Ισοζύγιο μάζας στη Βιομηχανία Τροφίμων: Υπολογισμός και Εφαρμογή

Βασικά στοιχεία από αυτόν τον οδηγό

• Ένα σαφές όριο συστήματος και μια κοινή χρονική περίοδος είναι οι πρώτες απαιτήσεις για μια έγκυρη ισορροπία.
• Μαζί με το συνολικό ισοζύγιο μάζας, οι ισορροπίες για το νερό, την ξηρή ουσία, το λίπος ή ένα ενεργό συστατικό μπορούν να εντοπίσουν τη βασική αιτία πιο γρήγορα.
• Χρησιμοποιήστε τα πραγματικά λειτουργικά αρχεία ζύγισης και τις κινήσεις παρτίδων παραγωγής, αντί για την προγραμματισμένη κατανάλωση συνταγών.
• Μια ανεξήγητη διαφορά μπορεί να προκύψει από τη μέτρηση, την καταγραφή, το χρόνο αποκοπής ή μια πραγματική απώλεια διεργασίας.

Τι είναι η ισορροπία μάζας;

Η διατήρηση της μάζας σημαίνει ότι η μάζα ούτε δημιουργείται από το τίποτα ούτε εξαφανίζεται μέσα σε ένα καθορισμένο σύστημα. Σε μια διαδικασία τροφίμων, οι εισροές μπορεί να περιλαμβάνουν πρώτες ύλες, νερό, βοηθητικά υλικά και επανεπεξεργασία. Οι εκροές περιλαμβάνουν τελικά προϊόντα, ημικατεργασμένα προϊόντα, υποπροϊόντα, απόβλητα, δείγματα, διαρροές και εξάτμιση. Η διαφορά μεταξύ των αποθεμάτων ανοίγματος και κλεισίματος μπαίνει επίσης στην εξίσωση.

Η καθοδήγηση μέτρησης ανοικτής πρόσβασης που δημοσιεύτηκε από τον FAO και το WRAP εξηγεί ότι μια προσέγγιση ισοζυγίου μάζας που συγκρίνει τη θεωρητική παραγωγή από αγορασμένες εισροές με την πραγματική παραγωγή, ενώ υπολογίζει τις αλλαγές αποθεμάτων, μπορεί να μετρήσει την απώλεια τροφίμων σε επίπεδο εγκαταστάσεων. Η προσέγγιση έχει νόημα μόνο όταν οι λόγοι μετατροπής και η ποιότητα των δεδομένων είναι επαρκώς κατανοητές.

Inputs + Opening stock = Outputs + Closing stock + Explainable losses + Unexplained difference

Όριο συστήματος και χρονική αποκοπή

Τα ίδια δεδομένα παράγουν διαφορετικά αποτελέσματα κάτω από διαφορετικά όρια. Ένα υπόλοιπο μπορεί να καλύψει ένα μίξερ, μια παραγγελία παραγωγής, μια ολόκληρη σειρά, μια βάρδια, μια μέρα ή έναν μήνα. Διακρίνετε ξεκάθαρα το ενδιάμεσο απόθεμα εντός του ορίου από τις ροές που εξέρχονται από αυτό. Το προϊόν που έχει μείνει σε μια δεξαμενή πλήρωσης, για παράδειγμα, κλείνει το απόθεμα. προϊόν που πλένεται σε μια αποχέτευση είναι μια έξοδος. Η καταγραφή και των δύο ως «απώλεια» κρύβει τη βασική αιτία.

Όλες οι πηγές πρέπει να χρησιμοποιούν την ίδια χρονική αποκοπή. Εάν τα υλικά που καταναλώνονται κατά τη διάρκεια μιας νυχτερινής βάρδιας γίνουν παραγωγή παραγωγής την επόμενη μέρα, το υπόλοιπο ημερολογίου-ημέρας δημιουργεί μια ψευδή διαφορά. Προτιμήστε επιχειρησιακά όρια όπως κλείσιμο παραγωγής-παραγγελίας, χρόνος εκκένωσης δεξαμενής ή φυσική καταμέτρηση. Επισημάνετε καθυστερημένες καταχωρήσεις και αναδρομικές διορθώσεις στην αναφορά.

Από τη συνολική μάζα στο ισοζύγιο συστατικών

Ένα συνολικό υπόλοιπο δείχνει ότι υπάρχει διαφορά. μια ισορροπία συστατικών βοηθά να περιορίσετε το γιατί. Το ισοζύγιο νερού μπορεί να παρακολουθηθεί στο στέγνωμα και το τηγάνισμα, το λίπος και η ξηρή ύλη στην τυποποίηση του λίπους, τα διαλυτά στερεά σε συμπυκνώματα και τα κρίσιμα μικροσυστατικά σε εμπλουτισμένα προϊόντα. Το ανοιχτά αδειοδοτημένο παράδειγμα μηχανικής τροφίμων της LibreTexts ορίζει ξεχωριστά ισοζύγια νερού, στερεών και λαδιού για το τηγάνισμα πατάτας για τον υπολογισμό της ποσότητας του προϊόντος, του εξατμισμένου νερού και του απορροφημένου λαδιού.

Οι συγκεντρώσεις των συστατικών πρέπει να χρησιμοποιούν την ίδια βάση. Ελέγξτε τις μετατροπές υγρής, ξηρής βάσης, ποσοστού, ppm και πυκνότητας. Εάν ένα αποτέλεσμα δείγματος δεν αντιπροσωπεύει τον μέσο όρο παρτίδας, ένας φαινομενικά ακριβής υπολογισμός μπορεί να οδηγήσει σε λάθος απόφαση. Η εργαστηριακή αβεβαιότητα και οι ανοχές στάθμισης πρέπει να αντικατοπτρίζονται στα όρια αποδοχής.

Ένα απλό παράδειγμα παραγωγής-παραγγελίας

Εξετάστε την παραγωγή σάλτσας χρησιμοποιώντας 720 κιλά κύριας πρώτης ύλης, 180 κιλά νερό, 80 κιλά λάδι και 20 κιλά μπαχαρικά: η συνολική εισροή είναι 1.000 κιλά. Στο τέλος της πλήρωσης, τα λειτουργικά αρχεία δείχνουν 920 κιλά εμπορεύσιμου προϊόντος, 24 κιλά εγκεκριμένης ποιότητας επανεπεξεργασίας, 8 κιλά δειγμάτων και αποστράγγισης και 30 κιλά υπολογισμένης εξάτμισης. Άλλα 10 κιλά παραμένουν στη δεξαμενή και στη γραμμή στο τέλος της περιόδου. Το συνολικό ποσό είναι 992 κιλά, αφήνοντας μια ανεξήγητη διαφορά 8 κιλών.

Η ανεξήγητη διαφορά είναι 0,8%. Αυτό από μόνο του δεν μπορεί να κριθεί καλό ή κακό. συγκρίνετε το με την ικανότητα διεργασίας, το σύστημα μέτρησης και τον κίνδυνο. Διερευνήστε τη βαθμονόμηση κλίμακας, τις μετατροπές μονάδων, τα χρονικά όρια, την μη καταγεγραμμένη επανάληψη εργασίας, τη διατήρηση γραμμής και τις πραγματικές διαρροές, με αυτή τη σειρά. Η αυτόματη καταγραφή της όλης διαφοράς ως «απώλειας» κρύβει προβλήματα δεδομένων.

Unexplained difference rate = Unexplained difference / Total input × 100

Η απόδοση, η απώλεια διεργασίας και τα απόβλητα είναι διαφορετικές μετρήσεις

Η απόδοση είναι γενικά ο λόγος της αποδεκτής παραγωγής προϊόντος προς τη σχετική εισροή. Η απώλεια διεργασίας μπορεί να αναφέρεται σε αναμενόμενες, καθορισμένες απώλειες, ενώ τα απόβλητα περιγράφουν υλικό που εξέρχεται από την τροφική αλυσίδα. Ένα υποπροϊόν μπορεί να έχει οικονομική αξία. η επανάληψη επιστρέφει στην επόμενη παραγωγή. Ο συνδυασμός αυτών των κατηγοριών σε ένα πεδίο στρεβλώνει τόσο το κόστος όσο και την αναφορά βιωσιμότητας.

Η πλατφόρμα Food Loss Measurement του FAO αντιμετωπίζει την ποσοτική μέτρηση της απώλειας ως μια μεθοδολογία ευρύτερη από τον καθορισμό ενός ποσοστού στόχου. Μια επιχείρηση θα πρέπει να κωδικοποιεί χωριστά τις απώλειες βρώσιμων προϊόντων και τις μη βρώσιμες μερίδες, τις προγραμματισμένες απώλειες διεργασιών και τις απώλειες που σχετίζονται με τη βλάβη, καθώς και τα ανακτημένα υποπροϊόντα και τα απορρίμματα. Αυτό κατευθύνει τις επενδύσεις βελτίωσης στο πραγματικό σημείο απώλειας.

Ένα μοντέλο δεδομένων για αξιόπιστη ισορροπία μάζας

Η ιδανική πηγή δεδομένων είναι η πραγματική κατανάλωση παρτίδας παραγωγής που συνδέεται με την παραγγελία παραγωγής. Παραλαβή, μεταφορές, δοσολογία, παραγωγή παραγωγής, απόρριψη ποιότητας, εκ νέου επεξεργασία, δειγματοληψία, καταστροφή και αποστολή θα πρέπει να χρησιμοποιούν τους ίδιους ορισμούς ποσότητας και μονάδας. Όπου ενσωματώνονται ζυγαριές ή μετρητές, διατηρείτε την ταυτότητα της συσκευής, τον χρόνο μέτρησης και την κατάσταση βαθμονόμησης.

Μια τυπική συνταγή είναι χρήσιμη για την αναμενόμενη κατανάλωση αλλά δεν μπορεί να αντικαταστήσει την πραγματική κατανάλωση. Όταν ένας χειριστής αντικαθιστά ένα υλικό, αφήνει μέρος μιας σακούλας αχρησιμοποίητο ή κάνει υπερβολική δόση ενός συστατικού, η πραγματική κίνηση πρέπει να καταγράφεται χωριστά. Η διαφορά μεταξύ μιας συνταγής ελεγχόμενης έκδοσης και των πραγματικών λειτουργικών εγγραφών είναι ένας σημαντικός δείκτης της απόκλισης της διαδικασίας.

• Δεδομένα υλικού, παρτίδας παραγωγής και κύριας μονάδας
• Παραγγελία παραγωγής και έκδοση συνταγής
• Λειτουργικά αρχεία πραγματικής ζύγισης ή δοσολογίας
• Εκροές προϊόντων, υποπροϊόντων, επανεπεξεργασίας και αποβλήτων
• Μέτρηση ενδιάμεσων αποθεμάτων ανοίγματος και κλεισίματος
• Παράμετροι μετατροπής όπως πυκνότητα, υγρασία και ξηρή ύλη
• Συσκευή μέτρησης, στοιχεία ανοχής και βαθμονόμησης

Ανάλυση ριζικής αιτίας όταν εμφανίζεται διαφορά

Πρώτα διακρίνετε τις διαφορές δεδομένων από τις φυσικές διαφορές. Αρνητικό απόθεμα, λανθασμένες μονάδες, διπλές καταχωρίσεις κατανάλωσης, μη κλειστές παραγγελίες παραγωγής ή λανθασμένα φίλτρα ημερομηνίας μπορούν να δημιουργήσουν διαφορές χωρίς φυσική απώλεια. Μετά από αυτούς τους ελέγχους, διερευνήστε τις απώλειες της διαδικασίας: διατήρηση εξοπλισμού, εξάτμιση, κοσκίνισμα, απώλεια μεταφοράς, μεταβάσεις εκκίνησης και λήξης λειτουργίας, καθαρισμός και δειγματοληψία.

Αναλύστε τις τάσεις ανά προϊόν, σειρά, μετατόπιση, εξοπλισμό και έκδοση συνταγής. Μια αποδεκτή μέση διαφορά μπορεί να κρύβει μια συστηματική απόκλιση σε μία βάρδια. Ορίστε όρια ελέγχου χρησιμοποιώντας την αβεβαιότητα μέτρησης και την κανονική διακύμανση της διαδικασίας, αποφεύγοντας περιττούς συναγερμούς για κάθε μικρή απόκλιση.

Ένας κοινός δείκτης για τις λειτουργίες, το κόστος και τη βιωσιμότητα

Η ισορροπία μάζας εκτείνεται πέρα από τη μηχανική παραγωγής. Οι ανεξήγητες διαφορές επηρεάζουν την αξία των αποθεμάτων και το κόστος του προϊόντος. οι υπερβολικές απώλειες μειώνουν τη χωρητικότητα και την ενεργειακή απόδοση· Η εσφαλμένη ταξινόμηση παραπροϊόντων στρεβλώνει τους ισχυρισμούς βιωσιμότητας. Το ίδιο μοντέλο δεδομένων μπορεί να δώσει διαφορετικές απόψεις στις ομάδες παραγωγής, χρηματοδότησης, ποιότητας και περιβάλλοντος.

Οι αναφορές διαχείρισης θα πρέπει να παρουσιάζουν εισροές, αποδεκτό προϊόν, εκ νέου επεξεργασία, υποπροϊόντα, προγραμματισμένες απώλειες, ανεξήγητες διαφορές και καθυστερήσεις δεδομένων μαζί, αντί για ένα ποσοστό. Κλείστε ενέργειες με κάτοχο, ημερομηνία στόχο και μέθοδο επαλήθευσης. Μετά από μια βελτίωση, βεβαιωθείτε ότι διατηρούνται οι έλεγχοι ποιότητας του προϊόντος και ασφάλειας τροφίμων, καθώς και ότι η διαφορά έχει μειωθεί.

Πηγές σύνταξης

1. FAO / UNEP / WRAP — Guidance on food waste measurement — Measurement through mass balance
2. Food and Agriculture Organization of the United Nations — Food loss measurement — Technical Platform on Food Loss and Waste
3. Engineering LibreTexts — Introduction to Biosystems Engineering — Material (Mass) Balance
4. Food Loss and Waste Protocol — Food Loss and Waste Accounting and Reporting Standard
5. Food and Agriculture Organization of the United Nations — Global Standard to Measure Food Loss and Waste
6. European Commission Joint Research Centre — Preventing food waste — material flow analysis and measurement

Σχετικοί οδηγοί