Контейнерные решения для обеспечения продовольственной безопасности во время кризисов: от зерновых складов до полностью интегрированного производства продуктов питания

Отключение электроэнергии в Германии: насколько устарела наша система продовольственного снабжения?

Основы немецкой системы обеспечения продовольственной безопасности в чрезвычайных ситуациях

Германия десятилетиями готовилась к потенциальным кризисам поставок, но нынешние подходы восходят к 1960-м годам и имеют существенные недостатки. В настоящее время государственные чрезвычайные резервы составляют приблизительно 800 000 тонн продовольствия, хранящегося в более чем 150 секретных местах. Эти запасы состоят в основном из Гражданского чрезвычайного резерва, включающего рис, горох, чечевицу и сгущенное молоко, а также Федерального зернового резерва, включающего пшеницу, рожь и овес.

Главная проблема такого традиционного подхода к созданию запасов заключается в его непрактичности в современных кризисных ситуациях. Частные домохозяйства больше не обладают инфраструктурой 1960-х годов для переработки сырых основных продуктов питания. Хотя государственные резервы теоретически призваны гарантировать ежедневное питание в течение нескольких недель, отсутствуют концепции практической реализации этого обеспечения в условиях кризиса.

Критика, высказанная Федеральной счетной палатой в 2011 и 2019 годах, подтверждает эту оценку: запасы основаны на устаревших стандартах, некоторые из них страдают от нашествия вредителей, и их трудно перерабатывать частным домохозяйствам. В то же время, хранение, администрирование и регулярное пополнение этих аварийных запасов сопряжены с высокими затратами.

В связи с этим:

• Наводнения, смерти от жары, торнадо и миллиардные убытки: новая кризисная реальность Германии уже здесь

Недостатки в пищевой промышленности во время кризиса

Система продовольственного снабжения Германии носит узкоспециализированный характер и зависит от функционирующей инфраструктуры. Современные мельницы, пекарни и перерабатывающие предприятия нуждаются в стабильном электроснабжении, действующих транспортных маршрутах и ​​сложных цепочках поставок. В кризисных ситуациях, таких как стихийные бедствия, длительные отключения электроэнергии или вооруженные конфликты, эти системы могут полностью выйти из строя.

Особенно острой проблемой является зависимость от крупных централизованных предприятий. Если центральные мельницы или пекарни выйдут из строя, целые регионы больше не смогут снабжаться переработанными продуктами питания, даже если будет достаточное количество сырого зерна. Пандемия COVID-19 и война на Украине уже продемонстрировали, как быстро могут рухнуть цепочки поставок.

Ситуацию усугубляет то, что большинство крупных пекарен и предприятий пищевой промышленности работают по принципу «точно в срок» и имеют лишь минимальные складские мощности. В случае нехватки поставок оказывается, что не хватает как сырья, так и производственных мощностей для быстрого реагирования.

Контейнерные решения для децентрализованного производства продуктов питания

Мобильные контейнерные решения предлагают инновационный подход к преодолению этих недостатков. Несколько производителей уже успешно разработали производственные мощности в стандартизированных 20-футовых контейнерах, что позволяет реализовать полную технологическую цепочку от хранения сырья до готовой продукции.

Например, австрийский поставщик построил зерновые мельницы в 20-футовых контейнерах, которые достигают производительности помола около 20 тонн за 24 часа. Эти системы модульные и могут перерабатывать различные виды зерна без сложных изменений в системе. Запатентованный процесс помола позволяет производить муку в короткие сроки с сохранением стабильного качества.

Аналогичные концепции существуют для мобильных пекарен и других предприятий пищевой промышленности. Еще одна концепция контейнерных решений предлагает полные технологические цепочки в контейнерном формате, содержащие все необходимые компоненты от производственного цеха и холодильного склада до торговых площадей. Эти системы могут быть расширены в любое время и гибко развернуты в разных местах.

Вакуумное хранение зерна в контейнерах

Ключевое преимущество контейнерных систем заключается в возможности оптимизации хранения сырья с помощью вакуумной технологии. Исследования, проведенные одним из научно-исследовательских институтов, показали, что хранение зерна в вакуумных мешках при влажности ниже 14 процентов дает превосходные результаты. После двух лет вакуумного хранения качество зерна в значительной степени сохранилось, а все существующие вредители были уничтожены всего за три месяца.

Вакуумная упаковка защищает не только от вредителей, но и от влаги и других воздействий окружающей среды. Коммерческие поставщики уже предлагают органическое зерно в вакуумной упаковке в штабелируемых пластиковых ведрах со сроком хранения около 10 лет. Эта технология легко интегрируется в контейнерные системы и позволяет экономить место при хранении больших объемов зерна.

Герметичное хранение в контейнерах имеет дополнительные преимущества по сравнению с традиционными силосами. Контейнеры можно быстро транспортировать и использовать в разных местах по мере необходимости. В то же время, обеспечивается лучший контроль условий хранения, поскольку герметичные системы менее подвержены внешним воздействиям.

Интегрированные технологические цепочки в контейнерных системах

Полная интеграция производственной цепочки «от зерна до хлеба» в контейнерные системы требует тщательной координации различных этапов обработки. Процесс начинается с очистки зерна от посторонних примесей, камней и пыли. Современные системы очистки легко интегрируются в контейнеры и обеспечивают необходимое качество продукции.

Помол осуществляется с использованием компактных мельничных систем, специально разработанных для контейнерного применения. Эти системы обеспечивают производительность от 8 до 86 тонн в сутки и могут перерабатывать различные виды зерна без переналадки. Полученная мука по качеству полностью соответствует стандартам обычных крупных мельниц.

Для приготовления теста необходимы высокопроизводительные тестомесильные машины; они также выпускаются в компактном исполнении. Современные спиральные тестомесильные машины со съемными чашами обеспечивают гигиеничную обработку и легкую очистку. Машины оснащены таймерами для предотвращения чрезмерного замешивания и предохранительными устройствами, такими как автоматическое отключение при открытии крышки чаши.

Для ферментации теста необходимы контролируемые температурные и влажностные условия. Этим требованиям могут соответствовать специальные ферментационные камеры или климатически контролируемые зоны внутри емкости. Оптимальные условия — от 25 до 28 градусов Цельсия при соответствующей влажности.

энергоснабжение за счет интегрированных солнечных систем

Обеспечение энергоснабжения контейнерных производственных площадок представляет собой одну из самых серьезных технических проблем. Потребность в электроэнергии включает в себя работу мельницы, тестомесильных машин, систем охлаждения и кондиционирования воздуха, а также управляющей электроники. Однако крупнейшим потребителем энергии является печь, которая требует значительного количества тепловой энергии.

Инновационные проекты демонстрируют, что полная энергетическая самодостаточность возможна. Один из примеров — контейнерная пекарня в Африке, которая производит до 3000 буханок хлеба в день и работает исключительно на солнечной энергии. Ключ к ее успеху заключается в сочетании энергоэффективных печей, вместительных аккумуляторных батарей и оптимизированных производственных процессов.

Современные контейнерные солнечные системы обычно состоят из фотоэлектрических панелей мощностью 24 кВт в сочетании с литий-ионными аккумуляторами емкостью 80 кВт⋅ч. Эти системы являются модульными и могут быть расширены по мере необходимости. Выдвижные солнечные панели вдоль контейнера значительно увеличивают доступную площадь коллектора, что позволяет вырабатывать достаточное количество энергии даже в ограниченном пространстве.

Для непрерывной работы, особенно при ночном выпекании хлеба, необходимы аккумуляторные системы хранения большой емкости. Современные литий-ионные системы обеспечивают высокую плотность энергии, длительный срок службы и надежную работу даже при экстремальных температурах. В настоящее время на рынке доступны контейнерные аккумуляторные системы емкостью от 100 кВт·ч до мегаватт, которые обеспечивают необходимую гибкость для различных применений.

Резервные системы энергоснабжения и отказоустойчивая работа

Для критически важных задач в рамках подготовки к кризисным ситуациям крайне важно внедрение резервных энергетических систем. В дополнение к базовому солнечному электроснабжению необходимо обеспечить дополнительные источники энергии, такие как аварийные генераторы. Современные генераторы могут работать на различных видах топлива, включая обычное дизельное топливо, биодизельное топливо HVO или синтетическое топливо.

Биодизельное топливо HVO, получаемое из гидрогенизированного растительного масла, обладает особыми преимуществами для длительного использования. Это топливо значительно более стабильно при хранении, чем обычное дизельное топливо, менее подвержено микробному загрязнению и снижает выбросы CO2 до 90 процентов. При этом HVO можно использовать в существующих дизельных двигателях без модификаций, и оно обеспечивает такую ​​же надежность, как и ископаемое дизельное топливо.

Для обеспечения максимальной надежности контейнерные системы должны иметь несколько независимых источников энергии. Типичная конфигурация может включать фотоэлектрические панели для базовой нагрузки, аккумуляторные батареи для резервирования и аварийный генератор на основе гидрогеноизолятора (HVO) для экстремальных ситуаций. Интеллектуальные системы управления энергией могут автоматически переключаться между различными источниками и сглаживать пиковые нагрузки.

Управление водными ресурсами и сточными водами

Водоснабжение является еще одним важнейшим аспектом производства продуктов питания в контейнерах. Для производства хлеба требуется значительное количество чистой воды, как для теста, так и для очистки и гигиены. Контейнерные системы могут быть оснащены встроенными резервуарами для воды, что позволяет осуществлять автономную работу в течение нескольких дней.

Современные системы очистки воды способны преобразовывать даже загрязненную или соленую воду в питьевую. Компактные контейнерные системы обратного осмоса уже доступны на рынке и могут работать на солнечной энергии. Эти системы значительно повышают автономность и позволяют использовать их даже в отдаленных районах без инфраструктуры водоснабжения.

Управление сточными водами также требует тщательно продуманных решений. Пищевые отходы и вода после мытья посуды должны обрабатываться в соответствии с санитарными нормами. Возможными подходами являются компактные очистные сооружения или накопительные резервуары для последующей утилизации сточных вод. Для более длительной эксплуатации устойчивым решением могут стать биологические системы очистки в дополнительных емкостях.

Центр безопасности и обороны — Изображение: Xpert.Digital

Центр безопасности и обороны предоставляет экспертные консультации и актуальную информацию для эффективной поддержки компаний и организаций в укреплении их роли в европейской политике безопасности и обороны. Тесно сотрудничая с рабочей группой SME Connect Defence, он особенно активно продвигает малые и средние предприятия (МСП), стремящиеся к дальнейшему развитию своего инновационного потенциала и конкурентоспособности в оборонном секторе. Таким образом, являясь центральным контактным пунктом, Центр создает важнейший мост между МСП и европейской оборонной стратегией.

В связи с этим:

• Рабочая группа SME Connect Defence – Укрепление позиций малых и средних предприятий в европейской обороне

Требования к гигиене и внедрение системы HACCP

Соблюдение гигиенических стандартов имеет важное значение для всего производства продуктов питания и особенно важно для мобильных предприятий в кризисных ситуациях. Концепция HACCP (анализ опасностей и критические контрольные точки) должна быть полностью интегрирована в системы производства контейнеров.

Семь принципов HACCP требуют систематического анализа всех потенциальных опасностей в производственном процессе. Наибольший риск представляют биологические опасности, связанные с патогенными микроорганизмами. Системы контейнеров должны быть спроектированы таким образом, чтобы все поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами, были изготовлены из нержавеющей стали и легко чистились.

Ключевые контрольные точки включают мониторинг температуры на протяжении всей производственной цепочки, меры гигиены при смене персонала и контроль загрязнения во время хранения. Современные контейнерные системы могут быть оснащены автоматизированными системами мониторинга, которые непрерывно регистрируют и документируют температуру, влажность и другие критически важные параметры.

Обучение персонала работе с мобильными производственными установками имеет особое значение, поскольку условия труда могут отличаться от условий на обычных заводах. Стандартизированные рабочие процедуры и регулярное обучение гигиене обеспечивают соблюдение всех норм даже в сложных условиях.

В связи с этим:

• Концепция HACCP: 7 шагов к абсолютно безопасной пище – Подробные вопросы и ответы по безопасности пищевых продуктов

Модульная системная архитектура и масштабируемость

Преимущество контейнерных производственных систем заключается в их модульной конструкции и практически неограниченной масштабируемости. Базовые модули можно комбинировать и расширять по мере необходимости для охвата различных мощностей и ассортимента продукции.

Типичный базовый модуль может состоять из одного контейнера, объединяющего хранение, помол и приготовление теста. Для увеличения вместимости можно добавить дополнительные контейнеры для отдельных этапов обработки, расширения складских площадей или различных производственных линий. Контейнеры можно располагать рядом или штабелировать для минимизации занимаемого пространства.

Контейнеры соединены стандартизированными интерфейсами, что обеспечивает быструю сборку и переконфигурацию. Конвейерные и транспортные системы могут быть гибко сконфигурированы для оптимизации потока материалов между модулями. Централизованные системы управления координируют производство по всем контейнерам и обеспечивают бесперебойную работу.

Эта модульная архитектура предоставляет важные преимущества для обеспечения готовности к кризисным ситуациям. Системы могут создаваться постепенно и расширяться по мере роста потребностей. В то же время, распределение по нескольким контейнерам обеспечивает большую надежность, поскольку, если один модуль выйдет из строя, другие смогут продолжать работу.

Транспортабельность и готовность к быстрому развертыванию

Использование стандартизированных морских контейнеров обеспечивает возможность транспортировки производственных мощностей по всему миру. Контейнеры могут перевозиться автомобильным, морским или железнодорожным транспортом и быстро доставляться в различные места. Стандартные размеры 20 или 40 футов позволяют использовать существующую логистическую инфраструктуру без особых требований.

Современные контейнерные производственные комплексы спроектированы как системы типа «подключи и работай», готовые к эксплуатации в течение двух-трех дней после доставки. Все необходимые компоненты предварительно собраны и протестированы. Требуется лишь подключение к электросети, водопроводу и, при необходимости, к канализации.

Возможность быстрого развертывания бесценна, особенно в чрезвычайных ситуациях. В то время как на планирование и строительство обычных производственных объектов уходят месяцы, контейнерные системы позволяют обеспечить поставки продовольствия практически немедленно. Их гибкость также позволяет использовать их для временного хранения, во время эвакуации или в районах с разрушенной инфраструктурой.

В связи с этим:

• Логистические проблемы снабжения населения и оснащения спасателей в зонах риска и во время кризисов

Экономические аспекты и экономическая эффективность

Инвестиционные затраты на контейнерные производственные системы значительно ниже, чем на сопоставимые стационарные системы. Модульная конструкция позволяет осуществлять поэтапные инвестиции в соответствии с фактическими потребностями. При этом исключаются затраты на землю, здания и сложные процессы получения разрешений.

Эксплуатационные расходы конкурентоспособны по сравнению с традиционными системами благодаря высокой степени автоматизации и энергоэффективности современных систем. В частности, сочетание с возобновляемыми источниками энергии может привести к значительной экономии средств, поскольку текущие затраты на электроэнергию практически исключаются.

Контейнерные системы предлагают привлекательные модели финансирования для государственных органов. Вместо высоких первоначальных инвестиций можно использовать модели лизинга или аренды, что позволяет более равномерно распределять затраты. Системы можно быстро расширять или перемещать на другие площадки по мере необходимости, обеспечивая оптимальное использование ресурсов.

Экономические выгоды от децентрализованного производства контейнеров значительны. Создание добавленной стоимости на местном уровне, рабочих мест и сокращение транспортных маршрутов не только снижают затраты, но и повышают надежность поставок. В кризисные времена эти системы могут заменить критически важную инфраструктуру и поддерживать основные услуги.

Международный опыт и передовые практики

Международные проекты уже доказали практическую осуществимость производства продуктов питания в контейнерах в различных условиях. Проекты по созданию пекарен и холодильных складов в контейнерах в Африке и других развивающихся странах демонстрируют, что надежное производство хлеба возможно даже в экстремальных климатических условиях и без существующей инфраструктуры.

Эти проекты предоставили важные данные для оптимизации систем. Ключевыми факторами успеха являются важность адекватного размера накопителей энергии, необходимость наличия местных мощностей для технического обслуживания и адаптация к культурным особенностям. В то же время модульные конструкции и стандартизированные компоненты оказались особенно простыми в обслуживании.

Ряд европейских стран экспериментируют с мобильными производственными системами для обеспечения готовности к кризисным ситуациям. Нидерланды разработали контейнерные системы для снабжения товарами во время прорывов дамб и наводнений. Австрия использует мобильные комбинаты для региональных поставок в горных районах, где транспортировка к центральным предприятиям затруднена.

Перспективы на будущее и технологические разработки

Технологическое развитие контейнерных производственных систем стремительно прогрессирует. Технологии искусственного интеллекта и Интернета вещей (IoT) позволяют полностью автоматизировать мониторинг и оптимизацию производственных процессов. Прогнозируемое техническое обслуживание может предсказывать отказы и способствовать проведению профилактического ремонта.

Новые аккумуляторные технологии с более высокой плотностью энергии и увеличенным сроком службы еще больше повысят энергетическую самодостаточность. В то же время более эффективные солнечные модули позволят получать больше энергии даже в ограниченных пространствах. Интеграция топливных элементов в качестве дополнительного источника энергии может в будущем создать дополнительную резервную систему.

Разработка новых технологий обработки, специально предназначенных для контейнерных применений, позволит еще больше повысить эффективность. Уже ведутся разработки более компактных систем с большей производительностью и меньшим энергопотреблением. В то же время новые материалы и технологии производства позволяют создавать более экономичные системы с меньшими затратами на техническое обслуживание.

Внедрение в Германии мер по обеспечению готовности к кризисам

Интеграция контейнерных производственных систем в систему обеспечения продовольственной безопасности Германии в чрезвычайных ситуациях требует фундаментального пересмотра существующих концепций. Вместо того чтобы полагаться исключительно на хранение сырых основных продуктов питания, следует создать децентрализованные перерабатывающие мощности, которые останутся функциональными даже в условиях кризиса.

Одна из возможных стратегий может включать региональное распределение контейнерных производственных систем, которые используются в коммерческих целях в обычное время и могут быть быстро задействованы для экстренного снабжения во время кризиса. Частные операторы могут быть обязаны по контракту предоставлять мощности для государственных поставок в случае кризиса.

Существующие зернохранилища можно постепенно дополнить современными, оборудованными контейнерными хранилищами, которые обеспечат не только оптимизированное хранение, но и базовые возможности по переработке зерна. Такие гибридные подходы позволят объединить преимущества обеих систем и обеспечат поэтапную модернизацию.

Подготовка квалифицированных рабочих для эксплуатации мобильных производственных установок должна начинаться заблаговременно. Необходимые навыки можно развить в сотрудничестве с профессиональными училищами, ремесленными палатами и пищевой промышленностью. Регулярные учения и курсы повышения квалификации обеспечивают оперативную готовность в чрезвычайных ситуациях.

Стратегическое значение для национальной безопасности

Системы производства продуктов питания на основе контейнеров представляют собой кардинальный сдвиг в подготовке к кризисным ситуациям. Они преодолевают традиционное разделение между хранением и переработкой, создавая гибкие, децентрализованные мощности, которые остаются функциональными даже в случае серьезного повреждения инфраструктуры.

Стратегические преимущества выходят далеко за рамки простого обеспечения продовольствием. Децентрализованные производственные мощности повышают устойчивость всей экономики и снижают уязвимость к целенаправленным атакам на центральную инфраструктуру. В то же время они закладывают основу для экономического восстановления после стихийных бедствий.

Инвестиции в такие системы — это не только страховка от кризисных сценариев, но и инвестиция в более устойчивое и жизнеспособное будущее. Сочетание современных технологий, возобновляемых источников энергии и модульного строительства демонстрирует, как индустриальные общества могут обеспечить предоставление основных услуг даже в экстремальных условиях.

Настало время перемен в подходах к кризисной готовности. Контейнерные производственные системы предлагают технологии и гибкость, необходимые для решения задач XXI века. Их раннее внедрение может иметь решающее значение для определения того, сможет ли Германия надежно обеспечивать свое население продовольствием даже в условиях серьезных кризисов.

Маркус Беккер

Я с удовольствием стану вашим личным консультантом.

Руководитель отдела развития бизнеса

Председатель рабочей группы SME Connect по обороне

LinkedIn

Konrad Wolfenstein

Я с удовольствием стану вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной по адресу wolfenstein∂xpert.digital или

Просто позвоните мне по номеру +49 7348 4088 965 .

LinkedIn
 

Высотные контейнерные склады и контейнерные терминалы: логистическое взаимодействие – экспертные советы и решения - Креативное изображение: Xpert.Digital

Эта инновационная технология обещает коренным образом изменить контейнерную логистику. Вместо горизонтального штабелирования контейнеров, как раньше, они будут храниться вертикально в многоярусных стальных стеллажных конструкциях. Это не только позволит значительно увеличить складские мощности на той же площади, но и революционизирует все процессы на контейнерном терминале.

Более подробная информация здесь:

• Высотные контейнерные склады и контейнерные терминалы: логистическое взаимодействие – экспертные консультации и решения