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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23907| Título: | Projeto industrial de produção de ácido lático utilizando permeado de soro de leite como substrato para a fermentação |
| Título(s) alternativo(s): | Industrial project of lactic acid production using whey permeate as substrate for fermentation |
| Autor(es): | Souza, Edivan Costa de Dantas, Lucas Froes Olivi Silva, Wallisson Bosa da |
| Orientador(es): | Scheufele, Fabiano Bisinella |
| Palavras-chave: | Estudos de viabilidade Fermentação Laticínios Feasibility studies Fermentation Dairying |
| Data do documento: | 29-Nov-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | SOUZA, Edivan Costa de; DANTAS, Lucas Froes Olivi; SILVA, Wallisson Bosa da. Projeto industrial de produção de ácido lático utilizando permeado de soro de leite como substrato para a fermentação. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2019. |
| Resumo: | A grande produção leiteira do Brasil vem proporcionando um crescimento considerável dos laticínios da região Sul e Sudeste, causando assim impactos sociais e econômicos nesses locais. Juntamente com o processamento de leite, esses laticínios vêm desenvolvendo diversos métodos de produção de derivados desse produto, a fim de aumentar a lucratividade dos processos de beneficiamento de laticínios. Dentre esses derivados, um dos mais difundidos é o queijo, cuja produção envolve uma etapa de prensagem do leite, que acaba produzindo grandes quantidades de soro de queijo, um subproduto de elevada carga orgânica e de difícil tratamento por métodos convencionais (lagoas de estabilização ou métodos físico-químicos). Esse subproduto vem sendo utilizado para a obtenção da proteína de soro de leite, a qual é muito utilizada como suplemento alimentar e, geralmente, obtida por processos de separação por membranas. Neste processo é gerado como resíduo o permeado de soro de leite, que vem sendo muito estudado como meio de cultura para processos fermentativos devido à sua alta concentração de lactose e sais minerais. Dentre os potenciais produtos que podem ser obtidos está o ácido lático, muito utilizado nas indústrias químicas, de alimentos e polímeros. Nesse contexto, o objetivo do presente projeto consistiu em avaliar a viabilidade da produção fermentativa de ácido lático utilizando permeado de soro de queijo como substrato. Para isso, fez-se inicialmente uma pesquisa de mercado referente à demanda de ácido lático e disponibilidade das matérias-primas e insumos do processo. Na sequência, com base no levantamento literário identificou-se as condições de operação mais comumente empregadas à nível industrial, incluindo microrganismo mais utilizado, Lactobacillus sp. RKY2, e configuração de operação em batelada. Desenvolveu-se então os diagramas de fluxo de processo (PFD) e de tubulação e instrumentação (P&ID); os balanços de massa e energia para cada operação, além do layout da planta. A partir disso, foram dimensionados os principais equipamentos necessários para o processo a fim de determinar os custos de capital (CAPEX) e de operação (OPEX) da planta. Consequentemente, foi realizada uma simulação de fluxo de caixa para aferir a viabilidade do processo. A análise de fluxo de caixa apresentou elevado fluxo monetário acumulado (53,64 M$), com um tempo de retorno de 38 meses e um alto valor presente líquido (VPL), atestando a viabilidade econômica do projeto e o potencial do uso de subproduto na sua valorização para produção do ácido lático por via fermentativa. |
| Abstract: | The extensive dairy production in Brazil has provided a considerable growth of dairy products in the South and Southeast, causing social and economic impacts to these places. Along with the milk processing, various methods of producing additional dairy products have been developed in order to increase the profitability dairy supply chain. Among these derivatives, one of the most widespread is the cheese, which production involves a pressing step of milk, which ends up producing large amounts of cheese whey, a by-product of high organic load and difficult to treat by conventional methods (stabilization ponds or physicochemical methods). This by-product has been used to obtain whey protein, widely used as a dietary supplement and commonly obtained through membrane separation processes, generating as a residue the whey permeate, which has been widely studied as a culture medium for fermentative processes due to their high concentration of lactose and mineral salts. Amongst the potential products that can be obtained through the fermentative process of this raw material the lactic acid stands out due to its wide use, such as in the chemical, food and polymer industries. In this context, the objective of the present project was to evaluate the viability of fermentative production of lactic acid using cheese whey permeate as substrate. To this end, a market research was initially conducted regarding the demand for lactic acid and the availability of raw materials and process inputs. Following, based on literature research the mostly common operating conditions including mainly used microorganism, namely, Lactobacillus sp. RKY2, and batch operation configuration. The process flow (PFD) and piping and instrumentation (P&ID) diagrams were then developed; the mass and energy balances for each operation, in addition to the plant layout. From this, the main equipment needed for the process were dimensioned in order to determine the capital (CAPEX) and operating costs (OPEX) of the plant. Consequently, a cash flow simulation was performed to assess the viability of the process. Overall, the cash flow analysis evidenced a high accumulated cash flow (53.64 M$), with a 38 month payback time and a high net present value (NPV), attesting to the economic viability of the project and the potential use of this by-product for its valorization in the fermentative lactic acid production. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23907 |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
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