«Молодой учёный» №20 (79) / moluch_79_ch2

“Young Scientist” . #20 (79) . December 2014

Technical Sciences

149

ерментативные методы позволяют повысить каче-

генных протеаз, липаз и природных микробиальных фер-

Фство мяса, удовлетворить растущие требования по-

ментов, а также от ферментов, внесенных в ходе техноло-

требителей и увеличить степень переработки сырья.

гического процесса [1].

Известны два основных направления использования фер-

Большинство опубликованных данных о роли фер-

ментов в мясной промышленности: тендеризация жест-

ментов или стартерных культур в образовании флейвора

кого мяса и реструктурирование свежего низкокачествен-

были получены в ходе исследования средиземноморских

ного мясного сырья и обрези (тримминга) с получением

ферментированных мясных продуктов сухого посола (вет-

продукта высокого качества.

чины иберийской, серрано, пармской, байоннской; италь-

В мясной индустрии и кейтеринге используют в ос-

янской салями, испанской чоризо, французской сосисьон)

новном ферменты, разлагающие белки. Из сшивающих

и в меньшей степени — продуктов из стран Северной Ев-

белки ферментов применение в качестве улучшителей

ропы. Для средиземноморской кухни типичным является

текстуры в последние годы нашли трансглутаминазы

медленное вяление и отказ от использования нитрита

(ТГазы). Перспективны и другие ферменты, а также

и копчения (в отличие от кухни североевропейских стран).

новые направления использования традиционных фер-

Ниже мы рассмотрим мясные продукты, для которых фер-

ментов. Примерами могут служить окисляющие фер-

ментативное формирование флейвора играет наиболее

менты для получения продукции с заданной структурой

существенную роль.

и получение требуемого вкуса и аромата с помощью липаз,

Стоит также отметить роль протеолиза и липолиза

глутаминаз, протеаз и пептидаз.

в образовании флейвора. Мясные продукты сухого посола

Понятие «флейвор» определяется как комплексное

любят из за их уникального флейвора, который формиру-

свойство, включающее вкус, аромат, тригеминальные

ется за счет пряностей, продуктов метаболизма сахаров,

ощущения и текстуру. При выборе потребителями мясного

липолиза, окисления липидов, протеолиза и распада ами-

продукта флейвор играет важную роль, и поэтому очень

нокислот. Протеолиз протекает в ходе созревания, в ре-

важно определить влияющие на него факторы. Несмотря

зультате которого образуются полипептиды, пептиды

на то, что флейвор мяса довольно слаб, присутствующие

и свободные аминокислоты, влияющие на вкус и развитие

в нем нелетучие вещества являются предшественниками

флейвора мясных продуктов. Гидролиз мясных белков

вкуса и аромата и в ходе переработки и хранения мясных

в основном катализируется эндогенными ферментами, та-

продуктов способны его изменять. Флейвор перерабо-

кими как катепсины, трипсиноподобные пептидазы и про-

танного мяса определяется как ферментативными, так

теазы, продуцируемые микроорганизмами. Источниками

и химическими процессами — пиролизом аминокислот

этих ферментов являются главным образом представители

и пептидов, разложением сахаров, рибонуклеотидов, тиа-

семейства Micrococcaceae, а также плесени и дрожжи,

мина, липидов, а также реакциями Майяра. Основными

присутствующие в колбасных изделиях сухого посола.

ферментативными реакциями, влияющими на флейвор

Важную роль в производстве колбас играют добавки глу-

или образование необходимых для его формирования

таминазы, так как при гидролизе глутамина образуется

предшественников, являются протеолиз и липолиз. Оба

аммиак, нейтрализующий кислоту, и флейвор умами, ко-

эти процесса зависят от присутствия в продукте эндо-

150

Технические науки

«Молодой учёный» . № 20 (79) . Декабрь, 2014 г.

торый можно охарактеризовать как острый или бульоно-

естественного созревания, электростимуляции, меха-

подобный (он способен усиливать другие вкусы).

нической тендеризации или введения протеолитических

Другой важной группой ферментативных реакций, уча-

ферментов. Наиболее часто в тендеризации мяса приме-

ствующих в образовании флейвора ферментированных

няются экзогенные растительные ферменты папаин, бро-

колбасных изделий, является липолиз. Фосфолипазы

мелаин и фицин. Применение этих ферментов, особенно

и липазы гидролизуют фосфолипазы и триацилглицерины,

папаина и бромелаина, в целях тендеризации изучалось

а продуктами гидролиза являются свободные жирные кис-

в течение нескольких десятилетий. Некоторые примеры

лоты. Ненасыщенные жирные кислоты затем окисляются

использования растительных протеаз или содержащих

до летучих ароматических соединений. Продуктами окис-

протеазы фракций в целях в тендеризации мяса приве-

ления являются алифатические углеводороды, спирты,

дены в таблице 1.

альдегиды и кетоны. Спирты по реакции с жирными кис-

Способ

применения

тендеризующих

ферментов

лотами образуют сложные эфиры.

в мясной индустрии зависит от цели. Если необходимо

Получение мясных продуктов сухого посола включает

сократить продолжительность созревания высококаче-

длительный период созревания, необходимый для пре-

ственного мяса, то главными объектами воздействия про-

вращения свободных амино- и жирных кислот в летучие

теаз должны быть миофибриллярные белки. Если же тен-

ароматические соединения (альдегиды, кетоны, лактоны,

деризуется низкокачественное мясо (например, от старых

спирты и эфиры) за счет микробиальных (окислительного

животных), то действие протеолитических ферментов

дезаминирования и декарбоксилирования) и / или химиче-

должно быть направлено на белки соединительной ткани,

ских (реакции Майяра) процессов. Поскольку длительное

прежде всего на коллаген. Методы и проблемы тендери-

созревание требует больших затрат, желательно сокра-

зации сырого мяса, предназначенного для реализации, от-

тить его продолжительность, для чего используют про-

личаются от методов и проблем, характерных для мяса,

теазы и липазы, тем самым увеличивают влияние фер-

подвергаемого переработке. К сожалению, растительные

ментов на созревание мясных продуктов сухого посола.

протеазы менее активно взаимодействуют с коллагеном,

Вместе с тем внесение только протеиназ и липаз не дает

чем с другими белками, в связи с чем попытки тендери-

желаемого эффекта, поскольку флейвор конечного из-

зовать богатую коллагеном соединительную ткань неиз-

делия зависит также от летучих веществ, образующихся

бежно приводят к интенсивному гидролизу неколлаге-

при окислении липидов и катаболизме аминокислот. По-

новых белков и, следовательно, к получению слишком

этому для сокращения продолжительности созревания

мягкого мяса. Для тендеризации мяса с высокой долей

колбасных изделий следует обеспечить условия (на-

соединительной ткани следует использовать ферменты

пример, путем внесения эффективной стартерной куль-

с явно выраженной активностью по отношению к ней

туры или ферментов), которые стимулировали бы более

и ограниченной активностью по отношению к миофи-

быстрое образование летучих веществ.

бриллярным белкам. Такими ферментами могли бы быть

Наиболее перспективным методом сокращения про-

микробиальные коллагеназы пищевого качества, однако

должительности созревания ферментированных колбас

они пока на рынке отсутствуют.

является внесение бесклеточных экстрактов из молоч-

Тем не менее, опубликованы некоторые данные о тен-

нокислых бактерий и плесеней. Было показано, что до-

деризующем действии этих ферментов. Изучалось тен-

бавки таких экстрактов из Lactobacillus paracasei sbsp.

деризующее действие коллагеназы из Cl histolyticum

paracasei ускоряют созревание и улучшают органолеп-

на говяжьи стейки, но полученные результаты оказались

тические свойства колбас. Аналогичный эффект оказы-

не очень впечатляющими. Явного положительного эф-

вают бесклеточные экстракты из плесеней, например

фекта удалось достичь при изучении действия микроби-

из Mucor racemosus и Penicillium aurantiogriseum, уве-

альных коллагеназ на коллаген в реструктурированном

личивающие выделение аммиака и летучих продуктов ка-

говяжьем фарше. Были обнаружены термофильные бак-

таболизма аминокислот. Ферменты из бесклеточного

терии, способные эффективно воздействовать на кол-

экстракта дрожжей Debaryomyces hanseit катализируют

лаген в ходе кулинарной обработки и малоактивные

гидролиз саркоплазматических белков и вместе с фермен-

при холодильном хранении мяса.

тами, участвующими в превращениях аминокислот, про-

Новыми интересными протеазами растительного про-

дуцируют аммиак и повышают значение pH. Указанный

исхождения являются экстракты кукумиса и имбиря. По-

экстракт совместно с экстрактом из Lactobacillus sakei,

рошкообразный экстракт кукумиса из дикого огурца

обладающим высокой экзопротеолитической активно-

(Kachri) и имбирные протеазы хорошо тендеризуют мясо

стью, использовался для ускорения протеолиза и улуч-

разных видов (таблица 1.1). Экстракт имбиря особенно

шения

органолептических свойств ферментированных

эффективно солюбилизирует коллаген.

мясных продуктов за счет образования летучих продуктов

Консистенция и структура мяса не способствуют рав-

окисления липидов и брожения углеводов.

номерному

распределению

тендеризующей

протеазы.

нейшими для потребителя являются их текстура и мяг-

вать такие методы, как распыление (орошение), инъе-

кость. Увеличить мягкость можно, в частности, за счет

цирование, погружение (вымачивание) и маринование.

“Young Scientist” . #20 (79) . December 2014

Technical Sciences

151

Протеаза

Тип мяса

Условия переработки

Влияние на текстуру и другие

показатели­

качества мяса

Папаин

Голень индейки, жа-

Инъекцирование маринада,

Тендеризует все виды мяса. Вкус и запах

реные цыплята

содержащего папаин

маринада частично маскирует вкус

и запах папаина

Папаин

Говядина

Инъекцирование папаина

Папаин и давление до 100 мПа зна-

и обработка под высоким

чительно увеличивают мягкость мяса.

давлением (100…300 мПа

Дальнейшее повышение давления мяг-

в течение 10 мин)

кость не увеличивает

Бромелаин

Кусковые говяжьи по-

Погружение в раствор фер-

Улучшает структуру и существенно

луфабрикаты (наре-

мента перед сублимаци-

влияет на солюбилизацию коллагена

занные кубиками)

онной сушкой

Кусковые говяжьи по-

Инъекцирование в лом-

Незначительно влияет на текстуру, отри-

луфабрикаты (наре-

тики мяса, предназначенные

цательно влияет на внешний вид

занные ломтиками)

для получения бекона

Говядина, круглая мы-

Инъекцирование раствора

Увеличивает мягкость, хотя солевые

шечная ткань

бромелаина

и фосфатные инъекции в некоторых слу-

чаях более эффективны

Фицин

Говяжий фарш

Мясо, тендеризованное фи-

Улучшается солюбилизация белков мяса,

цином, используют в произ-

ВУС, стабильность эмульсии и другие по-

водстве колбасных изделий

казатели качества колбасных изделий

Актинидин или па-

Стейки из полусухо-

Выдержка в растворе фер-

Актинидин гидролизует меньше миофи-

паин

жильной говяжьей

мента в течение 30 мин

бриллярных белков по сравнению с па-

мышечной ткани

перед приготовлением

паином, но обеспечивает тот же эффект

тендеризации без чрезмерного размяг-

чения поверхности

Неочищенный акти-

Полусухожильная го-

Вымачивание в неочи-

Протеаза уменьшает значения напря-

нидин

вяжья мышечная

щенном актинидине и обра-

жения сдвига, но давление на него прак-

ткань и ахиллово су-

ботка под высоким давле-

тически не влияет. Протеаза солюбили-

хожилие

нием (до 500мПа)

зирует некоторые ненагретые α — капли

коллагена, а давление слегка увеличи-

вает этот эффект

Неочищенный экс-

Говяжьи стейки и лом-

Маринование

Мясо становится намного мягче

тракт имбиря

тики говядины

Экстракт имбиря

Куски баранины

Маринование (24 ч при 4oC)

Уменьшается напряжение сдвига и воз-

растают выход продукта после приготов-

ления, ВУС и растворимость коллагена

Куски буйволятины

Маринование (48 ч при 4oC)

Жесткое мясо становится мягче без не-

гативных последствий для других пока-

зателей качества мяса

Куски козлятины

Маринование (24 ч при 4oC)

Увеличиваются растворимость белков,

с последующим измельче-

особенно коллагена, мягкость и срок

нием

хранения

Порошок имбиря

Куриное мясо

Вымачивание в воде со взве-

Снижается напряжение сдвига, улучша-

шенным в ней порошком им-

ются органолептические свойства и про-

биря

теолиз

Экстракты имбиря

Куски свинины

Вымачивание в растворах,

Все эти виды переработки снижают на-

и кукумиса или па-

содержащих 7,5 % тыквен-

пряжение сдвига и улучшают другие

паин

ного или 9 % имбирного экс-

свойства изделий по сравнению с кон-

тракта или 0,50 % порошко-

тролем. Кроме того, имбирь увеличивает

вого папаина с последующей

срок хранения

подготовкой к панированию

152

Технические науки

«Молодой учёный» . № 20 (79) . Декабрь, 2014 г.

В последние десятилетия широко изучалось предубойное

зации мясных продуктов по сравнению с сырым мясом яв-

инъецирование инактивированных растительных протеаз

ляется упрощение технологического контроля.

(прежде всего папаина) в сосудистую систему живых жи-

Для кусков мяса разных размеров предлагается исполь-

вотных в целях обеспечения равномерного распределения

зовать разные ферменты или их смеси. В случае тонкой

фермента в туше. Результаты, полученные для бара-

нарезки для определения технологических режимов и оп-

нины и говядины, были использованы по многих странах

тимальной концентрации фермента необходимо знать

при разработке промышленной технологии.

его субстратную специфичность и активность. Исполь-

Широкое применение нашли также методы погру-

зование растительных экстрактов, богатых тендеризую-

жения кусков мяса в раствор с протеолитическими фер-

щими ферментами (например, в виде пюре или сока), по-

ментами или их маринования в этом растворе. Недо-

зволяет обеспечить эффективную тендеризацию мяса

статком этих методов является слабое проникновение

при меньших затратах, чем при использовании промыш-

фермента внутрь мяса и, как следствие, излишняя тенде-

ленно выпускаемых ферментных препаратов.

ризация поверхности мяса и недостаточная — внутренней

Развитие микробиальных методов даст возможность

части [1].

получать в будущем специфические протезы с разными

Было показано, что инъецирование раствора протео-

свойствами: одни — для ускорения тендеризации вы-

литического фермента не-посредственно в куски мяса

сококачественного красного мяса (влияние на миофи-

более эффективно для их тендеризации, чем маринование.

бриллы), а другие — для разложения соединительной

Для достижения одинакового эффекта при мариновании

ткани в низкокачественном мясе старых животных, реа-

требуется значительно больше папаина, чем при инъеци-

лизуемом в сыром виде или используемом в мясоперера-

ровании, что объясняется ограниченной площадью кон-

батывающей промышленности.

такта фермента и субстрата. На показатели качества мяса

Функциональные свойства мясных белков можно моди-

оказывает существенное влияние даже раствор — носи-

фицировать с помощью сшивающих ферментов. Эти фер-

тель фермента. Обработка говядины папаином в ваку-

менты используют для связывания кусков свежего мяса

умном массажере способствует равномерному распреде-

и изменения структурных свойств различных мясных про-

лению фермента по мясу и гидролизу структурных белков.

дуктов. Главным объектом атаки сшивающих ферментов

На активность тендеризующих ферментов существенно

является миофибриллярный белок миозин. Данные фер-

влияет способ обработки мяса. Чем дольше мясо обра-

менты положительно влияют на гелеобразующие свойства

батывается при температурах, близких к оптимальным

и текстуру мясных гелей. Ферменты, способные образо-

для данного фермента, тем глубже протекает гидролиз

вывать сшивки, приведены в таблице 2. Основным сши-

и лучше тендеризация. Технологические режимы следует

вающим ферментом в настоящее время является ТГаза.

подбирать с учетом активности фермента и возможности

Ее способность сшивать белки мяса известна уже более

обеспечить в нужный момент его инактивацию. В мясной

двадцати лет. Обычно источником ТГазы для мясной про-

промышленности мясо, тендеризованное ферментами,

мышленности является кровь, однако в последнее время

используют для производства готовых к употреблению

на смену ферментам животного происхождении приходят

высококачественных мясных продуктов, в частности, со-

микробиальные ферменты благодаря их независимости

сисок и колбас. Тендеризация повышает растворимость

от ионов кальция, более благоприятным рабочим значе-

мясных белков, что улучшает качество сырья. При этом

ниям pH и температуры, а также их доступности для про-

значительно улучшаются ВУС, стабильность эмульсии,

мышленного применения [1].

вкус и другие показатели качества колбасных изделий.

Желание потребителей покупать высококачественные

Еще

одним преимуществом ферментативной тендери-

и недорогие мясные продукты заставляет производителей

Фермент

Реакция

Сшивка

Применение

Трансглутаминаза (EC

Образование изо-

Глутамин — лизин

Производство реструктуриро-

2.3.2.13), ацетилтрансфераза

пептидной связи

ванных мясных продуктов

Повышение твердости мясных

продуктов после тепловой обра-

ботки

Тирозиназа (EC 1.12.18.1), ок-

Окисление тирози-

Тирозин — тирозин

Увеличение гелеобразующей спо-

сидаза, не образующая ради-

новых остатков

Тирозин — лизин

собности мясных белков, повы-

калы

Тирозин — цистеин

шение прочности мясных гелей

Лакказа (EC 1.10.3.2), окси-

Окисление тирозина

Тирозин — тирозин

Повышение прочности мясных

даза, не образующая ради-

гелей

калы

“Young Scientist” . #20 (79) . December 2014

Technical Sciences

153

разрабатывать новые методы реструктуризации мяса

кобелковым продуктам, а также кормам для животных.

и более полного использования мясного сырья разного

Чтобы не допустить образования горьких продуктов гид-

качества. Традиционно для соединения кусочков мяса ис-

ролиза, следует правильно подобрать протеолитические

пользуют соль и фосфаты, а также тепловую обработку.

ферменты. Интенсивность флейвора зависит от содер-

Для объединения ненагреваемых мясных продуктов, со-

жании свободных аминокислот, типа присутствующих

стоящих из кусочков мяса, их, как правило, замораживают,

ферментов и их превращений, в связи с чем необходимо

однако в настоящее время, когда все более популярным

обеспечить оптимальное соотношение эндопротеаз и эк-

становится свежее мясо с пониженным содержанием

зопептидаз. Ферменты могут применяться и при полу-

соли, широкое применение находят технологии без стадии

чении желатина из свежих костей [1].

замораживания и с использованием низких концентраций

Одним из основных органолептических показателей

соли. Одной из таких технологий является фермента-

мяса потребители считают его мягкость. Поскольку жест-

тивная реструктуризация — главная область применения

кость мяса обусловлена, прежде всего, присутствием со-

ТГазы в мясной промышленности. ТГаза увеличивает силу

единительной ткани, состоящей из трудноразлагаемого

гелей реструктурированных мясных белков в присутствии

коллагена, для улучшения качества мяса следует исполь-

или в отсутствии добавок соли и фосфатов.

зовать протеолитические ферменты, селективно воз-

Реструктурированные мясные продукты, традиционно

действующие на коллаген. Такие ферменты способны

выпускаемые с использованием соли и фосфатов, которые

тендеризовать низкокачественное мясо, однако следует от-

усиливают экстракцию белков, в присутствии ТГазы

метить, что в настоящее время на рынке ферментных пре-

можно получать без использования этих добавок [1].

паратов таких сильнодействующих ферментов пока нет.

Силу связывания при низких температурах можно уве-

Покупатели зачастую требуют, чтобы в свежих мясных

личить путем добавлении казеината как наполнителя. По-

продуктах было как можно меньше жира и соли, тогда

следний является прекрасным субстратом для ТГазы, од-

как производители вынуждены применять способы, по-

нако нам не известны опубликованные данные о влиянии

зволяющие максимально эффективно перерабатывать

такой ферментативной обработки на свойства продукта

туши и вместе с тем не наносить ущерба окружающей

в нагретом состоянии. Твердость, пережевываемость

среде. Этим требованиям и отвечают современные фер-

и упругость реструктурированных кусочков нежирной сви-

ментные технологии. Одна из них (с использованием

нины в присутствии ТГазы значительно возрастают. ТГаза

ТГазы) уже применяется в мясной промышленности. Ку-

снижаем ВУС ненагретых образцов, однако не влияет

сочки мяса и обрезь «склеиваются» ТГазой с образова-

на потери при кулинарной обработке. При изучении от-

нием полуфабрикатов с известной массовой долей мяс-

ношения потребителей к реструктурированной говядине

ного сырья, которым можно придавать требуемые форму

без жира и соединительной ткани, в которой в качестве

и размер, стабильных при низких и высоких температурах.

связующих использовались ТГаза и казеинат, и по целому

Соблюдение экологических норм при утилизации туш

ряду показателей (сочность, флейвор, общий вид) выяс-

невозможно без эффективной переработки побочных про-

нилось, что потребители дали такому реструктурирован-

дуктов мясопереработки. Содержащийся в нем белок ке-

ному мясу более высокую оценку.

ратин плохо усваивается, однако он вполне может исполь-

Протеолитические ферменты могут оказаться полез-

зоваться в производстве упаковочных материалов, пленок

ными при использовании костей, бараньих потрохов, ку-

и покрытий, поскольку в нем много дисульфидных связей

риных или говяжьих субпродуктов в производстве бел-

и гидрофобных аминокислот. В разрабатываемых в на-

ковых гидролизатов с сильным мясным флейвором. Эти

стоящее время методах, позволяющих обеспечить раство-

гидролизаты могут быть ингредиентами готовых к упо-

римость кератина, используются агрессивные химические

треблению супов и соусов, и также выполнять функцию

реагенты, альтернативой которым могут служить специ-

усилителей вкуса, служить приправой или добавкой к низ-

фические протеазы, способные гидролизовать кератин.

154

Технические науки

«Молодой учёный» . № 20 (79) . Декабрь, 2014 г.

дной из приоритетных социально-экономических

элементами: воздушные, электрические, водяные. Наи-

Озадач, поставленных в настоящее время правитель-

более комфортной считается система водяного отопления.

ством Республики Беларусь, является достижение устой-

Для этой системы могут использоваться различные виды

чивости развития, направленного на обеспечение про-

теплоисточников — котлов отопления.

довольственной безопасности и независимости страны,

Решающим моментом при выборе способа и си-

повышение уровня и качества жизни сельского насе-

стемы отопления является наличие и доступность источ-

ления, рациональное использование природных ресурсов

ника энергии, в качестве которого для современных ото-

и сохранение окружающей среды для будущих поколений.

пительных котлов может использоваться газообразное,

Большое значение в решении этой задачи имеет создание

жидкое или твердое топливо. Однако при этом необ-

комфортной, безопасной и рационально спроектиро-

ходимо также учитывать требования, предъявляемые

ванной среды жизнеобитания. Развитие сельских посе-

как к системе отопления, так и к отопительному агрегату

лений происходит в условиях ограниченных финансовых

(таблица 1).

возможностей государства, требующих рационального

Наибольшее распространение (из традиционных ото-

использования ресурсов. В связи этим, существует острая

пительных агрегатов) для отопления жилых зданий в на-

необходимость экономного использования электрической

стоящее время получили газовые и электрические котлы

и тепловой энергии, и применение энерго- и ресурсосбе-

отопления. Однако следует отметить, что указанные аг-

регающих технологий в инженерных системах сельских

регаты имеют как достоинства, так и недостатки. Альтер-

поселений становится особенно актуальным в настоящее

нативой газовому или электрическому котлу может стать

время.

теплонасосная установка.

Очевидно, что для жилых объектов сельских поселений

Оценку целесообразности использования теплона-

(наряду общественными и промышленными) именно си-

сосных установок необходимо производить с учетом ряда

стемы теплоснабжения являются потребителями энергии

факторов [2]: термодинамического, конструктивного, эко-

повышенного потенциала.

номического, экологического, социального, которые

В условиях сельских поселений наиболее эффективно

могут послужить основой для сравнения различных си-

использование систем и технических средств теплообес-

стем отопления.

печения децентрализованного типа [1].

Теплонасосные системы теплоснабжения проекти-

Для отопления жилых зданий используют системы,

руются для каждого конкретного объекта в зависимости

различающиеся энергоносителями и конструктивными

от энергетических нагрузок, почвенно-климатических

Таблица 1. Требования к системе отопления и отопительному агрегату

надежность

Требования, предъявляемые к системе

доступность

отопления

компактность

эффективность

Требования, предъявляемые

экономические, технические, санитарно-гигиенические показатели прибора

тепловой режим помещений

к отопительному­

агрегату

архитектурные особенности дома

“Young Scientist” . #20 (79) . December 2014

Technical Sciences

155

Таблица 2. Сравнительные характеристики отопительных установок

Технические характеристики

Способ теплоснабжения помещений

Газовый котел

Электрический котел

Тепловой насос

Стоимость оборудования

Средняя

Низкая

Высокая

Отапливаемая площадь, м2

300

300

300

Мощность установки, кВт

20

20

20

Площадь котельной, м2

6

3

6

Расход электрической энергии, Вт / час

2,5

22

3,3

Источник тепловой энергии

Газ

Электрический ток

Тепло земли, электрический ток

Расход энергоносителя в год

8500 м3

115000 кВт

Энергия земли — бесплатно

Срок службы

15–20 лет

3–8 лет

до 50 лет

Пожароопасность

Опасен

Опасен

Безопасен

Взрывоопасность

Опасен

Опасен

Безопасен

Уровень экологической опасности

Вреден (выделяет

Безвреден

Безвреден

CO и NOx)

Вентиляция

Необходима

Не нужна

Не нужна

Обслуживание

Регулярный осмотр

Периодический

Периодический осмотр

осмотр

Надежность

Высокая

Высокая

Очень высокая

Автономность при отсутствии снаб-

Обеспечивает при наличии ре-

жения энергоносителями

Не обеспечивает

Не обеспечивает

зервного электрогенератора 3,3

кВт

Возможность охлаждения помещения

Не обеспечивает

Не обеспечивает

Обеспечивает

Окупаемость

Не окупается

Не окупается

Окупается за 3–5 лет

условий района строительства и стоимости энергоноси-

(что приводит к увеличению площади котельной и капи-

телей. В отличие от традиционных аналогов, для теплона-

тальных затрат). А по важнейшим характеристикам (срок

сосных систем теплоснабжения характерны повышенные

службы, надежность, автономность, возможность охла-

единовременные капитальные вложения при сравни-

ждения помещения, окупаемость) системы с тепловым

тельно низких эксплуатационных издержках [3, 4].

насосом не только не уступают, но и значительно превос-

Авторами был проведен сравнительный анализ тех-

ходят традиционные системы теплоснабжения.

нических характеристик отопительных агрегатов мощно-

Расчет капитальных и

эксплуатационных

затрат

стью 20 кВт: газового котла, электрического котла, теп-

по устройству систем теплоснабжения и холодоснаб-

лового насоса.

жения с использованием традиционных агрегатов (га-

Анализ данных, приведенных в таблице 2, показывает,

зовый и электрический котлы и кондиционер) и альтерна-

что наиболее эффективной является система теплоснаб-

тивных (тепловой насос) был выполнен для жилого здания

жения на основе теплового насоса, которая уступает си-

площадью 300 м2 (таблица 3). Результатом выполнения

стеме с газовым котлом только по стоимости оборудования

расчетов стал график, на основании которого был опре-

и расходу электрической энергии, а системе с электриче-

делен срок окупаемости систем тепло- и хладоснабжения

ским котлом — по стоимости оборудования и габаритам

на основе теплового насоса.

Таблица 3. Расчет затрат на устройство инженерных систем

Отапливаемая площадь, м

300

Стоимость теплового насоса, евро

14391

Параметры климатического оборудования

Тепловая мощность системы отопления и ГВС, кВт

22,14

Холодопроизводительность системы охлаждения, кВт

23,625

Параметры энергопотребления

Потребление газа, м3/год

8994,375

-

-

Потребление электроэнергии,

7875

17988,75

74584,22

кВт/год

“Young Scientist” . #20 (79) . December 2014

Technical Sciences

157

Из рисунка 1 видно, что срок окупаемости системы

Исходя из результатов проведенного исследования,

с использованием теплового насоса составляет около

можно сделать вывод, что для решения проблем энерго-

2,5 лет в сравнении с системой с газовым агрегатом,

и ресурсосбережения в инженерных системах объектов

и чуть более 3 лет в сравнении с системой с электриче-

сельских поселений теплонасосные технологии являются

ским агрегатом.

наиболее перспективными.

Литература:

1. Стребков, Д. С. Современные энергосберегающие тепловые технологии в сельском

хозяй-

настоящее время высок уровень травматизма

Наибольшее количество травм произошло в промыш-

Вна предприятиях различных сфер промышлен-

ленности (28 пострадавших), в строительстве и здра-

ности [1]. Для снижения уровня несчастных случаев,

воохранении (по 8 пострадавших). Следует отметить,

помимо уже принимающихся, федеральными и ре-

что в 8 ми отраслях за I полугодие 2014 г. по сравнению

гиональными властями, мер (таких как экспертиза про-

с аналогичным периодом прошлого года, произошло сни-

мышленной безопасности и обследование действующих

жение производственного травматизма: в промышлен-

предприятий [2…4], проведение специальных семинаров

ности на 7 случаев (со 35 до 28 несчастных случаев);

по охране труда, привлечения внимания обществен-

в строительстве на 5 случаев (с 13 до 8); в отрасли связи

ности [5]). В таблице 1 приведена статистика по травма-

на 1 случай (с 1 до 0 случаев); в сельском хозяйстве и пе-

тизму по Пензенской области

реработке с / х продукции на 2 случая (с 8 до 6 случаев);

Министерством труда, социальной защиты и демо-

в ЖКХ на 4 случая (с 7 до 3 случаев); в прочих отраслях

графии Пензенской области ежеквартально осущест-

на 5 случаев (с 7 до 2 случаев); в лесном хозяйстве и дере-

вляется мониторинг производственного травматизма

вообработке на 2 случая (с 3 до 1 случая).

на предприятиях и организациях Пензенской области.

За I полугодие 2014 г. по сравнению с аналогичным

За I полугодие 2014 г. по сравнению с аналогичным пе-

периодом прошлого года произошло снижение количе-

риодом прошлого года на предприятиях и в организациях

ства погибших на производстве на 3 человека с 11 до 8

Пензенской области по данным органов местного само-

человек, а также снижение количества работников по-

управления произошло снижение количества несчастных

лучивших производственные травмы с тяжелым исходом

случаев на 23 случая со 89 до 66 случаев.

на 12 случаев с 20 до 8 случаев.

158

Технические науки

«Молодой учёный» . № 20 (79)

. Декабрь, 2014 г.

Таблица 1. Уровень травматизма в Пензенской области 2006–2013 г.

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

Численность пострадавших при несчастных случаях

на производстве, чел

всего

395

363

347

266

253

266

213

198

мужчины

289

266

255

179

176

188

147

141

женщины

106

97

92

87

77

78

66

57

из них со смертельным исходом:

всего

23

22

20

20

16

12

19

20

мужчины

20

22

19

16

16

12

18

20

женщины

3

-

1

4

-

-

1

-

Численность пострадавших при несчастных случаях

на производстве на 1000 работающих соответствую-

щего пола:

всего

1,9

1,9

1,9

1,6

1,6

1,7

1,2

1,2

мужчины

2,6

2,7

2,7

2,2

2,3

2,3

1,6

1,6

женщины

1,1

1,1

1,0

1,1

1,0

1,0

0,8

0,7

из них со смертельным исходом:

всего

0,110

0,116

0,117

0,122

0,104

0,075

0,109

0,120

мужчины

0,183

0,225

0,201

0,193

0,206

0,147

0,201

0,233

женщины

0,030

-

0,011

0,149

-

-

0,012

-

Число человеко-дней нетрудоспособности у постра-

давших на производстве:

всего, тыс.

11,8

12,6

13,4

9,5

10,3

10,4

7,9

7,9

на одного пострадавшего, дней

30,0

34,7

38,7

35,7

40,5

39,0

37,1

40,0

Израсходовано средств на мероприятия по охране

448,7

494,7

615,3

589,6

535,7

763,9

949,1

972,7

труда, млн. руб. всего

на одного работающего, тыс. руб.

1,4

2,6

3,3

3,6

3,5

4,8

5,5

5,8

Все несчастные случаи с тяжелым и смертельным ис-

по охране труда для предприятий с численностью более

ходом были расследованы комиссиями работодателей

50 человек;

предприятий, на которых произошли данные несчастные

2.

Для повышения уровня охраны труда для пред-

случаи с участием специалистов по охране труда органов

приятий с кол-вом менее 50 человек, предлагается ис-

местного самоуправления и представителей государ-

пользовать «аутсорсинг» т. е. специализированная орга-

ственной инспекции труда в Пензенской области. По всем

низация берёт на себя весь спектр работ по обеспечении

произошедшим несчастным случаям составлены акты

охраны труда;

по форме Н-1 и руководителям данных предприятий вы-

3.

Внимательно изучить опыт зарубежных стран

даны предписания на устранение нарушений законода-

с целью внедрения перспективных методов и технологий

тельства приведшие к несчастным случаям на производ-

по охране труда на отечественных предприятиях [6];

стве.

4.

Проведение

регулярных

семинаров по

охране

Для снижения уровня производственного травматизма

труда, промышленной безопасности и др.;

и повышения качества охраны труда, по мнению авторов

5.

Участие общественных и

профсоюзных

органи-

необходимо принять ряд мер:

заций в контроле за соблюдением норм и правил в об-