Зерно та продукти його переробки.

Вступ. Загальна характеристика харчових виробництв в Україні. Основні принципи та методи удосконалення харчових виробництв.

Продовольча сировина, вимоги до якості. Шляхи розширення сировинної бази.

Зберігання сировини різних видів. Втрати сировини при зберіганні, способи зберігання. Підготовка сировини до виробництва.

Основні шляхи удосконалення харчових технологій.

Принцип і найкращого використання сировини.

Принцип найкращого використання енергії.

Принцип скорочення тривалості процесу. Принцип

найкращого використання обладнання.

Принцип оптимального варіанту.

Моделювання у харчових технологіях.

Поняття "системний підхід" до рішення проблем харчової технології, його завдання, основні технологічні поняття.

Характерною особливістю харчових продуктів як об’єктів виробництва є висока ступінь залежності їхньої якості від якості вихідної сировини. Та й питома вага вартості сировини в собівартості готової продукції сягає 60—80%. Тому в харчових виробництвах сировині приділяється велике значення.

Всі види Продовольчої сировини Можна поділити на дві групи: неорганічна та органічна сировина. Неорганічна сировина менш поширена. До цієї групи відносяться: сіль кухонна, харчова сода, сірчиста кислота та її ангідрид, деякі мінеральні солі: сульфіти, фосфати, мінеральні барвники.

Переважна більшість видів продовольчої сировини представляє природні або штучні суміші органічних сполук. Органічну сировину за походженням поділяють на натуральну, модифіковану та штучну. До натуральної відносять природну сировину рослинного, тваринного або мікробного походжен­ня, яка не піддавалась промисловій переробці (наприклад, свіжі плоди, овочі, сире м’ясо тощо) або пройшла первинну переробку (борошно, олія, цукор, солоні напівфабрикати). Модифікованою вважається природна сировина, яка зазнала знач­ної переробки, що призвела до зміни складу, структури, властивостей (білкові гідролізати, розчинні та окислені крохмалі, мікрокристалічна целюлоза, маргарин). Штучною є органічна сировина, яку отримують хімічним синтезом (синтетичні вітаміни, ароматизатори, барвники, підсолоджувачі, хімічні консерванти і антиокислювачі та ін.). Органічну сировину в залежності від вмісту певних компонентів класифікують на вуглеводвмісну, білкову, жирову, ефіроолійну, вітамінну та інші.

За вмістом води і здатністю до зберігання розділяють соковиту та суху сировину, швидкопсувну та тривалого зберігання. За кількістю корисних компонентів сировину поділяють на просту (однокомпонентну) і складну (багатокомпонентну).

Прикладами простої сировини може бути сіль кухонна, цукор, спирт етиловий, оцет, олія та тваринні жири тощо). Однак більшість видів природної органічної сировини є сумішами багатьох компонентів (зерно, плоди і овочі, м’ясо, молоко, риба та ін.).

У залежності від вмісту сировини у готовому продукті її поділяють на основну та допоміжну. Наприклад, для ікри кабачкової основною сировиною будуть кабачки, а допоміжною — олія, томатопродукти, спеції, сіль кухонна та інші.

Крім сировини в харчових виробництвах широко використовують технологічні матеріали, за допомогою яких здійснюється технологічний процес виробництва, зберігання та транспортування готової продукції. До них відносяться технічна вода, лід, шпагат, нитки, таропакувальні матеріали, фарби, дріт та інше.

Найбільшу цінність для виробництва харчових продуктів має натуральна сировина рослинного та тваринного походження. Переважне використання з рослинної сировини мають плоди, ягоди та овочі, зерно, олійне насіння, а з тваринної — м’ясо свійських тварин та птиці, риба і м’ясо морських ссавців, молоко, яйця, тваринні жири.

Ці види сировини помітно розрізняються за своїм складом, харчовою та біологічною цінністю. Кращою вважається тваринна сировина. Вона за своїм хімічним складом більш набли­жена до потреб людського організму, краще засвоюється, має чудові смакові та ароматичні якості. Але ресурси цієї сировини обмежені, вона має високу вартість. Переробка її складає певні технічні труднощі, тому що сировина швидко псується.

Рослинна сировина менш цінна тому, що її склад суттєво відмінний від складу організму людини, вона менш задовольняє потреби людини, гірше засвоюється, але на відміну від тваринної вона дешевша, її ресурси більш доступні та різноманітні, зберігання і переробка її має менше технічних складностей.

Проблема "хліба насущного" є одвічною для людства. На даному етапі розвитку цивілізації вона спричинена з одного боку постійним зростанням потреб людини, а з іншого — поступовим зменшенням ресурсів традиційної продовольчої сировини. Зростання потреб у продуктах харчування пов’язане як із швидким збільшенням загальної чисельності населення планети, так і відносним підвищенням добробуту, а це, в свою чергу, обумовлює чітку тенденцію до розширення виробництва харчів. У той же час світові запаси ресурсів сировини її розрахунку на душу населення мають тенденцію до зменшення.

Причинами такого зменшення в різних країнах є різні фактори, їх чимало, головні серед них такі:

1. Величезні втрати сировини в ланцюзі "виробництво—заготівля зберігання переробка—споживання". За підрахунками вчених, загальні втрати ресурсів сировини за рахунок неповного використання потенціалу рослин і тварин, їхніх хво­роб та ушкоджень шкідниками, прямих втрат при збиранні, зберіганні та переробці досягають по різних видах сировини від 40 до 55—60% від валового збору.

2. Нераціональне використання продовольчої сировини. Воно зумовлене, з одного боку, зростаючими витратами цінної продовольчої сировини на технічні та кормові цілі, а з іншого неповним та неефективним використанням потенційних можливостей сировини, недосконалістю технологій переробки, внаслідок чого значна частина сировини іде у відходи.

3. Наслідки урбанізації та розвитку промислової інфраструктури. Щорічно на забудову міст, промислових та військових об’єктів, прокладання шляхів, нафто-, газо – та продуктопроводів, очисних споруд тощо відводяться величезні площі, що призводить до скорочення сільськогосподарських угідь, зокрема ріллі, луків, лісових насаджень.

4.  Зростання антропогенного навантаження та "екологічна криза". Швидкий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, безгосиодарська вирубка лісів та інші форми діяльності людини призводять до ерозії ґрунтів, їх виснаження та забруднення промисловими відходами, до загострення та збільшення природних катаклізмів (руйнівні повені, посухи, поширення епізоотій тощо), до виникнення техноген­них катастроф планетного масштабу (на кшталт Чорнобильської), до порушення балансу природного відновлення біоресурсів. Все це та дещо інше зменшує можливості людства в за­безпеченні харчових виробництв традиційними видами продовольчої сировини.

5.  Проблеми перехідного етапу економічного розвитку. До наведених вище загальних проблем в Україні додаються про­блеми, пов’язані з набуттям незалежності та формуванням державного устрою, з порушенням усталених та налагодженням нових економічних відносин між країнами СНД, зі структурними змінами в народногосподарському комплексі та інші.

Пошук шляхів подолання "сировинної кризи" ведеться здавна. У різних країнах вони мають свою специфіку. Для України на даному етапі розвитку ці пошуки полягають в наступному:

·  скорочення прямих та непрямих втрат продовольчої сировини. Цього можна досягнути багатьма способами, а саме:

·  вдосконаленням технології вирощування, заготівлі, зберігання і транспортування сировини, впровадженням досягнень агро – та зоотехнії і передового досвіду господарювання, підвищенням родючості ґрунтів та продуктивності тварин, надійним захистом рослин та тварин від хвороб і шкідників, використанням досконалої спеціалізованої сільськогосподарської техніки та транспортних засобів, застосуванням нових прогре­сивних методів сортування, кондиціонування, пакування, транспортування і зберігання сільськогосподарської сировини;

·  використанням більш ефективних та високопродуктивних видів, сортів, порід і гібридів;

·  впровадження у виробництво новітніх досягнень хімії, біології, технологічної науки для розробки більш ефективних методів обробки, пакування та зберігання готової продукції, які б дозволяли якнайкраще зберегти унікальні нативні склад і властивості вихідної сировини, підвищити її стійкість при зберіганні та ступінь засвоєння при вживанні.

Проблема забезпечення сировиною харчових виробництв є лише часткою комплексу проблемних питань розвитку галузі і її успішне вирішення можливе разом зі структурною пе­ребудовою галузі, впровадженням оптимізованих систем організації та управління виробництвом, оновленням матеріально-технічної бази, суттєвим зниженням матеріале – та енергомісткості готової продукції, підвищенням її якості та конкурентоспроможності.

Принцип інтенсифікації технологічних процесів

Під Інтенсифікацією технологічного процесу розуміється збільшення швидкості його перебігу наслідком чого є зростан­ня продуктивності за одиницю часу. Згідно з загальним кіне­тичним законом цього можна досягти збільшенням по­тенціалу процесу, збільшенням кінетичного коефіцієнту або одночасним збільшенням обох факторів. В практиці харчових виробництв використовуються окремі або всі ці способи інтенсифікації в залежності від особливостей конкретного процесу.

При використанні в якості фактора інтенсифікації по­тенціалу процесу необхідно мати на увазі, що по­ведінка рівноважної системи обумовлюється не тільки значен­ням потенціалу, а й значенням рушійної сили — віддаленістю системи від стану рівноваги:

Виходячи з рівняння, збільшити рушійну силу можна трьома шляхами: збільшенням поточного потенціалу Хт, зниженням потенціалу рівноваги Хр або одночасною зміною обох потенціалів. На практиці частіше використовується спосіб, що полягає в максимально можливому збільшенні по­чаткового потенціалу (Х0) при т = 0 – Це досягається за раху­нок збільшення градієнтів переносу — градієнту температури, тиску, концентрації, напруги струму або іншої переносимо субстанції.

Згідно з молекулярно-кінетичною теорією взаємодії підви­щення температури в зоні реакції призводить до збільшення швидкості руху молекул (іонів, атомів), через що зростає ймовірність їх зіткнення і взаємодії. Крім того, підвищення температури збільшує внутрішню енергію взаємодіючих час­ток, а це збільшує кількість ефективних контактів між ними. За правилом Ареніуса – Банг-Гоффа підвищення температури в зоні реакції на 10°С збільшує швидкість реакції в 2-4 рази. Та­ким чином, вплив підвищення температури на швидкість про­цесу має комплексний характер. Воно впливає як на потенціал, так і на кінетичний коефіцієнт. Проявом останнього є зростан­ня коефіцієнтів дифузії, тепло – та масообміну й ін.

Шляхом підвищення температури інтенсифікують проце­си термічного сушіння, уварювання, випарювання, розчинен­ня, десорбції та інших. Для цього підвищують температуру в робочій зоні або попереднім нагрівом продуктів, або підігрівом робочої зони за допомогою барботування гарячої пари, змійовиків або обігрівальних кожухів. У випадку зворотних процесів – конденсації, кристалізації, абсорбції, адсорбції, сублімації збільшення швидкості процесу досягають зниженням температури в робочій зоні. Це можливо шляхом попереднього охолодження продукту або безпосереднім охо­лодженням робочої зони апарата.

Значно більшого ефекту інтенсифікації можна досягнути шляхом одночасного поєднання впливу температури і тиску. Найчастіше таке поєднання використовується при проведенні процесів, частина або всі компоненти яких знаходяться в газовій фазі. Наслідком збільшення тиску є підвищення парціальних тисків газових компонентів, що рівнозначно збільшенню їх концентрації.

Поєднання зміни температури і тиску широко використо­вується в харчових технологіях при проведенні сорбційних, хімічних, гідромеханічних та інших процесів. Так, наприклад, у цукровій промисловості, вино – і пиворобному, безалкогольному виробництвах для прискорення насичення розчинів вуглекислотою підвищують її тиск та знижують температуру рідкої фази. Для інтенсифікації процесів сушіння, випарювання, уварювання поєднують підвищення температури до найбільш можливої межі зі зниженням тиску (вакуумуван­ням). У процесах конденсації, навпаки, знижують температуру і підвищують тиск. Для прискорення фільтрування та мембранних процесів тиск або збільшують над мембраною, або зменшують під нею.

Але найбільш поширеним у харчових технологіях способом інтенсифікації є зміна концентрацій взаємодіючих компонентів, її забезпечують або підвищенням початкової концентрації вихідних компонентів, або зменшенням рівноважної за рахунок відведення цільового продукту з робочої зони. Для підвищення початкової концентрації, в залежності від агрегатного стану компонентів, проводять сортування, очищення, збагачення твердих видів сировини, а у випадку рідин або газів — концентрування, очищення від шкідливих домішок, підвищення тиску. Відведення цільового продукту також можна здійснювати різними способами в залежності від його агрегатного стану: твердого – осадженням, фільтруванням, центрифугуванням; газо – або пароподібного — видаленням, конденсацією, вибірковою адсорбцією або абсорбцією; рідкого — кристалізацією, діалізом, відсмоктуванням тощо.

В гетерогенних процесах збільшенню рушійної сили сприяє зростання або оновлення поверхні фазових контактів реагуючих речовин. Це призводить до збільшення ймовірності контактів та взаємодії реагентів, що рівнозначно підвищенню концентрації. Збільшення поверхні фазових контактів в гете­рогенній системі "газ — рідина" зазвичай досягають такими засобами, як:

♦ утворення тонкого шару або плівки рідини шляхом її розподілу на поверхні насадок або інших носіїв (барабанні сушарки, насадкові абсорбери, плівкові випарні апарати);

♦  створення рідкого аерозолю шляхом розпилювання, розбризкування рідини в певному робочому об’ємі газу (розпилювальні сушарки, льодогенератори, коптильні агрегати з рідкими аерозолями);

♦  диспергування газової фази в рідині (реактори-барботери, тарілчасті ректифікаційні апарати, сатуратори, пінні апарати з завислим шаром).

В гетерогенних сисх "газ — тверде тіло" або "рідина — тверде тіло" збільшення поверхні фазових контактів забезпе­чується такими засобами:

♦  зменшенням розміру часток твердої фази та рівномір­ним її розподілом в робочому об’ємі рідини або газу;

♦  інтенсивним механічним перемішуванням подрібненої твердої фази у робочому об’ємі;

♦  створення завислого ("киплячого") шару подрібненої твердої фази шляхом продування через нього газу або пропусканням потоку рідини.

Ці засоби збільшення або оновлення поверхні фазових контактів широко використовуються в конструкціях багатьох технологічних машин та агрегатів для сушіння, коптіння, соління, очищення, освітлення харчових продуктів.

Інтенсифікацію технологічних процесів можна, як зазначено вище, забезпечити також шляхом збільшення кінетичних коефіцієнтів. Розроблено велику кількість таких способів прискорення перебігу перетворень. В їх основу покладено руйнування або зменшення товщини прикордонного рівноважного шару, зміну властивостей або структури взаємодіючих у процесі компонентів. Для руйнації чи зменшення рівноважного шару, що утворюється на межі розділення фаз, використовують різні методи збуджень: вібрацію, турбулізацію, активацію поверхні, імпульсні зміни (пульсацію) температури, тиску, на­пруги тощо.

Крім вирішення головного завдання технології — максимального виробництва продукції заданого призначення і якості при мінімальних витратах, при організації харчових вироб­ництв необхідно виконувати також низку обов’язкових обме­жень, а саме: безпечність продукції для споживача, безпечність виробництва для довкілля та працюючих на ньому, суспільна доцільність та економічна ефективність, тобто одержання для виробника максимального прибутку. Частіше всього про оптимальність варіанту технічного і технологічного рішення про­цесу роблять висновок з розміру інтегрального показника ефективності виробництва — собівартості одиниці продукції. Особливістю більшості харчових виробництв є те, що основ­ною, іноді домінуючою, складовою (до 60—80 %) собівартості продукції є вартість сировини. Тому ж природно, що її ефек­тивне використання є надто важливим в харчовій технології.

Раціональне використання сировини і матеріалів харчо­вого виробництва залежить від багатьох факторів, в першу чергу, від їх відповідності меті виробництва, від їх якості і без­пеки, від ступеню переробки, від стану технологічного облад­нання, рівня технології та інших. Відповідність сировини меті виробництва означає її придатність для ефективної перероб­ки в певні (завдані) види продукції певного призначення та рівня якості. Наприклад, якщо завданням консервного виробництва є виготовлення маринованих томатів, то до сировин вирішальними вимогами будуть однорідність томатів з розміром, формою, забарвленням, ступенем стиглості. Якщо ж виробничим завданням передбачений випуск томатної пасти або пюре, то вирішальними показниками стають вже не розмір і форма, а вміст сухих речовин, кількість насіння та ступінь стиглості. При недотриманні цих вимог вихід готової продукції буде зменшуватись, а собівартість зростати. Тому при формуванні виробничих планів і виборі номенклатури продукції необхідно обов’язково виходити з наявності відповідної для цього сировини, а при обмеженостях вибору номенклатури — формувати сировинну базу саме під задану номенклатуру.

Надзвичайно впливовим фактором на ефективність вико­ристання є Якість та безпечність продовольчої сировини. Від них безпосередньо залежать якість, безпечність і собівартість готової продукції. Основними критеріями якості і безпеки харчової сировини є: вміст корисних компонентів, наявність сторонніх, у тому числі і шкідливих, домішок, наявність де­фектів, пошкоджень, хвороб, що ведуть до зниження якості продукції, збільшення відходів і втрат сировини.

Вміст корисних компонентів (або компонента) у сировині визначає її витрати на одиницю продукції. Чим вищий цей по­казник, тим більш прийнятною є сировина, більше вихід гото­вої продукції і менше витрати сировини. Так, наприклад, при переробці великої рогатої худоби вищої категорії вгодованості вихід м’яса та жиру сягає 60-65% від живої маси, а від худих – тільки 40-45%. На виробництво 1 т 30% томатної пасти ви­трачається 5,5 т томатів з вмістом сухих речовин 8%, а при ви­користанні плодів з 4% сухих речовин — 11 т. Таким чином, невідповідність сировини технологічним вимогам збільшує її витрати, а це, в свою чергу, знижує продуктивність вироб­ництва (по готовому продукту), призводить до збільшення ви­трат енергоресурсів, праці, часу, збільшенню навантаження на технологічне обладнання і в кінцевому результаті — до зни­ження економічної ефективності виробництва.

Суттєвою характеристикою якості продовольчої сировини є наявність і характер сторонніх домішок: землі, піску, ор­ганічних (бадилля, солома, листя та ін.), металевих, сировини інших видів тощо. На якість сировини також впливає на­явність і кількість нестандартної (некондиційної) сировини. До такої відноситься сировина, що не відповідає вимогам за формою, розміром, забарвленням, а також сировина з ме­ханічними ушкодженнями, уражена шкідниками або хвороба­ми. Така сировина потребує сортування, додаткової обробки; вона нестійка в зберіганні, а тому збільшуються її втрати і зро­стає кількість відходів. Все це негативно впливає на ор­ганізацію та ефективність виробництва.

При виготовленні деяких харчових продуктів з особливи­ми вимогами до смаку, аромату, вмісту біологічно активних речовин тощо вимоги до сировини стосуються не тільки її хімічного складу (вміст цукрів, кислот, незамінних факторів, БАР), однорідності та кондиційності, а й її здатності зберігати свої показники протягом певного часу, наявності шкідливих забруднень, ступеня зараженості мікроорганізмами. Так, при виробництві продуктів для дитячого та дієтичного харчуван­ня, лікувального та спеціального призначення, натуральних вин, плодових та овочевих соків, деяких натуральних кон­сервів і молочних продуктів вимоги до сировини більш жорст­кі й чітко визначені.

Раціональне використання сировини означає також її ком­плексну глибоку переробку, під якою розуміється найбільш по­вне, безвідходне використання всіх потенційних можливостей сировини. Для харчових виробництв це важлива проблема. Так, тільки в консервній промисловості при переробці плодів і овочів відходи становлять щорічно близько 700-800 тис. т, що створює не тільки виробничі, а й екологічні проблеми. До них відносяться вичавки з плодів, овочів і ягід, насіння кісточки, грона, шкірки, кочериги, бадилля, плодоніжки. Але ці відходи містять значну кількість поживних та інших цінних речовин і можуть бути ефективно перероблені на потрібну продукцію. Наприклад, при виробництві соків з яб­лук відходи у вигляді вичавок складають 20-40%. Здебільшо­го ці відходи вивозять на звалища, в кращому випадку викори­стовують на кормові цілі. Однак їх можна переробляти для одержання пектину, яблучно-пектинової пасти, сухих фрукто­вих порошків, натуральних ароматизаторів та інших про­дуктів, які наша харчова промисловість вимушена імпортува­ти з-за кордону. Аналогічним прикладом можуть бути відходи томатного виробництва у вигляді шкірки і насіння. З цих відходів виробляють високоякісну олію, харчові рослинні білки, барвники та кормове борошно. Подібне становище з відходами спостерігається і в інших галузях АПК.

Упровадження в харчових виробництвах глибокої ком­плексної переробки сировини на основі безвідходних техно­логій дозволить значно розширити асортимент продукції, зменшити витрати сировини, частково вирішити екологічні проблеми виробництв, а в кінцевому рахунку підвищити еко­номічну ефективність роботи підприємств.

Найбільш поширеним способом оцінки раціональності використання сировини є складання матеріального балансу технологічних операцій та продуктових розрахунків руху сиро­вини по операціях технологічного процесу. При складанні ма­теріального балансу операцій враховують всі компоненти

Складу та їх теоретично можливий вихід на всіх технологічних операціях [21]. Продуктові розрахунки дозволяють врахову­вати всі можливі відхилення виходу продукту від теоретично­го, що спричиняється дією термодинамічних, кінетичних та інших факторів технологічного процесу.

Основою продуктових розрахунків є рівняння матеріаль­ного балансу, що відображає Закон збереження маси. Відповідно цього закону маса сировини, яка поступає на пере­робку, дорівнює масі вихідних продуктів, відходів і втрат у ви­робництві.

З метою підвищення ефективності використання сирови­ни перед технологічною наукою і практикою постає завдання чіткого визначення технологічних вимог до сировини: її хімічного складу, фізичних та споживчих властивостей, стійкості до факторів транспортування, зберігання та перероб­ки. Це дасть можливість спрямувати селекційну роботу на створення нових, більш ефективних її видів і сортів, на пошук замінників імпортної та дорогої сировини, на розробку техно­логій використання місцевої, нетрадиційної та малоцінної сировини.

Принцип раціонального використання енергоресурсів та устаткування

Харчові виробництва відносяться до енерговитратних. В якості енергоресурсів частіше всього використовуються гаряча водяна пара, гаряча вода, електричний струм, природний газ, тверде та рідке паливо. Гаряча пара і вода є основними теплоносіями в технологічних процесах нагрівання, пастеризації, стерилізації, уварювання, випарювання, дистиляції, сушіння та інших. Електрична енергія використовується у приводах технологічних машин і механізмів, у транспортних пристроях, у холодильних установках, сушарках тощо. При випіканні, обжарюванні, коптінні, сушінні застосовують природний газ, тверде та рідке паливо або топкові гази, що утворюються при їх спалюванні в термоагрегатах. Гаряча вода і пара широко застосовуються також для миття та стерилізації тари, обладнання, для санітарної обробки технологічного устаткування, виробничих приміщень.

Частка вартості енергоресурсів у собівартості одиниці харчової продукції може сягати 20-25%. Так, при виробництві однієї тонни м’яса витрачається 50-80 кВт годин електричної енергії та 20—35 тонн пари, а на одну тисячу умовних банок консервів відповідно — 7—34 кВт-годин та 160—1090 тонн пари. У зв’язку з цим великі переробні підприємства мають власні джерела енергопостачання (котельні, електричні підстанції).

Як і у випадку з сировиною, основним способом оцінки раціональності використання енергоресурсів є складання енергетичного балансу. Оскільки, згідно з Законом збереження енергії, Сума всіх видів енергії в замкнутій системі є постійною.

У харчових виробництвах переважним видом енергії є теплова, тому частіше за все складається Тепловий баланс.

Якщо при проведенні технологічного процесу використовуються різні види енергії (теплова, електрична), то застосо­вуються відповідні коефіцієнти для переведення інших видів енергії в теплову. Треба зазначити, що складання теплового балансу вимагає точних кількісних оцінок параметрів тепло­вих потоків, теплових ефектів фізичних та хімічних процесів, теплофізичних характеристик сировини, готових і проміжних продуктів, конструкційних матеріалів та енергетичних втрат. Такі характеристики залежать від багатьох факторів, а тому не є постійними. Тому, як правило, використовують їх орієнтовні значення, які встановлюють емпірично на фізичних моделях або реальних об’єктах.

Для характеристики раціональності використання енергії саме на технологічні потреби іноді розраховують коефіцієнт корисного витрачання енергії в окремих операціях, стадіях або технологічному процесі в цілому. Він відображає відношення витрат енергії на проведення технологічної операції (стадії, процесу) до загальних витрат.

Щоб підвищити ККД та досягти економії матеріальних і енергоресурсів, у харчових виробництвах запроваджуються прогресивні ресурсо – і енергозберігаючі технології та устатку­вання, які розроблені вітчизняною й світовою технологічною наукою. Необхідно підкреслити, що на вітчизняних виробництвах зміна технологій і обладнання відбувається вкрай повільно. Значна частина технологій і технологічного обладнання застарілі, не відповідають сучасним вимогам. Наслідком цього є витрати енергоресурсів на одиницю про­дукції в декілька разів більші, ніж при використанні прогресивних технологій і обладнання.

Метою принципу раціонального використання технологічного устаткування ставиться збільшення виходу продукції з одиниці площі або об’єму робочої зони апарата (агрегату), тобто збільшення ступеня використання, завантаження машини. Реалізація цього принципу дає можливість зменшити кількість одиниць обладнання при постійному обсязі випуску продукції. Тим самим зменшується амортизаційна частка собівартості. Або, навпаки, при одній і тій самій чисельності парку обладнання можна збільшити випуск продукції, собівартість якої буде знижуватися.

Один з найпоширеніших заходів раціонального використання енергоресурсів і устаткування – організація руху технологічних потоків за протиточними або перехресними схемами, коли вхідний потік сировини чи проміжного продукту до агре­гату підігрівається теплом вихідного потоку, температуру якого необхідно знизити. Такі схеми широко застосовуються в конструкціях проточних підігрівачів, пастеризаторів, сушарок, ректифікаційних колон тощо. Другим ефективним способом економії теплової енергії є використання вторинних теплоносіїв у вигляді сокової пари, конденсату або інших відпрацьованих теплоагентів на тих технологічних операціях, на яких їхня температура ще достатня. За цим принципом пра­цюють багатокорпусні вакуум-випарні установки при виробництві концентрованих томатопродуктів.

Суттєвим фактором раціонального використання енергоресурсів та устаткування є також суворе дотримання технологічного режиму для запобігання "холостої" роботи агрегатів або, навпаки, затримки сировини чи проміжного продукту в агрегаті більше потрібного часу, для виключення неузгодженостей параметрів вихідних і вхідних потоків, що призводять до порушення стабільності процесу, необхідності операції зберігання. В технологічних процесах, які побудовані за періодичною схемою, стабільність процесу досягається або підбором обладнання з однаковою продуктивністю і тривалістю робочого циклу (що є малоймовірним при великій кількості одиниць обладнання), або створенням паралельних дільниць, на яких одна і та ж операція виконується почергово в різних машинах (дільниця стерилізації в консервному виробництві), або введенням в процес операції зберігання (міжопераційні накопичувачі). З впровадженням у харчових виробництвах обладнання з програмним автоматичним управлінням досягнення стабільності періодичного процесу стає можливим і економічно доцільним. У безперервних або комбінованих процесах стабільність досягається завдяки чіткій узгодженості параметрів потоків між операціями або використанням операції зберігання.

Важливим заходом для економії енергії на виробництві є зменшення її втрат в оточуюче середовище шляхом ретельної ізоляції паро – та водопроводів, зони нагріву термоагрегатів, теплоізоляції виробничих приміщень і т. ін.

До наднормативних витрат енергоре­сурсів та неефективного використання обладнання може призводити застосування неякісної або некондиційної сировини, періодичного режиму роботи устаткування, застарілих технологій та технологічного обладнання. Виходячи з вимог принципів раціонального використання енергії та устаткування, витікають основні завдання проектувальників технологічних процесів та конструкторів технологічного обладнання: забезпечення стабільності роботи агрегатів і всього процесу в цілому, впровадження ресурсо – та енергозберігаючих технологій, досягнення оптимальної продуктивності кожного агрегату, максимальна автоматизація управління процесом, безпечні умови роботи, низька вартість і матеріаломісткість обладнання, його ремонтоздатність та надійність в роботі, легкість в управлінні та зміні режимів роботи (перепрограмуванні).

Рекомендована література для вивчення теми:

1.  Плахотін В. Я., Тюрікова І. С., Хомич Г. П. Теоретичні основи технологій харчових виробництв. – Київ:Центр навчальної літератури, 2006. – 640 с.

2.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1993. -384с.

3.  Стабников В. Н., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1980. – 303 с.

4.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 360 с.

Реферати

Ви прочитали: "Зерно та продукти його переробки."
Читати далі