CC BY
35
УДК 658.511.5:664.951
В. Н. Лысова, Ю. И. Декина, М. Н. Чепурная Астраханский государственный технический университет
МАКРОИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЫБОКОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Основной проблемой в рыбоконсервном производстве является стабилизация непрерывных производственных процессов с целью повышения их эффективности. Возможным решением данной проблемы являются автоматическое управление процессом через автоматический контроль выхода продукции и снижение чувствительности процессов по показателям качества продукции к выходным параметрам путем создания оптимальных конструкций машин и аппаратов.
Механизированные поточные линии рыбоперерабатывающих производств относятся к большим системам, так как, с одной стороны, производственный процесс от разделки сырья до упаковки готовой продукции крайне сложно охватить одним теоретическим или экспериментальным исследованием, а с другой - в такой системе можно выделить подсистемы, которые представляют собой простые системы и включают в себя 2-5 технологических операций. Таким образом, методология исследования всей системы может быть использована при изучении процессов в подсистеме как одного большого процесса.
Отметим, что любая система является динамической системой, а совокупность, состоящая из изолированных, не связанных между собой элементов, еще не является системой. В связи с этим целесообразно перенести центр тяжести анализа механизированной поточной линии как системы на процессы, происходящие в ней. Применительно к конкретным условиям поточных линий рыбоперерабатывающих производств это означает, что технологическая система есть действующая в данный момент поточная линия. Таким образом, при рассмотрении механизированных поточных линий нужно иметь в виду не систему машин и агрегатов, а систему процессов, происходящих в машинах и агрегатах.
Системное исследование больших систем имеет две достаточно четко выраженные стадии. Первая относится к функционально-структурным вопросам, включает математическое моделирование отдельных подсистем и может быть названа макроисследованием, а вторая - микроисследование -связана с исследованием элементов подсистемы как отдельных объектов. Говоря о двух стадиях исследования больших систем, следует отметить, что для системной точки зрения характерно движение от системы к элементам, поскольку она исключает представление о том, что свойства элементов полностью определяют свойства системы. Изучение любого объекта - сложного или простого - неразрывно связано с изучением той системы, в которую он входит.
Таким образом, макроисследование системы включает в себя: определение и четкое формулирование цели исследования системы; выбор показателя эффективности системы; составление перечня характеристик, действующих на систему факторов; выявление процессов, наиболее влияющих на качество функционирования системы.
Основной целью работы является макроисследование технологических процессов рыбоконсервного производства, которое заключается в оценке качества функционирования технологических процессов производства рыбных консервов, а также оценка влияния способов размораживания рыбы на качество готового продукта.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи: на основе системного анализа технологических потоков выделить основные подсистемы, где закладывается качество готового продукта; выявить основные операторы подсистемы, качественный анализ которых позволит оценить качество функционирования всей подсистемы в целом (определить относительные показатели качества); используя методы квалиметрии и методы экспертных оценок произвести анализ функционирования процессов по обобщенному показателю качества.
Производство рыбных консервов условно можно разделить на 4 этапа: приемка, хранение и подготовка рыбного сырья (дефростация, разделка, посол - подсистема С2); тепловая обработка сырья (обжарка, бланширование, копчение - подсистема В); подготовка всевозможных рецептурных смесей (заливок, соусов - подсистема С1); заключительный этап приготовления консервов (герметизация, стерилизация, пастеризация - подсистема А). Принятые этапы представляют собой подсистемы, объединяющие элементы системы (технологические операции). Качество рыбного сырья зависит от различных факторов: места вылова, вида срока хранения, способа консервирования (размораживания) [1]. Эффективность технологического потока рыбоперерабатывающего производства определяется наиболее качественным, интенсивным и экономичным превращением сырья в готовую продукцию. При исследовании процессов, протекающих в рамках подсистемы, целесообразно использовать дифференциальный метод квалиметрической оценки уровня качества продукции, чтобы математические операции при комплексном методе оценки не заслоняли существа явлений. Исследование же процессов в рамках операторов допускает применение комплексной квалиметрической оценки качества продукции, которая часто бывает единственным объективным критерием эффективности функционирования машины или аппарата.
Исследованиям подвергались первичная подсистема подготовки рыбного сырья к дальнейшей переработке (размораживание) и подсистема тепловой обработки. Необходимо отметить, что с позиции системы качество процесса формируется в процессе обработки продукта и находится в прямой зависимости от соответствующих свойств технологического оборудования. Оценка качества функционирования проводилась комплексным методом, исследовались оросительный и циклический способы размораживания.
Анализ экспериментальных данных и исследований технологического потока производства консервов «Килька в томатном соусе» позволил выявить ряд показателей (критериев) качества, характеризующих процессы дефростации, разделки, посола (подсистема С2), а также процесса обжарки (подсистема В). Так как понятие «качество процесса» является динамическим сочетанием различных свойств, имеющих разную размерность, необходимо привести отдельные свойства к безразмерному виду для соотнесения их в рамках одной математической модели, т. е.
ят
(1)
Я .
где кг - безразмерное значение г -го свойства; - показатель г -го свойст-
эт
ва; рг - эталонное значение г -го свойства.
Для процесса дефростации показателями свойства являются: содержание «лопанца» р11; изменение массы размороженной кильки р12 ; содержание влаги после размораживания р13. Для процесса разделки: выход кондиционной тушки р21; температура в теле рыбы р22. Для процесса разделки: содержание влаги после посола р 31; изменение массы кильки р32. Оценка подсистемы В производится по основному в данной подсистеме процессору обжарки: показатель свойства - содержание влаги после обжарки р41 . Показатели свойства экспериментально определялись для двух способов размораживания: оросительного (традиционного) и циклического.
Оценка каждого способа ведется по обобщенному показателю качества по подсистеме
__________________К ■ К ■ К
"об _ С1 ■ К1 ■ К2 + С2 ■ К1 ■ К3 + С3 ■ К2 ■ К3
где С1, С2, С3 - коэффициенты весомости (значимости), определяющие важность операторов в подсистеме С2; К1, К2, К3- обобщенные показатели качества по процессам размораживания, разделки, посола соответственно.
к ■ к ■ к
11 12 13
К1 _
С11 ■ к11 ■ к12 + С12 ■ к11 ■ к13 + С13 ■ к12 ■ ^1.
обобщенный показатель качества по процессу размораживания,
где с11, с12, с13 - коэффициенты весомости каждого критерия качества
процесса размораживания;
к11 , к12 , к13 - относительные показатели качества операторов деф-ростации, разделки, посола соответственно, которые находятся по зависимости (1).
Обобщенные показатели для процессов разделки и посола определяются по аналогичным зависимостям.
Весовые коэффициенты определяются с помощью модифицированного метода парных сравнений [2]. Согласно этому методу проводилась экспертиза с целью выявления относительной важности критериев. Опрос экспертов велся с помощью опросных карт. Оценка важности велась по критериям свойств процессов, а также оценивались непосредственно подсистемы всей технологической системы. Полученные значения коэффициентов весомости сведены в таблице.
Сводная таблица полученных значений для подсистемы С2 при циклическом и оросительном (традиционном) способах размораживания
Процесс Относительный показатель качества кг- Коэффициент весомости с1 Обобщенный показатель по процессу К1 Коэффициент весомости по процессу с Обобщенный показатель по подсистеме С2
Дефростация Содержание влаги после размораживания кЦ = 0,97 к* = 0,96 с11 - 0,405 К1Ц — 0,9878 К1Т — 0,937 С1 — 0,56 К0Цб — 0,9 К0Тб — 0,76
Изменение массы кильки к массе кильки предыдущей операции, % кЦ = 1 кТ2 = 0,99 с12 - 0,329
Содержание «лопанца», % кЦ = 0,99 кТ = 0,886 с13 — 0,266
Разделка Температура в теле рыбы к Ц = 0,91 кТ = 0,725 с21 — 0,433 К2 Ц — 0,6715 К 2 Т — 0,375 С 2 — 0,28
Выход кондиционной продукции кЦ = 0,5 к2Т2 = 0,23 с22 — 0,567
Посол Содержание влаги после посола кЦ = 0,947 к3Т1 = 0,9308 с31 — 0,517 К3Ц — 0,9637 К3Т — 0,95 С3 — 0,16
Изменение массы кильки к массе кильки предыдущей операции, % кЦ = 0,98 к 32 = 0,97 с32 — 0,483
Полученные данные (таблица) дают представление о влиянии способа размораживания на качество функционирования всей подсистемы С2. В процессе исследований было выявлено влияние на качество обжаривания предыдущих операций процесса, просчитаны обобщенные показатели качества подсистемы В (подсистема тепловой обработки): для циклического способа размораживания КЦ,В — 0,7, для оросительного (традиционного) способа - К^б5 — 0,54.
В конечном итоге были найдены обобщенные коэффициенты качества технологического процесса по двум подсистемам для циклического и оросительного способов размораживания по зависимости
К ■ К
К —_ЛобС2 Л обВ________ (3)
С ■ К + С ■ К ’
СС2 Л обС2 СВ Л обВ
где СС2, СВ - коэффициенты весомости подсистем; КобС2, КобВ - обобщенные коэффициенты по подсистемам.
В процессе исследований произведена экспертная оценка подсистем всего технологического потока, в результате которой коэффициенты весомости по подсистемам следующие: СС2 — 0,468, СА — 0,203, СС1 — 0,093, СВ — 0,237 .
Найденные обобщенные коэффициенты по подсистемам для различных способов размораживания позволяют произвести сравнительную оценку и сделать соответствующие выводы.
При циклическом способе размораживания КЦ — 0,99 ; при традиционном способе размораживания (оросительный дефростер) КТ — 0,8 .
В результате проведенного макроисследования технологической системы можно сделать вывод, что при размораживании сырья циклическим способом выход качественной продукции и, следовательно, качество функционирования всей системы выше на 19 %, чем при размораживании оросительным способом. Таким образом, замена в сырьевом отделении оросительных дефростеров на циклические приведет к улучшению качества готовой пищевой продукции.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Чепурная М. Н. Системное исследование особенностей построения технологических потоков в рыбоконсервном производстве // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: Материалы Всерос. науч.-практ. конф.-выставки. - М.: МГУПП, 2003.
2. Методика сравнительного анализа качества технологического оборудования предприятий пищевой промышленности / Б. М. Азаров, И. Ф. Александрова, Н. Л. Кузнецова, В. П. Тарутин. - М.: МТИПП, 1984.
Получено 21.02.05
MACROINVESTIGATION OF TECHNOLOGICAL SYSTEM IN FISH TINNED PEODUCTION
V. N. Lysova, Yu. I. Dekina, M. N. Chepurnaya
Technical flow production investigation has been pursued in the light of systems approach in order to rise effectiveness of tinned fish production. There was presented analysis of processes operating on the basis of general quality index by qualimeter method and experts' estimation. Two methods of defrosting - spray and cyclic ones - were examined on the basis of experimental investigations. Cyclic method of defrosting is indicated to have more output of high quality by 19 % in comparison with spray defroster.
