Новая парадигма в системе технологического контроля производства сахара

Аннотация. Рассмотрены особенности системы технологического контроля в производстве сахара и представлены изменения во взаимосвязанных с ней сферах. Показана необходимость её перехода на новую парадигму, обозначены конкретные действия и предлагаемые подходы. Изложены результаты выполненных преобразований.
Abstract. Specific features of the system of technological control in sugar production are considered and changes in the spheres interrelated with it are presented. The necessity of its transition to a new paradigm is shown, concrete actions and proposed approaches are indicated. The results of the transformations carried out are stated.

В современных условиях управление безопасностью и качеством пищевых продуктов базируется на рискориентированных и превентивных решениях по результатам контроля технологического потока, основанного на актуальных инструментальных методах и методиках измерений.

Применительно к системе контроля технологического потока производства сахара можно отметить, что она организована и ведется по общим принципам, принятым в технологиях пищевых производств: имеются выделенные объекты контроля, структурированные по ходу технологического потока, для каждого объекта определены контролируемые параметры и периодичность контроля. Лабораторно-инструментальный контроль осуществляется с использованием современных приборов, внесенных в государственный реестр средств измерений.

Методики измерений для сырья и готовой продукции изложены в 18 актуальных межгосударственных и национальных стандартах, для полуфабрикатов технологического потока – в “Инструкции по химико-техническому контролю и учету сахарного производства”, хотя ее базовые положения разрабатывались в 80-е годы XX в.

Системе технологического контроля в производстве сахара также присущи следующие индивидуальные признаки: значительная вариативность показателей сырья, схем локальных участков технологического потока и используемого оборудования, обширная линейка применяемых технологических вспомогательных средств, множественное категорирование сахара по качеству, разветвленная сеть разнообразных промышленных потребителей как сахара, так мелассы и жома с индивидуальными дополнительными требованиями.

Такое положение, когда часть системы технологического контроля подвергалась точечной модернизации за счет актуализации стандартов на методы испытаний сырья и готовой продукции, а основная часть, связанная с внутренним контролем технологического потока, практически стагнировала, устраивало отрасль на протяжении многих десятилетий. Но ситуация во взаимоотношениях производителей пищевой продукции и её приобретателей явно эволюционизировала: в современных условиях на первый план выдвигается задача удовлетворения потребителей в приобретаемых товарах. Данный аспект имеет непосредственное отношение и к сахару, как товару. Связано это с произошедшими за 40 лет событиями, внесшими существенные коррективы на законодательном и практическом уровне в обстановку среды, которая опосредованно несет последействие системы контроля.

Так, на рынке сахара объемы его производства в России возросли практически вдвое: если в 80-е годы XX в. наиболее продуктивным был сезон  переработки урожая 1977 г. с выработкой сахара около 2,9 млн т, то в сезон переработки урожая 2017 г. произведено 6,6 млн т. Отечественный рынок сахара интегрирован в международный, на нем отражаются общемировые тенденции, поэтому в последние два года обозначилась ситуация профицита товара, соответственно логично возник вопрос экспорта российского сахара, при том, что экспортный потенциал побочных продуктов сахарного производства – мелассы, сушеного гранулированного жома длительное время остается высоким. Естественно, что экспорт сахара требует иного качества продукции, нежели имеющегося у массовых партий, выпускаемых отечественными сахарными заводами, доля же сахара высокого качества, сопоставимого по показателям с торгующимся на мировом рынке, не превышает 5 %.

Спрос на сахар промышленных потребителей, по сравнению с населением, растет, кроме того, можно ожидать его увеличения из-за роста валового выпуска продукции отраслями пищевой промышленности и расширения ассортимента.

Видоизменились локальные процессы технологического потока: процесс  экстрагирования сахарозы осуществляется с последующим глубоким отжатием жома и использованием образовавшейся жомопрессовой воды в качестве экстрагента; вариации схем очистки диффузионного сока расширились; все большее распространение получают схемы уваривания утфелей на основе стандарт-сиропа и маточного утфеля; закрепилось понятие наилучших доступных технологий; технологические линии переоборудуются современным энергосберегающим автоматизированным оборудованием нового поколения. Такие изменения технологического потока вызывают появление новых параметров контроля процессов. Закрепилась и продолжает расширяться используемая линейка технологических вспомогательных средств, что требует контроля остаточных количеств их действующих веществ в готовой продукции.

Произошло переформатирование нормативных документов на сахар – они заменены теперь единым стандартом, в котором предусмотрены 4 различных категории качества, дифференцируемые по содержанию сахарозы, золы, редуцирующих веществ и цветности в растворе; стандарты на методы испытаний сахара и другой продукции отрасли, всего 15 наименований, получили гармонизацию с международными требованиями – методиками ICUMSA. Подходы к организации системы контроля за рубежом претерпели изменения; в результате сегодня имеется принципиальное различие контролируемых показателей в отечественной и международной практике. Если в России в их число включают параметры качества пищевого продукта, установленные нормативными документами, то за рубежом – параметры,  определяемые условиями рынка [1], они устанавливаются производителем для удовлетворения реальных или скрытых потребностей потребителей.

В преломлении к производству сахара ситуация выглядит следующим образом: входной контроль сырья, выходной контроль готовой продукции опирается исключительно на требования стандартов; внутренний контроль технологического потока ориентирован только на логику ведения локальных процессов в оптимальных режимах, слабо связанных с качеством сахара в части его микронутриентного состава.

Между тем, системные исследования технологических качеств сахарной свеклы с позиций соответствия их требованиям переработки открыли целый пласт новых знаний в области технологической адекватности сырья, позволили разработать новые показатели, более точно характеризующие сахарную свеклу  как объект переработки. Причем оценка технологической адекватности дается по качеству этапов ее жизненного цикла, преломленных через агротехнологию [2, 3]. Апроприация таких подходов к системе контроля технологического потока представляется весьма своевременной, поскольку в действующей схеме контроля не находят отражения требования промышленных потребителей, что отрицательно влияет на конкурентоспособность отечественного сахара, сдерживает создание новых видов продуктов питания с его использованием.

Таким образом, назрела необходимость перехода на новую парадигму в системе технологического контроля производства сахара. В данном случае под парадигмой мы понимаем систему взглядов, положенных в основу формирования научного базиса технологического контроля в производстве сахара. Полагаем необходимым провести переформатирование системы контроля в части переориентации ее задач, изменения сущностного наполнения элементов структуры, актуализации объектов, параметров и периодичности контроля, методик измерений. Следует также обеспечить стыковку параметров контроля в зависимости от потенциальных промышленных потребителей сахара.

Полагаем, что при формировании схемы технологического контроля необходимы дифференцированный и инклюзивный подходы, которые позволит  обеспечить её гибкость с возможностью перенастройки при изменении требований потребителей к сахару, а в её основу следует положить номенклатуру показателей качества и безопасности сахара, мелассы, основанную на мнении потребителей.
Дифференцированный подход подразумевает выделение равнозначных групп показателей по сходному внутреннему содержанию, при этом практическое исполнение технологии, приводящее к достижению указанного показателя, может различаться. Такой подход обеспечит вариации периодичности контроля в зависимости от состояния технологической линии и индивидуальных приемов выполнения отдельных операций.

Инклюзивный подход подразумевает некое приспособление к различным нуждам предприятий, реализацию одинаковых возможностей для разных предприятий или одного предприятия, производящего сахар разных категорий для разных потребителей. Такой подход обеспечит вариации параметров контроля в зависимости от направления использования сахара промышленными потребителями.
Работа по переформатированию схемы контроля на первом этапе заключалась в актуализации объектов, параметров и периодичности контроля. Актуализацию объектов контроля осуществляли по логической последовательности технологического потока. Ранее схемой было предусмотрено 59 объектов контроля; за прошедшее время ввиду изменения локальных технологий часть объектов утратила актуальность, нами выделено 47 позиций.  На основании полученных знаний о взаимосвязи потребительских свойств сахара и параметров процесса [4], в схему контроля было предложено внести 21 позицию новых параметров для полуфабрикатов технологического потока.

При обосновании периодичности контроля учитывали особенности специфики свеклосахарного производства: химический состав сахарной свеклы во многом определяет последовательность и включение тех или иных операций в технологический процесс, причем колебания даже в сотых долях процента их содержания вызывают изменения параметров протекания процессов; все операции распределены с определенным лагом во времени с момента поступления сырья, каждая локальная операция имеет оптимальную продолжительность. Применяли подходы, связанные с логикой термина “план выборочного контроля” в той его части, которая определяется объемом выборки по ГОСТ 12569-2016 “Сахар. Правила приемки и методы отбора проб”. Также использовали понятия нештучной  продукции и слоя по ГОСТ Р ИСО 11648-1-2009 “Статистические методы. Выборочный контроль нештучной продукции”, поскольку  полуфабрикаты технологического потока удовлетворяют определению нештучной продукции.

Применение того или иного слоя для выборки обуславливается характеристикой объекта контроля, возможностью технологического потока стабильно поддерживать его заданные параметры, уровнем взаимосвязи с качественными характеристиками сахара и побочной продукции. В нашем случае имеет место непрерывный поток, который предпочтительнее различать по слоям на основе времени, ибо корреляции между массой (фактически объемом полуфабрикатов на потоке) и параметрами нет – для потока большой производительности, также как и для потока малой производительности могут иметь место стабильные и нестабильные показатели.

Единственным объектом контроля, для которого, по нашему мнению, следует применить слой на основе массы, является меласса. Связано это с тем, что выпуск готовой побочной продукции – мелассы происходит через порционное взвешивание на бункерных весах.

Обобщенно полученные результаты получили преломление в базовой блок-схеме контроля, фрагмент которой представлен на рисунке.


Рисунок – Фрагмент блок-схемы контроля технологического потока производства сахара на этапе очистки диффузионного сока

Что касается обеспечения схемы контроля методиками измерений, полагаем необходимым выполнить обоснование применения пакетного принципа создания методик измерения параметров с созданием базового (стандартного) и расширенного кейсов методик в структуре системы контроля технологического потока производства сахара. Отличительной особенностью пакетного принципа является возможность поддержания взаимосвязей между содержательной сущностью методик контроля отдельных параметров, привязанных к объектам контроля, для множества последовательных полуфабрикатов при превращении сахароносного сырья в сахар.

Критерием дифференциации базового и расширенного кейсов является конечная цель использования: первый кейс предназначен для массового использования предприятиями, не дифференцирующими сахар для потребителей, второй – в случае выпуска сахара с заданными параметрами по требованиям промышленных потребителей.

Таким образом, отмечено противоречие состояния системы технологического контроля производства сахара со складывающимися обстоятельствами во внешних взаимосвязанных с ней сферах. Предложена новая  парадигма формирования научного базиса технологического контроля,  показаны направления её переформатирования  и результаты выполненных преобразований.

Литература

1. Донскова, Л.А. Методологические аспекты экспертизы качества пищевых продуктов в отечественной и зарубежной практике: сравнительный анализ / Л.А. Донскова  // Международный научно-исследовательский журнал. – 2017. – № 12. – С. 25-29.
2. Егорова, М.И. Оценка технологической адекватности свеклы сахарной для производства сахара  / М.И. Егорова М.И., Л.Н. Пузанова, С.В. Хлюпина и др. // Аграрная наука. – 2018. – № 7-8. – С. 50-54.
3. Егорова, М.И. Прослеживаемость как инструмент управления процессами производства технологически адекватной сахарной свеклы / М.И. Егорова, Л.Н. Пузанова, Л.Ю. Смирнова и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2018. – № 7. – С. 59-66.
4. Егорова, М.И. Поиск формализованных связей между потребительскими свойствами сахара и параметрами технологического процесса его производства / М.И. Егорова, В.В. Райник, И.С. Михалева и др. // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2018. – Т. 80. – № 3. – С. 196-205.


Егорова М.И., канд. техн. наук
НИИ сахарной промышленности ФГБНУ «Курский ФАНЦ», Курск
 

---