Анализ природных сорбентов для очистки растительных масел

Актуальность темы исследования

В условиях развития рыночной экономики и различных форм собственности в России быстро развиваются масложировые предприятия. Растет производство продуктов питания и увеличивается выпуск лекарственных препаратов, разрабатываются альтернативные виды топлива на основе очищенных масел и жиров. Также очищенные масла используют для производства жирных кислот, моющих и косметических средств, лакокрасочных покрытий.

Наличие широкого рынка растительных масел и жиров, а также значительных ресурсов масличного сырья для их получения привело к тому, что в России в последние годы наблюдается тенденция увеличения мощностей действующих масложировых предприятий. Создаются новые высокопроизводительные технологические потоки переработки растительных масел, а также малотоннажные производства, которых насчитывается уже несколько сотен. Они размещаются либо в районах массового производства масличных культур, либо максимально приближены к районам потребления готовой масложировой продукции.

Рост объемов производства масложировой продукции связан, в первую очередь, с тем, что в питании человека жиры являются основным источником энергии. Средняя норма потребления жиров для человека составляет около 100 г в сутки. Ненасыщенные кислоты, содержащиеся в маслах, необходимы для нормального роста и развития организма. Они способствуют выведению из него избытка холестерина, повышают сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, предупреждают кожные заболевания, способствуют заживлению ран, укрепляют мышечную и сердечно-сосудистую системы. И в то же время растительные масла содержат ряд веществ, снижающих пищевую и физиологическую ценность продуктов, затрудняющих их последующую переработку. Это связано с тем, что в вещества, извлекаемые из семян в процессе добывания, кроме ценных компонентов, попадают и некоторые примеси (например, воски).

С целью очистки любое масло должно подвергаться сложной многостадийной обработке, в результате чего его пищевая и физиологическая ценность, а также качественные характеристики улучшаются. Внедрение более простых или экономически выгодных схем очистки, как правило, связано с перевооружением предприятия, списанием существующего оборудования, а также с изменением параметров производственного цикла. Этот процесс находится в корреляции с уровнем капитальных экономических затрат.

Разработанность темы исследования

Представленные к настоящему времени в литературе сведения [1-3] касаются, в основном, вопросов очистки подсолнечного масла, в отношении которого в нашей стране, как правило, и ведутся экономические расчеты. Вопросы оптимизации очистки и перспективы статистического прогнозирования на других объектах исследования, к сожалению, разобраны не в полной мере. Из работ в данной области известны, пожалуй, лишь фундаментальный труд Пароняна c соавторами [2] и исследования замечательного специалиста Белобородова из ВНИИ жиров [3], отчасти затрагивающие математический аппарат в приложении к вопросам экономики масложировой промышленности. В целом же большинство экономических расчетов носит локальный характер и сводится к примитивной оценке удорожания транспортных расходов по доставке импортного сорбента к месту дислокации предприятия.

Кроме того, ввиду отсутствия информации по качественным характеристикам отечественных отбеливающих глин, масложировые предприятия поставлены перед необходимостью самостоятельного выбора дорогостоящего импортного аналога или же вынуждены отказаться от проведения адсорбционной очистки сырья, что неизбежно приводит к ухудшению качественных показателей конечной продукции [4].

Таким образом, можно говорить о том, что в российских экономических литературных источниках отсутствует комплексное научное исследование, посвященное очистке различных растительных масел отечественными отбеливающими глинами.

Теоретическая и методологическая база исследования

Труды зарубежных и отечественных ученых в области очистки растительных масел и математического моделирования технологических процессов; периодические издания пищевого и экономического направления; публикации в средствах массовой информации (интернет-ссылки); действующее законодательство Российской Федерации.

Материалами для практической части работы послужили бухгалтерская и статистическая отчетность ОАО “Ивановский маргариновый завод”.

В ходе исследования применялась теоретическая база, вынесенная из дисциплин “Информатика”, “Статистические методы прогнозирования”, “Маркетинг”, “Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности предприятия” и др., а также методы экономико-математического моделирования (метод Гаусса), осуществлялась проверка адекватности построенной математической модели по критерию Фишера. При проведении экономических расчетов применялся разработанный нами программный модуль – код, интегрированный в книгу MSExcel (см. Приложение).

Цели и задачи исследования

Целью исследования является выявление экономических предпосылок использования разработанных в России месторождений природных сорбентов для очистки растительных масел и увеличения доли высококачественной продукции на российском рынке

Выполнение указанной цели предполагает решение следующих задач:

• проанализировать возможность замены импортных аналогов сорбентов, применяемых на масложировых предприятиях, на более дешевые и доступные;
• изучить проблему оптимизации выделения восков на отечественном сорбенте и вывести формулу прогнозирования их остаточного содержания в очищенном масле в любой момент времени ф;
• предложить новый экономичный метод контроля качества очистки масла на фильтре;
• установить возможность применения разработанных методов для различных видов масличного сырья (кроме подсолнечника);
• определить основные затратные статьи в условиях достижения высоких потребительских характеристик продукта и доказать эффективность внесенных конструктивных предложений.

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОНОМИКИ ОЧИСТКИ ПИЩЕВЫХ МАСЕЛ НА ПИЩЕВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

1.1 Экономические перспективы очистки растительных масел на отечественных сорбентах

В середине 2000-х годов в Российской Федерации производится около 1,5 млн. т очищенных масел, являющихся не только повседневным пищевым продуктом, но и ценным сырьем для приготовления лекарственных препаратов [5]. При этом типовые способы очистки, как правило, предусматривают обработку масел адсорбентом на основе природных глин, содержащих оксиды кремния и алюминия.

Однако большинство разработанных месторождений сорбентов, положительно зарекомендовавших себя при очистке масел, после распада СССР оказались удаленными от месторасположения предприятий переработки масличного сырья либо на зарубежной территории (Грузия, Армения). А ведь три четверти их мирового производства сосредоточены в Германии, США, Японии и Англии. Поэтому на рубеже тысячелетий более 80 % российских производителей работают на импортных аналогах – активированной глине Tonsil Optimum FF (Германия) или американской Engelhard марок F160 с удельной поверхностью до 350 м2/ г и F115FF, F118FF, F105; глине месторождений Приекуле (Латвия) (в последнем случае - без активации) [6]. Для снижения сопутствующих очистке потерь жира расход сорбента стремятся ограничить до 0,5…2,0 %.

Тем не менее преимущества разработок богатых залежей природных алюмосиликатов России очевидны. Учитывая относительно низкую стоимость иследованных к настоящему времени отечественных глинопорошков по сравнению с сорбентами, предлагаемыми инофирмами (разница в цене составляет порой не менее 10 раз), экономически целесообразно вести поиск и исследования наиболее перспективных глин с российских месторождений [4].

Так, например, еще в 70-90-е годы ушедшего столетия отечественными специалистами – Шмидтом [7], Елецким [8], а также представителями Института химии Татарской автономной республики [9] – были получены патенты на введение в масла цеолитовых туфов, содержащих 70-80 % гейландита, бентонитовых и опковидных порошков, галлуазита Трошковского месторождения либо гумбрина. Кроме того, высокий результат очистки достигался на адсорбционной колонке – в движущемся слое огнеупорных глин, содержащих 50-90 % каолинита [10].

Как известно [4], в России имеется пять провинций отечественных сорбентов: Центральная (Тульская, Калужская, Воронежская области), Поволжская (Татарстан, Башкортостан), Сибирская (район Красноярска), Приморская (район Владивостока) и Северо-Восточная (Чукотка). Для первоочередного исследования, на наш взгляд, целесообразно использовать глины Центральной провинции либо глины Поволжья, которые производятся в виде глинопорошков для бурения без какой-либо химической активации. В частности, по своему химическому составу, емкости катионо-обменного комплекса, коллоидности, набухаемости и ряда других свойств поволжские сорбенты близки к классическим отбельным глинам, обычно применяемым в качестве адсорбентов после химической активации.

В частности, совсем недавно установлены перспективы очистки растительных масел на каолине Самарских месторождений, включающем минеральную смесь каолинита (80–95 %), в – кварца и небольшое количество мусковита с размером зерен 5–20 мкм [11-13]. Использование его, во-первых, не требует изменения существующей технологической схемы. К тому же применение самарского каолина позволяет повысить качество и количество выпускаемой продукции при снижении ее себестоимости.

Другими преимуществами такого сорбента является снижение потерь масла на стадии щелочной нейтрализации и, кроме того, возможность отказаться от водных промывок масла, поставив, таким образом, в резерв один сепаратор. Введение его на стадии адсорбционной очистки позволяет удешевить существующую технологию за счет резкого уменьшения расхода отбельной земли и, соответственно, потерь масла с фильтрационной лепешкой. Предлагаемые сорбенты значительно дешевле импортных аналогов, кроме того, налажена транспортировка их в Иваново и в Ивановскую область для приготовления таблетированных медицинских препаратов. Следует отметить, что усовершенствование существующих технологий, по всей видимости, будет определять в ближайшее время параметры конкурентоспособности той или иной масложировой продукции, поскольку оно позволяет снизить себестоимость очищенного масла.

Такой эффект достигается благодаря уменьшению отходов масла, снижению энергозатрат, затрат на обслуживание оборудования и расхода химических реактивов.

Кроме того, в Ивановской области разрабатывается Малоступкинское месторождение глины, основным породообразующим минералом которой является каолинит. Варьируя содержание в формовочных массах на основе малоступкинской глины оксида алюминия, выступающего пластификатором смеси [14], получают сорбент с заданным комплексом физико-химических свойств. Интерес к использованию соединений каолинита в сложном цикле очистки масел, вновь возродившийся в 90-е годы XX столетия, подтверждает актуальность темы. При этом можно ожидать сведения к нулю содержания в масле мыла, уменьшения энергозатрат на рафинацию и риска загрязнения окружающей среды.

1.2 Краткий анализ товарного рынка очищенных масел

В 2005 г. на мировой рынок было поставлено свыше 37 млн. т жиров и масел, в том числе 33,6 млн. т (89,8 %) растительного и 3,82 млн. т (10,2 %) животного происхождения. Особо быстрыми темпами в 2000-е годы росла торговля растительными маслами, что влияло на структуру этих товаров на мировом рынке. Так, из 13 видов экспортируемых жиров и масел доля самого популярного на мировом рынке – пальмового масла – составляла в начале десятилетия 45,8 %, соевого – 23,2 %, подсолнечного – 8,8 %, кокосового – 6,0 %, рапсового – 5,4 %, кукурузного – 2,1 %, оливкового – 1,7 % и в совокупности пяти видов – льняного, касторового, хлопкового, арахисового, кунжутного – 2,7 %. Столь крупные масштабы торговли стали возможны благодаря тому, что специалисты научились очищать и консервировать масла. В настоящее время система хранения и транспортировки хорошо отработана и позволяет ежегодно перемещать от маслодобывающих предприятий до потребителя более 35 млн. т жиров и масел. Общее потребление жиров и масел к середине 2000-х годов в мире составило 116,4 млн. т, что составляло на 2 млн. т больше произведенного объема. Надо отметить, что за истекшее пятилетие ежегодно потребление на 4 % превышало уровень производства. Таким образом, можно думать, что на мировом рынке жиров и масел дела будут развиваться благополучно и в будущем, ибо и ведущие экспортеры, и импортеры рынка объктивно заинтересованы в этом.

Растительные пищевые масла, вместе с другими продуктами, составляют основу рационального питания человека. Они используются как в чистом виде, так и в виде разнообразных продуктов переработки – маргарина, майонеза, консервированных изделий.

Основной же культурой в производстве рафинированного российского масла является подсолнечник. Ценность его как товарного продукта определяется жирнокислотным составом и содержащимися в нем биологически активными веществами: витаминами (А, Д, Е, К), фосфатидами и др. Однако при использовании масел в пищевых целях их подвергают обязательной очистке – рафинации [15], после проведения которой удаляется и часть витаминов. В этой связи большее внимание в нашей стране следует уделять именно сое, целебные ингредиенты бобов которых и после очистки укрепляют сердечно-сосудистую систему, снижают артериальное давление, обладают мощным противораковым и антидиабетным действием, предотвращают и лечат остеопороз [16].

Минимальная цена по РФ на очищенное подсолнечное масло (фасованное) составляет 20,50 руб./л, а максимальная 40,00 руб./л. При этом наиболее низкий уровень цен зафиксирован в Воронежской области (20,50–22,00 руб./л) и Республике Адыгея (22,50–24,00 руб./л), а максимальный – в Кабардино-Балкарской Республике (29,00–33,50 руб./л), на Алтае (29,50–36,95 руб./л) и в Кировской области (33,20–36,05 руб./л)[5]. Что же касается сведений по другим маслам, то они, к сожалению, немногочисленны и касаются как раз соевого масла, на основе которого и в нашей стране, наконец, начали получать различные биологически активные пищевые продукты [17]. Наиболее дешево обходится потребителю очищенное соевое масло (отечественное) в Краснодарском крае (25,00–30,00 руб./л) и в Республике Адыгея (от 18,00 руб./л), а традиционно дорогим продуктом оно считается в Кабардино-Балкарской Республике (44,30–53,30 руб./л), Смоленской (42,00–48,00 руб./л) и, кстати, Самарской области (42,00–48,00 руб./л) – родине одного из крупнейших каолиновых месторождений (самарское, батракское), на базе которого проведена основная часть исследований настоящей дипломной научной работы.

В связи с проведением в нашем регионе комплексных исследований по химии и технологии льна, входящих в целевую программу развития России, большой интерес также, с экономической точки зрения, должны представлять разработки по очистке льняного масла. Для зарубежных экономистов весьма ценными сведениями в данной области, на наш взгляд, представляются таковые по оливковому маслу, выступающему как ценнейший лечебный продукт при оздоровлении печени.

В целом же можно полагать, что основами развития масложировой отрасли в настоящее время являются инновационные процессы, повышающие как экономический, так и технико-технологический уровень производства.

1.3 Недостатки системы очистки на пищевых предприятиях

Как видно из схемы, представленной на рис. 1.1, отбеливанию (адсорбционной очистке) подвергают масла после гидратации, щелочной нейтрализации, промывки и сушки. Для снижения окисления масел процесс отбеливания рекомендуется проводить под вакуумом. Обычно сорбент под вакуумом подают в вакуум-сушильный отбельный аппарат при температуре 80–95°С и после перемешивания с маслом в течение заданного времени отфильтровывают вместе с «захваченными» примесями на фильтр-прессах.

Количество импортной отбельной глины составляет, как правило, 0,3–2,0 % от массы масла, давление в отбельных аппаратах поддерживают 4 кПа.

На ОАО «Ивановский маргариновый завод» используется линия отбелки масла фирмы «Де Смет». В ее состав входят два смесителя объемом 10 м3 (для перемешивания масла с отбельной глиной) и два вертикальных пластинчатых фильтра. На рис. 1.2 представлен действующий вертикальный пластинчатый фильтр с вибровыгрузкой фильтрующего материала. После отбелки на него поступает масло в смеси с отбельной землей, которая, намываясь на сетку фильтровальных пластин, играет роль фильтрующего слоя.

Из основных недостатков существующей системы очистки растительных масел, с экономических позиций, мною отмечаются следующие:

1. Использование на стадии отбеливания дорогостоящих отбельных глин – Tonsil Optimum FF (Германия) или американской Engelhard марок F160.
2. Высокие энергетические затраты на охлаждение масла до 12 ºС и выдержку при указанной температуре в течение 6–8 ч, когда на заключительной стадии обеспечивается достаточная степень выделения восков вместе с указанными сорбентами после выделения их кристаллов на фильтре.
3. Достаточно дорогой и длительный (до 3 сут) метод контроля остаточного содержания восков в очищенном масле после фильтрации (гравиметрический), требующий расходов на экстрагент (эфир), значительных трудозатрат и тормозящий процесс отгрузки и реализации готовой продукции.

В задачи настоящей дипломной работы входило устранение указанных недостатков очистки (см. введение) с учетом расширения ассортимента очищаемых растительных масел. Кроме того, целесообразна оптимизация процесса именно на последнем этапе, которая к настоящему времени, как уже отмечалось выше, проведена исключительно для подсолнечного масла [3].

1.4 Использование математических моделей, методов и расчетно-экономических программ для прогнозирования эффективности очистки растительных масел

Любое растительное масло можно условно представить как смесь триглицеридов жирных кислот и различных примесных компонентов. При исследовании зависимости между содержанием тех или иных примесных компонентов (X) в смеси и каким-либо свойством этой смеси (Y) целесообразно, на наш взгляд, использовать метод линейной регрессии [18], позволяющий выявить, как изменения одной переменной влияют на другую. Модель строится на основании результатов фактического эксперимента и аналитически описывает зависимость результатов серии опытов. При проведении экспериментов другие параметры, считающиеся независимыми, остаются постоянными.

Эта модель описывается линейным уравнением первого порядка:

Y = a X + b , (1.1)

где а – коэффициент при независимой переменной X;

b – свободный член регрессии.

На такой основе можно, допустим, построить зависимость между остаточным содержанием восков в системе после фильтрации и каким-либо специфическим свойством масла, наиболее достоверно изменяющемся при различном количестве искусственно введенного в него и затем растворенного пчелиного воска. Поскольку воск – материал в химическом отношении инертный, такое свойство смеси масла с воском, по-видимому должно иметь не химическую, а, скорее, электрофизическую природу – например, электропроводность или же мутность системы (величина, связанная с обратным логарифмом оптической плотности системы).

Что касается оценки проводимости системы, подобная идея, несомненно, представляет большой интерес для масложировой промышленности и может быть в самое ближайшее время опробована на практике. Она требует только наличия относительно недорогого омметра и подготовки специальных кювет из пластичного материала, на боковые поверхности которых следует предварительно напылить проводящие металлические слои.

Определение мутности (или оптической плотности) масла, содержащего различные количества восковых примесей, описано сравнительно недавно [19, 20]. Разработанный метод великолепно подтвердил применимость уравнения (1.1) для ускоренного контроля восков и, на основании высокой экономичности по сравнению с известным, был в начале 2000-х годов рекомендован к внедрению на масложировых предприятиях, а один из авторов защитил его в публичной диссертации [21].

Единственным, пожалуй, недостатком полученных для различных масел зависимостей является то, что они справедливы при относительно высоких концентраций примеси (CВ > 0,1 мас. %), а при резком их снижении после очистки дают все же известную погрешность (точность оценки снижается).

В создавшейся ситуации, с целью усиления корреляции экспериментальных данных с полученными по модели, имеет смысл составить также и проанализировать регрессионные уравнения второго – шестого порядка, а затем, сравнивая уменьшение значений остатков b, остановиться на том из них, которое наиболее удачно описывает результаты эксперимента. Имеет смысл также сравнить коэффициенты детерминированности (R2) моделей первого и соответственно n-порядка, где n примет какое-либо целое значение от 2 до 6.

Другим, более качественным, путем моделирования может служить создание матрицы планирования экспериментов и использование уравнений, описывающих влияние сразу нескольких опытных факторов (X1, X2…) на степень очистки масла (Y) от восков. Тогда по результатам проведенных исследований необходимо:

• рассчитать константы уравнения регрессии (X1, X2…) полного факторного эксперимента, составить уравнение, включающее кодированные значения переменных, и осуществить переход к натуральным [22];
• произвести оценку значимости коэффициентов уравнения регрессии (по критерию Стьюдента):
• произвести оценку адекватности полученного математического уравнения по критерию Фишера [23] при вероятности 95 %.

Кроме того, необходимо иметь в виду два принципиальных вопроса:

1. предложенный метод контроля должен быть экономичен (см. выше);
2. параметры масла применительно к процессу фильтрования должны рассматриваться как независимые.

Как следует из представленных выше умозаключений, весьма эффективным, хотя и не всегда дающим высокую точность, является оптический метод оценки. Так, весьма недорогим и быстрым методом контроля является микроскопия. Учитывая, что исходные размеры частиц сорбента составляют, в среднем, 5–20 мкм и на них будут сорбироваться воски, целесообразно применять микроскоп с увеличением в пределах х 200 ÷700.

Такими параметрами могут служить размеры (d, мкм) или, например, число кристаллов (N) в поле зрения микроскопа, а также продолжительность кристаллизации (ф, мин), температура процесса (t, ˚С) или интенсивность перемешивания сорбента и масла (n, с–1). Концентрация сорбента (С, мас.%) коррелирует с N и рассматривать ее дополнительно не имеет смысла.

Поскольку интенсивность перемешивания должна быть непостоянной (вначале необходимо обеспечить высокую частоту соударений контактирующих частиц, а спустя короткое время – резко ее уменьшить с целью предотвращения дробления кристаллов, выделяемых на фильтре), введение в модель параметра n отпадает. Полученные же после проведения фильтрации зависимости вида Y(Cв) = f (N, ф) или Y(Cв) = f (d, ф), по сути, мало чем будет отличаться от кривых кинетики кристаллизации и “новое слово” в моделировании сказать в данном случае вряд ли удастся.

С другой стороны, объединение показателей числа кристаллов (N) и их размерной характеристики (d), т.е. рассмотрение зависимости Y(Cв) = f (N, d) само по себе таит определенную угрозу, если учитывать основные каноны регулируемой кристаллизации. Дело в том, что, согласно положениям химии дисперсных систем, не принято в одном уравнении сводить две величины, совместно характеризующие функцию распределения числа частиц дисперсной системы по радиусу. Такой подход к моделированию при изучении кинетики направленного кристаллообразования (во времени), вероятно, неправилен по существу и не может дать достаточно осмысленного результата. Однако, при условии ограничения моделирования конечной стадией процесса – фильтрацией, когда каждый из вышеуказанных параметров независимо влияет на показатель остаточного содержания восков Y = CВ, никто не сможет достоверно утверждать о некорректности такого моделирования. В этом случае целесообразно “подключение” положений марковских процессов, когда для любого момента времени ф0 вероятностные характеристики процесса в будущем зависят только от его состояния в данный момент ф0 и не зависят от того, когда и как система пришла в это состояние [24]. Таким образом, введение параметра времени ф в модель в данной ситуации необходимостью не является.

Каким методы следует использовать при расчете констант полученных уравнений регрессии? В принципе, современные пакеты прикладных программ (Еxcel, MathCad, StatGraf и др.) содержат достаточное количество алгоритмов расчетов аналитических функций, статистических характеристик, приемов и методов оптимизации, генерации случайных чисел, а также оригинальные программы на стандартных языках программирования [24]. Это резко снижает уровень «технических» ошибок моделирования [25-29].

Так, при одновременном учете параметров N и d, безусловно, придется иметь дело с системой уравнений. В целом, системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) широко используются во многих областях прикладной математики и экономики. Оставляя за рамками вопросы теории таких линейных систем, отметим, что некоторые СЛАУ вообще могут не иметь решения или, напротив, иметь бесконечное множество решений. Нами же в дальнейшем будут рассматриваться только системы, имеющие единственное решение.

Таким образом, нам даны квадратная матрица коэффициентов при неизвестных {a ij}, где i, j = 1, 2, … n, и вектор-столбец свободных членов (правых частей уравнений) {bi }, где i = 1, 2, … n. В результате решения требуется определить n неизвестных x1, x2, … xn, которые удовлетворяют одновременно всем уравнениям системы.

Все методы решения СЛАУ делятся на две группы – прямые и итерационные. Прямые методы дают решение после выполнения конечного числа операций. Эти методы достаточно универсальны, но в ряде случаев полученное решение не является достаточно точным. Итерационные методы используют последовательные приближения (итерации) к искомому результату. Они позволяют получить решение с любой заданной точностью, но при их использовании заранее неизвестно количество предстоящих итераций, более того, итерационные методы в некоторых случаях вообще не дают решения.

В данном случае возможно решить систему уравнений (1.2) методом Гаусса. Суть его состоит в следующем. Квадратную матрицу коэффициентов при неизвестных преобразуют в верхне-треугольную матрицу (прямой ход). Для этого сначала первое неизвестное исключают из второго и последующих уравнений системы, затем второе неизвестное исключают из третьего и последующих уравнений и т.д. Таким образом, в последнем уравнении остается только одно неизвестное. Для реализации прямого хода используют следующие известные правила:

• любое уравнение системы можно умножить на постоянный коэффициент;
• можно сложить два любых уравнения системы и результат записать вместо одного из этих уравнений.

На втором этапе последовательно вычисляют значения всех неизвестных, начиная с последнего (обратный ход).

Таблица 2.3 Анализ статей баланса ОАО «Ивановский маргариновый завод» за 2004 г.

Анализ статей баланса ОАО «Ивановский маргариновый завод» представлен в табл.2.3.

Анализ табл. 2.3 показывает:

1. Увеличение валюты баланса ОАО «Ивановский маргариновый завод» свидетельствует о повышении производственного потенциала фирмы. Основные средства увеличились (с 120361 тыс. руб. до 123965 тыс. руб.). Увеличились затраты и в незавершенном производстве (с 15 тыс. руб. до 194 тыс. руб.).

Дебиторская задолженность сократилась на 74%, что приводит к ускорению оборачиваемости оборотных средств в сфере обращения, а следовательно, и более эффективно используется оборотный капитал в целом.

Собственный оборотный капитал, в отличие от краткосрочных обязательств, которые могут быть востребованы у предприятия в любой момент времени, находится у предприятия в долгосрочном распоряжении, и от его величины зависит стабильность работы предприятия. Оборотные активы уменьшились на 64,39 % (в основном на величину дебиторской задолженности).

2. Анализ пассива свидетельствует об увеличении краткосрочных обязательств фирмы, что ослабляет финансовую устойчивость организации.

3. Доля уставного капитала осталась неизменной; кредиторская задолженность увеличилась на 3,13 %. Выросла задолженность перед персоналом организации на 35,02 %. Однако вместе с тем уменьшилась задолженность перед государственными внебюджетными фондами, задолженность по налогам и сборам на 6,3 %, и , что существенно, уменьшилась и задолженность перед поставщиками и подрядчиками (на 37,72 %).

Обобщив рассмотренные показатели, можно сделать итоговый вывод: предприятие достаточно активно развивается. За отчетный период (2004 год) произошло увеличение потенциала предприятия.

Важнейшей характеристикой финансового состояния предприятия является стабильность деятельности ОАО «Ивановский маргариновый завод» в свете долгосрочной перспективы (см. табл. 2.4).

Как видно из табл. 2.4, СОС>ЗЗ, т.е. собственные оборотные средства превышают запасы и затраты.

Также при изучении данных, представленных табл. 2.4, вытекает:

Таблица 2.4Сводная таблица аналитических показателей группы финансовой устойчивости ОАО «Ивановский маргариновый завод»

• Коэффициент автономии за отчетный период несколько снизился, хотя остался на довольно высоком уровне (0,93 при норме 0,5). Снижение коэффициента свидетельствует об уменьшении финансовой независимости предприятия, увеличении риска финансовых затруднений в будущем периоде. При этом снижаются гарантии погашения ОАО «Ивановский маргариновый завод» своих обязательств.

• Высокое значение коэффициента маневренности положительно характеризует финансовое состояние предприятия.

• Коэффициент обеспеченности активами и собственными оборотными средствами снизился на 40 %, но все же остается выше нормативного показателя.

• Коэффициент заемных средств остался на том же уровне.

Проанализировав финансовую устойчивость ОАО «Ивановский маргариновый завод», можно отметить, что рассчитанные коэффициенты, определяющие достаточность собственных средств, собственных и долгосрочных заемных средств для финансирования запасов и затрат хотя и имеют тенденцию к снижению, что говорит не в пользу предприятия, дают право охарактеризовать тип финансовой устойчивости данного предприятия как «абсолютная устойчивость».

Анализ рентабельности ОАО «Ивановский маргариновый завод» (показывает, сколько рублей прибыли приходится на 1 руб. собственных средств) подчеркивает, что предприятие является низкорентабельным (табл. 2.5). Рентабельность основной деятельности аналогично находится на достаточно низком уровне (0,03 % при норме 0,15 %). Необходимо, однако, принять во внимание, что в настоящее время на предприятии как раз идут работы по реконструкции производства и вводится новое оборудование.

В дальнейшем предприятию необходимо наращивать объем производства за счет снижения издержек и повышения качества продукции – в том числе новых очищенных масел.

Таблица 2.5Сводная таблица аналитических показателей группы рентабельности ОАО «Ивановский маргариновый завод» за 2004 г.

Показатели деловой активности предприятия (табл. 2.6) имеют большое значение для оценки финансового положения, поскольку скорость оборота средств, т.е. скорость превращения их в денежную форму, оказывает влияние на платёжеспособность и, кроме того, повышает производственный потенциал фирмы.

Проанализировав динамику показателей табл. 2.6, можно сделать вывод о высокой деловой активности предприятия:

• Выручка от реализации возросла (с 107284 тыс. руб. до 135167 тыс. руб.)

• Чистая прибыль предприятия резко увеличилась (убыток 5646 тыс.руб. обернулся прибылью в 524 тыс. руб.)

• Результаты расчета фондоотдачи (рост оборачиваемости основных фондов) показывают, что технический уровень основных средств находится на приемлемом уровне. Рост фондоотдачи является позитивной тенденцией, достигнутой за счет увеличения выручки от реализации.

Таблица 2.6 Таблица аналитических показателей группы деловой активности ОАО «Ивановский маргариновый завод» на 2004 г.

• Таким образом, возросла оборачиваемость средств в расчетах (с 2,19 об. в год на начало периода до 10,82 об. в год на конец периода).

• Возросла оборачиваемость запасов (с 15,73 об. в год на начало года до 18,27 об. в год на конец года) и снизилась оборачиваемость запасов в днях, что указывает на уменьшение операционного цикла.
• Возросла оборачиваемость совокупного капитала. Наблюдается повышение производственно-технического потенциала предприятия.

• Результаты расчетов показывают, что на анализируемом предприятии произошло существенное уменьшение продолжительности операционного цикла более чем в 3 раза. На это положительно повлиял фактор увеличения оборачиваемости производственных запасов.

• Как следует из табл. 2.6, продолжительность финансового цикла в течение 2004 года снизилась более чем в 3 раза и на конец года составила 53 сут. Это говорит о том, что с момента поступления денег на счета предприятия до момента их выбытия проходит менее 2 мес. Это позволяет судить о том, что ОАО «Ивановский маргариновый завод» имеет достаточно средств для осуществления текущих расчетов.

Показатели деловой активности, имеющие отрицательную динамику:

• Уменьшился коэффициент погашаемости дебиторской задолженности.

Итак, за отчетный период указанные расчетные коэффициенты, за исключением погашаемости дебиторской задолженности, имели тенденцию к росту, что является положительным моментом в деятельности предприятия.

Таблица 2.7Обобщающая оценка финансовой устойчивости предприятия за 2004 год

Скорость оборота капитала оказывает непосредственное влияние на платежеспособность предприятия, рост производственно-технического потенциала предприятия.

Согласно данным табл. 2.7, по степени финансового риска ОАО «Ивановский маргариновый завод» в 2003 г. относилось ко 2 классу, а в 2004 г. – уже к 1 классу.

1 класс – предприятия с хорошим запасом финансовой устойчивости;

2 класс – предприятия, демонстрирующие некоторую степень риска по задолженности, но не рассматривающиеся как рискованные;

3 класс – проблемные предприятия;

4 класс – предприятия с высоким риском банкротства;

5 класс – предприятия высочайшего риска, практически несостоятельные.

Таким образом, подход новых собственников предприятия ОАО «Ивановский маргариновый завод» к комплексу разбираемых вопросов способствовал тому, что по степени финансового риска оно к концу 2004 г. вышло на уровень 1 класса.

Наиболее вероятные стратегические действия ОАО «Ивановский маргариновый завод» в ближайшие 1–2 года:

• продолжение работы с существующими товарами на существующих рынках; преследуемая цель – рост продаж уже существующей группе покупателей. Реализация данной стратегии предусматривает предоставление дополнительных услуг потребителям, увеличение расходов на рекламу в соответствующих регионах (Северо-Западный, Уральский), активизацию деятельности по продвижению товара, расширение каналов распределения;
• попадание на рынок новых очищенных масел, доля которых, по-видимому, в ближайшее время, будет еще невысока (не более 10 % от общей массы). В их отношении мною прогнозируется ведение стратегии интенсивного (активного) маркетинга, т. е. на таковые будет установлена повышенная цена, а часть средств предприятия пойдет на стимулирование сбыта. При этом потребители, осведомленные о качественных характеристиках масла (содержание восков значительно ниже, чем в маслах-аналогах), будут готовы платить за товар более высокую цену. Повышенная же цена в отношении масел, очищенных по новому способу, защищенному патентом РФ (поданы 2 заявки на соискание патентов РФ – «Способ адсорбционной очистки растительных масел» и «Способ очистки масел от восков»), может создать у потенциальных клиентов впечатление о качестве, которое останется даже при последующем снижении цены.

В целом обобщение представленных в настоящем пункте экономических показателей показывает, что предприятие активно развивается, и за отчетный период (2004 год) произошло значительное увеличение его потенциала. Тип финансовой устойчивости ОАО «Ивановский маргариновый завод» можно охарактеризовать как «абсолютная устойчивость». Поскольку ОАО «Ивановский маргариновый завод» обладает запасом финансовой устойчивости, ситуация благоприятна для реализации на предприятии, с умеренным уровнем рисков, новых изобретательских идей, подкрепленных положительным результатом технико-экономических расчетов.

2.2 Обоснование реконструкции и введения нового оборудования

Высокая конкуренция на рынках сбыта масложировой продукции побуждает производителей удешевлять технологии ради снижения себестоимости искомого продукта. Растущий спрос, в свою очередь, предъявляет уже более жесткие требования к качеству очищенного масла. Все эти факторы требуют постоянного совершенствования работы предприятия и оптимизации использования энергоресурсов.

Многие предприятия отрасли встают на путь переоснащения.

Перевооружение действующих и создание новых масложировых предприятий будет только тогда экономически выгодно, когда оно осуществляется на базе передовой технологии и современного высокоэффективного оборудования. Основными поставщиками новых технологических линий являются зарубежные фирмы «Альфа-Лаваль», «Де Смет», «Европа Краун», «Керхфельд», «Крупп», «Бернардини» и др.

Внедрение новых технологических линий, не говоря уже об организации нового производства, в любом случае связано с крупными капитальными затратами, чего малые предприятия зачастую не могут себе позволить.

Однако возможно внедрение и альтернативных способов модернизации производства. Новые химические присадки и сорбенты открывают уникальную возможность экономического «прорыва» производства без существенных изменений действующей технологической схемы.

Применяемая на ОАО «Ивановский маргариновый завод» схема очистки масел на линии фирмы «Альфа-Лаваль» позволяет получать готовый продукт приемлемого качества. Однако существующее положение дел можно значительно улучшить – прежде всего, за счет введения более экономичных сорбентов, взаимодействующих с восками, значительного снижения затрат на контроль готовой продукции и сокращения сроков реализации товара.

Главная задача реконструкции, безусловно, заключается в получении определенной экономической выгоды от внедрения того или иного новшества. При этом реконструкция, очевидно, обладает рядом преимуществ перед строительством новых мощностей. Первая причина – интенсивный путь развития производства; вторая – значительно менее рисковое предприятие, чем строительство.

Так, существующее производство географически располагается в месте, более приближенном к потребителю продукции, но отнюдь не к поставщику сырья (в том числе импортного материала сорбента) Следовательно, ориентиром для развития предприятия является, в первую очередь, объем спроса на продукцию у конечных потребителей. Существующая мощность предприятия вполне отвечает потребностям рынка сбыта. При этом на первые места закономерно выходят качество продукта и экологическая безопасность – как важнейшие конкурентные преимущества.

Применение каолина (Самарская обл.) в качестве добавки, сорбирующей трудновыделяемые примеси масла (в частности, воски) позволит провести реконструкцию действующего производства при минимальных затратах. Аппаратурная схема при этом претерпит незначительные изменения за кратчайший срок, зато процесс очистки растительных масел существенно удешевится.

Следует перечислить ожидаемые преимущества внедрения каолинового сорбента (ТУ 5729-016-48174985-20003) на рассматриваемом предприятии:

• снижается себестоимость очищенного масла без значительных капитальных затрат, при одновременном повышении его потребительских свойств (выгода по критерию «цена – качество»).
• снижаются потери масла внутри отработанного адсорбента;
• уменьшается количество самого отработанного адсорбента;
• возрастает полезное время работы фильтра (КПД);
• в отличие от частично кристаллической отбельной земли или перлита, каолиновый сорбент (ТУ 5729-016-48174985-20003) не вызывает силикозов у обслуживающего персонала;
• в связи с подходящей дисперсностью предлагаемого сорбента (размер частиц 20–50 мкм) удобно микроскопически осуществлять контроль качества с целью прогнозирования эффективности очистки масла от восков на фильтре.

2.3 Совершенствование методик планирования эффективности очистки растительных масел от примесных восков

Процесс очистки растительных масел от примесных восковых соединений (ВС), входящий в комплексную схему рафинации растворов пищевых триглицеридов, изучен еще недостаточно. Имеющиеся литературные данные ограничены в отношении сырьевой базы, а сведения о механизме процесса, особенно в присутствии алюмосиликатных затравочных материалов (АЗМ), требуют коррекции. В этой связи разработка модели очистки масел от ВС с учетом указанных факторов представляется актуальной задачей. Как правило, выделение ВС обеспечивается охлаждением системы «масло – воск» и последующей ее фильтрацией. Факторами, определяющими полноту процесса, могут выступать количество и размеры кристаллов. Установление связи между этими параметрами и остаточным содержанием восков в маслах [33] различного состава предоставляет исследователю возможность проведения очистки с максимальной эффективностью.

2.3.1 Построение моделей очистки масел на отечественном сорбенте

Сначала необходимо сформировать модель описываемого процесса [34]. В целом изучалась зависимость вида:

СВ = f (d, N), (2.1)

где СВ – остаточное содержание восков в масле после очистки;

d – средний размер кристаллов ВС в масле, мкм;

N – штучная концентрация кристаллов в пробе масла.

Следует отметить вновь, что параметры d и N здесь служат исходными данными для расчета эффективности фильтрации растительных масел, поэтому при проведении расчетов их можно считать независимыми (п. 1.4).

Решение поставленной задачи сводится к определению неизвестных коэффициентов уравнения регрессии (2.2). Расчеты проводили в табличном процессоре MSExcel с использованием средств VBA (Visual Basic for Application). Суть сводилась к составлению и решению системы уравнений, куда в качестве неизвестных входили коэффициенты из уравнения (2.2):

Систему (2.3) решали методом Гаусса с выбором главного элемента. Пример расчетного листа документа MSExсel для определения параметров уравнения регрессии приведен на рис. 2.3. Исходные данные представлены во втором-четвертом вектор-столбцах, где значение функции Y отвечает остаточному содержанию ВС в испытуемом масле, а размер кристаллов и их штучная концентрация соответствуют Х1 и Х2. В левый столбец входят номера опытов.

После внесения опытных данных в указанные столбцы нажимают кнопку 1, и автоматически производятся необходимые действия, включая графическую интерпретацию результатов, помещаемых в правую часть расчетного листа (см. рис. 2.3). Считывание данных, их обработку и вывод итогов на лист производят в программном модуле, представленном в Приложении. Программный модуль – по сути дела, макрос (код, интегрированный в книгу MSЕxcel), совмещающий процедуры ввода-вывода параметров и реализации вышеуказанного алгоритма.

Таким образом, была получена модель влияния параметров ненаправленной кристаллизации на очистку масел от восков. Эта модель представляет собой удобный инструментарий для дальнейшего исследования и оптимизации процесса очистки.

2.3.2 Математическая модель выделения восков на природном каолине

Опыты проводили на образцах соевого, льняного и оливкового масел. В качестве сорбента использовали природную каолиновую глину. Ее фракционный состав представлен на рис. 2.4.

Полученные экспериментальные данные по очистке различных видов масел сведены в табл. 2.8.

Найдем коэффициенты уравнения регрессии, решив систему (2.3) (табл. 2.9). Анализ приведенных в табл. 2.9 данных показывает, что таковые воспроизводимы на различных образцах, поскольку порядок приведенных коэффициентов близок друг другу.

Таблица 2.8Результаты эксперимента по изучению очистки масел от восков

Таблица 2.9Коэффициенты уравнения регрессии (2.2),

Отсюда получаем эмпирическую зависимость, связывающую процесс очистки наиболее востребованных в мире пищевых масел (за исключением подсолнечного) с процессом кристаллообразования восков при температуре 12 ˚С в присутствии самарского каолина. Результаты же, представленные на рис. 2.5–2.7, являются графическим отображением уравнений регрессии применительно к виду масла.

Процесс растворения, как известно, способствует тому, что упрочнение связей в системах, при равной концентрации сорбента, препятствует выделению восков. А в соевом масле, напротив, растворимость восков ниже, что облегчает очистку образца III по сравнению с аналогами (образцы I, II) и обеспечивает высокий результат и без активации каолина (СВ снижается с 500 до 150 мг/кг).