Метрология. Ч. 2. Производство продукции в пищевой и перерабатывающей промышленности

А. А. Бегунов

МЕТРОЛОГИЯ
Часть 2. Производство продукции 
в пищевой и перерабатывающей 
промышленности

Рекомендовано ФГБОУ ВПО «Московский государственный 
технический университет им. Н. Э. Баумана» в качестве учебника 
для студентов вузов, обучающихся по специальности 
200501.65 «Метрология и метрологическое обеспечение» 
и по направлению подготовки бакалавров 27.03.01 
и магистров 27.04.01 «Стандартизация и метрология»

Санкт-Петербург
ГИОРД 
2017

УДК 006.91
ББК 30.10
 
Б97

Бегунов А. А.
Б97 
 
Метрология. Ч. 2. Производство продукции в пищевой и перерабатывающей промышленности : учеб. для вузов / А. А. Бегунов. — СПб. : 
ГИОРД, 2017. — 608 с. : ил.

ISBN 978-5-98879-194-2

В книге три основных раздела: «Измерения в процессе производства», «Метрологические основы технологических процессов и оборудования» и «Метрологическое обеспечение производства». В виде приложений приведены примеры реализации изложенных положений и рекомендации по решению ряда конкретных, 
взятых из практики, метрологических задач.
Учебник предназначен для учащихся высших учебных заведений (в том числе 
бакалавров, специалистов, магистров и аспирантов) пищевой и перерабатывающей 
отрасли. Кроме того, он рекомендуется для использования и в учебных заведениях 
практически всех других технологических отраслей промышленности (где основу 
их производств составляют процессы разделения и смешивания компонентов, 
а главным показателем качества исходного сырья, полупродуктов и готовой продукции является состав). Книга может представить интерес для студентов, изучающих метрологию в составе общепрофессиональных дисциплин, для слушателей 
образовательных учреждений дополнительного профессионального образования, 
преподавателей, а также для сотрудников метрологических служб и работников 
государственных органов управления, научных учреждений и специалистов, занимающихся измерениями.

УДК 006.91
ББК 30.10
 

ISBN 978-5-98879-194-2 
© ООО «Издательство „ГИОРД“», 2017

Рецензенты: Фридман Илья Абрамович – д.т.н., профессор кафедры
 
химических технологий лекарственных веществ 
 
Санкт-Петербургской государственной 
 
химико-фармацевтической академии;
 
Балюбаш Виктор Александрович – д.т.н., 
 
профессор кафедры автоматизации биотехнологических 
 
и теплофизических процессов СПб НИУ ИТМО;
 
Синяков Александр Иосифович – к.т.н., директор 
 
Санкт-Петербургского филиала ФГАОУ ДПО АСМС,
 
академик Российской метрологической Академии

КРАТКОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Принятые сокращения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Основные условные обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Введение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Глава 1. Измерения в процессе производства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
§ 1.1. Роль измерений в процессе производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
§ 1.2. Особенности формирования эффективности результата измерений. . . .17
§ 1.3. Особенности измерений в пищевых отраслях  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
§ 1.4. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний 
 
на предприятии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
§ 1.5. Средства получения измерительной информации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
§ 1.6. Измерения при контроле качества продукции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
§ 1.7. Измерения при испытаниях продукции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

Глава 2. Метрологические основы технологических процессов и оборудования. . . . .144
§ 2.1. Особенности технологических процессов
 
пищевых производств. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
§ 2.2. Исходные положения организации и выполнения измерений. . . . . . . .148
§ 2.3. Метрологические требования к технологическим 
 
процессам и оборудованию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
§ 2.4. К формализации задачи контроля качества 
 
промышленной продукции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
§ 2.5. Методология оптимизации номенклатуры контролируемых
 
параметров и их нормируемых значений  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
§ 2.6. Метрологический анализ и аттестация технологических процессов . . .182
§ 2.7. Метрологические показатели качества технологического 
 
процесса  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212
§ 2.8. Методы измерения показателей качества технологических 
 
процессов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
§ 2.9. Статистический контроль качества продукции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
§ 2.10. Статистический контроль точности и регулирование 
 
технологических процессов в пищевой промышленности  . . . . . . . . . . .252

Глава 3. Метрологическое обеспечение производства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
§ 3.1. 
Понятие о метрологическом обеспечении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
§ 3.2. Метрологическая служба юридических лиц пищевой отрасли. . . . . . . .293
§ 3.3. Техническая подсистема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294
§ 3.4. Метрологическое обеспечение испытаний продукции  . . . . . . . . . . . . . .318
§ 3.5. Автоматизированное рабочее место метролога . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .323

Краткое оглавление 

§ 3.6. Метрологический контроль и надзор за соблюдением 
 
установленных правил и норм  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
§ 3.7. Прослеживаемость  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333
§ 3.8. Метрологический надзор за фасованной продукцией . . . . . . . . . . . . . . .341
§ 3.9. Метрологическая экспертиза документации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .345
§ 3.10. Экономическая эффективность метрологического 
 
обеспечения производства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356
§ 3.11. Основные научные и методологические проблемы 
 
метрологического обеспечения (единства измерений) 
 
при производстве продукции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .372

Приложения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383
Приложение 1. Метрологическое обоснование установки 
для изготовления ароматизаторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383
Приложение 2. Метрологическая экспертиза измерительной 
системы (базы) по приемке растительного масла с морских танкеров. . . . . . . .386
Приложение 3. Статистические таблицы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389
Приложение 4. Определение погрешности дозирования маргарина 
в крупную тару  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .392
Приложение 5. Основные требования к испытательным лабораториям . . . . . .402
Приложение 6. Примеры применения показателей точности методов 
испытаний продуктов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .410
Приложение 7. Определение естественных потерь при перевозках 
пищевых грузов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .415
Приложение 8. Методика расчета ожидаемых выходов масла, 
жмыхов (шротов) и отходов производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .418
Приложение 9. Метод таблиц случайных чисел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .431
Приложение 10. Государственная поверочная схема. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .434
Приложение 11. Некоторые нормативно-методические документы  . . . . . . . . .435
Приложение 12. Положение о метрологической службе пищевого 
предприятия (вариант)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .439
Приложение 13. Требования к помещениям метрологических служб  . . . . . . . .453
Приложение 14. К вопросу об анализе приборного парка предприятия  . . . . . .455
Приложение 15. Типичные ошибки в нормативных документах  . . . . . . . . . . . .473
Приложение 16. Примеры метрологической экспертизы. . . . . . . . . . . . . . . . . . .480
Приложение 17. Метрологические требования к документации. . . . . . . . . . . . .492
Приложение 18. Правила оформления нормативных документов 
и учебных пособий. Метрологические аспекты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .512
Приложение 19. Стандартизованные термины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .536
Приложение 20. Содержание метрологической экспертизы некоторых 
видов документов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .558
Приложение 21. Журналы по метрологии и измерительной технике. . . . . . . . .587

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .591

Использованная и рекомендуемая литература  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .594

Полное оглавление. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .597

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 
И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Принятые сокращения

АПК
Агропромышленный комплекс
АРМ
Автоматизированное рабочее место
АСНИ
Автоматизированная система научных исследований 
и испытаний
АСУ
Автоматизированная система управления
АСУП
Автоматизированная система управления производством
АСУТП
Автоматизированная система управления технологическим 
процессом
АФХ
Амплитудно-фазовая характеристика
АЧХ
Амплитудно-частотная характеристика
АЦП
Аналого-цифровой преобразователь
ББ
Бракованный продукт признан браком
БГ
Годный продукт признан браком
ВИП
Вторичный измерительный преобразователь
ВТО
Всемирная торговая организация
ВЭ
Вторичный эталон
ГАП
Гибкая система автоматизации производства
ГБ
Бракованный продукт признан годным
ГГ
Годный продукт признан годным
ГМКиН
Государственный метрологический контроль и надзор
ГМС
Государственная метрологическая служба
ГНМЦ
Государственный научно метрологический центр
ГОСТ
Аббревиатура национального стандарта
ГОСТ Р
Национальный стандарт Российской Федерации
ГПС
Гибкая производственная система
ГСВЧ
Государственная служба времени и частоты
ГСИ
Государственная система обеспечения единства измерений
ГСО
Государственный стандартный образец

Список сокращений и условных обозначений 

ГССО
Государственная система стандартных образцов
ГСССД
Государственная система стандартных справочных данных
ГЦИСИ Государственный центр испытаний средств измерений
ЕСКД
Единая система конструкторской документации
ЕСПД
Единая система проектной документации
ЕСТД
Единая система технологической документации
ЕСТПП
Единая система технологической подготовки производства
ЕТКС
Единый тарифно-квалификационный справочник
ИВК
Измерительно-вычислительный комплекс
ИИС
Информационно-измерительная система
ИК
Измерительный канал
ИЛ
Испытательная лаборатория
ИС
Измерительная система
ИСО
Интернациональная организация по стандартизации 
(ISO — International Organization for Standardization)
ИУ
Измерительная установка
КИПиА
Контрольно-измерительные приборы и автоматика
КСП
Комплект средств поверки
МБЗМ
Международное бюро законодательной метрологии
МБМВ
Международное бюро мер и весов
МВИ
Методика выполнения измерений
МЖК
Масложиркомбинат
МИ
Методики измерений, испытаний
МКМВ
Международный комитет мер и весов
МО
Метрологическое обеспечение 
МОЗМ
Международная организация законодательной метрологии
МОМВ
Международная организация мер и весов
МПИ
Межповерочный и межкалибровочный интервалы
МПР
Метод передачи размера (единицы величины)
МР
Международные рекомендации
МС
Метрологическая служба
МУ
Методические указания
МХ
Метрологическая характеристика
МЭ
Метрологическая экспертиза 
МЭК
Международная электротехническая комиссия
НД
Нормативный документ

Принятые сокращения

НИР
Научно-исследовательская работа
НСИ
Нестандартизованное средство измерений
НЭ
Национальный эталон
ОКР
Опытно-конструкторская работа
ОСО
Отраслевой стандартный образец
ПИП
Первичный измерительный преобразователь
ПО
Программное обеспечение
ПР
Правила по метрологии
ПС
Поверочная схема
Р
Рекомендации
РД
Руководящий документ
РМГ
Рекомендации по межгосударственной 
стандартизации
РСИ
Рабочее средство измерений
РСК
Российская система калибровки
СИ
Средство измерений
СКО
Среднеквадратическое отклонение (синонимы: среднее 
квадратическое отклонение, среднеквадратичное 
отклонение)
СМИ
Средства и методики измерений
СНиП
Санитарные нормы и правила
СО
Стандартный образец
ССД
Стандартные справочные данные
ТД
Технологический документ
ТЗ
Техническое задание
ТП
Технологический процесс
ТПК
Технологический процесс контроля
ТПП
Технологический процесс производства
ТР
Технический регламент
ТУ
Технические условия
ЦСМиС Центр стандартизации, метрологии и сертификации
Ш
Шифратор
ЭВМ
Электронно-вычислительная машина
SI
Международная система единиц (международное 
сокращенное наименование; в русской транскрипции — СИ)

Список сокращений и условных обозначений 

Основные условные обозначения

k 
— коэффициент асимметрии поля допуска;
М(y'i) 
— математическое ожидание;
N 
— количество параметров изделия; цифровой код;
n 
— объем выборки или количество повторных измерений;
R 
— воспроизводимость метода испытания; размах;
r 
— предел повторяемости (сходимости) метода испытаний;
S 
— оценка СКО СИ;
t 
— температура;
U(Р) 
— коэффициент доверительной вероятности;
V 
— коэффициент вариации;
Х 
— измеряемое значение;
Хк 
— верхний предел измерений (конечное значение шкалы
 
 
прибора);
Хн 
— номинальное значение параметра;
α 
— риск изготовителя;
β 
— риск потребителя;
γ 
— приведенная основная погрешность;
Δ 
— абсолютная погрешность, допускаемое отклонение
 
 
параметра от номинала, допуск;
Δ0i 
— середина поля допуска i-гo изделия;
Δв и Δн — верхняя и нижняя границы поля допуска;
Δвi 
— верхнее предельное отклонение i-го изделия;
Δг 
— погрешность градуировки используемого средства
 
 
измерений;
Δгар 
— погрешность гарантируемая;
Δго 
— погрешность градуировочных образцов;
Δдi 
— действительное отклонение параметра i-гo изделия;
Δми 
— погрешность методики измерений;
Δнi 
— нижнее предельное отклонение параметра i-го изделия;
Δоб 
— погрешность, вносимая свойствами объекта;
Δри 
— погрешность результата измерения;
Δс 
— погрешность субъективных факторов;
Δси 
— погрешность, обусловленная средствами измерений;
Δт 
— требуемая точность допусков;
δ 
— относительная погрешность, поле допуска на параметр;

Основные условные обозначения

δД 
— граница относительного значения допускаемого 
 
 
отклонения измеряемого параметра;
δпрк 
— приведенная погрешность в конце диапазона измерений;
δi 
— допуск на размер i-го изделия;
δs 
— погрешность чувствительности;
η 
— относительное значение допуска;
Θ 
— приемочный уровень качества;
Θf 
— браковочный уровень качества;
П(ΔХ) — функция потерь;
σ 
— среднеквадратическое отклонение (СКО);
σc 
— смещение уровня настройки;
σн 
— поле допуска на настройку;
σm 
— мгновенное поле рассеяния контролируемого параметра;
τ 
— время;
ϕ(y'i) 
— плотность распределения вероятностей параметра y'i 
 
 
в партии изделий;
ω(τ) 
— интенсивность (частота) отказов.

ВВЕДЕНИЕ

«… — Хозяин, есть у тебя английский октант?
— Нет.
— Без английского октанта ты не в состоянии определять высоту 
ни впереди, ни позади судна.
— Баски, — возразил судовладелец, — умели определять высоту, когда 
никаких англичан еще на свете не было.
— Берегись приводить к ветру.
— Я припускаюсь, когда это нужно.
— Ты измерил скорость хода корабля?
— Да.
— Когда?
— Только что.
— Чем?
— Лагом.
— А ты осмотрел деревянный сектор лага?
— Да.
— Песочные часы верно показывают свои тридцать секунд?
— Да.
— Ты уверен, что песок не расширил трением отверстия между двумя 
склянками?
— Да.
— Проверил ли ты песочные часы при помощи мушкетной пули, подвешенной …
— На ровной нитке из смоченной пеньки? Разумеется.
— Хорошо ли ты навощил нитку, чтобы она не растянулась?
— Да.
— А лаг ты проверил?
— Я проверил песочные часы посредством мушкетной пули и лаг посредством пушечного ядра.
— Каков диаметр твоего ядра?
— Один фут.
— Калибр вполне достаточный. <…> А как определил ты силу удара 
воды об ядро?
— При помощи немецкого безмена.
— Принял ли ты в расчет напор волны на канат, к которому привязано 
ядро?.. »