Современные проблемы в области аппаратурного оформления пищевых производств

41

2.Конструкция должна допускать возможность сборки из предварительно собранных составных частей. Принцип узловой сборки позволяет осуществлять параллельную сборку этих составных частей.

3.Конструкция должна допускать возможность расчленения на рациональные составные части. Технологическое преимущество можно получить в том случае, когда механизмы составных частей изделия, выполняющие определенные функции, являются одновременно и его технологическими составными частями.

4.Для сокращения длительности сборки желательно предусматривать возможность одновременного и независимого друг от друга присоединения различных составных частей к базовой детали (базовому элементу).

5.Для соблюдения принципа взаимозаменяемости необходимо избегать многозвенных размерных цепей, которые сужают допуски на размеры составляющих звеньев. Если сократить число звеньев невозможно, то предусматривают подвижный или неподвижный компенсатор.

6.Для достижения требуемой точности взаимного положения элементов собираемого изделия надо совмещать конструкторские базы с измерительными, от которых задаются выдерживаемые при сборке размеры.

7.Необходимо предусматривать возможность удобного и свободного подвода высокопроизводительного механизированного инструмента к местам соединения деталей, а также легкость захвата их грузоподъемными устройствами для транспортировки и установки на собираемое изделие.

8.Следует предусматривать возможность механизации и автоматизации сборочных работ при узловой и общей сборке.

Требования, предъявляемые к выбору технологического оборудования [16].

1. Технологические: обеспечивающие выполнение технологических процессов, оптимальных режимов переработки; законы, формы, скорости и траектории движения рабочих органов; физико-химических свойств сырья и продуктов.

42

2.Технико-экономические показатели оборудования: оптимальные размеры, площадь, вес; расход энергии, воды, пара; минимальная себестоимость на единицу производительности.

3.Высокая износостойкость рабочих органов, высокая долговечность, повышенный срок службы.

4.Возможность передачи движения машине, ее отдельным частям и рабочим органам от индивидуальных приводов электродвигателей или гидромоторов.

5.Надежная герметизация и рациональное перемещение аспирируемых объемов парогазовых смесей.

6.Составление аппаратов и машин из отдельных, легко соединяемых блоков; обеспечение функционально-узлового принципа компоновки агрегата, минимальной номенклатуры комплектующих изделий.

7.Эксплуатационные: обеспечивающие простоту управления и обслуживания, предусмотрение мер сигнализации опасных режимов работы, появление взрыво- и пожароопасных ситуаций, нарушения герметичности и т.п.; выполнение мероприятий и установку устройств для безопасного прекращения процессов.

8.Требования техники безопасности и охраны окружающей среды, обеспечивающие пожаро- и взрывобезопасные условия ведения технологического процесса и очистку вредных компонентов в газовых выбросах и сточных водах до норм предельно допустимых выбросов.

9.Товарные (потребительские), обеспечивающие соответствующий вид продукции.

10.Экономические, требующие минимально возможных затрат времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию агрегата, минимальную его стоимость после освоения в производстве.

11.Унификация и нормализация деталей и сборочных единиц, применение экономичных профилей деталей.

12.Автоматизация контроля и регулирования технологических процессов.

13.Статическое и динамическое уравновешивание быстровращающихся деталей и рабочих органов, совершающих воз-

43

вратно-поступательные или вращательные движения; предупреждение вибраций опор и перекрытий, чрезмерного износа подшипников.

14.Не допускать превышения норм по шумам, заменяя ударные действия механизмов безударными возвратнопоступательными, равномерно-вращательными; применять для защиты от вибраций амортизаторы из упругих материалов, обеспечивать снижение уровня шума, включая помещения машин в звукозащитные кожуха.

15.Техническое совершенство и высокое качество аппаратов и машин, обеспечивающее их патентоспособность.

44

4. НАЦИОНАЛЬНЫЕ И МЕЖДУНАРОДНЫЕ ПРОГРАММЫ СОЗДАНИЯ

НОВЫХ ПОКОЛЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ

4.1.Развитие промышленности на период до 2020 года

На протяжении всех лет рыночного хозяйствования государство предпринимало попытки планирования и прогнозирования инновационного развития страны. Так, в 2005 году были приняты Основные направления политики Российской Федерации в области развития инновационной системы на период до 2010 года, в 2006-м – Стратегия развития науки и инноваций в Российской Федерации до 2015 года. Наконец, была принята Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года.

Государственная программа Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 29 августа 2013 г. № 1535-р) предусматривает создание в России конкурентоспособной, устойчивой, структурно сбалансированной промышленности, способной к эффективному саморазвитию на основе интеграции в мировую технологическую среду и разработке передовых промышленных технологий, нацеленной на формирование новых рынков инновационной продукции [17].

Отрасли, ориентированные на инвестиционный спрос (машиностроение, станкоинструментальная промышленность, пищевая) проведут модернизацию технологической базы, обеспечат значительный по объему приток внебюджетных инвестиций в обновление основных фондов и увеличение производственной мощности, сформируют потенциал для развития на мировых рынках за счет повышения производственной эффективности и энергоэффективности, обеспечат рост производительности труда за счет использования передовых технологий и современного оборудования.

Положительное системное воздействие на развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности окажет разработка технических регламентов и национальных стандар-

45

тов, которая будет способствовать устранению неоправданных технических барьеров в торговле путем гармонизации национальных стандартов и классификаторов с международными стандартами, а также увеличение количества разработанных, внедренных и запатентованных технологий. Уровень гармонизации национальных стандартов с международными в 2015 году составит 48 %, а в 2020-е годы – 56,5 %.

Предусмотрено обеспечение ежегодного обновления фонда национальных стандартов на уровне, соответствующем мировому (10–12 %). Применение современных национальных стандартов и средств измерений позволит российским товаропроизводителям повысить экспорт их продукции на 5–7 %.

Будут созданы необходимые условия для продвижения инновационной российской продукции и технологий на мировые рынки, обеспечено наиболее полное развитие потенциала современной российской метрологической инфраструктуры, создание эталонов нового поколения. В совокупности использование национальных стандартов и обеспечение единства измерений в экономике России даст прирост ВВП на 2 % ежегодно.

Глубокая трансформация промышленности в России происходит на фоне крайне динамичной ситуации в мировом индустриальном секторе, где за последние двадцать лет произошли кардинальные перемены как в организации производства на основе современных информационных технологий, так и в технологической и товарной структуре промышленности на основе применения новых материалов. Необходимо создание глобально конкурентоспособного сектора биоэкономики, который, наряду с наноиндустрией и информационными технологиями, должен стать основой модернизации и построения постиндустриальной экономики.

Формирование экономических регионов на Дальнем Востоке и на западных границах Российской Федерации создает новые возможности для промышленных компаний. Вместе с тем, интенсивная региональная и технологическая интеграция приводит к росту конкуренции за потребителя и ресурсы.

Цель подпрограммы «Сельскохозяйственное машиностроение, пищевая и перерабатывающая промышленность» состоит в

46

развитии конкурентоспособности отрасли и обеспечении сельского хозяйства современной российской сельскохозяйственной техникой, пищевой и перерабатывающей промышленности – современным российским оборудованием в количестве и составе, достаточном для реализации Доктрины продовольственной безопасности и Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации до 2020 года.

Задачи подпрограммы:

создание отечественных конкурентоспособных образцов сельскохозяйственной техники и оборудования для пищевой и перерабатывающей промышленности, отвечающих современным требованиям эксплуатации, используемых агротехнологий, безопасности труда путем стимулирования инновационного развития отрасли и инвестиций в НИОКР;

создание в России производства сельскохозяйственной техники и оборудования для пищевой и перерабатывающей промышленности, соответствующего международным стандартам, путем модернизации существующих производственных мощностей и/или создания новых.

В среднесрочной перспективе развитие станкостроения в России детерминировано необходимостью удовлетворения растущего спроса отечественного машиностроения в современных технологических средствах, при этом необходимо максимально уйти от принципа инерционного развития, которое осуществляется посредством исключительно технологической модернизации, и перейти на инновационную модель развития, обеспечив тем самым высокий конкурентный потенциал продукции отрасли как на локальном, так и на внешних рынках.

Цель подпрограммы «Станкостроение» – развитие отечественной станкоинструментальной промышленности, повышение ее конкурентоспособности и создание категорий импортозамещающих средств машиностроительного производства, которые относятся к технологиям двойного назначения и наиболее востребованы стратегическими организациями машиностроительного и оборонно-промышленного комплексов.

Задачи подпрограммы – разработка и подготовка серийного производства конкурентоспособных импортозамещающих

47

средств машиностроительного производства (прежде всего механообрабатывающего оборудования и инструмента), необходимых для технологического перевооружения российских стратегических машиностроительных организаций; организация высокоэффективных производственных участков и цехов по выпуску разработанных средств машиностроительного производства в ведущих российских организациях станкостроительной и инструментальной промышленности, в том числе создание условий для развития специализированного станкостроения.

Поддержка инновационного развития станкоинструментальной промышленности состоит из нескольких направлений:

новые лазерные технологии; технологии для обработки листового металла;

прецизионные металлорежущие станки и кузнечнопрессовое оборудование с компьютерным числовым программным управлением с тремя и более связанными осями;

машины для резания материалов несвязанными абразивными зернами, заключенными в жидких или сыпучих рабочих средах (пескоструйное, абразивоструйное, термоабразивное и гидроабразивное оборудование);

станки для лучевой (лазерной, плазменной) формообразующей обработки;

прецизионные электроэрозионные станки;

оборудование для изготовления моделей и форм для литья;

термопластавтоматы (инжекционно-литьевые машины для пластмасс);

установки для изготовления прототипов и деталей методами послойного синтеза (3D-плоттеры, стереолитографическое оборудование);

оборудование для намотки и выкладки. Машиностроители испытывают конкурентное давление со

стороны не только традиционных поставщиков, но и со стороны динамично развивающихся производителей развивающихся стран, прежде всего из Китая.

Указанные проблемы могут быть ликвидированы за счет инновационного развития машиностроения, которое будет обес-

48

печено путем разработки и внедрения передовых технологий и конструкций в производство, разработки и создания в рамках Подпрограммы новых образцов оборудования, отвечающего требованиям энергоэффективности и надежности, а также обеспечивающих импортозамещение.

Металлургическая промышленность ориентирована в первую очередь на внутренний рынок. Приоритетными являются инновации, связанные с выпуском новых видов продукции, развитием производства продукции более высокой технической готовности, прокатной продукции из легких и тяжелых цветных металлов, электродной, углеграфитовой, твердосплавной, полупроводниковой продукции, а также инновации, направленные на совершенствование технологий, улучшение экологической ситуации, снижение расходов всех видов ресурсов, поскольку в настоящее время ресурсоемкость российских производств выше, чем за рубежом [18].

Сценарий инновационного развития, наряду с использованием конкурентных преимуществ в энергосырьевом секторе, предполагает прорыв в развитии высоко- и среднетехнологичных производств. Инновационный сценарий выступает в качестве целевого для экономической политики, поскольку только он в полной мере позволяет реализовать стратегические ориентиры развития России.

4.2. Перспективы использования материалов новых поколений

Новый этап (шестой технологический уклад) научнотехнической и технологической революции основан на том, что промышленное производство будет базироваться на открытиях в новых областях (биотехнологии, нанотехнологии, мембранных технологиях и др.), а также использовании новых материалов.

В истории человечества создание тех или иных материалов позволяло сделать качественный скачок в целых отраслях экономики – самолетостроении, атомной промышленности, машиностроении и других. Создание новых материалов должно быть взаимоувязано с вопросами технологий, конструкций и их

49

использования. На основе анализа приоритетных направлений и критических технологий развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, приоритетов государственной политики в промышленной сфере и тенденций развития материалов в мире разработаны «Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» [19]. Развитие приоритетного направления в средне- и долгосрочной перспективе определяется: развитием технологий компьютерного моделирования материалов и процессов; разработкой интеллектуальных и настраиваемых конструкционных материалов; распространением технологий производства на основе молекулярной самосборки; разработкой новых типов материалов – легких и обладающих повышенной прочностью (в первую очередь композиционных); функциональных покрытий и слоистых материалов, обеспечивающих защиту конструкций; создание новых типов наноразмерных катализаторов для глубокой переработки сырья, наноструктурированных мембранных материалов и др.

Использование материалов нового поколения в машиностроении связано со следующими направлениями.

Разработка методов получения наноструктурного перлита в массивных изделиях, а также наноразмерных фаз в безникелевых высокопрочных, конструкционных сталях и создание на их основе технологий производства перспективных экономнолегированных материалов с высоким запасом прочности и вязкости.

Изучение и применение научных основ и технологии поверхностной обработки промышленных сталей и сплавов с помощью высокоэнергетических воздействий и гомогенногетерогенных катализаторов для создания суперпрочных нанокристаллических слоев, стойких к истиранию.

Создание технологии ультразвуковой обработки поверхности для создания упрочненных поверхностных слоев с нанокристаллической структурой в аустенитных и мартенситных сталях.

Конструирование самоорганизующихся (адаптирующихся) наноструктурированных, в т. ч. многослойных нанола-

50

минатных покрытий для экстремальных условий эксплуатации в различных областях машиностроения.

Строительство опытно-промышленных установок для получения перспективных наноматериалов методами закалки из расплава и интенсивной пластической деформации.

Выработка сверхвысокопрочных свариваемых сталей повышенной износостойкости с пределом текучести до 1600 Н/мм2

взамен используемых сталей с пределом текучести не более

800 Н/мм2.

Примером успешной разработки новых материалов для использования в пищевой промышленности является использование новых видов пищевой жести с оловянным и хромовым покрытием, лакированных специальной полимерной пленкой.

Новое направление конструирования безопасных упаковочных материалов со сбалансированным комплексом эксплуатационных свойств, включающих использование в качестве функциональных компонентов упаковочных материалов известных гигиенически и экологически безопасных пищевых добавок со специальными свойствами, разрешенных для использования в производстве продуктов питания, разработано НПО БАРС-2. В качестве компонентов, придающих упаковке «активные свойства», используются антимикробные пищевые добавки, антиокислители, адсорбенты экотоксикантов, красители, витаминные комплексы, стабилизаторы, коптильные препараты и др., адаптированные к технологии полимерных систем.

Промышленный опыт использование пленок, содержащих концентрат для вакуумной упаковки сосисок и сухих кормов для животных, показал, что срок годности увеличивается без ухудшения органолептических характеристик упакованной продукции. Новый упаковочный материал позволяет сохранить гигиеническую доброкачественность и специальные свойства на всех стадиях изготовления и эксплуатации упаковки. Кроме того, применение концентратов для модификации полимеров на основе полистирола и его сополимеров для внутренней облицовки холодильников придает поверхностям антибактериальную и противоплесневую активность, не ухудшая их характеристики и товарные показатели.