close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

лекция №2 Топ. Тема: Важнейшие технологические понятия и определения.

код для вставки
План лекции: 1.Основные этапы развития и задачи технологии как науки. 2.Важнейшие технологические понятия и определения. 3.Связь технологии с экономикой.
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Технология пищевых продуктов»
Дисциплина: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА
Специальность: İİ 05.04.05 – «Организация и управление промышленности»
Преподаватель: доц., к.т.н. Эльданиз Энвер оглы Байрамов
Лекция № 2
Тема: Важнейшие технологические понятия и определения.
План лекции:
1.Основные этапы развития и задачи технологии как науки.
2.Важнейшие технологические понятия и определения.
3.Связь технологии с экономикой.
Литература
1. Технология важнейших отраслей промышленности: Учеб. для экономических спец. вузов /А. M. Гинберг, Б. А. Хохлов, И. П. Дрякина и др.; Под ред.
А. М. Гинберга, Б. А. Хохлова. − M.: Высш. шк., 1985.−496 с.,(с.5÷23).
2.1
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
1. Основные этапы развития и задача технологии как науки
Технология (от др.-греч. τέχνη искусство, мастерство, умение; λόγος 
мысль, причина; методика, способ производства)  в широком смысле 
совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо
отрасли деятельности, а также научное описание способов технического
производства; в узком  комплекс организационных мер, операций и приемов,
направленных на изготовление, обслуживание, ремонт и/или эксплуатацию
изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами, и обусловленных текущим уровнем развития науки, техники и общества в целом.
Технология как самостоятельная отрасль науки возникла в конце XVIII в.
в связи с развитием крупного машинного производства. Условно технологию
делят на механическую и химическую, хотя в современной промышленности
между ними трудно провести четкую границу. Механическая технология изучает процессы, связанные с изменением физических свойств и формы перерабатываемых материалов, а химическая – с химическими превращениями. Однако при химических превращениях, как правило, происходят и физические
изменения; изменения же физических свойств очень часто связаны с химическими, а в некоторых случаях и с биохимическими превращениями.
Химическая технология  наука весьма разветвленная. В самом общем
виде она делится на технологию органических веществ и неорганических. Одной из древнейших ветвей технологии органических веществ является пищевая.
По существу, пищевая технология была одной из первых, а мельница – первым
пищевым предприятием.
В своем развитии химическая технология как наука прошла четыре этапа.
На первом этапе, химическая технология (и ее раздел  пищевая) была
собранием рецептов и описаний проведения технологических операций без
строгого обоснования выбора того или иного способа. Наука на этом этапе
носила описательный характер. Выбор технологических операций и их
последовательности производили только на основе сравнения различных
вариантов.
На втором этапе, кроме описания методов и технологических приемов,
предпринимались попытки анализа происходящих физико-химических явлений
и обоснования причин, определяющих выбор технологического приема. Наука
приобрела качественный характер: технологические процессы выбирались на
основе качественного анализа, но без достаточного количественного обоснования.
На третьем этапе развитие технологии основывалось на учении о единичных процессах, общих для многих технологических приемов в различных
отраслях химической и пищевой технологии. Этот период характеризуется
более строгим количественным обоснованием выбора технологических методов
и режимов. Появилась возможность рассчитывать размеры, производительность и другие характеристики машин и аппаратов. Однако вследствие проти2.2
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
воречивости требований к технологическим машинам и аппаратам (например,
установка, обеспечивающая минимальные затраты энергии, может иметь в то
же время очень низкую производительность) их характеристики на этом этапе
однозначно не определялись и выбирались обычно, исходя из практического
опыта.
Наконец, на четвертом, современном этапе развития технология использует не только теоретические основы процессов и аппаратов (кинетические
закономерности происходящих явлений), но и методы теории систем, теории
оптимизации и математическое моделирование. Теория систем дает возможность рассматривать кинетические закономерности на каждой технологической
операции и каждом технологическом участке в совокупности и согласовывать
их с позиции конечной цели функционирования всей технологической линии.
Теория оптимизации, опирающаяся на методы математического моделирования, обеспечивает выбор оптимального, т. е. наилучшего в каком-то смысле,
варианта технологической операции, участка, линии и т. д. В совокупности эти
методы позволяют найти такое сочетание технологических операций, которое
обеспечивает получение продукта заданного качества при наименьших
затратах.
В связи с широким внедрением в пищевую технологию автоматических и
автоматизированных систем управления появилась необходимость в изучении
и количественной оценке еще одной стороны технологических процессов  их
специфических свойств как объектов управления. Поскольку автоматизация
возможна только на основе строгой формальной количественной оценки переходных процессов и качества функционирования объектов управления, то возникла задача формализации этих процессов, т. е. их математического описания.
Это, в свою очередь, требует более глубокого изучения физико-химических
явлений, наблюдающихся в пищевой технологии, совершенствования принципов расчета процессов и аппаратов и т. п. Таким образом, внедрение в
отрасль автоматизации стимулирует также развитие и совершенствование
чисто технологических приемов, методов и процессов, т. е. способствует развитию технологии как науки.
Пищевая технология относится к прикладным отраслям знания и отличается от других технологий объектом изучения, предметом и задачами.
Объектом пищевой технологии являются технологические линии, операции и процессы производства пищевых продуктов: муки, хлеба, мяса, молока,
конфет, вина, консервов и пр.
Предметом пищевой технологии выступает система понятий, категорий,
принципов, законов, сложившихся в пищевой технологии в процессе ее становления и развития. К предмету пищевой технологии следует отнести также
специфические наименования процессов, продуктов и полуфабрикатов, методы
определения их качественных и количественных характеристик, конкретные
проявления законов фундаментальных наук в данной технологии, основные
закономерности протекания технологических процессов (скорость, равновесие
2.3
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
и пр.) и их модели (идеальные объекты). Следует подчеркнуть, что составляющие предмет пищевой технологии понятия могут использоваться и другими
науками, но только их совокупность, сведенная в систему и обладающая системными, т. е. наиболее общими и характерными для данной отрасли признаками, является предметом пищевой технологии.
Технология, как и любая другая прикладная наука, является синтетической (интегральной, полипредметной) и основывается на теоретических построениях различных фундаментальных наук.
Теоретические основы технологии включают параметрические, морфологические и функциональные описания.
Параметрические описания свойств, признаков и отношений не вскрывают закономерностей технологических процессов, а только фиксируют их (графическое или другое изображение технологической схемы, машины, аппарата,
основные характеристики потоков продукта и рабочих агентов и т. п.).
Морфологическое описание определяет взаимосвязи свойств, признаков и
их отношений на каждой операции. Это так называемые связи строения, устанавливающие основную направленность процессов. К морфологическим описаниям относятся статические, кинетические и другие закономерности качественного, или количественного характера, с помощью которых устанавливают технологические режимы и динамические свойства отдельных стадий производства, а также конструктивные параметры машин и аппаратов.
Функциональное описание устанавливает количественные зависимости
между отдельными элементами технологического процесса и может быть получено экспериментально либо аналитически. Это связи структуры производственного процесса.
Морфологические и функциональные описания составляют содержание
пищевой технологии, формализуют статические, кинетические и динамические
закономерности отдельных процессов и создают необходимые предпосылки
для применения методов и законов фундаментальных наук. Эта формализация
невозможна без упрощения объекта, «отбрасывания» несущественных характеристик, т. е. без создания идеальных объектов (моделей) пищевой технологии.
Главная цель технологии достижима только при наличии количественной
оценки совершенства процесса и качества продукции. Получить же эти оценки
можно лишь совокупностью методов, с использованием указанных трех видов
описаний. Отсюда следует, что основным методом технологии является создание идеальных объектов, выявление наиболее существенных связей между их
параметрами с последующим выбором известных либо разработкой новых
методов для количественной оценки этих связей.
Следовательно, технологией можно назвать отрасль знания прикладного
характера, занимающуюся изучением способов производства продуктов, полезных человеку, и выбирающую из этих способов наиболее экономичные и наиболее совершенные в отношении придания должных качеств вырабатываемому
продукту. Закономерности протекания технологических процессов основаны
на фундаментальных законах химии, физики, биологии. Для изучения этих
2.4
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
процессов в современных условиях широко используют методы математики,
экономики, теории управления и пр.
Таким образом, технология  это совокупность приемов и способов
переработки сырья в готовый продукт и в то же время научная дисциплина,
разрабатывающая и совершенствующая эти способы.
Исходя из приведенного определения, основной и наиболее общей целью
пищевой технологии является изучение типовых технологических процессов,
ассортимента и наиболее эффективных способов получения высококачественных пищевых продуктов. В соответствии с этим в задачи пищевой технологии
входит:
 обеспечивать заданные или оптимальные свойства (качества) готового пищевого продукта при полной безвредности его для человека;
 применять для производства продуктов процессы, не наносящие вреда человеку и окружающей среде;
 обеспечивать заданную или оптимальную экономичность и надежность функционирования технологических процессов.
Частными задачами пищевой технологии являются:
 поиск новых и наилучшее использование существующих видов сырья для
получения пищевых продуктов заданного качества;
 разработка наиболее целесообразных способов и средств воздействия на
перерабатываемое сырье и полуфабрикаты;
 обеспечение наиболее экономичного использования энергии, оборудования и
производственных площадей;
 совершенствование существующих и разработка новых способов и средств
измерения, контроля и управления технологическими процессами, а также
методов оценки и расчета технологических процессов и аппаратов;
 совершенствование методов моделирования технологических процессов на
основе теории подобия и различных аналогий (физических, математических и
пр.).
2. Важнейшие технологические понятия и определения
К основным технологическим понятиям относятся материальный и энергетический балансы, выход продукции, технологическая линия, операция и процесс, аппаратурно-процессная единица (единичный элемент), интенсивность и
производительность технологического процесса. Несмотря на чисто экономиическую сущность таких понятий, как производительность труда, себестоимость
продукции, эти и другие экономические категории широко используются в
технологии для сравнительной характеристики эффективности различных вариантов.
При проектировании технологических линий выбор оптимального варианта возможен только при учете всего комплекса показателей технологической
и экономической эффективности. Например, расчеты материальных техноло2.5
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
гических потоков должны сочетаться с энергетическими расчетами, так как
снижение удельного расхода энергии бывает иногда решающим при выборе
варианта технологического процесса.
Материальный и энергетический балансы составляют и для анализа работы существующих линий с целью определения расходов основного продукта и
рабочих агентов на каждой технологической операции, расчета выхода, организации учета продукции, повышения ее качества, снижения себестоимости.
Материальный баланс выражает закон сохранения массы вещества, согласно
которому во всякой замкнутой системе масса веществ, вступающих во
взаимодействие, равна массе веществ, образующихся в результате этого взаимодействия. Применительно к условиям пищевых производств материальный
баланс называют продуктовым расчетом и выполняют его на основе тщательного химического анализа сырья и нормируемых потерь ценных компонентов. Поскольку в производственных условиях в процессе обработки (переработки) продукта кроме основной реакции происходят и побочные, то
учитывают только наиболее существенные превращения, т. е. продуктовый
расчет имеет приближенный характер.
Для пищевого сырья характерен сложный состав. Поэтому при расчетах
часто учитывают только массу основных компонентов, не принимая во внимание примеси во всех видах поступающего сырья. Так, в сахарном производстве
выход сахара рассчитывают, исходя из наличия сахара в свекле, которое
устанавливают лабораторными анализами. Однако при расчете оборудования
важными иногда являются показатели, которые для определения выхода продукции не имеют существенного значения (например, при расчете выпарных
установок диффузионного сока  количество несахаров).
Продуктовый расчет в пищевых производствах, являющийся основной
формой учета готовой продукции, производится на всех этапах технологической линии (схемы) и требует значительных затрат труда. Поэтому автоматизация процессов учета (измерения) количества и качества сырья, промежуточных и готовых продуктов выступает важным фактором снижения себестоимости продукции.
Материальный баланс непрерывных процессов составляют для установившегося (стационарного) режима, при котором общая масса веществ, поступивших в аппарат за данный период времени, равна массе веществ, вышедших
из аппарата. Предположим, что количество веществ в аппарате постоянно, т. е.
их накопления или убыли не происходит. Тогда
n
m
i 1
i 1
Gi(вх)  Gi(вых)  0 ,
(2.1)
где Gi(вх), Gi(вых)  соответственно массы продуктов, поступающих в аппарат (на
данную технологическую операцию, в производство и пр.)
и выходящих из него;
2.6
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
п, т  количество компонентов продуктов во входном и выходном
потоках.
Обычно при проектировании выход готового продукта является заданным, а количество сырья и вспомогательных материалов, необходимых для его
производства, определяют из уравнений материального баланса. Продуктовый
расчет в этом случае выполняют, исходя из нормативного расхода сырья на
единицу (килограмм, тонну, кг-моль) основного продукта, принятого в данном
производстве. В результате продуктового расчета вычисляют расходные коэффициенты по сырью.
Уравнения материального баланса используют также для анализа и математического описания переходных процессов в пищевой технологии. С учетом
изменения массы вещества в аппарате или другой емкости уравнение материального баланса имеет вид
n
m
m
i 1
i 1
i 1
Giвх  Giвых  Mi 
(2.2)
где ∆Мi  изменение массы i-го вещества в аппарате за время τ.
Если известно изменение вещества во времени, то уравнение материального баланса принимает такую форму:
n
m
m
i 1
i 1
i 1
Gi(вх)    Gi(вых)    M .
(2.3)
Наиболее общая форма записи материального баланса  интегральная:
n k


G

lim



1

k i 1 0
вх
i

 Giвых   d  0 ,
(2.4)
где τk – интервал времени, для которого определяется материальный баланс;
τ – текущее значение времени.
Приведенные формы записи материального баланса используют для
определения статических и динамических характеристик объектов технологии.
Решение уравнений полного материального баланса позволяет вычислить
те характеристики технологических потоков, которые измерить трудно либо
принципиально невозможно. При этом используют уравнения кинетики, равновесного состояния и другие описания процесса. В результате расчета
обычно строят таблицу баланса веществ.
Энергетический баланс составляют на основе закона сохранения энергии,
в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии
постоянна. Для технологических процессов пищевых производств составляют
2.7
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
тепловой баланс (закон сохранения энергии в этом, случае формулируется
следующим образом: приход теплоты в аппарат за какой-то промежуток времени равен ее расходу).
Тепловой баланс составляют по количеству материальных потоков с
учетом тепловых эффектов физических превращений и химических реакций, а
также тепловых потерь через стенки аппарата в окружающую среду.
Его рассчитывают по уравнению
n
m
k
p
i 1
i 1
i 1
i 1
Qi(вх)  Qi(вых)  Qi(ф.х)  Qi(пот)  0 ,
где Qi
(2.5)
(вх)
– количество теплоты, поступающее в аппарат с материальными
потоками;
Qi (вых) – количество теплоты, уносимое выходящими потоками;
Qi (ф.х)– теплота физических или химических процессов, происходящих с
выделением либо поглощением теплоты;
(пот)
Qi
– потери теплоты в окружающую среду;
п, т, к, р – количество видов соответственно входных, выходных, внутренних
потоков теплоты и тепловых потерь.
Приведенное уравнение теплового баланса можно также записать для
нестационарных процессов и в интегральной форме. Так же, как и уравнения
материального баланса, уравнения теплового баланса нестационарных режимов используют для определения динамических свойств машин и аппаратов.
Выходом продукта называется отношение количества фактически полученного конечного продукта Gк к содержанию этого продукта в исходном
сырье Gн:
x  Gk Gн
(2.6)
За Gн принимается все количество вещества в исходном сырье (например, концентрация сахара в диффузионном соке). Выход продукта определяет
степень совершенства технологического процесса и рассчитывается в каждом конкретном случае по-разному. Проще всего определить выход продукта
для таких типов производства, в которых готовый продукт получают в результате смешивания либо накладывания компонентов (в производстве
кондитерских изделий, консервов и пр.). За исходное количество продукта
берется сумма его компонентов во всех видах сырья.
Выход продукта применительно к химическим реакциям называют степенью превращения. В процессах массопередачи выход именуют степенью соответствующего межфазного перехода, например степенью абсорбции, десорбции и т. п. Степень превращения можно выразить как отношение количества
израсходованного основного вещества к общему его количеству в начале
процесса Gн :
x  Gн  Gk  Gн .
(2.7)
2.8
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Это выражение применимо для расчета степени превращения любого
исходного вещества в гомогенной реакции. Если в числителе формулы стоит
количество продукта, полученного в состоянии равновесия, то выход называется
равновесным (хр), или теоретическим (хт). Для необратимых процессов, при
которых происходит полное химическое превращение или полный переход из
одной фазы в другую, хт = 1. Для обратимых процессов равновесный выход,
совпадающий с равновесной степенью превращения, всегда меньше единицы
(хт < 1), так как равновесие наступает при неполном превращении исходных
веществ в продукт.
Под технологической операцией понимают совокупность воздействий на
обрабатываемый продукт, происходящих в одном месте и в определенное время и
приводящих к заранее заданному изменению характеристик или свойств продукта. Каждая технологическая операция выполняется машинами, аппаратами или
их комплексами (агрегатами), размещенными определенным образом в пространстве и времени.
Агрегатом условимся называть комплекс механизмов и машин, предназначенных для последовательного выполнения отдельных технологических операций, представляющих в совокупности законченный этап технологического процесса.
Законченным этапом (стадией) технологического процесса называется совокупность технологических операций, обеспечивающая получение промежуточного продукта, т. е. такие изменения качества обрабатываемого сырья или промежуточного продукта, которым можно или целесообразно дать количественную технологическую или экономическую оценку. Законченность этапа —
понятие относительное. Например, измельчение солода можно назвать законченным этапом технологического процесса, а измельчение зерна при переработке в муку законченным этапом без последующего выделения целевого
продукта быть не может.
Агрегатами в пищевой, промышленности являются комплексы различных
механизмов, машин, аппаратов, размещенных компактно в одном месте
(тестоприготовительные агрегаты, многовальцовые дробилки, измельчители,
ректификационные и выпарные установки, некоторые грануляторы). Агрегатами можно также назвать совокупность различных измельчающих и
разделяющих машин, выполняющих одну технологическую операцию
(молотковые дробилки, вальцовые станки и рассевы, щеточные и бичевые
машины, ситовейки, ситовоздушные сепараторы). Технологические агрегаты
представляют собой отдельные участки технологической линии и могут
являться промежуточной ступенью в иерархической системе управления производством.
Совершенство технологической операции определяется главным образом
наличием условий для выполнения заданных воздействий на обрабатываемый
продукт. Эти условия, в свою очередь, определяются технологическими режимами, а те – конструктивными характеристиками машин и аппаратов и возможностью их изменения в соответствии с технологической необходимостью.
2.9
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Под технологическим режимом понимают совокупность численных значений основных параметров, характеризующих среду или рабочую зону, в
которой происходит данная технологическая операция. Для химико-технологических процессов такими параметрами являются температура, давление, концентрации взаимодействующих веществ, способ и степень перемешивания
реагентов, в некоторых случаях – расстояние между рабочими поверхностями,
частота колебаний, амплитуда и состояние поверхности, другие характеристики рабочих органов. Технологические режимы определяются не только конкретными численными значениями параметров, но и характером их изменения
во времени и пространстве (в объеме аппарата). Например, изменение температуры агента в процессе сушки непрерывно или по ступеням по данной программе, изменение давлений (температур) по корпусам в многокорпусных выпарных аппаратах и т. д.
Технологические режимы каждой операции, оборудование и система
управления являются единым комплексом, направленным на достижение
основной цели технологического процесса – получение продукта заданного
качества. Поэтому при проектировании и эксплуатации машин, аппаратов,
агрегатов и систем управления пищевой технологии следует исходить из
основной цели производства.
К современным машинам, аппаратам и агрегатам, кроме технологических требований, т. е. выполнения таких воздействий на исходные продукты, которые обеспечивали бы заданные либо наилучшие свойства конечного
(выходного) продукта, предъявляют также требования минимальной удельной
стоимости, надежности, устойчивости, управляемости и безопасности при
обслуживании.
Под производительностью аппарата или машины понимают количество
продукции, произведенной в единицу времени. При этом термин «произведенная продукция» может иметь разное толкование. Например, производительность сушилок оценивают по количеству сухого продукта, влажного (исходного) продукта или по количеству испаренной влаги. Поэтому следует
всегда уточнять, по какому продукту определяется производительность машины.
Кроме производительности машины, агрегата или технологического
участка (технологической линии), следует различать производительность,
труда – важнейшую экономическую категорию, которая определяется количеством продукции, произведенной работником в единицу времени, или количеством времени, затраченным на производство единицы продукции. Производительность труда может иметь денежное, натуральное (масса, объем, штуки)
либо условно-натуральное (консервы в переводе в условные банки) выражение
и определяется по формуле
(2.8)
Ппр  Опр Ч р ,
где Опр – объем производства;
2.10
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Чр – численность работающих (производственно-промышленный персонал).
Под интенсивностью процесса понимают количество продукта, произведенное в единицу времени (производительность), отнесенное к рабочему
объему аппарата, единице длины или площади рабочего органа. Иногда интенсивность отождествляют с удельной производительностью, а также со скоростью
превращения или изменения характеристик продукта при технологической обработке.
Интенсивность процессов можно увеличить перемешиванием (турбулизацией реагирующей системы), повышением температуры и концентрации, переводом системы из многофазной в однофазную. С целью интенсификации технологических процессов разрабатывают также новое, более совершенное и реконструируют существующее технологическое оборудование, внедряют в производство
системы и средства управления и контроля, автоматизируют процессы.
Знание основных закономерностей пищевой технологии существенно облегчает выявление такого технологического режима, который позволил бы проводить
процесс наиболее эффективно, т. е. с наибольшей интенсивностью до наивысшего
выхода продукта при заданном его качестве. Используя известные численные
закономерности изменения свойств обрабатываемого продукта, можно целенаправленно управлять технологическим процессом.
Себестоимость производимой продукции также является экономической
характеристикой и определяется как величина затрат на производство единицы
массы или объема продукции. Себестоимость продукции характеризует совершенство не только технологического процесса, но и организации производства
(системы управления).
Интегральный критерий совершенства технологического процесса должен
учитывать влияние всех единичных и обобщенных показателей, что возможно
только на экономической основе. При общей оценке эффективности процесса в
расчет принимают производительность установки А, м3/ч, объем капитальных вложений К, ман., эксплуатационные затраты Э, ман./т, и качественные показатели
перерабатываемого или готового продукта Кi. Экономический критерий оптимальности процесса представляется как некоторая функция от этих показателей, т. е.
З  f  A, K , Э, Кi ,
(2.9)
Приведенное уравнение может принимать различный вид в зависимости от
постановки задачи. Чаще всего в качестве интегрального показателя используют приведенные затраты 3, которые представляют собой сумму эксплуатационных и капитальных затрат, отнесенную к одному году нормативного
срока окупаемости:
З  Э  Ен  К  Э  К Тн
(2.10)
В развернутом виде приведенные затраты на единицу выпускаемой продукции можно определить по формуле

1   1   1   Tc  1   Kao  Ko Цо  Kаз.с.и  Kз.с.и  Ц з.с.и
З


А
A
2.11
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2

где
Важнейшие технологические понятия и определения.
GпСп  GэСэ  GвСв  GхСх  Gс.вСс.в
Ц 1     Ц з.с.и
 Ен о
А
А
(2.11)
α, β, γ – нормативы отчислений соответственно на премии, доплаты, дополнительную заработную плату и отчисления на соцстрах, %;
τ – эффективный фонд рабочего времени;
Тс – средневзвешенная часовая тарифная ставка производственных
рабочих, ман.;
ε – норматив отчислений на транспортные расходы, подготовку и
монтаж оборудования, % сметной стоимости оборудования;
о
з.с.и
К а и Ка
– норматив амортизационных отчислений соответственно по оборудованию и зданиям, сооружениям, инвентарю, % их сметной
стоимости;
Ко и Кз.с.и – норматив отчислений на текущий ремонт, содержание и эксплуатацию соответственно оборудования и зданий, сооружений,
инвентаря, % их сметной стоимости;
Цо и Цз.с.и – сметная стоимость соответственно оборудования и зданий,
сооружений, инвентаря, ман.;
Gп, Gэ, Gв, Gх, Gс.в. – годовой расход соответственно пара, электроэнергии, воды,
холода, сжатого воздуха на технологические нужды, т,
кВт·ч, м3, МДж, м3;
Сп, Сэ, Св, Сх, Сс.в – себестоимость единицы соответственно пара, электроэнергии, воды, холода, сжатого воздуха, ман.;
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных
вложений,%;
А – объем производственной готовой продукции за год в натуральном измерении.
Этот показатель определяет сумму всех затрат, отнесенных к одному
году нормативного срока окупаемости, и фактически обобщает такие показатели, как объем производства продукции А, капитальные К и эксплуатационные Э затраты. Последние, в свою очередь, зависят от единичных и
обобщенных технических показателей: массы и габаритных размеров
машины или аппарата, затрат труда, энергии, воды, пара и т. д.
Показателем экономической эффективности процесса может быть и
себестоимость вырабатываемой продукции, которая включает стоимость
израсходованного сырья, материалов, топлива, электроэнергии, амортизационные отчисления, заработную плату обслуживающего персонала и пр. В
обобщенном виде эту себестоимость можно представить как
(2.12)
C  Sn  Snep A ,
где Sп, Sпер. – соответственно условно-постоянные и условно-переменные
расходы, ман.
На действующем предприятии условно-постоянной величиной является
часть расходов, зависящая от изменений объема выработки продукции, – сто2.12
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
имость сырья и материалов Sс.м, стоимость пара, воды, электроэнергии, холода,
сжатого воздуха, расходуемых на технологические нужды S, основная и
дополнительная заработная плата производственных рабочих с отчислениями
на соцстрах Sэ.п:
SП  SС.М  ST .H  SЗ.П .
(2.13)
Другая часть расходов (на содержание и эксплуатацию оборудования,
цеховые и общезаводские расходы) является условно-переменной величиной,
которая практически не меняется при изменений объема выработки продукции, т. е.
SПЕР  А  ST .
(2.14)
где Sт – условно-переменные расходы, приходящиеся на единицу продукции.
Таким образом, любое техническое усовершенствование, обеспечивающее
снижение затрат энергии, пара, воды, холода и пр., приводит к уменьшению
общих затрат.
Количественной оценкой функционирования технологической линии может
выступать любой технологический показатель, а также экономический,
составляющий сумму затрат на всех стадиях (участках) производственного
процесса, т. е. Зn является аддитивной функцией затрат на каждой стадии Зj:
n
Зn  З j ,
(2.15)
j 1
где п – количество участков (стадий) технологического процесса;
j – номер стадии.
При изменении качества сырья, материалов, топлива, влияющем на цену
готового продукта, показатели корректируют в соответствии с формулой
Ck  С  Ц Цк ,
(2.16)
где С и Ск – себестоимость единицы готового продукта соответственно до мероприятия, обеспечившего изменение качества, и после него;
Ц и Цк – оптовая цена (без налога с оборота) единицы готовой продукции
соответственно до и после мероприятия.
При уменьшении расхода сырья за счет повышения его качества
корректировку себестоимости выполняют по формуле
(2.17)
Ск  С  Н2 Н1 ,
где С и Ск – себестоимость единицы продукции соответственно до повышения
качества сырья и после него;
Н1 и Н2 – нормы расхода сырья прежнего и повышенного качества на производство единицы готовой продукции в натуральном измерений.
2.13
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Под механизацией понимают замену ручного труда машинным. Механизация повышает производительность труда за счет повышения эффективности использования основного оборудования и сокращения численности обслуживающего персонала.
Комплексная механизация является этапом, предшествующим автоматизации. Ввиду специфики пищевых производств, связанных с изготовлением
продуктов питания, на многих технологических процессах и операциях здесь
используется ручной труд. Мало механизированы также подготовительно-заключительные и транспортно-складские операции. Тем не менее, современные
средства и уровень техники позволяют механизировать многие технологические операции, включая определение качества сырья и его сортировку, очистку и
резку фруктов, овощей и пр. Однако это требует повышения степени однородности сырья (его стандартизации), что достигается только методами селекции.
Некоторые процессы можно механизировать только с помощью сложных механизмов, что оправдано лишь при большой производительности технологических линий.
Для механизации подготовительно-заключительных и транспортноскладских операций применяют различные погрузчики и контейнеры специального назначения.
Основные технико-экономические показатели, характеризующие эффективность комплексной механизации и автоматизации промышленного производства, – производительность труда, себестоимость продукции, работ и услуг,
а также сроки окупаемости затрат.
Под автоматизацией понимают замену умственного труда человека по
контролю и управлению производственными процессами, приборами и автоматическими устройствами, что позволяет осуществлять эти процессы без
непосредственного участия человека и только лишь под его контролем. Функции человека в этом случае сводятся к наблюдению за исправностью автоматических средств контроля и управления. Автоматизация – высшая ступень
механизации, главной целью которой является увеличение производительности
труда, улучшение качества продукции и снижение затрат на ее производство.
Автоматизацию осуществляют с разной целью. Например, на нижних
уровнях управления (машины, аппараты, агрегаты) она направлена на стабилизацию технологических режимов и обеспечивается с помощью первичного
измерительного преобразователя (датчика), регулятора и исполнительного
механизма (частичная автоматизация). Измеритель, замеряющий определенный параметр технологического режима (температуру, давление, скорость
потока, концентрацию), посылает через преобразователь и усилитель сигнал
регулятору, который сравнивает измеренное значение с заданным и в случае
отклонения выдает команду исполнительному механизму. Прибор-исполнитель
производит действие, стабилизирующее измеряемый показатель.
Частичная автоматизация позволяет вести процесс строго в установленных режимах, которые трудно соблюсти при ручной регулировке. Для комплексной автоматизации производства, когда участок, технологическая линия,
2.14
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
цех действуют как единый автоматизированный комплекс, применяют более
сложные устройства. В таких системах в качестве регуляторов могут выступать
вычислительные машины, которые получают информацию о ходе процесса от
различных приборов-измерителей, рассчитывают неизмеряемые характеристики заданных либо оптимальных режимов и дают команды устройствамисполнителям. При дистанционном управлении роль регулятора отведена оператору, который на расстоянии (с пульта) по показаниям измерительных приборов управляет пуском исполнительных устройств.
Использование для управления производством различных автоматических устройств и вычислительных машин возможно только при наличии соответствующих алгоритмов управления, т. е. строго однозначно трактуемых последовательностей действий по управлению, создаваемых на основе формализации (создания математических моделей) технологических процессов. Математические модели можно составить только для принципиально алгоритмизируемых производственных участков. Полная, вероятная, или кибернетическая,
автоматизация, основанная на применении приспосабливающихся, или адаптивных (самоорганизующихся, самоуправляемых) систем, в принципе осуществима и для неалгоритмизируемых объектов, но требует высокой оснащенности
измерительными приборами и вычислительными комплексами. В пищевой
промышленности она возможна для процессов с устойчивыми технологическими нагрузками и режимами.
Внедрение автоматизации способствует повышению единичной мощности агрегатов и производственной мощности предприятий.
Для количественной оценки механизации и автоматизации производственных процессов используются специальные показатели.
Механовооруженность труда рассчитывается как отношение среднегодовой стоимости машин и оборудования к числу рабочих, занятых в
основной смене:
MT 
Ф d
,
P 100
(2.18)
где Ф – среднегодовая стоимость основных производственных фондов, ман.;
d – доля оборудования, машин и механизмов в общей стоимости основных
производственных фондов;
Р – численность рабочих, занятых в основной смене.
Коэффициент механизации (автоматизации) труда определяется отношением количества рабочих, занятых на механизированных (автоматизированных) работах, к общей численности рабочих:
KT 
2.15
PM
,
PM  PP
(2.19)
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
где Рм, Рр – соответственно количество рабочих, занятых на механизированных (автоматизированных) операциях и выполняющих ручные
операции.
При более глубоком анализе коэффициент механизации труда рассчитывают по формуле
KT 
PM   Pi Ki
,
PM   Pi  PP
(2.20)
где ∑ Рi – общая численность групп рабочих смешанного труда;
Кi – коэффициент механизации (автоматизации) по отдельным группам
рабочих смешанного труда.
Для характеристики уровня автоматизации агрегата, участка (линии),
цеха и предприятия в целом используют коэффициент автоматизации парка
оборудования
qa  Na  N ,
(2.21)
где Nа – число единиц автоматического и полуавтоматического оборудования;
N – общее количество единиц оборудования на данном участке (линии),
в цеху, предприятии.
Отношение объема продукции, выработанной с помощью машин-автоматов, Пм, к общему объему продукции (в натуральном или стоимостном
выражении) называется коэффициентом механизации (автоматизации) производства:
(2.22)
KП  ПМ ПМ  ПР  ,
где Пр – объём продукции, произведенной ручным способом.
Отношение трудоемкости механизированных и автоматизированных работ
Tм к общей трудоемкости продукции характеризуется коэффициентом
механизации (автоматизации) работ:
(2.23)
qP  TМ TМ  TР ,
где Tр — трудоемкость работ (операций), выполняемых вручную, чел.-ч.
Комплексная автоматизация производственного процесса обеспечивает
повышение экономической эффективности за счет:
 снижения затрат сырья, материалов и энергии на единицу продукции, что обеспечивается строгим поддержанием заданного технологического режима в
результате стабилизации материальных и энергетических потоков, объективностью контроля и управления;
 повышения общей производительности оборудования благодаря интенсификации производственного процесса;
 увеличения доли продукции высшего качества;
 уменьшения численности управленческого персонала за счет централизации
управления.
2.16
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Эффект от автоматизации не ограничивается экономическим выигрышем, но
ведет и к весьма важным социальным последствиям: существенно облегчается физический труд, снижается нервная нагрузка на работников, повышается культура
производства.
Экономическая эффективность от внедрения АСУ определяется по методике:
 А  А 
 С  С2  
ЭАСУ   2 1   П1   1
  А2   ЕН  К АСУ ,
 100  
 А1 
(2.24)
где А1, А2 – годовой объем реализуемой продукции до и после внедрения АСУ,
тыс. ман.;
С1, С2 – затраты на 1 ман. реализуемой продукции до и после внедрения
АСУ, гепик.;
П1 – прибыль от реализации продукции до внедрения АСУ, тыс. ман.;
Ен– нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений в
данной отрасли;
КАСУ – затраты, связанные с созданием и внедрением АСУ, тыс. ман.
Выражение в квадратных скобках представляет собой годовой прирост
прибыли или экономии в связи с внедрением АСУ (ЭГОД). Эффективность затрат
на АСУ определяют ло формуле
EР  ЭГОД К АСУ  EH при Т  KACУ ЭГОД ,
(2.25)
где Ер – расчетный коэффициент эффективности затрат;
Т – срок окупаемости затрат на АСУ.
В конечном счете внедрение любого технического мероприятия должно
быть оправдано экономически. Годовой экономический эффект от внедрения
Э  С1  ЕН К1   С2  ЕН К2  ,
(2.26)
где С1, С2 – себестоимость годовой продукции соответственно до и после проведения мероприятия;
К1, К2 – капитальные вложения в основные производственные фонды соответственно до и после внедрения мероприятия.
Для определения срока окупаемости и коэффициента эффективности
капитальных вложений используют формулы
T  K2  K1  C1  C2 ;
(2.27)
E  C1  C2  K2  K1 .
Автоматизация и механизация производства – не самоцель, а прежде
всего средство повышения эффективности производства. Поэтому всегда необходимо экономически оценивать различные варианты, обеспечивающие повышение эффективности производства. Для этого экономические показатели
сравниваемых вариантов приводят в сопоставимый вид. Корректировка капитальных вложений, цены, себестоимости и других показателей производится по
одному из вариантов, принятому за эталон:
2.17
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
KK  K  X Э Х ;
ЦК  Ц  Х Э Х ;
СК  С  Х Э Х ,
где Кк,Цк и Ск – скорректированные соответственно капитальные вложения, цена
и себестоимость нового оборудования с учетом изменения
эксплуатационной характеристики по сравнению с эталонной, ман.;
К, Ц и С – капитальные вложения, цена и себестоимость нового оборудования до корректировки, ман.;
Хэ – основная эксплуатационная характеристика образца оборудования, принятого за эталон (производительность, мощность,
срок службы и т. п.), в соответствующих единицах измерения;
X – та же характеристика варианта оборудования, приводимого в
сопоставимый вид с эталонным экземпляром, в соответствующих единицах измерения. Порядок приведения вариантов в сопоставимый вид по объему производства, качеству
продукции и другим признакам указан в отраслевых инструкциях.
Техническое развитие (совершенство) производства в общем виде определяется отношением достигнутого уровня к базовому или прогрессивному уровню аналогичных производств. В зависимости от цели анализа при количественной
оценке технического развития исходят из уровня механизации, автоматизации,
электрификации, фондовооруженности, химизации, прогрессивности технологических процессов и т. д. Доля прогрессивных технологических процессов определяется отношением объема продукции, производимой с помощью прогрессивной
технологии, к общему выпуску данной продукции на предприятии (в цехе,
отрасли) в натуральном, стоимостном выражении либо в затратах труда.
3. Связь технологии с экономикой
Сформировавшись в самостоятельную науку в конце XVIII в., технология
быстро выросла из прикладной в обширную фундаментальную науку, опирающуюся в своем развитии на достижения ряда естественных и технических
наук. Огромное влияние на обогащение и совершенствование технологии как
науки и резкое повышение ее роли в общественном производстве оказала современная научно-техническая революция (НТР). Большое значение придают
изучению роли техники в развитии общества, рассматривая ее познание как
основу познания производительных сил и постижения социальных явлений.
Именно это обстоятельство имеется в виду, что: «Технология вскрывает
активное отношение человека к природе, непосредственный процесс
производства его жизни, а вместе с тем и его общественных условий жизни и
проистекающих из них духовных представлений.
2.18
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
Если, с одной стороны, техника и технология формируются в полном
соответствии с законами объективного мира, как его часть, то, с другой стороны, в них запечатлевается также и вся «субъективность» человеческой деятельности (цели, опыт, наука, принципы организации и разделения труда). Все факторы, влияющие на рост производительных сил человека: искусность и квалификация, эффективность и оснащенность производства, прогресс науки как
производительной силы, преимущества разделения труда  все это прямо или
косвенно находит свое воплощение в технических средствах труда. Вот почему
«... средства труда не только мерило развития человеческой рабочей силы, но и
показатель тех общественных отношений, при которых совершается труд». По
Марксу, производительные силы включают множество компонентов: это и
целесообразная деятельность, и предмет труда, и средства труда. По мере исторического развития процесса труда происходит обогащение производительных
сил новыми моментами и новыми производительными силами, носящими
общественный характер (например, разделение труда, применение машин, усовершенствование методов производства, технологическое применение науки и
т. д.).
Компоненты производительных сил образуют целостную систему, центром которой является живой труд. Наука и техника становятся производительными силами лишь включаясь в человеческую деятельность. Поэтому
человек является главной производительной силой. Производительные силы
можно определить не как нечто застывшее, а как исторически развивающуюся
систему, представляющую единство целесообразной деятельности общественного человека и всех факторов, способствующих усилению ее созидательных
возможностей, повышению производительности труда.
Всегда различали два рода взаимоопосредованных основных отношений,
отношение человека к природе и отношение человека к человеку в процессе
производства. Первые отношения, охватывающие взаимодействия всех различных компонентов производительных сил, т. е. моментов процесса труда самого
по себе, называются технологическими отношениями. Суть производственных
(социально-экономических) отношений – в отношениях собственности.
Технологические отношения охватывают ту сторону взаимоотношении в
процессе производства, которая обусловлена характером производственных
операций, т.е. это есть отношения между человеком, средствами труда и предметом труда в производственном процессе. В конечном итоге, технологические
отношения складываются в систему взаимодействия «человек  наука 
техника  производство». Технологические отношения включают различные
моменты целесообразной деятельности человека, взаимодействие различных
аспектов производительных сил между собой. Система технологических отношений представляет собой категорию постоянно развивающуюся, претерпевающую значительные изменения в ходе исторического процесса. Наука и
техника являются теми средствами, с помощью которых человек увеличивает
свои производственные возможности.
2.19
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
В процессе труда техника занимает промежуточное положение между
человеком и природой как предметом труда, т. е. техника в соотношении
«человек  техника» выступает как природный материал, преобразованный
человеком, а в соотношении «техника  природа»  как «очеловеченная
природа», т. е. фактор воздействия человека на природу. Очевидно, что
мерилом исторических этапов развития техники служит коренное изменение в
технологическом cпocoбe производства, в способе связи человека и техники.
Технологический способ производства является исторически определенным
способом coединения различных элементов производительных сил прежде
всего человека и техники. Общественный способ производства представляет
собой исторически определенный способ соединения производительных сил и
производственных отношений.
Коренное преобразование в техническом способе производства приводит
к «технологической революции», которая влечет за собой ряд изменений и в
производстве и в обществе (в характере труда, его содержании, производственной и социальной структуре). Совокупность этих изменений называли
индустриальной революцией.
Индустриальная революция представляет собой единствo революций в
технологическом способе производства и всех ее социальных последствий.
Революция в производственных отношениях имеет свои различные экономические и политические причины. «Вместе с происшедшей однажды революцией в производственных силах, которая выступает как революция технологическая, совершается также и революция в производственных отношениях».
Важная роль в жизни общества принадлежит активной производственной
технике и технологии, которые представляют существенную часть всей технической системы, ее ядро. Главными, определяющими стимулами развития
технологии являются экономические, производственные потребности общества. Экономические отношения накладывают свой отпечаток на развитие техники, либо давая ему простор, либо сдерживая его в определенных границах.
Однако для понимания роли техники и технологии в развитии общества
недостаточно подвергнуть изучению экономические отношения этого
общества, рассматривая закономерности развития техники просто как частный
случай социально-экономических закономерностей, ибо «...машина столь же
мало является экономической категорией, как и бык, который тащит плуг...».
Высоко оценивая роль науки и техники в развитии общества выделяли их
технологические и социально-экономические функции, с одной стороны,
рассматривая науку и технику как звено в системе производительных сил, а с
другой  в качестве звена определенной социальной системы. Развитие технологии испытывает мощное влияние экономических и идейных институтов
общества. В свою очередь социальное воздействие техники на общество идет
прежде всего через повышение производительности труда, через специализацию средств труда, которая служит технической основой разделения труда, и,
наконец, путем замещения техническими средствами трудовых функций чело2.20
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
века. Это социальное воздействие техники легко прослеживается, например,
при переходе от ручного труда к машинному, а затем к комплексной автоматизации производства. Техника влияет на общество не только через сферу
материального производства, но изменяет условия труда и быта, влияет на
мировоззрение человека, его психологию, мышление и т.д.
Чтобы четко определить место науки  техники  технологии во всей
системе социальных отношений, необходимо исходить из взаимовлияния
технических, экономических и политических факторов. Являясь методологическим и мировоззренческим стержнем технологии, общественные науки
участвуют в разработке теоретических основ управления производством,
совершенствовании принципов планирования, материального и морального
стимулирования, в совершенствовании организации труда. Общественные
науки все активнее вовлекаются в решение народнохозяйственных задач.
Научно-техническая революция становится той ареной, на которой крепнет
творческое содружество общественных и экономических наук с науками
естественными и техническими.
Новые требования к технологии проистекают прежде всего из того факта,
что развитое общество представляет собой высший тип социальной
целостности, достигнутой человечеством на сегодняшний день. Все сферы
жизнедеятельности общества развиваются комплексно, с учетом социальных,
экономических и технических факторов. Только те технологические решения
являются оптимальными, которые способствуют наиболее полному
удовлетворению материальных и духовных потребностей людей, созданию
материально-технической базы.
Уровень технологии любого производства оказывает решающее влияние
на его экономические показатели и поэтому экономисту необходимо
достаточное знание современных технологических процессов. Исходя из
взаимосвязи научно-технического и экономического прогресса, было отмечено,
что: «Экономист всегда должен смотреть вперед, в сторону прогресса техники,
иначе он немедленно окажется отставшим». Это мудрое предупреждение
делается особенно актуальным в период развития научно-технической
революции.
Контрольные вопросы.
1. Какие этапы развития прошла технология как наука?
2. Какие причинно-следственные связи существуют между физико-химическими закономерностями процессов, их оптимизацией, автоматизацией
и моделированием?
3. Что является объектом и предметом технологии?
4. Какие методы и основные задачи рассматриваются в технологии?
5. Перечислите составные части технологии.
6. Какие задачи поставлены в пищевой технологии?
2.21
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
Лекция № 2
Важнейшие технологические понятия и определения.
7. Какая связь имеется между технологией и другими отраслями знаний?
8. Что такое материальный и энергетический балансы в пищевой
технологии?
8. Какие принципы существуют для определения выхода продукта в
различных процессах?
9. Что такое технологическая операция, единичный процесс, аппаратурнопроцессная единица, технологическая линия, технологический режим?
10.Что такое интенсивность процесса, производительность машины (аппарата, технологического участка), производительность труда?
11.Какие принципы существуют для повышения интенсивности технологического процесса?
12.Что такое себестоимость готового продукта и приведенные затраты на
производство продукции?
13.Перечислите основные задачи механизации и автоматизации труда в
пищевой промышленности и дайте их количественную оценку.
14.Как определяется экономическая эффективность от внедрения механизации, автоматизации и других технических усовершенствований?
15.Какими показателями оценивают эффективность технологической линии?
16.Что означает частичная, комплексная и полная автоматизация?
17.Какая связь между технологией и экономикой?
2.22
Преподаватель: доц.Э.Э.Байрамов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа