Повышение стабильности пива на основе управления качеством работы туннельных пастеризаторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат технических наук Бурашников, Андрей Юрьевич

• Бурашников, Андрей Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бурашников, Андрей Юрьевич

Введение

Глава 1. Обеспечение качества в производстве пива - приоритетное 9 направление в развитии пивоваренных заводов

1.1 Основные принципы и методы обеспечения качества в произ- 9 водстве пива

1.2 Контроль качества на основе философии TQM

1.3 Особенности применения процессного подхода в системах ме- 25 неджмента качества

1.4. Методы определения характеристик процесса пастеризации

1.5 Пиво как объект исследования

Выводы по первой главе

Глава 2. Анализ технологического процесса пастеризации пива на 44 основе принципа процессного подхода

2.1 Концептуальные принципы менеджмента качества в отношении 44 процесса пастеризации пива

2.2 Разработка модели процесса пастеризации пива в бутылках

2.3 Непрерывное изучение - основа совершенствования процесса 50 пастеризации пива

Выводы по второй главе

Глава 3. Математическое решение задачи моделирования тепломас- 54 сообменных процессов, происходящих в бутылке с пивом при орошении водой в туннельном пастеризаторе

3.1 Моделирование тепломассообменного процесса пастеризации 54 пива

3.2. Разработка дискретного аналога

Выводы по третьей главе

Глава 4. Исследование пространственных температурно-временных 63 полей тепломассообменных процессов, протекающих в объеме пива при обработке в туннельно-оросительных пастеризаторах, с использованием методологии реинжиниринга

4.1 Исследование температурно-временных режимов пастеризации 63 пива по регламенту, предложенному заводом изготовителем оборудования

4.2 Исследование температурно-временных режимов пастеризации 74 пива по ускоренному режиму, обеспечивающему биологическую стабильность пива и экономию энергоресурсов

4.3 Экспериментальная проверка адекватности разработанной мате- 78 матической модели анализа температурных полей

Выводы по четвертой главе

Глава 5. Создание системы мониторинга качества процесса 92 пастеризации пива в бутылках

5.1 Реинжениринг процесса пастеризации пива

5.2 Мониторинг процесса обработки пива в туннельно- 93 оросительных пастеризаторах

5.3 Корректирующие и предупреждающие действия, обеспечиваю- 96 щие стабильность процесса пастеризации пива

Выводы по пятой главе

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение стабильности пива на основе управления качеством работы туннельных пастеризаторов»

В современных условиях предприятие, производящее пиво, может удержаться на рынке, обеспечить финансовую стабильность и экономическую эффективность только благодаря выпуску конкурентоспособной продукции. Этого можно достигнуть, если предприятие ориентируется на три основных приоритета: удовлетворенность потребителей, снижение затрат и уменьшение времени на ключевые этапы жизненного цикла продукции.

Одним из путей решения поставленных проблем является реинжени-ринг процессов на базе управления качеством; Для повышения биологической стабильности пива довольно часто используется тепловая пастеризация. Процесс осуществляется в туннельных оросительных пастеризаторах путем конвективного нагрева пива в бутылках. Режимы нагрева-охлаждения бутылок, используемые на производстве, в большинстве случаев не соответствуют оптимальным, что приводит к теплопотерям, не достижению биологической стабильности, снижению качества, разгерметизации бутылок.

Решение данной задачи может быть осуществлено посредством математического моделирования тепломассообменных процессов, происходящих в бутылке с пивом при орошении водой в туннельном пастеризаторе.

Разработанный метод позволил теоретически исследовать картину изменений температурных полей и векторов скоростей потока жидкостей, происходящих в объеме пива при нагревании - охлаждении бутылки в туннельном оросительном пастеризаторе непрерывного действия.

Преимуществом разработанного метода моделирования температурных полей при пастеризации пива в бутылках в туннельно-оросительных системах является возможность теоретического исследования и расчета характеристик с помощью компьютерных программ.

Применение метода моделирования температурных полей позволяет фактически получать данные по распределению температуры внутри бутылки в течение всех стадий процесса пастеризации.

Реинжениринг процессов системы менеджмента качества предполагает непрерывное улучшение параметров процесса, направленных на повышение результативности, эффективности и устойчивости.

Мероприятия по реинженирингу процесса пастеризации пива в бутылках, предусматривали пересмотр регламента температурно-временных характеристик с целью уменьшения времени обработки с одновременным сохранением пастеризационного эффекта.

Это мероприятие реинжениринга позволяет уменьшить потребление энергоресурсов и время обработки и тем самым повысить эффективность процесса.

В диссертационной работе на основе принципов управления качеством решена задача реинжениринга процесса пастеризации пива в бутылках, создания процедур мониторинга, корректирующих и предупреждающих действий и тем самым повышения эффективности, результативности и стабильности процесса пастеризации пива в бутылках.

Актуальность темы

В современных условиях предприятие, производящее пиво, может удержаться на рынке, обеспечить финансовую стабильность и экономическую эффективность только благодаря выпуску конкурентоспособной продукции. Этого можно достигнуть, если предприятие ориентируется на три основных приоритета: удовлетворенность потребителей, снижение затрат и уменьшение времени на ключевые этапы жизненного цикла продукции.

Управление качеством лежит в основе стратегии развития многих крупных пивоваренных компаний России. Методологический подход, обеспечивающий устойчивый успех предприятия, основан на непрерывном улучшении качества, обновлении ключевых процессов, развитии аналитических методов расчета параметров процессов, влияющих на характеристики качества готовой продукции.

Одним из путей решения поставленных проблем является реинжени-ринг процессов на базе управления качеством.

Биологическая стабильность пива на ряде заводов обеспечивается обработкой его в туннельных оросительных пастеризаторах непрерывного действия. Однако отсутствие объективных данных, описывающих распределение температуры в объеме пива в бутылке, не позволяет оптимизировать режим пастеризации, избежать перегрева в некоторых точках и тем самым ухудшает качество продукта:

Решение этой задачи может быть осуществлено путем аналитического исследования процесса тепло-массообмена при пастеризации пива в бутылках методом орошения.

Совершенствование управления качеством работы туннельных оросительных пастеризаторов пива позволяет повысить эффективность и результативность процесса, улучшить качество продукции.

Цели и задачи исследования

Целью диссертации является совершенствование процесса пастеризации пива на основе управления качеством работы туннельных пастеризаторов. Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить методы обеспечения качества и процессного подхода к системе менеджмента качества, методы расчета режимов пастеризации и полей температур в объеме обрабатываемого продукта.

2. Исследовать процесс пастеризации пива в бутылках, разработать модель процесса, определить системные принципы его функционирования.

3. Теоретически решить аналитическую задачу нестационарного теплообмена при пастеризации пива в бутылке.

4. Численно определить пространственно временное распределения температурных полей в объеме пива в бутылке.

5. Исследовать режим пастеризации пива при повышенной температуре выдержки и уменьшенном времени обработки.

6. Сравнить различные режимы пастеризации и выбрать наиболее рациональный, обеспечивающий выполнение основных требований к процессу по результативности, эффективности и устойчивости.

7. Разработать процедуру мониторинга процесса пастеризации с обеспечением выходного контроля, идентификации несоответствующей продукцией, разработки корректирующих мероприятий.

Научная новизна

1. Сформулированы системные принципы, определяющие эффективность и устойчивость функционирования процесса пастеризации пива в бутылках.

2. Разработана математическая модель процесса нагрева пива в бутылках при пастеризации в туннельных оросительных системах.

3. На основе численного решения аналитической нестационарной задачи пастеризации определены пространственно-временные температурные поля, описывающие процессы, происходящие при нагреве, выдержке и охлаждении пива в бутылке. Сравнительный анализ результатов эксперимента показал хорошую сходимость экспериментальных и теоретических результатов.

4. Разработана методика численного анализа распределения температуры в объеме пива, позволяющая выбрать рациональную систему пастеризации при минимальных затратах. ^ -----

Практическая значимость

1. Получены результаты численного решения распределения температур и скоростных потоков при пастеризации пива в бутылках, используемые для установления рациональных режимов пастеризации на пивоваренных заводах.

2. Разработаны компьютерные программы, обеспечивающие численный расчет временных и температурных режимов пастеризации пива.

3. Разработана процедура мониторинга критических параметров процесса пастеризации, включающая корректирующие действия.

4. Предложенный регламент пастеризации пива в бутылках и методика численного расчета вариаций температур при термообработке внедрены на Останкинском пивоваренном заводе.

Заключение диссертации по теме «Стандартизация и управление качеством продукции», Бурашников, Андрей Юрьевич

выводы

1. Изучены методы обеспечения качества и внедрения процессного подхода применительно к технологии пастеризации пива в бутылках в тунельнооростельных системах.

2. Разработана системная модель процесса пастеризации пива и сформулированы системные принципы, определяющие эффективность и результативность его функционирования.

3. Теоретически исследована нестационарная задача тепловой пастеризации пива в бутылках в туннельных системах с орошающей жидкостью.

4. Разработан дискретный разностный аналог, с помощью которого численным методом определены пространственно временные температурные поля, характеризующие процесс пастеризации пива.

5. Проведены экспериментальные исследования, подтвердившие правильность результатов и выводов теоретического исследования температурных полей в объеме пива в бутылках.

6. На основе численного расчета температурных полей предложен регламент пастеризации пива в бутылках, позволяющий уменьшить длительность процесса при сохранении качества пива и его биологической стойкости.

7. Разработана методика, позволяющая определить температурные поля в объеме пива в бутылках на разных этапах процесса пастеризации.

8. Разработано компьютерное обеспечение методики расчета температурных полей при тепловой пастеризации пива.

9. Разработана процедура мониторинга параметров процесса пастеризации, включающая входной контроль продукции, управление несоответствующими продуктами, корректирующие мероприятия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бурашников, Андрей Юрьевич, 2004 год

1. Адлер Ю.П. Стнадарты ИСО серии 9000 версии 2000г. Методы менеджмента качества, №1,2000, с. 4-8.

2. Аладышкина Н. Информация: Стандарты ИСО серии 9000:2000 приняты // Стандарты и качество, 2001, №1, с. 45-47.

3. Басовский Л.Е., Протасьев В.Б. Управление качеством: Учебник. -М.: ИНФРА-М, 2001 .-212 с. (Серия "Высшее образование").

4. Бурашников А.Ю., Матисон В.А. Повышение качества пива при тепловой пастеризации// В сборнике материалов третьей Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством». ИЦ «МАТИ», 2004, с. 36.

5. Бурашников А.Ю. Повышение качества пива путем моделирования процесса тепловой пастеризации// В сборнике материалов научной конференции «Качество и ИПИ-технологии». Фонд «Качество», 2004.

6. Васильев Ю.П. Управление развитием производства (опыт США). М:: Экономика, 1989:

7. Васкевич Д. Стратегия клиент/сервер. Руководство по выживанию для специалистов по реорганизации бизнеса. 2-е издание. -Пер. с англ /Под ред. В.Б. Рыбалченко. - К.: Диалектика, 1996. - 384 с.

8. Версан В.Г. Интеграция управления качеством продукции: новые возможности. М.: ВНИИС, 1994.10. «Все о качестве» Процессный подход. Основы и методика реализации. Выпуск 16-17, Москва 2002г. с. 4-6,13-14, 32-35.

9. Галлеев В.И., Дворук Т.Ю. Самооценка метод совершенствования СМК // Сертификация, 2002, №1, с. 20-22.

10. ГОСТ Р ИСО 9000-2001 Системы менеджмента качества. Общие требования и словарь.

11. ГОСТ Р ИСО 9001-2001 Системы менеджмента качества. Требования.

12. ГОСТ Р ИСО 9000-2001 Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.

13. Гличев А. Л. Основы управления качеством продукции. М • Изд-во стандартов, 1988. 80 с.

14. Григорович В.Г., Юдин С.В. и др. Информационные методы в управлении качеством. М.: РИА «Стандарты и качество», 2001. - 208с.

15. Григорович В.Г, Юдин С.В., Юдин А.С. Контроль качества в массовом производстве // Труды первой международной электронной научно-технической конференции "Технологическая системотехника" Тула, ГРИФ, 2002, с. 172-175.

16. Гуияр Ф.Ж., Келли Дж. Н. Преобразование организации. Пер. с англ. - М.: Дело, 2000. - 376 с.

17. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов теплообмена. М.: Высшая школа, 1967,303с.

18. Данилина Н.И., Дубровская Н.С., Кваша Ф.П. Численные методы. М.: Высшая школа, 1976,386с.

19. Деминг В. Эдварде. Выход их кризиса. Тверь: Изд-во «Альба», 1994.-498с.

20. Джинчарадзе А.К., Подлепа С.А. Открытые системы и функциональные стандарты. Стандарты и качество, 1998. - № 4.

21. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. применение ЭФМ для решения задач теплообмена. М.: Высшая школа, 1990,235с.

22. Егорова Л.Г. Еще раз о «процессном подходе». // Сертификация. 2001. - № 3. - с. 15-19.

23. Ежегодник Госстандарта России 2000 год. Информационное издание. М.: Изд-во Стандартов, 2001г.

24. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.:Финансы и статистика, 1996.

25. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков, Издательский центр Академия, Москва, 2000г.

26. Зиндер Е.З. Реинжиниринг + информационные технологии = новое системное проектирование // Открытые системы. 1996. - № 1.

27. Иванова Г.Н., Полоцкий Ю.И. Использование процессного подхода в СМК // Методы менеджмента качества, 2001, №9, с.12-14.

28. Инструкция по технохимическому контролю пивоваренного производства. Часть 3. ВАСХНИЛ. Научно-производственное объединение напитков и минеральных вод. Москва, 1991.

29. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: подходы, методы, средства. М.: СИНТЕГ, 1997.

30. Каршаков В.П. Практические методы совершенствования СМК // Методы менеджмента качества, 2001, №6, с 8-10.

31. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. Пер. с англ.; под ред. и с предисл. Адлера Ю.П. и. Варыгина. В.Н М.: Статистика, 1978. - вып. 1. - 221 е.; вып. 2. - 335 с

32. Корольков В.Б., Брагин В.В. Процессы управления организацией.

33. Крылова Г.Д: Основы стандартизации, сертификации, метрологии. Учебник для Вузов. М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001.

34. Крылова Г.Д. Зарубежный опыт управления качеством. М.:Изд-во стандартов. 1992. 140 с.

35. Лапидус В.А., Рекшинский АН. Диалог консультанта с руководителем компании о всеобщем качестве и стандартов ИСО 9000:2000, Стандарты и качество 2001, №1, с. 60-64.

36. Лапидус В.А. Всеобщее качество (TQM) в российских компаниях. М,: ОАО «Типография Новости», 2000г. 432с.

37. Лапидус В.А. Конфлик TQM с постсоветским менеджментом на типичном российским предприятием. Методы менеджмента каечтва, 2000 г., №2, с. 3-9.

38. Лумельский Я.П: Статистические оценки результатов контроля качества.-Изд-во стандартов, 1979.-200с.

39. Лыков А.В., Берковский Б.Н; Конвекция и тепловые волны. -М : Энергия, 1974,335с.

40. Лыков А.В. Тепломассообмен (Справочник). М;: Энергия, 1978,480с.

41. Мазохина-Поршнякова Н.Н., Найденова Л.П. Современные методы организации бактериологического контроля консервного производства. М.: Пищевая промышленность, 1972,111с.

42. Матисон В.А., Бурашников А.Ю. Моделирование процесса тепловой пастеризации пива// Пиво и напитки, 2004, №3;

43. Матисон В.А., Бурашников А.Ю. Повышение стабильности пива путем совершенствования работы туннельных пастеризаторов// Пищевая промышленность, 2004, №4:, с. 68-69.

44. Матисон В.А., Бурашников А.Ю.Повышение качества -актуальная проблема, стоящая перед пищевой промышленностью// В сборнике материалов научной конференции «Качество. Инновации. Образование». Фонд «Качество», 20041

45. Молчанов НА., Темкин Д.М. Оценка эффективности и совершенствование СМК предприятия // Методы менеджмента качества, 2001, №10, с: 19-241

46. Мунблит В .Я., Тальрозе В .Л., Трофимов В.И. Термоивактивация микроорганизмов. -М:: Наука, 1985, 248 с.

47. Никсон Ф. Роль руководства предприятия в обеспечении качества и надежности. М.: Изд-во стандартов. 1990. 230 с.

48. Окрепилов В.В. Управление качеством. М.: Экономика, 2000.911 с.

49. Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Конечно-разностные методы решения задач тепло и массообмена. JI.: Ленинградский ин-т точной механики и оптики, 1978,78с.

50. Пичугин К.В. Принцип постоянного улучшения в стандартах ИСО 9000 версии 2000 года. // Сертификация. 2001. - № 3. - с. 20-22.

51. Райков А Н. Интеллектуальные информационные технологии. --М: МИРЭА, 2000. 96 с.

52. Рахлин К.М. МС ИСО серии 9000 версии 2000: Сущность и содержание процессного подхода, Стандарты и качество, 2001, №1, с. 4547.

53. Рвачев B.J1., Слесаренко А.П. Алгебра логики и интегральные преобразования в краевых задачах. Киев.: Наука и думка, 1976,287с.

54. Робсон М., Уллах Ф; Практическое руководство по реинжинирингу бизнес-процессов: Пер; с англ. М.: Аудит, «Юнити», 1997.-224 с.

55. Рогачев В.И., Бабарин В.П. Стерилизация консервов в аппаратах непрерывного действия. М.: Пищевая промышленность, 1978.

56. Рогачев В.И., Бабарин В.П., Гельфанд С.Ю. Проблемы стерилизации пищевых продуктов. Сборник. Итоги науки и техники. Серия Технология органических веществ. М.: ВИМИ, 1986, т. 12, 120с.

57. Рогачев В.И:, Мазохина Н.Н. Термоустойчивость микроорганизмов и разработка режима стерилизации консервов, Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1978, 30с.

58. Розно М.И. Как научиться смотреть вперед? Методы менеджмента качества, 2000, №6, с. 25-30.

59. Розова Н.К. Управление качеством краткий курс, 2003 г., Издательство ООО Питер.

60. Фейгенбаум А. Контроль качества продукции: Сокр. пер. с англ. / Авт. предисл. науч. ред. А.В. Гличев. Mi: Экономика. 1986. 471 с.

61. Хаммер М , Чампи Д. Реинжениринг корпорации. Манифест революции в бизнесе. С.-Петербург: Изд-во С.-Петербургского университета, 1997

62. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями.-М.: Иностр. литература, 1956.-664 с.68; Холл Р. Организации: структуры, процессы, результаты. Пер. с англ.; Под ред. И;В. Андреевой. - СПб: ПИТЕР, 2001. - 512 с.

63. Хэнсен Б. Контроль качества. М.: Прогресс, 1968.-519с.

64. Цугель Т.М. Десять шагов на пути к процессной структуре; предприятия // Методы менеджмента качества, 2003, №2, с;16-21.

65. Чайка И.И. Стандарты ИСО серии 9000 версии 2000г., Методы менеджмента качества, 2000г., №1, с. 4-8.

66. Чернова Е.В., Преснякова О.П. Критерии оценки качества пива, Пиво и Напитки, 1998, №3.

67. Шадрин А. Некоторые аспекты реализации процессного подхода// Стандарты и качество, 2003, №6, с. 52-56.

68. Швец В.Е. Измерение процессов в современной системе менеджмента качества. Методы менеджмента качества, 2001. - № 1. - С. 11-13.

69. Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении. М.: Дело, 2000.

70. Шолтес П.Р. Команды в век систем. Пер. с англ. В.В. Липкиной под ред Ю.П. Адлера. Методы менеджмента качества, 2000, №6, с. 20-24.

71. Booch G. Object-Oriented Analysis and Design with Applications. Addison-Wesley, 1994.

72. Conty T. Building Quality. New York, 1993. - 33p.

73. Clements R.B. Quality Managers Complete guide to ISO 9000. London, 1993, pp. 76-89.

74. Deming E. From Theory to Strategy. British Deming Association, 1992.-40p.

75. Deming, W.E. The new economics. For Industry, Government and Education. 2nd ed. - Cambridge, MA: MIT, Center for Advance Engineering Study, 1995.-247 p.

76. Harry, M., Schroeder, R. Six sigma. The breakthrough management strategy revolutionizing the World's top corporations. New York: Currency, 2000.-301 p.

77. Hassain M.S., Rodi W. Turbulence Model for Buogant Flours and its application to Buoyant Jets, Pergamon, NY, pp. 121-178.

78. Hohr K. Kirschstein U. Sterilisation safety and quality retention // die Nahrung. 1988. - № 4, №32, pp 383-392.

79. Ftethen G. Total Quality Management. New York, 1995. - 286 p.

80. Gane C. and Sarson T. Structured Systems Analysis. -Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1979

81. Greif, M. The visual factory. Building participation through shared information. Portland, Oregon: Productivity Press, 1991. - 281 p.

82. Lammers C.J. Organisaties vergelijkenderwijs. Het Spectrum, Utrecht, 1983.

83. Launder B.E. Progress and Prospecys in Phenomenological Turbulence Models. Springer-Verlad, Berlin, pp 155-186.

84. Mastenbroek W.F.G. Conflict Management and Organization Development. John Wiley & Sons, 1993.

85. Moller, C., Love, J., Moller, V., Touborg, L. Personal quality. The basis of all other quality. San Francisco: Time Manager International A/S, 1988;-192 p.

86. Nagashima, S. 100 management charts. Tokyo: Asian Productivity Organization, 1990. - 327 p.; P. 176-196.

87. Oakland G. Total Quality Management. Oxford; 1994. - 465 p.94: Pande, P.S., Neuman, R.P., Cavanagh, R.R. The six sigma way:how GE, Motorola, and other top companies are honing their performance. -New York: McGraw-Hill, 2000. 423 p.

88. Rabbit G„ Berch J. A ISO 9000 Book. New York, 1993.- 166 p.

89. Rodi W., Spalding D.B. Atwo-paramenter model of turbulence and its application to free jets. Warme-Stoffubertag, 3, 85-95, 1970.

90. Rodi W. Turbulence models and their application in hydraulics a stste of theart review. Repot SFB 80/T/127, University of Karlsruhe, 1978.

91. Rodi W. Turbulence Models and Their Application in Hydraulics. International Association of Hydraulic Research, Delft., The Netherlands, 1980.

92. Rotta J. Statistische Theorie Nichtomogener Turbulans, Zeitschiftfiier Physik, vol. 129,1951, pp. 547-572.

93. Stein, Ph. Measurements for business. Using the metrology body of knowledge to enhance management decisions business operations. Quality Progress. - 2001. - № 2. - P. 29-32.

94. Talawadekar, S. Wonderland of kaizen. A total quality culture for survival! Bombay, India; Quality Management System, 1994. - 184 p.

95. Tsuchiya, S. Quality maintenance. Zero defects through equipment management. Cambridge, MA: Productivity Press, 1992. - 203 p.

96. Womack, J.P., Jones, D.T., Roos, D. The machine that changed the world. The story of lean production. New York, NY: HarperPerennial. Ed. -1991,323 p.

97. Внедрения методики и режима пастеризации пива в бутылках на Останкинскомпивоваренном заводе.

98. В период с 15.04.04 г. по 15.05.04 г. осуществлялось внедрение методики расчета температур пива в объеме бутылки при пастеризации в туннельно-оросительной установке и технологического регламента ускоренной пастеризации.

99. Испытания показали, что пиво, пастеризованное по ускоренной схеме по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям соответствует требованиям нормативно технической документации.

100. Предложенный режим рекомендован к использованию и внедрению на Останкинском пивоваренном заводе. . 41. Заведующий лабораторией1. Малахова J1.B.