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O volume de água necessária na seção de pasteurização do leite é calculado utilizando a equação 20.

𝑄𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑒𝑟𝑒𝑛𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑄á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 (20) 𝑚̇ ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇 = 𝑚̇ ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇 1,44𝑘𝑔 𝑠 ∗ 3,98 𝑘𝐽 𝑘𝑔 °𝐶∗ (72 − 40)°𝐶 = 𝑚 𝑘𝑔 𝑠 ∗ 4,19 𝑘𝐽 𝑘𝑔 °𝐶∗ (76 − 72)°𝐶 183,40 𝑘𝐽 𝑠 = 16,76 𝑘𝐽 𝑠 ∗ 𝑚 𝑘𝑔 𝑠 𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 10,94 𝑘𝑔 𝑠

4.2.3 Determinação do coeficiente global de transferência de calor (U)

Para a determinação do coeficiente global de transferência de calor deve-se considerar a natureza da parede e o tipo dos fluidos utilizados na troca de calor (ÇENGEL, KANOGLU e GHAJAR, 2012). A equação 21 foi utilizada com este propósito.

𝑄 = 𝑈 ∗ 𝐴 ∗ ∆𝑇m (21)

A variável ∆Tm depende do arranjo de escoamento das correntes quentes e

frias. No caso do uso de escoamento contracorrente deve-se adotar a equação 22 (GUT, 2003).

∆𝑇m= ∆𝑇lm (22)

Em que:

∆Tlm é a média logarítmica da diferença das temperaturas.

O pasteurizador de placas definido tem o fluxo de contracorrente com capacidade de 2000 kg/h e possui 36 placas. Cada placa tem uma com uma área de 0,5 m2 totalizando uma área de 18 m2 (Edelstahl Equipamentos Industriais, 2019).As temperaturas estão demonstradas na Tabela 4 são: fluido quente (água) de 76°C na entrada e de 72°C de saída; e do fluido frio (leite) 40ºC de entrada e de 72°C saída. O ∆T1 será a diferença entre a entrada da água quente (76°C) e do leite pasteurizado (72°C) e o ∆T2 será a diferença entre a saída da água fria (72°C) e do

leite frio (40°C). As equações 23, 24 e 25 serão utilizadas para calcular respectivamente a carga térmica do sistema (Q leite regenerado), a média logarítmica da

temperatura (∆T ml) e por fim a energia interna (U).

𝑄𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑒𝑟𝑒𝑛𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑚̇ ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇 (23) 𝑄𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 1,44 𝑘𝑔 𝑠 ∗ 3,98 𝑘𝐽 𝑘𝑔 °𝐶∗ (36,25 − 4)°𝐶 𝑄𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 184,77𝑘𝐽 𝑠 ∆𝑇𝑚𝑙= ∆𝑇1− ∆𝑇2 ln∆𝑇1 ∆𝑇2 (24) ∆𝑇𝑚𝑙= 4 − 36,25 ln 436,25 °𝐶 ∆𝑇𝑚𝑙= 14,63 °𝐶 𝑈 = 𝐴 ∗ ∆𝑇𝑚𝑙 𝑄 (25) 𝑈 = 184,77 𝑘𝐽𝑠 18 𝑚2∗ 14,63 °𝐶 𝑈 = 701,64 𝑊 𝑚2 °𝐶

O coeficiente global de transferência de calor (U) encontrado foi de 701,64 W/m2°C. O pasteurizador sugerido trabalha com 53% da sua capacidade como mostrado na equação 26. Este fato mostra que ainda é possível, caso seja necessário, aumentar a sua utilização.

𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜(%) = 𝑇𝑟− 𝑇𝐸 𝑇𝑃− 𝑇𝐸 (26) 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜(%) = 40 − 4 72 − 4 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 53 % Sendo: Tr – temperatura de regeneração; Te – temperatura de entrada; Tp – temperatura do pasteurizador.

5 Análise de custo

A composição do preço final de produtos oriundos de empresas de laticínios se dá pela junção de vários fatores. Entre eles está a lei de um mercado em que quem dita à regra de preço é “lei de oferta e procura” (DINIZ et al., 2018). Existem três pontos principais a serem considerados na hora da fixação de um preço final de um produto: o custo de produção, a demanda e o valor da concorrência (SLONGO, 2012; REZENDE, SANTOS e COSTA, 2016).

Realizou-se a uma simulação de custos com a coleta de dados entre os meses de janeiro a abril de 2019. Nessa simulação foram obtidos os valores de mercado dos insumos, equipamento e também foi realizada uma previsão dos custos relativos aos funcionários.

Os cálculos referentes à estimativa de custo da folha de pagamento dos funcionários foram determinados segundo o site FPAG (2019) responsável por cálculos de folha de pagamento. Para isso considerou que a empresa é optante pelo Simples Nacional (isenta de 20% de INSS sobre folha de pagamento). O resultado é apresentado na tabela 5. Ressalta-se que a empresa considera apenas um turno de trabalho.

Tabela 5 - Estimativa do custo, em Reais (R$), da folha de pagamento dos funcionários

Função Qtde. Salário

Líquido1 FGTS Provisão Mensal2 Outros 3 Total (g) Engenheiro de Alimentos 1 4.500,00 360,00 945,00 1.000,00 6.645,00 Auxiliar de produção 3 3.600,00 344,01 699,99 3.000,00 7.428,00 Auxiliar de limpeza 1 954,00 76,32 200,34 1.000,00 2.173,42 Auxiliar de laboratório 1 1.800,00 220,00 252,00 1.000,00 3.214,00 Auxiliar de expedição 1 954,00 76,32 200,34 1.000,00 2.173,42 Auxiliar de escritório 1 1.200,00 96,00 252,00 1.000,00 2.476,00 TOTAL 24.109,84

1- Média salarial para empresas de pequeno porte- Sine (2019); 2- Referente ao 13º Salário e Férias;

Os custos com as matérias-primas e as embalagens estão descritos na Tabela 6. Esses valores são referentes à produção de uma batelada correspondente a 500 kg do produto final. Não foram considerados os custos referentes ao CO2

devido não ter informações do seu valor de mercado.

Tabela 6 – Custos, em Reais (R$), com matéria-prima e embalagens

Descrição Qtde. Valor unitário Valor total Leite Bovino (L) 300 1,40 420,00 Açúcar (kg) 40 1,38 55,20 Cultura láctea (kg) 0,4 10,00 4,00 Aromatizante (kg) 0,25 12,00 3,00 Rótulo (unidade) 1000 0,10 100,00 Embalagem (unidade) 1000 0,25 250,00 Custo total da batelada 832,20 Custo por unidade de produto 0,83

A Tabela 7 apresenta os custos e a depreciação da indústria de laticínios. A depreciação foi calculada em taxa de 10% ao ano, conforme orienta a Receita Federal (BRASIL, 1999).

Tabela 7 - Custos de depreciação, em Reais (R$), dos principais equipamentos da indústria de laticínios

Equipamento Valor unitário Depreciação anual Depreciação mensal Sistema de filtração 60.000,00 6.000,00 500,00 Equip. de termização 45.000,00 4.500,00 375,00 Desnatadeira 95.000,00 9.500,00 791,67 Pasteurizador 55.000,00 5.500,00 458,33 Tanque de fermentação 38.000,00 3.800,00 316,67 Equip cabonatação e envase 75.900,00 7.590,00 632,50 Total da depreciação mensal dos equipamentos 3.074,17

A Tabela 8 apresenta os custos com o gasto de energia elétrica para os principais equipamentos utilizados na fabricação da bebida láctea carbonatada. O preço da energia elétrica está de acordo com os dados do Portal da Indústria (2019). Além disso, os valores consideram como referência o estado do Rio Grande do Norte.

Tabela 8 - Estimativa dos custos, em Reais (R$), com energia elétrica

Equipamento Tempo para

Batelada (h) Potência (kW/h) Consumo diário (kW/h) Sistema de filtração 0,20 10 2 Equip. de termização 0,60 12,7 7,62 Desnatadeira 0,08 7,5 0,60 Pasteurizador 0,60 12,7 7,62 Tanque de fermentação 6,00 0,75 4,50 Equip cabonatação e envase 0,20 10 2

Potência consumida em 1 dia de trabalho pelos equipamentos (kW/h) 24,32

Considerando o valor do kW/h de R$ 0,53 o valor demandado com o consumo diário será de R$ 12,90. Ao final de um mês (considerando 22 dias de trabalho) um valor total demandado com energia elétrica será de R$ 283,80. O valor médio de aluguel industrial na região metropolitana de Natal-RN é de R$ 8,50/m2. Considerando uma área fabril de 1.500 m2, o valor pago com aluguel será de R$ 12.750,00. Será considerado apenas um terço do valor do aluguel para a produção da bebida láctea, pois os dois terços restantes será dividido entre os outros produtos da mesma empresa. Devido à empresa fazer parte do regime tributário Simples Nacional, conforme Anexo II - participantes: fábricas/indústrias e empresas industriais – a alíquota da carga tributária está na quarta faixa (R$ 720.000,00 a R$ 1.800.000,00) é de 11,2% (BRASIL, 2019).

A Tabela 9 mostra o valor total da produção de 500 kg (uma batelada) da bebida láctea considerando a folha de pagamento, matéria-prima, equipamentos, energia elétrica, depreciação da área fabril, insumos indiretos (EPI’s, água, material de limpeza).

Tabela 9 – Custo mensal da produção, em Reais (R$), da bebida láctea

Item Valor (mensal)

Folha de pagamento 24.109,84 Matéria-prima (22 dias) 18.308,40 Depreciação de equipamentos 3.074,17 Energia elétrica 283,80 Impostos (11,2%) 5.861,75 Aluguel (0,33% da área) 3.560,81 Insumos indiretos 3.000,00 TOTAL 58.198,77

Considerando, que a produção de 1000 unidades do produto (500 kg engarrafados em embalagens de 500 mL) é realizada em um turno de trabalho (1 turno por dia) e que a empresa trabalha 22 turnos por mês, o custo unitário de um produto é de R$ 2,65. 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑜 = 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑛º 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 ∗ 𝑛º 𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜𝑠 (30) 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑜 = 58.198,77 1000 ∗ 22 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑜 = 2,65 𝑟𝑒𝑎𝑖𝑠

Para estabelecer o preço de venda, utiliza-se o cálculo de Mark-up (SLONGO, 2012) no qual se objetiva um lucro de 50%. Portanto, o preço de venda do produto no atacado é de R$ 3,97. O faturamento com 22.000 garrafas de 500 mL (produção mensal) do produto corresponde a R$ 87.298,15. Este valor promove um lucro para a empresa de R$ 29.099,38. Ainda, a venda do produto durante um período de 12 meses, impõe à empresa a emissão de R$ 1.047.577,79. Para uma empresa com faturamento entre R$ 720.000,00 e R$ 1.800.000,00, nos últimos doze meses, a alíquota é de 11,2% do Simples Nacional.

Considerando o custo de transporte até o ponto de venda de R$ 0,05 por unidade (R$ 1.075,00 para um lote de 22.000 unidades) e um lucro do ponto de venda de 20% (R$ 0,79) por unidade, o preço de venda, do produto no varejo (para o consumidor final) é de R$ 4,81. Embora não haja produto similar no mercado, utilizou-se a para comparação deste produto as bebidas lácteas sem gás, conforme mostra a Tabela 10. Este ponto considera a comparação com os preços das principais marcas de iogurtes e bebidas lácteas do mercado.

Tabela 10 - Preço médio para o consumidor, em Reais (R$), dos principais produtos concorrentes

Produto Preço Preço por 500 g

Activia Danone (1.250 g) 11,99 4,76 Iogurte Vigor (900 g) 7,99 4,44 Iogurte Nestlé (900 g) 8,99 4,99 Iogurte Itambé (900 g) 7,99 4,44 Bebida Láctea Batavo (900 g) 8,29 4,60 Produto proposto (500 g) 4,81 4,81

Vale ressaltar que os custos foram determinados considerando apenas uma batelada ao dia. Caso a produção ocorra em dois turnos, consequentemente, será possível uma redução dos custos devido à depreciação dos equipamentos e aluguel (redução do custo por unidade do produto). Por outro lado, alguns custos não sofrem redução por unidade de produto, como os referentes à folha de pagamento, matéria- prima, energia elétrica e insumos.

Analisando os preços médios de venda dos produtos na mesma linha pode- se afirmar que o preço de venda para o consumidor final é de R$ 4,81 é competitivo no mercado. Vale ressaltar que o produto possui um diferencial por ser probiótico e carbonatado. Assim, ele deve despertar a curiosidade no consumidor por ter potencial funcional.

6 Tratamento de resíduos

A indústria brasileira no setor de laticínios representa uma atividade de grande importância no setor econômico brasileiro. O principal efluente gerado por empresas de laticínios é o soro de queijo. Este resíduo é pouco aproveitado no setor alimentício embora seja um subproduto de alto valor nutricional como mencionado anteriormente. Outros efluentes gerados em grande parte são oriundos das operações de limpeza, descarga, descarte, vazamentos e derramamentos (SOARES, QUITÉRIO e VENDRAMEL, 2018).

Esses efluentes apresentam elevados demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) devido à grande quantidade de lipídios, carboidratos e proteínas, dispersos no efluente gerando uma alta carga orgânica. Quando os efluentes são descartados em corpos d’água sem tratamento adequado, eles podem reduzir drasticamente a concentração de oxigênio dissolvido e, assim, colocar em risco todo o ecossistema aquático (BEGNINI e RIBEIRO, 2014).

Uma das propostas desse trabalho é que a maior parte possível do soro proveniente da produção de queijos passe por um processo de tratamento por filtração. Uma parte desse soro tratado será utilizada na produção da bebida láctea probiótica carbonatada sabor limão. O volume excedente será vendido para o enriquecimento na produção de outros alimentos como: Biscoitos, bolo, cereal matinal, doces de leite, sorvetes, pão, meio de fermentação para bactérias e fungos (RIBEIRO-SANTOS et al., 2015).

Outro destino possível para o soro do queijo a ser comercializado é a utilização na elaboração de embalagens e filmes, o que vem sendo estudado nos últimos 10 anos,. A aplicação para embalagens de frutas e de vegetais frescos, ou, minimamente processados, promove a redução do amadurecimento, do escurecimento, da mudança de cor, da perda de aroma, umidade e textura, pois proporciona uma barreira aos gases e ao vapor d’água, diminuindo as taxas de metabolismo e oxidação (YOSHIDA e ANTUNES, 2009, RIBEIRO-SANTOS et al., 2015, FERNANDES, CRUZ e SILVA, 2019).

Para o tratamento dos efluentes gerados nas operações de limpeza, descarga, descarte, vazamentos e derramamentos propõem-se um tratamento primário o qual será utilizado para a remoção de sólidos suspensos, óleos e gorduras; e um tratamento secundário, para remoção de matéria orgânica e de nutrientes dissolvidos. O tratamento primário proporciona a sedimentação dos sólidos nos efluentes. Este processo pode ser físico ou físico-químico. Esta etapa baseia-se na passagem do efluente por um tanque, onde os poluentes são separados pela adição de substâncias coagulantes ou pela ação da gravidade. O fluido remanescente será tratado na próxima etapa juntamente com lodo primário. Já o tratamento secundário será realizado por reatores biológicos reduzindo a carga orgânica que está dissolvida, principalmente nas águas residuais. Essa degradação acontece quando o efluente entra em contato com micro-organismos, seja ele em ambiente aeróbio ou anaeróbio, no qual a matéria orgânica é metabolizada conseguindo ter uma redução de até 90% da DBO. Para essa etapa são utilizados os métodos de lodos ativados, filtros biológicos, lagoas aeradas ou a combinação entre eles (SOARES, QUITÉRIO e VENDRAMEL, 2018).

7 Informação nutricional e rótulo

O Regulamento Técnico de Porções de Alimentos Embalados para Fins de Rotulagem Nutricional (BRASIL, 2003) determina que a porção de bebida láctea para fins de rotulagem é de 200 mL (1 copo). Os dados dos componentes existentes na bebida láctea probiótica carbonatada com sabor limão siciliano para a realização dos cálculos das informações nutricionais foram obtidos a partir da Tabela TACO de composição nutricional de alimentos (BELIK et al., 2011).

Na Tabela 11 têm-se os ingredientes utilizados, bem como as suas quantidades em relação à energia (kcal), carboidrato, açúcares, proteínas, gordura total, gordura saturada, gordura trans, fibra alimentar, sódio e cálcio. Estes valores consideram a porcentagem (%) de valores diários de referência com base em uma dieta de 2000 kcal ou 8400 kJ.

Tabela 11 - Informação nutricional da bebida láctea probiótica gaseificada com sabor limão

Compon. kcal kJ Carboid. (g) Protein a (g) Gordura Total (g) Gordura Sat. (g) Gordura Trans (g) Fibras Alim.(g) Sódio (mg) Leite bov. 117 491 10 5,8 6 4 0 NA 105 Açúcar 369 1542 94,5 0,8 0 0 0 NA 25 Soro 66 278 12,6 2,1 0,9 0,6 0 NA 54 Aromatiz. 413 1735 59 0 0 0 0 NA 0

Com os valores apresentados na Tabela 11, é possível criar o rótulo com as informações nutricionais para porção de 200 mL, bem como os valores de referência (VD%). Na Tabela 12 são apresentadas as informações nutricionais dos valores calculados para a bebida láctea probiótica com sabor de limão.

Tabela 12 – Informação nutricional da bebida láctea probiótica carbonatada sabor limão

INFORMAÇÃO NUTRICIONAL Porção de 200 mL (1 copo)

Quantidade por porção % VD (*) Valor calórico 239 kcal (1005 kJ) 24

Carboidratos 31 g 10 Proteínas 8 g 11 Gorduras Totais 7 g 13 Gorduras Saturadas 5 g 23 Gorduras Trans 0 0 Fibras Alimentares 0 ** Sódio 154 mg 7

(*) % valores diários de referência com base em uma dieta de 2.000 kcal ou 8.400 kJ. Seus valores diários podem ser maiores ou menores dependendo de suas necessidades energéticas.

(**) VD – Não estabelecido.

Para a elaboração do rótulo seguiu-se o Regulamento Técnico de Porções de Alimentos Embalados para Fins de Rotulagem Nutricional (BRASIL, 2003) e o Regulamento Técnico para Rotulagem de Alimentos Embalados (BRASIL, 2002). Os requisitos exigidos no rótulo: a) informações nutricionais contendo a porção do produto, o valor energético e a porcentagem dos valores diários; b) a lista de ingredientes de forma decrescente em relação às quantidades de uso; c) os termos obrigatórios: contém lactose, contém glúten, os alergênicos; d) tipo de conservação, validade e lote.

Para a rotulagem optou-se pelo autoadesivo devido a possibilidade de etapa ser feita após o processo de envase além de possuir algumas opções de cola sendo possível a escolha da que seja mais adequada à embalagem garantindo assim uma melhor aderência. Os autoadesivos também são muito versáteis em relação ao tamanho, servindo para a rotulagem desde pequenas ampolas até decoração de galões de produtos químicos. Outras vantagens que podem ser destacadas desse tipo de rotulagem são: maior limpeza no processo de rotulagem, resistência à

umidade e calor, baixo custo de aplicação, permite remoção e reposicionamento do rótulo (RISALTO, 2017). O rótulo com as informações nutricionais seguindo as legislações do produto é mostrado na figura 14.

8 Considerações Finais

Este trabalho criou uma proposta de elaboração de uma bebida láctea probiótica e carbonatada com sabor limão aproveitando o soro oriundo da produção de queijos. A partir das informações determinadas ao longo desta pesquisa, pode-se afirmar que:

a) Para a elaboração da bebida foram utilizados 200 litros de soro de queijo para cada batelada de 500 kg produzida;

b) Seguiram-se todas as legislações pertinentes à produção da bebida láctea considerando desde o recebimento das matérias primas até a elaboração das informações nutricionais e do rótulo;

c) Foi proposto um fluxograma para o processo produtivo semelhante ao empregado na produção de iogurte. Isso possibilita, caso necessário, a produção de mais um tipo de produto na mesma linha de produção;

d) O leiaute permite um fluxo diário de 500 kg do produto. Ele também obedece aos requisitos sanitários que são preconizados pelos órgãos fiscalizadores, além de seguir um fluxo de produção a fim de minimizar o cruzamento de fluxo de produção;

e) Os balanços de massa e de energia desenvolvidos mostraram que o processo é eficiente;

f) O preço final do produto no varejo é de R$ 4,81 para uma embalagem de 500 mL. O custo unitário para a empresa é de R$ 2,65 mostrando que o produto gera um lucro de R$ 29.099,38 ao final de um mês. Foi feito também uma comparação com os produtos similares. A bebida láctea estudada mostrou-se competitiva em relação ao valor de mercado;

g) Os resíduos oriundos das operações de limpeza, descarga, vazamentos passarão por um tratamento de lodo ativado e posteriormente por reatores biológicos;

h) Um rótulo, incluindo a informação nutricional para o produto foi desenvolvido conforme legislação vigente.

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Estadual de Londrina. http://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2008v29n1p103. Disponível em: <http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445744087010>. Acesso em: 18 nov. 2018.

DINIZ, Géssica Mathias et al. Formação de preço de derivados de leite

em um estudo de caso da usina escola de laticínios Filial da Cooperterra: