CC BY
48
УДК 636.5.033
Оптимизация функционирования
поточно-механизированной линии по переработке мяса птицы
М. А. Беляева, д-р техн. наук, профессор, П. П. Капленков, студент Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова
Производство мяса птицы в России - одна из ведущих отраслей российского производства мяса. Около 97% приходится на куриное мясо. Еще примерно 2% - на мясо индейки и 1% - на прочие виды мяса птицы. Рост уровня потребления и улучшение макроэкономической ситуации в мире, а также наращивание отдельными странами производства мяса птицы, создают благоприятные условия для развития внешней торговли.
Птицеводство России в последние годы наращивает утраченные объемы производства мяса птицы, что позволяет поставлять на рынок все больше отечественной продукции.
По итогам 2013 г. производство мяса птицы в России составило 3,83 млн т, из которых 90% было произведено сельхозорганизациями, 9% -хозяйствами населения, 1% - индивидуальными предпринимателями и фермерскими хозяйствами. По сообщению пресс-службы Министерства сельского хозяйства РФ, за период с января по сентябрь 2014 г. производство птицы на убой в живом весе в хозяйствах всех категорий России возросло на 5,7% по сравнению с показателем аналогичного периода предыдущего года и составило 3,913 млн т. Из этого следует, что снижения производства мяса птицы за последние два года не произошло и в перспективе не ожидается. Доля альтернативного птицеводства настолько
мала, что изменения в объемах производства других видов мяса птицы, кроме куриного, не могут оказать сколько-нибудь серьезного влияния на общую динамику этого сегмента мясного рынка [1, 2].
Таким образом, организация переработки сырья и обеспечение населения высококачественными продуктами питания являются сегодня наиболее актуальными проблемами.
Благодаря своим высоким пищевым и вкусовым качествам, мясо относится к самым ценным, популярным и востребованным продуктам в рационе питания человека. Пищевая ценность мяса определяется тем, что оно является носителем полноценного животного белка и жира. Некоторые содержащиеся в нем питательные вещества по своей пищевой ценности, сбалансированности, химическому составу и свойствам невозможно заменить потреблением другой пищи. Кроме полноценного животного белка и жира в мясе содержатся экстрактивные, минеральные вещества; водорастворимые белки, а также витамины и минеральные соли. Важными для организма минеральными веществами, входящими в состав мяса, являются железо, калий, магний, натрий, цинк, фосфор, йод и др. [3].
Мясо птицы классифицируют по возрасту, виду тушек птиц, а также
по способу обработки - на полупотрошеные (тушки птиц с удаленным кишечником) и потрошеные (тушки птиц, у которых удалены внутренние органы). Кроме того, по термическому состоянию - на парное, остывшее, охлажденное, подмороженное, дефростированное и оттаянное. Парное - это мясо только что убитой птицы, сохранившее теплоту тела. Парное мясо с предприятий не выпускают, так как оно может быстро приобрести нежелательные товарные признаки и низкое санитарное качество. Остывшее - это мясо, которое в тушках после их разделки подвергнуто остыванию при температуре окружающей среды в течение не менее 6 ч. Охлажденное - это мясо, подвергнутое 2-3-трехсуточной выдержке с температурой в остывочных камерах в толще мускулатуры (у костей) от 0 до 4 °С. Подмороженное - мясо, которое в толще мускулатуры имеет температуру выше -6 °С. Мороженное мясо, которое после замораживания должно иметь температуру в толще мускулатуры -6 °С и ниже. Дефростированное - это мясо, медленно размороженное в специальных камерах (дефростерах) до температуры в толще мускулатуры от 1 до 4 °С. Дефростированное мясо как и мороженное, используется только для промышленной переработки. Оттаянное - это мясо, которое в отличие от дефростированного, разморожено в обычных условиях. Пищевая ценность такого мяса ниже, чем дефростированного, так как размороженное мясо теряет часть мясного сока и ослизняется с поверхности.
По пищевому назначению мясо классифицируют на столовое - мясо, отвечающее техническим условиям, ГОСТу, его выпускают в торговую сеть для реализации или для использования на предприятиях общественного питания; а также мясо, подлежащее промышленной переработке -мясо, пригодное для пищевых целей, но не соответствующее нормативам, предусмотренным ГОСТом для выпуска в торговую сеть. Мясо, подлежащее промышленной переработке, используют для выработки консервов, колбасных изделий, копченостей или полуфабрикатов.
Тушки птиц всех видов по упитанности и качеству обработки классифицируются на мясо птиц 1-й категории, которое должно иметь хорошо развитые мышцы, у уток, индеек и цесарок должны быть значительные отложения подкожного жира в области живота, груди и в виде сплошной полоски на спине; киль грудной кости не выделяется.
Рис. 1. Комплектация поточно-механизированной линии по переработке мяса птицы (количество человек на линии условное): 1 - транспортер подачи птицы; 2 - конвейер убоя; 3 - аппарат электрооглушения УАЭГ-1; 4 - машина убоя птицы В2-ФЦ-2Л-6/4-01; 5 - желоб обескровливания Э-313; 6 - ванна универсального аппарата К7-ФЦЛ для тепловой обработки; 7 - дисковый автомат для удаления хвостового оперения К7-ФЦЛ-7; 8 - дисковый автомат для удаления оперения К7-ФЦЛ-7; 9 - машина отделения голов Э-315; 10 - транспортер разбора потрохов; 11 - комплект механизмов для обработки мышечных желудков: машина обработки желудков; машина очистки желудков; шнек мойки желудков; машина снятия кутикулы; 12 - машина отделения шеи Я6-ФРШ-01; 13 -устройство душирующее; 14 - машина отделения ног Э-31; 15 - съемник отрезанных ног из подвесок; 16 - машина очистки отрезанных ног; 17 - устройство санитарной обработки подвесок конвейера
Мясо птиц молодняка 2-й категории имеет удовлетворительно развитые мышцы, у цыплят и индюшат -незначительные отложения подкожного жира в области нижней части спины и живота; у утят и гусят имеются незначительные отложения подкожного жира на груди и животе. Киль грудной кости может быть выделен. Тушки птиц всех видов, по упитанности не отвечающие требованиям 2-й категории, относятся к нестандартным и к реализации в торговой сети и для общественного питания не допускаются, а используются в промышленной переработке [4].
Переработка мяса птицы производится в поточных линиях, которые на сегодняшний день классифицируются следующим образом: по степени механизации и автоматизации поточные линии по переработке кур подразделяют на ручные, полуавтоматизированные (автоматизированные) и механизированные. Полуавтоматизированные линии в свою очередь делятся на механизированные и комплексно-механизированные линии.
Для механизированных линий характерно перемещение обрабатываемого продукта (кур) непрерывно или периодически с помощью транспортера к рабочим местам, обработка его операторами происходит с помощью механизмов и инструментов.
В комплексно-механизированных линиях все основные технологические и транспортные операции осуществляются с помощью механизмов. Управление, контроль, загрузка и выгрузка осуществляются операторами на местах.
Для ручных (простых) поточных линий характерно выполнение операторами всех операций вручную, а также перемещение обрабатываемого продукта (кур) от одного рабочего места к другому по подвесному рельсовому пути.
Весь технологический процесс по переработке тушек птиц основан на выполнении определенной последовательности операций, включая приемку, доставку, первичную обработку, то есть убой птицы и обработку тушек, потрошение, сортировку и упаковку.
Этап приемки и доставки птиц представляет собой предубойную выдержку, приемку на перерабатывающем предприятии, доставку, ветеринарный осмотр поступившей птицы, выгрузку и подачу на убой.
Первичная переработка птиц на поточно-механизированной линии (ПМЛ) слагается из следующих последовательно выполняемых операций: навешивание за ноги на конвейер; электрооглушение в универсальных аппаратах УАЭГ-1 (сила тока 25 мА, напряжение 550 В,
время - 15 с); убой и обескровливание птицы на технологические цели в течение 90 с; тепловая обработка тушек (шпарка) при температуре 52...55 °С, в течение 120 с, в универсальном аппарате К7-ФЦЛ; удаление оперения (ощипка) с тушек на дисковых аппаратах (автоматах) при температуре воды 45.56 °С; воскование (для водоплавающей птицы); потрошение тушек; отрезание шеи и головы; отрезание ног; охлаждение мяса птицы; сортировка и упаковка [5, 6].
Промышленная переработка птицы осуществляется на поточно-механизированных линиях. В данной работе рассмотрена линия переработки кур и цыплят-бройлеров производительностью 500 тушек в час (рис. 1).
Линия комплектуется одним конвейером, проходящим через участки убоя и потрошения.
Принцип работы поточной линии изображен на рис. 1. На линию птица (куры, цыплята, цыплята-бройлеры) поступает в транспортной таре, ящиках или контейнерах. Из транспортной тары она выгружается на транс-
портер 1. Птица перемещается по технологическим операциям с помощью пространственного подвесного конвейера 2. Оператор берет птицу за ноги с транспортера подачи 1 и закрепляет ее в подвесках конвейера 2.
Конвейер перемещает птицу на первую технологическую операцию - электрооглушение. В аппарате электрооглушения 3 под действием электрического тока птица обездвиживается. Обездвиживание птицы необходимо для последующих операций - убоя и обескровливания. Выйдя из аппарата электрооглушения 3, птица попадает в машину убоя 4, где дисковые ножи осуществляют надрез яремной и сонной артерий. Из машины убоя 3 птица перемещается в желоб обескровливания 5. За время прохождения над желобом кровь стекает из птицы в желоб, а из него - в накопительную емкость.
После прохождения желоба обескровливания птица попадает в ванну тепловой обработки 6. Тепловая обработка птицы необходима для ослабления удерживания оперения. Пройдя тепловую обработку, птица проходит через машину снятия хвостового оперения 7. Так как у кур удерживаемость хвостового оперение выше, чем у цыплят-бройлеров, необходимо для его удаления прилагать большие усилия, что и происходит на машине снятия хвостового оперения. Затем птица попадает в машину снятия оперения 8. В ней перо снимается резиновыми пальцами, установленными во вращающихся навстречу друг другу роторных дисках. Снятое перо смывается подаваемой в машину теплой водой. Перо попадает или в гидрожелоб, или в накопитель, откуда транспортируется в цех утилизации. После выхода тушки из машины снятия оперения оператор проверяет качество снятия оперения и при необходимости осуществляет доощипку птицы.
После снятия оперения тушки проходят через машину отделения головы 9. Здесь надрезанная голова отде-
ляется от шеи, одновременно с головой отделяется и трахея. После этого тушки направляются на участок потрошения. Потрошение производится над транспортером разбора потрохов 10. Здесь операторы вскрывают тушку и извлекают внутренности с помощью специального инструмента.
Проводится ветеринарный осмотр тушки и извлеченных потрохов, после чего отделяют сердце, печень, вырезают клоаку и весь пакет с желудком и кишечником кладут на транспортерную ленту. Транспортерная лента перемещает пакет с желудком и кишечником в комплект обработки мышечных желудков 11, состоящий из машины отделения, разрезания и мойки желудков, машины очистки желудков, шнека мойки и машины для снятия кутикулы. Этот комплект обслуживает один оператор.
После операции потрошения тушки птицы проходят через машину отделения шеи 12. В ней шея передавливается по второму шейному позвонку и выталкивается из кожи.
После проведения всех технологических операций осуществляется проверка качества потрошения, и далее тушки направляются в души-рующее устройство 13 для обмыва снаружи и внутри. Пройдя души-рующее устройство, тушки попадают в машину отрезания ног 14. Ноги отрезаются по суставу, а тушки падают на технологический стол. С технологического стола тушки перевешивают на конвейер охлаждения.
Оставшиеся в подвесках ноги птицы вынимаются съемником отрезанных ног 15. Вынутые из подвесок ноги по склизу падают в приемную горловину машины очистки отрезанных ног 16. На входе в нее подается горячая, а на выходе из машины - холодная вода. Горячая вода служит для нагрева ног и отвода снимаемого эпидермиса, а холодная вода - для охлаждения очищенных ног. Очищенные ноги используется на пищевые цели. Заключительная технологическая операция на конвейере - это санитарная обработка подвесок и конвейера. Она осуществляется на устройстве санобработки 17. В этом устройстве подвески и конвейер смачиваются водой из форсунок, а затем щетками очищаются от прилипшего пера. На выходе из устройства производится еще один обмыв из форсунок. Далее конвейер приходит на участок навешивания новой партии птицы [7, 8].
Для персонала, обслуживающего поточно-механизированную линию по переработке птицы, подходит повременная форма оплаты труда (оплата труда за отработанное время). В данном случае это норматив-
ная оплата труда, предусмотренная тарифной системой.
В среднем в штат входят: на транспортере подачи птицы - 2 человека; на конвейере убоя - 1 человек; на участке отделения голов - 1 человек; на участках потрошения тушек и их упаковки - по 10 человек; 1 человек - администратор смены. Итого -25 сотрудников.
Оклады сотрудникам формируются исходя из средних зарплат данной категории работников и их квалификации. Стоимость работы линии (до модернизации) - 621 тыс. руб.
Совершенствование и оптимизация функционирования поточной линии заключается в ее правильной комплектации, от чего зависят производительность и количество обслуживающего персонала, т. е. фонд оплаты труда. В связи с этим были разработаны циклограммы работы оборудования ПМЛ с учетом простоев, загрузки, выгрузки, рабочего времени при разных вариантах комплектации и с внедрением в линию автоматической машины по потрошению тушек птицы К7-ФИВ. Продолжительность потрошения при ее внедрении снизилась вдвое, что позволило увеличить производительность и сократить обслуживающий персонал штата на 5 человек. Срок окупаемости новой линии составит не более пяти лет.
Были построены циклограммы работы линии до и после модернизации. Циклограммы работы оборудования и количество обслуживающего персонала поточной линии разработаны с использованием современных программных средств MS Project. Был проведен расчет издержек на содержание ПМЛ, функционально-стоимостный анализ функционирования в программе BPwin последней версии.
Основную роль при оценке качества мяса играют следующие показатели: содержание компонентов, которые используются организмом для биологического синтеза и покрытия энергетических затрат; органо-лептические характеристики (внешний вид, запах, цвет, консистенция); отсутствие токсических веществ и патогенных микроорганизмов.
Показатели качества мяса зависят от состава и свойств исходного сырья, режимов технологической обработки и хранения. Объективная и всесторонняя оценка указанных зависимостей является необходимой основой для выявления факторов, влияющих на качество продукции.
Обязательные условия выпуска продукции высокого качества - правильный подбор сырья, строгое со-
блюдение режимных параметров на всех стадиях технологического процесса производства и хранения, санитарно-гигиенических норм, контроль дозировки химических добавок, а также ветеринарно-санитарная экспертиза.
Важными условиями выпуска промышленной продукции высокого качества являются дальнейшее совершенствование методов его контроля, строгое соблюдение технологической дисциплины, всесторонний анализ причин понижения уровня качества или появления брака.
В результате проведенной работы авторами статьи предложен вариант комплектации ПМЛ по обработке мяса птицы. Сравнительный анализ показал рост производительности, переход механических процессов по обработке птицы на автоматические. Это позволит снизить коли-
чество обслуживаемого персонала, облегчить запуск поточной линии с полуавтоматизированного на автоматизированный режим, привести к снижению издержек и экономии фонда оплаты труда с экономических позиций, облегчить работу обслуживаемого персонала.
Предлагаемую комплектацию можно рекомендовать предпринимателям, занятым в мясном бизнесе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Производство мяса птицы в России [ Электрон. Ресурс]/. Режим доступа http://newsruss.ru/ doc/index. php/npo-изводство_мяса_птицы_в_России;
Курица или яйцо [Электрон. ресурс]. Режим доступа: http://www.mcx.ru/ news / news/ show/30636.htm
2. Мясо и мясные продукты [Электрон. ресурс]. Режим доступа:
http: //www.pitanieizdorovje.ru/mjaso. html
3. ГОСТ 16367-86. Птицеперерабатывающая промышленность. Термины и определения.
4. Башкирев, Н. М. Организация производства и переработка мяса птицы на птицеперерабатывающих предприя-тиях/Н. М. Башкирев. - М.: ВНИИТЭИа-гропром, 1989. - 55с.
5. Митрофанов, Н. С. Переработка птицы/Н. С. Митрофанов [и др.]. - М.: Агропромиздат, 1990. - 303с.
6. Линия переработки птицы циклического действия [Электрон. ресурс]. Режим доступа: http://www.vniipp.ru/? page=03Linzik&razdeL=birth
7. Технологический процесс переработки мяса птицы [Электрон. ресурс]. Режим доступа:
http://rosmamash.ru/ p ub Li katsii -i-stati / tehnoLogicheskiy-protsess-pererabotki-myasa-ptitsyi. html
Оптимизация функционирования поточно-механизированной линии по переработке мяса птицы
Ключевые слова
классификация мяса птицы; мясная индустрия; оптимизация мясного производства; поточно-механизированные линии; производство мяса птицы
Реферат
Мясо кур в России занимает лидирующее место на рынке мяса птицы. Благодаря нежной структуре, диетическим свойствам, легкости приготовления блюд мясо кур является важным составляющим белкового рациона человека. В связи с возрастающим спросом на данную продукцию главными вопросами для предпринимателей остаются оптимизация переработки сырья и производство продуктов высокого качества. Исследования проводились сотрудниками Российского экономического университета им. В.Г. Плеханова. Оптимизация подразумевает под собой увеличение производительности поточных линий, сокращение численности персонала, снижение затрат электроэнергии и природных ресурсов на единицу продукции. Поскольку масса бройлера не превышает 2,5 кг и период его взросления составляет не более 6 недель, это создает высокорентабельный потенциал для автоматизации технологических этапов обработки. Промышленную переработку кур производят на поточно-механизированных линиях (ПМЛ). Благодаря непрерывному процессу автоматизации ПМЛ и применению современного оборудования повышается эффективность использования поточных линий и снижается срок их окупаемости. Цель данной работы: оптимизировать функционирование ПМЛ по переработке кур с учетом предложения новой комплектации на участке потрошения. На данном участке осуществляются операции по отделению внутренностей бройлеров от тушки. Если до модернизации из-за достаточно сложного процесса обработки использовался ручной труд, то применение на этом участке ПМЛ современной автоматической машины для потрошения тушек приведет к частичной автоматизации данного процесса. В экспериментальной части авторами были приведены циклограммы линий до и после модернизации, оценены численность персонала, работающего на ПМЛ, и срок окупаемости новой линии. В результате после внедрения автоматической машины по потрошению тушек птицы продолжительность потрошения снизилась вдвое, штат сократился на 5 человек, срок окупаемости составил около 5 лет. Авторы считают, что данная оптимизация линии будет целесообразна для дальнейшего совершенствования и развития производства по обработке кур и даст предпринимателям соответствующие рекомендации.
Авторы
Беляева Марина Александровна, д-р техн. наук, профессор, Капленков Павел Павлович, студент,
Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова, 117997, Москва, Стремянный пер., д. 36, belyaevamar@mail.ru
Optimization of Functioning of Thread-Mechanized Lines for Poultry Processing
Key words
poultry meat production; meat industry; flow-mechanized lines; poultry meat classification; optimization of meat production
Abstracts
Chicken meat in Russia is leader in the market of poultry meat. Chicken meat is one of the important components of the human protein diet due to the delicate structure, dietary properties, ease of cooking. The main issues for the entrepreneurs remain the optimization of chicken meat processing and the manufacture of high quality products due to the increasing demand. The studies were conducted by employees of the Russian Economic University. VG Plekhanov. Optimization implies an increase in performance of production lines, cutting the headcount, reducing costs of electricity and natural resources per unit of an output. Since the mass of broiler does not exceed 2.5 kg and the period of its growing up is no more than 6 weeks, it creates a highly profitable potential for automation of processing operations. The industrial processing of chicken is produced on flow-mechanized lines (FML). Due tothe permanent FML automation, the use of modern equipment, the effectiveness of production lines is growing andtheirpaybackperiodis reduced. The purpose of the work is to optimize the functioning of the FML for chicken meat processing with a proposal of new equipment in evisceration area. In this area theseparation of the interiorfrom thebroilertrunk is made. Ifmanual labor was used before the upgrade because of the rathercomplex process, the use of the modernautomatic machine for poultryeviscerationwould lead to apartial automationof the process in this area. In the experimental part the authors made cyclograms before and after the line upgrade, calculated the number of staff and the return on investment. As a result, the evisceration process halved, the staff was decreased by 5 people, the return on investment (ROI) turned out approximately 5 years after introduction of an automatic machine for poultryevisceration. The authors think that this optimization of the line will be rational for the further improvement and developmentof chicken meat processingand will allow making appropriate recommendations for the entrepreneurs in the meat industry.
Authors
Belyaeva Marina Aleksandrovna, Doctor of Technical Sciences, Professor, Cyplenkov Pavel Pavlovich, student, Russian University of Economics named after G. V. Plekhanov, 117997, Moscow, stirrups per., 36
