К вопросам управления эффективностью отраслевого производства на основе модернизации и совершенствования технико-технологических процессов Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 664.1:338:62-51

DOI 10.24412/2311-6447-2023-3

К вопросам управления эффективностью отраслевого производства на основе модернизации и совершенствования технико-технологических процессов

On the issues of industrial production efficiency management based on modernization and improvement of technical and technological processes

Профессор Л.В. Фролова (ORCID 0000-0002-6505-4136), Воронежский государственный университет инженерных технологий, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, тел. +7 (473) 255-27-10, fln-84@mail.ru

профессор И.П. Богомолова (ORCID 0000-0001-5883-1294), доцент И.Н. Василенко (ORCID 0000-0002-2899-5455), доцент Ю.И. Слепокурова (ORCID 0000-0002-3707-3882),

Воронежский государственный университет инженерных технологий, кафедра управления, организации производства и отраслевой экономики, тел. +7 (473) 255-27-10, uopioe@yandex.ru

профессор А.Н. Остриков (ORCID 0000-0002-2335-0017) Воронежский государственный университет инженерных технологий, кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств, тел. +7 (473) 255-38-87, kaf-pahpp@vsuet.ru

Professor L.V. Frolova, Voronezh State University of Engineering Technologies, chair of Food Production Machines and Apparatuses, tel. +7 (473) 255-27-10, fln-84@mail.ru

Professor I.P. Bogomolova, Associate Professor I.N. Vasilenko, Associate Professor Yu.I. Slepokurova,

Voronezh State University of Engineering Technologies, chair of Management, Organization of Production and Industry Economics, tel. +7 (473) 255-27-10, uopioe@yandex.ru

Professor A.N. Ostrikov Voronezh State University of Engineering Technologies, chair of Technology of Fats, Processes and Devices of Chemical and Food Production, tel. +7 (473) 255-38-87, kaf-pahpp@vsuet.ru

Аннотация. Обоснована перспективность и востребованность выработки гранулированного жома с кормовыми добавками, которые значительно повышают его питательную ценность и полезность, а также приведены оценочные расчеты технико-экономического обоснования эффективности и перспективности применения процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинематических режимах. Исследования показали, что технология производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечивает улучшение технологических свойств продукта. Установлено, что производство гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечит повышение продуктивности животных на 7 -10 % при экономии зернового сырья на 5-8 %. Расчеты показали, что использование прессов глубокого отжима позволит снизить расход газа, увеличить процент выхода гранулированного жома и сахара. Было доказано, что внедрение инновационной технологии процесса прессования сырого жома на прессе глубокого отжима позволит повысить общую ресурсоэффективность отраслевого производства и обеспечит прирост прибыли в 1,97 раза. Комплексная переработка сахарной свеклы за счет сокращения технологических отходов производства (сырого жома) и получения дополнительной продукции (сухого гранулированного жома и сахара) позволит снизить уровень сырьеемкости отраслевого процесса в 2,02 раза. Внедрение переменных кинематических режимов при использовании двухшнековых прессов позволяет сократить удельный расход энергозатрат и показатель энергоемкости процесса в 1,6 раза. В условиях выпуска сухого гранулированного жома все это дает возможность обеспечить рост производительности труда в 3,77 раза.

© Л.В. Фролова, И.П. Богомолова, И.Н. Василенко, Ю.И. Слепокурова, А.Н. Остриков, 2023

istract. The prospects and demand for the production of granulated pulp with feed additives, which significantly increase its nutritional value and usefulness, are substantiated, as well as estimated calculations of the feasibility study of the effectiveness and prospects of using the process of pressing beet pulp on a deep-pressing press with variable kinematic modes. Studies have shown that the technology of production of granulated beet pulp using feed additives provides an improvement in the technological properties of the product - an increase in the bulk mass by more than 1.5 times compared to loose pulp, an improvement in its flowability, which prevents the product from being tracked and the possibility of storing it in silage tanks. It is established that the production line of granulated beet pulp using feed additives will increase the productivity of animals by 7-10% while saving grain raw materials by 5-8 %. Calculations have shown that the use of deep-pressing presses will reduce gas consumption, increase the percentage of granulated pulp and sugar yield. It has been proved that the introduction of innovative technology of the process of pressing raw pulp on a deep-pressing press will increase the overall resource efficiency of industrial production and provide a 1.97-fold increase in profit. Complex processing of raw materials (sugar beet) by reducing technological waste (raw pulp) and obtaining additional products (dry granulated pulp and sugar) will reduce the level of raw material intensity of the industry process by 2.02 times. The introduction of variable kinematic modes when using twin-screw presses will reduce the specific energy consumption and the energy intensity of the process by 1.6 times, in the conditions of the production of dry granulated pulp, all this allowed for a 3.77-fold increase in labor productivity.

Ключевые слова: эффективность сахарного производства, модернизация технико-технологических процессов, гранулированный жом с добавками, экономическая целесообразность

Keywords: the efficiency of sugar production, modernization of technical and technological processes, granulated pulp with additives, economic feasibility

Современное свеклосахарное производство в нашей стране имеется ряд системных проблем, а ключевой из последних является повышение уровня ресурсоэф-фективности (повышение выхода готовой продукции (сахара) из единицы исходного сырья (свекла сахарная)), также важным остается вопрос снижения потерь на всех производственно-технологических этапах и максимально полного использования вторичных продуктов (жом, меласса (кормовая патока)). Ключевым аспектом, в контексте последнего, является совершенствование технического обеспечения и технологии свеклосахарного производства, в частности. Сегодня большое внимание со стороны ведущих отраслевых ученых и специалистов сосредоточено на совершенствовании процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима.

Несмотря на имеющиеся научные достижения в этой области необходимо решить ряд важнейших задач по обоснованию переменных кинематических режимов и рациональных параметров процесса отжима жомопрессовой воды, обеспечивающих снижение затрат на единицу продукции. Известны отечественные и зарубежные труды, которые отражают применение лишь отдельных аспектов процесса прессования жома.

В настоящее время не существует единой методологии, которая учитывала бы целесообразность применения переменных кинематических режимов работы прессов глубокого отжима свекловичного жома [5].

Поэтому комплексное исследование процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинематических режимах является актуальной задачей.

Предлагаем технологическую линию производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок (рис. 1).

Технологический процесс получения гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок включает следующие операции:

- прессование исходного свекловичного жома с начальной влажностью 85-90 % в прессе 3 для предварительного отжатия влаги до влажности 68-76 %

- разрыхление предварительно отжатого жома и продувка очищенным после циклонов-уловителей 8 барабанной сушилки 7 воздухом с температурой 70-80 °С и дополнительное удаление 1-2 % влаги в разрыхлителе-рекуператоре 4;

- прессование разрыхленного свекловичного жома с влажностью 67-73 % в прессе 5 для окончательного отжатия влаги до влажности 64-69 %;

- сушка отжатого жома с влажностью 64-69 % теплоносителем (смесь воздуха с продуктами сгорания природного газа, имеющими температуру 750 0С) с температурой 110-140 0С в барабанной сушилке 7 в течение 90-120 мин до конечной влажности 11-13 %;

- дозирование кормовых добавок и высушенного свекловичного жома в смеситель до достижения равномерного перемешивания в течение 2-4 мин;

- очистка гранул от металломагнитных примесей на магнитном сепараторе 15;

- гранулирование жома (диаметр гранул 10 мм) на грануляторе 16;

- охлаждение гранул в противоточном охладителе 17 до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более, чем на 10-15 °С, т.е. до температуры не выше 30-35 °С;

- фракционирование гранул на крупную и мелкую фракции с размером гранул менее 10 мм в просеивателе 18 с размером ячеек 28х10 мм с возвратом последней на повторное гранулирование;

взвешивание на тензовесах 19 и отгрузка ленточным транспортером 20 гранулированного свекловичного жома с кормовыми добавками на склад.

Рис. 1. Технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок: 1 - бункер емкость с исходным влажным жомом; 2 - шнековый питатель; 3 - пресс для предварительного отжатия влаги; 4 - разрыхлитель-рекуператор; 5 - пресс для окончательного отжатия влаги; 6 - ленточный транспортер; 7 - барабанная сушилка; 8 - циклоны-уловители; 9 - вытяжной вентилятор; 10 - блок производственных бункеров; 11 - роторные дозаторы; 12 - надсмесительный бункер; 13 - смеситель; 14 - под-смесительный бункер; 15 - магнитный сепаратор; 16 - гранулятор; 17 - противоточный охладитель; 18 - просеиватель; 19 - тензовесы; 20 - ленточный транспортер для отгрузки в склад готовой продукции; 21 - установка ввода жидких компонентов

Технология производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечивает улучшение технологических свойств продукта - увеличивает объемную массу более чем в 1,5 раза по сравнению с рассыпным жомом, повышает его сыпучесть, что предотвращает слеживаемость продукта и обеспечивает возможность его хранения в силосных емкостях. Гранулированный жом является ценным источником легкоусвояемых углеводов, клетчатки и улучшает вкусовые качества комбикорма. Производство гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечит повышение продуктивности животных на 7-10 % при экономии зернового сырья до 5-8 % [3].

лаким образом, применение линии производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок позволит:

- расширить ассортимент выпускаемого гранулированного свекловичного жома за счет применения различных кормовых добавок (мелассы, карбамида, биологически активных добавок, жировитаминных комплексов, кормовых дрожжей, муль-тиферментных комплексов и др.) с программируемыми свойствами, адаптированного для различных видов сельскохозяйственных животных;

- расширить технологические возможности линии по производству гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок;

- существенно сократить энергозатраты при производстве гранулированного свекловичного жома за счет применения двухкратного прессования и получения прессованного жома с более низким содержанием влаги, на испарение которой затрачивается меньше тепловой энергии в сушилке;

- значительно повысить пищевую ценность производимого гранулированного свекловичного жома за счет применения щадящего температурного режима сушки и различных кормовых добавок;

- повысить энергетическую эффективности и эксплуатационную надежность работы линии.

Важным элементом любого технико-технологического решения в области модернизации и совершенствования промышленно-производственных систем остается комплексная оценка и расчет изменения эффективности последних. В данном аспекте имеем возможность представить следующие оценочно-расчетные положения. При применении пресса-гранулятора в 2021 г. было произведено 34 032 т гранулированного жома. На сушку 1 т гранулированного жома расход топлива составил 176,10 нм3, относительно 516,96 нм3/т сухого гранулированного жома в 2020 г. На основании фактических данных по 2 сахарным заводам был выполнен сравнительный расчет по осуществлению процесса сушки отжатого свекловичного жома с разными значениями влажности материала на входе в сушильный барабан.

Следовательно, расход газа на производство 1 т сухого гранулированного жома уменьшается на 340,86 нм3 или на 65,94 %. Из этого следует, что расчетная экономия по газу на производство 1 т сухого гранулированного жома составит 2631,44 р. при стоимости 1 м3 потребляемого газа - 7,72 р.

С учетом выработанного объема жома в 2021 г. на экспериментальных пресс-грануляторах можно рассчитать экономию по газу на двух отраслевых заводах:

34032 х 2631,44 = 89553,14 тыс. р.

Таким образом, применение экспериментального пресса-гранулятора позволило уменьшить влажность гранулированного жома с 88 до 72 %. Это дало возможность увеличить производительность жомосушильного барабана, что, в свою очередь, положительно повлияло на эффективность операции. В результате на предприятиях в сезон сахароварения 2021 г. была извлечена влага из всего объема выработанного жома. Выход гранулированного жома увеличился в 3 раза относительно 2020 г., дополнительно было получено 22 688 т сухого гранулированного жома:

34032 - 11344 = 22688т

При условии, что стоимость гранулированного жома в 2021 г. была 18 870 р./т, дополнительная выручка от реализации данного вида продукции составила:

22688 х 18870 = 428122,56 тыс. р.

При использовании прессов ПСЖН2 в количестве 14 шт. (на двух заводах) нормативный расход электроэнергии должен был составить 600 кВт/ч. При условии применения 2 экспериментальных прессов-грануляторов экономия электроэнергии составила 25 %:

600 - 450 =150 кВт/ч На основании отмеченного общая экономия затрат по электроэнергии составила:

150 х 6,15 = 922,5 р./ч

За весь сезон сахароварения суммарная экономия энергозатрат в денежном выражении составила:

100 х 24 х 922,5 = 2214,0 тыс. р.

Суммируя показатели дополнительной выручки от реализации сухого гранулированного жома и экономии затрат на энергоресурсы (газ и электроэнергию), получаем следующее значение:

428122,56 + 89553,14 + 2214,00 = 519889,70 тыс. р.

Осуществление более глубокого прессования на прессе-грануляторе позволило в среднем уменьшить содержание влажности жома и увеличить количество жомо-прессовой воды, направляемой на повторную обработку с целью получения дополнительной готовой продукции - сахара. Это дало возможность снизить потери сахара в жоме, а, следовательно, увеличить выход сахара:

(700126 х 0,107) / 100 % = 749,606 т

Таким образом, выручка от продажи дополнительно полученного объема сахара составит:

749,606 х 50000 = 37480,30 тыс. р.

В совокупности все перечисленные факторы напрямую положительно влияют на показатели эффективности производственной деятельности отраслевых заводов. Суммируя все расчетные данные, получаем общий экономический эффект:

519889,70 + 37480,30 = 557370,00 тыс. р.

Внедрение инновационной технологии процесса прессования сырого жома на прессе глубокого отжима позволит повысить общую ресурсоэффективность отраслевого производства и обеспечит прирост прибыли в 1,97 раза.

Комплексная переработка сырья (сахарной свеклы) за счет сокращения технологических отходов производства (сырого жома) и получения дополнительной продукции (сухого гранулированного жома и сахара) привела к снижению уровня сырьеемкости в 2021 г. по сравнению с 2020 г. в 2,02 раза:

- сырьеемкость в 2020 г. = 2475878,400/4537196,851 = 0,5457 р./р.;

- сырьеемкость 2021 г. = 1960352,800/7249622,965 = 0,2704 р./р.

Внедрение переменных кинематических режимов при использовании двух-

шнековых прессов сократило удельный расход энергозатрат и показатель энергоемкости процесса в 1,6 раза:

- энергоемкость в 2020 г. = (8856000,00 + 45535850,57) / 4537196851,00 = 0,1033 р./р.;

- энергоемкости в 2021 г. = (6642000,00 + 47054412,86) / 7249622965,00 = 0,07407 р./р.

Внедрение технологий безотходного производства при использовании прессов глубокого отжима в условиях выпуска сухого гранулированного жома привело к росту производительности труда в 3,77 раза:

- производительность труда в 2020 г. = 11344x15000/13 = 13089 тыс. р./чел.

- производительность труда в 2021 г. = 34032x18870/13 = 49399 тыс. р./чел.

- выросли показатели рентабельности продукции в 1,857 раза;

- увеличились показатели рентабельности продаж в 1,235 раза;

- снизился уровень затрат на 1 р. товарной продукции в 1,162 раза [8].

Отметим, что совершенствование процесса прессования свекловичного жома

на прессе глубокого отжима также позволит повысить уровень экологичности производства, связанного с утилизацией сырого жома, а также увеличить показатель самообеспеченности РФ сухим гранулированным жомом и нарастить экспортный потенциал отечественных сахарных заводов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики Электронный ресурс. - Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/, свободный. - (дата обращения: 12.04.2023).

Указ Президента РФ от 21.01.2020 г. № 20 «Об утверждении Доктри-ны продовольственной безопасности Российской Федерации». Доступ из справ. -правовой системы «Гарант». Источник: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/ doc/73338425/.

3. Итоги 2022: сахар и сахарная свекла Электронный ресурс. - Режим доступа: https:/ /agrovesti.net/lib/industries/sugar-beet/itogi-2022-sakhar-i-sakharnaya-svekla.html, свободный. - (дата обращения: 11.04.2023).

4. Итоговый доклад о результатах деятельности Минсельхоза России за 2022 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/3e0/ bxfcf01ow40w02nvwrepxhy18pr653kf.docx, свободный. - (дата обращения: 06.04.2023).

5. Технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок/Зобова Светлана Николаевна, Остриков Александр Николаевич, Копылов Максим Васильевич, Фролова Лариса Николаевна // Патент на изобретение 2 773 033 A23K 10/00 (2022.02); A23N 17/00 (2022.02), 30.05.2022. Заявка № 2021116172, 04.06.2021. Бюл. № 16.

6. Зобова С.Н., Остриков А.Н., Фролова Л.Н., Копылов М.В., Богомолов И.С. Влияние технологических режимов на изменения состава свекловичного жома при его переработке на Боринском сахарном заводе // Вестник ВГУИТ. - 2021. - Т. 83. -№ 1. - С. 77-83.

7. Остриков А., Зобова С., Фролова Л., Копылов М. Гранулирование свекловичного жома с использованием кормовых добавок / /Комбикорма. - 2022. - № 7-8. - С. 34-36.

8. Савицкая Г. В. Анализ хозяйственной деятельности: учеб. / Г. В. Савицкая -Минск: РИПО, 2016. - 373 с.

REFERENCES

1. The official website of the Federal State Statistics Service is an electronic resource. - Access mode: https://rosstat.gov.ru /, free. - (date of issue: 12.04.2023). (Russian).

2. Decree of the President of the Russian Federation No. 20 dated 21.01.2020 «On Approval of the Russian Federation's Food Security Policy». Access from help. - the legal system «Garant». Source: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73338425 /. (Russian).

3. Results 2022: sugar and sugar beet Electronic resource. - Access mode: https:// agrovesti.net/lib/industries/sugar-beet/itogi-2022-sakhar-i-sakharnaya-svekla.html, free. - (date of reference: 11.04.2023). (Russian).

4. Final report on the results of the activities of the Ministry of Agriculture of Russia for 2022 [Electronic resource]. - Access mode: https://mcx.gov.ru/upload/ iblock/3e0/bxfcf01ow40w02nvwrepxhy18pr653kf.docx, free. - (date of application: 06.04.2023). (Russian).

5. Technological production line of granulated beet pulp using feed additives/ Zobova Svetlana Nikolaevna, Ostrikov Alek-sandr Nikolaevich, Kopylov Maxim Vasi-lyevich, Frolova Larisa Nikolaevna //Patent for invention 2,773,033 A23K 10/00 (2022.02); A23N 17/00 (2022.02), 30.05.2022. Application No. 2021116172, 04.06.2021. Byul. No. 16. (Russian).

6. Zobova S.N., Ostrikov A.N., Frolova L.N., Kopylov M.V., Bogomolov I.S. The influence of technological modes on changes in the composition of beet pulp during its processing at the Borinsky sugar factory // Vestnik VGUIT. - 2021. - Vol. 83. - No. 1. - pp. 77-83. (Russian).

7. Ostrikov A., Zobova S., Frolova L., Kopylov M. Granulation of beet pulp using feed additives //Compound feed. - 2022. - No. 7-8. - pp. 34-36.

8. Savitskaya G. V. Analysis of economic activity: textbook / G. V. Savitskaya -Minsk: RIPO, 2016. - 373 p. (Russian).