2. Технологiчнi процеси I харчоsi sиробництsа як технолопчнi системи

Вся сукупнiсть рiзноманiтних галузей народного господар­ства України утворює надзвичайно складну систему народ­ногосподарського комплексу держави. Аграрно-промисловий комплекс є її складовою частиною -пiдсистемою, а харчовi ви­робництва, що входять до цього комплексу, треба розглядати як елементи цiєї пiдсистеми. В той же час сучасне харчове вироб­ництво само є складною системою взаємопов' язаних пiдсистем, козна з яких може розглядатися як самостійна система. У спрощеному вигляді ця виробнича система зображена на рис 1.2.

3 наведеної схеми видно, що технологiчна система є осно­вою, стрижнем виробничої системи, тому ефективність функцiонування пiдприємства в першу чергу залежить вiд до­сконалостi органiзацiї та управлiння саме технологiчною сис­темою.

Отже, технологічною системою називаютъ об'єкт, який взаємодiє iз зовнiшнiм середовищем, склада6тъся з великої кiлъкостi елементiв, що пов'язанi мiж собою потоками i функцiонуютъ як єдине цiле iз спiлъною метою - забезпечити економiчно доцiлъне перероблення сировини на потрiбну про­дукцiю.

Як вiдзначалося в п.1.4, витоки технологiчних систем бе­руть свiй початок ще з стародавнiх часiв. Але в наближеному до сучасного розумiннi вони стали формуватися лише в серед­ньовiчних об'єднаннях ремicникiв - ремicничих цехах. На цьому першому етапi формування за рахунок розподiлу працi мiж цеховиками формувалися складовi елементи системи ­- технологiчнi операцiї i застосовувалися технiчнi засоби їх ви­конання - технологiчнi iнструменти - засоби працi. Це спри­яло пiдвищенню продуктивностi працi та її якостi, оскiльки спецiалiзацiя цеховикiв на окремих операцiях мала наслідком зростання майстерностi, вдосконалення та поширення передо­вих технологiчних методiв виготовлення продукцiї. На друго­му етапi технологiчного розвитку продуктивних сил, який припадає на XVІІI - XIX ст., вiдбувається рiзке зростання про­дуктивностi i якостi працi за рахунок дальшого поглиблення розподiлу працi i рацiональної органiзацiї виробництва. Спро­щення технологiчних операцiй, їх чiтке розмежування у про­cтopi i часi, сувора повторюванicть створили сприятливi умо­ви для широкого впровадження у виробництво технологічних машин, апаратiв та iншого технiчного обладнання. Саме нацьому етапi почали формуватися пробрази сучасних техно­логiчних систем у виглядi технологiчних лiнiй. Завдяки ме­ханiзацiї i чiткiй органiзацiї роботи системи машин продук­тивнicть працi на первинних мануфактурах, а пiзнiше на заво­дах i фабриках зросла в десятки i сотні разiв.

Елеменmамu технологічної системи є теxnологiчнi оnе­рацiї, якi вuконуютъся в nевних машинах (теxнiчнi сuстеми) або за їx доnомогою. Будь-яку технологiчну лiнiю з вироб­ництва харчових продуктiв можна розглядати як узгоджену систему, що складається з окремих технологiчних операцiй (миття, сортування, подрiбнення, фасування, нагрiвання то­що), якi виконуються в спецiалiзованих технiчних системах(машинах, апаратах, пристроях).

Об'єднання двох i бiльше елементiв може створювати вiдносно автономні самостiйнi системи - mехнологiчнi пiдcu­сmе.мu. Елементи та пiдсистеми об'єднуються у систему за до­помогою поmокiв. Потоки сировини, енергії, iнформацiї, промiжного та кiнцевого продукту зв'язують елементи в пiдси­стеми, а oстaннi в систему. Технологiчнi системи є складними i багатостадiйними. Складними тому, що поєднують велику кiлькicть елементiв i пiдсистем, а багатостадiйними тому, що шлях вiд вихiдної сировини до кiнцевого продукту налiчує декiлька стадiй. На багатьох харчових виробництвах у складi технологiчного процесу, що здiйснюється на лiнії, вiдокрем­люють три основні стадiї: пiдготовчу, основну та завершальну.

На першiй, пiдготовчiй стадй сировину пiдготовлюють до перероблення. Вона, як правило, пiддається лише фiзичним (механiчним) впливам, що не призводять до суттєвих хiмiчпих змiп. Хоча треба зазначити, що незначнi, а iнодi i вiдчутнi, змiни складу i властивостей сировини все ж вiдбуваються, оскiльки, як вже ранiше пiдкреслювалось, харчова сировина є надзвичайно складною та нестiйкою. На другiй, основнiй стадй пiдготовлена сиро вина пiддається обробцi, яка приво­дить до значних фiзико-хiмiчних, хiмiчних, бiохiмiчних змiн, впаслiдок чого 3 неї утворюється промiжна, готова, побiчна продукцiя, вiдходи. На цiй стадй спостерiгаються i найбiльшi втрати сировини та промiжної продукцiї.

На завершальнiй, фiнiшнiй, стадії проводиться роздiлення та виведення з системи готової, побiчної, а iнодi частки сиро­вини i промiжної продукцiї та вiдходiв. Сировина i промiжна продукцiя, що не зазнали на другiй стадії необхiдних перетво­рень, знову повертаються на цю стадiю, а кiнцева продукція набуває товарних ознак - сортується, маркується, пакується та направляється на зберiгання або в реалiзацiю.

Технологiчним системам харчових виробництв, як i будь­ яким iншим системам, притаманнi такі властивостi, як цiлiснicть (системнiсть, емерджентнicть), структура, гнучкість (адаптивнicть), стабiльнiсть, надiйнicть, динамiчнiсть, piвeнь технології.

Технологiчна система як сукупнicть одиничних техно­логiчних процесiв (операцiй), що вiдбуваються в машинах i апаратах технологiчної лiнiї, виявляє нову, системну влас­тивicть – цілісність, якої немає в жодному з її складових еле­ментів. Ця властивicть полягає в тому, що система має продук­тивнicть значно вищу, нiж складовi елементи, не об'єднанi в систему. Вона досягається за рахунок створення технологiчно­го потоку, в якому дії окремих елементiв чiтко узгодженi, взаємопов'язанi i тому обумовлюють високу стабiльнicть ви­робництва. Цiлiснiсть технологічної системи є проявленням загального закону переходу кiлькостi в якicть i характеризує здатнiсть елементiв, що складають систему, вступати у взаємодiю мiж собою i надавати системi нових iнтегративних якостей, яких немає у складових елементiв.

Ступiнь прояву цiєї властивостi залежить вiд рiвня внутрiшньої органiзацiї (узгодженостi) системи. При низько­му piвнi властивостi системи наближаються до суми властиво­стей елементiв. І навпаки, при високому piвнi система значно вiдрiзняється за своїми властивостями вiд простої суми еле­ментів.

Внутрiшня органiзацiя технологiчної системи i є структу­рою системи, тобто притаманним кожнiй системi спе­цифiчним способом поєднання, взаємозв'язку та взаємодiї створюючих її елементiв. 3 удосконаленням технологiї, зрос­танням кiлькостi складових частин ускладнюється i структура системи. Структура технологiчних систем завжди є просторо­во-часовою. Взаємне розташування елементiв системи i вiдстанi мiж ними багато в чому визначають стiйкiсть функцiонування системи. Для кожної технологiчної систем и є своя оптимальна компоновка складових елементiв, при якiй вона функцiонує найбiльш стабiльно.

Оптимальна структура системи визначається не тiльки послiдовнiстю i взаємним розташуванням технологiчних еле­ментів у складi лiнiї, ай узгодженicтю перебiгу технологiчнихпроцесiв у часi. Ця узгодженicть досягається при проектуваннi лiнiй шляхом створення вiдповiдної комбiнацiї елементiв, ко­ли однi елементи або пiдсистеми функцiонують одночасно(паралельно), а iншi - послiдовно.

У межах пiдприємства, об'єднання або галузi технологiчнi системи функцiонують в певному взаємозв'язку з оточуючим їх середовищем. Цим середовищем є елементи або пiдсистеми систем вищого рiвня, якi можуть викликати змiни в системi або змiнюватись caмi. Якщо внутрiшнi зв'язки мiж елемента­ми системи є бiльш мiцними нiж зовнiшнi, то система зберігає свою структуру незмiнною, або змiнює її (адаптує) відповідно до змін оточуючого середовища. Системи, що здатнi швидко адаптувати (пристосовувати) свою структуру без змiни основ­ної функцiї (призначення), називають гнучкими (адаптивни­ми). Якщо ж система не виявляє гнучкостi, то пiд впливом зовнiшнiх факторiв внутрiшнi зв'язки можуть слабшати, пору­шуватись, внаслiдок чого функцiонування системи стає не­стабiльним, а за певною межею може взагалi втрачати свою цiлicнicть i структуру. Адаптивнiстъ системи може знижува­тись з часом, тому на рiзних етапах свого розвитку системи ви­являють piзну здатнicть до адаптацiї, що викликає не­обхiднicть їх постiйного вдосконалення (модернiзацil).

Piзнi технологiчнi системи мають piзну здатнiсть до змiни своєї структури. Ti з них, якi не змiнюються, або змiни вiдбу­ваються дуже повiльно i незначною мірою, називаються ста­тичними (сталими). Навпаки, тi, що зазнають швидких змін пiд впливом внутрiшнiх та зовнiшнiх факторiв, називають динамічними. Сучаснi технологiчнi системи, в переважнiй бiльшостi, є гнучкими, динамiчно функцiонуючими в просторi i часi виробничими системами, але їх створення - складний i трудомicткий процес.

Складнicть формування системи значною мiрою визна­чається рівнем технології, який є характеристикою якості техно­логiї, закладеної в системi. Вiн обумовлюється технiчним рівнем продукцiї, piвнeм науково-дослiдних, проектних та дослiдно­конструкторських робiт. Складовими технологiчного рiвня ви­робничої системи є рівень технологiчної iнтенсивностi процесу, piвень технологiчної організації системи, piвень технологiчної оснащеностi та рівень кepoвaнocтi технологiчної системи.

Пiд рiвнем технологiчної. інтенсивності розумiється ступiнь використання матерiальних, енергетичних, часових та iнформацiйних pecypciв, що характеризуються такими технiко-економiчними показниками, як вихiд продукту, ко­ефiцiєнти використання сировини, енергiї, виробничих площ, потужнicть обладнання, тощо.

Рiвень технологічної організацї системи визначається кiлькicтю операцiй i стадiй процесу, їхньою комбiнацiєю взаємозамiннicтю, здатнicтю процесу до змiни режиму або пе­реходу на випуск iншої продукцiї.

Рiвень технологічної оснащеності характеризується ступе­нем оснащення виробництва технiчними засобами, узгод­женiстю вимог технологiї i забепеченостi процесу вiдповiдни­ми машинами та працiвниками, тобто станом механiзацiї, ав­томатизацiї та iнформацiйного забезпечення.

Пiд рiвнем керованостi технологічної системи розумiється ступiнь досягнення оптимальних режимiв функцiонування з метою найвищої ефективності та результативності процесу. Високий рівень керованості системи — це запорука її стабільності, надійності, гнучкості та безпеки.

Розглянуті вище й інші властивості технологічних систем та їх оточення (систем вищого рівня ієрархії) обумовлені дією законів матеріального світу (фізичних, хімічних, біологічних тощо) та законів і принципів організації систем. Серед законів і закономірностей матеріального світу, які найчастіше прояв­ляються через властивості технологічних процесів і систем, слід зазначити закони збереження маси і енергії. Саме вони обумовлюють матеріальний і енергетичний баланси техно­логічних процесів і використовуються при складанні продук­тових, теплових та інших розрахунків. Закон діючих мас і зако­ни термодинаміки проявляються через кінетичні зако­номірності фізичних, фізико-хімічних, хімічних та інших тех­нологічних процесів харчових виробництв. Специфіка дії за­конів фундаментальних наук у харчових технологіях буде роз­глянута в главі 2 посібника.

Закони та закономірності організації систем відображають об'єктивні й достатньо, стійкі зв'язки та взаємодії елементів систем у просторі (через їх структуру) та у часі (через процеси і явища) [20]. Серед них основними є: закони композиції, про­порційності, найменших, онтогенезу, економії часу, синергії, синхронізації, єдності аналізу і синтезу, самозбереження сис­тем та інші. Вони розглядаються в навчальному курсі "Ор­ганізація виробництва".