автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка системного подхода к управлению критическими этапами холодильной цепи

На правах рукописи

БАРАБАНЩИКОВА ВАЛЕНТИНА СВЯТОСЛАВОВНА

РАЗРАБОТКА СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К УПРАВЛЕНИЮ КРИТИЧЕСКИМИ ЭТАПАМИ ХОЛОДИЛЬНОЙ ЦЕПИ

Специальность 05.18.04 -Специальность 05.02.23 —

Автореферат на соискание учёной степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств стандартизация и управление качеством продукции

Москва-2013

005543088

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии)

Научные руководители: академик РАСХН, доктор технических

наук, профессор Лисицын Андрей Борисович; доктор технических наук Ковалев Юрий Иванович

Официальные оппоненты:

Стефанова Изабелла Львовна, доктор технических наук, профессор, заведующая лабораторией детских, диетических и лечебных продуктов ГНУ ВНИИПП Россельхозакадемии Веселова Пелагея Павловна, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения и таможенной экспертизы ГОУ ВПО «Российская таможенная академия»

Ведущая организация: ГНУ ВНИХИ Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «24» декабря 2013 г. в 10-00 ч. на заседании диссертационного Совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В. М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «22» ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изменение пищевого законодательства и вступление в силу Технических Регламентов Таможенного союза возлагает полную ответственность за безопасность продукта на производителя. Однако, существуют этапы обращения продукции, на которых производитель не может контролировать условия хранения, поскольку холодильная цепь является важным элементом обеспечения качества и безопасности. Холодильная цепь - системный, межотраслевой организационно-технологический комплекс, обеспечивающий непрерывность заданного термического состояния пищевых продуктов при хранении, транспортировании и реализации.

Мясные изделия являются скоропортящейся продукцией. Для поддержания их качества используются разные технологии, но только охлаждение может продлевать срок хранения продукции, поддерживая при этом первоначальные свойства. Поэтому следует организовывать все условия для создания непрерывности холодильной цепи от производства до потребителя.

Изучение влияния изменения температурных режимов при мониторинге холодильной цепи на показатели качества и безопасности мясных изделий, и установка зависимости между сокращением срока годности продукции и нарушением температур, позволяет спрогнозировать сроки хранения мясной продукции. Таким образом, встает вопрос о разработке системного подхода к управлению качеством, который характеризуется применением мер, включающих мониторинг, контроль и регистрацию температурно-временных параметров на протяжении всего технологического процесса продукта, а также после производственной стадии вплоть до стола потребителя.

Исследованиями температурных и влажностных условий хранения занимались отечественные и зарубежные ученые: Г.Б.Чижов, Д. Рютов, Н.А.Головкин, А.Б.Лисицын, И.М. Чернуха, A.A. Семенова, Г.А. Белозеров, М.А. Дибирсулаев, М. Стрингер, К.Деннис и т.д.

Цепочка поддержания качества мясных продуктов начинается с предприятия, идет через поставки на склады, магазины и заканчивается только на столе потребителя. Зачастую, условия хранения готового продукта, после окончания технологического процесса и до попадания к потребителю, не всегда выполняются в

полном объёме. Для производителя, который несет ответственность за безопасность продукта, важно спрогнозировать этапы, на которых вероятны нарушения, и обеспечить условия для того, чтобы этих нарушений можно было не допустить. Необходимо контролировать все этапы холодильной цепи, а не отдельные звенья. Изучать проблему надо в комплексе. В связи с этим разработка механизмов прогнозирования сроков годности продукта в зависимости от нарушения холодильной цепи является актуальной и своевременной.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлась разработка системного подхода к управлению критическими этапами холодильной цепи, на примере производства и хранения колбасных изделий.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Провести мониторинг температуры при хранении колбасных изделий с целью идентификации этапов нарушений холодильной цепи, влияющих на показатели качества и безопасности;

2.Установить причины, приводящие к риску возникновения нарушения холодильной цепи;

З.Оценить значимость последствий и вероятность возникновения риска критических нарушений холодильной цепи;

4.Установить зависимость между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения, на примере колбасных изделий, и оценить влияние изменения температурно-временных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности готовой продукции;

5. Рассчитать экономический эффект от внедрения системного подхода к управлению критическими этапами холодильной цепи.

Научная новизна. Научная новизна состоит в следующем:

- научно обоснована процедура идентификации и анализа критических этапов холодильной цепи, влияющие на показатели качества и безопасности колбасных изделий;

- установлены и структурированы с помощью инструмента качества (метода диаграммы Исикавы) причины, приводящие к риску возникновения нарушений холодильной цепи;

-разработан системный подход к управлению критическими этапами холодильной цепи.

Теоретическая и практическая значимость.

На основании исследований разработаны Методические Рекомендации по системному подходу к управлению критическими этапами холодильной цепи, позволяющие предприятиям мясной промышленности прогнозировать влияние нарушений на этапах хранения на показатели качества и безопасности готовой продукции.

Экономическая эффективность от внедрения системного подхода составила 184,5тыс. рублей в год для предприятия мощностью 30 т готовой продукции в смену за счет сокращения случаев нарушений и повышения оперативности их выявления на этапах холодильной цепи, снижения количества возвращенной продукции из реализации с 9% до 5%, повышения ответственности персонала к выполняемой работе.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований представлены на 7-ой Конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских институтов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, 2013г.; 16-ой международной научно-практической конференции, посвященной памяти В.М. Горбатова «Развитие постгеномных технологий при формировании и оценке качества сельскохозяйственного сырья и готовых пищевых продуктов», 2013г. Премия Горбатова, 1-е место в конкурсе-гранте «Наука молодая» в номинации лучшая экспериментальная работа Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии».

Публикации. По результатам исследований опубликовано 3 печатных работ, из них 1 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методологии проведения исследований, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы, содержащего 150 источников, в том числе 21 работу зарубежных авторов. Работа изложена на 92 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, 8 таблиц и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований, указана научная новизна и практическая значимость работы, сформулирована направленность исследований.

В первой главе приведен аналитический обзор научно-технических публикаций, посвященных изучению непрерывности и стабильности холодильной цепи. Проанализирована роль холода для обеспечения качества и безопасности мясной продукции при производстве и хранении.

Показана необходимость системного подхода к стабилизации качества и безопасности готовой мясной продукции на этапах холодильной цепи. Анализ состояния вопроса позволил обосновать цели и сформулировать задачи исследования.

Во второй главе представлена схема проведения экспериментов, характеристика объектов и методов исследований.

В третьей главе представлены результаты собственных исследований. Идентифицированы этапы нарушений холодильной цепи, влияющие на показатели качества и безопасности готовой продукции. Представлен причинно-следственный анализ этапов нарушений холодильной цепи. Проведена оценка значимости последствий и вероятности возникновения риска на этапах холодильной цепи. Исследована зависимость между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения. Оценено влияние изменения температурно-временных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности изделий колбасных. Изложены выводы по выполненной работе.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Проведение исследований осуществлялось в несколько этапов в соответствии со схемой, представленной на рис. 1.

В качестве объектов исследования были выбраны:

- этапы производства, хранения, перевозки и реализации колбасных изделий;

-температурно-временные режимы колбасных изделий при производстве и хранении;

- вареные колбасы по ГОСТ Р 52196;

- варено-копченые колбасы по ГОСТ 16290.

При проведении исследований применяли следующие методы: 1 .определение КМАФАнМ по ГОСТ 10444.15-94;2.определение количества БГКП по ГОСТ 30726-2001;3.определение бактерий рода Salmonella по ГОСТ Р 52814-07;4.определение бактерий Listeria

monocytogenes по ГОСТ Р 51921-02;5.определение плесеней и дрожжей по ГОСТ 10444.12-88 ;6.определение молочнокислых микроорганизмов по ГОСТ 10444.11-89;7.определение перекисного числа по ГОСТ 54346-2011 ;8.определение кислотного числа по ГОСТ 8285-91 ;9.органолептическая оценка в соответствии с ГОСТ 9959-91 ;10.мультисенсорная оценка газовых смесей на приборе VOCmeter (AppIiedSensor, Германия) в соответствии с MP 0400419779-08; 11.применение диаграммы анализа рисков в соответствии с ГОСТ Р 51705.1-2001 ;12.Построение причинно-следственной диаграммы Исикавы; 13.Статистическая обработка результатов в Excel ;14.Моделирование с использованием программного продукта DataFit; 15.Расчет экономического эффекта по ГОСТ Р 52380.1-05

Рис. 1 Схема проведения научно-исследовательской работы

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ Выделение этапов нарушений холодильной цепи

На первом этапе работ был проведен мониторинг на предприятиях мясоперерабатывающих промышленности по выявлению нарушений холодильной цепи. На основании полученного свода данных в ходе мониторинга, анализа записей по несоответствиям и экспертной оценке, были выявлены нарушения по температурно-временным режимам на этапах: упаковки и маркировки; хранении на производственном складе; транспортировании до пункта реализации; хранении в магазине; транспортировании до бытового холодильника; хранении в холодильнике.

По наиболее часто встречающимся несоответствиям, были организованы условия нарушений температурно-временных режимов производства и хранения для колбасных изделий, на примере вареной колбасы «Докторская» и варено-копченой колбасы «Московская» (рис.2,3). Контрольные образцы после окончания технологического процесса продукта помещались в среду с контролируемыми условиями хранения в соответствии с нормативными документами (колбаса «Докторская» хранилась при 1=6°С, колбаса «Московская» при 1=15°С).

1=14°С |=12°С 1=16±5°С 1=14°С 1-144' 1«20±2°С С10±4°С

3 чага 12 часов 3 чага 36 часов 24 часа 3 часа 48 часов

Н—I- III

упаковка. витрин а шмшшиА

' транспортировка 1 домашнни

маркировка магазина холодильник

производственный транспортировка до

бытового холодильника

склад

Рис.2. Температурно-временные режимы для экспериментальных образцов колбасы «Докторская»

1=17°С 7°С 1=16±5°С 1=17°С 1*17°С 1=20±2°С !*10±4°С

3 часа 72 часа 3 часа 72 часа 48 часов 3 часа 144 часа

-1-1-I-1-1—I-►

упаковка, 1р,вс„орт»ровк. ""Г""' ДочаишпГ.

маркировка склад м>гн„ш, холодвльввк

прошводпвеввий грапспортвровка до

ш|д биювого холодильника

Рис.3. Температурно-временные режимы для экспериментальных образцов колбасы «Московская»

Несоответствия на этапе термообработки составляют незначительное количество 4%, поэтому нарушения на данном участке не организовывали. Наиболее часто встречающееся несоответствие на предприятиях мясной промышленности, особенно в летний период - несоблюдение температурных режимов в производственных помещениях. Так на участке упаковки и маркировки температура может достигать 14°С,на производственном складе-12°С.Особое внимание стоит уделять транспортировке, так как на этом этапе не всегда выполняются все параметры из-за таких внешних влияний, как изменение погодных условий, продолжительность погрузочно-разгрузочных работ, транспортные пробки, поломки. В пунктах реализации, где предприятия не могут отследить условия хранения продукции, также необходимо принимать во внимание возможность реализации несоответствий. Покупка потребителем, доставка до дома при неконтролируемых температурных условиях, является одним из наиболее критических этапов холодильной цепи, поскольку отсутствуют условия для соблюдения заданной производителем температуры. При хранении в бытовом холодильнике так же могут происходить нарушения из-за частого открывания дверцей, хранения вне.

По истечению срока годности проводили исследования по показателям безопасности и качества. Количество КМАФАнМ экспериментального образца колбасы «Докторской» превышало в 2,1 раза по отношению к контрольному, по перекисному числу в 1,5 раза, по кислотному в 1,6. Количество КМАФАнМ экспериментального образца колбасы «Московской» превышало в 1,8 раз по отношению к контрольному, по перекисному числу в 1,5 раз, по кислотному в 1,7. Таким образом, экспериментально доказано, что «типовые» нарушения на этапах холодильной цепи приводят к сокращению срока годности продукции.

На рис.4 представлены изменения мультисенсорных профилей ароматов колбасных изделий при нарушении холодильной цепи. Разница площадей «визуального отпечатка» запаха для экспериментального образца колбасы «Докторская» по отношению к контрольному составляла в 1,3 раза, для экспериментального образца колбасы «Московская» в 1,8 раз.

М1

М1

М4

МЗ

М2

МЗ

Рис.4.Мультисенсорные профили ароматов

Рис.5. Мультисенсорные профили ароматов

колбасы «Докторская» экспериментального и контрольного образцов

колбасы «Московская» экспериментального и контрольного образцов

Полученные данные свидетельствуют, что для управления холодильной цепью применительно к изделиям колбасным в качестве выбора факторов, используемых для прогнозирования показателей безопасности и качества, необходимо основываться на совокупности влияния температуры и времени.

Причины, приводящие к риску возникновения нарушений холодильной цепи.

На следующем этапе были установлены и структурированы с помощью инструмента качества метода диаграммы Исикавы причины, приводящие к риску возникновения нарушений холодильной цепи (рис.6).

Выявлено, что риск нарушения непрерывности холодильной цепи зависит от персонала (несоблюдение параметров и режимов, нарушение временных регламентов производства и хранения-35%), оборудования (недостаточное техническое оснащение-30%), небрежности потребителей (20%), окружающей среды (15%).

Рис.6. Причинно-следственная диаграмма

Анализ рисков на этапах холодильной цепи

На следующей стадии по каждому выявленному этапу нарушений холодильной цепи была проведена экспертная оценка рисков, то есть сочетание вероятности возникновения опасного фактора и значимости его последствий на здоровье потребителя, которая была ранжирована по шкале от 1 до 7 баллов в соответствии с Диаграммой анализа риска (рис.7).

раз в

регупярмо

шин ра» в

ОД1И ра> в >•

>роеью

Значимость последствий пигк«^

Рис.7.Диаграмма анализа риска

Процедура получения оценки рисков была проведена на десяти предприятиях мясной промышленности на основе мнения специалистов (экспертов) с целью последующего принятия решения. Данные анализа представлены в таблице 1.

Таблица 1 .Анализ рисков холодильной цепи

Этапы нарушений Описание опасного фактора, тип опасного фактора Значимость Вероятность Нарушения

Упаковка и маркировка Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 2 Нарушение температурно- временных условий хранения в процессах: - упаковка; - маркировка

Протекание окислительных процессов (химический) 1 2

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Производственный склад Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 2 Нарушение температурно-временных условий хранення в процессе хранения на произволственн ом складе

Протекание окислительных процессов (химический) I 2

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический) - -

Погрузочио-разгрузочные работы Рост и развитие м икроорганизмов (биологический) 3 3 Нарушение температурно-временных условий хранения при погрузке в транспорт и выгрузке в пункты реализации

Протекание окислительных процессов (химический) 1 3

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Транспортаро вание Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 2 Нарушение температурно- временных условий хранения при транспортирова НИИ

Протекание окислительных процессов (химический) 1 3

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Склад магазина Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 2 Нарушение температурно-временных условий хранения в процессах: -хранения на складе магазина; -погрузочно-выгрузочные работы на складе магазина;

Протекание окислительных процессов (химический) 1 2

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Погрузочно-выгрузочные работы на складе магазина Рост и развитие микроорганизмов (биологически й) 3 3 Нарушение температурно-временных условий хранения при погрузочно-выгрузочных работах на складе магазина

Протекание окислительных процессов (химический) 1 3

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Хранение на витрине Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 3 Нарушение температурно-временных условий хранения при хранении на витрине магазина

Протекание окислительных процессов (химический) 1 3

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Транспортиро ванне потребителем от магазина до бытового холодильника Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 4 Нарушение температурно-временных условий хранения при транснортирова нии от магазина до бытового холодильника

Протекание окислительных процессов (химический) 1 4

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Хранение в бытовом холодильнике Рост и развитие микроорганизмов (биологический) 3 4 Нарушение температурно-временных условий хранения в процессах: -хранение в бытовом холодильнике; -открывание дверцей холодильника; -хранение не в холодильнике

Протекание окислительных процессов (химический) 1 4

Попадание посторонних предметов внутрь продукта (физический)

Полученные данные свидетельствуют, что один и тот же риск может возникнуть на последовательных этапах хранения колбасных изделий. Установлено процентное соотношение выявленных опасных факторов: биологический/химический/физический равное 70%/30%/0.Таким образом, было получено девять этапов нарушений холодильной цепи, по которым риск является недопустимым.

Установление зависимости мегеду сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения

На следующем этапе проводились исследования нарушений температурных режимов при хранении вареной колбасы «Докторской» и варено-копченой колбасы «Московской» с целью установления зависимости между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения.

Вареные колбасы хранили при температурах 1=6, 10, 15, 20 °С и варено-копченые колбасы при 1=15, 20, 25 °С. Дальнейшие исследования колбас проводили по показателям безопасности и качества.

Значения перекисного и кислотного чисел колбасы «Докторская», которая хранилась при температуре 20°С, превышали в 1,4 раза по отношению к значениям перекисного и кислотного чисел колбасы «Докторской» при температуре хранения 6°С, при температуре хранения 15°С в 1,2 раза, при температуре 10°С в 1,1 раз.

Значения перекисного и кислотного чисел колбасы «Московская», которая хранилась при температуре 25°С, превышали в 1,4 раза по отношению к значениям перекисного и кислотного чисел колбасы «Московская» при температуре хранения 15°С, при температуре хранения 20°С в 1,2 раза. Колбаса «Докторская», которая хранилась при температуре 20°С, значение КМАФАнМ превысило допустимую границу на 7 сутки хранения, при температуре 15°С не соответствовала требованиям на 8 сутки, при 10 °С на 9 сутки. В то время как колбаса «Докторская», которая хранилась при температуре 6°С, только приблизилась к нормируемому пределу на 9 сутки. Колбаса «Московская», которая хранилась при температуре 25°С, значение КМАФАнМ превысило допустимую границу на 15 сутки хранения, при температуре 20°С не соответствовала требованиям на 20 сутки. В то время как колбаса «Московская», которая хранилась при температуре 15°С,превысила нормируемый предел на 21 сутки.

На основании полученных экспериментальных данных была обоснована возможность расчета срока годности колбас по преобразованной формуле Аррениуса с использованием программы Ба1аРк. На основании расчетных данных были построены прогнозные кривые зависимости между сокращением срока годности и нарушением температурного режима для колбас «Докторская» и «Московская» (рис.8,9).

Так при хранении колбасы «Московская» при 1=15°С прогнозный срок годности составляет 21 сутки, при 1=20°С - 17 суток, при 1=25°С - 15 суток. При хранении колбасы «Докторская» при 1=6°С прогнозный срок годности составляет 9 суток, при 1=10°С-8 суток, при 1=15°С - 7 суток, при 1=20°С - 6 суток. Анализ полученных результатов, свидетельствует о том, что прогнозные данные коррелируют с данными полученными при исследовании экспериментальных образцов. На основании чего можно сделать вывод о возможности использования метода для прогнозирования срока годности колбас.

продолжительность хранения, сутки

Рис.8.Зависимость между сокращением срока годности колбасы «Московская» и нарушением температурного режима

продолжительность хранения, сутки

Рис.9.Зависимость между сокращением срока годности колбасы «Докторская» и нарушением температурного режима

Оценка влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности

На следующем этапе для колбасных изделий была оценена возможность использования методики влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности. Для того, чтобы провести вычисления, необходимо иметь подробные данные по распределению времени и температуры при нахождении на различных стадиях холодильной цепи. Так с известной кривой соотношения срока годности и температуры хранения, и изменения температурных режимов во времени был проведен расчет времени, оставшегося до окончания предполагаемого срока годности колбас «Докторская» и «Московская» при нарушении холодильной цепи (табл.2,3).

Например, для колбасы «Докторская» с известными нарушениями холодильной цепи можно рассчитать сокращение срока годности в сутки и на определенный промежуток времени

Таблица 2. Оценка влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности колбасы «Докторская»__

Этапы холодильной ПСОН Температура, 'С Время, ■вас Расчетный срок годности (сутки) Изменение срока годности при данной температуре, С/.» Изменение срока годности вври данных температуре и времени, (%)

Упаковкаи маркировка 14 3 7.3 13.6 1.7

Пронзводствеин ый склад 12 12 7.5 13.3 6.65

Транспортирова ИНГ 16 5 6.8 14.7 3.06

Склад магазина 14 36 7.3 13.6 20.4

Хранение на витрине 14 24 7.3 13.6 13.6

Транспортирова ние до бытового холодильника 18 3 6,5 15.3 1.91

Домашний холодильник 7 48 8.8 11.36 22.72

Оохцие потери за 5 дней 70,04

Так в результате нарушения холодильной цепи сокращение срока годности составило 70%. Это также предполагает, что 30% осталось, т.е. колбаса «Докторская» при данных нарушениях еще может хранится 1,5 суток до того, как станет полностью не пригодна.

Таблица 3. Оценка влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности колбасы «Московская»

Этапы X О.ЮД мой иепн Температл-ра, еС Время, час Расчетный срок годности (сутки) Изменена« срока годности при данной тем пера тл-ре, с • •) Изменен не срока год ноет я при данных температуре н времени* (%)

Упаковка и маркировка 17 3 19 5.2 0,65

Производствен и ый склад 17 72 19 5.2 15,6

Трапспортиров а 17 19 5.2 1.08

Склад магазина 17 72 19 5.2 15.6

Хранение на витрине 17 48 19 5.2 10.4

Транспортирова ни« до бытового холодильника 20 3 17 5 0,625

Домашний X О Л ОДН.1 ЬНИ к 10 144 23 4.1 24.6

Общие потери га 15 дней 68.55

В результате нарушения холодильной цепи колбасы «Московская» сокращение срока годности составило 68,55%. Значит 31,45% осталось, т.е. при данных нарушениях колбаса еще может храниться 4 суток до того, как станет полностью не пригодна.

Данную методику вычисления потерь качества для ожидаемой температуры и продолжительности хранения можно использовать для определения слабых звеньев холодильной цепи. ВЫВОДЫ:

1.Научно обоснована процедура идентификации этапов нарушений холодильной цепи, влияющих на показатели качества и безопасности колбасных изделий. В ходе анализа рисков холодильной цепи выявлено 18 опасных факторов. Установлено 9 критических этапов, по которым риск является недопустимым.

2.Установлены и структурированы с помощью инструмента качества (диаграммы Исикавы) причины, приводящие к риску возникновения нарушений на этапах хранения. Доказано, что риск нарушения непрерывности холодильной цепи зависит от персонала (несоблюдение параметров и режимов, нарушение временных регламентов производства и хранения-35%), оборудования (недостаточное техническое оснащение-30%), небрежности потребителей(20%), окружающей среды(15%).

3.Установлена зависимость между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима. Адаптирована и научно обоснована возможность использования методики оценки

влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности для колбасных изделий. 4.Разработаны Методические Рекомендации по системному подходу к управлению критическими этапами холодильной цепи. Экономическая эффективность от внедрения системного подхода составила 184,5 тыс. рублей в год для предприятия мощностью 30 т/смену готовой продукции.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1 .Лисицын, А.Б. Непрерывность холодильной цепи - залог качества и безопасности мясопродуктов/А.Б. Лисицын, B.C. Барабанщикова // Всё о мясе.-2012.-№3.-С.24-25.

2-Лисицын, А.Б. Критические этапы холодильной цепи при хранении колбасных изделий/ А.Б. Лисицын, B.C. Барабанщикова // 7-ая Конференция молодых ученых и специалистов научно-исследовательских институтов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии,- 2013.-C.33-38.

З.Лисицын, А.Б. Причины нарушения холодильной цепи / А.Б. Лисицын, B.C. Барабанщикова // 16-ая международная научно-практическая конференция, посвященная памяти В.М. Горбатова «Развитие постгеномных технологий при формировании и оценке качества сельскохозяйственного сырья и готовых пищевых продуктов».- 2013.-С.18-23.

Заказ № 86_Тираж экз. 100_

Отпечатано в типографии ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ им. В. М. ГОРБАТОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ ВНИИМП им. В. М. Горбатова Россельхозакадемии)

На правах рукописи

0420Н50234

Барабанщикова Валентина Святославовна

РАЗРАБОТКА СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К УПРАВЛЕНИЮ КРИТИЧЕСКИМИ ЭТАПАМИ ХОЛОДИЛЬНОЙ ЦЕПИ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и

холодильных производств Специальность 05.02.23 - стандартизация и управление качеством продукции

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научные руководители: академик РАСХН доктор технических наук, профессор, Лисицын А.Б. доктор технических наук Ковалев Ю. И.

Москва 2013 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ...........................................................8

1.1. Роль холода......................................................................................................................................8

1.2.Непрерывная холодильная цепь............................................................................................9

1.3. Анализ непрерывности и стабильности холодильной цепи................................14

1.4. Хранение.........................................................................................................................................18

1.5. Критерии окончания сроков хранения....................:.......................................................19

1 .б.Мониторинг температуры.......................................................................................................22

1.7. Системный подход в управлении холодильной цепью..........................................25

1.8. Принципы ХАССП....................................................................................................................зо

1.9. Заключение по обзору литературы...................................................................................32

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ...................................................................34

2.1. Организация эксперимента...................................................................................................34

2.2. Объекты исследований............................................................................................................36

2.3. Методы исследований.............................................................................................................36

2.3.4. Мультисенсорный метод по оценке газовых смесей...........................................40

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ......................41

3.1.Выявление этапов нарушений холодильной цепи....................................................41

3.2. Установление причин, приводящих к риску возникновения нарушений холодильной цепи...............................................................................................................................53

3.3. Анализ рисков холодильной цепи....................................................................................56

3.4.Установление зависимости между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения.............................................................60

3.5.Оценка влияния изменения температурных режимов на время, оставшееся

до окончания предполагаемого срока годности.................................................................67

З.б.Расчет экономического эффекта..........................................................................................71

ВЫВОДЫ:...............................................................................................................................................73

Список литературы............................................................................................................................74

Список сокращений:..........................................................................................................................88

Список терминов:................................................................................................................................89

Приложение 1........................................................................................................................................90

Приложение 2........................................................................................................................................92

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Изменение пищевого законодательства и вступление в силу Технических Регламентов Таможенного союза возлагает полную ответственность за безопасность продукта на производителя [91,116,117]. Однако, существуют этапы обращения продукции, на которых производитель не может контролировать условия хранения, поскольку холодильная цепь является важным элементом обеспечения качества и безопасности. Холодильная цепь - системный, межотраслевой организационно-технологический комплекс, обеспечивающий непрерывность заданного термического состояния пищевых продуктов при хранении, транспортировании и реализации[48].

Мясные изделия являются скоропортящейся продукцией. Для поддержания их качества используются разные технологии, но только охлаждение может продлевать срок хранения продукции, поддерживая при этом первоначальные свойства. Поэтому следует организовывать все условия для создания непрерывности холодильной цепи [48] от производства до потребителя [10,121,122].

В ходе производства, транспортировки, сбыта, потребительского хранения определяющим параметром по отношению к сроку годности является температура, поэтому контроль температурного фактора имеет главное значение. Изучение влияния изменения температурных режимов при мониторинге холодильной цепи на показатели качества и безопасности мясных изделий, и установка зависимости между сокращением срока годности продукции и нарушением температур, позволяет спрогнозировать сроки хранения мясной продукции. Таким образом, встает вопрос о разработке системного подхода к управлению качеством, который характеризуется применением мер, включающих мониторинг, контроль и регистрацию температурно-временных параметров на протяжении всего технологического процесса продукта, а также после производственной стадии вплоть до стола потребителя [80,112,113].

Исследованиями температурных и влажностных условий хранения занимались отечественные и зарубежные ученые: Г.Б.Чижов, Д. Рютов, Н.А.Головкин, А.Б.Лисицын, И.М. Чернуха, A.A. Семенова, Г.А. Белозеров, М.А. Дибирсулаев, М. Стрингер, К.Деннис и т.д.

Безопасность пищевых продуктов зависит не только от производителя, но и от всех участников товарооборота. Цепочка поддержания качества начинается с предприятия, идет через поставки на склады, магазины и заканчивается только на столе потребителя. Зачастую, условия хранения готового продукта, после окончания технологического процесса и до попадания к потребителю, не всегда выполняются в полном объёме. Для производителя, который несет ответственность за безопасность продукта, важно спрогнозировать этапы, на которых вероятны нарушения, и обеспечить условия для того, чтобы этих нарушений можно было не допустить. Должны контролироваться все этапы холодильной цепи, а не отдельные звенья. Изучать проблему необходимо в комплексе[109,112,121,122]. В связи с этим разработка механизмов прогнозирования сроков годности продукта в зависимости от нарушений холодильной цепи является актуальной и своевременной.

Цели и задачи исследования

Целью диссертационной работы являлась разработка системного подхода к управлению критическими этапами холодильной цепи, на примере производства и хранения колбасных изделий.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Провести мониторинг температуры при хранении колбасных изделий с целью идентификации этапов нарушений холодильной цепи, влияющих на показатели качества и безопасности ;

2.Установить причины, приводящие к риску возникновения нарушения холодильной цепи;

3.Оценить значимость последствий и вероятность возникновения риска критических нарушений холодильной цепи;

4.Установить зависимость между сокращением срока годности продукции и нарушением температурного режима хранения, на примере колбасных изделий, и оценить влияние изменения температурно-временных режимов на время, оставшееся до окончания предполагаемого срока годности готовой продукции;

5. Рассчитать экономический эффект от внедрения системного подхода к управлению критическими этапами холодильной цепи.

Научная новизна

Научная новизна состоит в следующем:

- научно обоснована процедура идентификации и анализа критических этапов холодильной цепи, влияющие на показатели качества и безопасности колбасных изделий;

- установлены и структурированы с помощью инструмента качества (метода диаграммы Исикавы) причины, приводящие к риску возникновения нарушений холодильной цепи;

-разработан системный подход к управлению критическими этапами холодильной цепи.

Практическая значимость

На основании исследований разработаны Методические Рекомендации по системному подходу к управлению критическими этапами холодильной цепи, позволяющие предприятиям мясной промышленности прогнозировать влияние нарушений на этапах хранения на показатели качества и безопасности готовой продукции.

Экономическая эффективность от внедрения системного подхода составила 184,5тыс. рублей в год для предприятия мощностью 30 т готовой продукции в смену за счет:

- сокращения случаев нарушений и повышения оперативности их выявления на этапах холодильной цепи;

- снижения количества возвращенной продукции из реализации с 9% до 5%;

- повышения ответственности персонала к выполняемой работе.

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований представлены на 7-ой Конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских институтов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, 2013г.; 16-ой международной научно-практической конференции, посвященной памяти В.М. Горбатова «Развитие постгеномных технологий при формировании и оценке качества сельскохозяйственного сырья и готовых пищевых продуктов», 2013г. Премия Горбатова, 1-е место в конкурсе-гранте «Наука молодая» в номинации лучшая экспериментальная работа Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии».

Публикации

По результатам исследований опубликовано 3 печатные работы, из них 1 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту

Организация процесса идентификации этапов нарушений холодильной цепи; установление и структурирование причинно-следственных взаимосвязей; анализ и оценка значимости последствий и вероятности возникновения рисков холодильной цепи; прогнозирование предполагаемых сроков годности при различных нарушениях температурно-временных режимов.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ 1.1. Роль холода

Качество и безопасность пищевых продуктов особенно важны потому, что пренебрежение ими может привести к недоеданию, болезням людей, а также к большим потерям уже произведенного продукта. Дополнительно могут возникать проблемы уничтожения недоброкачественных продуктов[5, 9].

Порча продукта — это сложное явление, основанное на физико-химических, биохимических и микробиологических изменениях. Одно из главных условий поддержания качества при хранении это предотвращение воздействия внешних факторов на структурное состояние и микробиологические показатели про дукта[9,24,112].

Усовершенствование новых технологий позволяет получать продукцию, улучшающую здоровье, но в то же время применение химических консервантов, красителей, ароматизаторов, эмульгаторов, некоторых пищевых добавок порождают в сознании людей беспокойство, которое небезосновательно. Коммерческий интерес производителей к увеличению сроков хранения за счет применения консервантов приводит к химическому загрязнению продукции и негативному воздействию на здоровье людей[9,56].

Главный критерий безопасности приобретаемого покупателем продукта — срок годности. По терминологии срок годности — это период, в продолжение которого продукт остается безопасным; не изменяет свои органолептические, физические, микробиологические и функциональные свойства; отвечает данным отображенным на этикетке[41, 60, 101].

Холодильные технологии, являясь экологически безопасными, способны при правильной организации процессов холодильной обработки и хранения поддерживать качество и безопасность продукции для покупателя[4, 9, 10,73].

Для охлажденного продукта порча связана в основном с микробиологическим фактором, а для замороженных продуктов — со структурными изменениями. Для замороженных продуктов достаточно подробно изучены методы холодильной обработки, определены условия и сроки хранения. Значительно сложнее

обеспечить хранение продукции в охлажденном виде, так как при положительных температурах состояние микрофлоры зависит в первую очередь от изменения температурного показателя[9,10,69,112,119,120].

Многими учеными проводились исследования по установлению зависимости роста микроорганизмов от температуры, и по многим культурам получены такие данные[69,70,71,72,119,120].

Использование оптимальных температур для холодильной обработки и хранения продукции для поддерживания ее качества и повышения экологичности в пищевой промышленности должно стать важным делом[9,10,94,105].

1.2.Непрерывная холодильная цепь

Продукция, прежде чем оказаться на столе потребителя, проходит ряд перевалочных пунктов с различными условиями хранения, это возможно отразиться на ее качестве. При разработке технологий пищевых продуктов разработчики нормативных документов зачастую заканчивают технологический процесс на производственном складе. На этом этапе происходит оценка качества, но возможны изменения на последующих этапах транспортирования, реализации, хранении в домашнем холодильнике[ 10,109,122].

Непрерывная холодильная цепь[ 10,48] играет важнейшую роль для сокращения потерь и поддержания качества скоропортящихся продуктов питания от производителя до потребителя. Формированию и улучшению непрерывности холодильной цепи отводят достаточно много внимания в научных источниках [8,10,13,105,109,122], хотя необходимо обозначить, что исследования в данной направленности относятся в основном к отдельным звеньям цепи: хранению пищевого сырья, холодильному транспорту, производственным холодильникам, объектам торговли и не охватывает рассмотрения и анализа всей цепи доставки охлажденного продукта[112,113].

Под непрерывной холодильной цепью необходимо предполагать совокупность холодильных процессов обработки пищевых продуктов и технического оснащения, обеспечивающих подготовление и доставление

потребителю скоропортящихся продуктов питания с максимальным сохранением их первоначального качества[8,10,11,48].

На рисунке 1 изображена схема непрерывной холодильной цепи[48,105] для скоропортящейся продукции, состоящая из трех блоков: -охлаждение и хранение на производстве;

-применение холодильной обработки в процессах хранения на мясоперерабатывающих предприятиях и на технологических этапах;

-система доставки сырья или готовой продукции потребителю, включающая хранение, транспортирование и сбыт[8,9,10].

геигапмя (жраие »*.*«, реализлиия)

Не «жг рзли ¡»уе мм те мпе рзтурквзе условна

Доодзздгдем ХОЛОАМЛЫ-.МЧ. «оре»*Л9>-м

Рисунок 1. Схема непрерывной холодильной цепи

Дополнительно можно рассмотреть блок - хранение продуктов в домашних холодильниках. Он характеризуется доставкой продукта из пункта реализации самими покупателями в естественных климатических условиях[8,9,10,113] .

Характеризующей чертой непрерывной холодильной цепи[ 10,48] для различных пищевых продуктов будут отличия в подготовке сырья и готовой продукции к последующему продвижению по цепи. На данном этапе реализовываются процессы охлаждения, подмораживания, замораживания с учетом индивидуальных свойств этих продуктов, обработка антиокислительными препаратами, упаковка и другие операции, способствующие поддержанию сохранности продукции в процессе транспортирования[3,6,9,10,11,109] .

На рисунке 2 представлена схема построения холодильной цепи на примере производства мяса и мясопродуктов.

По определению непрерывная холодильная цепь[ 10,48] должна представлять совокупность последующих операций технологических процессов транспортировки скоропортящейся продукции и располагать технологическим обеспечением процессов и техническим оснащением[8,9,10,88,109] .

Переработка скота на мясокомбинате, подготовка, холодильная обработка и хранение.

транспорт

Холодильник мясокомбината или мясоперерабатывающего рагхюнаг.шого завода (МПЗ)

Размораживая® и приготовление пищи

Хранение в быт.1

Спец-потребители

Охлаждаемый транспорт

Холодильное хранение и реализация мяса и мясопродуктов на предприятиях торговли и общественного питания

Охлаждение мяса и мясопродуктов

Производство мяса и мясопродуктов на МПЗ

О Охлаждаемый транспорт

Рисунок 2. Схема построения непрерывной холодильной цепи

В составе технологического обеспечения должна рассматриваться нормативная база по холодильным технологиям подготовки продукции к хранению, по технологиям хранения, транспортирования и сбыта с научными обоснованными требованиями к температурно-влажностным режимам и срокам хранения в каждом из звеньев[8,10,94,105, 109] .

Существенные принципы организации непрерывной холодильной цепи[ 10,48] - полная самостоятельность и автономное функционирование каждого из звеньев в различных условиях и подчинение всех