Projeto industrial LEITE EM PÓ

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA 
SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
PROJETO INDUSTRIAL 
ENTREPOSTO – USINA DE LEITE EM PÓ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTA GROSSA, 
JUN/ 2017 
 
 
 
ANA LETÍCIA KINCHESKI COELHO 
FERNANDA LAO MIRÓ 
GISLAINE ANGELINO DE MELLO 
KAROLINE ANTUNES TAVARES 
NATALLY FERNANDA DA SILVA 
NICOLLE REGIANE LACERDA 
TALINE OLIVEIRA GOMES 
 
 
 
ENTREPOSTO – USINA DE LEITE EM PÓ FORMOSA CAMPOS GERAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à disciplina de 
Projetos Industriais para obtenção de nota 
referente ao primeiro semestre. 
 
 
Profª Nelci Catarina Chiquetto 
 
 
 
 
 
 
 
PONTA GROSSA, 
JUN/ 2017 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Fluxograma do processamento de leite em pó .................................................... 10 
Figura 2 - Identidade visual do laticínio Formosa Campos Gerais........................................ 17 
Figura 3 - Mapa da localização da cidade de Castro – PR ................................................... 18 
Figura 4 - Missão da empresa ............................................................................................. 18 
Figura 5 - Visão da empresa ................................................................................................ 19 
Figura 6 - Valores da empresa ............................................................................................. 19 
Figura 7- Equipamento para o estado estacionário .............................................................. 22 
Figura 8 - Diagrama de entalpia x temperatura .................................................................... 26 
Figura 9 - Sistema para exemplificação ............................................................................... 28 
Figura 10 - Sistema para exemplificação da Lei de Fick ...................................................... 32 
Figura 11 – Modelo da embalagem Leite em pó integral instantâneo (frente) ...................... 40 
Figura 12 - Embalagem Leite em pó integral instantâneo (atrás) ......................................... 41 
Figura 13 - Tabela nutricional do leite em pó Milking ........................................................... 47 
Figura 14 - Fluxograma de produção do leite em pó ............................................................ 48 
Figura 15 - Sistema de Ordenha .......................................................................................... 49 
Figura 16 - Carregamento do leite em caminhões específicos ............................................. 50 
Figura 17 - Modelo de silo de armazenamento do leite ........................................................ 51 
Figura 18 - Ilustração do fluxograma quantitativo do processo ............................................ 55 
Figura 19 - Silo de armazenamento e refrigeração .............................................................. 65 
Figura 20 - Trocador de calor a placas................................................................................. 65 
Figura 21 - Evaporador de triplo efeito de filme descendente. ............................................. 66 
Figura 22 - Spray Dryer ....................................................................................................... 67 
Figura 23 - Lecitinizador. ..................................................................................................... 67 
Figura 24 - Envasadora automática. .................................................................................... 68 
Figura 25 - Lavatório para as mãos e braços. ...................................................................... 68 
Figura 26 - Lavador de botas acionado com pisada. ............................................................ 68 
Figura 27 - Poço artesiano ................................................................................................... 70 
Figura 28 - Instalação de Poço artesiano com bomba submersa ......................................... 72 
Figura 29 - Resumo das obrigações em cada senso do programa ...................................... 78 
Figura 30 - Demonstração do ciclo PDCA, e as medidas tomadas em cada fase. ............... 79 
Figura 31 - Planta da fábrica de leite em pó Milking. ............................................................ 81 
Figura 32 - layout da indústria de leite em pó Milking........................................................... 82 
Figura 33 - Classificação dos riscos e suas identificações. .................................................. 89 
Figura 34 - Mapa de riscos para a indústria de leite em pó Milking. ..................................... 89 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Faixas típicas do número de Prandtl de fluídos comuns ..................................... 31 
Tabela 2 - Características de um processo contínuo x processo descontínuo ..................... 42 
Tabela 3 - Turnos de trabalho para os funcionários da Formosa Campos Gerais ................ 43 
Tabela 4 - Organização dos funcionários da limpeza ........................................................... 44 
Tabela 5 - Atividades e divisões dos turnos ......................................................................... 45 
Tabela 6 - Propriedades do leite .......................................................................................... 57 
Tabela 7 - Propriedades do vapor ........................................................................................ 57 
Tabela 8 - Condições dos efeitos no evaporador ................................................................. 60 
Tabela 9 - Propriedades do leite no Spray Dryer ................................................................. 60 
Tabela 10 - Vazões para o Spray Dryer ............................................................................... 62 
Tabela 11 - Propriedades para o cálculo do calor ................................................................ 64 
Tabela 12 - Valores relacionados ao calor obtido através dos cálculos ............................... 64 
Tabela 13 - Custos de matéria prima para 30 dias de produção ........................................ 101 
Tabela 14 - Custos dos insumos necessários para 30 dias de produção ........................... 101 
Tabela 15 - Custos dos equipamentos ............................................................................... 102 
Tabela 16 - Custos dos equipamentos auxiliares ............................................................... 103 
Tabela 17 - Relação de custos de materiais de escritório. ................................................. 103 
Tabela 18 - Relação de custos de EPI's e outros materiais ............................................... 104 
Tabela 19 - Custo de investimento em instalação física ..................................................... 104 
Tabela 20 - Custos de mão de obra indireta ...................................................................... 105 
Tabela 21 - Custos de serviços Terceirizados.................................................................... 105 
Tabela 22 - Outros custos Fixos ........................................................................................ 105 
Tabela 23 - Custos com depreciação do patrimônio .......................................................... 106 
Tabela 24 - Custos variáveis e totais ................................................................................. 107 
Tabela 25 - Cálculos dos preços de vendas ...................................................................... 107 
Tabela 26 - Cálculo da receita bruta ..................................................................................107 
Tabela 27 - Apuração dos resultados financeiros .............................................................. 108 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO ........................................................................ 10 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 10 
2.1 Introdução ................................................................................................... 10 
2.2 Processo ..................................................................................................... 10 
3. HISTÓRICO, DADOS E PERSPECTIVAS DO MERCADO NACIONAL E/ OU 
INTERNACIONAL. .................................................................................................... 14 
3.1 Histórico ...................................................................................................... 14 
3.2 Mercado ...................................................................................................... 14 
4. OBJETIVOS ........................................................................................................ 15 
4.1 Objetivos gerais ......................................................................................... 15 
4.2 Objetivos específicos ................................................................................ 15 
5. JUSTIFICATIVA PARA ESCOLHA DO PRODUTO ............................................ 16 
6. CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA .................................................................. 16 
6.1 Razão social ............................................................................................... 17 
6.2 Nome Fantasia ............................................................................................ 17 
6.3 Localização ................................................................................................. 17 
7. RESPONSABILIDADE SOCIAL E AMBIENTAL ................................................. 18 
7.1 Missão ......................................................................................................... 18 
7.2 Visão ............................................................................................................ 19 
7.3 Valores ........................................................................................................ 19 
8. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DO PROCESSO ............................................... 21 
8.1 Balanço de massa ...................................................................................... 21 
8.2 Balanço de energia .................................................................................... 23 
8.3 Número de Reynolds ................................................................................. 29 
8.4 Prandtl ......................................................................................................... 30 
8.5 Número de Nusselt ..................................................................................... 31 
8.6 Transferência de massa ............................................................................ 32 
 
 
8.7 Transferência de calor ............................................................................... 33 
8.7.1 Coeficiente global de transferência de calor (U) .................................... 35 
8.8 Funcionamento do pasteurizador ............................................................. 36 
8.9 Funcionamento do evaporador de filme descendente ........................... 37 
8.10 Funcionamento do spray- dryer ............................................................... 38 
8.11 Funcionamento do equipamento de lecitinização................................... 39 
9. ASPECTOS LEGAIS DO PRODUTO (PIQ E ROTULAGEM) ............................. 39 
9.1 Rotulagem geral e nutricional do leite em pó Milking ............................. 40 
10. TIPO DO PROCESSO .................................................................................... 41 
10.1 Definição ..................................................................................................... 41 
10.2 Processamento na indústria ..................................................................... 42 
10.3 Regime de trabalho .................................................................................... 43 
11. INGREDIENTES (MATÉRIA PRIMA), ADITIVOS E INSUMOS. ..................... 46 
11.1 Leite ............................................................................................................. 46 
11.2 Lecitina ........................................................................................................ 47 
11.3 Tabelas Nutricionais .................................................................................. 47 
11.4 Fornecedores de eletricidade e água ....................................................... 48 
12. FORMULAÇÃO ............................................................................................... 48 
13. FLUXOGRAMA QUALITATIVO PARA DESCRIÇÃO DO PROCESSO .......... 48 
13.1 Descrição detalhada das etapas de produção ........................................ 49 
14. FLUXOGRAMA QUANTITATIVO GERAL ....................................................... 55 
14.1 Balanço de massa e energia ..................................................................... 56 
14.1.1 Evaporador ............................................................................................ 56 
14.1.2 Spray Dryer............................................................................................ 60 
14.2 Rendimento ................................................................................................ 64 
14.3 Dimensionamento e/ou especificações dos equipamentos ................... 64 
15. INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS ........................................................................ 69 
 
 
15.1 Descrições da área na unidade fabril segundo a legislação .................. 69 
15.1.1 Código de Saúde do Estado do Paraná ................................................... 69 
15.1.2 Legislação ................................................................................................ 69 
15.2 Demanda de energia elétrica ..................................................................... 69 
15.3 Instalações hidráulicas .............................................................................. 69 
15.4 Distribuição de Vapor ................................................................................ 74 
15.5 Subprodutos e efluentes ........................................................................... 74 
15.5.1. Resíduos Líquidos .................................................................................. 74 
15.5.2. Resíduos Sólidos .................................................................................... 74 
16. SISTEMAS DE GESTÃO DE QUALIDADE ..................................................... 75 
16.1 Sistemas de gestão ...................................................................................... 75 
16.2 Programas e ferramentas da qualidade ................................................... 76 
16.3 Sistemas de gestão da segurança dos alimentos ................................... 80 
17. LAYOUT .......................................................................................................... 81 
18. SEGURANÇA NO TRABALHO – MAPA DE RISCOS E EPI’s ........................ 83 
18.1 Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA) ............................ 83 
18.2 Equipamento de proteção individual (EPI) .............................................. 85 
18.3 Mapa de risco ............................................................................................. 88 
19. LICENÇAS.......................................................................................................90 
19.1 Licença ambiental ...................................................................................... 90 
19.2 Licença Sanitária ........................................................................................ 92 
19.3 Registro de Inspeção Federal ................................................................... 92 
20. ADMINISTRAÇÃO ........................................................................................... 96 
20.1 Contrato Social ........................................................................................... 96 
20.2 Inscrição do CNPJ...................................................................................... 97 
20.3 Alvará do Corpo de Bombeiros................................................................. 98 
20.4 Alvará de Funcionamento e Localização ................................................. 99 
 
 
20.5 Licença Estadual ........................................................................................ 99 
20.6 Cadastro na Previdência Social .............................................................. 100 
20.7 Aparato Fiscal .......................................................................................... 100 
21. VIABILIDADE ECONÔMICA ......................................................................... 101 
21.1 Matéria prima e ingredientes ................................................................... 101 
21.2 Insumos .................................................................................................... 101 
21.3 Equipamentos .......................................................................................... 102 
21.4 Materiais de escritório, EPI, higiene e refeitório ................................... 103 
21.5 Custos Fixos ............................................................................................. 104 
21.6 Custos Variáveis ...................................................................................... 106 
21.7 Determinação Ponto de Equilíbrio .......................................................... 108 
22. REFERÊNCIAS .......................................................................................... 109 
23. ANEXOS ....................................................................................................... 113 
23.1 Anexo 1 – Regulamento técnico de identidade e qualidade de leite em pó
 113 
23.2 Anexo 2 - Regulamento técnico para rotulagem de produtos de origem animal 
embalado ............................................................................................................. 114 
23.3 Anexo 3 – Código de saúde do Paraná ....................................................... 115 
23.4 Anexo 4 – Resolução RDC nº 21, de 15 de setembro de 2004 ................... 116 
23.5 Anexo 5 – ABNT Projeto de poço para captação de água subterânea ........ 117 
23.6 Anexo 6 – ABNT Construção de poço para captação de águas subterrânea
 ............................................................................................................................. 118 
23.7 Anexo 7 – Bombas para poços .................................................................... 119 
23.8 Anexo 8 – NR 5 Comissão interna de acidentes .......................................... 120 
23.9 Anexo 9 – NR6 Equipamento de proteção individual ................................... 121 
23.10 Anexo 10 – NR9 Programa de prevenção de riscos de acidentes ............. 122 
23.11 Anexo 11 – Requerimento de licenciamento ambiental ............................. 123 
23.12 Anexo 12 – Cadastro de Empreendimentos industriais ............................. 124 
 
 
23.13 Anexo 13 – Resolução CEMA 070/09 ........................................................ 125 
23.14 Anexo 14 – Requerimento de licença sanitária .......................................... 126 
23.15 Anexo 15 – Requerimento para vistoria do Terreno ................................... 127 
23.16 Anexo 16 – Requerimento para aprovação prévia do projeto de construção
 ............................................................................................................................. 128 
23.17 Anexo 17 – Memorial descritivo da construção .......................................... 129 
23.18 Anexo 18 – Cadastro de estabelecimento e produto ................................. 130 
23.19 Anexo 19 – Termo de compromisso .......................................................... 131 
23.20 Anexo 20 – Modelo de contrato social ....................................................... 132 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO 
 
Estudo da viabilidade técnica e econômica para a implantação de uma indústria 
de leite em pó. 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 Introdução 
 
O leite em pó é um produto lácteo obtido através da extração da água do leite 
por tratamento térmico, que gera a redução do crescimento microbiano devido a 
redução da umidade, aumentando assim a vida útil da matéria- prima. Segundo a 
Portaria n.º 369, de 04 de setembro de 1997 do Ministério da Agricultura, Pecuária e 
Abastecimento, define-se leite em pó como: o produto obtido por desidratação do 
leite de vaca integral, desnatado ou parcialmente desnatado e apto para alimentação 
humana, mediante processos tecnologicamente adequados (MAPA, 1997). A figura 
1 representa o fluxograma geral para a fabricação de leite em pó. 
 
Figura 1 - Fluxograma do processamento de leite em pó 
 
Fonte: PEARCE, 2000, p. 2. 
2.2 Processo 
2.2.1 Recepção: O leite cru é recebido em caminhões tanque refrigerados onde 
deve ser resfriado a 4°C no máximo, e deve ser mantido nesta temperatura até 
11 
 
chegar a indústria e durante seu armazenamento. Uma amostra de cada 
compartimento do caminhão tanque é retirada para realização de algumas análises, 
a fim de garantir a qualidade da matéria- prima. 
São efetuadas análises para verificar a densidade, acidez, resíduo de antibiótico, 
qualidade sensorial, teor de gordura, ponto de congelamento, entre outras. Se os 
resultados cumprirem os parâmetros pré-estabelecidos pela empresa e legislação, o 
leite pode então ser descarregado do caminhão-tanque, sendo tal 
operação realizada por bombeamento. As análises devem ser rigorosamente 
controladas para evitar a entrada de matéria- prima de baixa qualidade e assim, 
promover qualidade ao produto final. 
Ao receber o caminhão deve-se também verificar o volume de leite recebido. 
Geralmente o volume já é medido no produtor, entretanto, para um melhor controle e 
para garantir a quantidade recebida, uma pesagem é realizada ao chegar à 
empresa. O caminhão deve ser pesado carregado e após o descarregamento, e por 
diferença obtém-se o volume recebido. Após descarregar o leite, o caminhão passa 
por uma limpeza externa e uma limpeza CIP e, dessa forma segue para mais uma 
coleta (BYLUND, 2003). 
 
2.2.2 Armazenamento: a estocagem do leite cru é feita em silos isotérmicos para 
manter a baixa temperatura até o momento de ser processado. Os silos devem 
conter um sistema de agitação para prevenir a separação da gordura, porém, a 
agitação deve ser leve para não romper a membrana dos glóbulos de gordura 
(BYLUND, 2003). 
 
2.2.3 Padronização: o leite é padronizado quanto ao seu teor de gordura de acordo 
com a produção de leite integral, semidesnatado ou desnatado e também permite 
uma homogeneidade dos diferentes lotes. 
A padronização do leite é realizada em uma centrífuga onde é removida 
parcialmente a gordura até o teor desejado, ou removida totalmente e reincorporada 
na concentração correta (NICOLINI, 2008). 
 
2.2.4 Homogeneização:o leite deve passar pelo homogeneizador a fim de quebrar 
as gotículas de gordura, uniformizado o tamanho das mesmas e melhorando a 
estabilidade da emulsão (NICOLINI, 2008). 
12 
 
 
2.2.5 Pasteurização: o processo de pasteurização do leite visa destruir 
microrganismos patogênicos não esporulados, eliminar parte da microbiota 
deteriorante, desnaturar de forma controlada algumas proteínas, inativar enzimas e 
promover uma estabilidade térmica, garantindo sua qualidade e a segurança dos 
consumidores (BYLUND, 2003). No Brasil, a pasteurização deve ser realizada no 
leite cru destinado ao consumo humano na forma líquida, podendo ocorrer em 
temperatura de 72°C por 15 a 20 segundos (pasteurização rápida). Após o 
aquecimento, o leite deve ser imediatamente resfriado para evitar a multiplicação 
microbiológica (SANTANA, 2015). 
 
2.2.6 Evaporação/ concentração: este processo tem como objetivo a concentração 
do leite e também é utilizado como uma etapa preliminar a secagem (BYLUND, 
2003). 
O leite pré-aquecido, segue para um evaporador de filme descendente com múltiplos 
efeitos, no qual a velocidade e temperatura do vapor e do leite são de extrema 
importância para a eficiência do equipamento. Este tipo de evaporador é usado para 
reduzir a temperatura de secagem e, consequentemente diminuir as alterações 
causadas pelo calor. Ao entrar no evaporador o leite apresenta cerca de 87% de 
água e ao sair deve ter aproximadamente 57%. 
 
2.2.7 Secagem: o processo de secagem pode ser considerado uma continuação do 
processo de concentração, a fim de obter um produto com baixa umidade, estável e 
com as mínimas alterações sensoriais. A secagem pode ser realizada tanto em rolos 
secadores quanto em spray-dryer, sendo esta última a forma mais comum 
(NICOLINI, 2008). Na secagem por spray-dryer, o leite é pulverizado (etapa de 
atomização) na forma de gotículas em uma câmara onde circula ar quente a 
aproximadamente 150- 220ºC. No entanto, as partículas são mantidas a uma 
temperatura de em torno de 55ºC devido à evaporação praticamente instantânea da 
água. Ou seja, o calor é utilizado quase que totalmente para evaporar a água, 
deixando em torno de 6% de, não prejudicando assim o produto (PEARCE, 2000). O 
pó produzido segue para a próxima etapa e o ar de secagem passa por um ciclone 
para que as partículas restantes sejam recuperadas. 
 
13 
 
2.2.8 Aglomeração ou instantaneização: esta etapa tem importância para a 
reconstituição do pó. Para partículas muito pequenas é mais difícil a 
instantaneização, pois a água umedece superficialmente a partícula, e as proteínas 
e hidrocolóides formam um gel, que impede a penetração da água, formando 
“bolsas” de pó seco e ar. Deve-se então ser realizada a aglomeração das partículas 
do leite em pó para que as mesmas tenham entre 0,1-0,3 mm, dessa forma as 
partículas maiores na superfície se hidratam em contato com a água e por 
capilaridade a água penetra no aglomerado de pó. 
A etapa de aglomeração pode ser realizada na própria câmara de secagem, onde as 
partículas menores secam mais rapidamente e aglomeram- se com as maiores, que 
possuem a superfície ainda úmida, outra forma é por separadores ciclônicos, 
recuperando as partículas menores que retornam para a câmara de secagem 
próximo a zona de pulverização, e por fim pode ser realizada a aglomeração 
introduzindo um jato de vapor ou ar úmido em um leito fluidizado. 
De acordo com a Portaria nº 369, de 4 de Setembro de 1997, do Ministério da 
Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), a lecitina é o único aditivo aceito 
como emulsificante para a produção de leite instantâneo. A lecitina é uma 
substância que apresenta propriedades hidrofílicas e lipofílicas que podem ser 
utilizadas para revestir a superfície das partículas em pó, o que facilita na dispersão 
do produto. É aplicada geralmente solubilizada em óleo ou manteiga. Em um leito 
fluidizado, o pó é aquecido em uma temperatura definida, injeta- se a manteiga a 
60ºC contendo lecitina, que se desprende e mistura- se ao pó em movimento. O 
produto passa para um segundo leito fluidizado ou outra parte do mesmo leito para a 
mescla final e resfriamento antes do envase. 
 
2.2.9 Envase: é a etapa final no processamento do leite em pó. Esta operação é 
realizada via dosagem de produto e posterior envase propriamente dito. A 
embalagem deve ser ideal para produto em pó, neste caso, deve ser impermeável à 
umidade, luz e gases devido à presença de gordura no leite. Além de proteger o 
produto, a embalagem funciona como um veículo de informação ao consumidor, 
oferecendo dados de ingredientes, informações nutricionais, local de produção, lote 
e data de validade, instruções de uso, conteúdo da embalagem e dados do 
fabricante (NICOLINI, 2003). 
 
14 
 
3. HISTÓRICO, DADOS E PERSPECTIVAS DO MERCADO NACIONAL E/ OU 
INTERNACIONAL. 
 
3.1 Histórico 
 A primeira aparição datada do leite em pó ocorreu em 1275 na época de 
Kublai Khan, por Marco Polo, a partir de registros sobre as tropas tártaras da 
Mongólia que retratavam a maneira que os mongóis secavam o leite desnatado ao 
sol, que após seco era triturado até virar pó. O leite em pó “moderno” foi inventado 
pelo médico russo Osip Krichevsky em 1802, entretanto a primeira produção 
comercial de leite em pó ocorreu em 1832, organizada pelo químico russo M. 
Dirchhoff. Em 1837 William Newton patenteou o processo de secagem a vácuo, 
porém somente em 1855 a TS Grimwade patenteou um processo de leite em pó. 
A produção do leite em pó é simples e envolve rigorosas condições de 
higiene que mantêm as propriedades naturais desejáveis encontradas no leite, como 
a cor, solubilidade, valor nutricional e sabor. Durante a fabricação do leite em pó 
ocorre a remoção da água presente no leite por meio da evaporação, resultando em 
um leite que será pulverizado em uma névoa fina em ar quente que permite ainda 
mais a remoção da umidade, gerando o leite em pó. De acordo com Pearce (2000) 
com aproximadamente 100 L de leite pode-se obter 13 kg de leite em pó integral e 9 
kg de leite em pó desnatado. 
 
3.2 Mercado 
 Segundo Zoccal (2016) o mercado de lácteos irá crescer em menor taxa no 
Brasil devido ao aumento dos custos de produção e aos fatores climáticos como as 
temperaturas amenas e a disponibilidade de água. De acordo com o Centro 
Nacional Interprofissional do Segmento de Produtos lácteos e Derivados (2015), 
entidade dos produtores e industriais franceses, a produção brasileira de leite em pó 
integral no mercado internacional em 2015 totalizou aproximadamente 30 mil 
toneladas. 
 O comércio internacional do leite pó apresenta certo padrão para cada 
continente. Os países da União Europeia realizam a comercialização do leite em pó 
produzido entre si, exportando para alguns países africanos, que possuem uma 
baixa produção de lácteos. Já a Nova Zelândia é o principal país que exporta 
mundialmente o leite em pó, enquanto os Estados Unidos é o maior exportador de 
15 
 
leite em pó desnatado. Na América do Sul, os maiores produtores são a Argentina e 
o Uruguai, sendo que os principais destinos do leite em pó são o Brasil e a 
Venezuela. 
Pinha, Braga e Campos (2016) relatam sobre a concorrência existente e o 
poder de mercado que ocorre nas exportações de leite em pó para o Brasil por parte 
da Argentina e do Uruguai. Este fato acontece devido, principalmente, ao aumento 
na renda média da população, a praticidade e atratividade dos produtos, assim como 
os novos hábitos de consumo da população, ou seja, estas importações seriam 
realizadas a fim de suprir a demanda do mercado brasileiro. De acordo com 
MilkPoint os desafios encontradosna cadeia leiteira, que também afetam o mercado 
do leite em pó, referem-se principalmente às necessidades de aumento do consumo 
e desafios de inovação, a competitividade internacional do leite brasileiro e da 
produção do leite. 
 
4. OBJETIVOS 
 
4.1 Objetivos gerais 
 O presente projeto tem por objetivo avaliar o potencial da cidade de Castro na 
região dos Campos Gerais para instalação de uma agroindústria de leite em pó. 
 
4.2 Objetivos específicos 
 
 Avaliar a possibilidade de instalar uma agroindústria de leite em pó na 
cidade de Castro - PR; 
 Aproveitar o potencial da região com relação à disponibilidade de 
matéria-prima e a logística de distribuição do produto; 
 Gerar oportunidades de empregos; 
 Atender a demanda de produtos lácteos nas proximidades da região 
dos Campos Gerais no estado do Paraná; 
 Realizar a aplicação de técnicas de dimensionamento industrial, 
balanços de massa, energia e equipamento, fluxogramas e descrições 
dos processos; 
16 
 
 Efetivar o processamento de leite em pó por meio de técnicas que 
assegurem elevado padrão de qualidade obedecendo aos mais rígidos 
controles sanitários e higiênicos recomendados na legislação em vigor; 
 Apresentar a viabilidade econômica do laticínio. 
 
5. JUSTIFICATIVA PARA ESCOLHA DO PRODUTO 
 A escolha do projeto industrial foi baseada em pesquisas das operações 
unitárias envolvidas no processo de fabricação, da viabilidade do mercado na região 
e também da disponibilidade da matéria- prima no local da implantação da indústria. 
O produto escolhido foi o leite em pó integral, e a localização da planta industrial 
será na cidade de Castro - Paraná. 
Na região dos Campos Gerais existe uma vasta disponibilidade de leite cru, 
pois o Paraná é o segundo maior produtor de leite do país, com cerca de 4,66 
bilhões de litros de leite por ano, ficando atrás apenas do estado de Minas Gerais, e 
superando o estado do Rio Grande do Sul que até o ano de 2014 era o segundo 
maior produtor. Das cidades produtoras de leite no Paraná, Castro é destaque de 
produção e também de qualidade, por isso a escolha pela implantação nesta cidade. 
A justificativa da escolha do produto vem do fato que o leite em pó no cenário 
atual é produzido apenas nas grandes indústrias, estando estas localizadas nos 
grandes centros industriais, deste modo o acesso ao produto nos mercados locais 
só é possível através de longos processos de logística e transporte de um estado 
para o outro. Esse produto foi escolhido visando à redução nos gastos com 
transporte e almejando o aproveitamento e valorização da matéria- prima local, 
assim como a inovação na região. 
O mercado específico do leite em pó apresenta grande importância para o 
país, pois de acordo com a USDA (2012) o Brasil ocupa o quarto lugar na produção 
mundial com 12,4% e segundo lugar em consumo com 19,9%. O setor de laticínios 
está sempre em inovação e crescimento, ou seja, a escolha de implantação de uma 
indústria no setor de lácteos será certeira e a possibilidade de desacertos é 
pequena. 
 
6. CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA 
 A Formosa Campos Gerais será inserida no setor de produtos lácteos com a 
fabricação do leite em pó integral. Essa agroindústria aproveitará o potencial da 
17 
 
região de implantação, fomentando e valorizando ainda mais a produção de leite no 
local. Fornecerá ao consumidor um leite em pó com qualidade, produzido segundo 
os padrões legais estabelecidos respeitando o meio ambiente e a vida. Visa o 
crescimento tanto na empresa, quanto das localidades que a cercam. 
 
6.1 Razão social 
 Entreposto – usina Formosa Campos Gerais. 
 
6.2 Nome Fantasia 
O nome fantasia do produto será Milking e a logomarca está representada na 
figura 2. 
 
Figura 2 - Identidade visual do laticínio Formosa Campos Gerais 
 
Fonte: O autor 
 
6.3 Localização 
 A empresa será localizada no município de Castro, região dos Campos 
Gerais no estado do Paraná (Figura 3). 
 
 
18 
 
Figura 3 - Mapa da localização da cidade de Castro – PR 
 
 
Fonte: Dicionário Histórico e Geográfico dos Campos Gerais- UEPG 
 
7. RESPONSABILIDADE SOCIAL E AMBIENTAL 
 
7.1 Missão 
A missão da Formosa Campos Gerais: 
Figura 4 - Missão da empresa 
 
Preços 
acessíveis e uma 
relação humana 
e digna com 
funcionários e 
consumidores
Alimentos 
de 
qualidade
Missão
19 
 
 
7.2 Visão 
A visão é: 
Figura 5 - Visão da empresa 
 
7.3 Valores 
E os nossos valores: 
Figura 6 - Valores da empresa 
 
Fonte: O autor 
Visão
Ser uma 
marca 
reconhecida
Com 
responsabilidades 
sociais e 
ambientais bem 
estruturadas
Valores
Foco no cliente
Respeito aos consumidores e funcionários
Crescimento sustentável
Segurança no trabalho
Qualidade incontestável
Responsabilidade social e ambiental
20 
 
 As atividades de responsabilidade social compreendem programas 
comprometidos com a sociedade nos aspectos culturais, financeiros, educacionais e 
do meio- ambiente. 
 Estes programas serão desenvolvidos pela Formosa Campos Gerais em prol 
principalmente da comunidade carente da região, implantando atividades 
educacionais com o objetivo de complementar o cenário didático deste público. Além 
disso, a Formosa Campos Gerais compromete- se com o meio- ambiente, 
conscientizando a população de forma coletiva sobre a preservação da natureza. 
 A Formosa, ciente de sua responsabilidade social em Castro - PR, organizará 
ações sociais que são coordenadas pela Fundação Formosa mantendo projetos em 
prol da melhoria da qualidade de vida da sociedade. Dentre seus projetos sociais a 
empresa realizará doações mensais de seu produto para instituições filantrópicas de 
Castro e da região dos Campos Gerais, assim como o fornecimento do leite em pó 
Milking para Centros Municipais de Educação Infantil da cidade. A empresa manterá 
o Centro Cultural da Fundação Formosa (CCFF), que apresenta atividades como 
teatro, dança e coral, e tem como objetivo o desenvolvimento cultural e artístico da 
comunidade assim como o auxílio na diminuição do estresse do colaborador. O 
CCFF inclui entre os seus participantes, além dos colaboradores e seus familiares, 
os membros da comunidade. 
 Visando investir na formação do nível superior a empresa disponibilizará 
bolsas de estudos internas para a capacitação dos colaboradores, a fim de contribuir 
para a formação de um profissional mais qualificado e de um cidadão consciente, 
podendo este financiamento ser integral ou parcial. 
 A Formosa Campos Gerais fará uso do “Milking Desenvolvimento 
Sustentável” que é uma coleção de cartilhas que buscam promover uma nova 
atitude e conscientizar os consumidores e colaboradores sobre temas relacionados 
à sociedade, ao meio ambiente, a cultura e a saúde, como, por exemplo, o uso 
responsável da água, a saúde da mulher e o meio ambiente, reciclagem e coleta 
seletiva. 
A Formosa Campos Gerais, consciente de seu compromisso com a proteção 
do meio ambiente e a preservação dos recursos naturais, será uma empresa cuja 
gestão ambiental estará elencada na busca contínua de alternativas que diminuam 
os impactos ambientais causados pela produção de leite em pó. Desta forma a 
nossa empresa terá em sua fábrica um sistema de recuperação da água evaporada, 
21 
 
proveniente do processo de concentração e secagem do leite, assim como projetos 
que visam principalmente à recuperação da água condensada em pontos de 
consumo de vapor, que podem ser destinada para as caldeiras auxiliando na 
diminuição do consumo de água potável e de combustível. A empresa terá ainda um 
programade gerenciamento de resíduos sólidos, sendo estes separados conforme 
suas características logo que são gerados promovendo uma destinação adequada, 
sendo que os resíduos sólidos recicláveis são doados para a Associação de 
Catadores da região. 
 
8. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DO PROCESSO 
 
8.1 Balanço de massa 
O balanço de massa é uma peça fundamental no projeto de equipamentos, 
pois sabe-se que “A massa do universo não pode ser criada ou destruída”. Sendo 
assim, a massa de um produto, seja ela de forma sólida, líquida ou gasosa que entra 
em um equipamento, deverá obrigatoriamente ser transformada e sair do mesmo em 
forma de produto, coproduto ou resíduo. Partindo desse princípio foram criadas as 
leis sobre as quais estão baseados os balanços de massa. 
Existem dois tipos de balanços de massa nos equipamentos, o balanço de 
massa global, que abrange o sistema como um todo e o balanço de massa por 
componente ou também conhecido como balanço de massa individual. 
 O balanço de massa global é responsável por contar as quantidades totais 
das correntes que fluem em um processo. Portanto para um sistema fechado 
(processamento em batelada, por exemplo) este balanço não se aplica. 
Em todo balanço a primeira tarefa a ser adotada é compreender as origens, 
destinos e transformações a que as correntes estão sujeitas. Para isso faz-se uso da 
seguinte equação: 
 
Onde: 
F: Corrente de entrada (massa/ tempo); 
S: Corrente de saída (massa/ tempo); 
M: Acúmulo (massa/ tempo). 
22 
 
 O termo (M) aparecerá somente quando o conteúdo do sistema apresentar 
variações ao longo do tempo. Será então chamado de estado transiente, caso 
contrário será chamado de estado estacionário. 
No balanço de massa (ou molar) individual, são consideradas as espécies 
químicas individualmente, contidas em cada uma das correntes que transitam no 
sistema, bem como a variação da quantidade destas espécies presentes neste e as 
quantidades geradas ou consumidas quando da presença de reação química. A 
equação a seguir exemplifica e resume a aplicação do balanço de massa para uma 
espécie: 
 
 
Onde: 
F: Corrente de entrada (massa/ tempo); 
S: Corrente de saída (massa/ tempo); 
M: Acúmulo (massa/ tempo); 
j: componente de uma espécie. 
 
 Assim como no balanço de massa global, existem os estados estacionário e 
transiente para os balanços de massa individual. 
 Para melhor visualização da aplicação do balanço de massa individual e 
considerando-se o equipamento para o estado estacionário (Figura 4), sem reação 
química no processo tem-se: 
Número de correntes: 3 (F, E, S). 
Número de componentes: 4 (a, b, c, j). 
 
Figura 7- Equipamento para o estado estacionário 
 
 
Fonte: (MAZZUCCO, 2013) 
23 
 
Se o processo for no estado estacionário e sem reação química pode-se 
realizar todos os balanços em qualquer unidade (molar ou de massa). 
 
Balanço de Massa Global: 
F = E+S 
 
Balanço de Massa para o componente (a) : 
F.(xaF) = E.(xaE) + S.(xaS) 
 
Balanço de Massa para o componente (b): 
F. (xbF) = E.(xbE) + S.(xbS) 
S.(xbS)= 0 
F. (xbF) = E.(xbE) 
 
Balanço de Massa para o componente (c): 
F.(xcF) = E.(xcE) + S.(xcS) 
E.(xcE)= 0 
F.(xcF) = S.(xcS) 
 
Balanço de Massa para o componente (j): 
F.(xjF) = E.(xjE) + S.(xjS) 
 
Equações obtidas 
F.(xaF) = E.(xaE) + S.(xaS) 
F.(xbF) = E.(xbE) + S.(xbS) 
F.(xcF) = E.(xcE) + S.(xcS) 
F.(xjF) = E.(xjE) + S.(xjS) 
___________________ 
F = E + S 
 
8.2 Balanço de energia 
O balanço de energia, assim como o balanço de massa, é essencial para o 
projeto de equipamentos. Dessa forma esse deve ser elaborado na íntegra para que 
um processo seja operado da forma mais econômica possível. 
24 
 
Com a execução do balanço de energia, é possível obter a análise energética 
do sistema, isso não apenas por questões econômicas, mas também como requisito 
para o projeto de equipamentos, estudos de impacto ambiental e desenvolvimento 
de novos processos. 
O fundamento principal do balanço de energia está na Primeira Lei da 
Termodinâmica, que afirma que a variação do conteúdo energético de um sistema 
fechado é a diferença entre o calor fornecido a este e o trabalho realizado pelo 
mesmo. Os estudos termodinâmicos são essenciais para a consolidação dos 
balanços de massa e energia, e esses fazem o uso de certos conceitos que 
necessitam ser conhecidos. 
 
Calor (Q): é o fluxo de energia através das fronteiras do sistema, fluxo este, 
originário da diferença (gradiente) de temperatura entre o sistema e suas 
vizinhanças. O calor pode ser transportado pelos mecanismos de condução, 
convecção e radiação. 
 
Trabalho (W): é a energia transferida, por uma força, através das fronteiras do 
sistema. Por definição, a expressão matemática que representa o trabalho é: 
 
Onde: 
F = força; 
dl = deslocamento infinitesimal. 
 
Energia cinética(K): é a energia de um sistema devido à sua velocidade em relação 
à vizinhança (ou referência). 
 
Onde: 
v = velocidade; 
K= energia cinética por unidade de massa. 
 
 
 
25 
 
Energia potencial (P): é a energia de um sistema devido à ação gravitacional 
P= m.g.h 
Onde: 
m = massa; 
g = aceleração da gravidade; 
h= altura. 
Diferentemente da energia cinética, existem modalidades de energia que não 
são visíveis e de certa forma dificilmente mensuráveis, como a energia interna e a 
entalpia, por esse motivo são obtidas a partir de expressões matemáticas. 
 
Entalpia (H): matematicamente, a entalpia é um diferencial exato da temperatura e 
da pressão, mas também pode ser calculada através da energia interna. 
H = U + pV 
ou 
 
Integrando 
 
 
Onde: 
H = entalpia; 
U = energia interna; 
p = pressão; 
V = volume; 
Cp = Capacidade calorífica a pressão constante; 
T= Temperatura. 
 
Tanto a entalpia como a energia interna são funções ponto ou de estado, ou 
seja, seus valores dependem apenas do estado do material (temperatura, pressão, 
fase, composição), independentemente de como o estado foi atingido (caminho). 
 Quando derivamos as expressões para entalpia e energia interna, duas 
quantidades aparecem, as capacidades caloríficas a pressão e volume constantes. 
26 
 
Capacidade calorífica à pressão constante (Cp): 
É definida como a quantidade de energia necessária para elevar em 1 grau a 
temperatura de uma unidade de massa de uma substância. 
 Para determinação do Cp para um sistema à pressão constante, contendo 
vapor d’água a 45,8º C, consultando uma tabela de entalpia para vapor d’água, 
obtem-se os seguintes dados: 
H (vapor) = 2.588,1 kJ/kg á (47,7 ºC) 
H (vapor) = 2.581,1 kJ/kg á (43,8 ºC) 
 
 Se considerar o Cp constante na faixa de temperatura acima, é possível 
determinar seu valor médio para esta faixa: 
 
 
Quando no processo a ser estudado ocorre a mudança de fase, é de extrema 
importância acompanhar as variações energéticas, pois estas introduzem 
descontinuidade na relação entre entalpia e temperatura. 
Na figura 5 está o gráfico de Entalpia x Temperatura, em situações de 
mudanças de fase: 
 
Figura 8 - Diagrama de entalpia x temperatura 
 
Fonte: (MAZZUCCO, 2013) 
 
Nos pontos de mudança de fase, é estabelecido um equilíbrio termodinâmico 
onde as fases coincidem. As quantidades de calor envolvidas nas transições de fase 
são denominadas calores latentes ou entalpias de mudança de fase e são 
qualificadas pelos fenômenos que descrevem. Assim temos: 
27 
 
 Entalpia de Fusão, Calor Latente de Fusão, Calor de Fusão ou (Hf); 
 Entalpia de Vaporização, Calor Latente de Vaporização,Calor de 
Vaporização ou (Hv); 
 Entalpia de Solidificação, Calor Latente de Solidificação ou Calor de 
Solidificação ou (Hs); 
 Entalpia de Condensação, Calor Latente de Condensação ou Calor de 
Condensação ou (Hc); 
Onde: 
 
Hv = - Hc 
Hf = - Hs 
O balanço de energia segue os mesmos princípios do balanço de massa, 
porém não é realizado o balanço de energia ao nível de espécies, ou seja, não há 
balanço de energia individual ou por constituinte. A equação a seguir demonstra os 
princípios para o cálculo do balanço de energia: 
A energia pode ser transferida para o interior ou para o exterior de um 
sistema pelas seguintes fontes: 
 
 Massa; 
 Calor; 
 Trabalho. 
Das modalidades de energia citadas, pode-se realizar uma distinção entre as 
associadas à massa que são a energia cinética (K), energia interna (U) e energia 
potencial (P) ,e às transportáveis através das fronteiras do sistema, sendo essas o 
Calor (Q) e o trabalho (W). Apenas as quantidades de energia associadas à massa 
do sistema podem ser acumuladas. 
Considerando-se o sistema representado na figura abaixo: 
28 
 
Figura 9 - Sistema para exemplificação 
 
Fonte: (MAZZUCCO, 2013) 
 
O sistema é dividido em duas partes, onde o número 1 representa o primeiro 
período de tempo (t1) e o número 2 representa o segundo período de tempo (t2). 
 
 
 
 
Como: 
 
Então faz-se a substituição: 
 
De forma mais compacta: 
 
E para múltiplas correntes de trabalho: 
 
Lembrando que: 
 Entrada de calor, Q = (+); 
 Saída de calor, Q = (-); 
29 
 
 Entrada de trabalho, W = (-); 
 Saída de trabalho, W = (+); 
 Entrada de trabalho = Trabalho realizado sobre o sistema; 
 Saída de trabalho = Trabalho realizado pelo sistema. 
(MAZZUCCO, 2013) 
 
8.3 Número de Reynolds 
 Para compreensão do uso do número de Reynolds, primeiramente faz-se 
necessário o conhecimento dos tipos de escoamentos que podem ocorrer tanto no 
interior de tubos, quanto em equipamentos, sendo assim: 
 
Escoamento laminar 
 As camadas de fluido deslizam umas sobre as outras (lâminas). Não há 
mistura macroscópica de fluido; 
 A velocidade do escoamento em um determinado ponto não varia com o 
tempo; 
 Ocorre quando o fluido escoa em baixas velocidades em um tubo com 
diâmetro pequeno. 
 
Escoamento turbulento 
 Aparecimento de turbilhões no seio do fluido, provocando a mistura; 
 A velocidade num ponto oscila com o tempo ao redor de um valor médio. 
 
 
Quando a velocidade de um fluido que escoa em um tubo ultrapassa um 
determinado valor crítico, o regime de escoamento passa de laminar para turbulento, 
exceto em uma camada muito fina junto à parede do tubo, chamada de camada 
limite, onde o escoamento permanece laminar. Além da camada limite, onde o 
escoamento é turbulento, o movimento do fluido é altamente irregular e se 
caracteriza por vórtices locais e um grande aumento na resistência ao escoamento. 
30 
 
Para determinar se o escoamento é laminar ou turbulento, usa-se a seguinte 
quantidade adimensional, chamada de número de Reynolds: 
 
Partindo de dados experimentais, o escoamento de um fluido em um tubo circular é: 
 Laminar se Re<2100; 
 Turbulento se Re>4000; 
 Região de transição 2100< Re< 4000 (instável, muda de um regime a outro). 
 
 
8.4 Prandtl 
 O número de Prandtl é uma homenagem ao físico alemão Ludwing Prandtl 
(1875-1953) que introduziu a camada limite em 1904. É um parâmetro adimensional 
descrito como a espessura relativa das camadas limite hidrodinâmica e térmica, 
definida como: 
 
 
Para fluidos o número de Prandtl (Tabela 1) varia de menos de 0,01 para 
metais líquidos até mais de 100.000 para óleos pesados, sendo que para água é da 
ordem de 10, como pode ser observado na tabela abaixo. Para os gases o número 
de Prandtl é 1, que indica que a quantidade de movimento e a dissipação do calor é 
quase a mesma taxa (Tabela 1). A difusão do calor ocorre rapidamente em metais 
líquidos e lentamente em óleos pesados em relação a quantidade de movimento, 
desta forma a camada limite interna é mais espessa para metais líquidos e mais fina 
para óleos se relacionado com a camada limite hidrodinâmica (ÇENGEL, 2011). 
 
 
 
 
 
 
31 
 
Faixas típicas do número de Prandtl de fluídos comuns 
Fluído Pr 
Metais líquidos 0,004 - 0,030 
Gases 0,7 - 1,0 
Água 1,7 - 13,7 
Fluídos orgânicos leves 5 – 50 
Óleos 50 - 100.000 
Glicerina 2.000 - 100.000 
 
Tabela 1 - Faixas típicas do número de Prandtl de fluídos comuns 
 
8.5 Número de Nusselt 
 O número de Nusselt, chamado desta forma em homenagem ao engenheiro 
alemão Wilhelm Nusselt (1882-1957), é o coeficiente adimensional de transferência 
de calor por convecção definido como: 
 
 Onde h é o coeficiente de transferência de calor, Lc é o comprimento 
característico e k é a condutividade térmica do fluído. O número de Nusselt, segundo 
Çengel (2011), demonstra o aumento da transferência de calor por meio da camada 
de fluido como resultado da convecção relacionada à condução do mesmo fluido em 
toda camada. Desta forma, quanto maior o número de Nusselt maior será a eficácia 
da convecção. Relacionando os coeficientes de condução, quando a camada do 
fluido está imóvel, e convecção, quando o fluido envolve movimento, temos que: 
 
Com a razão das duas equações temos: 
 
 
32 
 
 
8.6 Transferência de massa 
A transferência de massa é definida como o estudo do movimento de massa 
de um local para outro através do uso de dispositivos mecânicos ou naturalmente 
devido à diferença de densidade. A diferença de densidade provoca difusão 
(transporte microscópico) de massa (uma espécie penetra em outra) ou convecção 
natural (transporte macroscópico) de massa. Os dispositivos mecânicos (bombas, 
ventiladores e compressores) provocam difusão e convecção forçada de massa. 
Cita- se então alguns exemplos onde ocorre transferência de massa: 
 Processos químicos; 
 Poluição do ar; 
 Combustão; 
 Processos criogênicos (baixas temperaturas) tais com produção de N2, H2 e 
O2 líquidos; 
 Gelo seco (CO2 líquido); 
 Secagem. 
 Assim como na transferência de calor, no processo de transferência de massa 
é possível estabelecer uma relação entre o gradiente espacial de concentração (Ca) 
de um soluto em um fluido e a taxa de transferência deste soluto no espaço. Essa 
relação é descrita através da lei de Fick. 
 Para melhor entendimento da lei de Fick, considera-se um recipiente com 
água pura (solvente B). Inicialmente não há outra substância no recipiente, somente 
a água. Supondo-se que uma placa de açúcar (soluto A) é colocada em contato com 
a superfície livre da água (Figura 10). 
 
Figura 10 - Sistema para exemplificação da Lei de Fick 
 
33 
 
A concentração de açúcar no fundo é nula. Como o açúcar é solúvel em 
água, este se dissolverá, transferindo parte de sua massa para os espaços vazios 
entre as moléculas da água. Este processo se dá devido à difusão molecular. Em 
particular, na interface há uma maior disponibilidade de soluto (no caso, a placa de 
açúcar), então observa- se que a concentração atinge o seu valor de saturação (os 
espaços disponíveis entre as moléculas de água são totalmente ocupados). 
CA = CA* ; y = h 
Assim, independentemente das condições no meio fluido, a concentração na 
interface permanece igual a de saturação. No restante do meio, devido a trocas de 
moléculas entre camadas adjacentes de fluido de concentrações diferentes, 
estabelece-se um fluxo de massa na direção de menor concentração e forma-se um 
perfil contínuo de concentraçõessimilar ao que ocorre com a temperatura, no caso 
da transferência de calor. 
O fluxo específico de massa de A se dá na direção y. Por definição, o fluxo 
específico de massa é a massa de (A) que atravessa o plano perpendicular ao fluxo 
(paralelo a placa de açúcar) por unidade de área por unidade de tempo. 
 Da mesma forma que nos casos anteriores, a relação entre o fluxo específico 
difusivo de massa de A, j, e o gradiente de concentração de A se dá na forma de 
uma equação constitutiva, e depende de uma propriedade intrínseca do meio 
(soluto+ solvente) chamada de coeficiente de difusão (ou difusividade) molecular do 
soluto A no solvente B, DAB. 
 
No caso geral de haver uma distribuição tridimensional de concentração, a 
equação constitutiva de transferência de massa (lei de Fick) é: 
 
 
8.7 Transferência de calor 
O calor é uma energia que pode ser transmitida de um sistema para o outro 
devido às diferenças de temperatura, desta forma a transferência de calor, segundo 
Çengel e Ghajar (2012), é uma ciência que trata da taxa de transferência de calor, 
sendo esta a troca das formas sensível e latente de energia interna entre dois meios 
como resultado de diferença de temperatura. De acordo com a termodinâmica a 
34 
 
transferência de calor é a quantidade de calor transferido quando um sistema passa 
de um estado de equilíbrio a outro. Este calor pode ser transferido de três maneiras 
diferentes: por condução, por convecção e por radiação, sendo que para todas 
essas três maneiras é exigida a existência da diferença de temperatura e esta deve 
ocorrer do meio de maior temperatura para o meio de menor. 
A transferência de calor por condução ocorre pela transferência de calor das 
partículas mais energéticas de uma substância para as menos energéticas que se 
encontram próximas, devido à interação destas. É expressa pela Lei de Fourier 
como: 
 
Onde: 
 k é a condutividade térmica do material em W/m.K; 
 A é a área normal em direção da transferência de calor; 
 T é a diferença de temperatura por meio da camada; 
 L a espessura. 
A transferência de calor por convecção é aquela que ocorre entre uma 
superfície sólida e o líquido ou gás próximo que se encontra em movimento, e 
envolve os efeitos combinados do movimento do fluido e da condução. É expressa 
pela Lei de Newton do resfriamento como: 
 
Onde: 
 h é o coeficiente de transferência de calor por convecção em W/m².K; 
 As é a área da superfície onde ocorre a transferência de calor por convecção; 
 Tsé a temperatura da superfície; 
 T é a temperatura do fluido que está longe da superfície. 
A radiação ocorre devido à emissão da energia da matéria sob a forma de 
ondas eletromagnéticas (ou fótons), causado pelas mudanças nas configurações 
eletrônicas dos átomos ou moléculas. 
 
 
 
 
35 
 
8.7.1 Coeficiente global de transferência de calor (U) 
 Quando se utiliza um trocador de calor, ocorre a presença de dois 
escoamentos de fluidos, sendo estes separados por uma parede sólida. O calor é 
transferido primeiramente do fluido quente para a parede por convecção e desta 
para o líquido por condução, podendo ter efeito da radiação. O coeficiente de 
transferência de calor determina a quantidade de energia em forma de calor que 
pode atravessar uma parede de 1 m² em um segundo, quando a diferença de 
temperatura entre o exterior e interior da superfície for de 1ºC . 
O fator mais crítico é o coeficiente de transferência de calor (U), uma vez que 
este é influenciado por fatores externos e, em qualquer fase do processo, pelas 
propriedades do líquido de evaporação, como por exemplo, o calor específico, a 
elevação do ponto de ebulição, a temperatura, tensão superficial, condutividade 
térmica, viscosidade e densidade. Depende também do material da parede do tubo, 
do vapor de aquecimento, da espessura e velocidade do fluxo do filme, entre outros 
fatores (ÇENGEL, 2011). 
O processo de transferência de calor envolve resistência, duas resistências 
de convecção e uma de condução. Desta forma para um trocador de calor de tubo 
duplo: 
 
Onde: 
 k é a condutividade térmica do material da parede; 
 L o comprimento do tubo. 
A partir desta equação temos que a resistência térmica total é: 
 
 
 
Onde: 
 Ai corresponde a área da superfície interna da parede que separa os dois 
fluidos; 
 Ae a superfície externa, que são dadas por . Na 
transferência de calor ocorre a combinação das resistências térmicas que se 
encontram no caminho do fluxo de calor a partir do fluido quente para o frio 
36 
 
em uma única resistência, assim se expressa a taxa de transferência de calor 
como: 
 
 
Onde: 
 As é a área superficial; 
 U é o coeficiente de transferência de calor em W/m²K. 
 
Cancelando T, a equação se reduz a: 
 
 
 
 Se a parede do tubo for pequena e a condutividade térmica do material for 
elevada, pode-se desprezar a resistência térmica do tubo e as superfícies interna e 
externa são quase idênticas. Assim o coeficiente global de transferência de calor é 
simplificado: 
 
O coeficiente global de transferência de calor (U) é regido pelo menor 
coeficiente de convecção, já que o inverso de um número grande é um número 
pequeno (ÇENGEL E GHAJAR, 2012). 
O coeficiente de transferência de calor em um evaporador de múltiplo efeito, 
que apresenta funcionamento contínuo, diminui em cada efeito uma vez que ocorre 
o aumento da viscosidade do material e a formação de depósitos nas superfícies de 
aquecimento. Um exemplo é o que ocorre com o coeficiente de transferência de 
calor do leite em pó desnatado, que no primeiro efeito entra com cerca de 2500 W/ 
m²°C e cai para um valor abaixo de 1000 no último efeito. Para o leite integral ocorre 
uma queda de aproximadamente 15% (PISECKY, 2012). 
 
8.8 Funcionamento do pasteurizador 
 A maioria dos tratamentos térmicos de produtos lácteos ocorre em trocadores 
de calor a placas. É constituído de um pacote de placas de aço inoxidável presas em 
37 
 
um quadro, este pode conter várias placas separadas com diferentes estágios, em 
que podem ocorrer processos como pré-aquecimento, aquecimento final e 
arrefecimento. O meio de aquecimento é com água quente, e o de resfriamento com 
água fria, mistura de gelo e água ou propilglicol, isto irá depender da temperatura 
desejada de saída do produto. 
 As placas são onduladas projetadas em um determinado padrão para que 
ocorra transferência de calor ideal. O conjunto de placas é comprimido na estrutura. 
Os pontos de apoio nas ondulações mantêm as placas separadas de modo que se 
formam canais finos entre eles. Os líquidos entram e saem dos canais através de 
furos nos cantos das placas. Há modelos variados de orifícios abertos e furos cegos 
que conduzem os líquidos de um canal para o outro. Possui juntas ao redor das 
bordas das placas e em volta dos furos que formam os limites dos canais e impedem 
vazamento externo e mistura interna (TETRA PAK, 1995). 
 
8.9 Funcionamento do evaporador de filme descendente 
 Os evaporadores de filme descendente, também conhecidos como falling film, 
são do tipo casco e tubos, onde o produto circula pelos tubos e o vapor pelo casco, 
aquecendo desta forma as paredes externas dos mesmos. 
 Pela parte superior, entra o líquido, que por ação da gravidade, cai de 
maneira uniforme pelos tubos, formando assim uma camada delgada que se aquece 
a medida que entra em contato com a parede interna dos mesmos. Nesse tipo de 
evaporador, o produto pode passar por vários estágios até ser retirado do 
equipamento. 
 Os evaporadores falling film utilizam de alta temperatura para seufuncionamento, assim, com o aumento da temperatura, diminui a viscosidade. Deste 
modo, é muito usado para líquidos termossensíveis, fazendo com que diminua o 
tempo de residência do produto dentro do equipamento. 
 Como o produto circula rapidamente pelo evaporador, é possível atender 
rapidamente às mudanças nas condições de operação e reduzir os tempos de 
partida e parada do mesmo. 
 No caso deste equipamento, a camada de produto deve ser bastante delgada 
para possibilitar um elevado coeficiente de transferência térmica, deve-se, portanto, 
evitar incrustações do produto nas paredes dos tubos devido à espessura fina da 
camada. 
38 
 
 O alto coeficiente de transferência térmica permite ao equipamento trabalhar 
com baixas diferenças de temperaturas. Isto é muito importante em evaporadores de 
múltiplos efeitos, pois implica em uma menor área de troca térmica, diminuindo 
também os custos para implantação (INGENIERIA, 2017) 
 
8.10 Funcionamento do spray- dryer 
 A secagem por atomização é a tecnologia industrial mais utilizada para se 
obter sólidos em pó a partir de uma alimentação líquida. A solução ou suspensão é 
atomizada em um spray de gotículas, as quais entram em contato com um fluxo de 
ar quente dentro da câmara de secagem. A secagem das gotículas leva a formação 
de partículas de umidade muito baixa que podem ou não se aglomerar dentro da 
mesma câmara. Com o secador spray é possível secar produtos sensíveis ao calor, 
pois conta com tempos de residência muito curtos e temperaturas relativamente 
baixas de produto. 
 Podem ser encontradas plantas com diferentes configurações de acordo com 
o tipo de produto, as propriedades da alimentação líquida e as propriedades que são 
desejadas do produto seco. 
 
Atomização por bicos atomizadores ou por discos ranhurados: garantem o 
tamanho e homogeneidade das gotículas geradas. Os secadores com disco 
ranhurado (centrífugos) têm maior flexibilidade na vazão de operação, 
apresentando, entretanto, gotículas de tamanho variável, já os com bicos 
atomizadores (à pressão) são menos flexíveis quanto à vazão de alimentação, mas 
apresentam gotículas menores e homogêneas. 
 
Fluxo de ar de secagem em corrente paralela ou concorrente, em 
contracorrente ou mista: parâmetro muito importante no projeto de câmaras spray, 
e será definido de acordo com o tipo de câmera, o produto a ser seco e demais 
parâmetros. Na secagem em corrente paralela ou concorrente, o ar entra pela parte 
superior da câmara e sai pela parte inferior, em contracorrente, da parte inferior para 
a superior e corrente mista (com retirada central de ar), que conta com entradas 
tanto pela parte superior quanto pela parte inferior da câmara, saindo pela parte 
superior. 
39 
 
Aquecimento do ar de secagem direto ou indireto: no aquecimento direto o ar 
exterior é misturado com os gases de combustão nas proporções adequadas para 
se obter vazões e temperaturas desejadas. Esta mistura é a que alimenta o spray e 
está em contato direto com o produto. Por esse motivo, em produtos alimentícios, 
normalmente se usa o aquecimento indireto, neste caso, os gases de combustão 
não entram em contato direto com o ar de secagem, o qual é aquecido através de 
um trocador de calor que evita a mistura de ambos os produtos (INGENIERIA, 2017) 
 
8.11 Funcionamento do equipamento de lecitinização 
O equipamento de lecitinização inclui: 
A) tanque de preparação com agitador e camisa de aquecimento para dissolver a 
lecitina em pó em gordura ou óleo; 
B) bomba de transferência, que é uma bomba centrífuga, para bombear o agente 
umidificante do tanque de preparação para o tanque de abastecimento; 
C) tanque de abastecimento com agitador e camisa de aquecimento; 
D) bomba de dosagem com controle de velocidade variável; 
E) aquecedor elétrico para ar comprimido; 
F) dois bicos de fluido colocados num fluxo de pó; 
G) Tubos com seguimento térmico para lecitina e ar comprimido; 
H) válvula de 4 vias especial que permite combinações de lecitina e fluxo de ar 
comprimido: 
- lecitina e ar comprimido para o bocal; 
- lecitina para recirculação para o tanque de alimentação e ar para ambas as 
passagens de dois bicos de fluido; 
I) Tanque de óleo vegetal para enxaguar a bomba de alimentação e a tubulação 
(PISECKY, 2012). 
9. ASPECTOS LEGAIS DO PRODUTO (PIQ E ROTULAGEM) 
 Com relação aos aspectos legais do produto, em anexo consta o regulamento 
técnico de identidade e qualidade de leite em pó do ministério da agricultura 
pecuária e abastecimento (MAPA) portaria nº 369, de 04 de setembro de 1997. 
 E com relação à rotulagem do produto, em anexo a instrução normativa nº 
22, de 24 de novembro de 2005, do ministério da agricultura pecuária e 
40 
 
abastecimento (MAPA) que regulamenta a rotulagem de produtos de origem 
animal. 
 
9.1 Rotulagem geral e nutricional do leite em pó Milking 
Na figura 11 está o modelo da embalagem de leite em pó integral 
instantâneo (frente). 
 
Figura 11 – Modelo da embalagem Leite em pó integral instantâneo (frente) 
 
Fonte: O autor 
41 
 
Na figura 12 está o modelo da embalagem de leite em pó integral instantâneo (atrás). 
Figura 12 - Embalagem Leite em pó integral instantâneo (atrás) 
 
Fonte: O autor 
 
 
10. TIPO DO PROCESSO 
 
10.1 Definição 
De acordo com a American Production and Inventory Control Society (APICS) 
processo descontínuo ou processo por bateladas consiste em “um processo 
industrial que prioritariamente programa curtos ciclos de produção de produtos”. A 
APICS ainda define processo contínuo como processo em que interrupções são 
mínimas durante o curso da produção (Tabela 2). 
 
 
 
 
42 
 
Processo Contínuo Processo Descontínuo 
Alta velocidade de produção Tempo de espera grande 
Pouco trabalho humano no processo Muito trabalho humano no processo 
Capacidade facilmente determinada Capacidade não facilmente determinada 
Apenas uma rotina para todos os 
produtos 
Rotinas complexas 
Baixa complexidade do produto Produtos mais complexos 
Baixo valor agregado Alto valor agregado 
Tempos de parada causam grande 
impacto 
Tempos de parada causam menor 
impacto 
Pequeno número de etapas de produção Grande número de etapas de produção 
Número limitado de produtos Grande número de etapas de produção 
 
Tabela 2 - Características de um processo contínuo x processo descontínuo 
 
10.2 Processamento na indústria 
 
 De acordo com a linha para produção de leite em pó já estabelecida os 
processos de padronização e pasteurização são do tipo descontínuo devido aos 
equipamentos utilizados. 
Já os processos de secagem no evaporador de triplo efeito, spray dryer e leito 
fluidizado seguem o tipo de processo contínuo devido à inviabilidade de se desligar 
estes equipamentos a cada fim de turno, pois o custo energético dos mesmos é 
bastante alto. 
 
 
43 
 
10.3 Regime de trabalho 
 O funcionamento da empresa Formosa Campos Gerais será dividido em três 
turnos, sendo estes dispostos na Tabela 3: 
 
1º Turno 2º Turno 
3º Turno 
Início 7 horas 15 horas 
23 horas 
Parada 1 
Das 7:00 horas as 8:00 
horas para o café da 
manhã 
Das 15:00 horas as 16:00 
horas para o café da tarde 
Das 23:00 horas as 1:00 
horas para o jantar 
Parada 2 
Das 11:00 horas as 13:00 
horas para o almoço 
Das 19:00 horas as 21:00 
horas para o jantar 
Das 3:00 horas as 4:00 
horas para o café da 
manhã 
Termino 15 horas 23 horas 
7 horas 
 
Tabela 3 - Turnos de trabalho para os funcionários da Formosa Campos Gerais 
 
 No momento das paradas, ocorrerá a divisão dos funcionários em doisgrupos 
que promovem o revezamento, sendo meia hora para cada grupo no café da manhã 
e café da tarde, e uma hora para cada grupo para almoço e jantar. 
 O administrativo da empresa funcionará em horário comercial, sendo a 
entrada ás 8:00 horas da manhã, o almoço no intervalo das 12:00 horas até as 13:00 
horas e a saída as 17:00 horas. 
 A limpeza da parte administrativa da fábrica, dos banheiros e das áreas 
externas, além da retirada de lixos e organização dos uniformes utilizados pela área 
fabril, será executada por funcionários responsáveis apenas por essas atribuições, 
sendo essa função totalmente independente e separada da limpeza CIP da área de 
processamento da fábrica. 
 A organização dos funcionários da limpeza (Tabela 4) será da seguinte forma: 
 
 
 
 
44 
 
 
 
1º Turno 2º Turno 
3º Turno 
Início 7 horas 15 horas 
23 horas 
Parada 1 
Das 8:00 horas as 9:00 
horas para o café da 
manhã 
Das 15:00 horas as 16:00 
horas para o café da tarde 
Das 23:00 horas as 00:00 
horas para o jantar 
Parada 2 
Das 11:00 horas as 12:00 
horas para o almoço 
Das 19:00 horas as 20:00 
horas para o jantar 
Das 3:00 horas as 4:00 
horas para o café da 
manhã 
Termino 15 horas 23 horas 
7 horas 
 
Tabela 4 - Organização dos funcionários da limpeza 
 
 Como é um grupo pequeno de funcionários, não se faz necessário à saída 
para as refeições em dois grupos. As atividades serão desempenhadas conforme 
lhes forem atribuídos pelos superiores, e estas contam na Tabela 5. 
 
 
45 
 
Tabela 5 - Atividades e divisões dos turnos 
1º turno 2º turno 3º turno 
7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 
CIP 
evapo
rador 
Fim Início: CIP 
pasteurizad
or e 
homogenei
zador 
CIP 
evapor
ador 
Cheg
ada 
de 25 
mil L 
Chega
da de 
25 mil 
L 
 Cheg
ada 
de 25 
mil L 
Chega
da de 
25 mil 
L 
 
 Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
 Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
Proces
samen
to de 5 
mil L 
 
 CIP 
tanque 
1 
 CIP 
tanqu
e 2 
 CIP 
tanque 
1 
 CIP tanque 
2 
 
Limpe
za 
fábric
a 
 Limpez
a do 
spray 
Limpe
za 
adm. 
Café Retira
da de 
lixo 
Limpe
za de 
corred
ores 
Almoç
o 
Limpe
za 
laborat
órios 
Limpe
za 
banhei
ros 
fábrica 
Unifor
mes 
Café Retira
da de 
lixo 
Limpe
za do 
pátio 
extern
o 
Limpe
za do 
pátio 
extern
o 
Janta Retira
da de 
lixo 
Unifor
mes 
Limpe
za 
banhei
ros 
fábrica 
Janta Retira
da de 
lixo 
Limpe
za de 
corred
ores 
Limpe
za do 
pátio 
extern
o 
Café Limpe
za do 
pátio 
extern
o 
Limpeza 
banheiros 
fábrica 
Uniform
es 
 Legenda: 
 Horários de realização de CIP no pasteurizador e evaporador Horários de chegada do leite Processamento de 5 mil litros de leite 
 Limpeza do setor de produção da fábrica e limpeza a seco do spray dryer Tarefas dos funcionários do setor de limpeza 
 100.000 Litros de leite por dia (5.000 litros de leite por hora), na recepção serão necessários dois silos de no mínimo 25 mil L, e depois do evaporador sai 1475,67 L 
de leite concentrado por hora, sendo necessário um silo de no máximo 10 mil L.. 
46 
 
 
11. INGREDIENTES (MATÉRIA PRIMA), ADITIVOS E INSUMOS. 
 
11.1 Leite 
É um líquido branco, opaco, duas vezes mais viscoso que a água, de 
sabor ligeiramente adocicado e de odor pouco acentuado, é um produto 
secretado pelas glândulas mamárias e alimento imprescindível aos mamíferos 
nos primeiros dias de vida, enquanto não podem digerir outras substâncias 
necessárias a sua subsistência (VALSECHI, 2001; PRODUTOR DE LEITE E 
DERIVADOS, 2004). 
O leite para o consumo deve ser obtido em ordenha higiênica de 
animal sadio, livre de impurezas, não conter germes nocivos à saúde, ser 
resfriado imediatamente após a ordenha e entregue para a indústria o mais 
rápido possível, dentro de no máximo 24 horas, pois é um alimento rico em 
componentes nutritivos, é também excelente substrato para desenvolvimento 
microbiano. Quando obtido ou processado em más condições higiênico-
sanitárias, pode tornar-se importante veículo de transmissão de 
microrganismos patogênicos ao homem (PRODUTOR DE LEITE E 
DERIVADOS, 2004). 
O leite da empresa será recebido dos produtores cooperados da região 
de Castro. A matéria prima só será recebida pela empresa, caso o leite esteja 
dentro das especificações da empresa que são: 
 Gordura (g/100g)= 3,5; 
 Acidez (g ácido láctico/ 100g)= 0,14 a 0,18; 
 Densidade relativa (g/ml)= 1,028 a 1,034; 
 Índice crioscópico máximo= -0,512ºC a -0,531ºC; 
 Sólidos não gordurosos (g/100g)= mínimo de 8,4; 
 Proteína total (g/100g)= mínimo 2,9; 
 Estabilidade ao Alizarol 72% (v/v)= estável; 
 Contagem Padrão em placas (UFC/mL)= máximo 1x104; 
 Contagem de Células Somáticas= 3,6x105. 
 
 
47 
 
11.2 Lecitina 
A lecitina é usada comercialmente tanto como emulsificante quanto 
como lubrificante em diversas atividades econômicas, como na indústria 
farmacêutica ou alimentícia. A lecitina é formada por uma mescla de 
fosfolipídios (50%), triglicerídeos (35%) e glicolipídios (10%), carboidratos, 
pigmentos, carotenóides e outros micro compostos. As propriedades 
tensoativas da lecitina são provenientes da estrutura molecular dos 
fosfolipídios, componentes ativos da lecitina (RAFAEL, 2015). 
Na indústria de leite em pó, devido às suas qualidades emulsionantes, 
antioxidantes e dispersantes, a lecitina aumenta a estabilidade e o tempo de 
vida útil do leite. O leite em pó comum, de difícil dissolução em água, com a 
utilização da lecitina de soja em torno de 0,20%, torna-se instantâneo. 
A lecitina de soja será fornecida pela empresa IMCOPA que tem uma sede 
localizada em Araucária, Paraná. Isso torna a logística mais facilitada devido 
à proximidade do fornecedor. 
 
11.3 Tabelas Nutricionais 
 Na figura 13 está apresentada a tabela nutricional do leite em pó 
Milking produzido pela Formosa Campos Gerais. 
Figura 13 - Tabela nutricional do leite em pó Milking 
 
Fonte: O autor 
 
48 
 
11.4 Fornecedores de eletricidade e água 
 
 O fornecimento de água de boa qualidade e que apresente níveis mínimos de 
cloro residual é fundamental para o funcionamento de uma indústria de alimentos, 
portanto optou- se por utilizar a água de um poço artesiano que será tratada na 
própria indústria e deverá atingir os padrões estabelecidos. 
 A energia elétrica é responsável pelo funcionamento das máquinas industriais 
no processamento de alimentos, sendo utilizada em operações como, por exemplo, 
refrigeração,