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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Otimização do processo de produção de doce de leite com substituição de parte do leite por soro de queijo in natura
Autor(es): Francielle Cristina Fenerich
Palavras-chave [PT]:

Doce de leite (vaca, cabra). Otimização. Soro de queijo. In natura. Programação não-linear. Modelo matemático. Produção. Otimizador GAMS. Brasil.

Optimization. Non-Linear Programming. “Doce de Leite”. Cheese Whey. Brazil.

Mauro Antonio da Silva Sá Ravagnani [Orientador] - UEM Rosângela Bergamasco [Co-orientador] - UEM Antonio Roberto Giriboni Monteiro - UEM Paulo Roberto Paraíso - UEM

Resumo: O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo matemático para minimizar o custo de produção do doce de leite substituindo parte do leite por soro de queijo in natura, e através da modelagem matemática, determinar a quantidade máxima de soro de queijo in natura que pode ser utilizada na produção de doce, permitindo que o produto final continue com a aprovação do consumidor e da legislação vigente para o produto. Para o desenvolvimento do modelo matemático os balanços de massa, de energia e os balanços por componente do processo de produção de doce leite foram utilizados. A função objetivo desenvolvida é o somatório dos custos multiplicado pelas quantidades de matérias-primas. O modelo desenvolvido foi inserido no software GAMS (General Algebraic Modeling System). Foram realizados três estudos de caso. No primeiro caso estudou-se a produção do doce de leite utilizando leite de vaca e soro de queijo in natura. No segundo caso estudou-se a produção do doce de leite utilizando leite de cabra e soro de queijo in natura. No terceiro caso estudou-se a produção de doce de leite utilizando leite de vaca e leite de cabra. Para todos os casos foram desenvolvidos modelos para os doces padrões (doce de leite somente com leite de vaca e o doce somente com leite de cabra) para que fosse possível a comparação de custos. Os resultados obtidos por meio da aplicação dos modelos desenvolvidos mostram que a melhor porcentagem para mistura de leite de vaca e soro de queijo in natura na produção do doce de leite, é 73,3% de leite de vaca e 26,7% de soro de queijo in natura. A produção de doce de leite com leite de cabra e soro de queijo in natura pode ocorrer na proporção de 50% de leite de cabra e 50% de soro de queijo in natura. A mistura do leite de cabra com o leite de vaca pode implicar na maximização do rendimento do produto final, ou seja, um aumento no rendimento do processo. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que o modelo desenvolvido para o doce de leite com soro de queijo in natura é um modelo representativo, pois assim como os resultados obtidos em ensaios de laboratório, ele minimizou o custo de produção, chegando a uma porcentagem ideal para as quantidades de leite de vaca e soro de queijo in natura, além de possibilitar sua aplicação em outros casos, como por exemplo, com outros tipos de leite. Já os modelos desenvolvidos para o doce de leite de cabra com soro de queijo in natura e o doce de leite com leite de vaca e leite cabra, precisam ser levados a pratica para que o modelo seja validado. O otimizador GAMS foi um software eficiente na resolução dos modelos, apresentando também rapidez na resolução para este tipo de problema. Abstract: The objective of this work was to develop a mathematical model to minimize the cost of "doce de leite" production, replacing the milk for the cheese whey in natura, and through mathematical modeling to determine the maximum amount of cheese whey in natura which can be used in the "doce de leite" production, allowing the final product remains with the approval of the consumer and the law for the product. The mathematical model was developed using the balances of mass, energy and component of the "doce de leite" production process. The objective function of the problem was developed through the summation of costs multiplied to quantities of raw materials. It was also defined the variables and the parameters for the problem. Three cases were studied. In the first case, it was studied the "doce de leite" production with cow's milk and cheese whey. In the second case, was studied the "doce de leite" production with goat's milk and cheese whey. In the third case, was studied the "doce de leite" production with cow's milk and goat's milk. In all cases were developed a standard "doce de leite" ("doce de leite" with only cow's milk and doce de leite with only goat's milk) allowing the comparison of costs. The results obtained from the models developed shown that the best completion percentage for both the mixture of cow's milk and cheese whey in natura, in the production of "doce de leite" was 73,3% cow's milk and 26,7% of cheese whey. The production of "doce de leite" with goat milk and cheese whey can happen with 50% of goat milk and 50% of cheese whey. The mix of goat milk and cow milk can involve in earning maximization of final product, which means, an increase in the process performance. In front of the results obtained, one can conclude that the developed model for the "doce de leite" with cow's milk and cheese whey is a representative model, because the same way that the results were obtained in laboratories tests, it minimized the cost of production, finding a ideal percentages for cow's milk and cheese whey, besides its application in other cases with different milks. The models developed for "doce de leite" with goat's milk and cheese whey in natura and the "doce de leite" with cow's milk and goat's milk, need to be taken in practice to the model can be valided. The optimazer GAMS was an efficient software in the resolution of the models, also showing a quickly resolution for this type of problem.

Idioma: Português Data de Publicação: 2009 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Mauro Antonio da Silva Sá Ravagnani Co-Orientador: Prof.ª Dr.ª Rosângela Bergamasco Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Departamento de Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado em Engenharia Química)/ UEM: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertação_final_francielle.pdf
Tamanho: 909 Kb (930506 bytes)
Criado: 28-06-2010 08:58
Atualizado: 28-06-2010 09:17
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