К ВОПРОСУ О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СОРТИРОВКИ ЯИЦ

К ВОПРОСУ О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СОРТИРОВКИ ЯИЦ

Научная статья

Демьяненко А.И.^*

Университет имени Шакарима города Семей,  Семей, Казахстан

* Корреспондирующий автор (dedan54[at]mail.ru)

Аннотация

Птицеводство - отрасль сельского хозяйства, в задачу которой входит разведение, кормление, содержание и использование разных видов и пород сельскохозяйственной птицы в целях производства яиц, мяса, пера, пуха.

Одной из главных задач птицеводства является увеличение производства диетических и высококалорийных продуктов – яиц и мяса птицы до уровня, обеспечивающего потребление их в соответствии с научно-обоснованными нормами питания людей. Поскольку производство яиц является одним из важных составляющих элементов работы птицеводческих предприятий, то актуальными становятся вопросы совершенствования технологического процесса сортировки яиц, например, по качественным показателям, совершенствование логистических операций при организации процесса сортировки, автоматизация процесса сортировки.

Ключевые слова: птицеводство, яйцо куриное, сортировка, производство, сортировочное оборудование.

ON THE ISSUE OF IMPROVING THE STRUCTURE OF EGG PROCESSING

Research article

Demyanenko A.I.^*

 Shakarim University of Semey, Semey,Kazakhstan

* Corresponding author (dedan54[at]mail.ru)

Abstract

Poultry farming is a branch of agriculture that includes breeding, feeding, keeping and using different types and breeds of poultry for the production of eggs, meat, feathers, and down. 

One of the main tasks of poultry farming is to increase the production of dietary and high-calorie products, such as eggs and poultry meat, to a level that ensures their consumption in accordance with scientifically approved human nutrition standards. Since egg production is one of the important components of the work of poultry enterprises, the issues of improving the technology of egg processing, for example, by quality indicators, improving logistics operations in organizing the processing, and its automation, become relevant.

Keywords: poultry farming, chicken egg, sorting, production, sorting equipment. Постановка задач анализа

Современное интенсивное птицеводство основано на специализации, концентрации и кооперировании производства, применении комплексной механизации и автоматизации, обеспечивающих высокую производительность труда, на равномерном круглогодовом поточном производстве продукции. Основой производства птицеводческой продукции является специализация и концентрация.

Решение поставленных перед птицеводческой отраслью задач требует создания новых технологических процессов и оборудования, а также совершенствование существующих. Особая роль при этом отводится устройствам для определения качества и сортировки яиц, поскольку в технологических процессах производства яиц они играют определяющую роль в выпуске качественной продукции [1], [2].

Высокая экономическая эффективность процесса производства яиц может быть достигнута только за счет того, что процесс будет вестись в оптимальном режиме, особую значимость при этом имеет ведение в оптимальном режиме технологических операций связанных с определением качества яиц и их сортировки. Большое значение для повышения эффективности и качества процесса сортировки яиц имеет и правильный выбор метода и способа определения качества и весовой категории яиц.

Следовательно, возникает задача оптимизации технологического процесса производства яиц, в частности их сортировки, путем оптимизации управления существующим технологическим оборудованием для сортировки, правильного выбора метода определения качества и категории яиц, сокращения операций транспортировки или разработки новых методов и устройств для сортировки, оптимизирующих этот процесс.

Структура процесса и операций сортировки яиц

В общем случае на птицефабриках яичного направления имеются следующие цеха: получения инкубационных яиц, выращивания ремонтного молодняка для комплектования родительского и промышленного стад, производства яиц. Завершающий этап процесса - сортировка, маркировка и упаковка яиц для реализации - производится на яйцескладе, который оборудуют с учетом объёма выпускаемой продукции, производимой предприятием [3], [4].

В зависимости от того, для чего предназначаются яйца – для длительного хранения, для краткосрочного хранения, для реализации через торговую сеть или для переработки в другие виды продукции, применяют те или иные машины для обработки яиц и в соответствии с этим формируется структура технологического процесса сортировки яиц. Выбор структуры и оборудования для построения технологического процесса сортировки является задачей оптимизационного, многокритериального характера, от решения которой во многом зависит экономическая эффективность технологического процесса.

Задача построения технологического процесса сортировки яиц может быть сформулирована, по аналогии с [5], следующим образом: из множества возможных вариантов построения технологического процесса сортировки для конкретных условий функционирования нужно выбрать и обосновать такой, который обеспечивает решение заданного набора функциональных задач с заданным качеством их выполнения при минимуме капитальных и эксплуатационных затрат с учетом обеспечения возможности функционирования в условиях прогнозируемого изменения состава задач технологического процесса.

Таким образом, в технологическом процессе сортировки яиц можно выделить:

- технологические операции;

- операции перемещения;

- операции контроля, учета и управления.

В результате проведенного анализа можно выделить следующие технологические операции, составляющие технологический процесс сортировки яиц:

- сбор яиц от куриц-несушек;

- транспортировка яиц конвейерным транспортом к месту обработки;

- укладка яиц в лотки и лотков в ящики;

- транспортировка ящиков к транспорту;

- погрузка ящиков на колесный транспорт;

- транспортировка ящиков колесным транспортом к месту обработки;

- перегрузка ящиков с колесного транспорта на конвейерный транспорт;

- транспортировка ящиков конвейерным транспортом;

- перегрузка ящиков с конвейерного транспорта на пол;

- выгрузка лотков из ящиков;

- выгрузка яиц из лотков;

- мойка или сухая очистка скорлупы яиц от загрязнений;

- сушка яиц после мойки;

- определение качества яиц методом овулоскопии;

- сортировка яиц на весовые категории;

- маркировка яиц.

При этом многие операции могут совершаться вручную, а могут быть произведены при помощи специальных устройств или машин, а это значит, что в течении всего технологического процесса сортировки яйца подвергаются механическому воздействию со стороны рук человека при ручной сортировке, или рабочих органов яйцесортировочных устройств или машин при автоматизированной сортировке. По способу воздействия рабочих органов яйцесортирующих устройств или машин на объект труда,весь технологический процесс сортировки яиц можно отнести к механическим процессам[6],движущей силой которых является сила механического давления.

Для изучения возможного характера движения яиц в ходе технологического процесса сортировки, а так - же с целью выявления возможных недостатков в технологическом процессе сортировки яиц и организации оптимального по качеству сортировки, производительности и затратам процесса сортировки. Для этого необходимо определить возможные структурные схемы построения процесса сортировки яиц при требуемом или заданном наборе функций, выявить допустимые параметры процесса, такие как максимально допустимые силы воздействия на яйцо со стороны рабочих органов устройств и машин, а также скорости движения этих органов.

Основываясь на анализе технологических операций, составляющих технологический процесс сортировки яиц и их возможного взаимодействия между собой в ходе осуществления этого процесса,была предложена схема организации структур технологического процесса сортировки яиц. Схема позволяет наглядно представлять все возможные структуры технологического процесса сортировки яиц при всех возможных наборах функций этого процесса и анализировать его с точки зрения оптимальности (см. рисунок 1).

Рис. 1 – Обобщенная структурная схема процесса сортировки яиц

На основе схемы (см. рисунок 1) возможно,задавшись предварительно набором необходимых технологических операций, выбрать наиболее оптимальную схему построения технологического процесса сортировки, предполагающую наиболее короткие маршруты движения яиц в ходе процесса, а также решать обратную задачу, т.е.задавшись определенными критериями качества процесса, например максимальной производительностью, определить необходимый для этого набор технологических операций и организацию связей между ними.

Вершинами схемы являются технологические операции,совершаемые в ходе технологического процесса сортировки, а переходы между вершинам и показывают  как эти операции могут быть связаны между собой в ходе процесса сортировки.

Номера внутри вершин обозначают следующие технологические операции:

1- сбор яиц от куриц несушек;

2- транспортировка яиц транспортером;

3- укладка яиц в лотки;

4- укладка лотков в ящики;

5- транспортировка ящиков не колесным транспортом;

6- перегрузка ящиков;

7- транспортировка ящиков колесным транспортом;

8- выгрузка лотков из ящиков;

9- выгрузка яиц из лотков;

10 - мойка или сухая очистка яиц;

11 - сушка или дезинфекция яиц;

12 - ручное определение качества яиц;

13 - ручная сортировка яиц по весу;

14 - ручная маркировка яиц и ящиков;

15 - определения качества яиц при помощи специальных устройств;

16 - сортировка яиц по весу при помощи специальных устройств;

17 - сортировка яиц по весу при помощи специальных устройств с одновременной их ориентацией;

18 - сортировка яиц по весу при помощи специальных устройств с одновременной их маркировкой;

19 - сортировка яиц по весу при помощи специальных устройств с одновременной их маркировкой и ориентацией;

20 - транспортировка яиц специальными транспортно - ориентирующими устройствами;

21 - укладка яиц в лотки при помощи специальных устройств;

22 - транспортировка лотков.

Использование схемы (см. рисунок 1) предполагает соблюдение следующих правил. Обход вершин схемы (технологических операций) следует производить по направлению стрелок. Некоторые вершины имеют ветвления, при этом если в вершину слева входит один переход, а выходит справа несколько,то это означает, что технологическая операция обозначенная этой вершиной, может быть использована при проектировании возможных структур технологического процесса в совокупности с последующими технологическими операциями столько раз, сколько переходов связывает эту вершину с последующими вершинами.

Если вершину схемы (см. рисунок 1) связывает с предыдущими вершинами несколько переходов,а с последующими один, то это означает, что технологическая операция, обозначенная этой вершиной, может быть использована при проектировании возможных структур технологического процесса сортировки в совокупности с предыдущими технологическими операциями столько раз, сколько переходов связывает эту вершину с предыдущими вершинами.

Если вершину схемы с предыдущими и последующими вершинами связывает несколько переходов, то использование технологической операции, обозначенной этой вершиной, при проектировании возможных структур технологического процесса сортировки может быть произведено столько раз, сколько переходов связывает эту вершину с предыдущими и последующими вершинами схемы.

Анализируя возможные структурные схемы построения технологического процесса сортировки яиц можно заметить, что весь процесс условно делится на две части: неизменяемую, на которую нельзя или очень сложно оказать воздействие с целью ее изменения, и изменяемую, которую можно изменять теми или иными способами с целью оптимизации процесса сортировки.

С целью выбора оптимального состава устройств, реализующих процесс сортировки яиц, был проведен анализ изменяемой части технологического процесса с целью выбора способов ее изменения, а именно, операции определения качествая иц, их сортировки по весовым категориям, маркировки, ориентации, укладки в лотки, а так - же транспортные операции, объединяющие между собой в единое целое все вышеперечисленные технологические операции.

Рассмотренные составляющие технологического процесса сортировки яиц и логистические связи между ними позволяют сделать вывод, что процесс может быть оптимизирован на основе выбора методов сортировки, соответствующего яйцесортировочного оборудования и технических средств управления ими. В качестве управляющих устройств могут быть использованы устройства, реализующие методы аналогового или дискретного управления, а также системы на основе принятия решений при неопределенных входных данных [7], [8] (fuzzy системы), или системы на основе искусственного интеллекта [9].

На основе анализа технологического процесса сортировки яиц, а так же машин и устройств, осуществляющих этот процесс, были выделены вопросы, которые требуют решения при организации оптимального технологического процесса сортировки яиц. С целью улучшения процесса сортировки яиц были предложены структурные схемы, позволяющие принимать решения по организации оптимального по заданным критериям технологического процесса сортировки яиц [10], [11], [15], [16].

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1.ОжерельеваА. Особенности национальной сортировки /А. Ожерельева // Агротехника и технологии» №2. Март-май 2007. [Электронный ресурс]. URL: https://www.agroinvestor.ru/agrotechnika/2/. (дата обращения: 12.11.2021)

2/ ЖебитМ. Сортировка по требованию /М. Жебит, С. Шевелев // Агротехника и технологии №3. Май-июнь 2010. [Электронный ресурс]. URL: https://www.agroinvestor.ru/agrotechnika/19/. (дата обращения: 12.11.2021)

3.Кругалев С.С. Переработка яиц в СССР и за рубежом: Обзорная информация / С.С.Кругалев, Т.И.Петрова, Н.А. Ткачева и др.–М.: АгроНИИТЭИ-МПП. 1990. -48 с.:ил.

4.Алексеев Ф. Ф. Промышленное птицеводство / Ф. Ф.Алексеев, М. А.Асриян, Н. Б. Бельченко и др. Агропромиздат. 1991. 544 с.

5.Птицеперерабатывающая промышленность. № 1-12. 1973-1993 г.г. –М.: ЦНИИТЭИмясомолпром. -49 с.

6.Стабников В.И. Процессы и аппараты пищевых производств./В.И.Стабников, В.Д.Попов, В.М. Лысянский и др. Учебн. для студ. высш. учебн. завед.//Изд. 3-е, перераб. и доп. –М.: Пищевая промышленность, 1976. -654 с.

7.OspanovY.A. Mathematical modeling and decision-making on controlling modes of technological objects in the fuzzy environment /Y.A. Ospanov, B.B. Orazbayev, K.N. Orazbayeva// Proceccings of World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA). 27 September 2016, Article number 7578783. P. 103-108.

8.Ospanov Y.A. Automated systems for main oil pipelines diagnostics and control /Y.A. Ospanov, Z.Z. Moldasheva, T.Z. Toleuov et al.// The 17^th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC-XVII) DIGITAL MEETING. July 18-23, 2021. P. 1-6.

9.Демьяненко А.И. Система автоматического управления сортировкой холодниковых яиц по массе и фасовкой в тару / А.И.Демьяненко, А.Г. Сарваниди // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Холод – народному хозяйству". –Л.: 1991 г. С. 1.

10.Фрезоргер А.Д. Система управления устройством для сортировки яиц /А.Д.Фрезоргер, А.Г.Сарваниди, А.И. Демьяненко // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Физические методы обработки пищевых продуктов". –М.: МИПБ. 1991 г. С.49.

11.Демьяненко А.И. Устройство для сортировки яиц /А.И. Демьяненко, А.Г.Сарваниди // Новости науки Казахстана. Серия: Развитие современной науки. Будущее науки. Выпуск 4. – Алма-Ата.: 1991 г. С. 47.

12.Демьяненко А.И. Методы определения качества и категории яиц /А.И. Демьяненко // Аналитический обзор. КазГосИНТИ. –Семипалатинск. 1994 г. 1,5 п.л.

13.Демьяненко А.И. Устройства для сортировки яиц /А.И. Демьяненко // Аналитический обзор. КазГосИНТИ. –Семипалатинск. 1994 г. 2,0 п.л.

14.Демьяненко А.И. Устройство для сортировки по весу, маркировки и упаковки N сортов яиц/А.И. Демьяненко, А.Г.Сарваниди. Патент России № 2047292. Заявлено 20.05.91 г. Опубликовано 10.11.95 г. Бюл. № 31.

15.Демьяненко А.И. Интенсификация технологических процессов на птицеводческих предприятиях / А.И. Демьяненко // Вестник Семипалатинского государственного университета имени Шакарима, № 4. –Семипалатинск. 2002 г. С. 20-26.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Kolereva A. Osobennosti nacional'noj sortirovki [Features of national sorting] / A. Ozhereleva // Agrotechnika i tekhnologii [Agrotechnics and technologies] No. 2. March-May 2007. [Electronic resource]. URL: https://www.agroinvestor.ru/agrotechnika/2 /.(accessed: 12.11.2021) [in Russian]
2. ZhebitM. Sortirovka po trebovaniju[Sorting on demand] / Maria Zhebit, Sergey Shevelev //Agrotechnika i tekhnologii [Agrotechnics and technologies] No.3. May-June 2010. [Electronic resource]. URL: https://www.agroinvestor.ru/agrotechnika/19 /. (accessed: 12.11.2021) [in Russian]
3. Krugalev S.S. Pererabotka jaic v SSSR i za rubezhom: Obzornaja informacija [Egg processing in the USSR and abroad: Overview] / S.S. Krugalev, T.I. Petrova,N.A. Tkacheva et al. -M.: Agronitei-MPP. 1990. -48 p. [in Russian]
4. Alekseev F. F. Promyshlennoe pticevodstvo [Industrial poultry farming] / F. F. Alekseev, M. A. Asriyan, N. B. Belchenko et al. Agropromizdat. 1991. 544 p. [in Russian]
5. Pticepererabatyvajushhaja promyshlennost' [Poultry processing industry]. No. 1-12. 1973-1993 -Moscow: Tsniiteimyasomolprom. -49 p . [in Russian]
6. Stabnikov V.I. Processy i apparaty pishhevyh proizvodstv[Processes and apparatuses of food production] / V.I. Stabnikov, V.D. Popov, V.M. Lysyansky et al. Textbook. for students. higher. textbook. institution.//3rd Ed., reprint. and additional -M.: Food industry, 1976. -654 p. [in Russian]
7. Ospanov Y.A. Mathematical modeling and decision-making on controlling modes of technological objects in the fuzzy environment / Y.A. Ospanov, B.B. Orazbayev, K.N. Orazbayeva // Proceccings of World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA). 27 September 2016, Article number 7578783. P. 103-108.
8. Ospanov Y.A. Automated systems for main oil pipelines diagnostics and control / Y.A. Ospanov, Z.Z. Moldasheva, T.Z. Toleuov et al. // The 17th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC-XVII) Digital Meeting. July 18-23, 2021. pp. 1-6.
9. Demyanenko A.I. Sistema avtomaticheskogo upravlenija sortirovkoj holodnikovyh jaic po masse i fasovkoj v taru [Automatic control system for sorting cold eggs by weight and packing in containers] / A.I. Demyanenko, A.G. Sarvanidi // Tezisy dokladov Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii "Holod – narodnomu hozjajstvu" [Abstracts of reports of the All-Union Scientific and Technical Conference "Cold to the national economy"]. -L.: 1991 p. 1. [in Russian]
10. Frezorger A.D. Sistema upravlenija ustrojstvom dlja sortirovki jaic[Control system of the device for sorting eggs] / A.D. Frezorger, A.G. Sarvanidi,A.I. Demyanenko // Tezisy dokladov Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii "Fizicheskie metody obrabotki pishhevyh produktov" [Abstracts of reports of the All-Union Scientific and Technical Conference "Physical methods of food processing"]. - Moscow: MIPB. 1991 p.49. [in Russian]
11. Demyanenko A.I. . Ustrojstvo dlja sortirovki jaic [Device for sorting eggs] / A.I. Demyanenko, A.G. Sarvanidi // Novosti nauki Kazahstana. Serija: Razvitie sovremennoj nauki. Budushhee nauki[News of science of Kazakhstan. Series: Development of Modern Science. The future of science]. Issue 4. - Alma-Ata.: 1991 p. 47. [in Russian]
12. Demyanenko A.I. Metody opredelenija kachestva i kategorii jaic [Methods for determining the quality and category of eggs] / A.I. Demyanenko // Analiticheskij obzor. KazGosINTI[Analytical review. KazGosINTI]. - Semipalatinsk. 1994 1.5 p.l [in Russian]
13. Demyanenko A.I. Ustrojstva dlja sortirovki jaic [Devices for sorting eggs] / A.I. Demyanenko // Analiticheskij obzor. KazGosINTI[Analytical review. KazGosINTI]. - Semipalatinsk. 1994 2.0 p.l. [in Russian]
14. Demyanenko A.I. Ustrojstvo dlja sortirovki po vesu, markirovki i upakovki N sortov jaic [Device for sorting by weight, labeling and packaging of N varieties of eggs] / A.I. Demyanenko, A.G. Sarvanidi. Russian Patent No. 2047292. Announced on 20.05.91, Published on 10.11.95, Byul. No. 31. [in Russian]
15. Demyanenko A.I. Intensifikacija tehnologicheskih processov na pticevodcheskih predprijatijah [Intensification of technological processes at poultry enterprises] /A.I. Demyanenko // Vestnik Semipalatinskogo gosudarstvennogo universiteta imeni Shakarima[Bulletin of Semipalatinsk State University named after Shakarim], No. 4. -Semipalatinsk. 2002, pp. 20-26. [inRussian]