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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE FARMÁCIA JACQUELINE WEIS BONFANTI JULIANA STRELOW LIANA PAULA ABREU DA SILVA PÂMELA SANTOS SILVA SUELEN CRISTINA DE FREITAS PEREIRA OBTENÇÃO DO LEITE EM PÓ PORTO ALEGRE JUNHO 2012 2 JACQUELINE WEIS BONFANTI JULIANA STRELOW LIANA PAULA ABREU DA SILVA PÂMELA SANTOS SILVA SUELEN CRISTINA DE FREITAS PEREIRA OBTENÇÃO DO LEITE EM PÓ Monografia apresentada ao curso de Farmácia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul como requisito para aprovação na disciplina de Operações Unitárias Farmacêuticas. Professora: Cynthia Ramos Vivas Ponte PORTO ALEGRE JUNHO 2012 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 4 2. MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................ 5 3. OPERAÇÕES UNITÁRIAS ....................................................................... 6 4. EQUIPAMENTOS .................................................................................... 7 5. CONCLUSÃO ........................................................................................... 9 6. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................... 10 4 1 INTRODUÇÃO O leite está presente desde o surgimento da raça humana, porém é ainda incompletamente conhecido nas suas várias especificidades, o que o mantém como objeto de pesquisa. Em 1911 foi obtido o leite em pó, iniciando a era do aleitamento artificial. A industrialização, a urbanização, o trabalho externo da mulher e a descoberta das fórmulas de leite em pó foram os principais responsáveis pela diminuição do aleitamento materno no século 20, com repercussões desastrosas para a saúde das crianças e, também, para as mulheres. Entende-se por leite em pó o produto obtido por desidratação do leite de vaca integral, desnatado ou parcialmente desnatado e apto para a alimentação humana, mediante processos tecnologicamente adequados. Considera-se fase de fabricação do leite em pó para consumo humano direto: seleção do leite, padronização dos teores de gordura e de sólidos. Para extrair a água, que compõe cerca de 90% da massa do leite, as fábricas fazem-na evaporar num processo lento, que não degrada as proteínas do produto. É uma forma moderna de consumo, pois o produto não necessita de refrigeração, pois a baixa umidade, em torno de 3,5%, inibe o desenvolvimento de microorganismos. Nosso trabalho enfoca a obtenção do leite em pó e tem como objetivo salientar as operações unitárias utilizadas no processo, bem como, os equipamentos mais adequados para cada operação, seus parâmetros e critérios que nos levaram a escolhê-lo. 5 2 MATERIAIS E MÉTODOS O processo de produção do leite em pó inicia com o pré-tratamento do leite (seleção da matéria prima) que deve garantir a acidez no limite permitido (máximo de 18ºD) e a isenção de qualquer tipo de fraude. Após, ocorre uma filtração que tem por objetivo remover as impurezas maiores. O leite é então resfriado, em tanques, a uma temperatura entre 3ºC e 5ºC para manter a sua qualidade inalterada até o momento da industrialização. A estocagem é feita em tanques isotérmicos para dificultar a troca térmica do leite com o meio ambiente. Usualmente, a clarificação do leite e a padronização da gordura ocorrem concomitantemente em um separador centrífugo que rotaciona entre 5000 - 7000 rpm, utilizando a menor densidade da gordura em relação ao leite desnatado para provocar sua separação. A pasteurização ocorre em torno de 90ºC por 15 segundos e visa eliminar a flora patogênica e inativar enzimas prolongando a durabilidade do leite em pó e facilitando a evaporação da água do leite no concentrador. Nessa etapa do processo é adicionado um composto de vitaminas A e D cuja finalidade é aumentar o teor dessas vitaminas e o valor nutricional no produto final. Realiza-se a seguir a concentração do leite com a finalidade de evaporar parte da água presente no mesmo a uma temperatura de 75ºC o que garante um valor nutricional, pois o leite está mais concentrado. A homogeneização diminui o tamanho dos glóbulos de gordura, permitindo a sua melhor distribuição pelos grânulos o que permitirá melhor reconstituição do leite, dificultando a ascensão da gordura. O leite então é seco, passando por uma torre de secagem, após esse processo é resfriado e está pronto para o envase. 6 3 OPERAÇÕES UNITÁRIAS 3.1 Operação: Filtração Fundamento: Processo de separação de um sólido de um fluido que o carreia. A separação se processa pela passagem forçada do fluido através de uma membrana porosa. Justificativa: Tem por finalidade remover as impurezas maiores evitando que estas fiquem aderidas ao resfriador. Critério de Escolha da Operação: Foi escolhida esta operação, pois permite separar as maiores impurezas sólidas da solução de interesse, através de um material filtrante. 3.2 Operação: Centrifugação Fundamento: Processo de separação de materiais de diferentes densidades por sedimentação, utilizando o campo centrífugo. Justificativa: O leite pode ser desnatado ou mantido na forma integral. Para se produzir o leite desnatado, o leite fresco é submetido a um processo de centrifugação, sob alta velocidade, e por diferença de densidade a gordura é separada do produto. Critério de Escolha da Operação: Foi escolhida esta operação, pois faz a separação de componentes de um sistema S-L, obtendo assim, o leite separado da gordura. 3.3 Operação: Evaporação Fundamento: A evaporação é a passagem da fase líquida para a gasosa, que ocorre lentamente na superfície dos líquidos. Justificativa: O leite é submetido a esse processo para retirada parcial da água presente. Critério de Escolha da Operação: Esta operação permite a concentração do leite, de maneira lenta e eficiente, mantendo a qualidade do produto. 3.4 Operação: Mistura Fundamento: Operação na qual se busca alcançar uma distribuição uniforme dos componentes mediante um fluxo mecânico. 7 Justificativa: Diminui o tamanho dos glóbulos de gordura, permitindo a sua melhor distribuição pelos grânulos o que permitirá melhor reconstituição do leite, dificultando a ascensão da gordura. Critério de Escolha da Operação: É uma operação adequada por impedir a formação da nata no leite pasteurizado, deixando o leite mais branco e homogêneo, melhorando assim, seu aspecto. 3.5 Operação: Secagem Fundamento: Separação total ou parcial do líquido que acompanha um sólido. Justificativa: É onde o produto é definitivamente seco. Critério de Escolha da Operação: Foi escolhida esta operação, pois além de secar o produto ela evita oxidação, hidrólise, crescimento bacteriano, fungos e garante maior estabilidade. 4 EQUIPAMENTOS 4.1 Módulo de filtração com membrana de 1µm Critérios de escolha do equipamento: este equipamento foi escolhido, pois retira todas as impurezas e contaminantes com tamanho maior que 1µm. Retira impurezas como bactérias, células de leveduras, pigmentos de tinta, poeira, entre outros. Parâmetros críticos: porosidade da membrana, volume de matéria-prima e força motriz. Avaliação do equipamento: o equipamento é eficiente para retirar as impurezas com tamanho maior que o poro do filtro. Como será realizada uma pasteurização, essa filtração não necessita ter um poro de menor tamanho, pois as impurezas que não foram retiradas aqui, e que possam contaminar o leite,serão retiradas na pasteurização. 4.2 Centrífuga de discos Critérios de escolha do equipamento: este equipamento foi escolhido, pois a sua alta velocidade de rotação permite uma melhor separação entre o leite e a gordura por diferença de densidade. Além disso, realiza separação S-L. 8 Parâmetros críticos: velocidade angular, densidade da matéria-prima e volume da partícula. Avaliação do equipamento: o equipamento é eficiente, pois separa a gordura de acordo com a densidade e dificulta a sedimentação devido à pequena diferença de densidade entre o leite e a gordura. 4.3 Evaporador a vácuo Critérios de escolha do equipamento: este equipamento foi escolhido, pois é o mais adequado para a concentração do leite visando retirar parcialmente a água e a uma temperatura baixa evitando modificações na estrutura do leite. Parâmetros críticos: temperatura. Avaliação do equipamento: o equipamento se mostra muito eficiente, pois concentra a matéria-prima através da retirada de água, mantendo as estruturas da matéria-prima, o leite. A vantagem do vácuo é realizar a operação de evaporação em uma temperatura menor, garantindo assim a preservação das propriedades do leite. 4.4 Agitador rotatório de pás curtas Critérios de escolha do equipamento: este equipamento foi escolhido, pois é o mais adequado para homogeneizar os grânulos de gordura do leite, evitando que a gordura que ainda está no leite sedimente. Parâmetros críticos: viscosidade da matéria-prima, velocidade e densidade da matéria-prima. Avaliação do equipamento: este equipamento é muito eficiente ao homogeneizar a solução da matéria-prima através das pás curtas. 4.5 Spray-dryer com ciclone acoplado Critérios de escolha do equipamento: estes equipamentos foram escolhidos por secar, evitar a oxidação, hidrólise, crescimento bacteriano e recolher o produto obtido. Parâmetros críticos: área a ser seca, temperatura e umidade. Avaliação do equipamento: este equipamento é eficiente em retirar a umidade do produto e evitar a oxidação, hidrólise e crescimento bacteriano. E o ciclone irá recolher o leite em pó formado. 9 5 CONCLUSÃO O leite em pó é um produto lácteo muito importante visto que, é um alimento amplamente utilizado, principalmente por bebês e crianças, obtido através de operações unitárias como filtração, evaporação, centrifugação, mistura e secagem. Este trabalho possibilitou a aplicação dos conhecimentos de operações unitárias obtidos na disciplina de Operações Unitárias Farmacêuticas na decisão das melhores operações unitárias e dos melhores equipamentos para serem usados na obtenção do produto – leite em pó - visando obter o melhor rendimento, manutenção da cor, solubilidade e valor nutricional. Os parâmetros críticos dessa técnica foram: temperatura, densidade, viscosidade, tamanho das partículas e umidade. Percebemos também, o quão importante é o conhecimento de operações unitárias, uma vez que elas estão presentes no nosso dia-a-dia e são através delas que é possível a obtenção de produtos para nosso consumo, como alimentos, medicamentos, materiais de limpeza e produtos em geral. 10 6 BIBLIOGRAFIA A linha do tempo do leite na história. Disponível em: http://www.bebaleite.com.br Acesso em: 24 jun. 2012 Como é feito o leite em pó. Disponível em: http://pt.scribd.com Acesso em: 21 jun. 2012 Guerra, Roberta B., Neves, Elisa C. A., Pena, Rosinelson S. - Caracterização e processamento de leite bubalino em pó em secador por nebulização - Ciênc. Tecnol. Aliment. vol.25 no.3 Campinas July/Sept. 2005 Itambé. Disponível em: http://www.itambe.com.br Acesso em: 12 jun. 2012 Nestlé. Disponível em: http://www.nestleprofessional.com Acesso em: 12 jun 2012. PONTE, Cynthia Isabel Ramos Vivas. Apostila da disciplina de Operações Unitárias Farmacêuticas 2012/1. Editora da UFRGS, 2011. VENTURINI., Katiani Silva,, SARCINELLI., Miryelle Freire,SILVA., Luís César, - Processamento do Leite VINAGRE. Roberto Diniz,,DINIZ. Edna Maria Albuquerque,,VAZ. Flávio Adolfo Costa,- Leite humano: um pouco de sua história
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