CC BY
27
УДК 637.02я73
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СВЧ-УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СУБПРОДУКТОВ
ECONOMIC EFFICIENCY OF APPLICATION OF SUPERHIGH-FREQUENCY HEAT TREATMENT INSTALLATION FOR BY-PRODUCTS
М. В. Белова, Н. Т. Уездный, И. Г. Ершова M. V. Belova, N. T. Uezdny, I. G. Ershova
ФГБОУВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»,
г. Чебоксары
Аннотация. В статье представлена технико-экономическая оценка применения установки с СВЧ- и ИК-энергоподводами для термообработки крови убойных животных.
Abstract. The article presents the technical and economic assessment of application of the superhigh-frequency and infrared heat treatment installation for blood of butcher’s beasts.
Ключевые слова: сверхвысокочастотная установка, субпродукты, экономическая эффективность, базовый и проектные варианты, кровь убойных животных.
Keywords: superhigh-frequency installation, by-products, economic efficiency, basic and design options, blood of butcher’s beasts.
Актуальность исследуемой проблемы. Определение экономической эффективности нового оборудования индивидуального исполнения позволяет оценить степень повышения производительности труда и снижения стоимости единицы производимой продукции, а также выявить наилучшие пути организации производства. Капитальные вложения, направленные на развитие сельского хозяйства, эффективны лишь в том случае, если их использование обеспечивает внедрение в производство интенсивных факторов -ресурсосберегающих технологий. Однако не всегда разрабатываемые проекты способствуют достижению максимально возможного роста эффективности основного производства в отрасли. В связи с этим определяют эффективность капиталовложений.
В данной работе расчет технико-экономических показателей проведен для выявления целесообразности изготовления СВЧ-установки для термообработки крови убойных животных и определения выгоды от внедрения ее в производство.
Материал и методика исследований. Экономическую эффективность технических средств определяли по методике [1], [4]. При выборе базовой установки учитывали техническую взаимозаменяемость, близость значений годовой производительности установок при одинаковом режиме эксплуатации и одинаковом качестве продукции, прогрессивность сравниваемых конструкций с точки зрения их технико-экономических показателей, равноценные санитарно-гигиенические условия обслуживающего персонала [1].
Результаты исследований и их обсуждение. Кровь убойных животных - ценное сырье для производства продукции кормового назначения. По статистическим данным средний объем крови животных в мясокомбинатах России составляет 400 тыс. тонн в год (табл. 1). Из них 150 тыс. тонн, т. е. 37,5 %, используют для производства кормовых белковых добавок. В Чувашской Республике следует перерабатывать кровь убойных животных в объеме 780 тонн в год, из них для производства белковых добавок - 292,5 тонн. Это значит, что в каждом мясокомбинате средней мощности необходимо перерабатывать кровь убойных животных в кормовую добавку в объеме 58,5 тонн в год.
Таблица 1
Объем обрабатываемого сырья (06.2011-06.2012 гг.)
Наименование Российская Федерация Чувашская Республика
Объем свиней на убой в живом весе, т/год 5717280 12000
Объем свиной крови (3,5 %), т/год 200000 420
Объем свиной крови (3,5 %), т/сутки (200 рабочих дней) 1000 2,1
Объем крупного рогатого скота на убой в живом весе, т/год 4377600 8000
Объем крови крупного рогатого скота (4,5 %), т/год 200000 360
Объем крови крупного рогатого скота (4,5 %), т/сутки 1000 1,8
Итого: общий объем крови, т/год 400000 780
В настоящее время варку крови до состояния готовности осуществляют паром или смесью пара и воздуха при температуре 100 оС. Для термообработки крови применяют коагуляторы различных конструкций. Они имеют следующие недостатки: а) при коагуляции крови паром процесс нагревания протекает неравномерно и длительно, а на поверхности нагрева образуется слой коагулированных белков, который ухудшает теплопередачу, поэтому значительное количество микробов, содержащихся в крови, не гибнет;
б) в процессе коагуляции влажность крови за счет пара увеличивается с 80 до 86 %;
в) через каждые 3.. .4 ч работы коагулятора его необходимо очищать от слоя крови, прилипающей к виткам шнека [3].
За базовый вариант принимаем шнековый коагулятор крови (рис. 1). Работа коагулятора основана на реакции крови, которая под влиянием насыщенного пара, поступающего в кровь, вызывает свертывание кровяных частиц. Коагулированная, таким образом, кровь с помощью шнекового вала перемешивается и транспортируется в верхнюю часть коагулятора, где с помощью лопаток подается к выходной горловине и выводится для дальнейшей переработки. Кровь поступает в горловину и далее через питатель во внутреннюю полость аппарата, куда одновременно через вентиль и перфорированную трубу подается пар давлением 0,2 МПа. Кровь нагревается до температуры 95 °С и шнеком перемещается к люку выгрузки. При этом сгустки крови перемешиваются и измельчаются. Шнек вращается с частотой 0,3 рад/с и перемещает массу вдоль аппарата за 90 с. Производительность аппарата - 40 кг/ч, мощность электропривода шнека - 8 кВт [3].
Рис. 1. Шнековый коагулятор крови
Проектный вариант. Энергоподвод к крови убойных животных в электромагнитном поле способствует значительной интенсификации процесса варки, повышению качества вареной крови и создает хорошие возможности для механизации технологического процесса. Для термообработки крови убойных животных наиболее перспективным является энергоподвод в электромагнитном поле сверхвысокочастотного и инфракрасного диапазонов. При СВЧ-энергоподводе преобразование энергии электромагнитного поля в теплоту происходит в объеме сырья, а при воздействии ИК-излучений процесс нагрева интенсифицируется за счет плотности теплового потока на поверхности сырья. Нами разрабатывается установка для термообработки крови убойных животных с использованием энергии электромагнитных излучений ИК- и СВЧ-диапазонов (рис. 2).
Рис. 2. Установка для термообработки крови убойных животных
Предложена конструкция механизированной установки для термообработки крови убойных животных с использованием СВЧ- и ИК-энергоподводов, где транспортирование дозированного сырья осуществляется в термостойких диэлектрических контейнерах, расположенных под углом в цилиндрических передвижных объемных резонаторах СВЧ-генератора [2]. Установка содержит экранирующий корпус в виде цилиндра, генераторный блок с магнетроном, резонаторные камеры, ИК-лампы, ротор, систему контроля и автоматического управления технологическим процессом, дозатор сырья. Техническая характеристика установки приведена в табл. 2
Таблица 2
Техническая характеристика установки для термообработки крови убойных животных
Наименование Показатели
Производительность, кг/ч 40
Продолжительность одного оборота конвейера, мин 4,8
Мощность дозатора сырья, кВт 0,06
Мощность привода конвейера, кВт 0,18
Потребляемая мощность СВЧ-генератора, кВт 3,6
Мощность источников ИК-излучений, кВт 2,4
Потребляемая мощность СВЧ-установки, кВт 6,24
Удельные энергетические затраты, кВт-ч/кг 0,156
Частота вращения привода конвейера, об/мин 0,21
Окружная скорость передвижения контейнеров, м/с 0,023
Г абариты, м (диаметр; высота) 2,5; 0,9
Результаты расчетов технико-экономических показателей применения СВЧ-установки для термообработки крови убойных животных приведены в табл. 3.
Таблица 3
Экономические показатели применения СВЧ-установки для термообработки крови убойных животных
Показатели Базовая Проектная
Балансовая стоимость, руб. 117000 71000
Производительность установки, кг/ч 40 60
Потребляемая электроэнергия, кВт-ч/кг 0,2 0,117
Эксплуатационные расходы на термообработку крови, руб./ месяц 30030,5 26650,78
Себестоимость расходов на термообработку крови, руб./кг 4,29 2,54
Цена сырья, руб./кг 20 20
Себестоимость вареной крови, руб./кг 24,29 22,54
Цена реализации вареной крови руб./кг 40 40
Прибыль, руб./кг 15,71 17,46
Объем выработанной продукции, тонн/ месяц 7 10,5
Капитальные затраты, руб./(кг/месяц) 16,71 6,76
Экономический эффект, руб./год 471240
Рентабельность, % 64,68 77,46
Срок окупаемости, месяц 2
Исследовали микробиологические показатели вареной крови 4-х образцов: первый образец - контрольный вариант, второй - термообработка крови до 40 оС, третий - до 60 оС, четвертый - до 75 оС. Исследование микробиологических параметров крови с исходной бактериальной обсемененностью 4,4 106 КОЕ/см3 (колонообразующая единица) показало, что при термообработке до 75 оС в установке с СВЧ- и ИК-энергоподводами происходит снижение общего микробного числа в продукте до 10 000 КОЕ/см3.
Резюме. Годовой экономический эффект от применения СВЧ-установки для термообработки крови убойных животных с производительностью 60 кг/ч составляет 471240 руб. Экономический эффект определяется за счет снижения эксплуатационных затрат на 3379,7 руб./месяц. В результате рентабельность повысится на 13 %, срок окупаемости составит 2 месяца.
ЛИТЕРАТУРА
1. Альтгаузен, А. П. Электротермическое оборудование : справочник / А. П. Альтгаузен, М. Я. Сме-лянский, М. С. Шевцов. - М. : Энергия, 1967. - С. 68-81.
2. Белова, М. В. Технологическое оборудование для термообработки сельскохозяйственного сырья / М. В. Белова, Г. А. Александрова, Д. В. Поручиков, Г. В. Новикова // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И. Я. Яковлева. - 2013. - № 2 (78). - С. 12-15.
3. Бредихин, С. А. Технологическое оборудование мясокомбинатов / С. А. Бредихин. - М. : Колос, 1995. - 390 с.
4. Уездный, Н. Т. Экономическая эффективность применения СВЧ-установки для выпечки хлебобулочных изделий / Н. Т. Уездный, И. Г. Ершова, О. В. Науменко, Г. В. Новикова // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И. Я. Яковлева. - 2013. - № 2 (78). - С. 167-170.
