ANÁLISE DA VIABILIDADE DE INSTALAÇÃO DE UMA INDÚSTRIA DE SUPLEMENTO ALIMENTAR (WHEY PROTEIN)

1. INTRODUÇÃO

O mercado de Whey Protein demonstrou um crescimento impressionante de 72% e atingiu a marca de R$4,09 bilhões em 2021, conforme indicado por uma pesquisa publicada pela consultoria de mercado estadunidense Zion Market. Esse aumento substancial na demanda por suplementos à base de proteína do soro de leite reflete a crescente conscientização dos consumidores sobre a importância da nutrição e do bem-estar, impulsionando o setor a se expandir significativamente no Brasil.

Este projeto de pesquisa, parte do programa de graduação em Engenharia de Produção, tem como propósito avaliar a viabilidade técnica e econômica da criação de uma empresa de produção de Whey Protein, denominada "Siará Whey Suplementos", que será estabelecida em 2025 na cidade de Morada Nova, localizada no estado do Ceará.

Nossa principal missão abrange a formulação de estratégias de negócios, gerenciamento de recursos, estratégias de marketing, controle de qualidade, posicionamento no mercado e, sobretudo, a produção de produtos de alta qualidade. Inicialmente, nosso produto se baseará na extração de proteínas do soro de leite bovino, obtido como subproduto das indústrias de laticínios na região sul de Santa Catarina. Para otimizar nossa produção, optamos por estabelecer a fábrica em Morada Nova, uma localização estratégica.

O produto resultante é um suplemento alimentar de alto valor, projetado para suprir as necessidades diárias de proteína de adultos, contribuindo para a recuperação muscular e o desenvolvimento da massa muscular. Pesquisas também indicam que as proteínas do leite possuem propriedades antioxidantes, combatem vírus e bactérias, melhoram os níveis de colesterol HDL, reduzem o risco de diabetes e contribuem para a redução da pressão arterial e das doenças cardíacas.

É importante destacar que a crescente demanda por alimentos funcionais e o crescente interesse das pessoas em adotar um estilo de vida saudável têm impulsionado a busca por suplementos nutricionais, como o Whey Protein. De acordo com estudos recentes, os suplementos à base de proteína do soro de leite bovino têm ganhado destaque devido ao seu impacto positivo na síntese protéica, decorrente do maior aporte de aminoácidos essenciais.

A qualidade nutricional da proteína é um fator crucial, dependendo de sua composição, capacidade de digestão, absorção e disponibilidade de aminoácidos essenciais e nitrogênio total. A digestibilidade, em particular, é um indicador de grande relevância. O soro de leite contém diversas frações, incluindo β-lactoglobulina, α-lactoalbumina, albumina do soro bovino (BSA), imunoglobulinas, caseína do soro, lipoproteínas, lactoferrina, lactoperoxidase e glicomacropeptídeos. Essas frações, embora variem em tamanho, peso molecular e função, podem ser separadas e utilizadas como base para a produção final.

2. ESTUDO DE MERCADO

2.1. O que Produzir e Quanto?

Com base em estudos referentes à produção e vendas de produtos fabricados com proteína do leite, no caso a comercialização do whey protein, foi definido a abertura de uma indústria do gênero alimentício, onde será produzido whey protein em sachês de 1kg e contando com dois sabores diferentes, sendo eles morango e chocolate.

A quantidade a ser produzida do produto final foi definida com base na oferta de mercado do soro de leite analisado, determinando uma produção diária utilizando 60% da oferta total diária, onde os outros 40% obtidos teriam um papel de demanda de segurança retirada dos fornecedores, aumentando a proteção da indústria contra a falta de fornecimento.

A empresa em questão busca atender como principais clientes lojas de nutrishop onde são comercializados os produtos de artigos esportivos, o whey auxilia na dieta de pessoas que buscam um ganho de massa e mais energia para seus treinos, logo com o aumento no número de pessoas buscando praticar exercícios físicos, cresce a busca por suplementos em sua alimentação, com isso a demanda dessas lojas por produtos cresce cada vez mais, essas por fim compram de fábricas em quantidade maiores para revender em suas lojas, logo ao atender essas lojas a fábrica conseguirá a venda de todas suas unidades produzidas ao longo do mês, sem necessitar de grandes estoques para produto acabado.

2.2. Análise de Concorrência

Um importante fator a ser estudado antes de abrir um negócio é identificar quais as principais empresas que já estão consolidadas no mercado, a fim de buscar entender quão grande o perigo que essas ameaças externas representam para a empresa. Este tópico busca listar as empresas bem como algumas informações importantes que possam ser levadas em conta.

• Growth Supplements

Fundada em 2009, a Growth Supplements é uma empresa que atua desde a fabricação de seus suplementos até o processo final na entrega ao consumidor, gerando produtos com um bom custo/benefício. A empresa está sediada em Bombinha (SC) e o preço do seu Whey Protein concentrado em seu site próprio é de R$99,00 por Kg (R$89,10 por 900g).

• Dux Nutrition

Fundada em 2015, a DUX Nutrition produz suplementos com o intuito de ter a fórmula mais limpa e natural possível. A empresa está sediada em São Paulo (SP) e o preço do seu Whey Protein concentrado em seu próprio site é de R$399,90 por 1,8Kg (R$199,95 por 900g).

• Integralmédica

Fundada em 1983, a empresa foi pioneira em suplementação esportiva no Brasil, possuindo tradição e bons preços a marca possui uma vasta rede de distribuição por todo território brasilerio. A empresa está sediada em São Paulo (SP) e o preço de seu Whey Protein concentrado no site de comércio digital da Amazon é de R$69,99 por 900g (Preço variável por não ser do site próprio).

• Max Titanium

Fundada em 2006, a empresa é uma das mais fortes no mercado devido a sua alta eficácia entre os consumidores, já tendo sido eleita 7 vezes a marca com a melhor proteína nacional. A empresa está sediada em Matão (SP) e o preço do seu Whey  Protein concentrado em seu próprio site é de R$164,90 por 900g.

• Black Skull

Fundada em 2014, a Black Skull é uma marca internacional de suplementos com foco em atletas de alta performance. A sede no Brasil está localizada em Embu das Artes (SP) e o preço de seu Whey Protein concentrado em seu próprio site é de R$89,90 por 900g.

• Probiótica

Fundada em 1986, A Probiótica tem um dos maiores portfólios de produtos do mundo, a marca é o resultado de um processo contínuo de pesquisa e inovação em colaboração com nutricionistas, médicos, treinadores e atletas. A empresa está sediada em Matão (SP) e o preço de seu Whey Protein concentrado no site de comércio digital do Mercado Livre é de R$59,99 por 500g (R$107,98 por 900g) (Preço variável por não ser do site próprio).

• Atlhetica Nutrition

Fundada em 2000, a Atlhetica Nutrition é composta por uma gama de produtos voltados a praticantes de atividades físicas e atletas e desenvolvida com tecnologia de ponta, também possui diversas opções de proteínas veganas. A empresa está sediada em Matão (SP) e o preço de seu Whey Protein concentrado em seu próprio site é de R$145,00 por 850g (R$153,53 por 900g).

2.3. Problemas de Comercialização e a Interferência do Governo

Há diversos desafios associados à comercialização de suplementos alimentares no Brasil, sendo a maioria associados a rigorosa regulamentação implementada pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária). Empresas desse setor estão submetidas a normas específicas, como a RDC 243/2018, que dita requisitos sobre a fabricação, rotulagem e comercialização de suplementos alimentares no Brasil. Alinhado a isso há uma enorme concorrência no mercado e uma necessidade de garantir uma alta qualidade e segurança dos produtos, demandando um elevado investimento nesses setores. Além disso, há rigorosas regras para a armazenagem e transporte dos ingredientes e produtos acabados para evitar a contaminação ou deterioração dos mesmos.

A RDC 243/2018 estabelece diretrizes detalhadas para a fabricação de suplementos alimentares no Brasil, abrangendo diversos aspectos como a  necessidade de seguir Boas Práticas de Fabricação (BPF) para garantir a qualidade e a segurança dos produtos, controles rigorosos de qualidade para manter a consistência e pureza dos suplementos, medidas para evitar a contaminação cruzada durante a produção e o transporte adequado para evitar deterioração. Adicionalmente a isso, a norma define requisitos específicos para a rotulagem dos produtos, incluindo informações obrigatórias sobre ingredientes, recomendações de uso, informações de contato do fabricante e restrições em alegações de saúde. Há também uma lista positiva de ingredientes permitidos, limites e concentrações definidos. As empresas são responsáveis por garantir a conformidade com todas essas diretrizes e o objetivo final é produzir suplementos seguros e de alta qualidade que protejam a saúde dos consumidores brasileiros.

2.4. Cenário Atual e Tendências no Mercado de Suplementos Alimentares

Segundo informações do Euromonitor, antes da pandemia, o mercado internacional de vitaminas e suplementos alimentares alcançou aproximadamente 110 bilhões de dólares em valor. No contexto brasileiro, durante o ano de 2019, observou-se um aumento de 7% nas vendas, atingindo um montante de aproximadamente R$6,6 bilhões.

Segundo um estudo publicado pelo (Future Market Insights) o mercado global de suplementos deve superar mais de US$252 bilhões até 2025 com uma taxa de crescimento anual de 7,5%. Já segundo Abiad (Associação Brasileira da Indústria de Alimentos para Fins Especiais), houve um aumento de consumo de 48% de suplementos alimentares por parte dos brasileiros, isso causado por uma mudança alimentar gerada pela pandemia do covid-19. Sendo que segundo Passare (especialista na área) cerca de 60% do consumo de suplementos é dedicado ao whey protein. Com o aumento da demanda por suplementos alimentares, há uma enorme tendência de abertura de novas empresas que produzem o mesmo.

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Fonte: Autoria própria

3. ESTUDO DE LOCALIZAÇÃO

3.1. Localização:

A escolha da região para a instalação da indústria teve como principal critério a logística de entrada e saída de matéria-prima, que é o soro do leite, utilizado na produção de proteínas em pó. A disponibilidade local dessa matéria-prima foi um fator crucial para economizar nos custos de transporte, que costumam elevar consideravelmente os gastos de produção.

Morada Nova, uma cidade situada no estado do Ceará, foi selecionada como o local ideal para a instalação da indústria. Os habitantes dessa cidade são conhecidos como morada-novenses. O município possui uma extensão territorial de 2.779,2 km² e tinha uma população de 61.890 habitantes no último censo. Isso resulta em uma densidade demográfica de 22,3 habitantes por km² em todo o território municipal.

Morada Nova compartilha suas fronteiras com os municípios de Ibicuitinga, São João do Jaguaribe e Quixeré, e está localizada a 47 km a sudoeste de Russas. Sua altitude é de aproximadamente 56 metros acima do nível do mar, com coordenadas geográficas de Latitude 5° 6' 20'' Sul e Longitude 38° 22' 2'' Oeste. Para uma visualização mais clara da região, a Figura 1 apresenta o mapa correspondente.

Essa escolha estratégica da localização visa otimizar a produção da indústria, aproveitando a proximidade da matéria-prima, o que contribui para a redução dos custos de transporte e, consequentemente, para a eficiência econômica da operação. A Figura 1 ilustra o mapa da região.

Figura 01 – Mapa da Região

3.2. Decisão E Aquisição Do Terreno

Com base nos fatores previamente mencionados, a escolha da localização da planta industrial foi cuidadosamente decidida. Esses fatores podem ser resumidos principalmente pela ênfase na otimização da logística de entrada de matéria-prima e saída de produtos acabados. O terreno adquirido para a instalação da indústria está estrategicamente situado às margens da rodovia CE-265, na cidade de Morada Nova, com coordenadas geográficas específicas, proporcionando uma localização ideal para a operação.

As coordenadas geográficas exatas do terreno são as seguintes: Longitude UTM: 569.321 e Latitude UTM: 9.437.978. A Figura 2, que apresentamos a seguir, ilustra de forma clara a localização precisa do terreno em escala nacional.

Essa escolha estratégica da localização é fundamental para otimizar não apenas a aquisição de matéria-prima, o soro do leite, mas também a distribuição eficiente do produto final. Ao estar situada às margens de uma importante rodovia, a indústria terá acesso facilitado tanto à entrada de matérias-primas quanto à saída de produtos acabados, contribuindo para a eficiência operacional e a redução de custos de transporte, fatores cruciais para o sucesso da empreitada industrial.

Figura 02 – Localização da Indústria.

Com auxílio da Figura 1 é possível verificar a proximidade da Indústria com as cidades de Russas, Limoeiro do Norte e Tabuleiro do Norte, ambas no Ceará.

Por fim a Figura 3, mostra a região adquirida, contemplada pela proximidade da principal rodovia da cidade de Morada Nova, facilitando o escoamento de matérias-primas e produtos acabados, além da proximidade com a Indústria de Lácteos Betânia, um dos nossos maiores fornecedores de matéria-prima.

Figura 3 - Área de aquisição para as instalações

O terreno escolhido, com base na geografia da cidade de Morada Nova, foi classificado como uma área industrial, e seu valor médio foi cotado em aproximadamente R$225,00 (duzentos e vinte e cinco reais) por metro quadrado, de acordo com os preços regionais. A área de interesse abrange 14.400 metros quadrados, o que resultaria em um custo total de cerca de R$3.240.000,00 (três milhões, duzentos e quarenta mil reais) para a indústria.

Portanto, o endereço da unidade industrial está situado na Avenida do Contorno Leste (CE-265), CEP 62940-000, na cidade de Morada Nova, no estado do Ceará.

3.3. Análise Da Localidade

3.3.1. Mão de Obra

A mão de obra disponível em Morada Nova é altamente diversificada, abrangendo uma ampla gama de atividades e setores que são cruciais para o funcionamento da indústria, incluindo operadores de máquinas, profissionais de administração, equipes de distribuição e muitas outras funções essenciais.

A cidade de Morada Nova é bem servida por diversas instituições de ensino, tanto públicas quanto privadas, que oferecem uma variada gama de cursos, abrangendo desde o nível fundamental até o superior, incluindo formação técnica. Essas instituições desempenham um papel fundamental na formação de uma mão de obra qualificada e preparada para atuar em todos os segmentos da indústria.

3.3.2. Fonte de matéria-prima

As fontes de matéria prima são as grandes indústrias de lácteos na região, como Betânia, que está localizado vizinho à nossa Indústria de Whey na Cidade de Morada Nova, e outras que estão localizadas na região, com o perímetro próximo à capital de Fortaleza. A Figura 4 ilustra o mapa com as indústrias de laticínios no Ceará.

Figura 4 – Mapa das indústrias de Laticínios no Ceará

3.3.3. Centro Consumidor

O público consumidor do produto oferecido pela indústria de Whey Protein abrange uma variedade de perfis:

I.     Atletas e praticantes de atividades físicas: Este grupo utiliza o Whey Protein como um complemento essencial para sua dieta, visando o reparo e a construção muscular. Além disso, o Whey Protein é reconhecido por contribuir para o aumento da força, resistência e desempenho durante os exercícios físicos.

II.   Pessoas que buscam emagrecimento: Para aqueles que desejam perder peso, o Whey Protein pode ser um aliado valioso. Ele promove uma sensação de saciedade, reduzindo o apetite, e auxilia na preservação da massa magra, um fator importante para manter um metabolismo acelerado durante o processo de emagrecimento.

III.         Indivíduos com dificuldade em consumir proteínas: O Whey Protein representa uma solução prática e conveniente para aqueles que enfrentam desafios em ingerir a quantidade adequada de proteínas por meio da alimentação convencional. Isso inclui idosos, pessoas que passaram por cirurgia bariátrica, indivíduos com alergias ou intolerâncias alimentares, entre outros.

IV.         Pessoas que buscam uma fonte rápida e conveniente de proteína: O Whey Protein também é a escolha ideal para quem procura uma maneira ágil de atender às necessidades diárias de proteína. Sua versatilidade torna-o adequado para uma ampla gama de situações e grupos de pessoas, facilitando a incorporação de proteínas de qualidade à dieta.

3.3.4. Incentivos Fiscais

I.    Subvenções governamentais:

Subvenções governamentais são reconhecidas no resultado quando há segurança razoável de que a subvenção será recebida e que as condições estabelecidas para o benefício serão cumpridas pela Indústria. Posteriormente, são destinados para reserva de incentivos fiscais no patrimônio líquido.

II     ICMS:

 A Companhia possui incentivos fiscais concedidos pelo Governo do Estado do Ceará, através do FDI/PROVIN para a unidade industrial localizada na cidade de Morada Nova, cujo benefício possibilita o diferimento de 36 meses de 75% do valor do ICMS efetivamente recolhido pela Companhia a cada mês. Do total diferido, a Companhia tem direito a 95% de desconto quando o pagamento é feito sem atraso. O benefício também concede diferimento de 90% do ICMS a ser pago na importação de matéria- prima.

III     IRPJ:

A Indústria goza de benefícios fiscais concedidos pela Superintendência de desenvolvimento do Nordeste (SUDENE), de redução de 75% do imposto de renda sobre o lucro da exploração, e durante a utilização dos benefícios fica a Companhia obrigada a constituir reserva de incentivo fiscal pelo montante equivalente ao imposto de renda não recolhido.

3.4. Infraestrutura Sociais

A infraestrutura social de Morada Nova é notavelmente rica, especialmente no setor de saúde. A cidade é agraciada com o Hospital Regional Francisco Galvão De Oliveira, situado na Av. Manoel de Castro Filho, 1012, oferecendo serviços essenciais de saúde à comunidade. Além disso, a presença da Unidade de Pronto Atendimento (UPA) na Rua Rda. Evangelista Coutinho reforça ainda mais o atendimento emergencial na cidade. Adicionalmente, diversos estabelecimentos de saúde privados complementam a oferta de cuidados médicos na região.

No que diz respeito ao lazer, Morada Nova oferece uma Avenida Gastronômica como um dos principais atrativos da cidade. Esta avenida é reconhecida como um verdadeiro cartão-postal, apresentando uma ampla variedade de opções gastronômicas. Ao longo de sua extensão, os moradores e visitantes podem desfrutar de uma diversidade de estabelecimentos, incluindo pizzarias, bares, restaurantes, lanchonetes e sorveterias. Essa área é um destino popular para momentos de entretenimento e desfrute de boa comida na cidade.

3.5. Infraestrutura Básica

A localização estudada na cidade de Morada Nova, para implantação da Indústria, dispõe de recursos básicos (água, saneamento e energia), com estradas acessíveis à indústria e à expedição de produtos.

Com o estudo feito apontam que a melhor localização é no distrito industrial de Morada Nova, como foi citado acima, com vários recursos, e fáceis acessos a rodovias que facilitam a entrada de matéria-prima e a expedição dos produtos, e apresentar incentivos governamentais e fiscais.  

4. EXIGÊNCIAS LEGAIS

4.1. Etapas do Licenciamento Ambiental.

• Lei 6938/81 - Estabeleceu a Política Nacional do Meio Ambiente, tem por objetivo, a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar no país condições ao desenvolvimento socioeconômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana. (SEMACE,2012)

A obtenção de licenças ambientais requer três etapas:

• Licença Prévia (LP): Na fase preliminar do planejamento da atividade, contendo requisitos básicos a serem atendidos nas fases de localização, instalação e operação, observados os planos municipais, estaduais e federais de uso do solo. (art. 19, inciso I,Dec. 99.274/90).
• Licença de Instalação (LI): autorizando o início da implantação, de acordo com as especificações constantes do projeto executivo aprovado.(art. 19, inciso II, do Dec. 99.274/90). 
• Licença de Operação (LO): , autorizando, após as verificações necessárias, o início da atividade licenciada, e o funcionamento de seus equipamentos de controle de poluição, de acordo com o contido na LP e na LI(art. 19, inciso III, Dec. 99.274/90).

5. Análise Dos Fornecedores

• Betânia Lácteos

A maior indústria de lácteos do Nordeste, fundada em 1971, Fábrica de lácteos em geral. Tem uma sobra da sua produção diária de 300.000 Litros de soro de leite.

• Queijaria Morada Nova

Uma empresa familiar de produtores de leite para a fabricação de leite, da cidade de morada nova. Tem uma sobra diária de 3.500 a 4.000 litros.

• Queijaria Sertaneja

Uma pequena empresa, que tem como maior objetivo a fabricação de leite. Tem uma sobra de 4.000 a 5.000 litros diários.

• Karina Lacticínios

Uma empresa que fabrica laticínios em geral, fundada na fazenda sossego no município de morada nova. Tem sobra diária de 9.000 a 10.000 litros de soro do leite.

• FP Lacticínios

Uma empresa que fabrica laticínios em geral, Natural da cidade de Alto Santo – Ceará. Tem sobra diária de 10.000 a 11.000 litros de soro do leite.

• Lacticínios Santana

Uma empresa, natural de Jaguaribe – Ceará, que tem como maior objetivo a fabricação de queijo, para as regiões mais próximas. Tem sobra diária de 4.000 litros de soro do leite.

• Laticínios Belo Vale

Uma empresa, de Jaguaribe – Ceará, focada na fabricação de laticínios em geral, para o nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 12.000 litros de soro do leite.

• Lacticínios Vieira

Uma empresa familiar de produtores de leite para a fabricação de leite, da cidade de Jaguaribe - Ceará. Tem uma sobra diária de 3.500 a 4.000 litros.

• Lacticínios Terra Conquistada

Uma empresa, de Quixeramobim, focada na fabricação de laticínios em geral, para o Nordeste. Tem sobra diária de 9.000 a 10.000 litros de soro do leite.

• Maranguape Lacticínios

Uma Empresa Fundada em 1964, na Cidade de Maranguape – Ceará, com intuito de fabricar laticínios variados, para a demanda na região nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 11.000 litros de soro do leite.

• Queijaria Laguna

A indústria que tem sua sede em Paracuru – Ceará, tem como principal objetivo, produzir queijos de excelente qualidade para a demanda da região nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 11.000 litros de soro do leite. Abaixo na Tabela 1 descreve o total da oferta do soro do leite.

• Vale Milk

A indústria que tem sua sede em Pentecoste – Ceará, tem como principal objetivo, produzir laticínios de excelente qualidade para a demanda da região nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 15.000 litros de soro do leite. Abaixo na Tabela 1 descreve o total da oferta do soro do leite.

• Belo Vale / Isis

A indústria que tem sua sede em Sousa – Paraíba, tem como principal objetivo, produzir laticínios de excelente qualidade para a demanda da região norte e  nordeste. Tem sobra diária de 25.000 a 30.000 litros de soro do leite. Abaixo na Tabela 1 descreve o total da oferta do soro do leite.

• Laticínio Santo Expedito

A indústria que tem sua sede em Aparecida – Paraíba, tem como principal objetivo, produzir laticínios de excelente qualidade para a demanda da região nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 12.000 litros de soro do leite. Abaixo na Tabela 1 descreve o total da oferta do soro do leite.

• Queijaria Jc

A indústria que tem sua sede em Caicó – Rio Grande do Norte, tem como principal objetivo, produzir laticínios de excelente qualidade para a demanda da região nordeste. Tem sobra diária de 10.000 a 12.000 litros de soro do leite. Abaixo na Tabela 1 descreve o total da oferta do soro do leite.

6. DEFINIÇÕES DO PROCESSO

6.1. Definição De Escala Do Processo

Segundo a análise dos fornecedores, a informação é de que a oferta de soro de leite diária é de 467.380,7 mil litros para ser utilizada como matéria prima para produção do nosso whey, produzindo 2880 pacotes de 1 kg de Whey Protein com concentração de 75 %. O objetivo da empresa é aumentar a produção de acordo com a oferta do soro do leite.

6.2. Estratégia De Produção E Operação

Quanto à estratégia de operação escolhida para este projeto é a de que a planta operará durante 365 dias/ano, 16 horas/dia. Destes 365 dias, nem todos serão utilizados para produzir, 7 dias serão destinados a programa de treinamento contra prevenção de incêndios e possíveis acidentes, aliado a esse fato serão descontados também 1 dia a cada 60 dias, totalizando 6 dias para limpeza dos equipamentos. Também serão considerados no desconto 15 dias para atividades como manutenção e outras atividades imprevistas, restando 337 dias para produção, adotando a um sistema de bateladas considerando o projeto da planta a produção anual deve produzir 970.000 kg/ano ou 970 ton/ano.

Optou-se por trabalhar em processo batelada e não contínuo, pois o processo contínuo envolve alta taxa de produção, assim gerando um custo mais alto, bem como a necessidade de uma grande demanda de mercado. Já o processo de batelada pode ser realizado para produzir a quantidade desejada sem excessos de produção ou risco de falta de matéria prima.

O sistema de produção será dividido em dois turnos de 8 horas, para que sejam produzidos em cada turno um sabor diferente. No primeiro turno será produzido o sabor de chocolate e no segundo será produzido o de morango, dividido em 6 bateladas.

6.3. Etapas do processo produtivo    

O processo produtivo da fábrica pode ser dividido em várias etapas sequenciais, desde a chegada do soro até o empacotamento e estocagem do produto final. A seguir, descrevemos essas etapas de maneira organizada:

1. Descarga do soro em tanques de armazenamento: O soro é recebido e armazenado em tanques específicos, onde permanecerá até o início do processo produtivo em lotes.

2. Pasteurização do soro: Na fase inicial do processo de batelada, o soro é submetido à pasteurização, um processo de aquecimento controlado para eliminar microrganismos indesejados e garantir a segurança do produto.

3. Microfiltração, ultrafiltração e diafiltração: O soro pasteurizado passa por um processo de microfiltração, seguido por ultrafiltração e diafiltração. Essas etapas visam separar e concentrar os componentes desejados do soro, resultando em um retentado.

4. Spray dryer (Secador por aspersão): O retentado obtido é direcionado para o spray dryer, onde ocorre a secagem do líquido, transformando-o em um pó. Esse processo é fundamental para a obtenção do produto final na forma de pó.

5. Misturador: Após a secagem, o pó é encaminhado para um misturador, onde são adicionados os aditivos químicos necessários. Esses aditivos podem incluir aromatizantes, estabilizantes ou outros ingredientes para melhorar a qualidade do produto.

6. Análise química: Antes de prosseguir para a etapa final, o produto é submetido a análises químicas rigorosas para garantir a confiabilidade e verificar o teor de componentes essenciais. Isso assegura que o produto final atenda aos padrões de qualidade estabelecidos.

7. Empacotamento: O produto final é empacotado de acordo com as especificações da indústria. Isso inclui a seleção de embalagens apropriadas e o preenchimento cuidadoso do produto nelas.

8. Estocagem: Após o empacotamento, o produto final é estocado em condições adequadas de armazenamento, garantindo sua preservação e prontidão para a venda.

7. INSUMOS E MATÉRIAS PRIMAS

Este presente trabalho buscou identificar os insumos e matérias primas necessárias para processamento de soro do leite em escala industrial como obtenção de um suplemento alimentar concentrado a 75% (WPC), com intuito de quantificar e analisar a disponibilidade da matéria principal que é o soro do leite.

O soro do leite, também conhecido como whey protein, é um subproduto da produção de queijo. Ele é líquido e contém uma concentração relativamente alta de proteína, lactose, vitaminas e minerais (BRASIL, 2013). O soro do leite é amplamente utilizado na indústria de suplementos esportivos devido à sua rica composição de proteínas de alta qualidade, que ajudam no crescimento muscular e na recuperação após o exercício. Além disso, o soro do leite é utilizado em produtos alimentares, como shakes, iogurtes e barras de proteína, devido ao seu perfil nutricional benéfico. Parte superior do formulário De acordo com Moreira et al. (2010), a produção de 1 quilo de queijo requer 10 litros de leite, dos quais 9 litros se transformam em soro de leite.

Com base em informações recentes de fontes confiáveis, como Notícias Agrícolas (2023) e Jornal Campo Soberano (2023), o preço médio do leite pago aos produtores rurais no Brasil é de aproximadamente R$ 2,4142 por litro de leite integral, enquanto no Ceará, a variação está entre R$ 1,85 e R$ 2,57 por litro, de acordo com dados de setembro de 2023.

A Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina - EPAGRI/SC, destaca que o custo associado ao processamento do soro do leite representa cerca de 10% do valor pago aos produtores rurais pelo litro de leite integral. Considerando o valor mais recente do litro de leite integral, o custo do litro de soro de leite está cotado a R$ 0,2414.

A indústria possui uma capacidade projetada para produzir 180 kg de Whey Protein por hora, durante 16 horas de operação diária, divididas em 10 bateladas, resultando em uma produção diária de 2.880 kg de Whey Protein. Considerando a composição média do soro de leite bovino, que contém entre 5 e 7 g de proteínas por litro de soro, é necessário processar 125 litros de soro para produzir 1 kg de Whey Protein com uma concentração de 75%. Portanto, a demanda total de soro de leite para atender à produção diária da empresa é de 360.000 litros.

Felizmente, a oferta de matéria-prima fornecida por todos os fornecedores é de 379.000 litros, o que permite suprir a necessidade de produção da empresa.

Tabela 2 – Descritivo da matéria prima necessária e utilizada para projeto proposto

Fonte: Autoria própria

A quantidade de insumos e aditivos necessários para a produção de Whey Protein é de aproximadamente 1 kg de insumo para cada 26 kg de produto final, conforme relatado por Rodrigues (2022). Com uma expectativa de produção diária de cerca de 2880 kg, isso resulta em uma demanda diária de aproximadamente 111 kg de insumos, sendo os flavorizantes os principais componentes.

Para melhor compreensão dos custos, realizou-se uma pesquisa de mercado que revelou os preços dos aromatizantes em pó, incluindo sabores como chocolate e morango, em embalagens de 5 kg. O custo por pacote de aromatizante de chocolate é de R$499, enquanto o de morango é de R$399.

Portanto, diariamente, a empresa incorrerá em despesas de R$5.539 para o sabor chocolate e R$4.429 para o sabor morango, considerando o uso desses insumos na produção. Isso resulta em um custo unitário de produção de 1 kg de Whey sabor chocolate de R$35 e 1 kg de Whey sabor morango de R$33,50. A tabela 3 oferece uma visão geral das informações essenciais relacionadas à produção de Whey Protein.

Tabela 3 – Descritivo informativo dos parâmetros relacionados à matéria prima e insumos.

Fonte: Autoria própria

8. ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA

8.1. Dimensionamento dos Equipamentos

8.1.1. Processos

O fluxo de transformação do soro do leite para o suplemento de Whey Protein se divide em 7 etapas de processamento como apontado na figura 01. Com a chegada do soro do leite na indústria ele é imediatamente estocado nos tanques de armazenamento para então dar início ao seu processamento com a pasteurização seguido pelos processos de microfiltração, ultrafiltração e diafiltração em sequência, sendo encaminhado para o processo de secagem com o equipamento de spray dryer e em seguida sendo incorporado com acréscimo dos aditivos químico na etapa de mistura, após esta etapa são realizadas análises químicas para acompanhamento dos padrões do produto que por fim é empacotado e estocado para aguardar a venda. A seguir uma explicação mais detalhada sobre cada etapa do processo produtivo:

8.1.2. Estocagem

O soro do leite é estocado em um tanque personalizado de aço inox 304 com capacidade para 384.000 L. Essa capacidade é suficiente para suprir 1 dia de trabalho.

8.1.3. Pasteurização

Processo de conservação de alimentos a fim de eliminar germes patogênicos e certas substâncias alimentares ao ser fervido abaixo dos 100 ºC. Em nossa fabricação, o soro do leite será fervido em uma temperatura próxima de 75 ºC por 15 segundos e em seguida passa por um processo de resfriamento até 45 ºC em um tanque específico. Há cerca de oito tanques de aquecimento com 5000 L de capacidade cada, conectados ao tanque de armazenamento e o tempo total para o soro entrar, aquecer e sair é cerca de 11,5 minutos, onde é seguido para os tanques de resfriamento que são quatro ao total. O tempo para o soro entrar, resfriar e sair é cerca de 10 minutos.

8.1.4. Microfiltração

Nesta etapa o soro já pasteurizado passa pelo primeiro processo de filtração que consiste em separar as maiores partículas de gordura presentes no soro por meio de uma membrana. A capacidade máxima da máquina de microfiltração é de 120 m³/h, o suficiente para filtrar os 36 m³ em 18 minutos.

8.1.5. Ultrafiltração

A segunda etapa de filtração consiste na separação e concentração das proteínas do soro do leite, onde o material separado pela membrana segue o fluxo e o líquido permeado se torna rejeito. A capacidade máxima de filtração é de 40 m³/h, o suficiente para filtrar os 36 m³ em 54 minutos.

8.1.6. Diafiltração

Adicionando água e refazendo o processo de ultrafiltragem se obtém uma melhor concentração de proteínas, nesse processo também ocorre a remoção de mais partículas indesejadas. A capacidade máxima de filtração é de 40 m³/h, o suficiente para filtrar os 11 m³ em 16,5 minutos.

8.1.7. Secagem

O processo de secagem é realizado no spray dryer, a substância proteica entra de forma pastosa e após seu processamento fica em um estado de pó. A capacidade de processamento do Spray Dryer é de 11.000 L/h, o suficiente para processar os 2.700 L em 14,72 minutos. Porém, há um tempo para o ar preencher toda a câmara do Spray Dryer que é feito por um compressor de ar com capacidade de 1 m³/min, que leva 3 minutos para cobrir a área ocupada pelo líquido. O tempo total será de 17,72 minutos.

8.1.8. Mistura

Etapa onde substâncias adoçantes, emulsificantes e aromatizantes são adicionadas ao pó gerado pelo processamento do soro do leite. Essas substâncias tem o objetivo de entregar sabor ao produto final e facilitar sua dissolução em líquido para o consumo. Após a etapa de mistura, análises são feitas para checar se o produto possui as propriedades desejadas e se está de acordo com os parâmetros estabelecidos pela lei e pela a empresa, estando tudo certo o produto é encaminhado para o empacotamento. Esse processo dura cerca de 5 minutos.

8.1.9. Empacotamento

Etapa final onde o produto é embalado em sacos plásticos de 1kg e encaminhado para a estocagem para então ser destinado para os consumidores. A velocidade de empacotamento é de 29 sacos por minutos, o que levaria cerca de 10  minutos para embalar os 288 kg do produto final.

8.1.10. Processo escolhido

O tipo de processo utilizado é o processo por batelada, escolhido pela necessidade de haver limpezas constantes nos equipamentos e apresentar um menor custo se comparado com o processo contínuo. Foi feita uma pesquisa de oferta de soro de leite e verificada a oferta de 379.000 L de leite, então foi decidido utilizar como matéria prima a quantidade de 360.000 L devido às variações presentes nas ofertas. Conhecendo a densidade média do soro do leite que é de 1,027 Kg/L, é possível fazer a conversão do valor escolhido, que será de 360.000 L ou 369.720 Kg.

Para se calcular o número de uma batelada fez-se necessário calcular o tempo de cada máquina no processo. Os tempos podem ser analisados na tabela a seguir:

O valor total de uma batelada será de 142,77 min ou 2,38 horas, porém esse tempo será otimizado pois as próximas bateladas se iniciarão sempre que a anterior estiver no minuto 30 do processo de ultrafiltração, economizando um tempo de 73,22 minutos ou 1,22 horas. Com isso, será possível realizar 5 bateladas por turno, tendo 7 horas trabalhadas por turno com 1 hora para realizar as devidas limpezas, manutenção e reposição dos insumos nas máquinas. Com o número de bateladas definidas por dia, é possível descobrir a quantidade de soro de leite em cada uma, dividindo  o valor total de soro de leite pelo número de bateladas diária. Ao se dividir 369.720 Kg por 10 será obtido um valor de 36.972 kg ou 36000 L/batelada

8.1.11. Informações dos maquinários

Tabela 4: Maquinários da empresa

Fonte: Autoria própria

8.2. Dimensionamento da Mão de Obra

Tabela 5 - Dimensionamento da mão de obra da empresa

Fonte: Autoria própria

8.3. Valor de venda

Para os custos de insumos por Kg de Whey temos que o sabor de chocolate possui um custo de R$35,00, já para o Whey sabor morango temos um custo de R$33,50. O preço de venda para o Whey que está presente no mercado custa em torno de R$137,00, o preço calculado de venda para o produto foi de R$135,00 por Kg, obtendo uma margem de contribuição de aproximadamente % em comparação com os nossos custos diretos.

9. ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA

9.1. Custo de Investimento

O custo de investimento é o valor inicial necessário para arcar com as despesas de abertura de um empreendimento. Nesse projeto, o custo de investimento corresponde à soma dos custos com o terreno, construção, equipamentos, veículos, móveis e utensílios, poço artesiano e capital de giro que são detalhados abaixo. Portanto, o investimento inicial na indústria é o montante de R$ xxxxxxx

• Custo de infraestrutura básica

Dados da CronoShare (2023), mostram que o preço médio do metro quadrado para construção industrial varia de R$250,00 a R$600,00, para os cálculos realizados nesse projeto, foi considerado o valor de R$250,00 reais por metro quadrado. Para a determinação do custo do terreno no bairro do distrito industrial, foi feita uma pesquisa de campo e chegamos  à conclusão de que o custo do m² na região é de R$225,00. E o do valor da Construção Civil no Ceará o custo do m² é de 1.581,77. Considerando que o terreno terá 29.929 m² de área construída do galpão industrial é 2728 m² e da área da construção civil é 209,00 m² de área total, o valor a ser gasto com o galpão industrial será de R$ 71.955,00 e o terreno será de R$ 6.734.000,00 e da construção Civil da área administrativa será 330.589,93.

•  Custo de Equipamentos

No custo dos equipamentos, foram realizadas pesquisas em fabricantes de maquinários chinesas, assim como em empresas brasileiras. Foram adquiridos tanques de armazenamento, tanque de agitação, tanque de resfriamento. micro e ultra filtradores, spray dryer, reservatório de água, compressor de ar, filtro de água, bombas centrífugas, tubulações de aço e uma lavadora de alta pressão. Todos os equipamentos estão listados na Tabela 5.

Tabela 6 - Custo de aquisição de maquinário

Fonte: Autoria própria

9.1.1. Móveis e utensílio

Na Tabela 6 se encontra toda a lista de custos de móveis e utensílios essenciais para o funcionamento da área administrativa da empresa. Os valores foram retirados de sites confiáveis que trabalham com o comércio de móveis e eletrônicos.

Tabela 7 - Custo e quantitativo de móveis e utensílios.

Fonte: Autoria própria

•  Veículos

Para entregas e coleta de matéria prima, 4 caminhões se fazem necessários. O veículo ideal que atende à necessidade da empresa é o caminhão Scania R440 Highline Cavalo Trucado 6x2 2018 R. considerando que ele consegue atender a necessidade da empresa  será 4 caminhão 3 para coleta e 1 entrega do produto acabado.

Considerando que a carreta  Carreta Bitrenzão Tanque Facchini 3+3 Eixos 60 Mil L 2014 para buscar a matéria prima e  Carreta Bitrenzão Bau 30 Metros 2021 para entrega do produto acabado. Foi feita uma pesquisa de mercado e estima-se que seu custo seja R$ 2,663,000.00

• Capital Giral

O capital Giro, também conhecido como capital de circulante , é necessário para garantir que os processos produtivos aconteçam dentro da empresa. O Quadro mostra o cálculo referente à necessidade de capital para manter o caixa mínimo da indústria.

Assim, foi utilizado o valor do custo total, somando os custos operacionais com as despesas operacionais, a depreciação, conseguida a partir do Tabela, os dias necessários de caixa ativo e a estimativa de dias trabalhados, para realizar o cálculo do caixa circulante.

•  Poço Artesiano

Objetivo :

Especificar os detalhes técnicos para realização dos serviços especializados de pesquisa hidrogeológica pelo método indireto de investigação de subsuperfície através do método geofísico de eletrorresistividade, com a utilização de técnicas de caminhamento elétrico e de sondagem elétrica vertical, para execução de poço tubular, visando a captação de manancial subterrâneo, atendendo ao que determina as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT (Projeto de poço para captação de água subterrânea, NBR-12.212).

Profundidade:

A profundidade média prevista para poço está previsto na planilha de orçamento em metros, a depender das condições hidrogeológicas do local a ser verificada durante a fase de perfuração

Perfuração e diâmetros de perfuração:

A viabilidade técnica do empreendimento está normatizada pela ABNT-NBR 12212 - Projeto de poço para captação de água subterrânea e NBR 12244 - Construção de poço para captação de água subterrânea. Antes da construção do poço foram realizados estudos e serviços de locação de poço por análise geológica, hidrogeológica para se verificar os locais onde o empreendimento deverá ser realizado com maiores chances de sucesso. Ressaltando se não houver necessidade de investigações utilizando geofísica de superfície devido às boas características dos aquíferos encontrados na área de estudo.

9.1.2. ANEXO I – Perfil Construtivo e Litológico:

9.2. Receita operacional bruta

• Imposto sobre o faturamento

9.3. Custo operacional

•  Custo de matéria prima

• Material para embalagem

•  Depreciação

A depreciação anual de bens da indústria está listada na Tabela.

Tabela  - Custo de depreciação da indústria

Fonte: Autoria própria

A depreciação anual de bens está listada na tabela acima.

• Custo de mão de obra e encargos sociais

Os salários foram estipulados de acordo com o nível de especialização para exercer a  função, onde as atividades operacionais exigiam o menor nível e a função de supervisão exigia o maior. Para o cálculo dos encargos sociais, foi considerado o salário mensal; provisão de 13º e férias; provisão de adicional de férias; INSS e FGTS do salário, da provisão do 13º, das férias e do adicional de férias, de acordo com o proposto por Dubois (2022). Além disso, foi dado de benefício auxílio alimentação e cesta de alimentação. A Tabela xx  mostra o  custo anual com mão de obra e encargos sociais atribuídos à indústria projetada.

Tabela  - Custo de mão de obra da indústria

Fonte: Autoria própria

• Custo de energia e manutenção

Como a indústria dimensionada neste estudo possui produção estimada de 2880 quilogramas de produto acabado por dia, os valores encontrados da tarifa foram gerados no site x xxxx (fonte, ano).  A Tabela expõe os resultados do custo anual com energia

Tabela  - Custo calculado para consumo de energia

9.4. Despesa operacional

• Despesas comerciais

• Despesas administrativas

9.5. Impostos faturados, imposto de renda e contribuição social

9.6. Indicadores de viabilidade econômica

• Fluxo líquido 

• Valor presente líquido (VPL)

• Taxa interna de Retorno (TIR)

• Payback Simples

• Índice de lucratividade (IL)

9.7. DRE

A Tabela xx demonstra de forma resumida todos os resultados encontrados no estudo de viabilidade econômica desenvolvido neste estudo.

10. BALANÇO DE MASSA

Para uma produção de 2.880 pacotes de 1 Kg do produto final com uma concentração de 75% de proteína, será necessário 2.160 Kg de proteína retirada do soro do leite. A tabela x mostra a relação dos componentes do soro do leite e o teor de sólidos presentes

Sabendo-se a densidade do soro do leite, 1,027 Kg/L, é possível converter esse valor para quilogramas, que passará a representar 288.000 Kg de soro do leite. Com isso, a quanditade de soro por batelada será de 28.800Kg ou 28.042,84L. Assim, com base na tabela x, é possível encontrar a massa de cada componente presente nessa batelada conforme a tabela y.

Para uma produção de 2.880 pacotes de 1 Kg do produto final com uma concentração de 75% de proteína, será necessário 2.160 Kg de proteína retirada do soro do leite.

Componentes do soro: Água – 93,81%, Proteínas – 0,75%, gorduras – 0,04%, lactose – 4,2%, cinzas – 1,2% (teor total de sólidos – 6,19%).

Se 2.160 Kg de proteína representa 0,75% do peso total do soro do leite, logo será necessário 288.000 Kg de soro de leite por dia.

Densidade média do soro ácido: 1,027 Kg/L.

Valor em litros: 288.000L / 1,027 Kg/L = 280.428,43 L de soro de leite por dia.

Volume por batelada =  280.428,43 L / 10 = 28.042,84 L

Massa total de entrada: 28.042,84 L X 1,027 Kg/L = 28.800 Kg de soro do leite.

Massa de entrada de cada componente:

Proteínas – 0,0075 x 28.800 Kg = 216 Kg

Gorduras – 0,0004 x 28.800Kg = 11,52 Kg

Lactose – 0,0420 x 28.800Kg = 1.209,6 Kg

Cinzas – 0,0120 x 28.800Kg = 345,6 Kg

Água – 0,9381 x 28.800Kg = 27.017,28 Kg

Fluxos:

F1: Entrada pasteurizador

F2: Saída do pasteurizador e entrada tanque de resfriamento

F3: Saída do tanque de resfriamento e entrada no microfiltrador

F4: Saída do microfiltrador e entrada no ultrafiltrador

F5: Saída do ultrfiltrador e entrada no tanque de diluição

F6: Saída do tanque de diluição e entrada ultrafiltrador

F7: Saída do ultrafiltrador e entrada spray dryer

F8: Saída do spray dryer e entrada misturador

F9: Saída do misturador

Pasteurizador:

Há 8 tanques de pasteurização na planta, logo o valor de entrada e saída de cada um será representado pelo balanço de massa por equipamento e o valor total será indicado no balanço de massa global.

BALANÇO DE MASSA POR EQUIPAMENTO

Fe = 28.800 Kg/8 tanques:

Fe = 3.600 Kg

Fe = Fs: F1 = F2: F2 = 3.600 Kg

BALANÇO DE MASSA TOTAL

Fe = 28.800 Kg

Fe = Fs: F1 = F2: F2 = 28.800 Kg

Tanque de resfriamento:

Há 4 tanques de resfriamento, sendo que cada um recebe o fluxo de dois tanques de pasteurização.

BALANÇO DE MASSA POR EQUIPAMENTO:

Fe = 2*3.600 Kg

Fe = 7.200 Kg

Fe = Fs: 2F2 = F3: F3 = 7.200 Kg

Água - FF2 = FF3

BALANÇO DE MASSA TOTAL

Fe = 28.800 Kg

Fe = Fs: 2F2 = F3: F3 = 28.800 Kg

Água - FF2 = FF3

Microfiltrador:

Entrada do soro no microfiltrador  (F3), saída de gordura como resíduo (F4) e do permeado (F5). A eficiência do na filtração do teor de gorduras é de 94%, segundo dados do fabricante.

BALANÇO DE MASSA POR EQUIPAMENTO:

F3 = 28.800 Kg de soro de leite.

F4 = 0,94 * 11,52 Kg de gordura = 10,83 Kg

F5 = F3 - F2 = 28.800 Kg - 10,83 Kg = 28.789,17 Kg

Nova composição:

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 11,52 Kg - 10,83 Kg =  0,69 Kg

Lactose –1.209,6 Kg

Cinzas – 345,6 Kg

Água – 27.017,28 Kg

Ultrafiltrador:

Entrada do soro permeado na microfiltração (F5) e saída de parte da água, lactose e cinzas como resíduo (F6). Há uma concentração média proteica do teor dos sólidos de 60% em relação ao teor dos sólidos totais. A massa da proteína e da gordura retida é de 100% cada e há uma retenção de água de carca de 15% durante o processo de ultrafiltração.

Massa sólida total de entrada(F5): 1.771,89 Kg.(Ms) 

Massa de proteína retida(100%): 216 Kg.(Mp)

Massa de gordura retida(100%): 0,69 kg.(Mg)

Concentração proteica de entrada em base sólida: Mp/Ms = 12,19%

BALANÇO DA MASSA DOS SÓLIDOS

216 Kg – 60%

X – 100%

X = (216 * 100)/60 = 360 Kg de sólidos retidos (Ms2).

Teor dos demais sólidos: Ms2 - Mp - Mg = 360 Kg - 216 Kg - 0,69 Kg = 143,31 Kg

Dos demais sólidos, há uma concentração de lactose retida de 95%, sendo os outros 5% de cinzas.

Massa da lactose retida: 0,95 * 143,31 Kg = 136,14 Kg

Massa de cinzas retida: 0,05 * 143,31 Kg = 7,17 Kg

BALANÇO DE ÁGUA:

Entrada:

Água – 27.017,28 Kg

Saída:

Retentado (F7)

Água – 0,15 * 27.017,28 Kg = 4.052,59 Kg

Permeado (F6)

Água – 27.017,28 Kg - 4.052,59 Kg = 22.964,69 Kg

Assim temos:

Entrada:

Permeado (F5)

Total = 28.789,17 Kg

Saída:

Permeado (F6)

Lactose – 1.209,6 Kg - 136,14 Kg = 1.037,46 Kg

Cinzas – 345,6 Kg - 7,17 Kg = 338,43 Kg

Água – 27.017,28 Kg - 4.052,59 Kg = 22.964,69 Kg

Total = 24.340,58 Kg

Retentado (F7)

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 0,69 Kg

Lactose – 136,14 Kg

Cinzas – 7,17 Kg

Água –  4.052,59 Kg

Total = 4.412,59 Kg

Tanque de Diluição

Há uma adição de água para dobrar a água existente no retentado F7 para posterior diafiltração.

A adição de água será de 4.052,59 Kg.

Entrada:

Retentado (F7)

Água – 4.052,59 Kg

Saída:

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 0,69 Kg

Lactose – 136,14 Kg

Cinzas – 7,17 Kg

Água –  4.052,59 Kg + 4.052,59 Kg = 8.105,18 Kg

Total = 8.465,18 Kg

Diafiltração

É realizado um novo processo de ultrafiltração onde a concentração de proteína em relação ao teor sólido passa a ser de 90% e há resíduo de lactose apenas.

BALANÇO DOS SÓLIDOS

216  Kg – 90%

X – 100%

X = (216 * 100)/90 = 240 Kg de sólidos retidos (Ms2).

Teor dos demais sólidos: Ms2 - Mp - Mg = 240 Kg - 216 Kg - 0,69 Kg = 23,31 Kg

Massa de cinzas retida = 7,17 Kg

Massa da lactose retida: 23,31 Kg - 7,17 Kg = 16,14 Kg

BALANÇO DE ÁGUA

Entrada:

Água – 8.105,18 Kg

Saída:

Retentado (F11)

Água – 0,15 * 8.105,18 Kg = 1.215,78 Kg

Permeado (F10)

Água – 8.105,18 Kg - 1.215,78 Kg = 6.889,4 Kg

Assim temos:

Entrada:

Permeado (F9)

Total = 8.465,18 Kg

Saída:

Permeado (F10)

Lactose – 136,14 Kg - 16,14 Kg = 120 Kg

Água – 8.105,18 Kg - 1.215,78 Kg = 6.889,4 Kg

Total = 7.009,4 Kg

Retentado (F11)

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 0,69 Kg

Lactose – 16,14 Kg

Cinzas – 7,17 Kg

Água –  1.215,78 Kg

Total = 1.455,78 Kg

Spray Dryer

É realizada uma secagem do retentado, permanecendo 2% de teor de umidade.

Entrada:

Retentado (F11)

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 0,69 Kg

Lactose – 16,14 Kg

Cinzas – 7,17 Kg

Água –  1.215,78 Kg

Ar – FA1

Saída:

Saída (F12)

Proteínas – 216 Kg

Gorduras – 0,69 Kg

Lactose – 16,14 Kg

Cinzas – 7,17 Kg

Água –  2% de teor de umidade (4,9 Kg de água)

Ar – FA2

Misturador

Há a adição de emulsificantes e aromatizantes de forma que a concentração de proteína total seja de 75%.

Fe = Fs

FL1 + F12 = F13

216 Kg – 75%

X – 100%

X = (216 * 100)/75 = 288 Kg de sólidos

Teor dos demais sólidos: Ms2 - Mp - Mg - Ml - Mc - U = Ma, onde:

Ms2 = massa total

Mp = massa da proteína

Mg = massa da gordura

Ml = massa da lactose

Mc = massa das cinzas

U = umidade

Ma = massa dos aditivos

logo: 288 - 216 - 0,69 - 16,14 - 7,17 - 4,9 = Ma

Ma = 43,1 Kg

Porcentagem final F13:

Proteínas – 75,00 % (216,00 Kg)

Gorduras – 0,24 % (0,69 Kg)

Lactose – 5,60 % (16,14 Kg)

Cinzas – 2,50 % (7,17 Kg)

Umidade - 1,70 % (4,90 Kg)

Outros – 14,96% (43,10 Kg)

Total em Kg do produto final = 288 Kg

Microfiltração: a capacidade máxima da máquina de microfiltração é de 120 m³/h, o suficiente para filtrar os 29 m³ em 14,5 minutos.

Ultrafiltração: a capacidade máxima de filtração é de 40 m³/h, o suficiente para filtrar os 29 m³ em 43,5 minutos.

Diafiltração: a capacidade máxima de filtração é de 40 m³/h, o suficiente para filtrar os 9 m³ em 13,5 minutos.

Secagem: a capacidade de processamento do Spray Dryer é de 11.000 L/h, o suficiente para processar os 1.500 L em 8,18 minutos. Porém, há um tempo para o ar preencher toda a câmara do Spray Dryer que é feito por um compressor de ar com capacidade de 1 m³/min, que leva 2 minutos para cobrir a área ocupada pelo líquido. O tempo total será de 10,18 minutos.

Empacotamento: a velocidade de empacotamento é de 29 sacos por minutos, o que levaria cerca de 10 minutos para embalar os 288 kg do produto final.

11. REFERÊNCIAS

ABIAD. Mercado de Whey Protein. Disponível em: https://abiad.org.br/com-crescimento-de-72-mercado-de-whey-protein-deve-chegar-a-r-409-bi-em-2021-diz-pesquisa/. Acesso em: 25 set. 2023.

ADICEL. Aroma ID Natural Chocolate - 5kg. Disponível em: https://www.adicel.com.br/aromas/aroma-de-chocolate-em-po-5kg. Acesso em: 25 set. 2023.

ADICEL. Aroma de Morango em Pó ID Natural - 5kg. Disponível em: https://www.adicel.com.br/aromas/aroma-de-morango-em-po-5kg. Acesso em: 25 set. 2023.

AGRÍCOLAS, Notícias. Leite - Preços ao Produtor (R$/Litro). Disponível em: https://www.noticiasagricolas.com.br/cotacoes/leite/leite-precos-ao-produtor-cepea-rs-litro. Acesso em: 25 set. 2023.

RODRIGUES, André Moreira Interaminense. PROCESSAMENTO DO SORO DE LEITE EM CONCENTRADOS E ISOLADOS DE PROTEÍNA. 2022. 58 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.

SOBERANO, Jornal Campo. Cotação Atualizada do leite. Disponível em: https://jornal.camposoberano.com.br/preco-do-leite-atualizado/. Acesso em: 25 set. 2023.

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA - ANVISA. RESOLUÇÃO DA DIRETORIA COLEGIADA - RDC Nº 239, DE 26 DE JULHO DE 2018. Disponível em: https://antigo.anvisa.gov.br/documents/10181/3898839/%283%29RDC_239_2018_COMP.pdf/603b8242-989f-41c3-a9ad-0da61dd59b0c. Acesso em: 9 out. 2023.

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA - ANVISA. RESOLUÇÃO DA DIRETORIA COLEGIADA -  RDC Nº 243, DE 26 DE JULHO DE 2018. Disponível em: RESOLUÇÃO DA DIRETORIA COLEGIADA - RDC Nº 243, DE 26 DE JULHO DE 2018 - Imprensa Nacional (in.gov.br). Acesso em: 9 out. 2023.

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA - ANVISA. INSTRUÇÃO NORMATIVA – IN N° 28, DE 26 DE JULHO DE 2018 . Disponível em: Ministério da Saúde (saude.gov.br). Acesso em: 9 out. 2023.

Steel Hot Water Tank. Disponível em: https://portuguese.alibaba.com/p-detail/Good-1600892383516.html?spm=a2700.galleryofferlist.normal_offer.d_title.21d12459lPsfKP. Acesso em: 8 out. 2023.

Vacuum Electric Heating Mixing Tank. Disponível em: https://portuguese.alibaba.com/p-detail/Electric-1600801608874.html?spm=a2700.galleryofferlist.topad_classic.d_title.4f9b5bc2gyLLNM. Acesso em: 09 out. 2023.

Milk Cooling Tank. Disponível em: https://portuguese.alibaba.com/p-detail/milk-60495270026.html?spm=a2700.galleryofferlist.normal_offer.d_title.5013c2c4tgO7d9. Acesso em: 09 out. 2023.

Oil Centrifuge Decanter. Disponível em: https://portuguese.alibaba.com/p-detail/Horizontal-62544811753.html?spm=a2700.galleryofferlist.p_offer.d_title.525b61f8hPKn5T&s=p. Acesso em: 09 out. 2023.

Stainless Steel Storage Tank. Disponível em: https://portuguese.alibaba.com/p-detail/10000l-62123436147.html?spm=a2700.galleryofferlist.p_offer.d_title.70ab5952iQ2IS5&s=p. Acesso em: 09 out. 2023.

Novel Style Stainless Steel Ultrafilter Medical. Disponível em: https://fujian-yiyi.en.made-in-china.com/product/tnARFOGCHSkT/China-Novel-Style-Stainless-Steel-Ultrafilter-Medical.html. Acesso em: 09 out. 2023.

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Publicado por

José Victor Borges Maia, Sebastião Geones Gonçalves Rodrigues, Antonio Allyson Alves Pereira, Guilherme Albuquerque, Patrick Anderson Rodrigues dos Santos, Pedro Mandú Freire, João Victor Aleixo Figueiredo .