UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
PATRÍCIA GOMES DOS SANTOS
IOGURTE SALGADO COM ESPECIARIAS
Orientador: Profª. Drª Maria de Fátima Bezerra
NATAL/RN 2018
PATRÍCIA GOMES DOS SANTOS
IOGURTE SALGADO COM ESPECIARIAS
BANCA EXAMINADORA
_______________________________ Professora Dra. Maria de Fátima Bezerra
_______________________________ Profª Dra. Juliana Chrís Silva de Azevêdo
NATAL/RN 2018
Trabalho de conclusão de curso apresentado à Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Alimentos.
EPÍGRAFE
“Sei estar abatido, e sei também ter abundância; em toda a maneira, e em todas as coisas estou instruído, tanto a ter fartura, como a ter fome; tanto a ter abundância, como a padecer necessidade. Posso todas as coisas em Cristo que me fortalece”.
DEDICATÓRIA
- A Deus pelo dom da vida, força, bênçãos e misericórdias renovadas a cada dia.
- A minha mãe Maria José Gomes dos Santos (in memoriam), que mesmo ausente está presente em cada passo, através de ensinamentos que o tempo não é capaz de apagar.
AGRADECIMENTOS
A Deus pela dádiva da vida e constantes graças concedidas.
Ao Pr. José Sandro e Pr. Isaias Alves por ensinamentos e palavras de sustento em momentos de turbulência.
A professora Maria de Fátima Bezerra da Escola Agrícola de Jundiaí pela amizade, orientação e disposição em ajudar.
Ao corpo docente do curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em especial as professoras Kátia Matsui, Beatriz Salomão e Marcia Pedrini, pelos ensinamentos durante esta jornada e por entendimentos em situações que transpuseram ao meio acadêmico.
A Manoel Fernandes pela referência paterna, apoio e incentivo nos estudos e na vida. A Tatiane Oliveira, pela amizade e esclarecimentos prestados durante realização deste trabalho.
A parceira de curso Ana Paula Costa por atitudes de forte incentivo na conclusão deste curso.
A Thaise Campos e Diana Cristina pelo apoio durante jornada acadêmica.
A todos que não foram citados, mas que contribuíram de alguma forma no fechamento deste ciclo.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Crescimento simbiótico de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus
delbrueckii subsp. bulgaricus. ... 18
Figura 3.1 – Fluxograma do processamento do iogurte salgado. ... 23
Figura 3.2 – Caminhão com tanque isotérmico. ... 24
Figura 3.3 – Centrífuga desnatadeira ... 25
Figura 3.4 – Pasteurizador a placas. ... 26
Figura 3.5 – Homogeneizador. ... 27
Figura 3.6 – Tanque com misturador em inox. ... 28
Figura 3.7 – Condutor acoplado com filtro ... 28
Figura 3.8 – Iogurteira ... 29
Figura 3.9 – a) Alho desidratado granulado; b) Cebola desidratada granulada. ... 30
Figura 3.10 – Máquina dosadora para envase. ... 31
Figura 3.11 – Embalagem para o iogurte salgado. ... 31
Figura 4.1 – Layout simplificado. ... 33
Figura 5.1 – Balanço de massa na padronizadora ... 35
Figura 5.2 – Balanço na planta de pasteurização e homogeneização. ... 36
Figura 5.3 – Balanço no tanque de mistura. ... 36
Figura 5.4 – Balanço na filtração. ... 37
Figura 5.5 – Balanço na iogurteira. ... 37
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Tipos de leites fermentados. ... 13
Tabela 2.2 - Valores nutritivos do leite e alguns tipos de iogurte. ... 15
Tabela 5.1 – Formulação, para produção de 1308,58 Kg de iogurte salgado. ... 34
Tabela 6.1 – Composição por componente do iogurte natural para 100g. ... 38
Tabela 6.2 – Valores do calor específico por componente (Cp) a 75°C. ... 39
Tabela 6.3 – Valores do calor específico por componente (Cp) a 23,5 °C. ... 41
Tabela 7.1 – Distribuição dos gastos referente a mão de obra. ... 42
Tabela 7.2 – Custos com depreciação de equipamentos. ... 43
Tabela 7.3 - Custos com matéria-prima referente a produção de uma batelada. ... 44
Tabela 7.4 - Custo com energia relacionados aos principais equipamentos da linha de produção. .. 45
RESUMO
Os iogurtes já possuem espaço no carrinho de compras do consumidor por suas características nutricionais e organolépticas atrativas. Os consumidores, por sua vez, se apresentam cada vez mais exigentes na procura por produtos saudáveis que ofereçam praticidade e economia. Já as especiarias como alho e cebola, além de serem bastantes estudadas devido a suas propriedades funcionais, são amplamente utilizadas nos mais diversos tipos de alimentos agregando sabor. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi apresentar o processamento do iogurte salgado adicionado das especiarias alho e cebola, na forma desidratada e granulada, conferindo não apenas sabor ao produto, mas também, textura diferente das opções atualmente encontradas no mercado. A fabricação do iogurte salgado apresenta-se como uma ideia viável em todos aspectos abordados, desde o processamento até a análise de custos.
ABSTRACT
Yogurts are products that already have space in the shopping cart of the consumer, this in turn increasingly demanding seeks more and more products that have a "healthy appeal" and offer practicality and economy. Spices such as garlic and onion besides being quite studied because of their functional properties are widely used in the most diverse types of food adding flavor. The main objective of this work is to present the processing of a salted yogurt with added spices, garlic and onion, in a dehydrated and granulated form, conferring not only a flavor to the product but a different texture from the options currently found in the market. Presenting itself as a very viable idea in all aspects covered, from processing, cost analysis to market.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO... 12
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 13
2.1. Aspectos gerais do iogurte ... 133
2.2. Matéria prima ... 15
2.2.1. Leite ... 15
2.2.2. Cultivo iniciador ... 17
2.2.3. Adição de Estabilizante/emulsificantes ... 18
2.2.4. Realçador de sabor: sal ... 19
2.2.5. Especiarias ... 20
2.3. Iogurte salgado ... 21
3. PROCESSAMENTO DO IOGURTE ... 23
3.1. Fluxograma do processo ... 23
3.2. Descrição das etapas ... 24
3.2.1. Recepção e controle de qualidade do leite ... 24
3.2.2. Padronização da gordura do leite ... 25
3.2.3. Tratamento térmico e resfriamento ... 25
3.2.4. Homogeneização ... 26
3.2.5. Fortificação e adição de estabilizantes ... 27
3.2.6. Filtração ... 28
3.2.7. Cultura iniciadora (starter) e fermentação ... 29
3.2.8. Saborização ... 29 3.2.9. Envase e Rotulagem ... 30 3.2.10. Armazenamento ... 32 3.2.11. Controle de qualidade ... 32 4. LAYOUT ... 32 5. BALANÇO DE MASSA ... 34
5.1.1. Padronizadora... 35 5.1.2. Pasteurização e homogeneização ... 35 5.1.3. Tanque de mistura ... 36 5.1.4. Filtração ... 36 5.1.5. Fermentadora ... 37 6. BALANÇO DE ENERGIA ... 39 7. ANÁLISE DE CUSTOS ... 42
7.1. Custos com folha de pagamento ... 42
7.2. Custos com equipamentos ... 43
7.3. Custos com insumos ... 44
7.4. Custos com energia elétrica ... 45
7.5. Estimativa de custo do produto final ... 45
8. TRATAMENTO DE RESÍDUOS ... 46
9. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 48
1. INTRODUÇÃO
O Brasil representa o maior mercado de produtos lácteos da América Latina, respondendo com cerca de 37% das receitas totais de produtos lácteos na região (MILKPOIT, 2018). O país possui um dos mais sofisticados parques industriais do mundo na área de laticínios, cujas empresas transformam anualmente quase metade da produção leiteira do país (aproximadamente 17 bilhões de litros de leite) em produtos lácteos para consumo direto ou como ingrediente pelas indústrias de alimentos (CRUZ et al., 2017).
Leites fermentados compreendem uma série de produtos lácteos, como iogurte, leites fermentados ou cultivados, leite acidófilo, kefir, kumus, coalhada e buttermilk (leitelho ou leite de manteiga) obtidos pela fermentação do leite por microrganismos específicos. Sendo o iogurte o produto mais popular (CRUZ et al., 2017).
As especiarias, por sua vez, são produtos constituídos de partes (raízes, rizomas, bulbos, cascas, folhas, flores, frutos, sementes e talos) de uma ou mais espécies vegetais, tradicionalmente utilizadas para agregar sabor ou aroma aos alimentos (BRASIL, 2005). O alho e a cebola são especiarias que além de agregar cheiro e sabor aos alimentos possuem propriedades fitoterapêuticas relacionadas a prevenção de diversas doenças (ADITIVOS e INGREDIENTES, 2010; LANZOTTI, 2006).
A indústria alimentícia conta com consumidores cada vez mais exigentes que buscam constantemente inovações em seu cardápio. Nesse cenário, o iogurte salgado surge como uma oferta a mais nas prateleiras e pode ser utilizado para agregar valor a várias receitas, usado puro como molho para saladas e sanduiches ou ainda utilizado como patê em torradinhas (BLOGMAISBIO, 2018). A presença dos grânulos de alho e cebola permeando o creme confere ao produto uma textura agradável e atrativa.
Diante do exposto, o presente trabalho de conclusão de curso apresenta o processamento de iogurte salgado com adição das especiarias alho e cebola granulada, organizado em nove capítulos. No primeiro capítulo consta a Introdução, o segundo, a Fundamentação teórica sobre o iogurte e sua respectiva matéria-prima. Nos capítulos três e quatro são expostos, respectivamente, o Processamento de produção e o Layout simplificado do espaço de fabricação. Já os capítulos cinco, seis e sete apresentam Balanço de massa, Balanço de energia e Análise de custos envolvidos no processo, respectivamente. O capítulo oito faz uma breve abordagem sobre o Tratamento de Resíduos e apresenta o esquema de uma estação de tratamento de esgoto para uma indústria de iogurte. E, por fim, temos o capítulo nove com algumas Considerações Finais sobre o iogurte salgado e seu processamento.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Aspectos gerais do iogurte
Leites fermentados são preparados lácteos elaborados a partir leite de diferentes espécies (vaca, ovelha, cabra, búfula e égua) submetido a um processo fermentativo que modifica suas propriedades sensoriais e nutricionais de forma a originar diversos produtos. Existem diversos tipos de leites fermentados (Tabela 2.1), cuja classificação baseia-se na microbiota responsável pela fermentação (ORDOÑEZ et al., 2005). De acordo com a legislação brasileira, regida pela Resolução nº 5/2000 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL, 2000) o leite empregado na fabricação de leites fermentados deve ser pasteurizado ou esterilizado e a fermentação pode ser realizada por um ou vários dos seguintes cultivos: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei. Bifidobacterium sp. Streptococus salivarius subsp thermophilus e/ou outras bactérias acidolácticas.
Tabela 2.1 - Tipos de leites fermentados. Agentes de
Fermentação Produtos
Leveduras Kefir, Kumys, leite acidófilo fermentado por levedura
Mofos Viili
Bactérias
Mesófilas Natal fermentada (buttermilk), Lactofil, Filmjolk, Taetmjolk, Maziwa lala, Ymer
Termófilas Iogurte, Laban, Zabadi, Labneh, Chakka, Shirkhand, Skyr¹, nata fermentada búlgara
Probióticas
Leite acidófilo, Cultura-AB, IogurteAB, Yakult, Miru-Miru, Bioghurt®, Biogarde®,
Bifighurt®, Ofilus®, Biokys®, Progut®, Actimel®, LC1®
1Esse produto pode ser considerado como de fermentação mista, dado que, após a fermentação láctica, há uma segunda
fermentação, produzida por leveduras. Fonte: Ordoñez et al. (2005).
Muito embora não se saiba a origem exata do leite fermentado, é um produto conhecido desde primórdios da civilização. Cientistas conhecidos como Hipócrates, consideravam o leite fermentado além de alimento um remédio, prescrevendo-o no tratamento de distúrbios estomacais e intestinais. Na França o produto foi relacionado a cura de infecções intestinais. No início do século XX, o francês Metchnikoff do Instituto Pasteur foi o primeiro cientista a apresentar uma explicação sobre os efeitos benéficos à saúde de bactérias láticas presentes no leite fermentado. Ganhando um prêmio Nobel em 1908, após isolar o Bacillus bulgaricus, conhecido hoje por Lactobacillus bulgaricus. Baseando-se no fato de que o Lactobacillus bulgaricus é incapaz de
sobreviver ao trato gastrintestinal e colonizar o intestino, acredita-se que o microrganismo isolado por Metchnikoff possa ter sido o Lactobacillus acidophilus. Metchnikoff acreditava que contaminantes bacterianos era inibido pelo ácido lático. Isaac Carasso, em 1971 produziu em Barcelona o leite fermentado, a partir daí começou a ser fornecida a população uma grande quantidade desse alimento. Originalmente, na coagulação do leite, os microrganismos envolvidos no processo eram os que estavam naturalmente presentes no meio, mudando as características e propriedades físico-químicas da matéria prima original (CRUZ et al., 2017).
O leite fresco in natura é um produto bastante perecível e constitui um ótimo substrato para vários microrganismos, tanto os oriundos da própria microbiota quanto àqueles contaminantes advindos de falhas no processamento (ORDOÑEZ et al., 2005). O tempo de crescimento destes acelera-se dentro de poucas horas aumentando sua acidez em função do acúmulo do ácido lático. A acidez aumenta até atingir o ponto isoelétrico das proteínas do leite (pH 4,6), modificando sua fluidez. Os microrganismos utilizados na fermentação do leite provocam alterações benéficas melhorando o “flavor’’, a textura, a quantidade de vitaminas e ácidos orgânicos que aumentam a vida de prateleira desses produtos. Ao longo do tempo, por ensaio e erro, variando a temperatura e o tempo de incubação do leite, produtos com acidez e texturas diferentes envolveram resultados nos mais variados tipos de leites fermentados por todo o mundo. Havendo modificações típicas nos produtos de cada país ou região (FERREIRA, 2005).
O iogurte, por sua vez, é definido como o produto resultante da fermentação lática do leite realizada com cultivos protosimbióticos de Streptococcus salivarius subsp. thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus, os quais podem ser complementados por outras bactériais ácido-lácticas que contribuem na determinação das características do produto final (BRASIL, 2000). No Brasil, o iogurte é o leite fermentado mais consumido em função de suas propriedades organolépticas agradáveis do que mesmo por características nutritivas ou terapêuticas (AQUARONE et al., 2005).
De acordo com Aquarone et al. (2001), o iogurte pode ser classificado da seguinte forma: • Quanto ao teor de gorduras (g): integral – g > 3,5%; médio teor – 2,0% < 2,0% < 3,5%;
baixo teor – 0,2% < g < 2,0%; desnatado – g < 0,2%.
• Quanto aos ingredientes: natural – elaborado apenas com leite e microrganismos; flavorizado – adicionado de essências, corantes e açúcar; com frutas: adicionado de polpa ou pedaços de frutas.
• Quanto a viscosidade: baixa viscosidade – escorre facilmente do copo; alta viscosidade – escoa com dificuldade do copo; geleificado – não escorre do copo.
• Quanto ao processo de fabricação: tradicional – fermentado dentro das embalagens; batido – fermentado e depois embalado.
Aquarone et al. (2001) ressalta que o consumidor brasileiro prefere o iogurte batido de médio teor de gordura ou desnatado e de baixa viscosidade, sendo o mais consumido o adicionado com polpa de morango. Na Tabela 2.2 são apresentados valores nutritivos para o leite e alguns tipos de iogurte.
Tabela 2.2 - Valores nutritivos do leite e alguns tipos de iogurte.
Nutrientes Leite Iogurte natural semi-desnatado com frutas
Sólidos não gordurosos (%) 8,7 13,1 13,1 14,0
Proteínas (%) 3,2 4,8 4,9 5,2 Riboflavina (mg/100g) 0,15 0,22 0,22 0,24 Cálcio (mg/100g) 120 180 181 192 Fósforo (mg/100g) 95 142 143 153 Potássio (mg/100g) 160 240 242 254 Calorias/100g 66 84 69 90
Fonte: Aquarone et al. (2001).
Considerando a textura, basicamente os tipos de iogurte são três: iogurte de massa firme, de massa batida e textura líquida, conhecidos como iogurte tradicional, batido e líquido, respectivamente. O tradicional adquire consistência de pudim devido ao fato da massa manter-se íntegra e por ser produto incubado após o envase. O batido, resulta em um produto com textura menos firme que o anterior porque o coágulo é quebrado após o processo fermentativo. Este método resulta em um número grande de tipos de iogurte, apresentando variação na quantidade de sólidos totais no substrato, adição de frutas e condições da massa no momento da quebra. A presença ou não do “flavor” também colabora para a diferenciação. Nesta categoria, o iogurte é classificado em: natural, com frutas ou aromatizado, de acordo com ausência de “flavor”, presença de fruta ou de “flavorizantes” (aromatizantes), respectivamente (FERREIRA, 2005).
2.2 Matéria-prima 2.2.1 Leite
De acordo com a Instrução Normativa nº 62 de 29 de dezembro de 2011, do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), entende-se por leite, sem outra especificação, o produto oriundo da ordenha completa e ininterrupta, em condições de higiene, de vacas sadias, bem alimentadas e descansadas (BRASIL, 2011). Ou ainda como uma mistura homogênea de
grande número de substâncias: lactose, glicerídeos, proteínas, sais, vitaminas, enzimas, etc., das quais algumas estão em emulsão como a gordura (componente mais variável entre as espécies e raças) e as substâncias associadas, algumas em suspensão (as caseínas ligadas a sais minerais) e outras em dissolução verdadeira (lactose, vitaminas hidrossolúveis, proteínas do soro, sais, etc.) (ORDOÑEZ et al., 2005).
Müller (2002) considera o leite como o mais nobre dos alimentos, por sua composição rica em proteína, gordura, carboidratos, sais minerais e vitaminas, proporcionando nutrientes e proteção imunológica para o neonato. Além de suas propriedades nutricionais, o leite oferece elementos anticarcinogênicos, presentes na gordura, como o ácido linoléico conjugado, esfingomielina, ácido butírico, β caroteno, vitaminas A e D.
O leite pode receber várias classificações de acordo com:
• Finalidade: i) leite de consumo em espécie ou in natura; ii) leite para fins industriais; e iii) leite destinado a sorveterias, confeitarias, padarias e estabelecimentos congêneres.
• Espécie produtora: o leite pode ser de vaca, de cabra, de ovelha de búfala e de outras espécies domésticas.
• Teor de gordura: i) integral; ii) padronizado (teor de gordura ajustado a 3%); iii) magro/semidesnatado (teor de gordura no intervalo de 2% a 3%); e iv) desnatado (isento de gordura).
• Tratamento: i) cru - que foi ou não submetido, no todo ou em parte, às operações de filtração, refrigeração, congelamento ou preaquecimento; ii) pasteurizado - submetido ás operações de filtração e de aquecimento na qual o leite é elevado a uma temperatura de 74ºC por 16 segundos e em seguida há uma refrigeração para 4 ºC, sendo necessária a conservação dessa temperatura até o consumo; agregadas a outras técnicas necessárias a seu preparo, transporte e distribuição, tornam possível maior durabilidade e destruição de microrganismos prejudiciais à saúde; iii) constituído - produto resultante da dissolução em água do leite em pó adicionado ou não de gordura láctea, até atingir o teor gorduroso fixado para o respectivo tipo, seguido de homogeneização e pasteurização; iv) ultrapateurizado / Ultra High Temperature (UHT) - é o submetido a um processo no qual a temperatura do leite é elevada a 147ºC, por 16 segundos, e em seguida, rebaixada para 20ºC; depois, mantém-se o leite em observação por até sete dias antes de sua comercialização. Este último é utilizado nos leites longa vida, uma vez que permite a conservação do produto por
até seis meses em embalagem e temperatura adequadas. Comercialmente, o leite que não passa por processo de pasteurização UHT é considerado clandestino (MAIA et al., 2012). O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento por meio da Instrução Normativa nº 62, de 29 de dezembro de 2011, fixa no Brasil os parâmetros que garantem a qualidade do leite de vaca tais como requisitos físicos, químicos, microbiológicos, de contagem de células somáticas (CCS) e de resíduos químicos (BRASIL, 2011).
Importante enfatizar que a qualidade do leite implica diretamente na qualidade de seus derivados. Existem alguns problemas associados ao leite que impedem seu uso na produção de iogurtes tais como: baixa acidez ou acidez alta, resíduos de antibióticos ou sanitizantes, ou ainda, problemas com oxidação ou coagulação (BRASIL, 2011).
2.2.2 Cultivo iniciador
Culturas starter ou cultivos iniciadores são preparações que contêm formas vivas ou em estado latente de microrganismos que se desenvolvem e multiplicam-se no substrato de fermentação e realizam atividade metabólica desejada cuja qualidade e desempenho na matriz deve ser considerada sob o ponto de vista microbiológico, tecnológico e aspectos sensoriais (HAMMES e HERTEL, 1998). Uma das justificativas do uso de microrganismos na produção de alimentos, bem como na produção de iogurtes está associada a produção de produtos variados a partir de um microrganismo.
O cultivo envolve fatores como: o binômio tempo temperatura de incubação, padronização do meio para crescimento e produção de metabólitos essenciais na elaboração de determinados produtos. As culturas são comercializadas na forma liquida, liofilizada, congelada ou ainda congelada concentrada. Estes microrganismos dependendo de sua especificidade e atividade metabólica produzem modificações nas características sensoriais dos alimentos, tais como: textura, aroma e sabor. Devem ser escolhidos de acordo com o tipo de fermentação (lática, alcoólica, butírica, propiônica, ácido cítrico e gasosa) e característica desejadas no processo (FERREIRA, 2005).
Um cultivo iniciador pode ser formado por um ou mais microrganismos, geralmente, por várias cepas da mesma espécie. As bactérias são selecionadas por sua capacidade de transformar lactose em ácido láctico. Para a fabricação de iogurte foram testados diversos microrganismos, sendo atribuídos ao Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Estas duas bactérias crescem simbioticamente, resultando em metabolismo acelerado, maior concentração de ácido láctico e outros metabolitos do que se crescessem separadas, otimizando para 4 horas a 42ºC o tempo de incubação necessário para obtenção do iogurte. Sendo os principais
produtos metabólicos dos microrganismos iniciadores o ácido láctico, compostos aromáticos (acetaldeído e diacetil) e, às vezes, exopolissacarídeos. Cada cepa com sua fisiologia específica, que a tornará mais ou menos aromática, mais ou menos produtora de exopolissacarídeos, etc. Outros microrganismos ácido-láticos podem ser adicionados a fim de melhorar as características do produto final, cabendo a indústria a escolha do iniciador mais adequado para fabricação de seu iogurte (ORDOÑEZ et al., 2005). Na Figura 2.1 é apresentado o crescimento simbiótico resultado do cultivo simbiótico de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Nesta, compara-se acidez que se desenvolve com o crescimento do cultivo misto e com o crescimento das bactérias separadas.
Figura 2.1 - Crescimento simbiótico de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Tempo % á ci d o l ác ti co
Fonte: Ordoñez et al. (2005).
Ferreira (2005) considera que para uma boa atuação da cultura lática deve ser levado em conta o tipo de substrato, uma vez que este exerce influência direta na atividade da cultura, sendo influenciada pela: concentração de sólidos não gordurosos, presença ou ausência de gorduras e concentração de vários minerais. Os substratos comumente utilizados para ativação e propagação de culturas láticas são: leite desnatado ou o integral e meio fagorresistente. Sendo que o aspecto do produto final vai depender das características do substrato, do tipo de microrganismo envolvido e da tecnologia empregada no processo.
2.2.3 Adição de Estabilizantes/emulsificantes
A portaria nº 540- SVS/MS, de 27 de outubro de 1997 define aditivo alimentar como qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem propósito de nutrir, com objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento. Que ao agregar-se poderá resultar em
componente de tal alimento. Não incluindo contaminantes ou substâncias nutritivas que sejam incorporadas ao alimento para manter ou melhorar suas propriedades nutricionais. Define ainda estabilizantes como substância que torna possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento (BRASIL, 1997).
Os estabilizantes e/ou emulsificantes são utilizados durante a fabricação de alguns produtos lácteos, mas no iogurte apenas os estabilizadores são adicionados a base do leite cuja aplicação no Brasil é regida pela resolução CNS/MS nº 04, de 24 de 1988. O principal objetivo de adicionar estabilizadores à base do leite é melhorar as características no iogurte, tais como: corpo, textura, viscosidade/consistência, aparência e sensação na boca. Uma vez que o coágulo do iogurte é frequentemente submetido a “choques mecânicos” durante o processo de fabricação: (a) na agitação do coágulo no tanque de fermentação no período de incubação ou durante resfriamento no tanque, (b) no bombeamento do coágulo para refrigeração, (c) durante mistura para incorporação de frutas/sabores, seguido de bombeamento para máquina de recheio ou embalagem, e (d) no tratamento térmico posterior a fermentação para a fabricação de iogurtes pasteurizados, UHT ou longa vida (TAMINE e ROBINSON, 2000).
Há casos em que o iogurte pode apresentar baixa viscosidade ou ainda separação do soro, a adição de estabilizadores é recomendada para melhorar estes defeitos, uma vez que suas moléculas se ligam com os constituintes do leite formando uma “espécie de rede” responsável pela melhoria na consistência. A adição de estabilizadores após o período de incubação deve ser de excelente qualidade microbiológica, caso contrário, o prazo de validade do produto poderá ser reduzido (TAMINE e ROBINSON, 2000).
2.2.4 Realçador de sabor: sal
A portaria nº 540- SVS/MS, de 27 de outubro de 1997, define realçador de sabor como uma substância que ressalta ou realça o sabor/aroma de um alimento (BRASIL, 1997). Segundo o Decreto nº 75.697, de 06 de maio de 1975 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), o sal é entendido como o cloreto de sódio extraído de fontes naturais. Apresentando-se sob a forma de cristais brancos, com granulação uniforme, própria à respectiva classificação, devendo ser inodoro e de sabor salino-salgado próprio. E está isento de sujidade, microrganismos patogênicos e outras impurezas que provoquem alterações do alimento ou que indiquem emprego de tecnologia adequada. Podendo ser utilizado como aditivos intencionais. Sendo classificado de acordo com sua composição e características granulométricas. Todos os tipos de sal devem obedecer ao teor de iodo fixado na legislação sanitária pertinente (BRASIL, 1975).
O sal (NaCl) é universalmente conhecido por ressaltar o sabor dos alimentos, é considerado um dos elementos mais essenciais e mais utilizado na indústria de alimentos devido à variedade de suas funções. Além de melhorar o sabor, o sal exerce influência nos aromas dos outros ingredientes, reduz o amargor, reforça a doçura, aumenta a sensação de densidade e textura, atua como conservante uma vez que reduz a “atividade de água”, reduzindo o crescimento e desenvolvimento da flora microbiana (ADITIVOS e INGREDIENTES, 2011).
O sal também possui outras propriedades alimentícias, são elas: (i) capacidade como conservador e preservador que foi fundamental para o desenvolvimento humano ao longo da história, uma vez que permitia a conservação de alimentos, (ii) atua como aglutinante de outros ingredientes, (iii) funciona como substância que permite controlar os processos de fermentação de determinados alimentos, (iv) é utilizado para dar textura, resultando em alimentos mais agradáveis ao tato e visualmente mais atrativos, (v) potencializa a cor de muitos alimentos, fazendo-os mais agradáveis a vista e (vi) desidrata e amolece muitas matérias primas da alimentação. No setor de laticínios é utilizado na elaboração de produtos lácteos como: queijo, margarina, manteiga ou creme, o sal é utilizado para controlar a fermentação e melhorar a cor, textura e sabor destes preparos (ADITIVOS e INGREDIENTES, 2011).
2.2.5 Especiarias
De acordo com a Resolução-RDC nº 276, de 22 de setembro de 2005, especiarias são produtos constituídos de partes (raízes, rizomas, bulbos, cascas, folhas, flores, frutos, sementes, talos) de uma ou mais espécies vegetais, tradicionalmente utilizadas para agregar sabor ou aroma aos alimentos e bebidas. São designadas pelo nome comum da espécie vegetal utilizada ou expressões consagradas pelo uso, podendo ser seguida da forma de apresentação (BRASIL, 2005). O alho (Allium sativum) e a cebola (Allium cepa L.) exemplos destas especiarias, ambos pertencem a família Liliaceae e as partes utilizadas são os bulbos (LANZOTTI, 2006; ADITIVOS; INGREDIENTES, 2010).
O alho (Allium sativum) é uma planta assexuada que propaga-se através do plantio dos bulbilhos ou dentes, é conhecido por seu bulbo arredondado, popularmente conhecido como cabeça, envolvida por finas camadas de uma casca de cor branca, rosada ou roxa, contendo aproximadamente de 10 a 12 dentes. O talo longo e fino, de folhas longas e achatadas como capim e que possui uma flor no seu extremo, desenvolve-se a partir do bulbo. Os alhos diferem em relação ao tamanho, cor, forma, sabor, número de dentes por bulbo, acidez e capacidade de armazenamento. Isso acontece devido ao fato das características individuais do alho serem modificadas de acordo com as condições de cultivo, solo, temperatura, período de chuvas, altitude
e tempo de cada região. Acredita-se que exista mais de 600 sub-variedades de alho no mundo. O cheiro do alho é a sua característica mais marcante, provocado pela alicina, o componente responsável pelo odor característico e inibe o desenvolvimento de bactérias, destrói fungos, estimula o fluxo das enzimas digestivas e elimina toxinas através da pele (ADITIVOS e INGREDIENTES, 2010).
Além de ser um elemento muito empregado na culinária em geral é muito estudado também devido suas características nutricionais e fitoterapêuticas. Estudos recentes apontam que o alho possui efeitos antioxidante, cardiovasculares, endócrinos, antineoplásicos, anti-helmínticos entre outros (LANZOTTI, 2006).
A cebola, por sua vez, é caracterizada por ser um produto agrícola de demanda plástica (não-elástica), em função da natureza do seu uso. Quase todos os povos a utilizam para fins culinários, consequentemente sua produção e comercialização estão distribuídas por todas as regiões do planeta. Seu consumo dar-se principalmente de forma in natura, em saladas, como condimento ou tempero, mas não como alimento principal. No Brasil é considerada a terceira olerícola de importância econômica, ficando atrás, apenas, da batata e do tomate. Constitui atividade socioeconômica de grande relevância para os estados de São Paulo, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, nos quais se concentram, aproximadamente, 80% da produção nacional (BOEING, 2002). Assim como o alho é uma hortaliça cuja propriedades fitoterapêuticas são bastante exploradas, rica em fitonutrientes, é bastante útil no tratamento e prevenção de doenças como o câncer, doença coronariana, obesidade, hipercolesterolemia, diabetes tipo 2, hipertensão, catarata e distúrbios do trato intestinal como dispepsia e cólicas (LANZOTTI, 2006).
A cebola e o alho são condimentos de amplo uso na culinária brasileira, a oferta de ambos na forma desidratada é uma forma pratica que une facilidade e rapidez, é uma opção a mais na prateleira do consumidor que pode ser aplicada nos mais diversos pratos e produtos agregando, além de sabor, valor aos mais diversos tipos de alimentos.
2.3. Iogurte salgado
O cenário atual da indústria alimentícia conta com um consumidor cada vez mais exigente que tem buscado constantemente inovações em seu cardápio. Além de uma tendência de mercado, o iogurte salgado surge com uma oferta a mais nas prateleiras. Incontáveis são as receitas que podem agregar este tipo de produto. Podendo ser usado puro como também molhos para saladas e sanduiches, “patê” com torradinhas, purê com legumes e até mesmo como uma forma de tempero para carnes brancas e marinados (BLOGMAISBIO, 2018).
Desde os primórdios que o iogurte é conhecido por suas propriedades nutricionais e fito terapêuticas, a forma salgada apresenta-se como uma alternativa interessante de inseri-lo a dieta da família. Incorporar especiarias com propriedades funcionais como é o caso do alho e cebola em um produto de consistência cremosa, resultando em um produto leve de sabor tradicional costuma agradar os mais diversos paladares e públicos (FERREIRA, 2005).
A presença dos grânulos de alho e cebola permeando no creme confere ao produto uma textura agradável e atrativa.
3. PROCESSAMENTO DO IOGURTE 3.1 Fluxograma do processo
A Figura 3.1 apresenta o fluxograma com as etapas envolvidas na produção do iogurte salgado com especiarias.
3.2 Descrição das etapas
A seguir será descrito as etapas prevista no processamento do iogurte salgado com especiarias.
3.2.1 Recepção e controle de qualidade do leite
Periodicamente a empresa terá o cuidado de certificar se o seu produtor cumpre as exigências mínimas contidas na Instrução Normativa nº 62, de 29 de dezembro de 2011, com intuito de garantir a qualidade do leite. Conforme preconiza o item 5 desta instrução, o transporte do leite cru até estabelecimento industrial será realizado por caminhões com tanques acoplados isotérmicos de aço inox (carrotanque isotérmico), conforme ilustra a Figura 3.2 (BRASIL, 2011).
Figura 3.2 – Caminhão com tanque isotérmico.
Fonte: Jardinox (2018).
Durante a recepção a temperatura do leite será verificada e caso esteja abaixo de 10°C, o leite é recebido e serão coletadas amostras de cada caminhão para análises físico-químicas tais como: teor de gordura, acidez, densidade relativa, umidade, crioscopia, alizarol, presença de aditivos, coadjuvantes e resíduos de antibióticos, conforme recomendações da Instrução Normativa nº68 de 12 de dezembro de 2006 (BRASIL, 2006) e Instrução Normativa nº 62 de 29 de dezembro de 2011, que cita o controle diário do leite cru refrigerado (BRASIL, 2011). As amostras também serão analisadas quanto a presença de microrganismos, tais como: analise de microorganismos aeróbicos mesófilos, Coliformes totais e termotolerantes, Estafilococos coagulase positiva, Listeria monocytogenes, Salmonella, bolores e leveduras. Conforme orientações da Instrução Normativa nº62 de 26 de agosto de 2003 (BRASIL, 2003a; BRASIL 2003b). Cujas análises serão realizadas no laboratório da empresa, a fim de que sejam evitadas possíveis fraudes.
Segundo a Instrução Normativa n° 62/2011 do MAPA, além da verificação de contaminantes e adulterantes, o leite integral pasteurizado deve ter acidez entre 14° e 18° Dornic, ser estável ao alizarol 72 °GL e possuir um teor mínimo de Sólidos Não Gordurosos (SNG) de
8,4%, possui densidade relativa a 15ºC entre 1,028 a 1,034 g/mL, o índice crioscópico deve estar entre -0,512°C e -0,531°C e proteína total de 2,9% (BRASIL, 2011).
3.2.2 Padronização da gordura do leite
Pode haver variação do teor de gordura no leite, portanto, torna-se necessário sua padronização. De acordo com a Instrução Normativa nº 62 de 29 de dezembro de 2011 do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), no leite integral o teor de gordura deve ser de 3,0 % e não pode ser realizada em propriedade rural. O desnate é realizado por uma desnatadeira centrifuga, onde ocorre a separação parcial do leite do creme de leite. Devido a força centrifuga que atua na desnatadeira esta etapa proporciona também a retirada de sujidades presentes no leite e sua clarificação. Na Figura 3.3 é apresentada a centrífuga desnatadeira.
Figura 3.3 - Centrífuga Desnatadeira.
Fonte: Guialat (2018).
Após o desnate é realizado análise laboratorial para verificação do teor de gordura obtido, e dependendo do resultado, é feita uma remixagem do creme obtido no processo a fim de obter o teor dentro do limite definido.
3.2.3 Tratamento térmico e resfriamento
O principal objetivo da pasteurização é a destruição de microrganismos patogênicos e eliminação de parte da flora microbiana normal do leite, favorecendo o crescimento dos microrganismos do cultivo iniciador (FERREIRA, 2005). O leite será pasteurizado a uma temperatura de 72 ºC durante 15 segundos, seguindo para a etapa de enriquecimento em tanque.
A Figura 3.4 apresenta o pasteurizador de placas com capacidade de 2.000 L/h até 7.500 L/h, composto por pedestal maciço de aço inoxidável, placas corrugadas, tirantes de aperto para fixação do feixe de placas (WEST, 2018).
Figura 3.4 – Pasteurizador de placas.
Fonte: West Equipamentos (2018).
A mistura após filtrada é guiada a iogurteira onde será submetida a tratamento térmico de 95°C por 5 minutos. Nesta fase, devido a ação do calor, ocorre a alteração da estrutura das proteínas do soro liberando composto nitrogenados de baixo peso molecular que estimulam os microrganismos iniciadores, além de criar novas ligações com outros componentes do leite aumentando sua viscosidade, como exemplo a união entre moléculas de β-lactoglobulinas, ou o deposito de β-lactoglobulinas nas micelas de caseínas, unindo-se com moléculas de κ-caseína (ORDOÑEZ et al., 2005). Logo após resfriada para uma temperatura em torno de 42°C, considerada ótima para o crescimento do cultivo iniciador.
3.2.4 Homogeneização
A homogeneização tem a finalidade de promover a quebra dos glóbulos de gordura, uniformizando seu tamanho, promovendo dispersão homogênea da mistura base, aumentando a viscosidade e a melhora das qualidades sensoriais, é realizada com pressão elevada (100 a 150 bar) e uma temperatura entre 55-65ºC (CRUZ et al., 2017). É uma etapa importante uma vez que promove melhor dispersão dos constituintes e melhor interação entre os glóbulos de proteínas e gorduras, evitando formação de nata no produto final. Na Figura 3.5 é apresentado o homogeneizador.
Figura 3.5 - Homogeneizador
Fonte: West Equipamentos (2018).
Após processo de homogeneização o produto apresenta melhoras significativas na estabilidade, viscosidade e redução da sinérese do produto, uma vez que tal processo provoca mudanças na absorção de água pelas proteínas (FERREIRA, 2005).
Devido a turbulência ou fenômeno de cavitação, diferenças de pressão e energia são geradas durante o processo, ocorrendo a redução do tamanho dos glóbulos. Basicamente, quando as bolhas geradas pela cavitação entram em colapso, ondas de choque são geradas no líquido provocando a separação de gotículas de gorduras dispersas. O homogeneizador faz com que as micelas de caseínas sejam rasgadas e separadas por forças ativas na superfície, enquanto novos glóbulos de gorduras estão sendo formados (TAMINE e ROBINSON, 2000).
3.2.5 Fortificação e adição de estabilizante
Conforme Ordoñez et al. (2005), o enriquecimento com extrato seco de procedência láctea para o iogurte natural de consistência firme é entre 16 a 18%. Em um tanque inox provido de agitador (Figura 3.6) será realizado o enriquecimento/fortificação do leite com 16% de leite em pó desnatado a fim de ajustar a composição, conforme orientado por Ordoñez et al. (2005).
Figura 3.6 - Tanque com misturador em inox.
Fonte: Pronex (2018).
Segundo Ordoñez et al. (2005) podem-se acrescentar gelatina e amidos comestíveis, modificados ou não aos iogurtes com frutas, sucos e/ou outros produtos naturais. Sendo a dose máxima de de 3g/kg de iogurte. A estes podem-se adicionar ainda estabilizantes, emulsificantes, espessantes, geleificantes.
3.2.6 Filtração
O processo simples ocorrerá através de filtros constituídos de membranas acopladas dentro dos próprios condutores, pelos quais a mistura é bombeada. Neste processo partículas dos ingredientes adicionados que não foram dissolvidas serão eliminadas, evitando possíveis depósitos na iogurteira.
Figura 3.7 - Condutor acoplado com filtro.
3.2.7 Cultura iniciadora (starter) e fermentação
A função geral de toda cultura iniciadora é produzir ácido lático em período curto, além da acidificação fornecem textura, realce do sabor e aroma característicos. A fermentação é produzida a partir da degradação da lactose em glicose e galactose (CRUZ et al., 2017). Ordoñez et al. (2005) cita que a quantidade varia de 2 a 3% do volume de leite e que a taxa de microrganismo deve ser elevada para que a fermentação ocorra com certa rapidez.
O fermento em pó liofilizado composto por Streptococcus salivarius subesp. thermophilus, Lactobacillus delbruekii subesp. Bulgaricus será adicionado a mistura sob temperatura de 42°C. O processo de coagulação terá duração de 4 horas até que alcance pH de 4,6 e ocorre na iogurteira, com capacidade de produção de 1000 litros por batelada, conforme demonstrado na Figura 3.8.
Figura 3.8 – Iogurteira.
Fonte: Biasinox (2018).
A iogurteira, com camisa dupla e sistema de agitação é construída em aço inox possui isolamento térmico em lã-de-rocha para conservar melhor a temperatura, saída lateral, entrada de produto anti-espuma e saída para qualquer tipo de conexão. A velocidade é ajustada por meio de inversor de frequência. Dois tipos de entradas e saídas, sendo um para produto e outro para as canaletas de aquecimento e resfriamento (BIASINOX, 2018).
3.2.8 Saborização
Finalizado o processo de fermentação, a mistura de base sofrerá resfriamento lento até temperatura de 5°C e, em seguida, será realizada a saborização mediante adição de sal, alho e cebola. Estes dois últimos serão comprados de um fornecedor da região na forma desidratada e
granulada (Figura 3.9). Após a adição destas especiarias o iogurte será envasado em embalagens plásticas.
Figura 3.9 – Saborização: (a) Alho desidratado granulado e (b) Cebola desidratada granulada.
Fonte: Tudo Low Carb, (2018). 3.2.9 Envase e Rotulagem
A embalagem possui papel de extrema importância na indústria alimentícia, uma vez que é parte integrante do processo de preparação e conservação dos alimentos. Deve ser constituída por materiais que evitem a migração de substancias para o produto e não altere as características organolépticas, sua função vai além de conter o produto (JORGE, 2013), uma vez que acaba atuando também na:
• Proteção - permitindo seu manuseio, transporte e distribuição, protegendo contra choques, vibrações e compressões que ocorrem em todo circuito;
• Conservação - atua como barreira contra fatores responsáveis pela deterioração química, física e microbiológica, mantendo a qualidade e segurança do produto e prolongando sua vida útil;
• Informação - transmite informações e instruções de relevância ao consumidor;
• Conveniência - são adequadas as mais diversas ocasiões de consumo, são de fácil abertura, utilização e dosagem, além de permitir combinações de diferentes produtos como iogurte, cereais ou torradinhas.
O envase será totalmente mecanizado e o fluido será guiado por tubulação da fermentadeira até a máquina de envase que possui dosagem de 100 g e capacidade de produção de 2000 unidades por hora. A quantidade do produto a ser injetada será pré definida por operador de acordo com a estratégia da empresa. Na Figura 3.10 é representada a máquina automática dosadora utilizada para envase.
Figura 3.10 - Maquina dosadora para envase.
Fonte: Máquinas Edward (2018).
A embalagem primária (Figura 3.11) na qual o produto será armazenado é constituída de polietileno de alta densidade (PEAD). Elas serão levadas por uma esteira rolante até o ponto de envase e, em seguida, serão termosseladas com selo pré-cortado de alumínio e carimbado pela própria máquina com dados de fabricação como lote, data de validade e informações sobre nutrientes e valor energético, conforme preconiza a RDC nº 360, de 23 de dezembro de 2003 da ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária (BRASIL, 2003). A embalagem a ser usada para envase do iogurte salgado pode ser observada na Figura 3.11.
Figura 3.11 - Embalagem para o iogurte salgado.
Fonte: IStok (2018).
Torna-se importante a disponibilização dos resultados dos ensaios de permeabilidade e resistência dos potes plásticos. As bombas responsáveis pelo bombeamento do produto desde o início da produção até o momento de envase devem ser adequadamente dimensionadas, instaladas e está com a manutenção em dia, bem como todos equipamentos envolvidos em todo processo, para que atendam bem a sua atribuição. Uma vez que qualquer falha mecânica pode afetar não só a vazão como a estabilidade do coágulo e, consequentemente, alterar a viscosidade do produto final.
3.2.10 Armazenamento
Os potes com iogurte salgado serão dispostos em bandejas de papelão, embrulhadas com cobertura plástica para melhor manuseio e, posteriormente, embaladas em caixas de papelão, cada uma com 48 unidades. Em seguida, serão levadas para câmara fria com temperatura próxima de 5°C, onde são empilhadas em estantes, dispostas de modo a aproveitar maior espaço possível. O estoque será controlado através de registros de recebimento, tempo de permanência do produto e entrega, possibilitando melhor fluxo e planejamento da empresa. A expedição seguirá o sistema PEPS (primeiro que entra é o primeiro que sai) a fim de evitar produtos “velhos” na câmara. 3.2.11 Controle de qualidade
A qualidade de um produto alimentício pode ser definida por uma ampla gama de critérios, incluindo, por exemplo, características químicas, físicas, microbiológicas e nutricionais. Sendo julgada por uma série de testes com diferentes graus objetividade que contribuem na atribuição de um bom produto (TAMINE e ROBINSON, 2000).
Uma das prioridades da empresa será a qualidade do produto final, logo cada etapa envolvida no processo produtivo será tratada como “setor individual/independente” sendo rigorosamente inspecionada através de medidas preventivas e de boas práticas de fabricação para que os possíveis riscos envolvidos no processo sejam antecipadamente identificados e minimizados. Antes da expedição serão retiradas de cada lote amostras para realização de analises microbiológica e química. Uma análise sensorial também é realizada para detectar a presença de possíveis grumos ou desenvolvimento de sabor estranho. A empresa contará com um número de Serviço de Atendimento ao Cliente (SAC) pelo qual procura ouvir a opinião de seus consumidores. 4. LAYOUT
A princípio, a construção de qualquer laticínio deve proporcionar um ambiente seguro que proporcione proteção desde a matéria-prima ao ambiente agradável para os trabalhadores. Além disso, o empreendimento deve ser bem planejado para que seja rentável e com manutenção mínima. É aconselhável que a área de recepção esteja separada da área de processamento. O edifício deve permitir fácil acesso para manutenção e possuir espaço suficiente para o bom posicionamento de equipamentos e utensílios (TAMINE e ROBINSON, 2000). Na Figura 4.1 é o apresentado o layout simplificado com a proposta para um laticínio de iogurte de pequeno porte, cuja área construída é de: 264,85 m2 e a área do terreno é de: 1207, 40 m2.
Figura 4.1 – Layout simplificado.
Onde no quadro de equipamentos tem-se: 01- tanque de armazenamento; 02-desnatadeira; 03- planta de pasteurização e homogeneização; 04-tanque de mistura; 05- iogurteira; 06-máquina de envase.
No quadro de ambientes tem-se: 01 – refeitório; 02 – vestuário feminino; 03 – vestuário masculino; 04 – Hall dos vestuários; 05 – Lavabo; 06 – Administração; 07 – Recepção; 08 – área de sol; 09 – circulação; 10 – Marquise de recepção; 11 – plataforma de recebimento; 12 – insumos; 13 – Gabinete de higienização; 14 – Sala de processos; 15 – Deposito de embalagens; 16 – envase e rotulagem; 17 – Laboratório; 18 – Almoxarifado; 19 – Câmara fria; 20 - Marquise de expedição.
5. BALANÇO DE MASSA
O balanço de massa realizado com base na lei de conversão de massa estabelece que “a massa de material que entra em um sistema é igual a massa de material que sai” (FELLOWS, 2006), tomando a seguinte forma: massa de matérias-primas entrando = massa de produtos e resíduos saindo + massa de material armazenado + perdas. Para efeitos de cálculos foi sugerida uma formulação conforme descrição da Tabela 5.1, baseada em dados disponíveis na literatura consultada. Considerando que em uma batelada utiliza-se 1000 litros de leite, correspondente a massa de 1032 Kg.
Tabela 5.1 - Formulação para produção de 1308,58 Kg de iogurte salgado.
Ingredientes Quantidade (Kg)
Leite pasteurizado integral 1032
Leite em pó desnatado 165,12 Alho 51,60 Cebola 51,60 Fermento liofilizado em pó 0,01 Sal 6,19 Estabilizante 2,06 Total 1308,58
A massa do leite foi obtida por cálculo da densidade. A densidade do leite é uma relação entre seu peso e volume e é normalmente medida a 15°C ou corrigida para essa temperatura. A densidade (ρ) do leite é, em média, 1,032 kg/L podendo variar entre 1,023 e 1,040 kg/L (BRASIL, 2007). Levando em consideração uma densidade média de 1,032 kg/L a massa do leite (Kg) foi calculada para volume de 1000 litros, utilizando a Equação 1:
= (1)
Onde: = densidade; = massa, em quilograma e = volume, em litros.
A massa do fermento é a contida em um envelope de 10 U, indicado para a fermentação de 1000 litros de leite. Por ser uma quantidade pouco representativa (0,015) será desconsiderada do balanço de massa.
5.1 Balanço de massa por etapa
A seguir será descrito o balanço de massa envolvido no processo realizado por etapa. Será considerado que ocorre em regime permanente, ou seja, não há acúmulo de material no sistema. 5.1.1 Padronizadora
A composição do leite varia entre raça, idade, fase de lactação e da alimentação, havendo inclusive influências sazonais e climáticas. Sendo a gordura o componente mais variável entre raças bovinas (ORDOÑEZ et al., 2005). Portanto, estimando que o leite entre no processo com teor de 3,5% de gordura (35 g / Kg de leite) que deve ser padronizado a um teor de 3,0%, após retirada do creme.
Figura 5.1 - Balanço de massa na padronizadora.
Onde: 1 = massa do leite integral; 2 = massa do leite padronizado e = massa de creme, obtida durante padronização (desnate). Logo, para uma entrada de 1032 Kg de leite integral, obtém-se o seguinte balanço:
0,035 ∗ 1032 0,03 ∗ 1032 36,12 30,96
5,16 Por fim, a massa do leite padronizado resultante corresponderá a:
1032 Kg de leite integral - 5,16 Kg de creme = 1026,84 Kg de leite padronizado 5.1.2 Pasteurização e homogeneização
Considerando que não há percas, a quantidade de mistura que entra na planta de pasteurização e homogeneização é igual à quantidade que sai, conforme ilustra a figura 5.2.
Figura 5.2 - Balanço na planta de pasteurização e homogeneização.
Onde: 1 = leite que entra e 2 = leite que sai 5.1.3 Tanque de mistura
É no tanque de mistura que são colocados o estabilizante e o leite em pó desnatado junto ao leite já padronizado, anteriormente.
Figura 5.3 - Balanço no tanque de mistura.
Onde: 1 = massa do leite padronizado; 2 = massa do estabilizante; 3 = massa do leite em pó desnatado e 4 = massa do estabilizante + massa do leite em pó desnatado + massa do leite padronizado.
1 2 3 4
2,06 165,12 1026,84 4 m4 1194,02 Kg
5.1.4 Filtração
Os resíduos gerados na filtração são mínimos sendo desconsiderados para efeito de cálculos.
Figura 5.4 – Balanço na etapa de filtração.
Onde: 1 = mistura que entra e 2 = mistura que sai. 5.1.5 Fermentadora
Depois do processo de fermentação e resfriamento é realizada a adição das especiarias (alho e cebola) e sal. Devido a quantidade de fermento ser muito pequena a quantidade de fermento foi considerada insignificante para efeitos de cálculos.
Figura 5.5 - Balanço na iogurteira.
Onde: 1 = massa de base; 2 = massa de sal; 3 = massa de alho desidratado; 4 = massa de cebola desidratada e 5 = massa de iogurte salgado.
1 2 3 4 5
1194,02 6,19 51,6 51, 6 5 m5 1303,41 Kg
Logo, com o valor de massa obtido e desconsiderando perdas, é possível envasar 13.034 embalagens por batelada, cada uma contendo 0,1 Kg de iogurte salgado.
6. BALANÇO DE ENERGIA
Em um balanço de energia, “a quantidade de calor ou energia mecânica entrando em um processo = energia total que saindo com os produtos e resíduos + energia armazenada + mais energia perdida para o ambiente”. Caso as perdas de calor sejam minimizadas, as perdas de energia para o ambiente podem ser ignoradas para soluções aproximadas no cálculo (FELLOWS, 2006). O balanço de energia pode ser calculado pela equação 2:
" ∗ # ∗ (Δ&) (2)
Onde: " = quantidade de calor (KJ); = vazão mássica (Kg); # = Calor específico (KJ/Kg ºC) e ∆T= variação de temperatura (°C). Na realização dos cálculos para o balanço de energia torna-se necessário determinar o valor do calor específico (Cp), utilizando as Equações de 3 a 8. #(((()*+,-í/01 = 2,0082 + (1,2089 ∗ 10−3) ∗ & − (1,3129 × 10−5) ∗ &2 (3) #((((6+*7801 = 1,9842 + (1,4733 ∗ 10−3) ∗ & − (4,8008 ∗ 10−5) ∗ &2 (4) #((((:0*;+<8*0,+1 = 1,5488 + (1,9625 ∗ 10−3) ∗ & − (5,9399 ∗ 10−5) ∗ &2 (5) #((((=<;*01 = 1,8459 + (1,8306 ∗ 10−3) ∗ & − (4,6509 ∗ 10−5) ∗ &2 (6) #((((:</>01 = 1,0926 + (1,8896 ∗ 10−3) ∗ & − (3,6817 ∗ 10−5) ∗ &2 (7) #((((7?<808- = 4,1762 + (9,0864 ∗ 10−@) ∗ & − (5,4731 ∗ 10−5) ∗ &2 (8)
A composição fornecida por TACO (2011) para iogurte natural para uma porção de 100g apresenta composição conforme descrito na Tabela 6.1.
Tabela 6.1 - Composição por componente do iogurte natural para 100g. Principais componentes Composição (%)
Proteínas 4,1 Gordura 3,0 Carboidrato 1,9 Fibras 0 Cinzas 0,9 Umidade 90,0 Fonte: Taco (2011).
Conforme cita Cruz et al. (2017), em geral a temperatura envolvida na homogeneização situa-se entre: 55-65°C. Levando em consideração que a etapa de fermentação é uma das etapas mais importante no processo da fabricação de qualquer tipo de iogurte, pois nela ocorre troca térmica em vários pontos.
Considerando ainda que durante a etapa de mistura não houve perda de calor, o produto entra para a iogurteira com temperatura de 55°C, em seguida, é aquecido a 95°C por 5 minutos e, depois, resfriado a 42°C para fermentação. Fazendo uma média das temperaturas envolvidas adota-se 75°C.
Mediante as equações (Eq. 3 a Eq.8) já apresentadas foi calculado os valores de calor específicos (Cp) para cada componente, conforme apresenta a Tabela 6.2
Tabela 6.2 - Valores do calor especifico por componente (Cp) a 75°C.
A partir dos valores de calor especifico (Cp) obtido para cada componente e de suas respectivas frações descritas na Tabela 6.2 é possível determinar o calor especifico (Cpio) para 100g de iogurte. #((((<+ A(#((((/ B/) (9) #((((<+ [D#(((()∗ 0,041E + D#((((6+∗ 0,03E + (#((((:0∗ 0,019) + D#((((=<∗ 0E + (#((((:<∗ 0,009) + ( #((((F∗ 0,9) #((((<+ = [(2,091 ∗ 0,041) + (2,067 ∗ 0,03) + (1,662 ∗ 0,019) + (1,957 ∗ 0) + (1,213 ∗ 0,009) + (4,200 ∗ 0,9) #((((<+ = 3,97 Kj / KgºC
Componentes Relação com a Temperatura Cp (J/kg °C) e T (°C) Cp (kJ/kg °C) a 75°C Proteína #(((() = 2,0082 + (1,2089 * 10−3) * 75 − (1,3129×10−6) * 752 2,091 Gordura #((((6+ = 1,9842 + (1,4733 * 10−3) * 75 − (4,8008 * 10−6) * 752 2,067 Carboidrato #((((:0 = 1,5488 + (1,9625 * 10−3) * 75 − (5,9399 * 10−6) * 752 1,662 Fibras #((((=< = 1,8459 + (1,8306 * 10−3) * 75 − (4,6509 * 10−6) * 752 1,957 Cinzas #((((:< = 1,0926 + (1,8896 * 10−3) * 75 − (3,6817 * 10−6) * 752 1,213 Umidade #((((F = 4,1762 + (9,0864 * 10−5) * 75 − (5,4731 * 10−6) * 752 4,200
A partir da equação 2 é possível calcular a taxa de transferência de calor para uma batelada de iogurte salgado.
" 1303,41 ∗ 3,97G6°JGH ∗ (95 − 55)°#
" = 206981,508 KJ
Considerando que neste ponto, o processo de aquecimento ocorre em 5 minutos que corresponde a 300 segundos tem-se:
",+,0K = " (10)
Logo,
",+,0K = 206981,508 L300 M ",+,0KN= 689,94 M L
Considerando ainda que após aquecimento a 95°C, a mistura é resfriada até 42°C para posterior fermentação, calcula-se a média das temperaturas envolvidas que é igual a 68,5°C. Adotou-se esse valor e foi repetido o mesmo procedimento para encontrar o calor especifico da mistura a esta temperatura, encontrando:
#((((<+ = 3,96 Kj / KgºC " = 273559,6908 KJ
Como a variação do calor específico (Cp) foi mínima, podemos adotar a mesma taxa de quantidade de calor já determinada para encontrar o tempo em que ocorre a troca térmica. Diante disso, pela Eq. 10 tem-se:
" O P 1 = " O P 2 = 689,94 L M = 273559,6908 L 689,94 LM = 396,5 seg = 6,6 min
Conforme cita Ordoñez et al. (2005), um resfriamento muito rápido pode afetar a estrutura do coágulo, levando a separação do soro devido a intensa retração das proteínas. Assim, após a
fermentação, a mistura é resfriada lentamente de 42°C a 5 °C para que ocorra a saborização. Adotando uma temperatura média de 23,5 °C pelas equações de 3 a 8, obtemos os valores de calor específico (Cp) para cada componente da mistura, conforme descrição da Tabela 6.3.
Tabela 6.3 - Valores do calor especifico por componente (Cp) a 23,5°C.
Pela Equação 9 tem-se:
#((((<+ QD#(((()∗ 0,041E + D#((((6+∗ 0,03E + (#((((:0∗ 0,019) + D#((((=<∗ 0E + (#((((:<∗ 0,009) + ( #((((F∗ 0,9)R
#((((<+ = [(2,035 ∗ 0,041) + (2,016 ∗ 0,03) + (1,591 ∗ 0,019) + (1,886 ∗ 0)
+ (1,135 ∗ 0,009) + (4,177 ∗ 0,9)] #((((<+= 3,94 Kj / KgºC
Pela Equação 2 tem-se: " = ∗ # ∗ (∆&)
" = 1303,41 ∗ 3,94G6°JGH ∗ (42 − 5)°#
" = 190011,1098 KJ
Conforme recomenda Ordoñez et al. (2005), o resfriamento deve ser feito sucessivamente, até 30ºC, depois mais lentamente a 20°C, mais tarde a 14,5 °C até 5°C. Logo, estimando um tempo de resfriamento de 16 minutos (960 segundos) pela equação 10 tem-se:
" O P 3 = 190011,1098 L
960 M
" O P 3 = 197,93 L
M
Componentes Relação com a Temperatura Cp (J/kg °C) e T (°C) Cp (kJ/kg °C) a 23,5°C Proteína #̅p, = 2,0082 + (1,2089 * 10−3) * 23,5 − (1,3129×10−6) * 23,52 2,035 Gordura #̅p,go = 1,9842 + (1,4733 * 10−3) * 23,5 − (4,8008 * 10−6) * 23,52 2,016 Carboidrato #̅p,ca = 1,5488 + (1,9625 * 10−3) * 23,5 − (5,9399 * 10−6) * 23,52 1,591 Fibras #̅p,fi = 1,8459 + (1,8306 * 10−3) * 23,5 − (4,6509 * 10−6) * 23,52 1,886 Cinzas #̅p,ci = 1,0926 + (1,8896 * 10−3) * 23,5 − (3,6817 * 10−6) * 23,52 1,135 Umidade #̅p,w = 4,1762 + (9,0864 * 10−5) * 23,5 − (5,4731 * 10−6) * 23,52 4,177
7. ANÁLISE DE CUSTOS
Custo é o gasto relativo a bem ou serviço utilizado na produção de outros bens ou serviços. Nesse sentido, custo nada mais é que um gasto, no momento de utilização dos fatores de produção, para fabricação de um produto ou execução de um serviço (MARTINS, 2003). Para realização deste este trabalho foram considerados custos com folha de pagamento de funcionários, equipamentos, matéria prima e energia elétrica, sendo desconsiderados demais custos “indiretos”. Os cálculos levam em consideração a produção de uma batelada diária o que corresponde a 1308,58 Kg de iogurte salgado e 13034 embalagens envasadas cada uma com 0,1 Kg (100g) de produto. Considerando também 22 dias de trabalho mensal.
7.1 Custos com folha de pagamento
Os salários atribuídos na Tabela 7.1 tem como base o salário mínimo atual no ano de R$ 954,00 (novecentos e cinquenta e quatro reais) conforme decreto n° 9.255, de 29 de dezembro de 2017, vigente a partir 01 de janeiro de 2018 (BRASIL, 2017). Os valores calculados levaram em consideração a média salarial em vigor para pequenas empresas e os seguintes encargos: 8,3% de 13° salário, 11,10% de férias, 8% de FGTS, 1,40% de fração do FGTS com 13° salário e férias, 20 % de INSS, 4% de fração do INSS com 13º salário e férias. Tais encargos foram considerados com base em empresas do simples, ou seja, aquelas que possuem receita bruta de até 4,8 milhões anual ou 400 mil mensal.
Tabela 7.1 - Distribuição dos gastos referente a mão de obra.
Cargo Nº de colaboradores Salário mensal1 (R$) Encargos2 (R$) Salário + Encargos (R$) Eng. de Alimentos
(Área técnica e adm. geral) 1 5.748,73 3.355,33 9.104,06
Gerente Financeiro 1 3.735,74 2.292,47 6.028,21 Assistente administrativo 2 2.795,40 1.795,97 4.591,37 Técnico em alimentos (Enc.de Laboratório) 1 1.692,28 1.213,52 2.905,80 Promotor de vendas 1 1.218,58 963,41 2.181,99 Auxiliares de produção 6 5.919,42 3.445,45 9.364,87 Auxiliar de almoxarifado 1 1.085,75 893,28 1.979,03 Motorista 2 2.566,16 1.674,93 4.241,09 Auxiliar de motorista 1 998,76 847,35 1.846,11
Auxiliar de serviços gerais 2 1.498,40 1.111,16 2.609,56
Total 18 27.259,2 17.592,87 44.852,1
1 Fonte: Médias salariais para empresas de pequeno porte – Trabalha Brasil, 2018.
2 8,3% de 13° salário, 11,10% de férias, 8% de FGTS, 1,40% de fração do FGTS com 13° salário e férias, 20 % de
Considerando a produção de uma batelada por dia o que corresponde a 1.308,58 Kg de iogurte salgado e o envasamento de 13.034 embalagens cada uma com 0,1 Kg.
Podemos calcular o valor da mão de obra por de dia trabalhado, dividindo o custo da mão de obra pelos dias trabalhado, obtendo R$ 2038,73 por dia trabalhado, dividindo este valor pela quantidade de embalagens produzidas em um dia de trabalho chegamos a um custo de R$ 0,16 por unidade de produto.
7.2 Custos com equipamentos
As máquinas provocam um gasto em sua entrada, tornado investimento (ativo) e parceladamente transformado em custo, via depreciação, à medida que é utilizada no processo de produção de utilidades (MARTINS, 2003).
A Tabela 7.2 apresenta o custo para investimento com principais equipamentos envolvidos diretamente na linha de produção e sua respectiva depreciação, sendo desconsiderados valores relacionados a utensílios e equipamentos secundários. Os valores foram estimados com base em pesquisas em sites de vendas nacionais.
O valor para a iogurteira é referente a um equipamento com capacidade de 1000 lts. Tal escolha foi baseada na necessidade de utilização de equipamento com capacidade suficiente para produzir 1308,58 Kg por batelada.
Tabela 7.2 - Custos com depreciação de equipamentos.
Equipamentos Nº de Equip. Valor unitário (R$) Depreciação 4 anual (R$) Depreciação mensal (R$) Desnatadeira1 (1000 lts/h) 1 39.000,00 3.900,00 325,00 Pasteurizador2 (300 lts/h a 3000 lts/h) 1 32.045,00 3.204,50 267,04 Homogeneizador1 (4540 lts/h) 1 70.000,00 7.000,00 583,33 Tanque de mistura com helice5
(Cap. 1400 lts) 1 11.000,00 1.100,00 91,67
Iogurteira3 (Cap. 1000 lts) 1 12.900,00 1.290,00 107,50
Envasadora1 (2000 unit/h) 1 46.800,00 4.680,00 390,00
Mesa de manipulação3 1 1.350,00 135,00 11,25
Total 7 21.3095,00 21.309,50 1.775,79
1 Média de valores para equipamentos pesquisados no Mercado Livre.
2 Média de valores para equipamentos pesquisados na loja virtual suckmilk.com.br.
3 Média de valores para equipamentos pesquisados na loja virtual ricanata.com.br.
5 Média de valores para equipamentos pesquisados em:mfrural.com.br.
Logo, dividindo o custo com a depreciação mensal (R$ 1.775,79) pelos dias trabalhados (22) obtêm-se R$ 80,71 diários, que rateado pela quantidade de embalagens produzidas (13.034) tem-se o valor de R$ 0,006 por embalagem de produto.
7.3 Custos insumos
O custo da matéria-prima seja esta primária ou secundária é parte integrante do produto final. Na Tabela 7.3 é apresentada estimativa com valores de matéria-prima envolvidos diretamente na produção de uma batelada do iogurte salgado. Os valores adotados para os ingredientes foram obtidos por meio de pesquisas em empresas e no mercado local. Exceto para o leite que foi adotado a média de preço nacional do dia 01 de outubro de 2018. Já os valores relacionados a embalagem foram obtidos mediante estimativa com preços praticados em sites de venda online. Na estimativa feita aqui desconsidera quaisquer tipos de descontos incidentes tais como quando a compra é realizada em grandes quantidades, desconsiderando também descontos relacionados a forma de pagamento.
Tabela 7.3 - Custos com matéria prima referente a produção de uma batelada.
Descrição Valor unitário
(R$) Quantidade Valor total (R$) Leite (Lts)1 1,47 1000 1.470 Leite em pó (Kg)2 21,95 165,1 3.624,38 Alho granulado (Kg)2 116,33 51,6 6.002,63 Cebola granulada (Kg)2 113,00 51,6 5.830,80 Fermento em pó (sache)3 25,00 1 25,00 Sal (Kg)2 0,25 6,19 1,55 Estabilizante (Kg)3 0,22 2,06 0,45
Embalagem primaria (Unit.)4 0,06 13034 782,04
Bobina termo seláveis de alumínio
(Kg)4 14,64 1 14,64
Caixas de papelão (Unit.)4 0,48 271 130,08
Total 17.881,57
1 Média de preço nacional pesquisado no noticiasagricolas.com.br.
2 Média de preços baseada em pesquisas no mercado local.
3 Fornecido por Vilac Alimentos.
4 Média de preços baseada em pesquisas no Mercado Livre.
O resultado do rateio do total de custos diretos (17.881,57) pela quantidade de recipientes produzidos (13.034) é igual a R$ 1,37 por unidade de produto.
