CC BY
45
УДК 664.951.32
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ПОДСУШКИ МЕЛКОЙ МОРСКОЙ РЫБЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ЕЁ К ХОЛОДНОМУ КОПЧЕНИЮ
Д.С. Петров, Н.Г.Лаптева
A METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF DRYING FIRING OF SMALL SEA FISH WHEN
PREPARING TO COLD SMOKING
D.S.Petrov, N.G.Lapteva
Институт сельского хозяйства и природных ресурсов НоеГУ, [email protected]
В статье приведены результаты исследования эффективности подсушки мелкой морской рыбы (мойвы) при подготовке её к холодному копчению в электростатическом поле. Даётся обоснование возможности применения инфракрасной обработки как наиболее эффективного способа подсушки. Положительный экономический эффект от применения инфракрасной обработки мелкой морской рыбы заключается в экономии энергоресурсов и, следовательно, в снижении себестоимости единицы вырабатываемой продукции и является следствием сокращения времени подсушки рыбы.
Ключевые слова: мелкая морская рыба, мойва, эффективность, подсушка, холодное копчение, инфракрасное излучение, электростатическое поле
The aricle presents the research results on efficiency of drying firing of small sea fish (capelin) when preparing to cold smoking in an electrostatic field. Justification of infrared processing application as the most effective way of drying firing is given. Positive economic effect of infrared processing of small sea fish is that it saves energy resources and consequently also decreases a product unit cost and reduces the time of fish drying firing.
Keywords: small sea fish, capelin, efficiency, drying fire, cold smoking, infrared radiation, electrostatic field
Эффективность процесса, согласно стандарту ИСО Р 9001:2001, отражает связь между достигнутым результатом и использованными ресурсами [1]. Это определение практически соответствует формулировке , которая содержится в современном экономическом словаре: «эффективность — относительный эффект (результативность) процесса, определяемый как отношение эффекта (результата) к затратам, обусло-вившим (обеспечившим) его получение» [2].
Также существуют понятия техническая и экономическая эффективности. Техническая эффективность — показатель способности производителя про -изводить максимальный объем продукции приемле-мого качества с минимальными затратами факторов производства. Экономическая эффективность — по -казатель способности организации производить и сбывать свою продукцию с наименьшими возможными издержками [3].
Таблица 1
Основные параметры процесса подсушки опытной и контрольной партий рыбы при подготовке её _к холодному копчению в электростатическом поле_
Значения параметров
Параметр процесса Опытная партия (инфракрасная обработка) Контрольная партия (конвективная обработка)
Влажность рыбы перед обработкой, 1 % 72,45+0,25 72,43+0,25
Продолжительность обработки, мин2 46 90
Скорость потока воздуха, м/с 0,8+0,04 0,8+0,04
Температура потока воздуха, °С 16 24
Относительная влажность воздуха в помещении, % 69 69
Расход воздуха, м3/с 0,56 0,56
Влажность рыбы после подсушки,2 % 62,1+0,5 62,0+0,1
Примечания:
1 Показатели влажности мойвы солёной указаны в соответствии с результатами лабораторных испытаний. Исследование проведено в аккредитованном испытательном центре ГУ «Новгородская областная ветеринарная лаборатория» в соответствии с требованиями ГОСТ 7636-85. Протоколы испытаний № 753-755 от 28.03.2013 г., № 2007 от 01.10.2013 г.
2 При проведении инфракрасной обработки подсушка рыбы осуществлялась в режиме «2 минуты нагревание — 2 минуты охлаждение» в течение 46 мин. При этом общее время работы инфракрасных излучателей составило 26 мин.
3 Влажность рыбы после подсушки указана в соответствии с результатами лабораторных исследований: Протоколы №№ 753755 от 28.03.2013 г., 880 от 11.04.2013 г., 2004 от 01.10.2013 г., 2006 от 01.10.2013 г. Испытания на определение массовой доли влаги в рыбе проводились в аккредитованном испытательном центре ГУ «Новгородская областная ветеринарная лаборатория» в соответствии с ГОСТ 7636-85.
Одной из задач, поставленных перед нами, при проведении исследований, связанных с совершенствованием процесса холодного копчения мелкой морской рыбы в электростатическом поле, являлась необходимость предложения способа повышения эффективности процесса подсушки мелкой морской рыбы при подготовке её к холодному копчению, а также экономического обоснования этого способа. Для изучения процесса подсушки нами была разработана экспериментальная инфракрасная сушильная установка, позволяющая существенно сократить время подсушки мелкой морской рыбы до заданной влажности [4, 5].
Принцип работы инфракрасной сушильной установки основан на использовании энергии инфракрасного излучения для обработки мелкой морской рыбы с целью получения полуфабриката влажностью не более 62% и дальнейшего его холодного копчения в электростатическом поле.
Инфракрасное излучение является результатом сложных внутриатомных процессов, связанных с поглощением веществом энергии и её непрерывным преобразованием в излучение. Над изучением возможностей использования инфракрасного излучения для осуществления технологических процессов в пищевой промышленности работали такие учёные, как А.В.Лыков, А.С.Гинзбург, П.Д.Лебедев,
Н.Е.Фёдоров, В.В.Красников, А.Н.Вышелесский, Э.И.Гуйко, И.С.Павлов и др. [6].
Инфракрасные лучи имеют свойство проникать в рыбу на глубину до 6 мм, т.е. при двустороннем облучении мелкой рыбы практически по всей её толще. Поэтому нагрев происходит при минимальном градиенте температур. Кроме того, было замечено, что под влиянием инфракрасных лучей на поверхности рыбы происходит закрепление плёнки из коптящего вещества, способствующей сохранению кожного покрова. Всё это сводит к минимуму потери в виде вытесняемой из рыбы влаги вместе с содержащимися
в ней наиболее ценными растворимыми питательными веществами. Потери влаги в основном происходят за счёт испарения [7].
Отметим, что в технологии производства рыбы холодного копчения важнейшим качественным показателем является конечное содержание влаги в продукте (порядка 60%). Заданное содержание влаги и достигается подсушиванием рыбы. При обработке многих видов рыб процесс подсушивания длителен и составляет 60—80% всей продолжительности холодного копчения [8].
В качестве объекта исследования для определения эффективности подсушки была выбрана мелкая морская рыба — мойва. Размерный ряд рыбы составил 16+1 см. Средняя масса одной рыбы в образцах составила 0,03+0,005 кг. Количество образцов рыбы, направленных на анализ - три. Масса каждой пробы -0,302+0,006 кг. Исследования мойвы холодного копчения проводились в трёхкратной повторности.
Исследование проводили следующим образом. Посоленную и обработанную в течение 1,5—2 мин коптильным раствором (вода, натуральный жидкий дым Бпу1го 24Р) мойву нанизывали на металлические прутки. Прутки с рыбой размещали на металлической раме. Подготовленную таким образом рыбу, после стекания в течение 10—15 мин излишков коптильного раствора, направляли на подсушку. При этом контрольный образец подвергали конвективной обработке, опытный — инфракрасной. Рыбу подсушивали до влажности не более 62%, в соответствии с требованиями ТУ 9263-018-01605202-06. Массовую долю влаги в рыбе определяли методом высушивания согласно ГОСТ 7636-85.
Подсушенную мойву (опытный и контрольный образцы) направляли на холодное копчение в установку для электростатического копчения рыбы «Ижица-1200». Копчение проводили в течение 90 мин. Рыбу холодного копчения направляли на лабораторные испытания.
Таблица 2
Характеристики процесса подсушки рыбы в контексте экономической модели
Характеристика процесса Способ обработки партий рыбы
подсушки
Инфракрасный Конвективный
Цель процесса Получение готового продукта, с влажностью не более 62%
Технологические ресурсы
суммарная мощность сушильного оборудова-ния1, кВт 13 4,5
Стоимость 1 кВт ч электроэнергии
стоимость 1 кВт ч электроэнергии, руб. 3,30 3,30
Затраченные технологические ресурсы2
время проведения процесса подсушки, мин 46 (из них время работы инфракрасных излучателей 26 мин) 90
расход электроэнергии, кВт ч 5,6 6,75
расход электроэнергии на единицу продукции, кВт ч/кг 0,18 0,22
Затраченные финансовые ресурсы3
затраты на подсушку единицы продукции, руб./кг 0,59 0,73
Экономический эффект4
Экономия средств в результате функционирования процесса, руб./кг 0,14 0
Примечания:
1В составе инфракрасной сушильной установки содержатся 12 инфракрасных излучателей марки КГТ 220-1000 мощностью 1000 Вт каждая и вентилятор мощностью 1000 Вт. Условно общую мощность оборудования примем равной 13000 Вт (13 кВт). Конвективная сушильная установка представляет собой промышленный тепловентилятор, состоящий из тэнов и вентилятора. Общая мощность установки 4,5 кВт.
2,3 Для подсушивания на одну металлическую раму помещается не более 30 кг мелкой морской рыбы, поэтому расчёт затраченных технологических и финансовых ресурсов произведён на данное количество одновременно подсушиваемой мелкой морской рыбы.
4 Экономический эффект указан с учётом применения инфракрасной обработки по сравнению с конвективной обработкой.
Испытания образцов рыбы на соответствие физических показателей требованиям нормативно-технической документации проводили в аккредитованном испытательном центре ГУ «Новгородская областная ветеринарная лаборатория».
Основные параметры процесса подсушки опытной и контрольной партий рыбы представлены в табл. 1.
Для оценки эффективности процесса подсушки мойвы на стадии её подготовки к холодному копчению в электростатическом поле мы создали определённую экономическую модель, которую можно применять для идентификации и мониторинга затрат на процесс в отношении таких аспектов, как например, проектирование новых видов продукции. Для этого нами были выделены основные характеристики (технологические и экономические) процесса подсушки рыбы [2].
В соответствии с требованиями стандартов, например ИСО серии 9000:2000, любой процесс системы менеджмента качества (СМК) должен быть описан таким образом, чтобы были учтены и однозначно установлены характеристики, необходимые для надлежащего его функционирования, мониторинга и оценивания. В контексте экономической модели - это цель процесса, его ресурсы, результаты, показатели результативности и эффективности (табл. 2) [2].
Экономия средств, полученная в результате функционирования процесса подсушки мелкой мор-
ской рыбы при использовании инфракрасной обработки (табл. 2), показывает эффективность принятого технологического решения и может быть отнесена к затратам на соответствие процесса. В свою очередь ноль, полученный при использовании конвективной обработки (табл. 2), свидетельствует о неэффективности процесса. В данном случае можно говорить о затратах на несоответствие процесса и принять их равными 0,14 руб. (затраты, полученные от неэффективности использования конвективного способа обработки мелкой морской рыбы в данных условиях).
Показатели эффективности отражают степень оптимизированности ресурсов и то, насколько устранены потери при достижении необходимого результата. При этом для оценивания эффективности процесса необходимо использовать показатели, характеризующие экономическую результативность (измеряемую в денежном выражении). В табл. 2 это затраты на подсушку единицы продукции, руб./кг [2].
В свою очередь результативность процесса характеризуется степенью достижения цели процесса и запланированных результатов, т. е. показатель результативности заложен в самой цели процесса [2].
Так, в данном случае показатель результативности заключается в достижении заданной влажности высушиваемым продуктом посредством одного из двух предложенных способов (инфракрасная или конвективная подсушка). Проанализировав данные
табл. 2, можно сделать вывод, что результативны оба способа подсушки. В свою очередь, эффективность двух способов обработки рыбы различна.
Затраты на процесс складываются из затрат на соответствие процесса и затрат вследствие несоответствия процесса и составляют полную стоимость процесса . Таким образом, затраты на соответствие - затраты, необходимые для исполнения всех установленных потребностей потребителей (в нашем случае влажность готового продукта не более 62%) при отсутствии недостатков (отказов) в существующем процессе [2].
Затраты вследствие несоответствия — стоимость затраченных ресурсов (в том числе и времени), связанных с процессом поступления, производства, отгрузки и исправления неудовлетворительной про -дукции и услуг (т.е. полная сумма убытков, вызванных невыполнением требований процесса, включая упущенные возможности и выгоды). В данном случае к затратам несоответствия следует отнести упущенную прибыль предприятия в размере 4,2 руб. на 30 кг (0,14 руб./кг) подсушиваемой рыбы, образующуюся при подсушке рыбы конвективным способом [2].
При обнаружении любой возможности улучшения процесса необходимо провести экономический анализ внедрения и улучшения процесса с точки зрения его целесообразности [2].
Итак, использование инфракрасной обработки мелкой морской рыбы на стадии подготовки её к холодному копчению в электростатическом поле позволяет достигнуть желаемой влажности продукта (не более 62%) за 46 мин. При этом инфракрасную обработку рыбы осуществляют в периодическом режиме: 2 минуты нагревание — 2 минуты охлаждение, а общее время работы инфракрасных излучателей составляет 26 мин, что позволяет существенно снизить затраты на единицу продукции, а следовательно, повысить эффективность процесса. Таким образом, достигается цель процесса подсушки - получить готовый продукт с влажностью, соответствующей требованиям нормативно-технической документации с наименьшими затратами.
1. Ефимов В.В. Описание и улучшение бизнес-процессов: Учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2005. 84 с.
2. Скрипко Л. Как определять результативность и эффек-тивность процессов? [Элекррсурс] URL: http://quality.eup.ru/ECONOM/result-process.htm.
3. Эффективность. Бизнес: Толковый словарь / Под общ. ред. И.М.Осадчей. М.: «ИНФРА-М», 1998; [Электр. ресурс]. URL: http://dic.academic.ru/ dic.nsf/business/16807.
4. Петров Д.С., Марков А.А. Экспериментальная установка для сушки мелкой морской рыбы, используемая при её подготовке к холодному копчению в электростатическом поле // Вузовская наука Северо-Кавказскому федераль-ному округу. Материалы Всерос. науч.-практ. конф. 9-10 апреля 2013 г. Секция с междунар. участием «Инновационные направления в пищевых технологиях». Т. 3. Технические науки. Пятигорск: РИА-КМВ, 2013. С. 334-338.
5. Петров Д.С. Способ и устройство для производства мелкой морской рыбы холодного копчения // Заявка на патент РФ в ФИПС № 2013129515 от 27.06.2013.
6. Рогов И.А., Жуков Н.Н. Применение инфракрасного из-лучения в отраслях пищевой промышленности; Центр. науч.-исслед. ин-т информации и технико -экономических исследований (ЦНИИТЭИлегпищемаш). М., 1971. 78 с.
7. Опыт применения новых физических методов обработки пищевых продуктов / Под общ. ред. И.С.Павлова. М.: ГОСИНТИ, 1960. 298 с.
8. Гроховский В.А., Морозов Н.Н. Использование электрофизических методов в технологии холодного бездымного коЛ-Мия гидрЭлйкВТов // ВШЙЙс МГТЖ-Ь: http://vestnik.mstu.edu.ru/v15_1_n47/articles/026_034_grok ho.pdf.
9. Стариков В.В., Вороненко Б.А. Применение ИК-нагрева при копчении [Электр. ресурс]. Режим доступа: http://pro-cesses.ihbt.ifmo.ru/file/article/124.pdf.
Bibliography (Translitirated)
1. Efimov V.V. Opisanie i uluchshenie biznes-protsessov: Ucheb. posobie. Ul'yanovsk: UlGTU, 2005. 84 s.
2. Skripko L. Kak opredelyat' rezul'tativnost' i effektivnost' protsessov? [Elektr. resurs] URL: http://quality.eup.ru/ECO-NOM/result-process.htm.
3. Effektivnost'. Biznes: Tolkovyy slovar' / Pod obshch. red. I.M.Osadchey. M.: «INFRA-M»», 1998; [Elektr. resurs]. URL: http://dic.academic.ru/ dic.nsf/business/16807.
4. Petrov D.S., Markov A.A. Eksperimental'naya ustanovka dlya sushki melkoy morskoy ryby, ispol'zuemaya pri ee podgotovke k kholodnomu kopcheniyu v elektrostaticheskom pole // Vuzovskaya nauka Severo-Kavkazskomu federal'nomu okrugu. Materialy Vseros. nauch.-prakt. konf. 9-10 aprelya 2013 g. Sektsiya s mezhdunar. uchastiem «Innovatsionnye napravleniya v pishchevykh tekhnologiyakh». T. 3. Tekhnicheskie nauki. Pyatigorsk: RIA-KMV, 2013. S. 334-338.
5. Petrov D.S. Sposob i ustroystvo dlya proizvodstva melkoy morskoy ryby kholodnogo kopcheniya // Zayavka na patent RF v FIPS № 2013129515 ot 27.06.2013.
6. Rogov I.A., Zhukov N.N. Primenenie infrakrasnogo izluchen-iya v otraslyakh pishchevoy promyshlennosti; Tsentr. nauch.-issled. in-t informatsii i tekhnikoekonomicheskikh issle-dovaniy (TsNIITEIlegpishchemash). M., 1971. 78 s.
7. Opyt primeneniya novykh fizicheskikh metodov obrabotki pishchevykh produktov / Pod obshch. red. I.S.Pavlova. M.: GOSINTI, 1960. 298 s.
8. Grokhovskiy V.A., Morozov N.N. Ispol'zovanie elektrofizicheskikh metodov v tekhnologii kholodnogo bezdymnogo kopcheniya gidrobiontov // Vestnik MGTU. 2012. T. 15. № 1. S. 26-34; [Elektr. resurs]. URL: http://vestnik.mstu.edu.ru/v15_1_n47/articles/ 026_034_grok ho.pdf
9. Starikov V.V., Voronenko B.A. Primenenie IK-nagreva pri kopchenii [Elektr. resurs]. Rezhim dostupa: http://pro-cesses.ihbt.ifmo.ru/file/article/124.pdf.
