Anteprojeto Indústria de Refrigerantes de Sabores … · universidade federal de santa catarina...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUIÍMICA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS EQA 5509 - PROJETOS DA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS PROFESSOR: JOSÉ MIGUEL MÜLLER Anteprojeto Indústria de Refrigerantes de Sabores Exóticos Acadêmicas: Elizabeth Santos Karlize Bressan Florianópolis, novembro de 2011.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUIÍMICA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
EQA 5509 - PROJETOS DA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
PROFESSOR: JOSÉ MIGUEL MÜLLER
Anteprojeto Indústria de Refrigerantes de Sabores Exóticos
Acadêmicas:
Elizabeth Santos
Karlize Bressan
Florianópolis, novembro de 2011.
2
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................................................... 5
2 OBJETIVOS ................................................................................................................................................................................................ 6
2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................................................................................................ 6
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................................................................................. 6
3 ANÁLISE DE MERCADO ......................................................................................................................................................................... 7
4 DESCRIÇÃO DO PROCESSO PRODUTIVO ........................................................................................................................................ 8
4.1 PROCESSAMENTO .......................................................................................................................................................................... 10
4.1.1 Produção do Xarope Simples e Filtração ...................................................................................................................................... 10
4.1.2 Resfriamento .................................................................................................................................................................................... 10
4.1.3 Produção do Xarope Final .............................................................................................................................................................. 10
4.1.4 Diluição e Carbonatação ................................................................................................................................................................. 11
4.1.5 Envase ............................................................................................................................................................................................... 11
4.1.6 Empacotamento e Expedição .......................................................................................................................................................... 12
4.2 MATÉRIAS-PRIMAS, INGREDIENTES E COADJUVANTES .................................................................................................. 12
4.2.1 Água .................................................................................................................................................................................................. 12
4.2.2 Açúcar............................................................................................................................................................................................... 14
4.2.3 Concentrados ................................................................................................................................................................................... 14
4.2.4 Aditivos ............................................................................................................................................................................................. 15
4.2.4.1 Acidulantes .................................................................................................................................................................................... 16
4.2.4.2 Conservantes ................................................................................................................................................................................. 16
4.2.4.3 Antioxidantes ................................................................................................................................................................................ 17
4.2.4.4 Corantes ........................................................................................................................................................................................ 17
4.2.4.5 Edulcorante ................................................................................................................................................................................... 18
4.2.4.6 Aromatizantes ............................................................................................................................................................................... 18
4.2.5 Gás Carbônico (CO2)....................................................................................................................................................................... 19
4.2.6 Carvão Ativo .................................................................................................................................................................................... 19
4.2.7 Terra Diatomácea ............................................................................................................................................................................ 20
4.3 BALANÇO MATERIAL ................................................................................................................................................................... 20
4.3.1 Refrigerante de Limão com Toque de Gengibre ........................................................................................................................... 20
4.3.2 Outros Sabores................................................................................................................................................................................. 22
5 EQUIPAMENTOS .................................................................................................................................................................................... 23
5.1 Filtro Declorador de Água ................................................................................................................................................................. 23
5.2 Fabricação do Xarope Simples .......................................................................................................................................................... 23
5.3 Fabricação do Xarope Final .............................................................................................................................................................. 27
5.4 Linha de Envase .................................................................................................................................................................................. 27
6 DIMENSIONAMENTO: TROCADOR DE CALOR A PLACAS ........................................................................................................ 31
3
6.1 Placa Alfa Laval M6-FM ................................................................................................................................................................... 32
6.2 Propriedades Termofísicas do Xarope Simples ............................................................................................................................... 32
6.3 Propriedades Termofísicas da Água ................................................................................................................................................. 33
6.4 Cálculos do Projeto ............................................................................................................................................................................. 34
6.4.1 Calor Retirado do Xarope Simples ................................................................................................................................................ 34
6.4.2 Diferença Térmica Média Logarítmica (DTML) .......................................................................................................................... 34
6.4.3 Coeficientes Convectivos de Transferência de Calor (h) .............................................................................................................. 34
6.4.4 Coeficiente Global de Transferência de Calor (U) ........................................................................................................................ 34
6.4.5 Área Total de Troca Térmica ......................................................................................................................................................... 35
6.4.6 Cálculo do Número de Placas ......................................................................................................................................................... 35
7 CONTROLE DE QUALIDADE .............................................................................................................................................................. 35
7.1.1 Água .................................................................................................................................................................................................. 35
7.1.2 Açúcar............................................................................................................................................................................................... 36
7.1.3 Concentrados e Aditivos ................................................................................................................................................................. 37
7.1.4 Gás Carbônico (CO2)....................................................................................................................................................................... 37
7.1.5 Carvão Ativo e Terra Diatomácea ................................................................................................................................................. 37
8 TRATAMENTO DE RESÍDUOS ............................................................................................................................................................ 38
8.1 Tratamento dos Efluentes Líquidos .................................................................................................................................................. 38
8.2 Resíduos Sólidos.................................................................................................................................................................................. 41
8.3 Resíduos Pós-Consumo ...................................................................................................................................................................... 41
9 LAYOUT .................................................................................................................................................................................................... 42
9.1 Estrutura Física .................................................................................................................................................................................. 42
9.2 Instalações Sanitárias e Vestiários .................................................................................................................................................... 43
9.3 Iluminação e Instalação Elétrica ....................................................................................................................................................... 43
9.4 Ventilação ............................................................................................................................................................................................ 43
10 ANÁLISE FINANCEIRA ....................................................................................................................................................................... 43
10.1 Investimentos Iniciais ....................................................................................................................................................................... 44
10.1.2 Equipamentos, Móveis e Material de Escritório ......................................................................................................................... 46
10.2 Custos de Produção .......................................................................................................................................................................... 48
10.2.1 Matérias-Primas ............................................................................................................................................................................ 48
10.2.2 Embalagem ..................................................................................................................................................................................... 48
10.2.3 Mão-de-obra ................................................................................................................................................................................... 49
10.2.4 Custo da Produção Mensal ........................................................................................................................................................... 50
10.3 Receitas .............................................................................................................................................................................................. 51
10.4 Financiamento................................................................................................................................................................................... 52
10.5 Marketing .......................................................................................................................................................................................... 53
10.6 Distribuição e Venda ........................................................................................................................................................................ 54
CONCLUSÃO .............................................................................................................................................................................................. 55
APÊNDICE A ............................................................................................................................................................................................... 56
4
APÊNDICE B ............................................................................................................................................................................................... 58
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................................................................................ 59
5
1 INTRODUÇÃO
Os refrigerantes é uma família de bebidas não-alcoólicas e não fermentadas, fabricadas industrialmente à
base de água mineral, açúcar ou edulcorante, extratos ou aroma sintetizado de frutas ou outros vegetais e gás
carbônico. Estão presentes em confraternizações, festas, almoços e lanches por serem saborosos e refrescantes além
de serem fonte de energia.
Em 1676, em Paris, surgiram os primeiros refrigerantes a base de água, suco de limão e açúcar. A mistura
de água e gás foi inventada somente em 1772, mas a comercialização se deu somente em 1830, exclusivamente
para fins farmacêuticos, como por exemplo, no auxílio da digestão (BRASIL ESCOLA).
Nos Estados Unidos, a indústria de refrigerante surgiu em 1871 e no Brasil, os primeiros registros remontam
a 1906, mas somente na década de 1920 é que o refrigerante entrou definitivamente no cotidiano dos brasileiros
(ABIR). Em 1942, foi instalada no Rio de Janeiro a primeira fábrica.
Atualmente o Brasil é o terceiro produtor mundial de refrigerante, depois dos Estados Unidos e México.
Contudo, o consumo per capita é de aproximadamente 69L por habitante por ano, o que coloca o Brasil em 28º
lugar nesse aspecto.
Segundo a Portaria nº 544 do Ministério da Agricultura e Abastecimento, de 16 de Novembro de 1998, o
refrigerante é definido como uma bebida não alcoólica obtida pela dissolução, em água potável, de suco, essências
ou extratos vegetais e açúcar, obrigatoriamente saturado com dióxido de carbono industrialmente puro. O gás
carbônico deverá ser industrialmente puro e na quantidade mínima dissolvida de 1,0 V (volume de dióxido de
carbono). O volume de dióxido de carbono é definido como a quantidade de gás dissolvida em dado volume de
água sob a pressão atmosférica (760 mm de Hg) e a +15,5ºC (BRASIL, 1998).
Em pesquisa realizada pela Associação Brasileira das Indústrias de Refrigerantes e Bebidas não Alcoólicas,
ABIR, que mostra a evolução 2004-2008 das bebidas não alcoólicas, pode-se observar que a produção de
refrigerantes no Brasil é crescente tanto para os sabores tradicionais quanto para o segmento de mistura de frutas e
mixers. No ano de 2008, o volume de consumo total foi de 14.148.363 milhões de litros e no ano de 2009 passou
para 14.339.322 milhões de litros.
6
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento do projeto de uma indústria de refrigerantes que
apresentem novos sabores em relação aos já existentes no mercado brasileiro.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos deste trabalho são:
Elaboração de uma fábrica de pequeno porte de refrigerantes com sabores ainda não existentes no mercado
do Sul do Brasil: refrigerante de limão com toque de gengibre, refrigerante de manga com hortelã e
refrigerante de amora;
Estabelecer a melhor localização para uma empresa deste ramo;
Apresentação da descrição do processo: matérias-primas, fluxograma, balanço material, equipamentos
necessários e tratamento de resíduos;
Análise de mercado e avaliação econômica.
7
3 ANÁLISE DE MERCADO
Para a realização de uma análise de mercado é necessário que levemos em conta vários aspectos, mas
principalmente conhecer o processo de tomada de decisão dos consumidores em relação a determinado produto
para que o mesmo possa se consolidar no mercado.
Para alcançar este objetivo é necessário estabelecer vários critérios de avaliação, de forma a conhecer as
preferências e expectativas dos consumidores diante do novo produto.
Por se tratar de um produto popular, foram coletadas algumas informações tanto no âmbito comercial,
histórico do produto e dados coletados através de pesquisa direta com a população.
Segundo o IBGE, diariamente os brasileiros consomem aproximadamente 15 milhões de litros de
refrigerante, cujo lugar no ranking entre os produtos mais consumidos no país é o de quinto lugar, atrás do café que
se encontra em primeiro lugar, em seguida o arroz, o feijão e o suco.
Apesar do crescimento do consumo de bebidas prontas para beber, entre elas os refrescos, sucos, néctares,
chás, isotônicos, etc, o refrigerante continua sendo o de maior consumo. Prova desse crescimento é o fato de que
48% dos entrevistados optaram por sucos, 17% pelo refrigerante e 35% pela água.
Sabe-se que atualmente a concorrência entre os refrigerantes é bastante acirrada, sendo a Coca-Cola e a
Pepsi os maiores detentores do mercado mundial, cerca de ¾ , avaliado em cerca de 66 bilhões de dólares anuais
De acordo com o segmento sabor, os sabores de maior consumo entre os brasileiros são os refrigerantes a base de
cola, guaraná, laranja e lima limão, sendo os a base de cola os mais comuns e mais consumidos.
Apesar da preferência pelo suco, dentre os dados obtidos na pesquisa realizada, ao optar por um
refrigerante, 44% preferiu Coca-Cola, 35% Guaraná, 17% Sprite e 4% outros.
Outro aspecto importante é a forma de comercialização. Segundo pesquisas, a comercialização do
refrigerante em garrafas retornáveis de 1L torna o produto mais barato e que este tipo de embalagem também
preserva a qualidade do produto. Porém, também acredita-se que a embalagem PET aumentaria o número de
vendas pois retornar a garrafa é inconveniente para o consumidor.
Segundo a pesquisa realizada, 55% acredita que a garrafa PET seria a embalagem mais viável para a
comercialização deste novo produto, seguida da garrafa retornável com 21%, lata com 16% e garrafinha com 8%.
A resistência a novos sabores também é um fator importante já que afeta diretamente na rentabilidade do
desenvolvimento de novos sabores. Também foi interessante que os participantes fizeram sugestões de sabores.
O resultado que obtivemos foi que 61% acredita que a criação de um novo sabor não modificaria o
comportamento do consumidor diante dos produtos comercializados, outros 22% acreditam que sim e 17% talvez.
8
Apesar da resistência a novos sabores, grande parte do grupo considerou o novo refrigerante como uma opção de
produto, uma boa notícia!
Outro aspecto de grande importância é a apresentação do produto, quais características poderiam chamar a
atenção do consumidor e induzir à compra. Entre as mais votadas foram estão a embalagem, naturalmente o sabor,
menor teor de açúcar, e como não poderia deixar de ser, o preço.
A forma como o produto é divulgado é o ponto chave para captação de clientes, e como sugestões, os
entrevistados deram ênfase aos anúncios de televisão e televisão, divulgação pela internet, redes sociais e na forma
de patrocínio e outdoor.
Para finalizar a pesquisa, praticamente 99% acreditaram na proposta e estão dispostos a degustar nosso novo
produto.
4 DESCRIÇÃO DO PROCESSO PRODUTIVO
O fluxograma geral do processo da produção de refrigerantes utilizando embalagem PET é apresentado na
Figura 1.
9
Figura 1: Fluxograma de processo genérico da produção de refrigerantes.
Produção do
Xarope
Simples
AÇUCAR
ÁGUA
Filtração do
xarope simples
CARVÃO ATIVO
TERRA DIATOMÁCEA
Resfriamento
Produção do
Xarope Final
CONCENTRADO
ADITIVOS
Diluição e
Carbonatação
ÁGUA
GÁS CARBÔNICO
Envase GARRAFAS PET
Empacotamento
Tratamento
da Água
Expedição
Tratamento
da Água
Água de
Poço
10
4.1 PROCESSAMENTO
4.1.1 Produção do Xarope Simples e Filtração
O xarope simples, também conhecido como calda base, é obtido através da diluição do açúcar cristal em
água quente (reduz o risco de contaminação microbiana), seguido de cozimento a temperatura de 85-100ºC, de
modo a retirar impurezas que possam gerar problemas de odor e sabor no produto final. Esta calda é então filtrada
usando-se como elementos de clarificação e purificação o carvão ativado em pó e a terra diatomácea. Os
refrigerantes dietéticos recebem edulcorantes, em substituição do açúcar, no preparo do xarope simples (SANTOS e
RIBEIRO, 2005). O xarope simples é a base para a produção do xarope final.
A filtração é uma operação de dois passos. Primeiro se forma com o auxiliar filtrante (terra diatomácea)
uma fina camada sobre a tela do filtro, a pré-capa. Depois da formação da pré-capa, inicia-se a filtração. Nesta
altura já foi acrescentado ao produto o carvão ativo para clarificá-lo e o auxiliar filtrante para garantir que se forme
continuamente uma nova superfície filtrante, ou seja, para garantir a permeabilidade da torta. A quantidade de
auxiliar filtrante nunca deve ser inferior a quantidade de carvão ativo (LIMA, 2009).
4.1.2 Resfriamento
Após a separação da fração sólida do filtrado, o xarope simples é resfriado em trocador de calor até uma
temperatura aproximada de 20ºC (SANTOS e RIBEIRO, 2005).
O xarope deve ser resfriado porque muitos aditivos utilizados não suportam altas temperaturas. Além disso,
elevadas temperaturas do xarope provocam certos problemas: formação de espuma durante o envase; dificuldade de
absorção de gás carbônico pela bebida; inversão da sacarose e alteração no sabor do refrigerante (LIMA, 2009).
4.1.3 Produção do Xarope Final
Trata-se do xarope simples acrescido dos outros componentes do refrigerante. Essa etapa é feita em tanques
de aço inoxidável, equipados com agitador, de forma a garantir a perfeita homogeneização dos componentes e
evitar a admissão de ar. A adição dos ingredientes deve ocorrer de forma lenta e cuidadosa e seguir certa sequência
dependente da formulação de cada sabor. O importante é que o conservante seja o primeiro a ser adicionado,
11
porque em caso de adição após o acidulante forma-se uma floculação irreversível. A adição de antioxidante deve
ocorrer minutos antes da adição de concentrado (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005).
Concluídas as adições, mantém-se o agitador ligado por 15 minutos. Ao final retira-se uma amostra para as
análises microbiológicas e físico-químicas (como turbidez, acidez e dosagem de açúcar ou edulcorante). Somente
após essas análises, o xarope pode ser liberado para o envase (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005).
4.1.4 Diluição e Carbonatação
A diluição ocorre em um equipamento denominado Proporcionador, onde o xarope composto é misturado
com água declorada e desaerada gelada. Para refrigerantes com açúcar, a diluição é controlada de acordo com o teor
de sólidos solúveis na bebida final; para os refrigerantes sem açúcar, o controle da diluição é feito de acordo com a
acidez da bebida final (SANTOS e RIBEIRO, 2005).
O gás carbônico é injetado na bebida pelo equipamento denominado Carbo-cooler até a concentração
desejada de gás, controlada por meio da pressão de gás e temperatura da bebida final. A carbonatação ocorre com a
bebida a baixa temperatura (3 a 10ºC), o que facilita a dissolução do gás carbônico na mesma (CASCIATORI,
2008)
As capacidades destes dois equipamentos devem ser iguais à capacidade da enchedora, tendo em vista que
esses três equipamentos são acoplados em um sistema contínuo e integrado, denominado linha de envase.
4.1.5 Envase
O envase do refrigerante deve ser realizado logo após a carbonatação, de modo a evitar perdas de CO2
(SANTOS e RIBEIRO, 2005).
O refrigerante é envasado em baixa temperatura (3 a 12ºC) e sob pressão para assegurar uma elevada
concentração de CO2 no produto (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005).
O presente trabalho destina-se a produção de refrigerante utilizando como embalagem final garrafas PET de
600 mL. A preforma da garrafa PET é comprada de determinado fabricante e trata-se de uma peça em forma de
tubo com rosca. A cor da garrafa estará associada ao sabor do produto. As preformas ganham a forma desejada na
máquina sopradora.
12
4.1.6 Empacotamento e Expedição
O empacotamento é a formação de pacotes pequenos de 6 garrafas PET de 600 mL, pelo envolvimento com
um filme de strech, facilitando o transporte. A expedição é realizada em caminhões protegidos da umidade e da luz
solar.
4.2 MATÉRIAS-PRIMAS, INGREDIENTES E COADJUVANTES
4.2.1 Água
A água destinada à produção de refrigerantes deve ser de excelente qualidade, pois no refrigerante
corresponde à cerca de 88% da bebida (LIMA, 2009). A água de poço subterrâneo (do lençol abaixo da camada
rochosa) é a mais indicada para o uso no processamento de refrigerantes (VICENZI, 2005) porque a mesma
deve apresentar as seguintes características (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005):
Baixa Alcalinidade: uma vez que carbonatos e bicarbonatos interagem com ácidos orgânicos, como
ascórbico e cítrico, presentes na formulação, alterando o sabor do refrigerante, pois reduzem sua acidez e
provocam perda de aroma;
Sulfatos e cloretos: podem até auxiliar na definição do sabor do refrigerante, porém o excesso é prejudicial,
pois o gosto ficará demasiado acentuado;
Cloro e fenóis: o cloro promove um sabor característico de remédio e provoca reações de oxidação e
despigmentação, alterando a cor original do refrigerante. Os fenóis transferem seu sabor típico,
principalmente quando combinado com o cloro (clorofenóis);
Metais: ferro, cobre e manganês aceleram reações de oxidação, degradando o refrigerante;
Padrões microbiológicos: a água deve ser límpida, inodora e livre de microrganismos.
Segundo Casarini (2011) as vantagens para a utilização de águas subterrâneas é que os mananciais
subterrâneos são naturalmente mais bem protegidos dos agentes poluidores e a água captada quase sempre dispensa
longos tratamentos. Existem leis estaduais sobre a utilização das águas subterrâneas e sua preservação.
13
Como o ideal é que a água seja declorada, pois o cloro modifica o sabor e nem muito dura, para não
precipitar os carbonatos o uso de água de poço subterrâneo é muito vantajoso. O perfil resumido de um poço está
exposto na Figura 2 (FONTOURA, 2011).
Figura 2: Perfil resumido de um poço.
Fonte: Serviço Geológico do Brasil, CPRM/RS (2010).
Cada uma das partes do poço pode ser descrita da seguinte maneira:
Laje de proteção: construída para evitar a entrada de contaminantes por infiltração superficial, feita de
concreto possui cerca de 1 m2 e 10 cm de espessura;
Tubo de boca: possui comprimento de 1 a 6 metros, feito de aço, evita desmoronamento das camadas
superficiais;
Cimentação para proteção sanitária: utilizada para impedir a infiltração de contaminantes, pode ter de 2 a 10
metros de profundidade;
Tubo de revestimento: feito de PVC geomecânico para resistir à pressão das rochas;
14
Pré-filtro: feito de areia grossa, injetada entre a parede da rocha e a parede do tubo de revestimento, para a
livre circulação das águas das diferentes camadas de rocha, até penetrar no poço pelos filtros;
Tubulação de recalque: em canos galvanizados, canalização que sai da bomba e vai até a boca do poço;
Bomba submersa: elétrica, mono ou trifásica. Responsável pela retirada da água do fundo do poço
transportando-a até o reservatório, na superfície.
A água é armazenada em reservatório de aço inoxidável (fácil limpeza) (VICENZI, 2005).
Mesmo tomando-se o cuidado de captar a água de um poço profundo deve-se realizar o seu tratamento.
Primeiramente é feita a cloração, para tornar a água potável, e posteriormente faz-se a decloração, para remover o
cloro residual.
4.2.2 Açúcar
Corresponde ao segundo ingrediente em quantidade (cerca de 11% m/m). Confere o sabor adocicado,
“encorpa” o produto, realça o paladar e fornece energia (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005). O açúcar
cristal é o mais usado por sua qualidade e preço.
Quanto ao armazenamento os seguintes cuidados devem ser tomados (LIMA, 2009):
Deverá ser armazenado em depósito a menos de 65% de umidade relativa do ar porque a partir de 80% o
açúcar começa a se dissolver;
Quando empilhados em sacos, sobre estrados, estes deverão estar afastados das paredes e tetos e protegidos
contra roedores e insetos;
As pilhas de sacos deverão ser remarcadas para garantir a rotatividade segura e permanente do estoque;
As embalagens danificadas devem ser separadas e analisadas.
4.2.3 Concentrados
São responsáveis por conferir o sabor característico à bebida. São compostos por extratos, óleos essenciais e
destilados de frutas e vegetais (LIMA e AFONSO, 2009 apud PALHA, 2005). Segundo o Decreto nº 2.314, de 4 de
setembro de 1997 que regulamenta a Lei nº 8.918, de 14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, a
classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas (BRASIL, 1997):
15
Os refrigerantes de laranja, tangerina e uva deverão conter no mínimo dez por cento em volume do
respectivo suco na sua concentração natural;
Soda limonada ou refrigerante de limão deverá conter obrigatoriamente, no mínimo, dois e meio por cento
em volume de suco de limão.
Como se utiliza o concentrado e não o suco natural ou simples a seguir utiliza-se uma fórmula, que diz,
quanto de suco concentrado, terá de conter o refrigerante, para que este venha atender à Legislação Brasileira de
teor de suco no refrigerante (LIMA, 2009):
M = massa do suco concentrado em kg a ser adicionado no refrigerante (kg/100L de refrigerante);
% = porcentagem de suco exigida por lei;
d = densidade do suco em questão;
Br = º Brix do suco natural;
[Br] = º Brix do suco concentrado utilizado.
No caso do suco concentrado de limão, que será o utilizado para fabricação do refrigerante de limão com
toque de gengibre, na fórmula o º Brix será substituído pela acidez do suco, ficando, portanto a acidez do suco
natural e a acidez do suco concentrado.
Os dados relacionados ao suco natural são estabelecidos por lei e os dados relacionados ao suco concentrado
são estabelecidos pelo fabricante de sucos concentrados.
Os sucos concentrados devem ser armazenados sob refrigeração (<10ºC), pois podem fermentar e evaporar
(VICENZI, 2005).
4.2.4 Aditivos
Um aditivo alimentar, no senso comum, é qualquer substância adicionada ao alimento. Legalmente,
entretanto, o termo significa “qualquer substância adicionada propositalmente a um alimento com o objetivo de
16
alterar características deste”. Esta definição abrange qualquer composto usado na produção, processo, embalagem,
transporte ou estoque do alimento (REVISTA, 2003).
4.2.4.1 Acidulantes
Regulam a doçura do açúcar, realçam o paladar e baixam o pH da bebida, inibindo a proliferação de
microrganismos. Todos os refrigerantes possuem pH ácido (2,7 a 3,5 de acordo com a bebida). Na escolha do
acidulante o fator mais importante é a capacidade de realçar o sabor em questão (LIMA e AFONSO, 2009 apud
PALHA, 2005). Os acidulantes empregados na manufatura de refrigerantes são (LIMA, 2009):
Ácido Cítrico: é o ácido mais utilizado, exceto na fabricação dos refrigerantes tipo cola. As características
relevantes deste acidulante são: alta solubilidade em água, agente neutralizante do paladar doce, efeito
acidificante sobre o sabor, amplamente utilizado na indústria de bebidas e alimentos em geral. Deve-se
observar que o refrigerante de limão não é acidulado diretamente com o ácido cítrico, pois o suco de limão
contém ácido cítrico suficiente para acidificar o refrigerante de limão;
Ácido Fosfórico: utilizado principalmente nos refrigerantes tipo cola, apresenta a maior acidez dentre todos
aqueles utilizados em bebidas. Uma solução de ácido fosfórico a 25% é aproximadamente equivalente a
outra de ácido cítrico a 50% na produção de refrigerantes;
Ácido tartárico: é um ácido orgânico natural encontrado principalmente em uvas e tamarindo, por isso é
utilizado principalmente nos refrigerantes de sabor de uva.
Os ácidos devem ser armazenados em recipientes de vidro, local seco e fresco, deve-se tomar muito
cuidado, pois os mesmos podem causar queimaduras (VICENZI, 2005).
4.2.4.2 Conservantes
Os refrigerantes estão sujeitos à deterioração causada por leveduras, mofos e bactérias (microorganismos
acidófilos ou ácido-tolerantes), provocando turvações e alterações no sabor e odor (LIMA e AFONSO, 2009 apud
PALHA, 2005). Para a escolha do conservante a ser usado, deve-se levar em conta as características físico-
químicas do mesmo, para ver se é compatível com a bebida. A Legislação Brasileira estabelece como conservantes
permitidos em refrigerantes os seguintes (LIMA, 2009):
17
Benzoato de Sódio: comercializado na forma de pó ou de flocos. Considerado como tendo maior atividade
contra leveduras e bactérias. Os maiores efeitos inibidores são alcançados em pH ácido. É mais barato
quando comparado com outros conservantes;
Sorbato de Potássio: bastante solúvel em água. Apresentam atividade contra bolores e leveduras, mas é
menos eficiente contra bactérias. Tem uma maior eficiência abaixo do pH 6. Deve ser dissolvido na hora,
pois se for dissolvido com muita antecedência pode degradar-se. Para dissolver deve-se usar água morna e
ácido tartárico (VICENZI, 2005);
Anidro Sulfuroso: conforme a Legislação Brasileira, só é permitida a adição do anidro sulfuroso em bebidas
que contenham o suco da fruta.
Os conservantes, de modo geral, devem ser armazenados sob refrigeração (até 10ºC) porque são voláteis
(VICENZI, 2005).
4.2.4.3 Antioxidantes
Previnem a influência negativa do oxigênio na bebida. Aldeídos, ésteres e outros componentes do sabor são
susceptíveis a oxidações pelo oxigênio do ar durante a estocagem. Luz solar e calor aceleram as oxidações. Por
isso, os refrigerantes nunca devem ser expostos ao sol. Os ácidos ascórbico e isoascórbico (INS 300) são muito
usados para essa finalidade (LIMA e AFONSO, 2009).
Devem ser armazenados em local seco e fresco (LIMA, 2009).
4.2.4.4 Corantes
O uso de corantes é comum para tornar a bebida visualmente mais atraente. Busca-se a aproximação da cor
da fruta que dá o sabor ao refrigerante. A Legislação Brasileira permite o uso de certos corantes naturais e alguns
sintéticos idênticos aos naturais. Os corantes artificiais (amarelo crepúsculo, vermelho bordeaux e azul brilhante)
juntamente com o corante caramelo são os mais utilizados em refrigerantes por causa da estabilidade e baixo custo
dos mesmos (LIMA, 2009).
18
A Legislação Brasileira permite no máximo uma mistura de três corantes, onde a dosagem não pode ser
superior a 0,01% ou 10g de corante em 100 litros de refrigerante. Deve-se ficar atento, pois a somatória da mistura
dos corantes não pode ser superior a 0,01% (LIMA, 2009).
4.2.4.5 Edulcorante
É uma substância que confere sabor doce às bebidas em lugar da sacarose (LIMA e AFONSO, 2009). As
quantidades máximas estabelecidas por lei para alguns edulcorantes são (LIMA, 2009):
Sacarina: 30mg/100g ou 100mL, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
Ciclamato: 130mg/100g ou 100mL, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
Aspartame: 75mg/100g ou 100mL, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
Esteviosídeo: 60mg/100g ou 100mL, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
Sorbitol: sem limite, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
Manitol: sem limite, utilizado em alimentos ou bebidas dietéticas;
4.2.4.6 Aromatizantes
Nos refrigerantes o aroma tem papel decisivo na aceitação pelo consumidor. A utilização dos aromas tem
como objetivo melhorar, mascarar, reforçar e padronizar. O aroma pode ser (LIMA, 2009):
Natural: quando extraído de frutas, ervas, especiarias, etc. por processos físicos adequados;
Natural reforçado: quando é adicionado ao aroma natural, aromatizantes encontrados no aroma em questão
para reforçá-lo em determinada nota;
Natural reconstituído: trata-se de uma mistura de substâncias idênticas as naturais, proporcionais aquelas
encontradas na natureza;
Natural composto: obtido através da mistura de vários produtos aromatizantes naturais, sendo que esta
nomenclatura é usada sempre que o produto não possuir sabor e/ou odor definidos. Exemplo: aroma natural
composto de guaraná, aroma natural composto de cola;
19
Artificial: trata-se da utilização de substância aromatizante sintética, inclusive aquelas que não existem na
natureza;
O consumidor tem buscado produtos industrializados que contenham aroma natural, pois é comum o
consumidor pensar que quando na embalagem está escrito “aromatizado artificialmente” todo o alimento seja
artificial.
Para cada consumidor existe uma dosagem perfeita de aromatizante, mas existe uma média, na qual está a
grande aceitação do consumidor. A dosagem ideal pode variar de região para região do Brasil. Nota-se que o sul do
país prefere um sabor mais suave e conforme caminha-se para o nordeste a dosagem torna-se mais forte (LIMA,
2009).
O armazenamento dos aromas deve ser sob refrigeração (até 10ºC), porque tratam-se de compostos voláteis
(VICENZI, 2005).
4.2.5 Gás Carbônico (CO2)
A carbonatação dá “vida” ao produto, realça o paladar e a aparência da bebida. Sua ação refrescante está
associada à solubilidade dos gases em líquidos, que diminui com o aumento da temperatura (LIMA e AFONSO,
2009 apud PALHA, 2005). Quando dissolvido em água, o gás carbônico sofre hidrólise formando ácido carbônico
(ácido fraco) responsável por auxiliar na redução do pH e na estabilidade microbiológica.
O armazenamento do CO2 a baixa pressão (25kgf/cm2) deve ser feito em grandes recipientes controlados
pelo frio (anticongelamento) para liquefazer o gás e armazenar bastante CO2. A vantagem é um grande
armazenamento de CO2 em espaço reduzido. A 23kgf/cm2 o CO
2 deve estar armazenado a -18ºC (VICENZI, 2005).
4.2.6 Carvão Ativo
Carvão vegetal que tem área superficial incrivelmente grande (1g = 900 a 1200m2). Pela sua alta capacidade
de adsorção iônica (em virtude das cargas residuais) consegue reagir com compostos tóxicos (partículas de cargas
livres ficam no carvão ativado) (VICENZI, 2005). Deve ser armazenado longe de umidade, pois a mesma diminui o
seu poder de adsorção (LIMA, 2009).
O carvão ativo purifica o xarope adsorvendo impurezas responsáveis pela existência de cor, sabor e
turvação, nos seus poros microscópicos. Para uma filtração adequada é preciso utilizar um carvão com
20
uniformidade granulométrica e sem a presença de finos ou poeira. A quantidade de carvão oscila entre 0,15% a
0,5% em função da qualidade do açúcar (LIMA, 2009).
4.2.7 Terra Diatomácea
Trata-se de um material fóssil, extraído do mar. É utilizado como agente filtrante de partículas em
suspensão. Por formar pó deve ser armazenada em sala separada. É muito fina e se espalha facilmente (VICENZI,
2005).
A utilização de modernas práticas de produção permite a obtenção de partículas de diatomita fragmentadas
irregularmente e que se entrelaçam para formar uma torta de filtração praticamente incompressível que é composta
de 85 a 90% de espaços vazios que permitem a passagem do líquido, mas que podem reter partículas menores que
0,5 mícron (LIMA, 2009).
4.3 BALANÇO MATERIAL
A unidade de produção será projetada para envasar 9000 litros de refrigerante a cada batelada. Trata-se de
uma fábrica de pequeno porte, portanto será projetada para uma produção diária de 18000 L de refrigerante.
4.3.1 Refrigerante de Limão com Toque de Gengibre
O refrigerante com sabor exótico a ser comercializado em maior escala será o de limão com toque de
gengibre.
Para o preparo do refrigerante de limão deve-se estar atento à Legislação que determina que o mesmo
contenha 2,5% em volume de suco de limão. Como será utilizado o suco concentrado, este será adicionado em
menor quantidade de massa. Para o cálculo de qual a massa de suco concentrado de limão (kg/100L de refrigerante)
aplica-se a fórmula apresentada anteriormente. Os dados necessários são:
M = massa do suco concentrado em kg a ser adicionado no refrigerante (kg/100L de refrigerante);
Acidez do suco de limão concentrado = 30,90% em ácido cítrico anidro (TROPFRUIT);
Acidez do suco natural (estabelecida por lei) = 5% em ácido cítrico anidro;
Densidade relativa a 20/20ºC do suco natural (estabelecida por lei) = 1,027;
21
% de suco de limão (exigida por lei) = 2,5%.
M = 0,415kg/100L.
Para realização do Balanço Material partimos do seguinte objetivo: preparar 1000L de Xarope Simples com
densidade em torno de 1,3 kg/L e 60ºBrix aproximadamente.
Xarope Simples:
1000 L de Xarope Simples possuem 1300 kg, logo:
Açúcar Cristal = 780 kg
Água = 520 kg de água = 520 L de água
O volume de água e açúcar para obtenção de um xarope com 60ºBrix é: 40% em peso de água e 60% em
peso de açúcar.
Filtração:
Carvão Ativo (0,15% do xarope simples) = 1,95 kg
Terra Diatomácea (quantidade nunca inferior a do carvão ativo – 0,5% do xarope simples) = 6,5 kg
A quantidade de Terra Diatomácea necessária para a formação da pré-capa depende da especificação do
filtro a ser utilizado.
Tanto o carvão ativo quanto a terra diatomácea não são removidos do processo após a filtração.
Xarope Final e Diluição
O Xarope Simples possui 60ºBrix, logo para que o refrigerante passe a ter de 10 a 12ºBrix a diluição será
feita na proporção de uma parte de Xarope Simples para seis partes de água. Sendo assim, para 1300 kg de Xarope
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Simples serão necessários 7800 kg de água. Desta forma estará sendo produzido por volta de 9000 kg (ou 9000
litros de refrigerante) a cada batelada, que deverá conter 2,5% de suco de limão. Em resumo, as quantidades
necessárias de cada ingrediente são:
1300 kg de Xarope Simples;
36,52 kg de suco concentrado;
3,185 kg de sorbato de potássio (conservante) (máximo de 0,05%);
Essência de gengibre (promove o toque picante, geralmente altamente concentrada, são necessários poucos
mililitros);
Aroma natural de lima-limão (máximo 0,01%);
7800 kg de água.
Carbonatação
A unidade que mede o teor de CO2 é o volume. O volume de gás utilizado na bebida é padronizado. Utiliza-
se um aparelho medidor de pressão para a determinação do grau de carbonatação da bebida engarrafada. É
importante que, após a sua determinação, o nível de carbonatação da bebida seja mantido em função do grau de
aceitação do consumidor (WHITE MARTINS, 2011).
De acordo com Siqueira et al. (2009), no caso do refrigerante tipo cola, é interessante compensar a
carbonatação em garrafas PET, para que no prazo de validade (6 meses) a concentração de gás seja no mínimo 3,80
mL de CO2/1000 mL do produto, pois abaixo desta concentração já ocorre a percepção de modificação do sabor.
4.3.2 Outros Sabores
A empresa também busca a produção de refrigerantes com os seguintes sabores: manga com hortelã e
amora. Para a fabricação de tais sabores deve-se estar atento à Legislação e as quantidades de aditivos, pois a base
para a produção é a mesma do refrigerante de limão com toque de gengibre.
23
5 EQUIPAMENTOS
5.1 Filtro Declorador de Água
Construído totalmente em aço inox 316, com sistema de tela interna para retenção das matérias filtrantes
com tubos revestidos em tela de aço inox REPS 24/100. Montado internamente para a vazão de água limpa, com
porta escotilha externa para a remoção dos tubos filtrantes. Tubulação externa de 2” a 2 ½”. Registros de esfera e
borboleta. Válvulas de alívio e válvula de segurança. Pés de aço inox reguláveis. Acabamento sanitário e produção
de 3.000 até 60.000 litros/hora (ZEGLA, 2011).
Figura 3: Declorador, fabricante Zegla.
Fonte: ZEGLA.
5.2 Fabricação do Xarope Simples
Para a produção do xarope simples (dissolução do açúcar cristal em água) são necessários os seguintes
equipamentos de processo:
24
Caldeira: para aquecimento do xarope simples. Construída em aço inox, tipo vertical, a gás, dotada de
bomba d’água com comando automático e alarme sonoro/visual, com duas válvulas de segurança, consumo
de 6 quilos/hora de gás e capacidade para 100 quilos de vapor/hora (DANVIC, 2011).
Figura 4: Caldeira tipo vertical a gás.
Fonte: Danvic
Calha Dissolvedora de Açúcar: equipamento construído em aço inoxidável AISI 304, equipada com
tubulações e peneiras internas com 02 moto-bombas de 10 cv, com capacidade de deslize de até 200 sacos
de açúcar/hora. Comprimento de 4,95 m, largura de 1,07 m, altura de 0,71 m e potência de 20 cv (ZEGLA,
2011).
Figura 5: Calha Dissolvedora de Açúcar, modelo RZ/CD, fabricante Zegla.
Fonte: ZEGLA.
Tanque Fervedor de Xarope: construído em aço inox AISI 304, capacidade de 1.500 litros, com agitador
lateral, de 60 metros de serpentina interna para vapor de 1”, tampa superior bipartida, fundo torisférico, uma
saída central de 2”, termômetro para temperatura, pés em aço inox reguláveis, acabamento interno sanitário,
potência de 2 cv, diâmetro de 1,20 m, altura de 2,40 m (ZEGLA, 2011).
25
Figura 6: Tanque Fervedor de Xarope, fabricante Zegla.
Fonte: ZEGLA.
Filtro Pré-Capa: com capacidade de 1.500 litros/hora, construído em aço inox, equipado com bomba de
7,5 cv, montado sobre base móvel, com rodízios giratórios, com placas verticais revestido com tecido REPS
24/110, com tanque pulmão para adição de terra diatomácea, tubulações em aço inox de 1 ½” e 2”,
manômetros, válvula de alívio e segurança, acabamento sanitário, potência de 7,5 cv, comprimento de 1,80
m, largura de 1,00 m, altura de 1,60 m (ZEGLA, 2011).
26
Figura 7: Filtro Pré-Capa, fabricante Zegla.
Fonte: ZEGLA.
Bomba Centrífuga Sanitária: deve ser projetada levando-se em conta que o xarope simples possui
densidade em torno de 1.300 kg/m3. Para aplicação na indústria farmacêutica, alimentos, lacticínios, ou
qualquer aplicação que exige superfície polida isenta de porosidade. A bomba é confeccionada em aço
inoxidável AISI 304 ou 316 e pode ser fornecida com a capa de proteção do motor e pés reguláveis em aço
inox polido.
Figura 8: Bomba Centrífuga Sanitária, fabricante Canaã.
Fonte: Canaã.
27
Dados técnicos:
Vazão até 300.000 L/h;
Pressão até 90 mca;
Motor: monofásico ou trifásico de 1/6 cv até 50 cv;
Vedação: selo mecânico ou gaxeta compatível com o produto a ser bombeado.
Trocador de Calor de Placas: permitirá o resfriamento do xarope simples de 100ºC para 20ºC. Consiste de
um conjunto de placas de metal corrugadas com aberturas para a passagem de dois fluidos (o xarope
simples e a água para o resfriamento), entre os quais ocorrerá a transferência de calor.
Linha de Xarope Simples: composta por tubos de aço inox é responsável por enviar o xarope simples
(60ºBrix) para a sala de produção do xarope final;
5.3 Fabricação do Xarope Final
Os equipamentos necessários para a produção do xarope final são:
Tanque com Agitação: construído em aço inox 304, capacidade de 1.500 litros, com agitador lateral, tampa
superior bipartida, fundo torisférico, termômetros para temperatura, saída lateral de 2”, pés em aço inox
com altura regulável para nivelamento do tanque, acabamento interno sanitário, potência de 1/2 cv,
diâmetro de 0,75 m, altura de 1,20 m, altura total de 1,600 m (ZEGLA, 2011);
Linha de Xarope Final: composta por tubos de aço inox é responsável por enviar o xarope composto à
linha de envase.
5.4 Linha de Envase
A linha de envase é composta pelos seguintes equipamentos:
28
Máquina Sopradora de Pré-Formas: máquina da marca Multipet, modelo ESA 04, produção de 4.000
garrafas por hora.
Figura 9: Máquina Sopradora Automática.
Fonte: SOPRO MÁQUINAS.
Sistema Pré-Mix Unimix Automático com Desaerador RZ: onde ocorre a diluição do xarope composto
em água declorada e desaerada gelada e injeção de gás carbônico na bebida (ZEGLA, 2011).
Composto por misturador, carbonatador e desaerador, com vazão de 6.000 litros/hora, construído
integralmente em aço inox 304, com acabamento sanitário e base tubular. Válvula pneumática para entrada de água,
bóia de nível acionada pneumaticamente, bomba centrífuga sanitária para enviar água ao misturador.
Misturador água e xarope, construído em aço inox, com três recipientes para: água, xarope e mistura.
Parafuso micrométrico para ajuste do Brix, regulando a coluna de água, placa orifício calibrada para o xarope,
válvulas pneumáticas de entrada, bomba centrífuga sanitária para enviar o produto ao trocador de calor e
carbonatador.
Pré-carbonatação com fluxômetro que injeta CO2 na tubulação de alimentação ao tanque carbonatador.
Tanque carbonatador construído em aço inox, com polido sanitário, controle automático de nível, válvula
pneumática de entrada de produto, manômetro, termômetro, válvula de segurança e sistema automático de
alimentação de CO2. Quadro de comando elétrico, pneumático construído em aço inox.
29
A interligação entre os conjuntos com tubo de aço inox sanitário de 2”, com junta sanitária atóxica e
abraçadeira tipo TC. O conjunto inclui sistema de lavagem para sanitização (CIP) integrado no tanque
carbonatador.
Figura 10: Sistema Pré-mix Unimix com desaerador RZ.
Fonte: ZEGLA.
Conjunto blocado rinser, enchedora, tampadora: estrutura construída em aço ASMT 36, e mesa
revestida integramente com chapa de aço inox 304. Sistema de transmissão por engrenagens helicoidais
suspensas, montadas sobre rolamentos e eixos fixos, acionados por um motoredutor comandado por
variador de freqüência, sendo que a velocidade pode ser variada através de um potenciômetro (ZEGLA,
2011).
Rinser (máquina de enxágue para as garrafas PET) rotativo com pinças pegadoras de garrafas. Válvula de
enxágüe em aço inox que somente libera o jato com presença de garrafas. Na tubulação de entrada de água do
rinser encontra-se uma válvula borboleta.
Enchedora com elevadores de garrafas pneumáticos com ar recuperado, construídos em aço inox. Tubo de
alimentação e distribuição de produto, tanque anelar e todos os elementos em contato com o produto, construídos
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em aço inox 304 polido sanitário, com válvulas de enchimento do tipo isobarométrica de alta performance com
centralizador de garrafas. Bóias de contra-pressão e alívio para controle de nível do tanque. A abertura das válvulas
é por sistema pneumático de controle automático.
Torre tampadora com tolva rotativa de tampas, canal de descida das mesmas com sistema “pick and place”,
cabeçotes tampadores roscadores do tipo torquimétrico magnético para ajuste do torque com sensor de presença de
tampas. Todo o conjunto encontra-se preparado para um determinado diâmetro de tampa rosca plástica.
Os vasilhames chegam até a máquina guiados pelo gargalo por uma esteira a ar e são recebidas por um
conjunto de estrelas em aço inox sincronizadas e guias que transferem as garrafas de um bloco para outro, presas
pelo gargalo. Inclui transportador de saída de garrafas de 2,00 m com dispositivo regulador de altura e sensor de
acumulo de saída. A máquina encontra-se preparada para trabalhar com um determinado tipo de garrafa.
Figura 11: Conjunto blocado, rinser, enchedora tampadora.
Fonte: ZEGLA.
Empacotadora automática: com uma capacidade de produção de até 500 pacotes por hora. Estrutura
tubular em aço carbono SAE 1020 (ZEGLA).
Máquina com uma unidade formadora de pacotes, alimentador automático de filme e uma unidade seladora,
túnel para encolhimento do filme com resistências elétricas, turbina de ar para obter uma distribuição homogênea
de calor dentro do túnel, isolamento do mesmo com fibra de vidro e revestido com chapa de aço inoxidável.
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Figura 12: Empacotadora Automática.
Fonte: ZEGLA.
6 DIMENSIONAMENTO: TROCADOR DE CALOR A PLACAS
Deseja-se resfriar o xarope simples de 100ºC para 20ºC. Quer-se utilizar um trocador de calor a placas e
usar a água a 5ºC como fluido refrigerante. O regime de escoamento será em contracorrente, no qual o fluido
quente e o fluido frio entram em extremidades opostas do trocador de calor e fluem em direções opostas, de acordo
com a Figura 13.
Figura 13: Trocador de Calor de Placas ilustrando o regime de escoamento em contracorrente.
Fonte: Tetra Pak
32
O objetivo é projetar um Trocador de Calor a Placas (TCP) com placas da marca Alfa Laval, modelo
M6-FM, com espaçamento entre as placas de 0,0025 m. O TCP terá apenas um passe dos fluidos através do
trocador.
A velocidade dos fluidos para os TCP’s está entre 0,3 e 0,9 m/s, com base neste intervalo deve-se calcular o
número de placas necessárias.
Para a determinação do número de placas necessárias será calculada a área de troca térmica.
6.1 Placa Alfa Laval M6-FM
Tabela 1: Características da placa M6-FM.
Largura da Placa 0,32 m
Altura da Placa 0,92 m
Superfície por Placa 0,29 m2
Vedação 0,014 m
Superfície máxima de transferência de calor 38 m2
Material da Placas AISI 304, 316 Titânio
Espessura média das placas 0,001 m
Fonte: Alfa Laval.
6.2 Propriedades Termofísicas do Xarope Simples
Espera-se que a vazão de xarope no TCP seja de 5.000 kg/h, evitando-se tempos de residência muito
elevados. Como serão produzidos cerca de 1.300 kg de xarope simples a cada batelada estima-se que com uma
vazão de 5.000 kg/h de xarope simples no TCP o tempo de residência do xarope no mesmo não ultrapasse 20
minutos.
As propriedades deveriam ser relativas à temperatura média entre 100 e 20ºC, no entanto nem todos os
dados obtidos puderam ser na temperatura de 60ºC, uma vez que não foram encontrados na literatura. A Tabela 2
traz as propriedades termofísicas do xarope simples em temperaturas aproximadas.
33
Tabela 2: Propriedades Termofísicas do Xarope Simples.
Densidade ( ) 1300 kg/m3
Viscosidade ( ) 9,66x10-3
kg/m s
Calor Específico (Cp) 0,640 kcal/kg ºC
Condutividade (k) 0,464 kcal/h m ºC
Fonte: United States Departamento of Agriculture.
6.3 Propriedades Termofísicas da Água
A vazão de água disponível é de 8.000 kg/h.
As propriedades termofísicas da água são encontradas a partir da sua temperatura média. Para obtê-la, é
calculada a temperatura de saída da água do TCP.
Cálculo da Temperatura Final da Água
O cálculo da temperatura de saída da água (Tsw) utiliza a vazão mássica da água, 6.000 kg/h.
Considera-se que a quantidade de calor cedido pelo xarope (Qx) é igual à quantidade de calor cedida pela
água (Qw):
5.000 x 0,640 x (100 – 20) = 8.000 x 1,0013 x ( 5)
= 36,96 ºC
Logo, a temperatura media da água é de 21 ºC e as propriedades termofísicas nesta temperatura encontram-
se na Tabela 3.
Tabela 3: Propriedades Termofísicas da Água
Densidade ( ) 997,05 kg/m3
Viscosidade ( ) 798,0x10-6
kg/m s
Calor Específico (Cp) 1,0013 kcal/kg ºC
Condutividade (k) 0,618 kcal/h m ºC
34
6.4 Cálculos do Projeto
O detalhamento dos cálculos do TCP encontra-se no Apêndice A.
6.4.1 Calor Retirado do Xarope Simples
A quantidade de calor que o xarope simples cederá à água durante a passagem pelo TCP, para que passe da
temperatura inicial de 100ºC para a final de 20ºC será de:
= 256.000 kcal/h
A quantidade de calor que deve ser retirada do xarope simples a ser resfriado deve ser igual à quantidade de
calor recebida pela água de resfriamento ( ).
6.4.2 Diferença Térmica Média Logarítmica (DTML)
6.4.3 Coeficientes Convectivos de Transferência de Calor (h)
6.4.4 Coeficiente Global de Transferência de Calor (U)
35
6.4.5 Área Total de Troca Térmica
6.4.6 Cálculo do Número de Placas
Calculando-se as velocidades para o xarope e para a água com o número de placas igual a 7 tem-se que:
Desta forma o TCP projetado terá 7 placas: o xarope entrará com temperatura de 100ºC e deixará o TCP a
20ºC.
7 CONTROLE DE QUALIDADE
7.1 Controle de Qualidade das Matérias-Primas
7.1.1 Água
A qualidade da água usada na produção de refrigerantes tem implicações diretas na qualidade do produto
final, assim seu tratamento é obrigatório e varia de acordo com a fonte e a composição química da água.
As principais etapas realizadas em uma Estação de Tratamento de Água (ETA) de uma indústria de
refrigerantes incluem: coagulação-floculação e posterior separação das partículas por decantação ou flotação;
filtração de areia; supercloração; filtração de carvão ativado e polimento final.
As análises realizadas são:
pH: não é especificada como parâmetro de identidade e qualidade para a água.
Sulfatos: o teor máximo de sulfatos aceitável para água de consumo humano é 250 mg/L. O resultado médio
de sulfatos para a água após os filtros de carvão é de aproximadamente 90 % menor.
36
Alcalinidade: não é especificada como parâmetro de identidade e qualidade para a água.
Turbidez: A água adequada ao consumo humano deve apresentar turbidez menor que 5 UT. A passagem da
água por filtros de carvão, devido à alta porosidade das partículas do recheio, reduz a turbidez em
aproximadamente 98%.
Cloretos: teor máximo de cloretos aceitável para água de consumo humano é 250 mg/L. O resultado médio
de cloretos para a água após os filtros de carvão é de aproximadamente 90 % menor, não conferindo
nenhum sabor salino à água.
Dureza: O valor máximo de referência para a água destinada ao consumo humano é de 500 mg/L, no
entanto o valor desse parâmetro após a passagem pelos filtros de carvão será aproximadamente zero.
Ferro: É adotado o limite de 0,3 mg/L para a concentração de ferro.
Alumínio: O valor desse parâmetro após a passagem pelos filtros de carvão será aproximadamente zero.
Cloro: o teor de cloro deve ser aproximadamente zero na água de processo destinada à fabricação dos
refrigerantes. Esse valor é conseguido após a passagem da água pelos filtros de carvão.
Sólidos totais dissolvidos: O resultado médio de sólidos totais dissolvidos para a água após os filtros de
carvão é reduzido em 95 % em relação ao valor exigido pela portaria 518.
Cor: A cor de uma água de abastecimento geralmente está em torno de 2 uH, após a pesagem pelos filtros
de carvão o seu valor será de 0 uH.
Odor e gosto: O odor e gosto da água para consumo humano devem ser não objetáveis. A passagem da água
pelos filtros de carvão garante a manutenção dessa característica.
7.1.2 Açúcar
A qualidade do açúcar cristal a ser utilizado deverá atender às seguintes especificações (LIMA, 2009):
O açúcar cristal deve estar bem seco e isento de materiais estranhos;
O teor de umidade não deve ultrapassar 0,1%, pois o açúcar úmido está propenso à contaminação
microbiológica;
O açúcar dissolvido em água deverá apresentar uma solução transparente;
O açúcar cristal deverá apresentar um tamanho de cristais uniforme e de cor branca.
37
7.1.3 Concentrados e Aditivos
Para garantir que tanto os concentrados quanto os aditivos sejam de boa qualidade, primeiramente deve-se
levar em conta a procedência dos mesmos. A empresa que os distribui deve ser de confiança e também deve
apresentar documentos que garantam sua qualidade, indicando o lote de produção, data, ingredientes, entre outros
dados.
A apresentação e conservação desses ingredientes podem ser asseguradas desde que o produto seja
armazenado em locais adequados, que o estoque tenha uma rotatividade adequada evitando um período de
armazenamento muito prolongado, já que éstes podem perder sua qualidade e consequentemente interferir na
qualidade do refrigerante.
7.1.4 Gás Carbônico (CO2)
Dentre os parâmetros de pureza do gás carbônico para uso em bebidas recomenda-se (LIMA, 2009):
Pureza > 99,5%;
Água < 60 ppm;
Hidrocarbonetos Voláteis < 20 ppm;
Oxigênio < 30 ppm;
Monóxido de Carbono < 10 ppm;
Sulfeto de Hidrogênio < 1 ppm;
Óxidos de Nitrogênio < 5 ppm;
Anidro Sulfuroso < 5 ppm.
7.1.5 Carvão Ativo e Terra Diatomácea
Basicamente, a qualidade de ambos é constatada a partir de sua eficiência no processo de filtração. O local
de armazenamento é primordial para manter sua qualidade, assim como o controle de temperatura e umidade do
local.
38
8 TRATAMENTO DE RESÍDUOS
A responsabilidade social e ambiental da indústria é um assunto que vem crescendo de forma contínua e
tem ganho uma importância notável nos dias de hoje. Apesar de haver uma legislação a ser cumprida, ainda assim
muitas empresas não as respeitam, descartando efluentes de forma irresponsável, causando assim grandes estragos
ao meio ambiente. Dessa forma, evidenciam seu descaso ante o tamanho do problema que é o tratamento
inadequado de efluentes e a poluição.
Existe uma cobrança contínua por parte da sociedade e dos governos para que se possa minimizar os
resíduos industriais, tentando conscientizar a sociedade dos estragos que os efluentes podem causar. Com isso, é de
suma importância que a empresa possua uma estrutura para o tratamento de efluentes antes que estes sejam
descartados e lançados aos rios e mares.
É muito importante o tratamento adequado dos resíduos gerados pela indústria de refrigerante, pois os
efluentes líquidos possuem elevada carga orgânica biodegradável, que quando lançados sem tratamento nos corpos
d’água podem causar o consumo excessivo de oxigênio dissolvido na água. Portanto, é necessário que saiba-se
identificar os tipos de efluentes gerados, que variam de acordo com o processo produtivo, e consequentemente a
carga orgânica dos resíduos para podermos projetar uma base de tratamento de efluentes adequada e eficiente.
Vale ressaltar que também são gerados efluentes sólidos, tais como garrafas, porém estes estão praticamente
fora do controle do produtor, salvo os casos do uso de garrafas retornáveis, onde é possível diminuir o impacto
ambiental. A empresa deve preocupar-se com a conscientização de seus clientes quanto ao descarte correto das
embalagens PET utilizadas.
Podemos dividir os efluentes da indústria de refrigerantes em:
Efluentes Líquidos
Resíduos Sólidos
Resíduos Pós-Consumo
8.1 Tratamento dos Efluentes Líquidos
Conhecendo o processo, sabe-se que basicamente os efluentes líquidos provém das etapas de lavagem (seja
dos vasilhames, equipamentos ou da instalação em si, das tubulações e pisos), das águas do sistema de
resfriamento, das águas utilizadas diretamente no processo industrial ou incorporadas ao produto, do descarte de
produtos defeituosos ou retornados do mercado e dos esgotos sanitários dos funcionários (FILIPAKI, et al, 2009).
39
Os efluentes são ricos em açúcares, possuem pH alcalino. Apresentam elevada carga orgânica (DBO, DQO
e sólidos totais) devido ao açúcar do xarope e dos extratos vegetais utilizados na formulação da bebida. Porém, a
caracterização deste efluente varia de acordo com o processo produtivo, principalmente devido à tecnologia
empregada durante as etapas de lavagem (FILIPAKI, et al, 2009).
As águas utilizadas nos sistemas de refrigeração e caldeiras não são consideradas como efluentes industriais, pois
normalmente são aproveitadas em sistema de recirculação (Minas Ambiente / CETEC, 1998, vol. I).
A Tabela 4 a seguir apresenta a caracterização do despejo bruto de uma indústria de refrigerantes, segundo
Berenhauser (1999).
Tabela 4: Caracterização do despejo bruto de uma indústria de refrigerantes
Parâmetros Média Faixa de Variação
DBO (mg/L) 1.188 940 - 1.335
DBO (Kg/m3) 4,8 ...
DQO (mg/L) 2.149 1.616 - 3.434
Resíduo Total (mg/L) 2.003 1.704 - 2.210
Resíduo Volátil (mg/L) 1.532 1.292 - 1.724
Resíduo Não Filtrável (mg/L) 602 351 - 759
Resíduo Não Filtrável Vol. (mg/L) 495 236 - 655
NTK (mg/L) 34,6 22 - 49
N-Nitrato (mg/L) 2,0 2,0
N-Nitrito (mg/L) 0,16 0,05 - 0,40
Fósforo Total (mg/L) 6,68 4,0 - 13
Surfactantes (mg/L) 0,45 0,22 - 0,80
Óleos e Graxas (mg/L) 87 69 - 115
pH 10,2 8,0 - 12,3
Temperatura (C) 32,0 28 - 35
Vazão Específica (m3 /m
3 cerveja) 4,0 ...
Fonte: CETESB- “Levantamento dos Despejos de uma Indústria de Refrigerantes no Estado de São Paulo - 1985”.
40
Para realizar o tratamento de efluentes (Figura 14) é necessária a associação de diferentes níveis de
tratamento:
Tratamento Primário
Tratamento Secundário
Tratamento Terciário
Figura 14: Fluxograma para o tratamento de Efluentes Líquidos.
O tratamento primário consiste na junção do efluente industrial com o sanitário, e tratamento preliminar,
composto por medidor de vazão, grade e caixa de areia. O tratamento inicial consiste na junção do efluente
industrial com o sanitário, e tratamento preliminar, composto por medidor de vazão, grade e caixa de areia.
No tratamento secundário inicia-se o processo anaeróbio. De acordo com SANTOS e RIBEIRO (2005),
antes do tratamento biológico, deve-se construir um tanque de neutralização, onde o pH deve ser corrigido próximo
41
à neutralidade para fornecer as condições para o bom desempenho do reator anaeróbio. Ainda, no tanque de
neutralização, podem ser adicionados os nutrientes (fósforo e nitrogênio) ao efluente, quando necessário
O efluente do reator anaeróbio pode ser recirculado para o tanque de neutralização. Depois do reator
anaeróbio o efluente passa para a etapa aeróbia de pós-tratamento.
O tratamento terciário é composto por lagoas de aeração e de decantação. Na primeira lagoa, a oxigenação
do efluente é muito importante na degradação da matéria orgânica. A lagoa de decantação é fundamental para a
clarificação final do efluente.
O uso de reatores anaeróbios no tratamento de efluentes das indústrias de refrigerantes é bastante
recomendado pela economia, principalmente nos usos de aeradores e pela geração de gás combustível (CH4) que
pode ser aproveitável. Porém o uso desses reatores exige um pós-tratamento por não apresentar alta eficiência na
remoção da matéria orgânica e ainda, pelo seu efluente possuir baixo nível de oxigênio, cor e odor elevado
(FILIPAKI, et al, 2009).
8.2 Resíduos Sólidos
A produção de refrigerantes gera resíduos sólidos quase que exclusivamente na etapa de envase e
acondicionamento (SANTOS e RIBEIRO, 2005):
Garrafas PET defeituosas;
Restos de plástico das embalagens e rótulos.
Borra de rótulos da lavagem de garrafas.
8.3 Resíduos Pós-Consumo
O descarte após o uso de grandes volumes de embalagens de PET de modo inadequado consiste atualmente
numa questão ambiental de grande relevância, por causar problemas desde a poluição visual de corpos d’água até o
entupimento de bueiros e galerias pluviais, incluindo a proliferação de mosquitos vetores de diversas doenças.
A solução para estes problemas passa necessariamente pela melhoria do sistema de coleta, uma vez que o
PET é um material 100% reciclável.
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9 LAYOUT
O estudo do arranjo físico de móveis e equipamentos em qualquer ambiente de trabalho é de suma
importância, pois disso depende o bem estar e, consequentemente, o melhor rendimento dos colaboradores. Uma
boa disposição de móveis e equipamentos faculta maior eficiência dos fluxos de trabalho e uma melhora na própria
aparência do local de trabalho.
A construção de edifícios destinados a trabalhar com alimentos é procedida de aprovação do projeto de
construção e das instalações pelo órgão competente. A edificação do estabelecimento e áreas circundantes deve ser
projetada levando-se em conta:
Que possam ser mantidas livres de odores estranhos, pó, fumaça e outros poluentes;
Dimensões suficientes para atender o objetivo visado, sem excesso de equipamento ou de pessoal;
Sólida construção;
Caimento das águas;
Alvará Sanitário de Funcionamento;
Fluxo correto de serviço.
Todas as considerações apresentadas a seguir têm como base a Portaria nº 326, de 30 de junho de 1997 –
MS – que aprova o Regulamento Técnico “Condições Higiênico - Sanitárias e de Boas Práticas de Fabricação para
Estabelecimentos Produtores Industrializadores de Alimentos”, no âmbito federal.
9.1 Estrutura Física
O layout da indústria de refrigerantes de sabores exóticos contará com uma área de 1.500 m2 e pode ser
visualizado no Apêndice B.
A estrutura física deve apresentar as seguintes características:
Piso, paredes e forro: material liso, impermeável, lavável, resistente e de cor clara. Em bom estado de
conservação e limpeza, livre de rachaduras, umidade e bolor. Declividade suficiente direcionada ao ralo;
Portas e janelas: com superfície lisa, de fácil limpeza e mantidas fechadas. Proteção contra a entrada de
insetos e/ou outros animais. Todas as aberturas teladas (telas milimétricas), bem como sifão e proteção para
os ralos.
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9.2 Instalações Sanitárias e Vestiários
Devem ser separados por sexo e em perfeitas condições de higiene e organização, com iluminação e
ventilação adequadas. Ausência de comunicação direta com a área de trabalho. Sanitários com tampa, mictórios e
lavatórios íntegros, servidos de água corrente e conectados à rede de esgoto (ou fossa aprovada).
Lavatórios dotados de produtos destinados à higienização das mãos: água corrente, sabão líquido, toalhas
descartáveis e lixeiras com pedal.
9.3 Iluminação e Instalação Elétrica
Os estabelecimentos devem ter iluminação natural ou não artificial que possibilitem a realização dos
trabalhos e não comprometa a higiene dos alimentos. As fontes de luz artificial, de acordo com a legislação, devem
estar suspensas ou colocadas diretamente no teto e que se localizem sobre a área de manipulação dos alimentos, em
qualquer das fases da produção, devem ser do tipo adequado e estar protegidas contra quebras. A iluminação não
deverá alterar as cores.
9.4 Ventilação
O estabelecimento deve dispor de ventilação adequada de tal forma e evitar o calor excessivo, a
condensação do vapor, o acúmulo de poeira, com a finalidade de eliminar o ar contaminado. A direção da corrente
de ar nunca deve ir de um local sujo para um limpo.
10 ANÁLISE FINANCEIRA
Ao abrir um negócio, os riscos envolvidos são sempre os itens que mais preocupam os novos
empreendedores. Porém, para que estes sejam amenizados, é necessário saber identificá-los, atribuir-lhes seu
devido peso e posteriormente, seguindo algumas etapas e critérios, com um planejamento adequado, é possível que
a empresa progrida de maneira segura e bastante satisfatória. Para isso, precisamos de um plano de negócio que nos
permita manipular de forma correta todas as variáveis envolvidas para a execução do projeto.
Dentro deste plano de negócio devemos considerar:
44
A análise de aspectos como finanças, marketing, processos e custos operacionais, aspectos legais, etc. Tudo
isso envolve um planejamento prévio já que todos estes aspectos estão diretamente ligados ao investimento
que será feito.
Obtenção de empréstimo, geralmente a longo prazo, visando uma taxa de juros razoável de acordo com o
montante a ser financiado, o número de parcelas a serem amortizadas e período do pagamento. Hoje em dia
existem cooperativas de créditos com programas direcionados a micro e pequena empresas.
Uma visão clara do futuro, definidas as expectativas.
Os meios de avaliar o negócio e seu rumo estratégico.
Para chegar ao resultado final do nosso projeto, ou seja, a obtenção do produto a ser comercializado, é
preciso identificar os custos fixos e variáveis, expectativa de vendas, preço de venda dos produtos, expectativa de
lucro/prejuízo e finalmente o capital de giro necessário.
Com o intuito de implantar uma indústria de refrigerantes de sabores exóticos de pequeno porte, utilizou-se
como referência uma capacidade de produção de 9.000 litros de refrigerante a cada batelada, 18.000 litros de
refrigerante por dia, totalizando 360.000 litros de refrigerante por mês. A cidade escolhida para implantação de tal
indústria foi a de Rancho Queimado/SC. Foi escolhido este município porque neste há disponibilidade de recursos
como água de excelente qualidade, incentivos municipais e também pela proximidade com a capital, Florianópolis.
10.1 Investimentos Iniciais
Estima-se que a área necessária em função do volume dos equipamentos, e exigências legais seja de 1.500
m2, de acordo com o layout apresentado no Apêndice B. Os investimentos iniciais tratam-se da compra do terreno e
construção da fábrica. Em pesquisa informal realizada na Indústria de Refrigerantes Pureza em Rancho
Queimado/SC acredita-se que o investimento inicial seja o apresentado na Tabela 5.
Tabela 5: Investimento inicial para a implantação de indústria de refrigerantes.
Investimento Valor (R$)
Terreno de 1.500 m2 200.000,00
Construção (obra civil e elétrica) 700.000,00
Total 900.000,00
Fonte: Indústria de Refrigerantes Pureza.
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Existem ainda os custos legais de abertura de uma unidade de produção de alimentos. Neste sentido, os
principais custos legais são dados pelo licenciamento da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental –
CETESB, taxas e alvarás municipais, auto de vistoria do Corpo de Bombeiros, e registro na Junta Comercial do
Estado de Santa Catarina (JUCESC). Tais custos estão descritos na Tabela 6.
Tabela 6: Custos legais de abertura de uma unidade de produção de alimentos.
Instituição Valor (R$)
CETESB 5.000,00
Prefeitura Municipal 350,00
Corpo de Bombeiros 200,00
JUCESC 42,00
Total 5.592,00
Fonte: CETESB, Indústria de Refrigerantes Pureza, e JUCESC.
Os custos de licenciamento ambiental exigido pela CETESB compõem-se de três tipos de licença: licença
prévia, licença de instalação e licença de funcionamento. O valor apresentado na Tabela 6 refere-se a uma
simulação de custo que pode ser realizada no site da CETESB.
A abertura de uma empresa de produção também está sujeita a uma série de taxas e alvarás concedidos pela
Prefeitura Municipal e compõem-se de taxa de licença, taxa de inscrição, taxa de publicidade, taxa de vistoria, e
alvará de funcionamento que totalizam o valor descrito na Tabela 6. A estimativa do referido valor foi feita em
pesquisa informal na Indústria de Refrigerantes Pureza localizada em rancho Queimado/SC.
O Corpo de Bombeiros também deve realizar uma vistoria na indústria e o valor de tal atividade também foi
estimado em pesquisa informal na Indústria de Refrigerantes Pureza.
Na Junta Comercial do Estado de Santa Catarina (JUCESC), é necessário o pagamento da Guia de
Recolhimento (GARE) e do Documento de Arrecadação da Receita Federal (DARF), cujos valores foram
consultados no site da própria JUCESC.
46
10.1.2 Equipamentos, Móveis e Material de Escritório
Os valores dos equipamentos necessários para uma produção mensal de 360.000 litros de refrigerante,
utilizando garrafas PET de 600 mL, tipo de tampa rosca plástica foram retirados dos trabalhos de pesquisa de
Rocha (2006) e de Salata e Filho (2006). Nos referidos trabalhos os autores obtiveram os valores dos equipamentos
para uma produção mensal de refrigerantes similar a 360.000 litros/mês e, além do mais, utilizaram como fonte de
valores para a maioria dos equipamentos a empresa Zegla Ind. De Máquinas para Bebidas Ltda.. A maioria dos
equipamentos descritos no Item 5 deste trabalho refere-se a empresa Zegla. Os valores dos equipamentos
encontram-se expostos na Tabela 7.
Tabela 7: Custo dos equipamentos necessários para linha de produção de 360.000 litros/mês.
Equipamento Fornecedor Quantidade Valor Unitário (R$) Valor Total (R$)
Filtro Declorador de Água ZEGLA 01 28.067,34 28.067,34
Caldeira DANVIC 01 30.000,00 30.000,00
Calha Dissolvedora de Açúcar ZEGLA 01 32.442,12 32.442,12
Tanque Fervedor de Xarope ZEGLA 01 14.378,94 14.378,94
Filtro Pré-Capa ZEGLA 01 20.586,66 20.586,66
Bomba Centrífuga Sanitária CANAÃ 02 2. 450,85 4.901,70
Trocador de Calor a Placas GEA do Brasil 01 16.000,00 16.000,00
Tanques com Agitação ZEGLA 03 11.018,72 33.056,16
Máquina Sopradora de Pré-Formas MULTIPET 01 160.000,00 160.000,00
Sistema Pré-Mix Unimix ZEGLA 01 97.465,08 97.465,08
Conjunto Blocado ZEGLA 01 200.766,60 200.766,60
Empacotadora Automática ZEGLA 01 56.401,00 56.401,00
TOTAL 694.065,60
Fonte: Rocha (2006), Salata e Filho (2006).
Os custos relativos aos móveis e materiais de escritório necessários a indústria estão listados na Tabela 8.
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Tabela 8: Custos relativos aos móveis e materiais de escritório.
Tipo Quantidade Valor Unitário (R$) Valor Total (R$)
Computador 02 1.099,00 2.198,00
Impressora 01 270,00 270,00
Aparelho Telefônico 03 129,00 387,00
Cadeira Giratória 02 521,90 1.043,80
Cadeiras 10 150,00 1.500,00
Mesa para reuniões 01 1.199,00 1.199,00
Armário para Escritório 01 360,00 360,00
Mesa para Escritório 02 119,00 238,00
Balcão para Escritório 01 150,00 150,00
Conjunto de mesa com 6 cadeiras para refeitório 03 900,00 2.700,00
Cafeteira 01 399,00 399,00
TOTAL 10.444,80
Fonte: Sites de Venda (2011) (Mercado Livre, Submarino, Magazine Luiza, etc.)
A Tabela 9 resume os resultados obtidos dos investimentos iniciais para a implantação da indústria, objeto
deste estudo.
Tabela 9: Investimentos iniciais para a implantação da indústria.
Item de Investimento Valor (R$)
Terreno 200.000,00
Construção 700.000,00
Custos Legais 5.592,00
Aquisição de Equipamentos 694.065,60
Móveis e Material de Escritório 10.444,80
TOTAL 1.610.102,40
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10.2 Custos de Produção
10.2.1 Matérias-Primas
Primeiramente, estimou-se o custo da produção de 1 litro do refrigerante sabor limão com toque de
gengibre, que será o principal produto da empresa. Foi determinado um custo padrão para o produto produzido em
condições ideais. De acordo com a Tabela 10, obteve-se um valor de R$ 0,84 para cada litro de refrigerante
produzido, sem ainda ser levado em consideração o preço da embalagem.
Tabela 10: Estimativa do custo de 1 litro de refrigerante sabor limão com toque de gengibre.
Matérias - Primas Unidade Quantidade Valor Unitário (R$) Valor Total (R$)
Suco Concentrado (limão) Kg 0,00415 46,00 0,19
Açúcar Cristal Kg 0,780 0,73 0,57
Água m3 0,000867 2,50 0,0022
Carvão Ativo Kg 0,00195 2,20 0,0043
Terra Diatomácea Kg 0,0065 2,50 0,016
Sorbato de Potássio Kg 0,00035 10,25 0,0036
Essência de Gengibre L 0,0003 120,00 0,036
Aroma Natural Lima-Limão L 0,0004 45,00 0,018
Gás Carbônico Kg 0,009 4,50 0,004
TOTAL 0,84
Fonte: Rocha (2006), Salata e Filho (2006).
10.2.2 Embalagem
De acordo com o volume de produção estipulado de 360.000 litros/mês, o projeto inicial é que o produto
seja comercializado em garrafas PET de 2 litros e 250 ml. Para isso será necessário a compra de pré-formas de 54g
e 17g.
Para a produção de refrigerantes de 2 litros serão necessárias 90.000 pré-formas (total de 180.000 litros
engarrafados). O custo unitário de cada uma delas é de aproximadamente R$0,12. Para a produção de refrigerantes
de 250 ml serão necessárias 720.000 pré-formas (total de 180.000 litros engarrafados) no valor de
aproximadamente R$0,08 cada.
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Essas pré-formas serão de cor dourada perolizada, etiquetadas com “camisas” termicamente soldadas com
sua devida rotulagem, de acordo com as exigências da legislação vigente. O valor do rolo da etiqueta de 20 kg é de
R$45,00.
Além disso, será necessária a compra das tampas das garrafas, cujos bocais são padronizados, independente
do volume do molde. O valor aproximado de cada tampa é de R$0,04.
No total, o custo das garrafas de 250 ml e 2 litros com as tampas pode ser analisado na Tabela 11.
Tabela 11: Custo mensal com embalagem para uma produção de 360.000 litros de refrigerante por mês.
Produto Quantidade Valor unitário (R$) Valor Mensal (R$)
Garrafa 2 litros 90.000 0,12 10.800,00
Garrafa 250 ml 720.000 0,06 43.200,00
Tampa 810.000 0,04 32.400,00
Rolo de etiqueta 200* 45,00 9.000,00
TOTAL (mensal) 95.400,00
*valor estimado já que não se sabe ao certo o peso de etiqueta necessária que serve como “camisa” para as garrafas.
10.2.3 Mão-de-obra
Por se tratar de uma indústria de pequeno porte, e em função do tempo de funcionamento dos equipamentos,
estipulou-se um período de trabalho de 8 horas diárias (das 8:00 às 17:00 horas), com apenas um turno de trabalho.
Como a produção é em batelada um funcionário poderá assumir até duas funções no decorrer do turno de trabalho,
conforme descrito na Tabela 12. Serão necessários 10 funcionários e os salários são diferenciados para cada
atividade assumida.
50
Tabela 12: Determinação do número de funcionários e custo da mão-de-obra operacional.
Funcionário Equipamento e/ou Função Salário + Encargos Trabalhistas (R$/mês)
A Caldeira e Filtro Declorador 2.100,00
B Produção de Xarope Simples 2.900,00
C Produção de Xarope Composto 2.900,00
D, E, F Envase 2.100,00
G, H Embalagem e Carregamento 2.100,00
I Serviços Gerais (Inspetor/Técnico) 2.500,00
J Auxiliar de Serviços Gerais 2.100,00
TOTAL (mensal) 16.700,00
Fonte: Indústria de Refrigerantes Pureza.
O custo da mão-de-obra foi baseado em dados fornecidos pela Indústria de Refrigerantes Pureza.
Considerando as categorias profissionais dos trabalhadores assalariados e incluindo 100% de encargos sociais.
10.2.4 Custo da Produção Mensal
A Tabela 13 traz o custo da produção de 360.000 litros/mês do refrigerante sabor limão com toque de
gengibre.
Tabela 13: Custo mensal da produção de 360.000 litros de refrigerante.
Itens Valor Total Mensal (R$)
Matérias-primas 302.400,00
Mão-de-obra na produção 16.700,00
Embalagem 95.400,00
Energia elétrica + térmica 3.675,64
Seguro 450,00
Manutenção/Conservação 1.000,00
TOTAL 419.625,64
Custo por litro produzido 1,16
51
O custo obtido foi em média de R$ 1,16/litro. Trata-se de um custo de referência, sujeito a riscos normais de
produção e de mercado. Desta forma poder-se-ia considerar que a garrafa de 2 litros tem um custo de R$ 2,32 e que
a garrafa de 250 mL tem um custo de R$ 0,29.
10.3 Receitas
Primeiramente, tendo-se o custo unitário do refrigerante de 2 litros e de 250 mL, calculou-se o custo de
comercialização dos produtos adicionando-se os impostos pagos (Tabela 14). A alíquota interna do ICMS para o
Estado de Santa Catarina é de 17%. Outros impostos podem totalizar 30% ou mais.
Tabela 14: Estimativa dos custos dos produtos acrescidos dos impostos.
Produto Preço da Produção (R$) ICMS (R$) Outros Impostos (R$) Total (R$)
Refrigerante 2 Litros 2,32 0,39 0,70 3,41
Refrigerante 250 mL 0,29 0,05 0,09 0,43
Considerou-se o lucro desejado tendo em vista o preço das marcas concorrentes e calculou-se o preço de
venda dos produtos (Tabela 15).
Tabela 15: Estimativa do preço de venda.
Produto Valor Comercialização (R$) Lucro (%) Lucro (R$) Valor de Venda (R$)
Refrigerante 2 Litros 3,41 30 1,02 4,43
Refrigerante 250 mL 0,43 200 0,86 1,29
Para a estimativa da receita mensal da empresa admite-se que o mercado absorva toda a produção, tendo em
vista a boa aceitação que os refrigerantes possuem no mercado regional, conforme foi verificado na pesquisa de
mercado (Tabela 16).
52
Tabela 16: Estimativa do faturamento mensal da empresa – produção mensal de 360.000 litros.
Produto Quantidade Valor de Venda (R$/unidade) Total (R$)
Refrigerante 2 Litros 90.000 4,43 398.700,00
Refrigerante 250 mL 720.000 1,29 928.800,00
TOTAL Faturamento Mensal 1.327.500,00
10.4 Financiamento
No caso das pequenas empresas, uma boa opção para se conseguir um financiamento são as cooperativas de
crédito, que hoje são cerca de 1.500. A Agência SEBRAE/SC de Notícias divulgou em outubro deste ano que até
2014, o SEBRAE/SC, juntamente com 40 cooperativas de crédito, pretende ampliar em 107% o volume de crédito
concedido às micro e pequenas empresas catarinenses.
Tendo em vista que o investimento inicial para a abertura da Indústria de Refrigerantes de Sabores Exóticos
é de R$ 1.610.102,40 (Tabela 9), e que o custo de um mês de produção gira em torno de R$ 420.000,00 (Tabela 13)
a empresa teria que pedir um empréstimo inicial de pelo menos R$ 2.200.000,00, que seria o capital de
investimento.
Fazendo-se uma simulação de empréstimo no valor de R$ 2.200.000,00 no site do Sistema de Cooperativas
do Brasil (SICOOB) chegou-se nas seguintes condições:
Taxa de Juros Mensal = 1,78%
Número de Parcelas = 60
Valor da Parcela = R$ 59.963,78
O lucro mensal da empresa calculado com base nos gastos mensais fixos, incluindo o pagamento da parcela
do financiamento, seria de R$ 804.410,58 (Tabela 17). Parte do lucro mensal pode ser dividida entre os sócios
como forma de remuneração, no entanto a empresa deve investir no permanente aperfeiçoamento de suas relações
com todos os públicos dos quais depende e se relaciona: clientes, fornecedores, empregados, parceiros e
colaboradores.
53
Tabela 17: Lucro mensal da empresa.
Receita Mensal (R$) Despesa Mensal Fixa (R$) Parcela Empréstimo Mensal (R$) Lucro Mensal (R$)
1.327.500,00 - 419.625,64 - 59.963,78 847.910,58
Investir na própria empresa significa mantê-la atualizada no mercado, tanto em termos de tecnologia quanto
na área de produtos e sistemas. Investir na empresa tem como objetivo fazê-la crescer e ganhar uma fatia em seu
segmento cada vez maior, no entanto deve-se estar atento à tendências de mercado e fazer um bom planejamento.
10.5 Marketing
Um dos pontos fundamentais para o desenvolvimento e divulgação do produto está relacionado ao
marketing.
Através do marketing é possível atrair clientes levando em conta alguns instrumentos básicos:
Comercialização de produtos que satisfaçam a vontade do cliente;
Preço adequado;
Acessibilidade ao produto nos pontos de venda;
Distribuição eficiente;
Propaganda através da mídia, internet, contato direto em pontos de venda, etc.;
Outro aspecto importante é a concorrência. É necessário que o produtor esteja informado e atualizado no
mercado, buscar formas de melhorar o produto, ter a capacidade de antecipar acontecimentos, inovar e ousar.
Nosso objetivo é utilizar os meios já mencionados para a divulgação do nosso produto, procurando manter
um contato direto com nossos clientes em potencial, possuir um meio de comunicação do estilo SAC (Serviço de
Atendimento ao Cliente) para poder coletar informações, críticas, sempre visando à melhoria de nossos produtos e
serviços.
Alguns fatores importantes necessários para estabelecer o plano de marketing é conhecer o mercado, saber o
público alvo, conhecer os produtos da concorrência, conhecer o gosto do cliente e saber sua opinião frente a novos
produtos, dados estes que foram coletados na pesquisa de mercado feita previamente, o que pode nos dar uma idéia
de como será o comportamento dos nossos possíveis consumidores.
54
10.6 Distribuição e Venda
O gerenciamento de vendas é uma ferramenta fundamental para que as metas de vendas sejam alcançadas.
É importante que haja um controle de estoque, rotatividade da distribuição agendada, respeitando os
períodos em que as empresas, depósitos, locais de venda a varejo e demais estabelecimentos estejam programadas
para receber o produto.
A distribuição do produto será terceirizada, portanto, é de suma importância que tenhamos conhecimento da
qualidade de serviço da empresas contratadas para realizar este serviço. Esta informação pode ser coletada a partir
do “feedback” de nossos fornecedores.
O produto será primeiramente comercializado na região da Grande Florianópolis e alguns municípios do
Oeste e Norte do Estado.
55
CONCLUSÃO
Sabe-se que no Brasil, o mercado de refrigerantes é praticamente dominado pelas grandes marcas de
refrigerantes internacionais, havendo também uma influência expressiva no mercado, das marcas nacionais
consumidas no nosso país.
O acesso às bebidas nacionais no exterior também tem crescido bastante nos últimos tempos, permitindo
que brasileiros e estrangeiros tenham contato com produtos produzidos aqui, expandindo assim os negócios das
empresas locais.
A concorrência é um fator muito importante a ser levado em conta ao introduzir um novo produto no
mercado, seja ele de qualquer natureza. Portanto, para que seja possível avaliar as possibilidades, viabilidade, riscos
e demais aspectos relevantes na a tomada de decisão de se criar ou não um novo produto, é necessário um projeto
bastante minucioso para a concretização da idéia inicial.
Neste projeto foram realizadas muitas pesquisas interessantes e também foi possível aprender de perto todos
os aspectos que englobam uma indústria de refrigerante já que tivemos a oportunidade de visitar uma empresa do
ramo, cujo projeto está direcionado.
Acreditamos que a realização desde projeto tenha despertado em nós e talvez em outros alunos um lado da
Engenharia que não se sente com tanta freqüência durante o percorrer do curso. A outros talvez tenha apenas
aguçado este sentimento, vendo através de dados reais que é possível criar algo pra si mesmo.
A realização de projetos é bastante motivadora para àqueles que possuem espírito empreendedor, e que
desejam um dia abrir seu próprio negócio. É possível realizar este desejo, conhecendo através de um projeto, todas
as peculiaridades que um negócio, que uma indústria, está composta.
É claro que, apesar das informações colhidas referente às áreas mais burocráticas fazerem parte do projeto,
tudo que envolve a produção em si como equipamentos, a importância de cada um durante o processo produtivo,
áreas de controle de ingredientes, controle de qualidade entre outros, nos mostrou a importância de um Engenheiro
de Alimentos em uma indústria e como podemos ser aproveitados em diversas funções.
Concluindo, toda a experiência obtida através deste projeto nos mostrou a importância que nós, futuros
Engenheiros de Alimentos, temos dentro de uma indústria. Mostrou-nos também a gama de possibilidades de áreas
de atuação nas quais poderemos trabalhar, executar e criar.
56
APÊNDICE A
Cálculo da quantidade de calor que o xarope simples cederá à água durante a passagem pelo TCP, para que
passe da temperatura inicial de 100ºC para a final de 20ºC:
=
= 5.000 kg/h x 0,640 kcal/kg ºC x (100 – 20) ºC
= 256.000 kcal/h
Cálculo da Diferença Térmica Média Logarítmica (DTML)
Cálculo dos Coeficientes Convectivos de Transferência de Calor (h)
Para isso, pode-se utilizar a seguinte correlação:
onde, De é o diâmetro equivalente da seção, cujo valor é dado por duas vezes o espaçamento entre as placas. Para o
TCP em questão, De = 2 x 0,0025 m = 0,005 m. Portanto, os valores dos coeficientes convectivos são calculados a
seguir:
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Cálculo do Coeficiente Global de Transferência de Calor (U)
Conhecidos os valores dos coeficientes convectivos, é necessário calcular o coeficiente global de
transferência de calor U, que é dado pela equação:
onde eplaca é a espessura da placa, tomada como 0,001m. O valor de ktitânio é de 21,9 kcal/m.h.ºC, segundo
Incropera,1990. Substituindo-se os valores na equação, encontra-se:
Cálculo da Área Total de Troca Térmica
Considerando-se que não há perda de calor para o ambiente durante todo o processo de passagem dos
fluidos, conforme já calculado, o calor requerido é de:
= 256.000 kcal/h
O calor total transferido pelas placas é dado pela equação:
58
APÊNDICE B
59
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![ANO XXII - 2011 - 1ª SEMANA DE SETEMBRO DE 2011 BOLETIM ...€¦ · EQA = [EQL x (1 + TMS)]” (NR) Art. 5º - Fica excluído o termo “TMS* = Taxa Média SELIC efetiva acumulada](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/5eb8698c19ced03315371e82/ano-xxii-2011-1-semana-de-setembro-de-2011-boletim-eqa-eql-x-1-tmsa.jpg)
