10806

2.Большая советская энциклопедия. – М.: Советская

С.С. Морунова, В.Г. Яхно, А.А. Гаврилова

ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, ФБГНУ «Федеральный исследовательский центр Институт

прикладной физики Российской академии наук»

РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И СЫРЬЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ ВЫСЫХАЮЩЕЙ КАПЛИ

Для качественной здоровой жизни человеку необходимы безопасные для его здоровья продукты питания. Однако, именно качество производимых продуктов питания в последнее время оставляет желать лучшего: часто отмечается несоответствие указанному на этикетке составу, несоблюдение Госстандартов [2]. По мнению директора экспертного департамента «Росконтроль» М. Н. Рудакова (https://roscontrol.com) мониторинг качества пищевой продукции, проводимый Росконтролем на протяжении последних трех лет, показывает отсутствие стабильности даже у крупных производителей. По данным НИИ питания РАМН, 30-50% всех болезней россиян связано с некачественным питанием [3]. В связи с этим, вопрос продовольственной безопасности в настоящее время является одним из приоритетных направлений инновационных технологий в сельском хозяйстве.

Существующие классические биохимические способы анализа, производимые на спектрофотометре, требуют дополнительной подготовки исследуемого образца (растирание, фильтрование, центрифугирование и др.), значительного времени, дорогостоящего оборудования и реактивов, специально оборудованных помещений (лабораторий, оснащенных вытяжной вентиляцией и др.), а также обученного квалифицированного персонала [1]. В производственных и полевых условиях часто нужно за короткое время выявить фальсификат, отбраковать некачественную продукцию или сырье. Здесь необходимы экспресс-методы, не требующие подготовленных специалистов, использующие компактные и недорогие измерительные приборы.

490

Целью данной работы было разработать новый метод экспрессанализа продуктов питания и сырья на основе технологии высыхающей капли.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1.Провести измерения акусто-механических показателей продуктов питания (молока, соков) различной степени разведения и жирности для создания базы данных.

2.Произвести калибровку прибора.

3.Дать оценку возможности применения прибора в перерабатывающей промышленности и АПК и рекомендации производству.

Материалы и методы. В качестве исследуемых образцов были взяты молоко с жирностью от 3,2 до 4%, водный раствор сухого молока и заменителя, морковные соки и нектары от различных производителей, их водные растворы. Для анализа продуктов использовали лабораторный прототип «Аппаратно-программный комплекс анализа жидкостей при помощи технологии «высыхающей капли» ТВК-1», разработаный отделом «Радиофизические методы в медицине» ИПФ РАН (заведующий д.ф.-м.н., Яхно Владимир Григорьевич). Метод основан на изменении механических свойств высыхающей капли жидкости которые регистрируются с помощью акустической импедансометрии. Аппарат для измерения имеет малые габаритные размеры, оснащен USB-портом для подключения к компьютеру (ноутбуку) и флеш-подобным сенсорным датчиком с кварцевой пластинкой, на которую капают капельку исследуемой жидкости в количестве 3 мкл. Частота колебаний сенсора лежжит в пределах 1000 Гц. Процесс высыхания капли в зависимости от свойств жидкости и влажности окружающего воздуха занимает от 15 до 30 минут. Полученные сигналы анализируются программным обеспечением, визиализируются в форме импеданс-годографа и сравниваются с соответствующими данными эталонного образца, прописанного заранее.

Результаты исследования. В результате проведенных исследований были получены годографы для молочных продуктов (рис. 1а) и соков (рис. 1б). На рисунке 1а показано явное отличие заменителя сухого молока многокомпонентным составом, включающим молоко сухое обезжиренное, сыворотка молочная деминерализованная, крахмальная патока, заменитель молочного жира, эмульгаторы (Е471), стабилизаторы (Е331) от сухого цельного молока с массовой долей жира 26% и цельного молока с жирностью от 3,2 до 4%, что дает основание полагать возможное применение данного метода при выявлении фальсификатов молока. Такую же высокую чувствительность метод показал и при исследовании образцов соков и нектаров.

491

а)

б)

Рис. 1. Импеданс-годографы для молока (а) и для нектаров и соков (б).

Для исследования были взяты нектар «Спеленок» с составом: морковное пюре, вода, сахар, сок «Морсок» с составом: морковь, питьевая вода, сахар, лимонная кислота, и нектар «Теди», вклю чающий кроме лимонной кислоты аскорбиновую (витамин С). При этом количество углеводов в образцах было примерно одинаковым 11,2-12,6 г. на 100 г.

492

продукта, бета-каротин – чуть более 2 мг. Форма кривой годографа имела отличия в зависимости от состава продукта. При этом «Морсок», как указано на этикетке, содержит не менее 30 мг витамина С без указания введения аскорбиновой кислоты в состав продукта, столько же его содержится в нектаре «Теди», где этот компонент указан в составе. Такие же различия показаны при растворении напитков и молока водой. Выявленные различия имеют особенную важность при исследовании продуктов функционального назначения (детское и диетическое питание).

Таким образом, проведенные серии экспериментов показали: перспективность в продолжении исследований, простоту и высокую

чувствительность метода, процесс измерения не тратит много времени, позволяет измерять образец без предварительной подготовки, не нарушая его целостности и структуры, в дальнейшем позволит производить контроль качества продукции на поточной линии производства, на складах, в полевых условиях.

Литература

1.Лакиза Н. В. Анализ пищевых продуктов. / Н. В. Лакиза, Л. К. Неудачина. / Министерство образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. − Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. − 188 с.

2.Петросян В. С. Химические спутники Земли и химические бумеранги: проблемы химической безопасности. / В. С. Петросян. // Химия

винтересах устойчивого развития. – 2011.- №19. – с. 345-358.

3.Современные технологии производства здоровой пищи. // Режим доступа: http//www. ion.ru/index.php/2016-03-05-07-07-36/424.

В.А. Филин, И.С. Домрачева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Экологический контроль представляет собой важнейшую меру обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды. Его основная задача заключается в обеспечении соблюдения экологического законодательства и выполнения мероприятий по охране окружающей среды всеми хозяйствующими субъектами. В настоящее время законодательством Российской Федерации в области охраны окружающей среды определено три вида экологического контроля [1]:

493

государственный экологический надзор, осуществляемый уполномоченными федеральными органами исполнительной власти и органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации и направленный на обеспечение выполнения обязательных требований в области охраны окружающей среды;

производственный экологический контроль, проводимый хозяйствующими субъектами с целью обеспечения выполнения мероприятий по охране окружающей среды, а также в целях соблюдения обязательных требований, установленных законодательством;

общественный экологический контроль, организуемый для реализации прав граждан на благоприятную окружающую среду и предотвращения нарушения законодательства в области охраны окружающей среды.

Наиболее значимой частью общей системы экологического контроля является государственный экологический надзор (далее – ГЭН), представляющий собой один из важнейших механизмов экологического управления, способного содействовать сохранению окружающей среды. Несмотря на важную роль в вопросе охраны окружающей среды, ГЭН на протяжении длительного времени оставался низкоэффективным, что, в частности, было связано с ориентированностью ГЭН на выявление нарушений, а не на их предотвращение. Среди существенных недостатков ГЭН также можно выделить несовершенство законодательной базы, низкий уровень взаимодействия органов исполнительной власти различных уровней, превышение потенциальных возможностей контрольно-надзорных органов в отношении количества подконтрольных объектов, отсутствие учета показателей состояния среды в рамках системы оценки эффективности ГЭН и др.

Важные изменения в области государственного экологического надзора инициированы проведением реформы контрольно-надзорной деятельности (далее – КНД), проводимой в Российской Федерации с 2016 года [2, 3]. Программой реформы определены целевые показатели, такие как: снижение ущерба охраняемым законом ценностям (в частности жизни

издоровью человека), снижение уровня материального ущерба по контролируемым видам рисков, снижение административной нагрузки на организации и граждан, осуществляющих предпринимательскую деятельность, повышение эффективности организации КНД и др.

Реформа затрагивает более пятидесяти видов государственного контроля (надзора), в том числе и государственный экологический надзор,

иреализуется по восьми основным направлениям, включающим:

внедрение риск-ориентированного подхода (формирование планов проверок с учетом категории риска объекта ГЭН позволит снизить общее количество проверок объектов, для которых потенциальные риски минимальны, при этом освободившиеся ресурсы будут направлены на

494

объекты с более высокой категорией риска);

внедрение системы оценки результативности и эффективности (направленность на разработку показателей, дающих объективную оценку КНД исходя из состояния среды, а не из количества проведенных проверок, а также использование систем показателей, характеризующих результативность контроля как с точки зрения предупреждения, предотвращения, минимизации последствий нарушений, так и с точки зрения достижение общественно значимых результатов);

систематизация, сокращение количества и актуализация обязательных требований (что позволит хозяйствующим субъектам оперативнее и более полно учесть и обеспечить выполнение требований);

внедрение системы комплексной профилактики нарушений обязательных требований (размещение в открытом доступе перечней нормативно-правовых актов, содержащих обязательные требования и введение проверочных листов позволяет как повысить эффективность проведения мероприятий по контролю, так и снизить нагрузку на подконтрольные объекты, при этом проверочные листы позволят объектам самостоятельно проверить соблюдение обязательных требований);

внедрение эффективных механизмов кадровой политики;

внедрение системы предупреждения и профилактики коррупционных проявлений;

автоматизация контрольно-надзорной деятельности (создание единой информационной среды для информирования поднадзорных субъектов об объектах и результатах проверок, а также переход от традиционных проверок к дистанционным повысит эффективность КНД);

повышение качества реализации контрольно-надзорных полномочий на региональном и муниципальном уровнях.

Несмотря на положительные изменения, напрямую связанные с реформой КНД, в ходе проведения реформы остается нерешенным ряд вопросов. В первую очередь, внимания заслуживает изменение количества проведенных проверок. Применение риск-ориентированного подхода при формировании ежегодных планов проверок, безусловно, позволяет снизить количество плановых проверок, но не оказывает влияния на число внеплановых проверок, количество которых за последнее время сократилось незначительно. В связи с этим возникает необходимость в разработке и принятии критериев для определения целесообразности назначения внеплановых проверок.

Еще одним существенным недостатком является недостаточная проработанность проверочных листов для многих видов ГЭН [4]. Основной проблемой является достаточно большое количество нормативно-правовых актов, содержащих обязательные требования. В настоящее время работа по сокращению количества обязательных требований продолжается, но по многим видам ГЭН этот перечень все еще

495

остается излишне обширным и требует более детальной проработки. Также возникают проблемы с реформированием КНД на

региональном уровне. В ряде регионов обнаруживаются проблемы нехватки квалифицированных кадров и отсутствием материальнотехнического обеспечения для автоматизации КНД. Здесь необходимо учитывать, что между отдельными регионами существуют социальноэкономические различия, в связи с чем важно применять индивидуальный подход при реализации реформы на региональном уровне.

Изменения в КНД напрямую затрагивают и производственный экологический контроль (далее – ПЭК). Применение рискориентированного подхода снижает нагрузку на предприятия и организации путем снижения количества плановых проверок. В связи с этим существует вероятность того, что на ряде предприятий может снизится эффективность реализации программы производственного контроля, что может привести к несвоевременному обнаружению нарушения обязательных требований и в конечном итоге оказать влияние на выполнение основного критерия оценки эффективности системы экологического контроля – значение показателей состояния среды.

К положительным изменениям в вопросах реализации ПЭК стоит отнести утверждение подзаконных нормативных правовых актов, устанавливающих требования к программе ПЭК и отчету о реализации ПЭК [5, 6]. Отсутствие данных документов и, как следствие, отсутствие единых подходов и требований к организации ПЭК многие годы создавало массу проблем как для хозяйствующих субъектов, так и для надзорных органов.

И, наконец, последний вид экологического контроля - общественный экологический контроль – в настоящее время получает определенное развитие, в т. ч. разработаны подзаконные акты, определяющие порядок организации деятельности общественных инспекторов по охране окружающей среды, порядок их взаимодействия с государственными надзорными органами [7]. Однако механизмы реализации общественного контроля в настоящий момент времени находятся в состоянии формирования и его результативность и эффективность можно будет оценить лишь по прошествии некоторого времени. Вместе с тем можно отметить довольной узкий спектр прав (полномочий) общественных инспекторов, ставящий под сомнение возможности общественного контроля по предотвращению нарушения законодательства в области охраны окружающей среды.

В целом, в настоящее время в системе экологического контроля наметились положительные тенденции, что, в частности, связано непосредственно с проведением реформирования контрольно-надзорной деятельности. Однако внедрение реформы на практике показало, что существует ряд проблем, не позволяющих реализовать ее в полной мере, и

496

требуется дальнейшая работа по устранению этих недостатков.

Литература

1.Федеральный закон от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».

2.Распоряжение Правительства РФ от 01.04.2016 № 559-р «Об утверждении плана мероприятий ("дорожной карты") по совершенствованию контрольно-надзорной деятельности в Российской Федерации на 2016 – 2017 годы».

3.Паспорт приоритетной программы "Реформа контрольной и надзорной деятельности" (приложение к протоколу президиума Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и приоритетным проектам от 21.12.2016 № 12).

4.Приказ Росприроднадзора от 18.09.2017 № 447 «Об утверждении форм проверочных листов (списков контрольных вопросов)».

5.Приказ Минприроды России от 28.02.2018 № 74 «Об утверждении требований к содержанию программы производственного экологического контроля, порядка и сроков представления отчета об организации и о результатах осуществления производственного экологического контроля».

6.Приказ Минприроды России от 14.06.2018 № 261 «Об утверждении формы отчета об организации и о результатах осуществления производственного экологического контроля».

7.Приказ Минприроды России от 12.07.2017 № 403 "Об утверждении порядка организации деятельности общественных инспекторов по охране окружающей среды».

М.С. Прокопенко, А.В. Иванов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Внастоящее время проблема изменения климата является основной

вчисле глобальных проблем нашей планеты. По мнению большинства ученых-исследователей, нерациональное потребление природных ресурсов и загрязнение среды отходами всех категорий, в особенности, выбросами промышленных установок, в ближайшие сто лет приведут к необратимым последствиям для планеты, а значит, и для человечества. С целью снижения отрицательного воздействия (предотвращения изменения

497

климата и уменьшения загрязнений) на окружающую среду необходимо соблюдать соответствие технологических процессов требованиям экологичности.

Целью данной работы является проведение экологического анализа (оценки отрицательного воздействия на окружающую среду) криогенной воздухоразделительной установки (ВРУ), используемой для отделения кислорода и азота из воздуха при низких температурах.

Воздухоразделительные установки широко используются в промышленности. Практически все продукты разделения воздуха имеют экономическую ценность, поскольку их использование позволяет реализовать множество технологических операций в разных сферах промышленности. Кислород, азот, аргон, неон, криптон, ксенон и гелий нашли широкое применение: в нефтегазовой промышленности и химической индустрии, в черной и цветной металлургии, в фармацевтике, в пищевой промышленности, обработке отходов производстве стекла и электроники.

Цель ВРУ - производить смеси кислорода, азота, аргона и редких газов из окружающего воздуха с помощью низкотемпературной ректификации. Эти газы обычно используются в нефтеперерабатывающих заводах и в процессе добычи нефти. Применение ВРУ удобно, потому что сырье доступно бесплатно и в неограниченных количествах.

Первая криогенная дистилляционная установка с одной колонной была построена в 1902 году и вскоре после этого была реализована в двухколонной конструкции. Данная установка состоит из компрессоров, колонн низкого и высокого давления и двух комплектов теплообменников. Колонки низкого и высокого давления термически взаимосвязаны [1]. Схема представлена на рис. 1.

В основе работы криогенных установок разделения воздуха лежит метод низкотемпературной ректификации, базирующийся на разности температур кипения компонентов воздуха и различии составов, находящихся в равновесии жидких и паровых смесей. В процессе разделения воздуха при криогенных температурах между находящимися в контакте жидкой и паровой фазами, состоящими из компонентов воздуха, осуществляется массо- и теплообмен. В результате паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом (компонентом, имеющим более низкую температуру кипения), а жидкая высококипящим компонентом. Таким образом, поднимаясь по ректификационной колонне вверх, пар обогащается низкокипящим компонентом — азотом, а стекающая вниз жидкость насыщается высококипящим компонентом — кислородом.

498

Рис. 1. Криогенная дистилляционная установка в двухколонной конструкции

Рис. 2. Схема ВРУ АжКж-0,06

Криогенный метод — единственный метод, который обеспечивает высокую чистоту продуктов разделения при, что немаловажно, высоком коэффициенте извлечения, и любом количестве продукта, что обуславливает высокую экономичность. При этом метод позволяет одновременно получать несколько продуктов разделения и получать продукты, как в виде газа, так и в виде жидких продуктов.

В анализируемой установке процесс разделения газовой смеси происходит в ректификационной колонне. Установка работает при давлении больше атмосферного (). Схема представлена на рис. 2. Технические характеристики приведены в табл. 1.

499