UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
BÁRBARA COSTA SIEBRA
AUMENTO DA EFICIÊNCIA EM UMA LINHA DE PRODUÇÃO DE IOGURTES
FORTALEZA
2018
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As etapas de fabricação do iogurte são: Recepção de Leite, ... Figura 1 - Fluxograma do Processo produtivo do Iogurte.
Tipologia: Notas de aula
2022
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
BÁRBARA COSTA SIEBRA
AUMENTO DA EFICIÊNCIA EM UMA LINHA DE PRODUÇÃO DE IOGURTES
FORTALEZA
BÁRBARA COSTA SIEBRA
AUMENTO DA EFICIÊNCIA EM UMA LINHA DE PRODUÇÃO DE IOGURTES
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Química do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheira Química. Orientador: Prof. Dr. Ivanildo José da Silva Jr
FORTALEZA
BÁRBARA COSTA SIEBRA
AUMENTO DA EFICIÊNCIA EM UMA LINHA DE PRODUÇÃO DE IOGURTES
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Química do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheira Química.
Aprovada em: 25/06/2018.
BANCA EXAMINADORA
________________________________________
Prof. Dr. Ivanildo José da Silva Jr (Orientador) Universidade Federal do Ceará (UFC)
Profª. Dra. Rilvia Saraiva de Santiago Aguiar Universidade Federal do Ceará (UFC)
Prof. Dr. João José Hiluy Filho Universidade Federal do Ceará (UFC)
AGRADECIMENTOS
Ao Prof.Dr. Ivanildo José da Silva Jr pela excelente orientação. Aos professores participantes da banca examinadora Profª. Dra. Rilvia Saraiva de Santiago Aguiar e Prof. Dr. João José Hiluy Filho pelo tempo, pelas valiosas colaborações e sugestões. Aos operadores da empresa pela colaboração na implementação do estudo. As colegas da turma do curso de Engenharia Química, Izidia, Jéssyca, Karine, e Katiane, pelas reflexões, críticas e sugestões recebidas.
ABSTRACT
Yogurt is a dairy product obtained through the lactic fermentation of milk through the action of two specific acid-lactic bacteria, these being Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus. The manufacturing stages of yogurt are: Milk Reception, Mixing, Pasteurization, Homogenization, Fermentation, Cooling and Packaging. The problem of the loss of efficiency in the yoghurt production line was generating the unavailability of time in which the equipment becomes available for the production and consequent disposal of product that could be being used and providing profit for the company. In view of the problem, the main objective of this work was to increase the efficiency of a yoghurt production line by reducing unexpected stops. The detailed activity flow was defined in the yoghurt company's production line and through analysis of data collected from the company's software, the bottleneck that contributed to the loss of efficiency of the line was identified, this being the Boxer machine. Then a Pareto chart was constructed with the stratification and prioritization of the causes of stops in the Boxer machine. After analyzing the causes, action plans were prepared, formalizing them in the 5W2H quality tool. Finally, when presenting the evolution of the efficiency indicator to visualize the effectiveness of the implemented actions, it was concluded that the unexpected stops have great contribution to the loss of efficiency in the production line.
Keywords : Efficiency. Boxer Machine. Quality Tools.
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CIP Clean in Place CUTE Capacidade, Utilização, Tempo e Eficiência SAP Sistemas, Aplicativos e Produtos OE Eficiência Operacional
- Figura 1 Fluxograma do Processo produtivo do Iogurte................................................
- Figura 2 Componentes principais da Encaixotadora
- Figura 3 Diagrama Resumido da eficiência
- Figura 4 Fluxograma detalhado do processo produtivo estudado
- Figura 5 Cabeçote de tulipas – Pick & Place
- Figura 6 Paletas de liberação do cabeçote
- Figura 7 Modelo do Check List Pós SETUP da Encaixotadora
- Gráfico 1 Exemplo de um gráfico de Pareto LISTA DE GRÁFICOS
- Gráfico 2 Paradas inesperadas referentes ao mês de agosto de
- Gráfico 3 Motivos das paradas inesperadas
- Gráfico 4 Gráfico de Pareto das paradas
- Gráfico 5 Gráfico de paradas na Encaixotadora
- Tabela 1 Exemplo de dados para o gráfico de Pareto LISTA DE TABELAS
- Tabela 2 Modelo do 5W2H para propor ações
- Tabela 3 Dados para aplicação do gráfico de Pareto
- Tabela 4 Proposta para redução da 1ª parada que mais ocorreu
- Tabela 5 Proposta para redução da 2ª parada que mais ocorreu
- Tabela 6 Procedimento de SETUP da Encaixotadora
- Tabela 7 Proposta para redução da 3ª e 4ª paradas que mais ocorreram
- 1 INTRODUÇÃO
- 1.1 Objetivo Geral
- 1.2 Objetivos específicos
- 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
- 2.1 História do Iogurte
- 2.2 Etapas de fabricação do Iogurte
- 2.2.1 Recepção de Leite
- 2.2.2 Mistura
- 2.2.3 Pasteurização
- 2.2.4 Homogeneização
- 2.2.5 Fermentação
- 2.2.6 Resfriamento
- 2.2.7 Embalagem
- 2.2.7.1 Encaixotadora
- 2.3 Conceito de eficiência
- 2.3.1 Diagrama Resumido
- 2.4 Conceito de Manutenção
- 2.4.1 Manutenção corretiva
- 2.4.2 Manutenção preventiva
- 2.4.3 Manutenção preditiva
- 2.4.4 Engenharia da Manutenção
- 2.5 Gráfico de Pareto
- 2.6 5W2H
- 3 METODOLOGIA
- gargalo da linha de produção 3.1 Etapa 1 – Mapeamento do processo produtivo estudado e definição do
- produção equipamento de maior impacto na perda de eficiência da linha de
- 3.3 Etapa 3 – Propor ações para solucionar o problema
- 3.4 Etapa 4 – Apresentação dos resultados
- 4 ESTUDO PRÁTICO
- 4.1 Mapeamento do processo produtivo estudado
- 4.2 Identificação das principais paradas na Encaixotadora
- produção de iogurtes 4.3 Ações para solucionar o problema da perda de eficiência da linha de
- 4.4 Apresentação dos resultados
- 5 CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS
1 INTRODUÇÃO
O iogurte é um produto fermentado do leite obtido através da ação combinada de bactérias ácido-lacticas específicas, sendo estas Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus (ROBERT, 2008). Teve sua origem no Oriente Médio durante o período neolítico, entre 5000 a 3000 a.C. A difusão mundial de seu consumo foi a partir da adição de ingredientes como frutas e aromatizantes aliada à relação deste como alimento funcional que visa benefícios à saúde (CARNEIRO et al., 2012). “O processo de produção de iogurte envolve muita tecnologia, ligada não só às unidades processuais, como também à biotecnologia e genética, e ainda à bioquímica e química em geral” (SILVA et al., 2010, p. 11). Se inicia com a seleção de matérias primas, como o Leite, Leite em pó e açúcar. O processamento é dividido nas seguintes etapas: Mistura, consiste na adição dos ingredientes ao leite; Pasteurização, aquece a mistura do iogurte a uma alta temperatura capaz de eliminar microorganismos patogênicos e bactérias indesejáveis; Homogeneização, reduz o tamanho dos glóbulos de gordura, tornando a consistência mais lisa; Fermentação, fase em que as bactérias irão transformar a lactose (o açúcar do leite) em ácido lático que é o agente da coagulação do leite; Resfriamento, etapa que tem a finalidade de cessar a fermentação do produto, após atingir a acidez desejada; Adição de base de frutas, etapa em que a massa branca (iogurte) se mistura com a polpa de frutas; Envase; etapa em que o produto é embalado e Conservação, etapa que garante as características do produto (FUJIHARA et al., 2014). Após o resfriamento a base branca (massa do iogurte antes de ser misturada com a polpa de fruta) é armazenada em tanques de repouso a temperatura entre 8ºC a 15ºC, sendo o tempo máximo de estocagem 12 horas, pois os tanques não são perfeitamente isolados termicamente, o que ocasiona o aquecimento da base, aumentando a acidez do produto, devido à presença de bactérias ácidos-lacticas (EMPRESA, 2017). “O valor do pH tem sua importância relacionada também com o aspecto visual do produto final durante sua conservação em temperaturas baixas. É fundamental que haja um controle rigoroso para que não ocorra acidificação elevada que poderá tornar o produto indesejável. A acidez exerce grande influência sobre os atributos de qualidade dos produtos lácteos fermentados e é um dos fatores que limita sua aceitação” (THAMER; PENNA, 2006, p. 592). Portanto, ao ultrapassar o tempo de estocagem máxima, sendo esta de 12 horas, o produto deve ser devidamente descartado.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 História do Iogurte
É um produto lácteo obtido através da fermentação bacteriana do leite, por meio da ação de bactérias específicas (Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus) sobre o leite pasteurizado e homogeneizado com padrões específicos de matéria gorda e proteína e adição de leite em pó quando necessário (UM IOGURTE..., 2018). Ainda não existe relatos exatos sobre a origem do iogurte, mas alguns fatos ocorridos ao redor do mundo dão indícios que este pode ter surgido na Antigüidade (ROBERT, 2008). Durante o período neolílito, entre 5.000 a 3.500 a.C., pastores se alimentavam com o leite de animais domesticados. O leite era armazenado em marmitas de barro e exposto a altas temperaturas do deserto, fermentava e virava um tipo de iogurte. Na Turquia os leites já eram armazenados em sacos feitos de pele de cabra e durante o transporte por meio de camelos, o contato com o calor do corpo do animal estimulava a produção de bactérias ácidas responsáveis por transformar leite em iogurte. A própria palavra iogurte tem etimologia turca que provém da palavra yoghurma que tem o significado (engrossar). O iogurte propriamente dito só foi conhecido na Europa em meados do século XVI, por volta de 1542, proveniente do Império otomano, aonde terá chegado a partir da Ásia (ROBERT, 2008). Houve uma certa rejeição no consumo do iogurte, devido ao sabor que provocava. Por volta de 1960, a adição de frutas ao produto tinha o objetivo de amenizar o seu sabor ácido, buscando uma maior aceitação popular e, aproveitando-se da oportunidade, uma maior divulgação passou a ser realizada em relação às suas qualidades nutritivas e terapêuticas, alavancando o seu consumo (MOREIRA, 1999). No início do século XX, a teoria de Metchnikoff, denominada Teoria da Longevidade, associou benefícios à saúde humana ao consumo de iogurte. Para Metchnikoff, a longevidade dos povos dos Balcãs era proveniente de uma dieta rica em leite fermentado, contendo um lactobacilo L. bulgaricus (ROBERT, 2008). No Brasil, o consumo só pode ser considerado significativo depois de 1970. Na atualidade, o maior consumo de iogurte é nos Estados Unidos (EUA), Rússia e França, sendo estes os 3 países que apresentam maior porcentagem de vendas (TOP..., 2015).
2.2 Etapas de fabricação do Iogurte
A figura abaixo detalha as etapas referentes à fabricação do iogurte, desde a recepção do leite até a etapa de embalagem do produto (Envase).
Figura 1 – Fluxograma do Processo produtivo do Iogurte
Fonte: Empresa (2017).
2.2.1 Recepção de Leite
A etapa de maior importância para a produção de um iogurte é a seleção das matérias-primas, ou seja, deve-se garantir e certificar-se quanto à alta qualidade do leite, se este não está impróprio para a produção. O leite deve apresentar baixa contagem de bactérias, pois Arashiro et al. (2007, p.
- “afirmaram que o leite com alta contagem de células somáticas (CCS) influencia o processo de fabricação e a qualidade final do iogurte.” Apresenta ainda concentrações de lactose baixas, prejudicando o crescimento das culturas lácticas. A presença de microorganismos patogênicos e antibióticos também contribuem negativamente para a qualidade do leite, a presença de resíduos antibióticos no leite é algo grave e considerado
com a caseína, unindo-se entre si. Além disso, há redução da quantidade de oxigênio, favorecendo o desenvolvimento das culturas lácteas (CARNEIRO et al., 2015; BEZERRA, 2010).
2.2.4 Homogeneização
Essa etapa do processo consiste em reduzir os glóbulos de gordura, contribuindo para a estabilidade do leite e prevenindo a formação de nata e sinérese (ZAMBONIM. 2014). A homogeneização é realizada através do equipamento homogeneizador, onde a princípio, o leite a temperatura entre 65 a 70ºC, submetida a alta pressão, é forçado a transitar por um tubo com uma válvula na extremidade. Após vencer esse obstáculo, os glóbulos se rompem pelo choque contra a trava e pelo cisalhamento ocorrido no processo. Na segunda homogeneização o leite é submetido a pressões menores a fim de evitar que os glóbulos se reagrupem. O efeito de coalescência, fenômeno caracterizado pela fusão de duas gotas de gordura em uma, também é dificultado, devido ao aumento da área superficial dos glóbulos dificultar a atuação da aglutinina, imonoglobulina (IgM) (BEZERRA, 2010).
2.2.5 Fermentação
Após a pasteurização a temperatura é reduzida para uma temperatura ótima de 42- 43ºC e em seguida são adicionadas as culturas de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, iniciando-se a fermentação. Essa etapa tem duração aproximadamente de 4 horas (ZAMBONIM, 2014). Para que a fermentação ocorra com rapidez a taxa de microrganismo deve atender a ordem de 107 UFC / mL e a proporção das espécies de 1 / 1 (CARNEIRO et al., 2015). O desequilíbrio na proporção, que é diretamente afetado pela variação da temperatura, pode provocar perda de sabor, coloração e odor ao produto devido acidez final (ZAMBONIM, 2014). Nessa etapa as culturas adicionadas são responsáveis pela formação do ácido láctico, convertido através da lactose presente no leite e formação do coágulo (BEZERRA, 2010). O Streptococcus thermophilus entra na fase de crescimento exponencial, pois se adapta melhor a pH neutro e o Lactobacillus bulgaricus espera até que o ácido láctico se acumule
para iniciar seu crescimento, garantindo a fermentação pelo processo de simbiose. Ao atingir a acidez desejada (pH 4,5 a 4,7) dar-se início à etapa de resfriamento (CARNEIRO et al., 2015).
2.2.6 Resfriamento
Responsável por retardar a fermentação e reduzir a atividade metabólica das bactérias ácido lácticas, controlando a acidez do iogurte. Após o resfriamento há quebra da coalhada, a fim de obter uma massa de textura mais lisa, em tanques com agitação para posteriormente ser misturado com polpas de frutas (ROBERT, 2008).
2.2.7 Embalagem
Etapa de envase de iogurte (realizada em garrafas de 150g, 170g, 180g, 570g, 850g e 900g). Essa etapa subdivide-se em três partes: A primeira é a alimentação dos frascos em uma máquina que posicionará os frascos em uma bacia rotativa de distribuição, direcionando-os para os guias de transporte para o envasamento. A segunda parte é a de envase, na qual ocorre o transporte dos frascos até a máquina e o enchimento dos mesmos, nessa etapa os fracos são posicionados na balança, esta faz a leitura de pesagem do frasco para que a dosagem seja padronizada (GARCIA et al., 2014). Após serem enchidos seguem para a terceira parte, a encaixotadora, segundo o Manual de Instrução (BRASHOLANDA, 2011, p. 6), “a Pick & Place é projetada para embalar produtos em caixas de papelão, neste caso garrafa de iogurte. A máquina é adaptada para embalar caixas com 42 unidades de 180 gramas e 15 unidades de 900g.” Por fim, o produto embalado deve ser conservado a uma temperatura entre os 2ºC e os 10ºC.