CC BY
2105.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки) йО!: 10.25712/А8Т11.2072-8921.2019.02.019 УДК 664.788.8 (045)
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ В КРУПУ
В. А. Марьин, А. Н. Блазнов, А. А. Иванов, Р. Б. Ермаков, И. Н. Павлов
Экономическая эффективность переработки зерна складывается из таких показателей, как качество, себестоимость, цена реализации продуктов переработки. Одним из основных направлений повышения экономической эффективности переработки зерна является гидротермическая обработка перед шелушением и шлифованием. Гидротермическая обработка улучшает технологические свойства зерна, облегчает отделение оболочек при шелушении и позволяет снизить дробимость ядра зерна при шелушении и шлифовании. Для повышения экономической эффективности производства крупы из зерна пшеницы предложено использовать пропариватель непрерывного действия на стадии гидротермической обработки. В сравнении с пропариванием зерна периодическим способом согласно «Правилам организации и ведения технологического процесса...», длительность обработки в непрерывном режиме сокращается с 48 минут до 10 минут, сокращаются расходы на сушку за счет более интенсивной обработки сухим паром при низком давлении и исключения операций низкотемпературной и высокотемпературной сушки. Проведен сравнительный расчет планово-экономические показателей завода по переработке пшеницы в крупу производительностью 50 тонн / сутки без пропаривания, с периодическим и непрерывным пропариванием зерна. Ресурсосбережение при пропаривании зерна пшеницы непрерывным способом достигается за счет значительных сокращений расходов пара, воды, электроэнергии и других переменных затрат. Использование непрерывного способа пропаривания позволяет увеличить рентабельность производства по переработке зерна пшеницы в крупу на 2,1 %, повысить массовую долю выхода готовой продукции на 4,0 % по сравнению с непропаренным зерном и повысить рентабельность на 0,9 % по сравнению с периодическим способом.
Ключевые слова: зерно пшеницы, крупа пшеницы, пропаривание, экономическая эффективность, рентабельность, периодический пропариватель, пропариватель непрерывного действия, ресурсосбережение.
ВВЕДЕНИЕ
Экономическая эффективность переработки зерна определяется системой показателей, важнейшими из которых являются качество, себестоимость, цена реализации продуктов переработки.
Повышение качества и массовой доли выхода готового продукта, снижение себестоимости и увеличение рентабельности переработки зерна способствует стабильной работе производства [1]. Однако величина прибыли предприятия зависит от множества внешних и внутренних факторов, важнейшими из которых являются качество, себестоимость, цена реализации продукции, уровень материально-технического обеспечения и переменные затраты. Эти показатели позволяют определить уровень рентабельности производства и цену реализации готового продукта.
Опыт эксплуатации производств по выработке серых круп, в том числе пшеничной, позволяет говорить о невысокой рентабельности и низкой доходности таких производств.
Необходимость увеличения доходности и обеспечения устойчивости функционирования предприятия в рыночной среде заставляет
искать пути повышения эффективности производства и переработки зерна.
Одним из основных направлений повышения экономической эффективности переработки зерна является гидротермическая обработка (ГТО) перед шелушением и шлифованием [2].
В работе [3] исследовано воздействие пара на зерно пшеницы, показано изменение цвета и вкуса в производстве сухих завтраков в зависимости от параметров тепловой обработки. В работе [4] проводились исследования термовлажностной обработки целого зерна пшеницы с целью желатинизации крахмала и повышения усвояемости. В [5] исследовано влияние гидротермической обработки зерна пшеницы на его прочность и показано, что при повышении влажности свыше 20 % прочность зерна снижается. В работе [6] исследован процесс ГТО в экспериментальной установке и предложено использовать режимы пульсирующего вакуума и последующего пульсирующего давления в полости увлажняющего шнека для ускорения процесса увлажнения зерна пшеницы, при которых оптимальные для производства муки значения влажности
В.А. МАРЬИН, А.Н. БЛАЗНОВ, А.А. ИВАНОВ, Р.Б. ЕРМАКОВ, И.Н. ПАВЛОВ
зерна 16,4 % достигаются в течение 15-30 с. Таким образом, ГТО, воздействуя на зерно, приводит к изменению физико-химических свойств зерна: повышению прочности эндосперма и уменьшению прочности пленок. Это улучшает технологические свойства зерна, облегчает отделение оболочек при шелушении и позволяет снизить дробимость ядра зерна при шелушении и шлифовании. А происходящие при этом биохимические изменения позволяют получать продукцию с улучшенными органолептическими качествами.
Целесообразность использования ГТО обеспечивается улучшением качества и увеличением массовой доли готового продукта [2, 6], а оптимизация ГТО является одним из возможных путей уменьшения затрат на переработку зерна, так как затраты на пропари-вание, сушки и шелушение в отдельных случаях могут составлять до 50 % общих затрат [7]. Для оптимизации ГТО зерна авторами в работе [8] предложен пропариватель непрерывного действия, который показал свою эффективность при пропаривании зерна различных культур: гречиха, овес, пшеница [8-10].
Целью настоящей работы является обоснование повышения экономической эффективности производства крупы пшеничной с использованием пропаривателя непрерывного действия.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Для испытания были отобраны партии зерна пшеницы сорта «Бийская», собранного в предгорье Алтайского края в 2017 году, которая соответствовала требованиям нормативной документации ГОСТ Р 52554-2006.
Все исследования проводились в 3-4-кратной повторяемости. В экспериментальной части приведены средние значения показателей.
Партии зерна пшеницы, из которых отбирали образцы для исследований, по показателям качества соответствовали требованиям нормативной документации (таблица 1).
Анализ таблицы 1 позволяет утверждать, что зерно пшеницы соответствует требованиям нормативной документации и может быть использовано для исследований и выработки готового продукта.
Подготовка зерна пшеницы к переработке в крупу заключается в его очистке от примесей, гидротермической обработке, предварительном шелушении и шлифовании. Используя гидротермическую обработку зерна пшеницы, можно добиться улучшения качества крупы за счет усвояемости белков и углеводов и увеличения массовой доли выхода готовой продукции [11]. Далее в технологии переработки пшеницы зерно последовательно шлифуют в шелушильно-96
шлифовальных машинах типа ЗШН, производят сепарирование полученных продуктов и сортируют по номерам, провеивают в аспираторах, подвергают магнитному контролю и направляют в упаковочное отделение (рисунок 1).
Таблица 1 - Показатели качества зерна
пшеницы, используемого для исследования
Показатели качества зерна Качество зерна по требованиям нормативной документации ГОСТ Р 52554-2006 Фактическое качество зерна
Состояние В здоровом, негреющем состоянии
Цвет Свойственный здоровому данного типа и подтипа
Запах Свойственный здоровому зерну пшеницы, без плесневого, солодового, затхлого и других посторонних запахов
Злажность, % не более 14,0 13,4
Натура, г/л не менее 730 750
Сорная примесь, % не более 2,0 1,9
Зерновая примесь, % не более 5,0 4,6
В настоящее время переработка пшеницы в крупу у разных производителей может осуществляться как с использованием ГТО, так и без него. В наших исследованиях проведен сравнительный анализ переработки пшеницы в крупу без ГТО, с использованием ГТО согласно [12] и с пропаривателем непрерывного действия.
Конструкция пропаривателя непрерывного действия может обеспечивать возможность проведения в постоянном режиме следующих операций: предварительный прогрев, пропа-ривание и сушку зерна. Глубина гидротермической обработки зерна может регулироваться за счет изменения температуры пара, степени заполнения пропаривателя и оборотов вала ворошителя с расположенными на нем пластинами разгрузочного устройства [8].
Технологические параметры процесса гидротермической обработки зерна пшеницы в пропаривателе непрерывного действия представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Параметры гидротермической
обработки образцов
Технологические параметры
Время пропаривания Давление пара Охлаждение
мин* МПа мин
4 0,01 6
Общее время обработки, мин 10
Примечание * - время от момента подачи зерна в пропариватель до его выгрузки
Рисунок 1 - Технологическая схема переработки зерна пшеницы в крупу
В качестве сравнения использована технология ГТО, рекомендованная нормативными документами согласно «Правилам организации и ведения технологического процесса...» [12], рисунок 2.
Технологические параметры процесса гидротермической обработки зерна пшеницы согласно «Правилам организации.» представлены в таблице 3.
Рисунок 2 - Схема гидротермической обработки зерна пшеницы с использованием периодического пропаривания
Как следует из приведенных в таблице 3 данных, использование непрерывной гидротермической обработки зерна пшеницы позволяет значительно сократить время на его обработку и, соответственно, уменьшить затраты.
Кроме того, применение нового способа обработки зерна позволяет увеличить производительность на 10 % за счет сокращения простоев вследствие непрерывности процесса.
Для достижения наибольшей технологической эффективности гидротермической обработки рекомендуется в зимнее время подогревать зерно, т. к. оптимальная температура зерна перед тепловой обработкой должна быть не менее +20 °С.
Затраты электроэнергии, пара, воды и газа при выработке крупы пшеничной без пропаривания, с периодическим пропарива-нием и с непрерывным пропариванием зерна представлены в таблице 4.
Таблица 3 - Параметры гидротермической обработки зерна пшеницы согласно «Правилам
организации.»
Технологические параметры
Время пропаривания Давление пара Низкотемпературная сушка, температура агента сушки 70 °С Высокотемпературная сушка, температура агента сушки 130 °С Охлаждение
мин* МПа мин мин мин
4 0,15 14 20 10
Общее время обработки, мин 48
Примечание *- время от момента подачи пара в пропариватель до его прекращения
В.А. МАРЬИН, А.Н. БЛАЗНОВ, А.А. ИВАНОВ, Р.Б. ЕРМАКОВ, И.Н. ПАВЛОВ Таблица 4 - Затраты электроэнергии, пара, воды и газа на тонну продукции при
переработке пшеницы в крупу
Наименование Без пропарива- Периодическое Непрерывное
ния пропаривания пропаривания
Электроэнергия, кВтч / тонну 70 75 72
зерна
Пар, кг / тонну зерна 0 260 40
Газ, м3 / тонну зерна 0 0 4,0
Вода, м3/тонну зерна 0 0,25 0,042
Расчет планово-экономических показателей завода по переработке пшеницы в крупу проводили для производительности 50 тонн / сутки без ГТО, с периодическим и непрерывным пропариванием зерна. Резуль-
Таблица 5 - Планово-экономические и непрерывным пропаривателями
таты расчетов представлены в рублях за тонну в таблице 5.
Цены на зерно, крупу, электроэнергию и другие затраты взяты из расчета как средние на текущий период.
показатели при работе с периодическим
Объем сырья, тонн Суточная Суток Всего за месяц
50 27 1350
Наименование — - Без пропаривания Периодическое пропаривание Непрерывное пропаривание
Цена 1 тонны б/НДС, руб. - - 8 363,6 8 363,6 8 363,6
Выход продукции, % — - 77,0 80,0 81,0
Объем продукции, тонн - - 1 039,5 1 080,0 1 097,5
Стоимость основной продук- — - 8 694,0 9 032,7 9 179,5
ции
Стоимость побочной продук- 25 - 465,7 405,0 378,7
ции (от стоимости зерна), %
Стоимость продукции, тыс. руб. - - 9 159,7 9,437,7 9,558,2
Переменные затраты — - 8 199,7 8 322,1 8 325,2
Стоимость сырья б/НДС, тыс. руб. 6000 - 7 363,6 7 363,6 7 363,6
Мешкотара 50 11,5 202,6 210,5 213,9
Заработная плата тыс. руб. 200 - 270 270 270
Отчисления от з/пл., % 30,8 - 83,2 83,2 83,2
Электроэнергия, тыс. руб. - 3,5 280,3 300,3 288,3
Пар, тыс. руб. - 0,3 0,0 89,2 13,7
Газ, тыс. руб. - 20 0,0 0,0 91,5
Вода, тыс. руб. - 18 0,0 5,1 0,87
Переменные затраты на 1 - - 7,9 7,8 7,5
тонну готовой продукции
Маржинальная прибыль, тыс. руб. - - 960,0 1115,7 1233,0
Рентабельность (маржинальная прибыль), % - - 10,5 11,8 12,9
Постоянные затраты, тыс. руб. - - 470,0 470,0 470,0
Прибыль до налогообложе- - - 490,0 645,7 763,0
ния, тыс. руб.
Рентабельность (до налого- - - 5,3 6,8 7,9
обложения), %
Налог на прибыль, тыс. руб. - - 90,0 129,1 152,6
Прибыль после налогообло- - - 392,1 516,6 610,4
жения, тыс. руб.
Рентабельность (после налогообложения) - - 4,3 5,5 6,4
Анализ представленных данных позволяет утверждать о более высокой маржинальной доходности непрерывного способа обработки зерна в сравнении с периодическим. Увеличение прибыли и рентабельности на 2,1 % по отношению к необработанному зерну и на 0,9 % по отношению к периодическому пропариванию связано с уменьшением переменных затрат, что не противоречит ранее проведенным исследованиям при переработке зерна гречихи [13]. Увеличение массовой доли выхода готовой продукции связано с высокой сохранностью ядра в процессе шелушения и шлифования из-за равномерного пропаривания зерна и, как следствие, уменьшения кормовой мучки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, использование непрерывного способа пропаривания позволяет увеличить рентабельность производства по переработке зерна пшеницы в крупу на 2,1 %, повысить массовую долю выхода готовой продукции на 4,0 % по сравнению с непропа-ренным зерном, что позволяет утверждать о целесообразности использования непрерывного пропаривания зерна пшеницы при выработке крупы пшеничной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Личко, Н. М. Технология переработки продукции растениеводства / Н.М. Личко. - М. : Колос, 2008. - 583 с.
2. Егоров, Г. А. Управление техническими свойствами зерна / Г. А. Егоров. - Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2005. - 348 с.
3. Horrobin, D. J. Interior and surface colour development during wheat grain steaming / D. J. Horrobin, K. A. Landman, L. Ryder // Journal of Food Engineering. - 2003. - Vol. 57. - Р. 33-43.
4. Stapley, A. G. F. Modelling the steaming of whole wheat grains / A. G. F. Stapley, K. A. Landman, C. P. Please, P. J. Fryer // Chemical Engineering Science. - 1999. - Vol. 54. - Р. 965-975.
5. Grochowicz, J. Changes in strength characteristics of heat-treated wheat grain (communication) / J. Grochowicz, K. Zawioelak // International Agrophys-ics. - 2002. - Vol. 16. - Р. 167-170.
6. Бузоверов, С. Ю. Влияние степени увлажнения зерна в процессе гидротермической обработки на качество и выход муки / С. Ю. Бузоверов, В. И. Лобанов, Н. С. Протасов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2018. - № 1 (159). - С. 172-176.
7. Марьин, В. А. Ресурсосбережение при переработке влажного зерна гречихи с использованием пропаривателя непрерывного действия / В. А. Марьин, Р. Б. Ермаков, А. Н. Блазнов // Вестник Ал-
тайского государственного аграрного университета. - 2015. - № 12 (134). - С. 144-148.
8. Ермаков, Р. Б. Экспериментальное исследование процесса непрерывного пропаривания зерна гречихи / Р. Б. Ермаков, В. А. Марьин, А. Н. Блазнов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2014. - № 3 (113). - С. 114-119.
9. Марьин, В. А. Влияние гидротермической обработки зерна пшеницы на его физико-химический состав / В. А. Марьин, А. Н. Блазнов, Р. Б. Ермаков, И. Н. Павлов // Южно-Сибирский научный вестник. -2017. - № 4 (20). - С. 163-166.
10 Марьин, В. А. Влияние гидротермической обработки зерна овса на его физико-химические свойства /
B. А. Марьин, А. Н. Блазнов, Р. Б. Ермаков, И. Н. Павлов // Ползуновский вестник. - 2017. - № 4. -
C. 4-8.
11. Хосни, Р. К. Зерно и зернопродукты. Научные основы и технологии / Р. К. Хосни; пер. с англ. Н. П. Черняева. - СПб.: Профессия, 2006. - 336 с.
12. Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. - М.: ВНПО «Зернопродукт», 1990. - 81 с.
13. Марьин, В. А. Эффективность применения непрерывного способа гидротермической обработки зерна гречихи / В.А. Марьин, Р.Б. Ермаков, А.Н. Блаз-нов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2014. - № 10 (120). - С. 137-142
Марьин Василий Александрович -
к.т.н., главный технолог Бийского филиала АО «Новосибирский мелькомбинат», e-mail: [email protected].
Блазнов Алексей Николаевич - д.т.н., доцент, профессор кафедры «<Машины и аппараты химических и пищевых производств» Бийского технологического института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова», тел. (3854) 43-52-99, [email protected]
Иванов Андрей Александрович -директор Бийского филиала АО «Новосибирский мелькомбинат».
Ермаков Роман Борисович - директор Комбикормового завода АО «(Алтайский бройлер», e-mail: [email protected].
Павлов Игорь Николаевич - к.т.н., доцент, доцент кафедры «<Машины и аппараты химических и пищевых производств» Бийского технологического института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова», тел.: (3854) 43-52-99, [email protected].
