt pastrate in ambalajele originale, etichetate, cu termenul de valabilitate vizibil marcat.

Ambalajele cu materii prime desfacute pentru receptia calitativa, sunt consumate imediat.

Ambalajele cu materii prime si materiale sunt depozitate pe paleti de lemn, astfel asezate incat sa previna alunecarea sau deteriorarea lor ( in stil caramida).

Paletii cu materii prime si materiale, sunt asezati la cel putin 25 cm departare de peretii laterali si distantati si intre ei, pentru a asigura accesul persoanelor care manipuleaza produsele respective si pentru a asigura o buna ventilatie.

Toate materiile prime si auxiliare intra in consum respectand principiul FI-FO, adica “primul intrat=primul iesit”.

Produsele alimentare cu miros puternic (aromele), sunt izolate de alte materii prime si sunt pastrate in ambalajele originale, inchise ermetic, cu eticheta la vedere.

Materiile prime care se apropie de termenul de valabilitate, intra primele in consum.

I.1.2.2. Controlul produsului finit

Personalul din sectorul “Inspectia calitatii” efectueaza controlul tuturor sortimentelor de inghetata fabricate in ziua precedenta, zilnic, la prima ora.

Pe baza “Raportului de productie” este intocmita lista sortimentelor de inghetata ce urmeaza a fi controlate, si in functie de marimea lotului de produse, este stabilit numarul de bax-uri pentru control.

Sefa de tura primeste lista si pregateste bax-urile cu inghetata pentru control.

La efectuarea controlului produselor finite fabricate sunt urmarite urmatoarele:

– aspectul estetic;

– modul de ambalare;

– modul de etichetare;

– gramajul produselor;

– conditii de depozitare.

Constatarile facute in urma controlului sunt inregistrate in “Fisa de control produs finit”, sub semnatura.

Aspectul estetic:

– se verifica sa nu fie prelins mix de inghetata pe caserole, acestea sa nu fie murdare, sa aiba capacul inchis etans;

– culoarea produsului.

Data expirarii: este corelata data fabricatiei de pe eticheta CTC, cu data expirarii de pe eticheta produsului respectiv.

Etichetarea:

– sunt verificate datele inscrise pe eticheta CTC ( numarul lotului, numarul stampilei CTC); – este verificata conformitatea etichetei produsului ;

– este facuta corelarea dintre eticheta sortiment si sortimentul respectiv de fruct.

Gramajul:

– sunt cantarite bucata cu bucata toate sortimentele propuse pentru control;

– sortimentele sub gramaj (pacalesc cumparatorul) si cele peste gramaj (pacalesc patronul) sunt eliminate de la vanzare.

Ambalarea:

– sunt numarate produsele din bax ( este verificata corelarea dintre acest numar inscris pe CTC si numarul real);

– este verificat tipul de bax corespunzator sortimentului de inghetata controlat;

– sunt verificati separatorii din carton (daca sunt potriviti tipului de baxi, sa nu fie murdari, etc.); – este verificat scotchul (daca lipeste bine);

CAPITOLUL II – ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICA

II.1. VARIANTE TEHNOLOGICE DE FABRICARE A

ÎNGHEȚATEI

II.1.1. Clasificarea principalelor sortimente de înghețată

În practica fabricării înghețatei sunt utilizate o serie de rețete pentru o varietate de produse, care depind de materiile prime utilizate și de preferințele specifice consumatorilor din diferite țări.

În funcție de consistență înghețata se poate comercializa sub formă de: înghețată moale sau înghețată călită.

Înghețata moale este înghețata rezultată după freezare (temperatura -5˚C) și este preferată de consumatori, deoarece senzația de rece este mult diminuată prin faptul că numai o parte din apa conținută se află sub formă de cristale de gheață.

Înghețata călită reprezintă înghețata freezată ce a fost supusă ulterior unei operații de congelare rapidă (călire) la temperaturi scăzute (-30˚C). Această înghețată poate fi depozitată pe termen lung și de asemenea poate fi transportată cu mijloace de transport adecvate, la distanțe mari.

Din punct de vedere al compoziției de bază înghețata poate fi:

înghețată pe bază de lapte;

înghețată fără produse lactate (înghețata de fructe, înghețata cu fructe);

În funcție de principalii componenți ai rețetei, se pot obține anumite categorii de produse care vor fi prezentate în cele ce urmează.

II.1.2. Tipuri de înghețată pe bază de fructe

Se cunosc două tipuri de înghețată pe bază de fructe: înghețată de fructe și înghețată cu fructe.

Înghețata de fructe se caracterizează printr-un conținut mare de zahăr, acizi organici naturali (în cazul folosirii fructelor dulci), coloranți și stabilizatori, gust acrișor și lipsa produselor lactate în compoziție. Sucul de fructe sau siropul de fructe reprezintă 15- 25% din amestec. Aceasta prezintă următoarele particularități:

un conținut ridicat de acizi organici din fructe (minimum 0,35%);

un conținut mare de zahăr (25-30%) ce contribuie la scăderea punctului de congelare;

o înglobare mai redusă de aer (25-45%);

o textură mai grosieră;

o senzație puternică de rece în momentul consumului datorită cristalelor mai mari de gheață cât și punctului de topire mai scăzut și aerării mai reduse.

Înghețata cu fructe se caracterizează prin aceea că are înglobat în masa de înghețată după freezare un anumit fruct (zmeură, căpșune etc.), care sunt în prelabil presărate cu zahăr pudră și lăsate ca siropul să difuzeze cât mai mult. Fructele pot fi introduse întregi, după o prealabilă însiropare. Dacă se utilizează fructele sub formă de piure, acestea se introduc în amestec înainte de freezare.

II.1.3. Tipuri de înghețată pe bază de lapte

Înghețata de lapte este înghețata la care mixul este pe bază de produse lactate, dar conținutul de grăsime reprezintă numai 2-5%. Aromatizarea se poate face cu cacao, cafea, vanilie, fistic sau cu fructe.

Înghețata de frișcă are mixul pe bază de produse lactate, dar conținutul de grăsime este ridicat (peste 8%). Această înghețată poate conține ciocolată, nuci, stafide, alune sau coji de fructe zaharisite (portocale).

Parfait-ul este o înghețată pe bază de lapte și ouă, cu un conținut ridicat de grăsime (minimum 10%) iar conținutul total de substanță uscată trebuie să ajungă la aproximativ 40%.

Înghețata casată este înghețata pe bază de produse lactate care se obține prin stratificarea a diferite sortimente de înghețată, de regulă colorate diferit.

Înghețata spumă reprezintă un produs pe bază de smântână bătută cu zahăr până la textura de frișcă cu adaos de colorant și aromă, ce este congelat.

Înghețata „lacto” este un produs pe bază de zară sau lapte fermentat cu bacterii lactice, continând sucuri de fructe și zahăr, cu o consistență mai puțin fină datorită înglobării unei cantități mai reduse de aer.

Înghețata „sufleu” reprezintă un tip de înghețată de lapte cu un conținut scăzut de grăsime, aproximativ 3%, cu adaos de gălbenuș de ou sau melanj de ouă.

Înghețata „Mellorine” este un produs la care grăsimea din lapte a fost înlocuită cu grăsime vegetală.

Înghețata dietetică hipocalorică este produsul la care zahărul este înlocuit cu un îndulcitor nenutritiv cum ar fi sorbitolul (aproximativ 15%) iar mixul are doar 0,9% grăsime.

Înghețata dietetică pentru diabetici este înghețata pe bază de produse lactate (mixul are aproximativ 15% grăsime) în care zahărul este înlocuit cu sorbitolul (aproximativ 15%).

Înghețata cu glazură de ciocolată se fabrică dintr-un mix lactat care după freezare se brichetează și se acoperă cu o glazură de ciocolată. Glazura este formată din ciocolată, praf de cacao, zahăr, substanță uscată (unt de cacao, unt de vacă, uleiuri hidrogenate).

II.1.4. Scheme tehnologice de fabricatie

Varianta nr. 1

Varianta nr. 2

DESCRIEREA PROCEDEULUI ADOPTAT

II.7.1 Recepția calitativă și cantitativă

Compoziția chimică a laptelui folosit ca materie primă în fabricarea înghețatei determină natura procesului de valorificare și, prin urmare, tipul de produs.

Recepția se face calitativ și cantitativ din bidoane sau din compartimentele cisternei de transport lapte. În ceea ce privește recepția cantitativă, aceasta se face prin măsuri volumetrice sau gravimetrice. Măsurarea volumetrică se face cu ajutorul unui galactometru care are același principiu de lucru ca și al unui apometru, iar recepția gravimetrică se face cu ajutorul unui cântar special pentru lapte. Recepția calitativă se face prin determinarea parametrilor calitativi descriși anterior în urma probelor prelevate.

Pentru laptele de vacă folosit ca materie primă la fabricarea înghețatei, condițiile de recepție sunt următoarele: o densitate minimă de 1,029 cm3, o aciditate de 17- 19˚T, un conținut minim de proteine de 3,2%, un timp minim de decolorare (3 ore) la testul cu reductaza.

II.7.2 Pregătirea materiilor prime

Diferitele tipuri de înghețate se caracterizează prin compoziție, ingrediente folosite și deci este necesar ca pentru fiecare tip de înghețată să se stabilească rețeta de fabricație, pornind de la materiile prime și auxiliare disponibile a căror compoziție este obligatoriu a fi cunoscută. Pentru a stabili rețeta se poate aplica una din următoarele metode de calcul: metoda aritmetică și metoda algebrică.

Pentu stabilirea rețetei de fabricație am folosit metoda arimetică.

Materiile prime și auxiliare folosite pentru realizarea mixului sunt următoarele:

lapte pasteurizat cu 2% grăsime și 8,5% substanță uscată negrasă;

unt cu 74% grăsime și 1% substanță uscată negrasă;

lapte praf smântânit cu 97% substanță uscată negrasă;

zahăr cu 100% substanță uscată negrasă;

stabilizator – gelatină cu 100% substanță uscată negrasă.

vanilie cu 100% substanță uscată

Sortimentul de înghețată pe care dorim să-l obținem are următoarele caracteristici:

grăsime – 10%;

zahăr – 14%;

stabilizator – 0,5%;

vanilie – 0,25%

total substanță uscată – 33%.

Din analiza materiilor prime și auxiliare reiese faptul că toate ingredientele își aduc aportul la substanță uscată totală a mixului, grăsimea fiind dată de laptele pasteurizat cu 2% grăsime și untul cu 74% grăsime. Zahărul este adăugat.

Calculul necesarului de ingrediente:

necesar de zahăr:

10000 ּ = 1400 kg ( 1400 kg substanță uscată);

necesar de gelatină:

10000ּ = 50 kg ( 50 kg substanță uscată);

necesar de vanilie:

10000ּ = 25 kg ( 25 kg substanță uscată);

necesar de grăsime:

10000ּ = 1000 kg grăsime;

necesarul de lapte (presupunând că 10% din grăsimea mixului este asigurată de laptele pasteurizat):

1000 ּ = 100 kg grăsime ce este asigurată de laptele pasteurizat cu 2% grăsime;

100 ּ = 5000 kg lapte pasteurizat cu 2% grăsime;

1000 – 100 = 900 kg grăsime ce trebuie asigurată de unt;

900 ּ = 1216,21 kg unt cu 74% necesar;

– aportul de substanță uscată negrasă din laptele pasteurizat cu 2% grăsime:

5000 ּ = 425 kg

– aportul de substanță uscată negrasă din unt:

1216,21 ּ = 12,16 kg;

– necesarul de lapte praf smântânit (se scad din totalul necesar de substanță uscată negrasă celelalte componente din rețetă):

ּ10000 – ( 1400 + 50+ 25 + 425 + 12,16) = 2300 – 1912,16 = 387,84 kg substanță uscată;

387,84 ּ = 399,83 kg lapte praf smântânit;

– necesarul de apă:

10000 – ( 399,83 + 1216,21 + 50+ 25 + 1400 + 5000) = 10000 – 8091,04 = 1908,96 kg.

Rezultă că pentru realizarea a 10000 kg mix sunt necesare următoarele cantități:

lapte pasteurizat cu 2% grăsime – 5000 kg ( 50%);

unt cu 74% grăsime – 1216,21 kg (12,17%);

lapte praf smântânit – 399,83 kg (4%);

zahăr – 1400 kg (14%);

gelatină – 50 kg (0,5%);

vanilie – 25 kg (0,25%);

apă – 1908,96 kg (19,08).

Aceasta este rețeta de fabricație, fără a lua în calcul pierderile din cadrul bilanțului de materiale.

II.7.3 Pregătirea amestecului

Materia primă este introdusă în vane unde cu ajutorul unui agitator este amestecată si omogenizată. În același timp, în aceste vane se realizează și o preîncălzire a materiei prime. Agentul de încălzire este aburul, care intră în mantaua vanei la opresiune de 0,1-0,3 at. După realizarea unui amestec omogen și încălzit, acesta este trecut cu ajutorul unei pompe, în pasteurizator.

Încălzirea amestecului și omogenizarea lui în vană trebuie să se facă în mod continuu, ceea ce permite mărirea productivității pasteurizatoarelor.

Laptele intră în vana de amestecare printr-un orificiu și se distribuie datorită agitatorului într-un strat subțire pe suprafața de încălzire a aparatului. În contact cu ea, laptele se încălzește.

Este bine ca înainte de pornire a aparatului, să se verifice stratul de cositor de pe suprafața vanei, eventualele rămășițe de lapte ars.

Suprafața de lucru a vanei trebuie clătită, înainte de pornire, cu apă se clor și după aceea să fie spălată cu apă caldă pentru îndepărtarea mirosului de clor.

Pentru realizarea unei repartizări uniforme a componentelor în amestec, se respectă o anumită ordine de introducere a componentelor.

Toate componentele lichide (laptele pasteurizat, laptele praf smântânit) sunt introduse în vană sub agitare și supuse încălzirii. Componentele solide (uscate) incluzând zahăr, untul stabilizator sunt introduse în vană atunci când materialul lichid a ajuns la 49˚C , pentru a împiedica aglomerările de material uscat.

Gelatina se adaugă la răcire – maturare.

Pentru a evita aglomerările de material uscat se procedează astfel:

laptele praf smântânit se amestecă cu zahărul tos în proporție de 2/1 și se adaugă în porțiuni în partea lichidă;

untul se taie în bucăți mici pentru a se grăbi topirea în timpul amestecării sau se poate amesteca în prealabil cu zahăr praf 1/1 până la consistență de cremă și apoi se introduce în compoziție;

gelatina se spală cu apă circa 20- 30 minute, după care se dizolvă la temperatura de 50-65˚C.

În concluzie, componentele mixului se introduc în vană în următoarea ordine: lapte pasteurizat, lapte praf smântânit cu zahărul când temperatura laptelui a ajuns la 49˚C, unt și stabilizator.

II.7.4 Pasteurizarea mixtului

Pasteurizarea are un dublu scop:

să distrugă bacteriile patogene și să reducă numărul total de germeni, astfel ca prousul finit să fie salubru pentru consumatori;

să îmbunătățească calitățile tehnologice ale produsului prin: favorizarea trecerii în soluție a unor componente cât și favorizarea amestecării componentelor pentru a obține un produs uniform ca structură, îmbunătățirea aromei.

Din punct de vedere tehnic pasteurizarea mixului se poate executa:

în vană la temperatura de 63 – 65˚C timp de 20 -30 minute, dar principalele dezavantaje ale pasteurizării în vană sunt următoarele: caracterul dicontinuu al operației, limitarea cantităților de mix ce se pot prelucra, riscul supraîncălzirilor locale cu consecințe asupra calității mixului, costul relativ ridicat în exploatare datorită lipsei posibilităților de recuperare a căldurii în cursul fazelor de încălzire și răcire a mixului.

în pasteurizatoare cu plăci sau tubulare (pasteurizatoare HTST sau UHT). În cazul pasteurizării HTST- [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] – temperatura de pasteurizare este de 80˚C iar durata pasteurizării 25 secunde. În cazul pasteurizării UHT- [NUME_REDACTAT] Temperature – temperatura de pasteurizare este 98- 130˚C iar durata pasteurizării de 1- 40 secunde;

simplă vacreație la 90˚C timp de 1- 3 secunde;

vacreație în trei camere succesive, la următorii parametri: 88- 95˚C și vid de 150- 275 mm Hg, 72- 81˚C și vid de 375- 500 mm Hg, 33- 52˚C și vid 650- 700 mm Hg.

Vacreația este o încălzire la presiune redusă. Aceasta reduce riscul apariției gustului de oxidat și elimină gazele de mix, unele din ele putând proveni din fermentații microbiene anormale și care se găsesc încorporate în produs.

Se consideră că pasteurizarea HSTS și UHT prezintă următoarele avantaje:

se asigură o reduce mult mai importantă a numărului de germeni;

se asigură corpolența (consistența) și textura mai bună a produsului finit și se protejează mai bine produsul față de oxidare;

se poate micșora cu 25-35% cantitatea de stabilizator;

se micșorează durata de lucru, spațiul de amplasare a utilajelor și forța de muncă;

se asigură o creștere a capacității de producție;

se face o economie de energie termică datorită atât condițiilor în care se realizează schimbul termic cât și sistemelor de recuperare a căldurii;

spălarea și dezinfecția utilajelor de pasteurizare se poate face mecanizat.

Dacă însă temperatura de pasteurizare depășește 121˚C, apare aroma de „fiert” și prin urmare se consideră ca optimă temperatura de pasteurizare de 90-105˚C, timp de 30 secunde.

II.7.5 Filtrarea mixului

După pasteurizare, amestecul de înghețată este filtrat pentru îndepărtarea impurităților mecanice care au pătruns în amestec împreună cu materialele.

De la pasteurizator la filtre, amestecul este împins de o pompă centrifugă.

Filtrele folosite sunt de două feluri:

filtre deschise, în care lichidul trece prin pânza de filtru sub acțiunea presiunii statice;

filtre închise, în care lichidul trece prin pânza de filtrare sub acțiunea unei presiuni creata de o pompă centrifugă.

La întreprinderile mari se folosesc filtre închise. Un astfel de filtru este format dintr-o cutie rotundă, confecționată din bronz cositorit și prevăzută cu două site metalice, în care se pun bucăți de vată sau tifon. Filtrul lucrează la o presiune minimă de 1at, creată de o pompă.

O largă întrebuințare o au și filtrele cilindrice, care se instalează direct pe conducta prin care trece amestecul. Aceste filtre nu ocupă un loc special și sunt comode în exploatare întrucât se instalează câte două, din care unul poate fi curățat în timp ce celălalt funcționează.

Filtrarea mixului este o verigă importantă în procesul tehnologic al producției de înghețată și ea trebuie urmărită cu atenție. Schimbarea materialului filtrant se face cât mai des posibil. Refolosirea materialului filtrant se face după spălare și uscare.

II.7..6 Omogenizarea mixului

Se face prin trecerea acestuia printr-un utilaj numit omogenizator, care asigură: obținerea unei suspensii uniforme și stabile a grăsimii prin reducerea dimensiunilor de grăsime sub 2μ. În acest fel se evită separarea grăsimii sub formă de aglomerări de unt. Prin reducerea globulelor de grăsime la 1/10 din mărimea lor inițială, suprafața globulelor de grăsime crește de 100 ori;

Mărimea gradului de repartizare a proteinelor din mix la suprafața globulelor de grăsime nou – formate, cărora la asigură stabilitatea și deci evită ecremarea lor, mai ale atunci când grăsimea mixului provine din smântână și unt congelate. Aglomerările de grăsime ar produce o creștere a viscozității mixului și ar determina o aerare anevoioasă și nesatisfăcătoare.

Se obțin produse cu o textură fină. Timpul de maturare a amestecului se reduce. Cantitățile de stabilizator sunt reduse.

Rezultate bune se obține la omogenizarea în două trepte, cea de – a doua treaptă de omogenizare având rolul de a anihila tendința de aglomerare a globulelor de grăsime și a înglobării unei cantități insuficiente de aer.

Efectul de omogenizare este dependent de : temperatură și de presiunea de omogenizare.

Temperatura de omogenizare. Amestecul de regulă este omogenizat la temperatura de 63-75ºC, deoarece la temperaturi mai mici favorizează formarea de aglomerări de grăsime, creșterea viscozității și implicit creșterea duratei de freezerare.

Presiunea de omogenizare, este foarte importantă în determinarea calității amestecului. Omogenizarea se poate face intr-o singură treaptă (omogenizator cu o singură valvă) și în două trepte ( omogenizator cu două valve).

Alegerea presiunii de omogenizare va fi influențată de:

viscozitatea dorită;

compoziția mixului și, în principal, procentul de grăsime;

temperatura folosită la omogenizare.

Eficiența omogenizării se poate constata printr-o simplă examinare microscopică a amestecului în vederea măsurării dimensiunii globulelor de grăsime.

Pentru omogenizarea mixului se folosește un omogenizator tip”Dispers”, alcătuit din capul omogenizatorului, mecanismul de antrenare, scheletul metalic, instalația electrică și aparatură de măsură și control. Părțile importante în executarea operației sunt capul omogenizator și mecanismul de antrenare.

II.7..7 Răcirea mixului

După omogenizare, amestecul de înghețată este răcit la temperatura de 2-4ºC. Nu se recomandă răcirea amestecului sub 2ºC, deoarece o temperatură mai scăzută încetinește maturarea amestecului, mărește consistența și îngreunează funcționarea pompelor și a conductelor.

Pentru răcirea mixului se folosesc aparate speciale.

Acțiunea lor se bazează pe faptul că lichidul curge în strat subțire pe o suprafață metalică răcită, fie într-un șuvoi subțire, prin țevi răcite la exterior. Prin acesta, mixul preia prin pereții de schimb de căldură – frigul realizat cu ajutorul apei reci, al saramurii sau altor agenți frigorigeni, care curg în contra curent.

În timpul răcirii, trebuie să se aibă grijă ca amestecul să curgă în mod uniform, pe toată suprafața de lucru a răcitorului. Scurgerea neuniformă a amestecului strică regimul de lucru, mărește stropirea și provoacă congelarea pe țevi prin care curge saramura.

Aparatul cel mai des folosit în procesul e răcire a mixului este răcitorul. Dezavantajul pe care-l prezintă acest aparat este că amestecul trece pe o suprafață deschisă și de aceea el poate fi infectat cu impurități din aer. În afară de acesta, în timpul răcirii se produce și o evaporare a umidității, ceea ce mărește pierderile. Pentru îmbunătățirea stării sanitare a răcitorului și pentru micșorarea pierderilor, răcitorul poate fi prevăzut cu capace și cu un colector închis. Avantajul folosirii acestui răcitor este că dă posibilitatea obținerii unui amestec răcit la temperatura dorită.

Productivitatea răcitoarelor, indiferent de tipul lor, este mai mică în cazul răcirii amestecului de înghețată decât la răcirea laptelui, din cauza viscozității mai mari a amestecului.

Răcirea amestecului de înghețată se execută curent în răcitoare cu plăci, care se amplasează după omogenizator.

II.7..8 Maturarea mixului

Maturarea este un anumit proces fizico-chimic în timpul căruia amestecul de înghețată se păstrează un timp determinat, la o temperatură neprielnică dezvoltării microorganismelor. Datorită maturării amestecului, în înghețata au loc următoarele modificări:

înghețata își mărește volumul;

îți îmbunătățește structura și consistența;

solidificarea grăsimii;

hidratarea proteinelor care formează un gel slab elastic ce înglobează apa (scade cantitatea de apă liberă aflată in mix);

dacă stabilizatorul folosit este gelatina, acesta se umflă și se combină cu apa, contribuind la formarea gelului slab elastic;

crește viscozitatea mixului.

Aceste schimbări din amestec împiedică creșterea cristalelor de gheață în timpul congelării în frizer.

Temperatura de maturare a amestecului trebuie să fie cât mai joasă, fără a atinge însă temperatura de congelare a mixului. Dat fiind că temperatura de congelare a mixului este sub 0ºC, maturarea trebuie să aibă loc la o temperatură cuprinsă între 0-4ºC. Creșterea temperaturii peste 4ºC are drept urmare dezvoltarea bacteriilor, ceea ce trebuie evitat.

Maturarea la temperatura de 0-4ºC durează cel mult 4h, timp în care se stinge un procent de afânare de100%. Pentru amestecurile care au un conținut mai mic de lapte praf degresat, timpul de maturare va fi mai îndelungat.

Maturarea mixului se realizează în vane similare cu cele folosite la maturarea smântânii.

În ultimul timp, la maturare se folosesc tancuri orizontale, care au o izolație, ce permite păstrarea amestecului fără răcire în decurs de 4 h. Tancurile sunt căptușite la interior cu tablă de aluminiu sau oțel inoxidabil.

II.7.9 Congelarea parțială (freezarea) a mixtului

Congelarea parțială constă în solidificarea unei părți din apa conținută de mix (1/3 la 1/2) și înglobarea de aer în amestec.

Rolul înglobării de aer este de a atenua senzația de rece în timpul consumării, de a reduce dimensiunile cristalelor de gheață și de oferi înghețatei o structură cât mai fină. Creșterea cantității de aer încorporat în mix se face până la o anumită limită de reținere, la care ritmul de încorporare este egal cu ritmul de pierdere. Înglobarea insuficientă de aer duce la o înghețată tare, densă, cu cristale mari de gheață. Înglobarea exagerată de aer duce la contracararea înghețatei în timpul călirii și a depozitării.

De regulă, o înghețată bună este cea în care dintr-o parte mix se obțin două părți de înghețată. Procentul de înglobare aer se calculează cu relația:

% aerare =.

La feezarea mixului se preferă o congelare rapidă în utilaje cu funcționare contină, deoarece se obține o înghețată cu structură fină, catifelată, ca o consecință a formării cristalelor mici de gheață.

Freezarea rapidă duce la o înghețată cu o aromă mai bine evidențiată datorită cristalelor mai mici de gheață care se topesc rapid în gură în momentul consumării înghețatei. Deasemenea, capacitatea de producție crește, iar produsul se obține într-o stare de igienă bună.

La ieșirea din freezer înghețata trebuie să aibă temperatura de -4…5˚C pentru înghețata care se ambalează în bidoane și de -6,5…-7˚C pentru cea care urmează a fi porționată și ambalată înainte de călire.

Durata freezării va depinde de felul utilajului folosit și va fi de circa 7 minute atunci când freezerul este de tip bazin răcit și de circa 24 secunde în cazul freezerului continuu.

Pentru a se realiza congelarea parțială, mixul trebuie mai întâi răcit de la temperatura de maturare până la atingerea punctului de congelare și apoi în continuare trebuie subrăcit pentru a se congela o parte din apa conținută de mix. Temperatura mixului în freezer scade rapid în timp ce se îndepărtează căldura sensibilă și înainte de a începe congelarea. Această fază durează circa 1-2 minute. În acest interval de timp agitarea mixului reduce viscozitatea acestuia prin distrugerea parțială a structurii de gel și a aglomerărilor globulelor de grăsime.

Structura de gel se poate reforma parțial la întărirea înghețatei. Agitarea mixului favorizeaă și înglobarea de aer.în momentul în care s-a atins temperatura punctului crioscopic începe să se formeze ghața și are loc o concentrare a substanțelor din faza apoaă necongelată. Consecința este scăderea temperaturii punctului crioscopic, astfel că temperatura trebuie scăzută pentru a începe o nouă formare de cristale de gheață.

Căldura de solidificare ce trebuie îndepărtată pentru transformarea de fază nu este măsurabilă termometric, astfel că temperatura mixului nu trebuie modificată notabil pe măsură ce se formează cristalele de gheață.

II.7.10 Porționarea și ambalarea înghețatei

După freezerare, înghețata are structură plastică și poate fi ambalată în diferite ambalaje în funcție de timpul până la consum și de destinație. Ambalarea poate fi făcută:

în vrac, în care caz se utilizează bidoane de aluminiu de capacitate 5, 10, 25 l sau în cutii de carton căptușite cu folie de polietilenă, pentru consum în cofetării;

in ambalaje mai mici pentru distribuție la domiciliu, cum ar fi:

– caserole din masă plastică de 0,5 kg;

– păhărele din masă plastică de 0,05-0,2 kg;

– brichete învelite în hârtie cașerată cu polietilenă;

– folie de aluminiu termosudabile, în greutate de 0,05-0,1 kg;

– ambalaje comestibile cum ar fi vafele de diferite forme;

– ambalaje pentru torturi glazurate, ornate;

Cea mai căutată este înghețata care iese direct din freezer și se consumă la locul de fabricație.

Păstrarea înghețatei se face în general la o temperatură cuprinsă între -18 și -20ºC. Se recomandă ca păstrarea să fie de cât mai scurtă durată. Pentru o păstrare mai îndelungată temperatura de păstrare este de -25ºC.

La o temperatură de păstrare mai ridicată, înghețata îsi gustul, se separă siropul de zahăr, se înrăutățește afânarea și capătă gustul de metal (când ambalajul este confecționat din staniol sau alte metale).

Dacă temperatura la depozitare este menținută constantă, nu va avea loc modificarea a cristalelor de gheață. Dacă în depozit există fluctuații de temperatură, atunci vor avea loc modificări ale fazei congelate și deci modificări ale mărimilor cristalelor de gheață. Fluctuațiile de temperatură din depozit pot fi cauzate de : introducerea și scoaterea produselor (închideri și deschideri de uși); introducerea în depozit a produselor cu temperaturi diferite. În condițiile în care temperatura din depozit crește, atunci cantitatea de gheață scade ca rezultat al unei “topiri“ parțiale.

Dacă temperatura din depozit scade din nou, cantitatea de gheață va crește, având în vedere că numărul de cristale este mai mic (ca rezultat al dispariției cristalelor mici), va avea loc o creștere în dimensiuni a cristalelor rămase, rezultatul fiind un produs cu textură aspră, grosieră.

Cu cât temperatura de depozitare este mai mare și fluctuațiile de temperatură mai mari, cu atât fenomenul de recristalizare va fi mai evident.

II.7.11 Călirea înghețatei (congelarea profundă)

Înghețata care iese din freezer are consistența semifluidă și nu-și poate păstra forma mult timp. În consecință, pentru depozitarea îndelungată, precum și pentru a asigura transportul și consumul de masă al înghețatei este necesară operația de călire.

Călirea se poate realiza în:

camere de răcire cu aer la temperatura de -30ºC;

tunele răcite cu aer la temperatura de -30ºC….-40ºC și viteza aerului de 2-3 m/s ( în tunelul gol );

congelare cu plăci;

La călire, înghețata ajunge până la ~ -18ºC, deci, cantitatea de apă congelată ajunge la 75-80%.

La călire, în general, nu se formează noi cristale de gheață (nu mai are loc nucleerea), ci numai o creștere a cristalelor de gheață deja formate la freezerare, volumul total de gheață fiind dependent de temperatura la care ajunge înghețata în timpul călirii. Dimensiunile cristalelor de gheață la călire ajung la 45-50μm și chiar mai mult (până la 65 μm). Pentru dimensiuni ale cristalelor de gheață de 43,4 μm realizate la temperatura înghețatei de -14ºC, numărul lor ajunge la 4.109 cristale/l.

Durata călirii este influențată de:

mărimea și forma ambalajului: prin dublarea mărimii ambalajului durata necesară călirii se prelungește cu 50%. Forma ambalajului este importantă în determinarea suprafeței de răcire necesară per kilogram înghețată și pentru determinarea vitezei aerului în incinta de congelare, în condițiile în care călirea se execută în tunele cu circulație forțată aerului. Ambalajele de culoare deschisă și cu suprafață reflectantă (netedă) se răcesc mai greu;

circulația aerului: călirea în tunele cu circulație forțată a aerului conduce la o scurtare a duratei cu 60% în comparație cu călirea în regim staționar (fără circulația aerului);

temperatura aerului: temperaturi deasupra la -24ºC și mai scăzute decât-32ºC sunt mai puțin de dorit din punct de vedere al calității produsului și din punct de vedere economic;

temperatura înghețatei ieșită din freezer: la ridicarea cu un grad a temperaturii înghețatei ieșită din freezer, durata de călire va crește cu 10-15%;

compoziția mixului: dacă conținutul de grăsime din înghețată este mai redus, durata de călire este mai mică. Aceeași observație este valabilă și dacă punctul de congelare al înghețatei freezerate este mai mare;

procentul de apă congelată: dacă procentul de apă ce trebuie congelată este mai mare, pentru aceeași temperatură a mediului de congelare, durata călirii se mărește.

II.7.12 Depozitarea înghețatei

Depozitarea înghețatei se face în camere frigorifice care să asigure o temperatură scăzută de -18˚ daca dorim să păstrăm înghețata o perioadă mai lungă de timp. Camerele frigorifice sunt asemănătoare ca formă tunelurilor de congelare și prezintă spațiul necesar pentru păstrarea în bune condiții a produsului finit și permite controlul periodic al acestuia cu ușurință.

II.7.13 Transportul și desfacerea înghețatei

Aceste operații trebuie făcute în condiții care să asigure temperaturi aproape la fel de scăzute ca și cele din timpul depozitării.

Transportul și păstrarea înghețatei în rețeaua de desfacere se face la temperaturile de -15..-16ºC. Transportul se poate face în mijloace autofrigorifice sau în containere răcite cu gheață uscată sau gheață eutectică.

CARACTERISTICILE MATERIILOR PRIME, INTERMEDIARE ȘI AUXILIARE

II.9.1 Laptele de vacă pasteurizat

Laptele are o valoare deosebită deoarece asigură o valoare nutritivă bună alimentelor. Valoarea alimentară sau nutritivă a unui produs alimentar reprezintă calitatea sa principală și este cu atât mai mare , cu cât acesta răspunde mai bine nevoilor organismului. Un rol important în realizarea unei alimentații raționale revine tocmai laptelui și a produselor lactate folosite ca atare sau preparate în combinație cu alte alimente.

Laptele și produsele lactate derivate au constituit întotdeauna un izvor de sănătate.

Laptele, după cum se știe, a fost predestinat de natură ca prima hrană a omului. Laptele constitue un aliment care conține într-o proporție echilibrată toate substanțele necesare dezvoltării organismului tânăr, în starea cea mai ușor asimilabilă.

Compoziția chimică a laptelui de vacă este:

apă – 87,3%;

substanță uscată – 12,7%;

grăsime – 3,7%;

albumină, globulină – 0,5%;

lactoză – 4,5%;

săruri minerale – 0,7%.

În compoziția laptelui intră în primul rând cazeina, lactalbumina și lactoglobulina, proteine superioare din punct de vedere biologic. Acestea conțin aminoacizi esențiali, indispensabili, în proporții apropiate celor necesare omului, având cea mai mare eficiență în favorizarea creșterii.

Grăsimea din lapte, deși în cantitate destul de redusă, este o substanță energetică importantă, a cărui echivalent caloric de 9,3 kcalorii/g este de aproape două ori mai mare decât a zaharurilor și a proteinelor (4,1 kcalorii/g).

Pasteurizarea laptelui este o metodă de conservare a acestuia și se realizează printr-un tratament termic în anumite condiții, ca să se asigure distrugerea aproape în totalitate a florei banale , în totalitate a florei patogene, când aceasta există, căutând să se influențeze cât mai puțin structura fizică a laptelui , echilibrul său chimic, ca și elementele biochimice – enzime și vitamine.

Caracteristicile organoleptice ale laptelui pasteurizat sunt prezentate în tabelul 11:

Tabelul 11. Caracteristicile organoleptice ale laptelui de consum pasteurizat

De regulă, în fabrică, se utilizează lapte pasteurizat normalizat la 3,6% grăsime, 3% grăsime sau 2% grăsime având proprietățile fizico-chimice și microbiologice indicate în tabelul 12:

Tabelul 12. Proprietățile fizico-chimice și microbiologice ale laptelui pasteurizat

Specific laptelui pasteurizat este controlul eficienței pasteurizării, care se face prin proba fosfatazei. Fosfataza este o enzimă prezentă în laptele crud și care este inactivată la o temperatură puțin superioară celei care asigură distrugerea bacilului tuberculozei (63˚C); absența acesteia indică realizarea unei pasteurizări corecte.

II.9.2 [NUME_REDACTAT] este un produs al cărui component de bază este grăsimea în care se află dispersate substanța uscată negrasă, apă, aer și poate fi obținut din smântâna dulce și fermentată. Indiferent de tipul untului, acesta trebuie să corespundă indicatorilor senzoriali, culoare, aspect în secțiune, consistență la 10…12˚C, miros și gust. Se poate folosi unt extra, superior, calitatea I sau a II-a ale cărui caracteristici fizico-chimice sunt prezentate în tabelul 12:

Tabelul 13. Caracteristici fizico-chimice ale untului

În ceea ce privește caracteristicile organoleptice ale untului, acestea sunt prezentate în tabelul următor:

Tabel 14. Caracteristicile organoleptice ale untului

II.9.3 Laptele praf smântânit

Laptele praf care se poate folosi la fabricarea înghețatei poate fi:

tip 26 cu un conținut de 26% grăsime;

tip 20 cu un conținut de 20% grăsime;

tip smântânit cu un conținut de 1,5% grăsime.

Caracteristicile organoleptice ale laptelui praf sunt:
– aspect: pulbere granulară, fără aglomerări grosiere, fără particule arse și corpuri străine;

– culoare: alb-gălbui, omogenă în toată masa;
– miros și gust: plăcut, dulceag, ușor gust de fiert, fără miros și gust străin.

Din punct de vedere microbiologic, nu se admite prezența germenilor patogeni și a bacteriilor coliforme, iar numărul total nu trebuie să depășească 150 000 germeni la 1 g produs. Calitatea laptelui praf smântânit depinde de anumite caracteristici , ca dimensiune, formă și structura particulelor, pe lângă cele fizico-chimice și microbiologice obișnuite.

Dimensiunile și forma particulelor depind de caracteristicile laptelui și de sistemul de uscare. Prin pulverizare, particulele de lapte uscate obținute au de obicei formă sferică sau ovală iar suprafața este în general netedă.

Structura fizică a pariculelor de lapte praf prezintă o mare importanță și poate să imprime proprietăți diferite produselor uscate cu compoziție diferită. Particulele de lapte uscat prin pulverizare cuprind o cantitate de aer sub forma unor bule mici care ocupă 10-15% din volumul particulei.

Componenta chimică principală este lactoza care în laptele praf smântânit reprezintă 50% și formează un înveliș amorf în jurul particulei.

Conținutul în apă în laptele praf smântânit constitue un factor principal care determină atât conservabilitatea produsului. În mod obișnuit conținutul ăn apă variază între 2-3% peste 5%, laptele praf smântânit fiind un produs higroscopic conduce la creșterea umidității și determină apariția unor defecte organoleptice și chimice.

Caracteristicile fizico-chimice ale tipurilor de lapte praf sunt arătate în tabelul 13:

Tabelul 15. Caracteristicile fizico-chimice și microbiologice ale laptelui praf

Din punct de vedere microbiologic, în laptele praf nu se admite prezența germenilor și a bacteriilor coliforme iar numărul total de germeni să depășească 150000 germeni/g produs.

II.9.4 [NUME_REDACTAT] este solubil în apă rece sau caldă (2g/g apă) și are următoarele roluri în mix: intervine în corpolența produsului prin creșterea vîscozității mixului; crește temperatura de denaturare a proteinelor; la concentrații mari are rol conservant (împiedică dezvoltarea microorganismelor de alterare, deoarece leagă apa); este rezistentă la acțiunea căldurii; îmbunătățește aroma produsului; îmbunătățește emulsionarea grăsimii; modifică aroma mixului prin interacțiune cu sărurile minerale (în special NaCl); mărește valoarea nutritivă și energetică a înghețatei.

Zahărul de sfeclă sau trestie are capacitatea de a provoca și scăderea punctului de congelare. Concetrația sa în înghețată este limitată de gradul de dulce, la concentrații mari poate cristaliza la suprafața înghețatei.

În general la fabricarea înghețatei se folosește zahărul (zaharoza), deoarece se poate calcula rapid și precis cantitatea necesară pentru atingerea unui anumit grad de dulce ce trebuie realizat. Zahărul adăugat în mix contribue la valoarea (cantitatea) substanței uscate a mixului, influențând și caracteristicile fizice ale mixului (punctul de congelare, viscozitate).

Conținutul de zahăr variază în limite largi (12-20%), rezultate bune obținându-se la o concentrație de 14-16%. La un adaos de peste 20% zahăr se înrăutățește textura înghețatei, scade rezistența la topire și se ajunge la cristalizarea zaharozei pe suprafața produsului în timpul depozitării.

Zahărul întrebuințat la fabricarea înghețatei trebuie să îndeplinească condiții de puritate chimică și bacteriologică și să fie lipsit de impurități mecanice.

Zahărul tos de calitate superioară și de calitatea I este constituit din cristale de zaharoză neaglomerate. Uniformitatea mărimii și forma cristalelor de zaharoză este condiționată de modul cum a fost efectuat procesul de cristalizare al zemii purificate. În cazul când procesul s-a desfășurat normal, cristalele au o mărime uniformă, sunt de culoare albă și lucioase.

Când zahărul este bine uscat, cristalele de zaharoză se separă ușor unele de altele, fără să se lipească. Dacă zahărul are o umiditate mai mare fie datorită unei uscări insuficiente, fie unei păstrări într-un mediu umed, se formează un sirop care acoperă cristalele de zahăr, favorizând în acest fel aglomerarea acestora sub formă de bulgări de diferite mărimi. Cu cât bulgării sunt mai mari cu cât opun o mai mare rezistență la spargere.

Zahărul tos trebuie să fie curat, fără impuritîți, ca: bucăți de sfoară, praf, scame de saci etc., care provin de la ambalare. Se admit maximum 3 mg impurități metalice la 1 kg produs, care nu trebuie să depășească dimensiunea de 0,3 mm.

Zahărul are gust dulce și nu trebuie să fie însoțit de miros străin.

Compoziția chimică a zahărului este redată în tabelul următor:

Tabelul 16. Compoziția chimică a zahărului

Din datele prezentate în tabel reiese că din punct de vedere chimic zahărul este o zaharoză aproape pură.

Zahărul este ușor solubil în apă și greu solubil în alcool. Toate tipurile de zahăr trebuie să fie complet solubile în apă. Soluția de 10% trebuie să fie clară, dulce, fără miros străin.

În cazul când zahărul este insuficient purificat, el mai conține pe suprafața cristalelor substanțe nezaharoase care absorb umiditatea , creând condiții favorabile dezvoltării microorganismelor. Sub acțiunea acestora are loc descompunerea unei cantități de zaharoză, cu formare de zahăr invertit, care posedă o higroscopicitate mult mai mare decât zaharoza, ceea ce provoacă procesul de umezire a zahărului.

Pentru a evita umezirea zahărului este necesară ca umiditatea relativă a aerului din depozite să fie sub 70% pentru zahărul tos și sub 85% pentru zahărul bucăți.

Determinarea calității zahărului se face pe baza caracteristicilor organoleptice și fizico-chimice ale acestuia. Din punct de vedere organoleptic se apreciază calitatea ambalajului, mărimea și forma cristalelor, gradul de puritate al zahărului, mirosul etc. Se examinează culoarea și umiditatea. Zahărul tos trebuie să fie uscat la pipăit și afânat. Se observă aspectul soluției (10% zahăr).

Pe baza aprecierilor organoleptice se pot trage concluzii asupra calității zahărului.

În rețeaua comercială, verificarea calității zahărului se face prin metode organoleptice și numai în caz de litigiu sau de dubiu se recurge la metode de laborator.

II.9.5 [NUME_REDACTAT] substanțe se adaugă la mix din următoarele motive:

dau o consistență catifelată înghețatei;

se obține un produs cu textură fină prin evitarea formării cristalelor mari de gheață în timpul freezării, călirii și depozitării înghețatei;

asigură o repartizare uniformă a componentelor produsului și mențin structura microcristalină a produsului finit.

La alegerea unui stabilizator trebuie să se aibă în vedere următoarele: ușurința de încorporare în mix, valoarea alimentară și calitatea sanitară,efectul asupra viscozității mixului și asupra înglobării de aer în mix, capacitatea de a întârzia creșterea cristalelor de gheață, tipul de consistență cerut pentru înghețată, influența asupra gustului și mirosului produsului finit, cantitatea necesară pentru asigurarea stabilității, originea stabilizatorului (animală sau vegetală), precum și costul acestuia.

În general, pentru înghețata de lapte și mixtă se recomandă ca stabilizator gelatina care se adaugă într-o proporție de 0,3-0,4%

Gelatina se obține prin hidroliza colagenului din oase, piele, ligamente, tendoane, fiind un amestec de proteine solubile în apă, care formează geluri la temperaturi între 34 – 400C.

Gelatina se prezintă sub formă de granule, plăci, fulgi sau pulbere de culoare galben – ambră. În stare uscată este stabilă în aer, însă în prezența apei se degradează microbiologic.

Gelatina este insolubilă în apă rece, dar poate absorbi apă în proporție de 5 – 10 ori mai mult decât masa proprie și se înmoaie, formând un gel rezistent, elastic, care se dizolvă prin încălzire. Legarea unei cantități mari de apă se explică prin formarea unei rețele dezordonate de macromolecule polipeptidice filiforme care ocupă tot spațiul disponibil. Dizolvarea completă are loc în apă caldă la 50 – 650C.

Gelatina este solubilă în apă caldă, glicerină, acid acetic, dar insolubilă în dizolvanți organici.

II.9.6 [NUME_REDACTAT] conține 0,7- 3% vanilină.

Vanilia sintetică este o substanță solidă aromatizantă. În prezent, vanilia sintetică tinde să înlocuiască în totalitate vanilia naturală având putere mare de aromatizare și proprietăți asemănătoare.

Vanilina este o aldehidă aromatică care se prezintă sub formă de cristale aciculare, de culoare albă sau slab gălbuie. Ea trebuie să aibă mirosul sfecific al vanilinei naturale, să se dizolve complet în alcool și să nu conțină corpuri străine.

II.9.7 Apa potabilă

Apa potabilă se folosește în amestec cu celelalte componente.

Prin apa potabilă sau bună de băut se înțelege apa care poate fi consumată cu plăcere, care oferă senzația de sațietate și nu are efecte nocive asupra organismului consumatorilor.

Apa potabilă trebuie să îndeplinească o serie de condiții, grupate pe criterii științifice în mai multe categorii de norme. În acest sens există o serie de norme de valabilitate internațională (elaborate de [NUME_REDACTAT] a Sănătății) și, în același timp, și unele norme specifice fiecărei țări în parte. În general caracteristicile pe care trebuie să le îndeplinească apa pentru a putea fi considerată potabilă pot fi: organoleptice, fizice, chimice, bacteriologice și biologice.

Condițiile organoleptice se referă la gustul și mirosul apei care se pot aprecia exclusiv cu ajutorul organelor de simț. Apa potabilă trebuie să fie insipidă și inodoră pentru a putea fi bună de băut.

Condițiile fizice pecare trebuie să le îndeplinească apa se referă la:

Temperatura – cea mai convenabilă pentru consumul apei este de 7-15˚C; apa rece sub 4-5˚C are influență nefavorabilă asupra organismului, putând favoriza apariția unor faringite, laringite, amigdalite etc.; apa caldă, care depășește 17-18˚C are un gust neplăcut și nu satisface senzația de sete;

Turbiditate – pentru ca o anumită apă să fie considerată potabilă ea nu trebuie să aibă o turbiditate mai mare de 5 grade cu limita excepțională de 10 grade (1 grad corespunzând la 1 mg SiO4/l de apă;

Culoarea – incoloră.

Condițiile chimice pe care trebuie să le îndeplinească apa pentru a fi potabilă sunt prevăzute în tabelul următor:

Tabelul 17. Caracteristicile chimice ale apei potabile

Condițiile bacteriologice ale apei potabile se referă la lipsa totală din apă a germenilor patogeni.

II.9.8 [NUME_REDACTAT] au o pondere importantă în sectorul fabricării înghețatei și se prezintă sub o mare diversitate de sorturi și dimensiuni. Folosirea de ambalaje necorespunzătoare determină modificări ale aspectului, culorii, consistenței, în paralel cu cele de natură fizico-chimică și microbiologică, care fac înghețata să devină sursă de infecție.

Ambalajele utilizate trebuie să fie: stabile chimic față de apă, acizi, baze, săruri, grăsimi; impermeabile la arome, microorganisme, gaze sau vapori de apă, lipsite de miros sau gust propriu, lipsite de componente care ar putea modifica proprietățile produselor ambalate.

Funcție de sortiment există mai multe tipuri de ambalare: în vrac se ambalează în bidoane de aluminiu sau pungi de polietilenă ambalate în cutii de carton; în cantități mici în tăvițe de plastic cu capac (0,5-1 kg), pahare de plastic cu capac (50-200 g), înghețată pe băt ambalată în pungi de hârtie acoperită cu polietilenă (50-200 g).

II.10 MECANISMUL DE FORMARE A CRISTLELOR DE GHEAȚĂ

Mecanismul formării gheții în mixul de înghețată

Din punct de vedere al mecanismului de cristalizare (înghețare) a apei din mix, aceasta cuprinde două etape și anume nucleerea și creșterea cristalelor de gheață.

Nucleerea în cazul amestecului de înghețată este de tip eterogen, adică are loc în prezența altor particule străine și în contact cu pereții metalici și se caracterizează prin energie mică, deci are loc la o subrăcire mai redusă. Pentru apa pură nucleerea are loc la -5…6ºC. nucleerea omogenă ar putea avea loc la călirea înghețatei freezerate, și anume la temperatura sub -40ºC și are loc prin vacreația moleculelor de apă, atunci când acestea sunt subrăcite puternic. Procesul poate necesita un timp mare, când subrăcirea este mai avansată. Nucleerea omogenă în sisteme alimentare are loc la viteze foarte mare, atunci când ea este amorsată, dar această viteză scade foarte rapid la temperaturi negative extrem de mari, deoarece se reduce mobilitatea apei datorită creșterii dramatice a viscozității sistemului. Nucleerea eterogenă în cazul mixului poate fi primară și secundară.

Nucleerea eterogenă principală este indusă la suprafața internă a peretelui cilindrului de freezerare, unde se formează un strat subțire de gheață. Datorită diferenței mari de temperatură (ΔT) între temperatura peretelui freezerului și mix, acest strat subțire de gheață crește sub formă de dendride, dendride care sunt răzuite de lamele rotorului și amestecate în masa mixului ce se răcește continuu. Stratul subțire de gheață ( 50-75μm), care rămâne după răzuirea dendridelor, va crește din nou și va produce alte dendride, care vor fi din nou răzuite/sfărâmate și amestecate în masa mixului, unde vor crește sub formă de cristale finale de gheață.

Nucleerea secundară (sau nucleerea de contact) are loc datorită materialului de însămânțare din mixul ce se răcește (sfărâmăturile de dendride) și necesită o amestecare suficientă pentru ca nucleele de cristale să vină în contact unele cu altele, ăn contact cu pereții freezerului și cu elementele rotorului.

Creșterea cristalelor de gheață. Nucleele de gheață se transformă ăn cristale de gheață prin următoarele mecanisme: difuzia apei din mix la suprafața nucleelor, încorporarea moleculelor de apă în matricea cristalelor deja formate.

Între nucleere și creșterea cristalelor de gheață există o corelație și anume:

viteză mare de nucleere înseamnă un număr mare de cristale de gheață care în general nu vor crește prea mult având în vedere masa mixului și respectiv conținutul său în apă;

viteză mică înseamnă un număr redus de cristale, care vor crește la dimensiune mare.

Practic, la fabricarea înghețatei, mixul având o temperatură superioară punctului crioscopic (≈3,3ºC), este pompat într-un freezer, având cilindrul de lucru cu suprafața interioară raclată și răcit în manta cu NH3 , care se evaporă la -30ºC. În contact cu suprafața interioară a cilindrului de lucru se formează un strat de gheață care are temperatura de -26….-28ºC. Cristalele de gheață care alcătuiesc stratul de mix congelat în contact cu suprafața interioară a cilindrului de lucru al freezerului au formă de dendride și “sfărâmăturile „ acestora se constituie ca nuclee de cristalizare, care vor fi dispersate în mix către centrul freezerului, vor răci mixul, și, la rândul lor, se vor transforma prin creștere în cristale de gheață cu dimensiuni medii de 30-35μm și chiar de 45-55μm. Aceste cristale de gheață vor fi distribuite uniform în mix prin acțiunea paletelor „bătătoare”ale rotorului freezerului. Temperatura mixului scade pe măsură ce înaintează spre capul de evacuare. Astfel, dacă în prima secțiune a freezerului temperatura scade de la 3,3ºC la -3ºC, în a doua secțiune a freezerului, care ține până la terminarea mantalei de răcire a cilindrului, temperatura mixului scade până la -6…-6,5º. În continuare, până la evacuare temperatura mixului crește cu ≈ 1ºC, astfel că înghețata este evacuată din freezer la temperatura de -5,5ºC (temperatura de evacuare poate fi mai scăzută dacă temperatura de vaporizare a agentului de răcire este mai scăzută decât -30ºC).

La formarea cristalelor de gheață în mix, așa cum am arătat, trebuie luată în considerație și al doilea tip de nucleere și anume datorită coloziunii dintre cristalele de gheață deja existente în mix și elemente componente ale agitatorului (rotorul cu palete de răzuire și batere) și chiar dintre cristalele de gheață individuale.

Numărul de nuclee de cristalizare obținute prin sfărâmarea dendridelor va fi cu atât mai mare, cu cât viteza de rotație a rotorului cu palete de răzuire și batere va fi mai mare, și cu cât numărul de palete de răzuire va fi mai mare, deoarece în aceste condiții numărul de răzuiri/secundă ale stratului de dendride de pe suprafața interioară a cilindrului de lucru al freezerului va fi mai mare. Acest efect este însă „moderat” de producerea de căldură prin fricțiunea dintre lamele de răzuire și peretele cilindrului de lucru, fricțiune care va fi cu atât mai mare, cu cât viteza de rotație va fi mai mare.

Având în vedere că scopul freezerării este acela de a obține un produs cu textura moale prin crearea de multe cristale mici, care nu trebuie să crească prea mult ulterior, este absolut necesar controlul atât al vitezei de nucleere cât și al vitezei de creștere a cristalelor de gheață și aceste deziderate pot fi realizate prin controlul temperaturii de subrăcire a mixului. Cele menționate sunt motivate prin analiza, din care se pot desprinde următoarele:

la temperaturi imediat inferioare tcr, viteza de nucleere și viteza de creștere a cristalelor de gheață sunt mici, după care cresc substanțial odată cu scăderea temperaturii.

dacă mixul este răcit la temperatura corespunzătoare, la o viteză mică, are loc o nucleere foarte mare, formându-se deci numeroase cristale și atunci când această înghețată freezerată va fi supusă „călirii„, aceste cristale vor crește pentru a produce volumul final de gheață, care este corelat cu temperatura de călire.

dacă mixul se răcește lent la temperatura corespunzătoare,la o viteză mare, are loc o nucleere redusă și deci se formează cristale puține. La călirea acestei înghețatei, se ajunge la același volum final de gheață, dar având în vedere numărul redus de cristale inițiale, acest volum final de gheață este realizat prin creșterea dimensiunilor cristalelor de gheață formate la freezerare.

Rezultă că pentru a se obține un produs cu textură fină este important să avem cât mai multe nuclee, deci cristale de gheață în faza de freezerare, adică mixul trebuie supus repede unei temperaturi de subrăcire cât mai scăzută.

Dacă cea mai mare parte din volumul total de gheață se formează în faza de freezerare, atunci la călirea va avea loc o creștere nesemnificativă a cristalelor de gheață pentru a se ajunge la volumul total de gheață corespunzător temperaturii de călire înghețata având o textură fină.

Dacă la freezerare se formează o mică parte din volumul total de gheață, atunci la călire, va avea loc o creștere mare a cristalelor de gheață pentru a se ajunge la volumul total de gheață corespunzător temperaturii de călire, înghețata având textură grosieră.

Freezerarea mixului trebuie deci să se facă rapid din următoarele motive:

se formează cristale mici de gheață;

este necesară o cantitate mai redusă de stabilizator, deoarece la freezerare rapidă se formează o cantitate mare de cristale de gheață în comparație cu călirea din cauză că viscozitatea mixului la freezerare poate fi mai mică;

este posibilă o durată de maturare mai mică din cauză că este necesară o viscozitate mai redusă a mixului, iar încorporarea de aer este mai puțin dependentă de caracterul mixului;

este necesară o cantitate mai redusă de aromatizant deoarece cristalele de gheață sunt mai mici, mai uniforme, iar cristalele mai mari de gheață se topesc mai rapid în cavitatea bucală și astfel aroma este mai bine evidențiată;

se obține o înghețată mai catifelată, deoarece cristalele de gheață sunt mai mici, mai uniforme, iar cristalele mai mari de gheață se formează în număr mai redus la călirea înghețatei;

se evită structura nisipoasă de înghețată, deoarece la freezerarea rapidă se formează cristale mici de lactoză;

randamentul în produs finit de calitate superioară este mai constant;

productivitatea muncii crește;

contaminarea microbiană este redusă, produsul fiind salubru.

Având în vedere că mărimea și forma cristalelor de gheață la freezerare influențează textura și corpolența înghețatei finite, trebuie să se creeze condiții favorabile pentru formarea cristalelor mici. Aceste condiții se referă la:

rapida agitare a mixului în timpul freezerării;

distribuția uniformă a materialului de „însămânțare”;

reducerea rapidă a temperaturii mixului;

realizarea unei viscozități mari în faza fluidă a masei;

formarea de globule mici de aer.

Factorii care afectează cristalizarea apei (formarea de gheață) sunt grupați în două categorii: factori care depind de compoziția mixului; factori care depind de condițiile de prelucrare a mixului.

Din prima categorie de factori fac parte:

Tipul și concentrația îndulcitorilor folosiți. Îndulcitorii nutritivi (zahărul, lactoza, glucoza, siropul de porumb) influențează atât nucleerea, cât și creșterea cristalelor de gheață prin afectarea punctului de congelare a mixului; viscozitatea fazei apoase; punctul de tranziție la faza de sticlă și stabilirea cristalelor de gheață deja formate (ultimele două influențe sunt prioritare la călirea și depozitarea înghețatei).

Cu cât concentrația de glucide este mai mare, cu atât vor fi mai mici cristalele de gheață în înghețată. Prin creșterea concentrației de zaharoză de la 12 la 18% dimensiunile cristalelor de gheața se reduc cu 25%, efectul fiind consecința scăderii punctului de congelare, deci in în mărirea cantității de apă rămasă necongelată. Adaosul de lactoza (sub forma de produse lactate) glucoza si anumite siropuri de porumb, de asemenea, contribuie la reducerea temperaturii punctului de congelare. Siropurile de porumb cu DE mic vor avea efect invers si deci în acest caz se obtin cristale de gheata de dimensiuni mari.

Tipul si concentrația zaharurilor din mix afectează si viscozitatea fazei congelabile din mix.

Mobilitatea moleculelor de apă va fi influențată de viscozitatea fazei congelabile. Cu cât vîscozitatea acestor faze este mai mare, cu atât mobilitatea molecullelor de apă este mai mică va fi viteza de creștere a cristalelor de gheață. Siropurile de porumb cu DE mic (care conțin multe oligozaharide-în principal maltodextrine) vor mări vîscozitatea fazei congelate și vor adsorbi la suprafața nucleelor de cristale deja formate.

Conținutul de grăsime – Prin creșterea conținutului de grăsime din mix, dimensiunile cristalelor de gheață formate la freezerare vor fi mai mici. Astfel, prin creșterea conținutului de grăsime de la 10 la 16%, dimensiunile cristalelor de gheață se micșorează cu 43%, printr-un efect de obstrucție mecanică exercitat de globulele de grăsime din mix.

Substanța uscată negrasă si proteinele – Prin creșterea conținutului de proteine sau substanță uscată negrasă, dimensiunile cristalelor de gheață se micșorează. Astfel, prin creșterea conținutului de substanță uscată de la 9% la 15% dimensiunile cristalelor de gheață se micșorează de la 55,8 μm la 32,2 μm. Acest efect este pus pe seama scăderii punctului de congelare (datorită lactozei și sărurile minerale din substanță uscată negrasă).

Stabilizarea dimensiunilor cristaleor de gheță deja formate se datorează proteinelor care măresc vîscozitatea fazei necongelate.

Emulgatorii și stabilizatorii adăugați în mix au o influență minoră în ceea ce privește nucleerea și creșterea cristalelor de gheață în operația de freezerare, aceste substanțe intervenind în stabilitatea dimensiunilor cristalelor de gheață deja formate în perioada de călire și păstrare a înghețatei, efectul lor, în acest caz, fiind datorat creșterii vîscozității fazei necongelate din înghețată.

Cantitatea de aer încorporată și distribuția acestuia în bule mai mari sau mai mici au efect asupra dimensiunilor cristalelor de gheață obținute la freezerare. Dacă nivelul de înglobare a aerului este redus, cristalele de gheață vor fi mai mari decât atunci când nivelul de încorporare a aerului este mai mare.

Cu cât nivelul de încorporare a aerului este mai mic, cu atât dimensiunile cristalelor de gheață vor fi mai mari. Cu cât aerul încorporat va fi distribuit în bule mai mici, cu atât cristalele de gheață formate vor fi mai mici.

Din a doua categorie de factori fac parte:

temperatura mixului la freezerare care este de -5…6ºC când congelează ≈ 50% din apa mixului;

viteza de congelare (freezare), care determină viteza de nucleere și creșterea cristalelor de gheață.

Temperatura de congelare (-5/-6ºC) și viteza de congelare a mixului vor influențate la rândul lor, de temperatura de congelare a mixului va fi mai mică cu atât viteza de congelare mai mare, cu atât cristalele de gheață formate vor avea dimensiunii mai mici.

suprafața de schimb de căldură și durata de staționare a mixului în freezer: cu cât suprafața de schimb de cîldură este mai mare și durata de staționare mai mică, dimensiunile cristalelor de gheață formate vor fi mai mici;

viteza de rotație a rotorului cu palete bătătoare și lame de răzuire. Cu cât această viteză de rotație este mai mare, cu atât durata dintre două răzuirii va fi mai mică și sfărâmăturile de dendrite care se vor răspândi în mix vor fi mai mici si mai numeroase;

gradul de ascuțire al lamelor de răzuire de pe rotor și distanța dintre lamele de răzuire și peretele cilindrului vor determina atât mărimea sfărâmăturilor de dendrite, dar și grosimea stratului de gheață care rămâne pe peretele interior al freezerului, care, la rândul său, va influența transferul de frig de la agentul frigorific la mix prin peretele metalic al cilindrului feezerului, și deci formarea de dendrite. Dacă lamele de răzuire nu sunt ascuțite, sfărâmăturile de dendrite vor fi mari și puține, iar dacă grosimea stratului de gheață rămas la suprafața interioară al cilindrului va fi mai mare, nu se vor forma suficiente dendrite, deci numărul sfărâmăturilor de dendrite va fi mai mic. În ambele cazuri, cristalele de gheață din mix vor fi puține și mari ceea ce va influența negativ calitatea înghețatei sub aspectul texturii.

În mixul supus freezerării trebuie să fie încorporat aer, care trebuie sa se distribuie în bule mici și uniform distribuite. Cu cât cantitatea de aer înglobată este mai mare, cu atât înghețata va fi mai puțin „rece”, deoarece aerul este rău conductor de căldură. Înghețata obținută cu freezere cu funcționare la presiune atmosferică are cristalele de gheață și bulele de aer mai mari decât în cazul freezerelor cu funcționare continuă și sub presiune.

CAPITOLUL III

BILANȚUL DE MARERIALE ȘI BILANȚUL TERMIC

III.1 BILANȚUL DE MATERIALE

În cadrul bilanțului de materiale am calculat cantitățile de materii prime și auxiliare necesare pentru obținerea a 10 tone de înghețată de lapte. Pentru aceasta am pornit de la cantitatea de înghețată obținută ca produs finit, luând în calcul pierderile de la fiecare operație și ajungând în final la cantitatea de materii prime și auxiliare necesară.

Pierderile pentru fiecare operație din procesul tehnologic sunt prezentate în tabelul 16:

Tabelul 18. [NUME_REDACTAT] înghețată

ÎC

P1=0,05%

ÎD

ÎC = ÎD + ÎC · P1 → ÎC – ÎC· P1 = ÎD

ÎC = ==

ÎC = 10005 kg/ zi

P1 = 5 kg/ zi

Unde: ÎC – înghețată călită;

ÎD – înghețată depozitată = 10000 kg/zi;

P1 – pierderile rezultate în urma depozitării = 0,05%.

Călire înghețată

ÎA

P2=0,03%

ÎC

ÎA = ÎC + ÎA · P2 → ÎA – ÎA· P2 = ÎC

ÎA = ==

ÎA = 10008 kg/ zi

P2 = 3 kg/ zi

Unde: ÎA – înghețată porționată și ambalată;

P2 – pierderile rezultate în urma operației de călire =0,03%.

Porționarea și ambalarea înghețatei

ÎF

P3=0,5%

ÎA

ÎF = ÎA + ÎF · P3 → ÎF – ÎF· P3 = ÎA

ÎF = ==

ÎF = 10058,29 kg/ zi

P3 = 50,29 kg/ zi

Unde: ÎF – înghețată freezată;

P3 – pierderile rezultate în urma operației de porționare și ambalare =0,5%.

Freezarea înghețatei

AM

P4=0,05%

ÎF

AM = ÎF + AM· P4 → AM – AM· P4 = ÎF

AM = ==

AM = 10063,32 kg/ zi

P4 = 5,03 kg/ zi

Unde: AM – cantitatea de amestec maturat;

P4 – pierderile rezultate în urma operației de freezare =0,05%.

Maturarea amestecului de înghețată

V 0,25 % AR

P5=0,15%

AR + V = AM+ AR· P5 → AR – AR· P5 = AM – V

V = AMּ 0,25%

V = 10063,32ּ

V = 25,16 kg/zi.

AR = ==

AR = 10053,24 kg/ zi

P5 = 15,07 kg/ zi

Unde: AR – amestec răcit;

P5 – pierderile rezultate în urma operației de maturare =0,15%.

Răcire amestecului de înghețată

AO

P6=0,05%

AR

AO = AR+ AO· P6 → AO – AO· P6 = AR

AO = ==

AO = 10058,27 kg/ zi

P6 = 4,94 kg/ zi

Unde: AO – amestec omogenizat;

P6 – pierderile rezultate în urma operației de răcire =0,05%.

Omogenizarea amestecului de înghețată

AF

P7=0,1%

AO

AF = AO+ AF· P7 → AF – AF· P7 = AO

AF = ==

AF = 10068,33 kg/ zi

P7 = 10,68 kg/ zi

Unde: AF – amestec filtrat;

P7 – pierderile rezultate în urma operației de omogenizare =0,1%.

Filtrarea amestecului de înghețată

AP

P8=0,05%

AF

AP = AF+ AP· P8 → AP – AP· P8 = AF

AP = ==

AP = 10073,36 kg/ zi

P8 = 5,03 kg/ zi

Unde: AP – amestec prerăcit;

P8 – pierderile rezultate în urma operației de filtrare =0,05%.

Prerăcirea amestecului

APS

P9=0,05%

AP

APS = AP+ APS· P9 → APS – APS· P9 = AP

APS = ==

APS = 10078,40 kg/ zi

P9 = 5,04 kg/ zi

Unde: APS – amestec pasteurizat;

P9 – pierderile rezultate în urma operației de prerăcire =0,05%.

Pasteurizarea amestecului

AI

P10= 1%

APS

AI = APS+ AI· P10 → AI – AI· P10 = APS

AI = ==

AI = 10180,21 kg/ zi

P10 = 101,80 kg/ zi

Unde: AI – amestec inițial, după adăugarea ingredientelor;

P10 – pierderile rezultate în urma operației de pasteurizare = 1%.

Prepararea amestecului

[NUME_REDACTAT] praf smântânit [NUME_REDACTAT] Apă

LPP

P11= 0,05%

AI

LPP + LPS + U + A + Z + G = AI+ LPP· P11 → LPP· (1 – P11) = AI – LPS – U – A – Z – G 10000 kg amestec.. 1216,21 kg U..399,83 kg LPS .. 1400 kg Z …. 50 kg G ….1908,96 kg A

AI = 10180,21kg………….U kg …………LPS kg …… ………Z kg ………….G kg ……….A kg

U = 1238,13 kg/zi

LPS = 407,03 kg/zi

Z = 1425,23 kg/zi

G = 50,90 kg/zi

A = 1943,36 kg/zi.

Unde: U, LPS , Z, G, A = cantitatea de unt, lapte praf smântânit, zahăr, gelatină și respectiv apă adăugată la realizarea amestecului;

LPP =

LPP ==

LPP = 5118,11 kg/ zi

P11 = 2,55 kg/ zi

Unde: LPP – lapte pasteurizat preîncălzit;

P11 – pierderile rezultate în urma operației de preparare a amestecului = 0,05%.

Preîncălzire lapte pasteurizat

LP

P12= 0,1%

LPP

LP = LPP+ LP· P12 → LP – LP· P12 = LPP

LP = ==

LP = 5123,23 kg/ zi

P12 = 5,12 kg/ zi

CMPP = LP + LPS + Z + G + V +U

CMPP = 5123,23 + 407,03 + 1425,23 + 50,90 + 25,16 + 1238,13

CMPP = 8269,68 kg/zi (apa nu o vom lua în calcul pentru ca nu participa la operatiile de recepție, depozitare, pregătire)

Unde: LP – lapte pasteurizat;

CMPP – materii prime pregătite;

P12 – pierderile rezultate în urma operației de preîncălzire a laptelui pasteurizat .

Pregătire materiilor prime

CMPD

P13= 0,1%

CMPP

CMPD = CMPP+ CMPD· P13 → CMPD – CMPD· P13 = CMPP

CMPD = ==

CMPD = 8277,96 kg/ zi

P13 = 8,27 kg/ zi

Unde: CMPD – cantitatea de materii prime depozitate;

P12 – pierderile rezultate în urma operației de pregătire a materiilor prime = 0,1%.

Depozitarea materiilor prime

CMPR

P14 = 0,1%

CMPD

CMPR = CMPD+ CMPR· P14 → CMPR – CMPR· P14 = CMPD

CMPR = ==

CMPR = 8286,24kg/ zi

P14 = 8,28 kg/ zi

Unde: CMPR – cantitatea de materii prime recepționate;

P14 – pierderile rezultate în urma operației de depozitare a materiilor prime = 0,1%.

Recepția calitativă și cantitativă a materiilor prime

CMPN

P15 = 0,05%

CMPR

CMPN = CMPR+ CMPN· P15 → CMPN – CMPN· P15 = CMPR

CMPN = ==

CMPN = 8290,38 kg/ zi

P15 = 4,14 kg/ zi

Unde: CMPN – cantitatea de materii prime necesară pentru recepție;

P14 – pierderile rezultate în urma operației de recepție a materiilor prime = 0,05%.

Confom calculelor anterioare avem nevoie de:

8269,68kg am..5123,23kg LP..407,03kg LPS..1425,23 kg Z..50,9 kg G..25,16kg V..1238,13kg U

8290,38 kg am……..LP……………………LPS………………Z…………….G………………V……………..U

LP = 5136,05 kg/zi

U = 1241,23 kg/zi

LPS = 408,05 kg/zi

Z = 1428,80 kg/zi

G = 51,03 kg/zi

V = 25,59 kg/zi

A = 1953,52 kg/zi.

BILANȚ DE MATERIALE GLOBAL

Tabel 19. Bilantul global de materiale

III.2 BILANȚUL TERMIC

Bilanțul tremic are loc pe următoarele operații tehnologice unde are loc tranfer de căldură (vom neglija eventualele pierderi de căldură):

1. Preîncălzire inițială lapte pasteurizat

Lapte pasteurizat: 10 – 30˚C

Apă caldă: 20 – 85˚C

Necesarul de apă caldă pentru încălzire este:

mLPּcLPּΔtLP = maּcaּΔta

mLP – debitul laptelui pasteurizat supus preîncălzirii = 5123,23 kg/zi;

cLP – căldura specifică a laptelui pasteurizat la temperatura sa medie = 3935,6 J/ kgּ K;

ΔtLP – diferența de temperatură a laptelui pasteurizat = 20˚C;

ma – necesarul de apă pentru realizarea preîncălzirii;

ca – căldura specifică a apei la temperatura sa medie = 4182 J/kgּK;

Δta – diferența de temperatură a apei = 65˚C;

ma =

ma =

ma = 1483,50 kg/zi

2. Preîncălzirea a II-a lapte pasteurizat

Lapte pasteurizat: 30 – 60˚C

Apă caldă: 50 – 85˚C

Necesarul de apă caldă pentru încălzire este:

mLPּc’LPּΔt’LP = maּc’aּΔt’a

mLP – debitul laptelui pasteurizat supus preîncălzirii = 5123,23 kg/zi;

c’LP – căldura specifică a laptelui pasteurizat la temperatura sa medie = 3957,8 J/ kgּ K;

Δt’LP – diferența de temperatură a laptelui pasteurizat = 30˚C;

m’a – necesarul de apă pentru realizarea preîncălzirii;

c’a – căldura specifică a apei la temperatura sa medie = 4189 J/kgּK;

Δt’a – diferența de temperatură a apei = 35˚C;

m’a =

m’a =

m’a = 4148,97 kg/zi

3. Preîncălzire amestec de înghețată

Amestec : 30 – 60˚C

Apă caldă: 50 – 85˚C

Necesarul de apă caldă pentru preîncălzire este:

mamּcamּΔtam = m”aּc”aּΔt”a

mam – debitul amestecului de înghețată supus preîncălzirii = 10180,21 kg/zi;

cam – căldura specifică a amestecului la temperatura sa medie = 3609,0 J/ kgּ K;

Δtam – diferența de temperatură a amestecului = 30˚C;

m”a – necesarul de apă pentru realizarea preîncălzirii;

c”a – căldura specifică a apei la temperatura sa medie = 4189 J/kgּK;

Δt”a – diferența de temperatură a apei = 35˚C;

m”a =

m”a =

m”a = 7517,72 kg/zi

4. Pasteurizarea propriu- zisă

Amestec nepasteurizat: 60 – 90˚C

Abur: 120 – 70˚C

Caracteristici pentru abur:

70˚C ← mּr ← 100˚C ← mcpΔt ← 120˚C

Necesarul de abur pentru pasteurizare este:

m’amּc’amּΔt’am = mab ּ(cabּΔtab + r + caּΔta)

m’am – debitul amestecului supus pasteurizării = 10180,21kg/zi;

c’am – căldura specifică a amestecului la temperatura sa medie = 3600,6 J/ kgּ K;

Δt’am– diferența de temperatură a amestecului nepasteurizat = 30˚C;

mab – necesarul de abur pentru realizarea pasteurizării;

cab – căldura specifică a aburului la temperatura sa medie = 2093,4 J/kgּK;

Δtab– diferența de temperatură a aburului = 20˚C;

ca – căldura specifică a apei la temperatura sa medie = 4201 J/kgּK;

r – căldura latentă de condensare a aburului = 2201ּ103 J/kg;

Δta– diferența de temperatură a apei = 30˚C;

mab =

mab =

mab = 464,20 kg/zi

5. Prerăcire amestec înainte de omogenizare

Amestec pasteurizat : 90 – 65˚C

Apă rece: 50 – 20˚C

Necesarul de apă rece pentru prerăcire este:

m”amּc”amּΔt”am = mar ּcarּΔtar

m”am – debitul amestecului de înghețată supus prerăcirii = 10078,4 kg/zi;

c”am – căldura specifică a amestecului la temperatura sa medie = 3684,4 J/ kgּ K;

Δt”am – diferența de temperatură a amestecului pasteurizat = 25˚C;

mar – necesarul de apă rece pentru realizarea răcirii;

car – căldura specifică a apei reci la temperatura sa medie = 3994,2 J/kgּK;

Δtar – diferența de temperatură a apei reci= 30˚C;

mar =

mar =

mar = 7747,24 kg/zi

6. Răcire amestec pentru maturare

Amestec omogenizat : 65 – 4˚C

Apă rece: 55 – 2˚C

Necesarul de apă rece pentru răcire este:

m”’amּc”’amּΔt”’am = m’ar ּc’arּΔt’ar

m”’am – debitul amestecului omogenizat supus răcirii = 10058,27 kg/zi;

c”’am – căldura specifică a amestecului la temperatura sa medie = 3597,4 J/ kgּ K;

Δt”’am – diferența de temperatură a amestecului omogenizat = 61˚C;

m’a – necesarul de apă rece pentru realizarea răcirii;

c’ar – căldura specifică a apei reci la temperatura sa medie = 4183,5 J/kgּK;

Δt’a – diferența de temperatură a apei reci= 53˚C;

mar =

m”a =

m”a = 9954,65kg/zi

7. Congelare parțială – freezare

Amestec maturat: 4 – (-5)˚C

Amoniac : -8˚C

Temperatura de vaporizare a amoniacului este tv = t1 = t2 = -8˚C.

Necesarul de amoniac pentru congelare parțială este:

mIVamּcIVamּΔtIVam= mNH3ּlv

mIVam- debitul amestecului maturat supus freezării = 10063,32kg/zi;

cIVam– căldura specifică a amestecului la temperatura sa medie = 3284,4 J/ kgּ K;

ΔtIVam– diferența de temperatură a amestecului maturat = 9˚C;

mNH3– necesarul de amoniac pentru realizarea freezării;

lv – căldura latentă masică de vaporizare a amoniacului = 1290,6 kJ/kg;

mNH3=

mNH3=

mNH3= 230,48 kg/zi

8. Călire înghețată freezată

Înghețată freezată: -5 – (-18)˚C

Amoniac : -20˚C

Temperatura de vaporizare a amoniacului este tv = t1 = t2 = -20˚C

Necesarul de amoniac pentru congelare totală este:

mîּcîּΔtî = m’NH3ּl’v

mî- debitul înghețatei ambalate supus călirii = 10008kg/zi;

cî– căldura specifică a înghețatei la temperatura sa medie = 2168,8 J/ kgּ K;

Δtî– diferența de temperatură a înghețatei = 13˚C;

l’v – căldura latentă de vaporizare a amoniacului = 1329 kJ/kg;

mNH3=

mNH3=

mNH3= 212,32 kg/zi

CAPITOLUL IV

ALEGEREA ȘI DIMENSIONAREA UTILAJELOR

IV.1 DESCRIEREA PRINCIPALELOR UTILAJE

Principalele utilaje folosite într-o secție de producere a înghețatei sunt:

1. Vană pentru pregătirea amestecului tip TVVF

2. Pasteurizator cu plăci Tehnofrig

3. Omogenizator K 5 OGA – 60

4. Răcitor cu plăci Tehnofrig – Cluj

5. Vană de maturare TVVF

6. Freezer continuu Vogt clasic

7. Pompe centrifuge

1. Vană pentru pregătirea amestecului de înghețată tip TVVF – 60

Mixul de poate fi realizat în vane de fermentare care, în lipsa pasteurizatoarelor cu plăci sau a altor tipuri de pasteurizatoare, pot fi utilizate și pentru pasteurizarea mixului.

Cel mai des utilizată este vana TVVF, care este formată din două mantale cilindrice din oțel inoxidabil. Mantaua interioară are doi pereți dubli prin care circulă agentul de încălzire și o manta exterioară , între cele două mantale găsindu-se izolația termică. Vana este susținută de trei picioare reglabile. Controlul și accesul pentru o igienizare bună este asigurat printr-o gură de vizitare prevăzută cu capac rabatabil.

Alimentarea vanei cu ingredientele lichide se poate face print-un racord montat la partea superioară a vanei, când acestea provin din tancuri de depozitare. Ingredientele solide sunt introduse prin gura de vizitare. Golirea vanei este asigurată prin construcția ușor conică a fundului, ștuțul de golire prevăzut cu canea fiind racordat la partea cea mai de jos a fundului conic. Încălzirea vanei se poate face cu apă caldă. De asemenea, la fundul vanei mai este prevăzut un ștuț de evacuare a apei calde dintre pereții dubli în cazul în care pentru încălzire se lucrează cu apă caldă.

Vana este prevăzută cu agitator acționat prin intermediul unui motoreductor. Vana este, de asemenea, prevăzută cu un termometru de contact care poate fi pus în legătură cu un ventil automat de admisie agent de încălzire, situat lateral, în partea superioară a vanei, respectiv cu termometru cu cadran care indică temperatura agentului de încălzire.

Caracteristicile tehnice:

capacitate: 6000 l

turație agitator: 17,5 rot/min

putere instalată: 0,55 kW

diametru agitator: 1590 mm

gabarit: 2325x 1220 x 2335 mm

masa: 881 kg.

2. Pateurizator cu plăci [NUME_REDACTAT] pasteurizarea mixului de înghețată se poate folosi un pasteurizator cu plăci care este folosit la pasteurizarea smântânii, având în vedere vâscozitatea apropiată a celor două produse.

Pasteurizatorul se utilizează pentru distrugerea formelor vegetative ale microorganismelor existente în amestecul de înghețată. Pasteurizatorul cu plăci este format dintr-o serie de plăci din oțel inoxidabil pe suprafața cărora sunt prevăzute canale.

Plăcile formează mai multe secțiuni (zone), asfel:

preîncălzirea inițială a amestecului de la 30-60˚C prin circulație în contracurent cu amestecul cald pasteurizat (zona de recuperare I);

pasteurizarea propriu-zisă, unde amestecul atinge temperatura dorită în funcție de regimul ales;

revenirea de scurtă durată la temperatura de pasteurizare (în funcție de regimul ales);

zona de răcire cu apă unde temperatura amestecului scade la 65˚C.

Pasteurizatorul de amestec de înghețată se montează în cadrul unei instalații de pasteurizare. În afara aparatului de pasteurizare acesta mai conține un vas cu plutitor, o pompă centrifugă pentru amestec, un ventil de recirculare, un boiler pentru prepararea apei calde, o pompă centrifugă pentru apa caldă, armături, conducte și robinete.

Caracteristici tehnice:

tip Tehnofrig TIPL – 120

capacitate: 12000 l/ h

putere instalată: 20kW

presiune abur maximă: 4 bar

temperatură intrare amestec: 60˚C

temperatură ieșire amestec: 65˚C

timp de menținere la pasteurizare: 20-40 s

abur (minim 2 bar): 150 bz/ h

apă de rețea: 15 m3/ h

suprafața ocupată: 16 m2

masa netă: 3000 kg

tensiune: 220/380 V

frecvența: 50Hz.

3. [NUME_REDACTAT] 1 [NUME_REDACTAT] punct de vedere constructiv, acest omogenizator este format din următoarele părți componente: mecanismul bielă-manivelă, blocul pistoanelor cu corpurile de omogenizare, supapele de aspirație și manometrele, batiul cu electromotorul de antrenare și dispozitivul de tensionare.

Principiul de funcționare a omogenizatorului este următorul: mixul intră printr-o conductă prin cădere liberă sau este alimentat cu o pompă în camera de aspirație. De aici este preluat de cele trei plonjoare, prin jocul de supape și evacuat cu circa 200 kgf / cm2 în canalul de refulare spre capul de omogenizare, trecând prin laminare și creștere a vitezei prin spațiul creat între supapa de omogenizare și scaunul acesteia.

Urmează o ușoară detentă prin care se realizează dispersarea globulelor de grăsime în treapta I de omogenizare. Urmează o nouă laminare în același mod, realizându-se treapta a II-a de omogenizare, după care mixul este evacuat pentru operațiile următoare.

Mecanismul bielă-manivelă se află într-o baie de ulei, ungerea realizându-se în timpul mișcării. Blocul pistoanelor și capul de omogenizare sunt din oțel inoxidabil de calitate superioară. Ungerea plonjoarelor se face la exterior cu apă în curent continuu.

Reglarea treptelor de omogenizare se face în general la 150-200 bar în treapta I și la 40-60 bar în treapta a II-a.

Caracteristicile tehnice:

capacitate, l /h : 6200

presiune de lucru, kgf / cm2: 200

temperatura de lucru, ˚C: 60 – 65

putere electromotor, kW: 18,5

turație motor, rot / min: 1000

turație arbore, rot / min: 266

număr pistoane: 3

cursă pistoane, mm: 70

număr trepte de omogenizare: 2

masa, kg: 1300

gabarit, mm: 2670 x 1852 x 1530

4. Răcitor cu plăci Tehnofrig – [NUME_REDACTAT] acest tip de răcitor, circulația mixului se realizează pe o parte a plăcii, iar pe cealaltă parte agentul de răcire. Numărul de plăci și secțiunea canalelor de circulație a mixului determină debitul aparatului.

Caracteristici tehnice:

capacitate, l/ h: 12000

debit de apă de răcire, l/ h: 21000

temperatura apei la intrare, ˚C: 1-2

presiunea de lucru, bar: 4

număr de plăci, buc: 58

suprafata de schimb de căldură, m2: 367

gabarite, mm: 1500 x 580 x 1400

greutate, kg: 367.

Avantajele principale ale aparatului cu plăci sunt: posibilitatea ușoară de curățire și dezinfectare, gabaritul redus și posibilitatea de a varia capacitatea după necesități, deoarece sepot scoate și adăuga ușor alte plăci.

5. Vană de maturare TVVF

Vana de maturare folosită este tip TVVF de construcție românească, confecționată din aluminiu sau oțel inoxidabil și care asigură posibilitatea de curățire-dezinfectare și permite supravegherea ușoară a procesului de maturare fiind acoperită cu capac.

Vana este prevăzută cu agitator acționat prin intermediul unui motoreductor. Vana este, de asemenea, prevăzută cu un termometru de contact care poate fi pus în legătură cu un ventil automat de admisie agent de încălzire, situat lateral, în partea superioară a vanei, respectiv cu termometru cu cadran care indică temperatura agentului de încălzire.

Caracteristicile tehnice:

capacitate: 6000 l

turație agitator: 17,5 rot/min

putere instalată: 0,55 kW

diametru agitator: 1590 mm

gabarit: 2325x 1220 x 2335 mm

masa: 881 kg.

6. Freezer cu funcționare continuă Vogt clasic

[NUME_REDACTAT] clasic este echipat cu două pompe de mix. Prima pompă este calculată pentru debitul de mix ce trece prin freezer. A doua pompă are un debit de 3 ori mai mare de cât al primei pompe. Între cele două pompe se introduce aer printr-o valvă reglabilă. Amestecul de aer-mix intră în freezer sub presiune și avansează de la un capăt al freezerului la capătul de evacuare înghețată.

Agitarea mixului în freezer este asigurată de un „ mutator ”. cilindrul de lucru este înconjurat de două mantale și anume mantaua care înconjură cilindrul de lucru se aduce amoniac lichid de la acumulatorul de NH3 iar amoniacul gazos ajunge în cea de-a doua manta, apoi se aduce în acumulator de unde se aspiră de către compresor.

Caracteristici tehnice:

capacitate, kg/h: 12000

grad de creștere în volum, %: 60-100

capacitate vană pentru mix: 3000

gabarit, mm:2140 850 x 1547

masa, kg: 800

putere motor, KW: 10

rotor cu cuțite, ture/min: 540

rotații pompă cu o treaptă ture/min:140-240

rotații pompă cu două trepte, ture/min: 304-795

temperatura la ieșire, ºC: -3…-5

Pompe centrifuge

Sunt tipurile de pompe cel mai des folosite la fabricarea înghețatei.Majoritatea acestor pompe lucrează înnecat iar unele realizează la aspirație o depresiune.

Caracteristici tehnice:

tip pompă centrifugă refulantă: TPC 5/25

debit nominal: 25 m3/h

înălțimea de refulare: 25 m

putere motor: 2,2kW

masa netă: 32 kg.

CAPITOLUL V

CONSUMURI SPECIFICE ȘI RANDAMENTUL DE FABRICAȚIE

CONSUMUL DE MATERII PRIME ȘI AUXILIARE

Confom rețetei de fabricatie stabilite la pregătirea materiilor prime și conform

bilanțului de materialeavem nevoie de:

8269,68kg am..5123,23kg LP..407,03kg LPS..1425,23 kg Z..50,9 kg G..25,16kg V..1238,13kg U

8290,38 kg am……..LP……………………LPS………………Z…………….G………………V……………..U

LP = 5136,05 kg/zi; U = 1241,23 kg/zi; LPS = 408,05 kg/zi; Z = 1428,80 kg/zi,

G = 51,03 kg/zi; V = 25,59 kg/zi; A = 1953,52 kg/zi.

Consumul specific și randamentul procesului de fabricație sunt:

Csp = =

Csp = 1,02 kg materie primă

η = ּ100 = ּ100

η = 97,71 %

CONSUMUL DE UTILITĂȚI

Necesarul de abur:

Tabel.20 Necesarul de abur

Necesarul de apă:

Necesarul de apă

Necesarul de energie electrică:

Necesarul de energie electrică

V.1.1 DIMENSIONAREA VANEI DE PREPARARE A AMESTECULUI

Vana de preparare a amestecului este un schimbător de căldură cu manta, are o capacitate de 6000 l amestec de înghețată care inițial are o temperatură de 30 ºC (t’1), iar temperatura finală este de 60 ºC (t’2). Încălzirea se face cu apă fierbinte la temperatura de 90 ºC (t1), care iese din vană la temperatura de 80 ºC (t2).

Coeficientul global de transfer termic este de 800 W/ m2ּK.

Vana are formă cilindrică verticală, cu fund și capac plan.

Considerăm că raportul H/D ≈ 1, coeficientul de umplere φ = 85% iar mantaua se dispune pe întreaga înălțime a vanei.

Q apă = Qamestec

Q apă = mּcpּΔt = mapăּcp apăּ(t1- t2),

Unde: – mapă – cantitatea de apă folosită

– cp apă – capacitatea temică masică a apei

– t1 – temperatura de intrare a apei în vană

– t2 – temperatura de ieșire a apei din vană

Qamestec = mּcpּΔt = mamestecּcpamestecּ(t’2 – t’1)

Unde: – mamestec – cantitatea de amestec folosită

– cpamestec – capacitatea temică masică a amestecului

– t’1 – temperatura de intrare a amestecului în vană

– t’2 – temperatura de ieșire a amestecului din vană

Q apă = Qamestec = mapăּcp apăּ(t1- t2) = mamestecּcpamestecּ(t’2 – t’1)

ρamestec = 988 kg/ m3

ρ = → m = ρ×V = 988×6 = 5928 kg

cp apă = 4193 J/kgּK

cpamestec = 3851,8 J/kgּK

mapă = = = 1,6×104 kg

Qamestec = mamestecּcpamestecּ(60 – 30) = 5928×3851,8×30 = 6,85×105 J

Q = KּAּΔTmed =Qamestec = 6,85×108 J

Anec =

K – coeficientul total de transmisie a căldurii, W/ m2ּK

Anec – aria suprafeței de schimb termic necesară, m2

ΔTmed – diferența medie de temperatură.

ΔtM = 90 – 60 = 30˚C

Δtm = 90 – 30 = 60˚C

= = 0,5 < 2 → Δtmed I = → Δtmed I =

Δtmed I = 45˚C

Anec = = 14,09 m2

Volumul vasului, ținând seama de de volumul lichidului și de coeficientul de umplere al vasului, este:

Vu = 6000 l = 6 m3

Vt = = = 7,06 m

Vt = ּ H

D ≈ H

Vt = → D = → D = → D = 2,106 m

Se alege Di = 2,1 m

H = = = 2,16 m

Conform geometriei vasului, aria suprafeței de schimb de căldură se calculează cu relația:

Ag = пּ Dּ Hl + (m)

Unde: Hl – înălțimea până la care se ridică lichidul în vas;

φ = = =

φ = → Hl = φּH = 0,85ּ 2,16

Hl = 1,73 m

Ag = пּ Dּ(Hl + ) = 3,14ּ 2,1ּ(1,73 + )

Ag = 14,86 m2

Aria de transfer termic rezultată din geometria vasului este suficientă pentru realizarea încălzirii, comparativ cu aria de transfer termic necesară.

V.1.2 DIMENSIONAREA RĂCITORULUI CU PLĂCI

Pentru răcirea amestecului omogenizat de la temperatura de 65˚C la temperatura de 4˚C se folosește un schimbător de căldură cu plăci cu două zone de tip Tehnofrig (T-10000).

În prima zonă răcirea se face cu apă de la rețea cu temperatura de 14˚C până ce mixul ajunge la temperatura de 30˚C. Temperatura finală a apei în prima fază este de 34˚C.

În a doua zonă răcirea se face cu apă răcită cu temperatura inițială 2˚C și temperatura finală 10˚C.

I Bilanțul caloric pentru fiecare zonă

A. Zona I

t1 = 65˚C tai = 14˚C

t2 = 30˚C taf = 34˚C

Mam ּcamּ(t1 – t2) = Waּcaּ(taf – tai) + [NUME_REDACTAT] = 0 se neglijează pierderile de căldură

Wa =

Mam = cantitatea de amestec omogenizat supus răcirii = 10058,27 kg/h

Wa = = 15507,58 kg/h

B. Zona a II-a

t2 = 30˚C tar i = 2˚C

t3 = 4˚C tar f = 10˚C

Mam ּcamּ(t2 – t3) =Warּcar ּ(tar f – tar i) + [NUME_REDACTAT] = 0

Wa =

War = = 30174,81 kg/h

II Calculul suprafeței de schimb de căldură pentru fiecare zonă

A. Zona I

AI = ,(m2)

QtrI = Mam ּcamּ(t1 – t2)

QtrI = ּ3694,4ּ(65 – 30)

QtrI = 36ּ104 W

ΔtM = 65 – 34 = 31˚C

Δtm = 30 – 14 = 16˚C

= = 1,94 < 2 → Δtmed I = → Δtmed I =

Δtmed I = 23,5˚C

Calculul coeficientului global de transfer de căldură

k1 = , (W/ m2ּK)

unde: α1 – coeficientul parțial de transfer de căldură convectiv pentru amestecul de

amestecul de înghețată, m/(m2ּK);

α2 – coeficientul parțial de transfer de căldură convectiv pentru apa de răcire,

m/(m2ּK);

δ – grosimea plăcii, m;

λ – conductivitatea termică pentru oțel inoxidabil, W/(mּK).

Caracteristicile plăcii Tehnofrig T-10.000 sunt:

lungimea L = 1530 mm

lățimea l = 410 mm

grosimea δp = 1 mm

aria suprafeței de transfer A0 = 0,5 m2

distanța dintre plăci δc = 3 mm

aria secțiunii de curgere S0 = 175ּ10-5 m2

diametrul echivalent dech = 9,5 mm

grosimea plăcii de capăt δpc = 110 mm

grosimea plăcii intermediare δpi = 72 mm

Ecuația criterială este:

Nu = 0,0645ּ Re0,78ּ Pr0,46ּ ()0,25

1,05 pentru încălzire

()0,25 =

0,95 pentru răcire

Calculul lui α1 (amestec de înghețată)

Re = ; Nu = ; Pr1 =

Unde: c,ρ,η,λ – caracteristicile amestecului de înghețată la temperatura medie, tmed I.

tmed I = = = 47,5˚C

Știind că woptim = 0,2 – 0,8 m/s, se adoptă wam = 0,7 m/s.

Din ecuația continuității debitului:

= m1ּ wּS0 , (m3/s)

Se calculează m1 – numărul de canale pentru o singură trecere

m1 = = = 2,09

Se alege m1 = 2 canale.

Se recalculează viteza reală

wr = = = 0,732 m/s.

Caracteristicile termofizice ale amestecului de înghețată la temperatura sa medie din zona I și II sunt:

Re1 = = 4417,16

Pr1 = = 11,03

Nu1 = 0,0645ּ (4417,16)0,78ּ (11,03)0,46ּ0,95 = 128,84

α1 = = = 5928 W/ (m2ּK)

Calculul lui α2 (apă)

Caracteristicile termofizice pentru apă la temperatura sa medie din zona I și II:

= → = → m2 = 4 canale

Viteza de curgere a apei între plăci:

w = = = 0,41 m/s.

Re2 = = 4383,74

Nu2 = 0,0645ּ (4383,74)0,78ּ (6,94)0,46ּ1,05 = 114,68

α2 = = = 6279 W/ (m2ּK)

k1 = = 2523,39 W/ (m2ּK)

λOlinox = 14,7 W/ (mּK)

A I == 6,07 m2.

B. Zona II

AII = ,(m2)

QtrII = Mam ּcamּ(t2 – t3)

tmed II = = = 17˚C

QtrI = ּ4055,6ּ(30 – 4)

QtrII = 294ּ103 W

ΔtM = 30 – 4 = 26˚C

Δtm = 10 – 2 = 8˚C

= = 3,25 > 2 → Δtmed II = → Δtmed II =

Δtmed II = 15,2˚C

Calculul coeficientului global de transfer de căldură

k2 = , (W/ m2ּK)

unde: α1 – coeficientul parțial de transfer de căldură convectiv pentru amestecul de

amestecul de înghețată, m/(m2ּK);

α2 – coeficientul parțial de transfer de căldură convectiv pentru apa de răcire,

m/(m2ּK);

δ – grosimea plăcii, m;

λ – conductivitatea termică pentru oțel inoxidabil, W/(mּK).

Calculul lui α1 (amestec de înghețată)

Re = ; Nu = ; Pr1 =

Unde: c,ρ,η,λ – caracteristicile amestecului de înghețată la temperatura medie, tmed I.

Din ecuația continuității debitului:

= m1ּ wּS0 , (m3/s)

Se calculează m1 – numărul de canale pentru o singură trecere

m1 = = = 2,08

Se alege m1 = 2 canale.

Se recalculează viteza reală

wr = = = 0,728 m/s.

Re1 = = 3158,3

Pr1 = = 15,31

Nu1 = 0,0645ּ (3158,3)0,78ּ (15,31)0,46ּ0,95 = 115,32

α1 = = = 5988 W/ (m2ּK)

Calculul lui α2 (apă)

Caracteristicile termofizice pentru apă la temperatura sa medie din zona I și II:

= → = → m2 = 6 canale

Viteza de curgere a apei răcite în canale:

w = = = 0,43 m/s.

Re2 = = 2916,98

Nu2 = 0,0645ּ (2916,98)0,78ּ (9,29)0,46ּ1,05 = 94,93

α2 = = = 5866 W/ (m2ּK)

k2 = = 2469,13 W/ (m2ּK)

λOlinox = 14,7 W/ (mּK)

A II == 7,83 m2.

Deoarece în calcul nu s-a ținut cont de pierderile de căldură, de depunerile pe suprafața de schimb de căldură și nici de coeficientul de utilizare a suprafeței, se majorează aria suprafeței determinată teoretic cu 10-20%.

AI real = 1,1ּ6,07= 6,67m2

AII real = 1,1ּ7,83 = 8,61m2

III Calculul numărului de plăci pe zonă

n =

A – suprafața plăcilor din zonă;

A0 – suprafața unei plăci.

A. Zona I

nI = = 13,35 ≈ 13 plăci

B. Zona II

nII = = 17,22 ≈ 17 plăci

IV Calculul lungimii zonelor

L = nּδ + (n-1)ּd,

Unde: δ – grosimea plăcii = 1 mm = 1ּ10-3 m;

n – numărul de plăci;

d – distanța dintre plăci = 3ּ10-3 m.

A. Zona I

L = 13ּ10-3 + (13-1)ּ3ּ10-3 = 0,049 m

B. Zona II

L = 17ּ10-3 + (17-1)ּ3ּ10-3 = 0,065 m

V Calculul lungimii răcitorului cu plăci

Lr = Lz1 + Lz2 + 2ּLpc + [NUME_REDACTAT]: – Lr – lungimea activă a răcitorului cu plăci;

– Lz1 – lungimea primei zone de răcire;

– Lz2 – lungimea celei de-a doua zone de răcire;

– Lpc – lungimea plăcii de capăt;

– Lpi – lungimea plăcii intermediare.

Lr = 0,049 + 0,065 + 2ּ 0,11 + 0,072

Lr = 0,46 m

CAPITOLUL VI

CONTROLUL, REGLAREA ȘI AUTOMATIZAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC

ELEMENTE DE AUTOMATIZARE

Dezvoltarea automatizării moderne a dus la creșterea unor sisteme de elemente unificate de control, de comandă și reglare automată a unor procese tehnologice compexe, astfel să se poată tipiza și limita numărul tipurilor elementelor de automatizare.

Cauzele obiective care impun aplicarea automatizării în producție sunt:

obiectivitatea controlului și comenzii;

centralizarea comenzii grupelor de mașini și agregate sau a unor întregi sisteme de producție, practic fără limitatea distanței;

realizarea cu precizie a procesului de producție prescris cu indicii calitativi și cantitativi optimi;

comanda proceselor la orice viteză de desfășurare a acestora și pentru orice valoare a parametrilor procesului;

siguranța și securitatea funcționării agregatelor;

eficiența economică ridicată legată de creșterea productivității muncii, economia de materii prime, de combustibil, de materiale și reducerea personalului de deservire.

a) Aparate folosite pentru măsurarea temperaturii

Metodele și mijloacele de măsurare a temperaturii sunt termometria de contact, termometria de radiație care au ca principiu de funcționare dilatarea liberă a corpurilor cu temperatura, variația volumului fluidelor de volum constant cu temperatura, variația rezistenței electrice cu temperatura, variația radiației cu temperatura.

Termometrul de sticlă cu lichid ce se bazează pe dilatarea lichidului termometric cu temperatura și pot fi cu imersie totală sau parțială a coloanei de lichid, utilizaze în laborator sau în domeniul industrial.

Termometrele de sticlă sunt alcătuite dintr-un ansamblu rezervor- tub capilar din sticlă în interiorul căruia se află un lichid: Hg (pentru domeniul -30→300˚C), alcool

(-70→+120˚C).

Termometrele manometrice funcționează pe baza variației cu temperatura a presiunii gazelor, vaporilor sau lichidelor menținute la volum constant.

Termometrele manometrice se compun dintr-un rezervor care se introduce în mediul a cărei temperatură se măsoară cu un tub flexibil pentru racordarea la distanță a unui nanometru.

b) Măsurarea debitelor

Clasificarea metodelor, procedeeelor și dispozitivelor de măsurare a debitelor este dată în STAS 9280 și STAS 6823-71.

Contoarele volumetrice pentru gaze sunt dispozitive ce preiau volume constante dintr-un fluid, permițând asfel determinarea pe cale directă a cantităților vehiculate și a debitului. Cel mai utilizat este contorul uscat cu burduf (STAS 6681-78) utilizat la măsurarea debitului de gaze naturale.

c) Măsurarea automată a volumelor și maselor

Pentru măsurarea lichidelor și gazelor se utilizează diferite contuare de cantitate, aparate de viteză care măsoară cantitatea de lichid care curge prin conducate, aparate de volum ce acționează pe principiul măsurării anumitelor volume ale lichidului.

Aparatele de viteză măsoară, după viteza de rotație a organului de lucru, cantitatea de lichid ce curge prin conductă (contuar de viteză).

Aparatele de volum funcționează pe principiul măsurării anumitor volume ale lichidelor sau a gazelor, acestea fiind controlate mecanic.

Aparatele de masă se bazează pe măsurarea și evidența unor mase ale porțiilor de produs, aceste contuare servind pentru evidențierea cantității materialelor purverulente (contuare automate de masă).

CAPITOLUL VII

AMPLASAMENTUL ȘI PLANUL GENERAL AL SECȚIEI DE PRODUCȚIE

INTRODUCERE

Dimensionarea și localizarea optimă a unei fabrici cu profil de industrie alimentară trebuie să țină cont de contextul întregii subramuri a cărei producție urmează să se dezvolte.

Planul general de amplasare trebuie să reflecte alegerea cea mai economică, dar și rațională pentru amenajările tehnice ale liniei tehnologice. Totodată, pe lângă soluțiile de economic și practic, trebuie să țină cont și de reguli de igienă sanitară.

Condițiile care trebuie îndeplinite la întocmirea planului general al fabricii sunt:

împărțirea în sectoare a fabricii trebuie făcută astfel încât să se utilizeze cât mai eficient;

distribuirea și amplasamentul construcțiilor și instalațiilor trebuie făcută în concordanță cu cerințele fluxului tehnologic și pentru asigurarea continuității acesteia;

clădirile auxiliare trebuie construite cât mai aproape de clădirile de bază;

la amplasarea fabricii se are în vedere ca aceasta să fie cât mai departe de întreprinderile care emană gaze, fum, de fermele de animale și păsări de la care provin dejecții animale și care pot impurifica produsele alimentare.

La amplasarea unităților de industrie alimentară se va ține cont de posibilitățile de aprovizionare a acestora cu materii prime, de livrare a produselor finite, de evacuare a deșeurilor rezultate prin procesare precum și de posibilitățile ulterioare de extindere.

Unitățile de desfacere se amplasează în cartierele de locuit, în locuri ușor accesibile populației beneficiare, la o distanță de minim 15 m de ferestrele locuințelor.

Zona de producție cuprinde:

1. Terenul de amplasare: -acesta trebuie să îndeplinească o serie de condiții cum ar fi:

să nu fie într-o zonă inundabilă, să nu fie expus pericolelor avalanșelor, surpării sau alunecării, să nu aibă emanații de substanțe toxice, inflamabile sau explozive;

să fie ferit de influența nocivităților produse de obiective economice învecinate;

nivelul pânzei de apă freatică să se găsească la cel puțin 3- 4 metri de suprafața solului, pentru a nu exista riscul apariției apei în încăperile situate în subsol sau demisol și pentru a preîntâmpina dezvoltarea coloniilor de mucegaiuri și pulverizarea tencuielii;

nivelul apei de infiltrație să fie la minim 1,5 m, să fie amplasat la maximum 100 m de zona de locuințe;

2. Căile de acces, împrejurimi și drumuri interioare:

trebuie să permită accesul mijloacelor auto, pentru aprovizionarea cu materii prime, livrarea produselor finite și eliminarea deșeurilor rezultate din activitatea de procesare;

toate căile de acces trebuie marcate corespunzător;

teritoriul unității trebuie înprejmuit pentru a se putea efectua un control eficient al circulației în interior și a împiedica pătrunderea animalelor vectore de microbi;

3. Încăperi de producție:

nu se admite desfășurarea proceselor tehnologice în subsol;

pentru fiecare muncitor se va prevedea o suprafață de minim 4 m2 ;

înălțimea încăperilor de producție nu va fi mai mică de 3,5 m (paviment plafon), iar distanța minimă până la elementele proeminente de construcții, deasupra locului de muncă, va fi de 2,5 m.

4 Încăperi pentru depozitare:

vor fi incluse în fluxul de producție, pe trasee scurte, având legături directe cu spațiile de producție;

depozitele trebuie să asigure conservarea produselor și materiilor, precum și posibilitatea gestiunii și manipulării bunurilor;

construcțiile se vor executa din elemente prefabricate și preturnate de serie pentru depozitele răcite și condiționate, și construcții ușoare pentru diverse magazii;

depozitele nu vor avea praguri la uși.

Spații frigorifice:

or fi orientate către pe cât posibil spre nord- est pentru a fi ferite de însorire puternică;

Încăperi nerăcite pentru depozitarea ambalajelor sosite din rețea

Încăperi nerăcite pentru materiale de producție

Laborator pentru verificarea salubrității și calității produselor lactate:

trebuie ferit de surse de zgomot, trepidații și praf (șoselele de circulație, ateliere mecanice):

trebuie să aibă două uși care să se deschidă în afară, pentru a permite în caz de accident o evacuare rapidă;

înălțimea minimă a camerelor de laborator va fi de 3 m;

pentru funcționarea laboratorului sunt necesare instalații de: gaz metan, apă și canalizare, ventilație, iluminat, rețea electrică, încălzire și în anumite cazuri conducte de vid și aer comprimat.

9. Încăperi social- sanitare:

sunt formate din vestiare, spălătoare, dușuri și closete care trebuie să fie separate de încăperile de producție, pentru a evita riscul ca in caz de defectare, apele să ajungă în contact direct sau indirect cu produsele alimentare;

trebuie să aibă o ventilație naturală/ mecanică eficientă pentru a permite o aerisire corespunzătoare;

vestiarele trebuie să fie de tip filtru, adică să cuprindă: încăpere pentru dezbrăcarea hainelor de stradă , încăpere cu chiuvete și dușuri, încăpere pentru îmbrăcarea hainelor de lucru;

grupurile sanitare nu vor fi amplasate deasupra spatiilor de preparare și depozitare iar distanța de amplasare va fi de maximum 125 m față de cel mai îndepărtat loc de muncă.

10. Spații auxiliare:

spații pentru prepararea soluțiilor de spălare;

spații de depozitare substanțe chimice ținute sub cheie (dezinfectante, detergenți).

La construirea încăperilor de producție trebuie să se țină cont de următoarele aspecte:

trebuie construite din materiale netoxice, rezistente la șocuri mecanice și termice, impermeabile, neputrezibile, rezistente la acizi și baze de origine animală, netede;

materiale admise: betonul, dale din gresie antiacidă, plăci din ceramică, mozaic, toate având finisaje antiderapante;

pavimentul se va realiza pe straturi de hidroizolație, trebuie să fie ușor de spălat și dezinfectat;

locurile de muncă cu multă umiditate trebuie prevăzute cu grătare de lemn;

pereții trebuie construiți din materiale netoxice, rezistente, impermeabile, netede (tencuieli din ciment alb, plăci de gresie antiacidă, plăci din faianță albă care se aplică până la înălțimea de 2,10 m);

pereții exteriori, în special în zonele de recepție ale materiilor prime sau pentru expediție a produselor finite, vor fi realizați încât să permită o spălare ușoară;

instalațiile elctrice, aparatura, corpurile de iluminat suspendate de tavane trebuie să fie astfel instalate pentru a nu contamina produsele comestibile existente în spații tehnologice;

se interzice construirea tavanelor false, din rabit sau elemente cu structură poroasă ori cu goluri;

intensitatea luminoasă, în spațiile tehnologice și în grupurile sociale, va fi de minim 220 lucsi/m, la nivelul fiecărui utilaj sau punct de lucru;

un iluminat de minim 550 lucsi este necesar la următoarele puncte: sala pentru ambalare,puncte de control sanitar- veterinar, la recepția materiei prime și la expedierea produselor finite;

să fie dimensionate și amplasate astfel încât să asigure iluminatul natural în timpul verii iar iluminarea lor să nu obosească muncitorii;

să fie folosită sticlă incoloră;

pe traseele unde se transportă produse în cărucioare, golul de trecere al căruciorului să fie de minimu 1,50 m iar ușile vor fi construite din oțel inoxidabil;

ușile instalate lângă secțiile care provoacă zgomote vor fi izolate fonic;

ușile amplasate spre exteriorul unității vor fi prevăzute cu dispozitive pentru autoînchidere și ecrane pentru protecția contra insectelor și rozătoarelor )perdele de aer, plase de sârmă), se vor închide etanș

11. Rampe pentru recepție și expediție

vor fi acoperite cu copertine ale căror margini vor depăși cu cca 50 cm pe cele ale rampei

înălțimea lor trebuie să fie corelată cu înălțimea mijloacelor de transport, în caz contrar se vor folosi planuri înclinate;

trebuie să fie marcate și iluminate corespunzător și prevăzute cu scări de acces și balustrade de protecție pentru personal.

VII.1. STRUCTURA PRINCIPALELOR SPAȚII DE PRODUCȚIE ȘI DEPOZITARE

Amplasarea instalației de obținere a înghețatei se face pe un singur nivel, utilajele fiind dispuse în ordinea operațiilor tehnologice.

Suprafața totală (ST) necesară pentru amplasarea liniei de fabricație pentru obținerea înghețatei s-a determinat cu relația:

ST = Sd + Sa + [NUME_REDACTAT]: – Sd – suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație (m2);

– Sa – suprafața de deservire de către executant a mijloacelor de muncă;

– Sc – suprafața de circulație.

Suprafața ocupată de dotările liniei de fabricație se calculează prin însumarea suprafeței ocupate de fiecare utilaj ca în tabelul următor:

Suprafața ocupată de utilaje

Considerăm 3 m2 pentru fiecare utilaj, ca suprafată de deservire de către executant.

Sa = 3ּ 39,43 =118,29 m2.

Sc = (Sd + Sa)ּ k

K = 0,5

Sc = (118,29 + 39,43)ּ0,5 = 78,86.

ST = 39,43 + 118,29 + 78,86 = 236,58 m2.

În afară de hala de producție, secția mai cuprinde: un birou, vestiare, grupuri sanitare, magazie de materiale, depozitul de produs finit.

Dimensionarea depozitului

Pentru calculul suprafeței depozitului de produs finit se determină în primul rând cantitatea de înghețată care se realizează în 24 ore. Știm că se obține real 10.000kg înghețată în 24 ore iar o caserolă are greutatea de 1 kg.

Trebuie să luăm în calcul producția pe 7 zile și vom avea:

P = 10.000 x 7 = 70.000kg înghețată.

Această cantitate de înghețată obținută în 7 zile este împărțită în funcție de gramajul ambalajului, în cazul nostru 1kg:

Pa = 70.000: 1kg = 70.000 caserole de înghețată.

O caserolă are următoarele dimensuiuni:

lungime: 20 cm;

lățime: 15 cm;

înălțime: 15 cm.

Într-un bax încap 9 caserole, fapt pentru care determinăm numărul de baxuri necesare:

qn = 9 x 1kg = 9kg/bax.

70.000 : 9 = 7777,77 ≈ 7778 baxuri de înghețată.

Pe 1 m2 se depozitează 9 baxuri pe un rând, așezate suprapus câte 11 rânduri pentru a putea efectua controalele periodice cu ușurință.

9 x 11 = 99 baxuri/ m2.

Suprafața totală a depozitului este:

St = Su + [NUME_REDACTAT]: – St – suprafața totală a depozitului;

– Su – suprafața utilă a depozitului;

– Sc – suprafața de circulație a depozitului.

Su = = 79 m2.

Sc = 1,6 x 18 = 28,8 m2

St = 79 + 27 = 107,8 m2.

Se adoptă pentru depozit următoarle dimensiuni:

lungime: 18 m;

lățime: 6 m;

înălțime: 4,5 m.

CAPITOLUL VIII

NORME DE PROTECȚIA MUNCII, P.S.I. ȘI IGIENA MUNCII

A). Norme de protecția muncii

Măsuri generale:

În întepriderile de industrializare a laptelui se interzice:

folosirea de piese, scule, dispozitive, A.M.C.-uri, deteriorate sau în pericol iminent de deteriorare;

tropirea sau spălarea pompelor sau a tubulaturilor și conductorilor electrici cu apă, existând pericol de electrocutare;

interventia la piesele sau subansambluirle mașinilor sau gresarea acestora în timpul funcționării;

executarea de improvizații la instalațiile electrice, mașini, dispoztive și aparate de măsură și control,

folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate împotriva atingerii directe (cu capace, aparatură, îngrădiri, etc.);

punerea în funcțiune a mașinilor și instalațiilor fără verificarea periodică a legăturii și funcționării corespunzătoare a tuturor AMC-urilor din dotare conform caărții tehnice;

folosirea de conducte de abur și apă caldă neizolate termic pentru a preveni pierderile de căldură și accidentele de natură tehnică;

exploatarea mașinilor, instalațiilor, utilajelor, fără cunoașterea perfectă a instrucțiunilor de exploatare care trebuiea afișate la fiecare loc de muncă;

prezentarea la locul de muncă a personalului muncitor și tehnic, care nu poartă echipamentul sanitar și de protecție conform normativelor în vigoare;

menținerea in funcțiune a pompelor, separatoarelor, altor utilaje, a instalațiilor la care se constată zgomote suspecte;

folosirea în activitatea de spălare și curățire interioară a tancurilor de depozitare, vanelor și cazanelor, a echipamentului care folosește în alte sectoare de activitate;

instalarea și înlăturarea apărătoarelor de protecție în timpul funcționării;

folosirea de flanșe de îmbinare a conductelor care transportă abur, apă fierbinte și agenți frigorifici fără ca acestea sa fie prevăzute cu manșoane;

folosirea de platforme și scări care nu sunt confecționate din tablă striată și prevăzute cu rame de metal;

folosirea conductelor care transportă apă rece, caldă, abur, amoniac etc., care nu sunt vopsite în culorile convenționale fundamentale (conform STAS 858970);

amplasarea la distanțe mari a sistemelor de pornire și oprire a electromotparelor, utilajelor și instalațiilor;

păstrarea în secțiile de producție de obiecte, ambalaje, piese, care sunt străine de acestea.

B). Măsuri specifice de protecția muncii

Măsuri specifice în sectorul de pasteurizare

La pasteurizatorul cu plăci se interzice:

montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele și fără suporturi fixe care să le asigure stabilitatea;

punerea în funcțiune a instalației fără a se face proba de etanșare a plăcilor și conductelor de legătură cu apă rece;

folosirea instalației mai mult de 4 ore, fără efectuarea spălării cu apă și soluții chimice conform normativelor în vigoare.

Măsuri specifice la instalațiile de ambalare

La tancurile de depozitare se interzice:

curățirea tancului fără deconectarea vizibilă de la rețeaua electrică a motorului electric a agitatorului și avertizarea cu plăcuța „Nu porniți se lucrează în interiorul tancului”;

folosirea agitatoarelor defecte.

La liniile pentru umplerea ambalajelor se interzice:

folosirea de personal care nu cunoaște modul de acționare a dispozitivelor și principiul de funcționare;

depășirea regimului de lucru a mașinii stabilit de firma constructoare.

La benzile transportoare pentru ambalaje se interzice:

folosirea benzilor murdare sau nedegresate 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 aqtunci când instalația nu este în funcțiune.

Măsuri specifice la operațiunile de depozitate și transport

Se interzice:

lipsa instrucțiunilor specifice care trebuie afișate la fiecare loc de muncă;

folosirea de personal neinstruit și fără echipament corespunzător;

distanța mai mică de 1 m întredouă utilaje de transport ce se încarcă sau se descarcă cu produse finite;

circulația în întreprinderi cu o viteză mai mare de 5 km/h.

La depozitarea produselor finite se interzice:

stivuirea produselor finite fără a ține seama de forma geometrică și de rezistența ambalajului, de greutatea produsului, înălțimea nedepășind de 1,5 ori latura mică a bazei;

depozitarea produselor sub tablourile elctrice și sub automatele de pornire, în dreptul ușilor de acces;

depozitarea și așezarea manuală a materialelor ambalate peste 3 m înălțime;

ca lățimea între stive să fie mai mică de 1,5 m;

atingerea instalațiilor de iluminat în timpul depozitării.

La depozitarea materialelor se interzice:

stivuirea materialelor cu ambalaj deteriorat;

depozitarea de materiale pe rafturi care nu au etichetă cu precizarea sarcinii maxime admise;

formarea de stive cu ambalaje cu conținuturi diferite sau de dimensiuni diferite;

depozitarea echipamentului de protecție și lucru în contact cu vaporii de substanțe nocive, umezeală, rugină, etc.

La depozitarea și manipularea materialelor inflamabile, expozive și toxice se interzice:

manipularea acestor materiale în alte locuri decât cele special destinate, marcate pe o rază de 100 m cu indicatoare de securitate;

servirea mesei și fumatul în aceste locuri;

spălarea echipamentuluii de lucru, a pieselor, a locului de muncă cu substanțe ușor inflamabile;

depozitarea materialelor respective în secțiile de lucru;

comunicarea depozitelor pentru substanțe cu încăperile de lucru, fără uși metalice ce se deschid la exterior inscripționate ” Pericol de foc”;

blocarea căilor de acces;

transportul materialelor inflamabile în autovehicule nedotate cu echipament de stingere a incendiilor;

folosirea de recipiente cu substanțe lichide sau gazoase sub presiune fără capace de protecție la ventile;

transportarea recipientelor sub presiune cu alte gaze comprimate, grăsimi, materiale inflamabile fără inele de cauciuc, nevopsite în culoarea convențională sau murdare de ulei;

depozitarea recipientelor de oxigen înlocuri improvizate, împreună cu uleiuri sau grăsimi;

depozitarea substanțelor inflamabile, explozibile în încăperi ce nu sunt prevăzute cu instalații electrice antiexplozive, iar întrerupătoarele sunt amplasate greșit în interiorul depozitului.

Măsuri de igienă la fabricarea înghețatei

Măsuri igienico-sanitare privind proiectarea și construirea fabricii

La proiectarea unei întreprinderi de industrie alimentară se impune a se ține seama de legislația sanitară, de o serie de cerințe igienico-sanitare, care se referă la terenul destinat întreprinderii, la amenajarea clădirilor în teren, la aprovizionarea cu apă, cu energie electrică, la încălzire, iluminare, ventilație, etc.

La amplasarea fabricii este de preferat colaborarea cu alte întreprinderi, pentru a realiza exploatarea în comun a surselor de rețele energetice, alimentare cu apă, canalizare, drumuri de acces și dotări social-culturale. Terenul pentru amplasare trebuie situat în afara zonelor puternic locuite pentru a se putea deversa apele uzate, iar noxele degajate cer asigurarea unei zone de protecție sanitară.

În incinta unităților trebuie amenajate grupuri sanitare cu puncte de spălare, iar în curte apă potabilă pentru personalul auxiliar (șoferi, manipulanți) care nu are acces în secțiile de producție.

La proiectarea sălilor de producție trebuie avut în vedere realizarea fluxului tehnologic asfel încât să se evite contaminările încrucișate produse de contactul materiilor prime cu produsele finite, de ambalajele murdare cu cele curate.

Pentru întreținerea corespunzătoare, tavanul, pereții și pardoseala trebuie să fie din materiale corespunzătoare, netoxice, netede care să prezinte un grad de finisaj bun. Pentru tavane este indicat varul, pentru pereți acoperirea cu faianță albă reprezintă o soluție bună, iar pardoseala trebuie protejată cu gresie rezistentă la un grad de uzură ridicat, la acizi și baze trebuind să fie antiderapantă.

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. Nu se amplasează deasupra spațiilor de producție sau a depozitelor de produse finite. Vestiarele vor fi amenajate separat pentru bărbați și femei, fără a comunica între ele și vor cuprinde spații pentru haine de oraș, spații cu chiuvete și dușuri și spații pentru echipamentul de lucru; grupurile sanitare se amplasează la o distanță maximă de 75 m de cel mai îndepărtat loc de muncă.

Încăperile social- sanitare vor fi deservite de personalul special instruit ce nu participă la igienizarea secțiilor de producție. Se interzice intrarea în grupurile sanitare cu echipament sanitar de producție.

Igiena echipamentului de producție

În ceea ce privește echipamentul de producție se procedează după cum urmează:

Conducte:

se trece apă caldă prin conducte timp de 3-5 minute pentru a se îndepărta restul de mix;

se demontează conductele și se înmoaie în soluție de spălare conținând carbonat de sodiu 1,5%;

se curăță interiorul conductelor cu perii da sârmă cu coadă iar exteriorul cu perii de nylon;

se clătesc conductele cu apă caldă până la completa îndepărtare a urmelor de alcalii;

se dezinfectează cu apă la 83-90˚C timp de 3 minute;

se așează conductele pe rastele în poziție înclinată pentru scurgere;

se montează conductele și se dezinfectează în final cu apă fierbinte timp de 3 minute.

Vane, bidoane:

spălarea interiorului cu soluție alcalină de carbonat de sodiu 1-1,5%, folosind dispozitive mecanice cu jet sau perii speciale cu coadă;

clătirea cu apă caldă 45˚C pentru îndepărtarea urmelor de soluție alcalină;

dezinfectarea cu soluție conținând 250 mg/l clor activ;

clătirea din abundență cu apă rece.

Pasteurizatoare și omogenizatoare :

clătire cu apă timp de 10 minute;

spălare cu soluție alcalină 1,2% la 80˚C timp de 30 minute (în circuit închis);

evacuarea soluției alcaline și clătire cu apă în circuit închis timp de 15 minute;

spălare cu soluție acidă 0,7% la 70˚C timp de 20 minute;

spălare cu apă caldă 90˚C pentru sterilizare, timp de 10 minute prin recirculare;

spălare cu apă rece.

Freezer :

clătire cu apă caldă la 50˚C;

spălare cu soluție de carbonat de sodiu 1,5% la 50˚C;

dezinfecție cu soluție conținând 200 mg clor activ.

Igiena spațiilor de producție și depozitare

Acestea trebuie să fie igienizate prin curățire, spălare și dezinfecție. Operațiile de igienizare includ următoarele etape:

îndepărtarea mecanică a resturilor solide cu ajutorul măturilor și încărcarea lor în recipiente pentru reziduuri care, zilnic, se spală cu apă caldă cu carbonat de sodiu și se dezinfectează cu soluție clorigenă (5-10% clorură de var);

spălarea pardoselii cu apă caldă la 45˚C cu adaos de 1-2% sodă calcinată sau 1% detergenți prin frecare cu perii cu coadă;

clătire cu apă rece;

dezinfecție cu soluție de cloramină activată cu clorură de amoniu 1:1 (soluție 1,5%), respectiv cu soluție de hipoclorit de sodiu, soluție 2,5%.

Pardoselile se igienizează zilnic la începutul și sfârșitul fabricației. Pereții faianțați se igienizează periodic. Ușile și ferestrele se vor șterge de praf și se spală săptămânal, iar scările, balustradele, platformele se spală zilnic. Canalizarea se inspectează permanent și se dezinfectează cu soluție de clorură de var 10%. Văruirea, vopsirea, repararea pardoselii se face de cel puțin două ori pe an.

Igiena personalului

Starea de sănătate și comportamentul igienic al presoanelor care lucrează în domeniul fabricării înghețatei sunt factori importanți în obținerea unor produse de calitate, fără efecte nocive asupra consumatorilor. Din această cauză se impune respectarea unor cerințe cu privire la controlul medical la angajare și periodic, igiena corporală și a echipamentului de protecție precum și însușirea de către angajați a unor cunoștințe și deprinderi igienice. Aceste norme sunt reglementate prin legislația sanitară în vigoare.

Orice persoană care urmează a fi angajată într-o secție de înghețată trebuie supusă în prealabil unui riguros examen medical, ce constă din:

examinarea clinică completă;examen radiologic pulmonar;

examen venerian și serologic;

examen coprobacteriologic, pentru depistarea stării de purtător al agenților patogeni Schigella și Salmonella;

examen parazitologic, pentru punerea în evidență a bolilor parazitare.

După angajare, personalul are obligația să se supună examenului medical periodic, rezultatele controlului se înscriu într-un carnet de sănătate care rămâne la șeful de secție.

Obligațiile zilnice ale personalului care lucrează în secțiile de înghețată sunt următoarele:

predarea echipamentului de stradă la vestiarul tip filtru;

trecerea la baie și spălarea în special a unghiilor și mâinilor cu periuțe, urmată de o dezinfecție cu soluție clorinată 0,01%;

îmbrăcarea echipamentului de protecție format din: pantalon, jachetă, halat, bonetă sau basma (femei), cizme de cauciuc. Echipamentul de protecție (cu excepția cizmelor) se va schimba zilnic.

Personalul mai are următoarele obligații:

de a folosi echipamentul de protecție numai în spațiile de producție. Nu se intră cu acest echipament în WC;

să păstreze echipamentul numai în vestiarele special amenajate și de a nu-l transmite de la un muncitor la altul;

să nu intre în activitate dacă are leziuni purulente. Cele nepurulente se vor acoperi cu pansament impermeabil (nu se acceptă bandaje de pânză);

după folosirea WC-ului este obligatorie spălarea pe mâini cu apă, săpun și dezinfectant. Uscarea mâinilor se face cu aeroterma electrică;

să poarte mănuși de tifon sterilizate prin fierbere după fiecare utilizare;

să nu consume alimente în spațiile tehnologice (producție și depozitare).

În secțiile de înghețată se vor lua măsuri de dezinsecție și deratizare.

Dezinsecția se realizează prin pulverizarea substanțelor respective la locurile de depozitare a gunoaielor, lăzi de gunoi, WC, vestiare, pereți exteriori. În spațiile tehnologice nu se stropește cu soluție de dezinfecție.

Deratizarea se face periodic și atunci când este necesar. Se execută de personal specializat și numai sub supravegherea unui specialist.

Norme de prevenire și stingerea 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 incendiilor;

unitatea va dispune de o instalație de apă pentru stingerea incendiilor, separată de cea potabilă și industrială și va avea în permanență asigurată o rezervă suficientă pentru cazurile de întrerupere a alimetării cu apă;

curtea întreprinderii va fi nivelată și împărțită în mod corespunzător, pentru a asigura un acces ușor la clădiri și a interveni rapid în caz de incendiu, în mijloacele de prevenire și stingere;

personalul muncitor folosit la prevenire 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.

Ansamblul măsurilor ce se prevăd pentru asigurarea protecției muncii se referă atât la perioada de montaj cât și la cea de exploatare a obiectivului, având ca scop asigurarea celor mai bune condiții de muncă, prevenirea accidentelor.

Toate locurile de muncă periculoase vor fi avertizate cât mai sugestiv prin panouri sau afișe care să atragă atenția asupraeventualelor pericole.

Se va informa întreg personalul fabricii legislația privind P.S.I cu următoarele acte normative:

decret nr. 232/1974

decret nr. 290/1977

decret nr. 400/1981

norme generale P.S.I

norme de dotare pentru prevenirea incendiilor.

Încadrarea încăperilor din punct de vedere al pericolului de incendiu, al numărului de salariați cât și sarcina de încăperi este obligatorie.

CAPITOLUL IX

CALCULUL COSTURILOR DE PRODUCȚIE ȘI A INDICATORILOR DE EFICIENȚĂ ECONOMICĂ

IX.1. STABILIREA NECESARULUI DE INVESTITIE

STABILIREA VALORII TERENURILOR,CLĂDIRII, AMENAJĂRILOR ȘI OBIECTELOR DE INVENTAR

La stabilirea valorii clădirii se iau în calcul toate birourile, laboratoarele, holurile, camerele pentru fiecare operație din fluxul tehnologic și inclusiv vestiarele și grupurile sanitare. Astfel valoarea clădirii este redată în tabelul 1:

Valoarea clădirii

Valoarea terenurilor, clădirilor și amenajărilor

Valoarea mobilierului și a obiectelor de inventar

IX. 1.2 STABILIREA CHELTUIELILOR PENTRU UTILAJE

Tabel.27 Lista cu utilajele ce necesită montaj

Listă cu utilajele ce nu necesită montaj

Valoarea totală a utilajelor

IX. 1.3 FOND DE INVESTIȚIE

Tabel.30 Fondul de investiții

IX.2. PLANUL FORȚEI DE MUNCĂ

Unitatea lucrează în regim sezonier, 6 luni pe an, începând cu luna aprilie și până în septembrie.

Tabel.31 Planul forței de muncă

Producția totală:

Producția totală pe sezon

Necesarul de personal:

Necesarul de personal:

FONDUL DE SALARIZARE

Fondul de salarizare al personalului

PLANUL DE APROVIZIONARE

Aprovizionarea cu materie primă

Aprovizionarea cu materii auxiliare

Aprovizionare cu alte materiale

Aprovizionare cu materiale de întreținere, reparații și piese de schimb

Alte investiții

CHELTUIELI DE REGIE

Cheltuieli generale ale secției

A. Cheltuieli de amortizare:

cota anuală de amortizare: 3,94%

531.074 x 0,0394 = 20924,31 RON/an

B. Cheltuieli cu reparațiile:

cota de reparații: 45% din valoarea amortizărilor

20924,31 x 0,45 = 9415,94 RON/an

C. Cheltuieli pentru energia electrică:

necesarul de energie electrică pentru scopuri motrice:

Ntm = == 20320 kW/h

Tf = 1016 h/an

mc = 0,7 kW/h

Ks = 0,7

η = 95 – 98%

kp = 2 – 5%

unde: – Nm – numărul de motoare ce utilizează energia electrică;

– Tf – timp de funcționare a motoarelor respective (1016 h/an);

– mc – norma de consum de energie electrică pe oră (0,7 kW/h);

– Ks – coeficient de simultaneitate (0,7)

– η – randamentul motorului (95 – 98%);

– kp – coeficientul ce reflectă pierderile de enrgie (2 – 5%).

necesarul de energie electrică pentru iluminat:

Nil = PiּTiּKsּ(1+ )

Pi = ∑Ncּ[NUME_REDACTAT]: – Pi – puterea instalată a corpului de iluminat;

– Ti – timpul de iluminat a corpului (ore/trimestru);

– P – pierderi de energie (5%);

– Nc – număr corpuri de iluminat;

– Pic – puterea instalată a unui corp de iluminat.

Pi = 8ּ20 + 3ּ40 + 8ּ40 + 4ּ75 + 2ּ100 = 1100 W

Nil = 1100ּ(5ּ64 + 4ּ62 +5ּ67 + 6ּ62) ּ0,8ּ(1 +0,05) = 1178,1 kW

Nt = Ntm + Nil = 20320 + 1178,1 = 21498,1 kW/an = 113 kW/zi

Cheltuielile pentru energia electrică: 113ּ0,45 = 50,85 RON/zi.

50,85 ּ183 = 9305,55 RON/an.

D. Cheltuieli pentru utilități:

apă: 63 m3/zi

1 m3 apă………………..2 RON

63 m3 apă………………..x RON

x = 126 RON/zi

1 zi………………………..63 m3 apă

183 zile……………………y

y = 183ּ63 = 11529 m3/an

11529ּ2,0 =23058 RON/an

necesar de abur: 465 kg/zi

0,465ּ183 = 85,09 t/an

1 m3 gaz = 1,2 RON

85,09ּ32,4ּ2,5ּ1,2 = 8178,56 RON

alte utilități pentru igienizarea utilajelor: 850 RON/ an.

Total utilități: 850 + 5514,15 +9305,55 + 11529 =27198,7 RON

E. Cheltuieli de amortizare:

Cheltuieli de amortizare a mijloacelor fixe

F. Materiale pentru curățenie și întreținerea clădirii: 4000 RON

Cheltuieli generale pe secție:

Calculul prețului de producție/ lună pentru 10 t produs/zi

Înghețata este ambalată în caserole de 1 kg, iar costul unei caserole este:

1615240: (22ּ 10000) = 7,34 RON.

Pentru desfacere fabrica percepe un adaos comercial de 25%, ceea ce înseamnă că prețul produsului fără T.V.A la livrare este 7,34 + 1,83 = 9,17 RON.

Prețul de livrare cu T.V.A (19%) este 9,17 + 1,74 = 10,91 RON

Profitul net pe unitatea de produs este de 1,74 RON .

Profitul brut anual este:

Pb = Ppּ10.000ּ183 = 1,74ּ10.000ּ183 = 3184200 RON

Similar Posts