Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.
Наименование инновационного проекта «Производство контейнеров для хранения и транспортировки рыбы в консервирующей среде» |
Рекомендуемая область пременения - сельское хозяйство; |
Назначение, цели и задачи проекта Основное назначение проекта - сохранение качества и эффективное снижение затрат в процессах длительного хранения и транспортировки рыбы, свежих пищевых продуктов и полуфабрикатов в консервирующей среде. Представления о традиционном хранении и перевозке свежевыловленной в прибрежной зоне рыбы и морепродуктов (килька, хамса, мидии, устрицы и т.д.) длительный период времени требующем только процесса замораживания, можно заменить замкнутой системой контейнера, используя легкодоступные азот, углекислый газ, кислород. Для разведения и перевозки рыбы, раков и т.д. известными способами требуется капитальное строительство. В каждом регионе существует давняя проблема хранения овощей и фруктов без потерь. Потери качества сельскохозяйственной продукции в зимний сезон достигают 30 – 50%, а пищевой ценности до 80%. Эти проблемы можно решить в контейнере с моделируемой средой, используя вторичные ресурсы в любом месте их присутствия, приспосабливая старые постройки - небольших населённых пунктов, частных подворий, конструкции ангарного типа для использования легкодоступного современного метода моделирования среды хранения в герметично закрываемом изотермическом контейнере. Выращивание грибов требует постоянного контроля и вмешательства людей для поддержания требуемых условий. Моделируя среду и управляя процессами культивирования грибов в контейнере, так же решается проблема строительства капитальных сооружений Процесс переработки сельскохозяйственных, бытовых и промышленных отходов с помощью микроорганизмов и червей и получение гумуса (самой плодородной составляющей чернозёма), всегда сталкивается спроблемамисезонности. Однако, моделируя замкнутые среды можно интенсифицировать процессы, сделав их всесезонными, получать корм для рыб, птиц (черви) и гумус – самую плодородную составляющую почв, которая пользуется всё возрастающим спросом в стране и за её пределами. |
Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы Существующая система сохранности качества рыбы располагает процессами замораживания свежей рыбы до температуры -18*С, далее следует доставка её переработчику для дальнейшего размораживания и производства консервов, пресервов. В период от вылова до переработчика работают дорогостоящие холодильные установки (расходуя дорожающее топливо, хладагенты в них опасны для окружающей среды и людей), которые обслуживают десятки людей, а в пункте доставки и переработки надо размораживать рыбу, вновь тратя энергию. Себестоимость заморозки и транспортировки За рубежом пошли другим путём, используя для охлаждения лёд, пересыпая рыбу в транспортируемых ящиках с крышками, этот процесс даёт преимущества, однако не решает проблемы снижения качества окончательно. Поднятие рыбы на борт судна сопровождается повышением давления в крови рыб вспениванием азота в крови рыбы до газообразного состояния и разрыва сосудов - своеобразной «кессонной болезни» (термин быстро всплывших водолазов), а это снижает количество белка в рыбе и активирует развитие микрофлоры. Кроме этого пресный лёд по мере таяния уравнивает процентный состав нулевой солёности образовавшейся воды с солёностью морской рыбы, а это приводит к набуханию последней, вымыванию белков крови и снижению её качества. Приёмные суда Англии и Норвегии, очень большой ёмкости, подобно нефтяным танкерам заполняют свои цистерны в океане смесью рыбы и морской воды под давлением, и охлаждают смесь, рассольной системой . После доставки на берег, рыба для дальнейшей длительной транспортировки и хранения требует заморозки. Производство морских гидробионтов (мидии, устрицы креветки и т.д.) в настоящее время сдерживается невозможностью доставки их живыми до потребителя, а использование заморозки снижает их качество и потребительские свойства. Разведение раков, речной креветки и ценной рыбы сдерживается сезонностью и сложностью доставки их живыми к потребителю с полноценными потребительскими свойствами. Растущая потребность в качественном хранении фруктов и овощей в капитальных, приспособленных зданиях сдерживается высокой стоимостью строительства и содержания. Предлагаемые хранилища фруктов и овощей, использующие азот 99,5% , требуют постоянного воспроизводства нужного стандарта хранения из-за потерь в окружающую среду, так как дыхание людей в помещении хранилища с содержанием кислорода менее 19% опасно для жизни. При этом они так же не решают проблемы сохранения качества в процессе перевозки. Рефрижераторные суда ( так называемые «банановозы») используют модули –контейнеры для нагнетания азота в трюма, но при перегрузе на авто и ж/д транспорт меняется среда хранения, что увеличивает риск порчи и преждевременного перезревания бананов. Разведение грибов - сдерживается стоимостью капитального строительства и требует постоянного контроля и поддержания условий на разных стадиях в соответствии технологического процесса выращивания. Это не даёт возможности использовать технологию в частном и фермерском использовании. Переработка сельскохозяйственных, бытовых и частично промышленных отходов производится путём сжигания, воздействием химикатов и т.д. Распространение использования для этих целей микрофлоры и микроорганизмов (МК –бактерий, червей и т.д.) в хозяйственной деятельности (частном, фермерском, промышленном предпринимательстве) сдерживается сезонностью и большими материальными затратами. |
Краткое описание предлагаемого технологического процесса Конструкция предлагаемого контейнера представляет собой замкнутую ёмкость, состоящую из корпуса приспособленного для работы погрузчиком или краном, выполненного из полиэтилена с теплоизолирующей прослойкой. В корпусе есть невозвратный клапан для подвода жидкостей и газов, а так же он снабжён отверстием для слива жидкостей, а по периметру в плоскости соприкосновения с крышкой уложена выступающая уплотнительная резина. Крышка корпуса с отверстием и пробкой является цельной из пищевого двухслойного полиэтилена, Между внутренними и внешними слоями стенок корпуса и крышки уложены слой из алюминиевой фольги и слой из пенополиуретана или пенополистирола. Корпус снабжается датчиками температуры, влажности, состава газа, давления - в зависимости от назначения использования контейнера. Крышка контейнера с теплоизолирующей прослойкой, снабжена перепускным клапаном, предназначенным для сброса избытков газов сверх установленного предела. На крышке установлены прижимные ручки с назначением, обеспечить герметичность замкнутой ёмкости контейнера. Контейнер или группа контейнеров может снабжаться централизованной системой руководства моделирования любой среды, аналогичной командным аппаратам, используемым в бытовых стиральных машинах или холодильниках, устанавливаемым, как на стенке корпуса, так и в местах оперативного руководства процессами больших хранилищ. Принцип работы «Контейнера для хранения и транспортировки рыбы в консервирующей среде». После подъёма рыбы на палубу добывающего судна, её без промедления направляют в контейнер, по мере заполнения контейнера свежевыловленной рыбой, в него доливают воду для создания требуемой смеси. Заполнив корпус смесью рыбы и морской воды, его плотно закрывают крышкой с помощью прижимных ручек. Затем через невозвратный клапан - подают азот для понижения температуры и давления +1атм. - рыбоводной смеси. В конце возможна подача углекислого газа для антисептического воздействия на микроорганизмы. Таким образом, в замкнутой полости контейнера за счет воздействия холодом, консервантом и повышенным давлением, достигается сохранность питательных и вкусовых качества рыбы длительный период времени, от улова до момента переработки или реализации в торговой сети. Получив смесь с температурой 0- минус 1гр.С., контейнеры складируют до 4 уровней послойно, до выгрузки в порту, контролируя и изменяя параметры системой подачи газов. Устройство контейнера позволяет использовать во время перегруза краны, погрузчики. Установленные на кузовах автомобилей в 1-2-3 уровня контейнера, с рыбой и водой, по потребности снабжаются системами поддержания параметров, через систему датчиков и трубок подавая газ. В пункте приёма рыбу по мере надобности (слив воду), выгружают из контейнеров, без затрат на размораживание. Использование контейнера на добывающем судне – производство пряной и маринованной рыбы, созревание которой начинается с момента вылова, доходя до конечного потребителя высококачественной, незабываемым вкусом через 20-30дней (время созревания). Заливка контейнера рыбой и пряной смесью на добывающем судне, герметичное поддержание заданных параметров аналогично вышеописанному процессу. Хранение овощей и фруктов предполагает наличие горизонтальных плоскостей в контейнерах (подобие клеток для куриных яиц), на которых слоями располагают предназначенный для хранения и перевозки продукт, моделируемая среда хранения в контейнере, задаётся и поддерживается аналогично. Выращивание и перевозка живых раков, креветки, мидий, рыбы и т.д. предполагает создание оптимальных условий для их развития подачей рециркулирующей, очищаемой и обогащённой кислородом воды, питания и питательных смесей. Выращивание грибов (на примере шампиньонов) сводится к повторению процессов (технологического цикла производимого в помещениях), в замкнутой ёмкости контейнера, с максимальным использованием механизации. Подавая влагу, влажный воздух, обогащённый кислородом или углекислым газом, работая с антисептиками можно создавать самые благоприятные заданные условия производства, но уже не в специальных дорогостоящих помещениях, а в контейнере с моделируемыми автоматически или вручную процессами. Условия содержания и безопасность работы контейнера. Контейнер представляет собой прочную и приспособленную для длительной эксплуатации конструкцию. Размещение одного или группы контейнеров предполагает наличие помещений без особых условий. Это могут быть устаревшие колхозные фермы, блоки нерентабельных цехов, ангары и т.д., а так же хозяйственные постройки частных жилищ. Естественно по мере возможности, защищённые от солнца, ветра и резких перепадов температуры – длительность эксплуатации контейнеров гарантирована. Эксплуатация контейнера и сопутствующего оборудования не требует особой подготовки и знаний. Безопасность в пределах обслуживания бытовой техники по инструкции. |
Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии В настоящий период времени использование хранилищ для пищевых продуктов имеет форму капитальных сооружений, что является сложившейся за сотни лет формой эволюционного развития. Постоянное развитие этой формы приводит к удорожанию конечного продукта. Экологическая составляющая процессов хранения (замена аммиака, фреонов плюс разнообразие холодильного оборудования (на Кубани его предлагают около 200 фирм), увеличение энергопотребления, трудовые затраты) требует логического упрощения этого процесса. Замена сложившегося состояния меняет применение экологически безопасного и дешёвого азота и других составляющих природного воздуха. Моделирование среды от производителя до потребителя в удобном для транспортировки и хранения «Контейнере с моделируемой средой» на основе природных законов длительного хранения неоспоримая альтернатива. Использование контейнера для хранения и транспортировки рыбы в консервирующей среде. Размеры и оборудование «Контейнера с моделируемой средой» Может быть различным (в зависимости от назначения) по ёмкости и размерам - Большое количество фирм (выпускающих продукцию подобную полиэтиленовому контейнеру с моделируемой средой), разбросанных в различных уголках мира, занимаются ротационным формованием. Наибольшее количество фирм занимающихся ротационным формованием расположено в Северной Америке (США), по данным ARM, на Естественно приведённые данные за десять лет устарели. В настоящий момент изделия по своим задачам равного «Контейнеру для хранения транспортировки рыбы в консервирующей среде» не выпускает никто (данные ФИПС). а) Стоимость выпуска одного изотермического контейнера с моделируемой средой слагается из стоимости контейнера – прототипа и модернизации его под новые, современные задачи. Стоимость контейнера – прототипа (производства ООО «Анион» следующая: Контейнер Крышка - 2832,00 рубля Итого 10 354,00 рубля Стоимость модернизации контейнера максимум + 10-15% (т.е. 11389,4 - 11907,1 рубля). б) В состав устанавливаемого оборудования на мелких рыбодобывающих судах прибрежного лова, помимо контейнеров, входят баллоны (сменяемые по мере использования в процессах консервации) для хранения азота, редуктор с теплообменником – для повышения температуры с -196 град.С до -10, - 15 град.С, воздушный насос для нагнетания азота в контейнер с рыбой и водой (до температуры хранения и перевозки ( + 1 – 0 град.С) и давления 1атм.). Баллоны с углекислотой для создания антисептических свойств в контейнере (в процессе консервации свежей рыбы). Гибкие трубопроводы для подведения газов в контейнеры. Себестоимость азота от 0,19 до 0,7 рубля 1м.куб, в зависимости от требуемой чистоты азота, а это 0,5 – 0,9 рубля на весь период хранения и транспортировки до 5-10 суток . Подобный состав оборудования позволяет отказаться от заготовки льда в береговых условиях, или от установки холодильного оборудования высокой стоимости с высокими эксплуатационными затратами, на маломощных судах . - Стоимость 20 изотермических контейнеров (100 циклов использования) для мелкого рыбодобывающего судна прибрежного лова – 238 142 рубля. - Расход азота на охлаждение рыбо – водяной смеси ( 20 контейнеров = 10 т. смеси – Себестоимость одного цикла использования: 10 тонн смеси 2 381 руб. + 1000 руб. =3 381 руб. Установка и обслуживание рефрижераторной установки, расход дорожающего топлива, содержание персонала, так именуемый старый(существующий) метод хранения и перевозки рыбы, выражается себестоимостью – от 4,5 рублей /1 кг. рыбы до 8,5 руб.кг, за счёт нестабильности единоразового вылова рыбы (от 50 до в) В составе устанавливаемого оборудования на средних рыбодобывающих судах прибрежного лова, помимо контейнеров, используя мобильные установки для производства жидкого азота, аппаратуру с теплообменником – для повышения температуры с -196 град.С до -10, - 15 град.С, воздушный насос для нагнетания азота в контейнер с рыбой и водой (до температуры хранения и перевозки ( + 1 – 0 град.С) и давления +1атм.). Баллоны с углекислотой для создания антисептических свойств в контейнере (в процессе консервации свежей рыбы). Гибкие трубопроводы для подведения газов в контейнеры. Можно достигнуть те же результаты для процесса хранения до заморозки без потерь качества длительный (до 5-10 суток) период времени. Себестоимость азота от 0,19 до 0,7 рубля 1м.куб, в зависимости от требуемой чистоты азота. Себестоимость за счёт подачи на заморозку охлаждённой (с температурой 0 град. С) рыбы снижается на 15-20%. От стоимости заморозки в среднем = 7 рублей/ Использование контейнера с моделируемой средой+Кислород для рыборазведения, выращивания креветок, крабов. Использование контейнера с моделируемой средой совместно с воздухоразделительными установками по производству кислорода и азота для компаний, занимающихся рыборазведением, выращиванием креветок, крабов и мидий, а затем их перевозки - неоспоримо: Для примера можно привести различие в стоимости Мороженая 1$/ Живая 3$/ а) Кислородные установки производят обогащенный кислородом воздух из атмосферного воздуха, они представляют собой экологически чистое, эффективное и очень экономичное оборудование. Проведенные исследования показывают, что при использовании мембранных кислородных установок в инкубационных цехах для выращивания малька удается: увеличить выход мальков до 2-2,5 раз; увеличить выживаемость мальков до 98%; увеличить привес мальков в 1,5-1,8 раз; сократить срок инкубации в 2-2,5 раза. Использование мембранных кислородных установок при подращивании рыбы позволит снизить кормовой коэффициент минимум в 1,3-1,5 раз, повысить привес рыбы в 1,4-1,6 раз и выше. В основе работы кислородных установок + контейнер с моделируемой средой, лежит принцип более полного использования кислорода вырабатываемого при интенсификации выращивания рыбы. Используемая система контейнер – кислородная система, обеспечивает следующие выгодные преимущества: Очень низкая стоимость обслуживания. В установках нет подвижных частей, за счет чего обеспечивается высокая надежность оборудования. Кислородные установки и контейнеры полностью автоматизированы, поэтому для обслуживания оборудования не требуется никакой обслуживающий персонал. Запуск и остановка осуществляется в течение нескольких минут. Оборудование для выращивания контейнер и кислородные установки очень компактны и имеют малый вес, при этом позволяют выращивать рыбу и ракообразных круглый год. Мобильные кислородные станции, которые можно использовать в процессе выращивания, отличают высокие технико-экономические характеристики — они сочетают в себе исключительную надежность и невысокую стоимость получаемого кислорода, около 2–3 руб/м3 , а при применении в контейнере до 1 – 1,5 рубля. Кроме того, в состав таких систем может входить наполнительная рампа, что позволяет на месте осуществлять заправку одновременно нескольких баллонов кислородом под давлением 150 атм. В состав комплекса должны входить «Контейнер для моделирования среды»,трубопроводы для подачи кислорода, мобильная установка по производству кислорода из воздуха и наполнительная станция с баллонами (позволяющими во время перерывов использовать их как накопитель). Хранение сельскохозяйственных продуктов.Использование в пищевом производстве модифицированной атмосферы - среды с инертным газом, позволяет в несколько раз увеличить срок хранения продукта, гораздо лучше сохранить его внешний вид и повысить вкусовые свойства. В качестве инертного газа используется слабореагирующий и малорастворимый в продукте компонент атмосферы - азот. Мембранные азотные установки позволяют эффективно удалять из воздуха наиболее активный компонент атмосферы, способствующий порче продуктов - кислород. Использование контейнера и установок по производству азота позволяет предохранять пищевые продукты от окисления, появления плесени, размножения микроорганизмов, а также вредных насекомых. Использование контейнеров для задач хранения пищевых продуктов, в условиях моделируемой среды, а также создания контролируемой среды избавляет от целого ряда проблем: Окисления. Окислители, в частности кислород, особенно действуют на непредельные жирные кислоты. При этом появляются неприятные запахи и вкусы, в частности - у таких продуктов как масло, маргарин, орехи, картофельные чипсы. Для большинства скоропортящихся продуктов этот процесс можно замедлить понижением содержания кислорода в упаковке до уровня ниже 2%. Современные установки производят азот чистотой до 99,9%. Появления плесени. Плесень - один из основных организмов, приводящих в негодность продукты. Заполнение контейнера высокочистым азотом (98-99,9% чистоты) эффективно предотвращает рост плесени. Размножения микроорганизмов. Размножение микроорганизмов, прежде всего - бактерий, делает пищу ядовитой. Этот процесс можно остановить или замедлить заполнением контейнера смесью азота и диоксида углерода. Вредных насекомых. Инертная азотная атмосфера защищает от насекомых. Она убийственна для большинства из них. Таким образом, хранение продуктов в среде с модифицированной атмосферы контейнера позволяет увеличить срок хранения продукта, сохранить его вкусовые качества, существенно увеличивая конкурентоспособность продукции. В высокоразвитых странах в пищевом производстве модифицированная атмосфера широко используется для хранения и упаковки таких продуктов питания как масло, сыры, соки, газированные напитки, йогурты, кофе, орехи, картофельные чипсы и многое другое. Надежность и простота основа всей системы. Для хранения овощей и фруктов не требуется дорогостоящих специальных сооружений и транспорт, все процессы хранения происходят в изотермическом контейнере с моделируемой средой, размещать его можно в простейших ангарах. В системе нет подвижных частей. Контроль состава системы: контейнер – подача азота, производится автоматически. После получения азот поступает прямо в контейнер, минуя среду помещения хранилища с подвергающейся изменениям атмосферой. Получаемый при помощи установок азот и его температура от двух до десяти раз дешевле содержания газовой среды и температур современных хранилищ. Регулируемость. С помощью современных датчиков можно контролировать и регулировать среду хранения в любом количестве контейнеров с с/х продукцией, без доступа человека. Удобство. Хранение и поддержание консервирующей среды ( газовый состав, температура, влажность и т.д.) сводится к контролю датчиками дистанционно. Себестоимость. Себестоимость хранения в контейнере с моделируемой средой объёмом Стоимость системы - контейнер + азот = 11907,1рубля + 0,07 рубля ( Слагаемая стоимости Российских яблок одного сезона = 10 руб./1 кг. + 30 рублей (стоимость системы) = 40 рублей (4 сезона использования контейнера =10рублей/ Стоимость использования контейнера 1сезон соизмерима со стоимостью Новозеландских яблок в сезон зима - весна – начало лета = 35-70 рублей/ При этом для содержания контейнеров, исключаются потери не требуется строительство дорогостоящих хранилищ с рефрижераторными установками, их обслуживание, энергетические затраты и экологический риск применения хладагентов. Сравнительные примеры. Тесты с яблоками, хранящимися с помощью системы контроля атмосферы хранилищ, продемонстрировали ошеломляющие результаты. Сравнительная сохранность фруктов и овощей в обычном атмосферном воздухе хранилища и заполняемого азотом показана в таблице. В таблице также приведены сроки хранения различных плодов при использовании стандартной холодильной системы и системы контроля атмосферы в хранилищах (хранение и перевозка в контейнере еще выше). Однозначно, сохранность и себестоимость продукции в контейнерах с моделируемой средой – позволяющих без строительства дорогостоящих хранилищ (в которых происходят постоянные изменения параметров хранения), и в более широком диапазоне времени (от сбора урожая до потребителя за тысячи километров, например, Сибирь) - ещё выше. Другие примеры и доводы использования контейнера (выращивания грибов, переработки пищевых и других отходов с помощью червей и микроорганизмов и т.д.) для создания соответствующих моделируемых сред не приводятся т.к. параметры использования требуют более детальной обработки, и уточнения, однако логическое развитие и принятие решений, в данном направлении, неоспоримо. |
Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса Высокая производительность. На обслуживание контейнера для хранения и транспортировки рыбы в моделирующей среде, поддержание заданных параметров, складского учёта не требуется постоянного присутствия работников, в различный период их может быть от 1 до 5 человек на хранилище от 50 до 5000 тонн. Энергосбережение. В системе контейнер + газопроизводящий блок, энергетические затраты несёт только моделирующий среду блок - энергопотребление установок производства газов от 2 квт/ч до 140 квт/ч ( в зависимости от объемов использования), но постоянного работы они не требуют и поэтому экономичны (себестоимость Расход кислорода в контейнерах выращивания рыбы от Экология и безопасность Отказ от использования хладагентов – аммиака, фреонов, а использование природных газов азота, углекислого газа и кислорода, основа экологической безопасности «Контейнера для хранения и транспортировки рыбы в консервирующей среде». Снижение энергетических затрат от сжигания топлива – вторая составляющая предлагаемого проекта. Безлюдная технология. Поддержание состояния консервирующей среды не требует постоянного контроля со стороны работников, контроль производят системы регистрации и поддержания параметров с единого пульта управления. Присутствие требуется во время загрузки, складирования (с присоединением газовых шлангов) и выгрузки «Контейнеров с моделируемой средой» из хранилищ. |
Новые потребительские свойства продукции - снижение материалоёмкости; |
Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам Продукция соответствует государственным стандартам. |
Стадия и уровень разработки Технологические процессы производства контейнеров используются российскими компаниями. |
Предлагаемые инвестиции 30 млн. руб. |
Рынки сбыта Распространение системы контейнер + установки производства газов возможно в любых районах России независимо от природных условий, особая потребность на территории ЮФО (или Краснодарского края в частности), с наиболее развитым сельским и рыбным хозяйством (и соответственно потребителем «Контейнера с моделируемой средой»). |
Возможность и эффективность импортозамещения Предлагаемый в проекте «Контейнер для хранения и транспортировки рыбы в консервирующей среде» по своим функциональным возможностям и применению, простоте производства и содержания, не имеет аналогов на рынке продукции и услуг. |
Возможность выхода на мировой рынок |
Срок окупаемости (в месяцах) 24 |
Дата поступления материала 14.11.2006 |
У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)
Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)
Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)