Порівняльний аналіз методів визначення екологічності харчових продуктів

• Виробництво ( в тому числі споживання, добування сировини, виробництво проміжних продуктів, транспорт і реалізація)
• Використання (споживання, транспорт)
• Переробку і (або) викиди.

За допомогою МIРS можна наглядно продемонструвати всі джерела споживання ресурсів на кожній стадії життєвого циклу продукту. МIРS допомагає оцінити потенційний вплив всього життєвого циклу продукту на глобальному рівні. Концепція МIРS основана на судженні про те що потенційний вплив продукту на ос може бути визначено на основі матеріальних входів в усьому життєвому циклі, чим менше сировини використовується тим менший вплив на оточуюче середовище.

В ході  МIРS –аналіза розглядають використання всіх ресурсів.

Показник МIРS показує, яка кількість природних ресурсів (матеріалів) використовується для отримання даного корисного продукту або послуги, і визначається за формулою, запропонованою в 1992 р. Курцем Гефасстом. Він запропонував використовувати для оцінки екоеффектівності величину, рівну матеріального входу на одиницю випущеної продукції або наданої послуги:

МIPS-аналіз дозволяє визначити  витрату природних ресурсів на кордоні  продуктового ланцюга, в місці їх вилучення з природного середовища, а також на всьому протязі життєвого  циклу продукту або послуги. Розрахунки проводять, виходячи з кількості  тонн матеріалів, видобутих з природи. При цьому окремо розглядаються  біотичні або відновлювані природні ресурси і абіотичні, або невідновних, природні ресурси, а також вода, атмосферне повітря і ерозія грунтово- Земельних  ресурсів. Споживані ресурси під  час виробництва, використання та повторної  переробки відходів продукту перераховуються  за допомогою спеціальних перевідних коефіцієнтів або МI-чисел в кількість  використовуваних природних ресурсів.

Матеріальний вхід на одиницю  продукції (МIРS) включає наступні п'ять  складових: абіотичні і біотичні ресурси, переміщення грунту в сільському і лісовому господарстві, а також  воду і повітря. Матеріальний вхід повинен  охоплювати весь ресурсний або життєвий цикл продукту або послуги, від моменту  вилучення природного ресурсу з  біосфери до моменту використання людиною  і розміщення відходів. Чим більше величина МIPS, тим вище «екологічна  ціна одиниці продукції» або тим  більше невидимий вантаж природних  ресурсів, або «екологічний рюкзак», який «несе» ця продукція.

МIPS можна використовувати  як індикатор або критерій для  скорочення витрати природних ресурсів або матеріального входу МI або  для збільшення терміну служби і  надійності експлуатації кінцевого  продукту S.

Скорочення МIРS є метою  і стратегією так званого екологічного дизайну. Збільшення  може бути пов'язано  зі збільшенням тривалості життя  продукції, воно досягається, з одного боку, завдяки технічним можливостям, наприклад завдяки модульному дизайну  або підвищення функціональності, а  з іншого боку, завдяки поліпшенню умов експлуатації та збільшення терміну  служби продукції.

МIPS- аналіза складається з наступних основних семи кроків:

Відправною точкою аналізу  є визначення цілей і задач, а  також вибір основної одиниці послуги для якого потім будуть підбиратися всі необхідні дані (крок 1) Одиниця послуги являє собою базу для порівняння різних продуктів або послуг. Потім життєвий цикл продукту представляється у вигляді ланцюга (крок 2), що зображує окремі стадії процесу та їх взаємозв'язок один з одним. На цій стадії створюється структура майбутнього обчислення. Потім тут збирають вхідні і, якщо необхідно, то і вихідні потоки і складається схема процесу (крок 3). При цьому рекомендується використовувати спеціальну форму, щоб гарантувати правильне документування результатних даних. На основі цієї інформації визначається матеріал вхід «від колиски до продукту» шляхом зв'язування зібраних даних з відповідними МІ числами, якщо вони вже встановлені (крок 4). Потім визначають матеріал вхід «від колиски до могили» (крок 5).

Дані про стадії використання та повторної обробки або захоронення відходів завершують повний життєвий цикл.

Крок 1: Визначення цілей, завдань та одиниці послуги.

При обчисленні критерію МIРS перш за все необхідно визначити цілі і завдання дослідження. Важливо встановити, що підлягає аналізу: один або декілька порівнюючих об’єктів, окремий об’єкт, оптимізація стадій виробництва або використання. У більшості випадків, для того щоб зробити порівняння різних продуктів, перш за все необхідно встановити одиницю вимірювання, для якої потім будуть збиратися необхідні дані. У концепції МIРS мірою для порівняння є одиниця послуги, що показує, яку користь дає використання певного продукту. В доповнення, одиниця послуги повинна також відображати альтернативні дематеріалізовані продукти та інноваційні послуги. Встановлення одиниці послуги вимагає розгляду того, які продукти і яким чином повинні порівнюватися між собою.

При обчисленні проміжних  кроків та результатів представляється  раціональним не користуватися одиницею послуги, а відносити результати на одиниці ваги. Строго кажучи, проміжні продукти (так звані напівфабрикати) ще не завершують послуги, і кінцевий продукт може бути все ще не визначений.

Крок 2: Представлення схеми ланцюга

Для того щоб скласти  схему ланцюга, зображується схема життєвого циклу продукції або послуги. В ідеалі, всі процеси, необхідні для виготовлення, використання та розміщення на звалищі відходів продуктів повинні бути представлені на цій схемі. Таким чином, отримують досить повну картину для відповідних процесів, і прогалини в інформації усуваються досить легко. При викладі схеми ланцюга бажано вибрати кілька детальних описів. При цьому легше отримати повне сприйняття цілого процесу, і в той же час можна спостерігати всі етапи процесу окремо. Однак перед тим, як почати опис всіх підготовчих процесів в ланцюзі, треба перевірити, чи не були ці речовини вже розраховані і проаналізовані (числа М1). Розрахунок має сенс тільки в тому випадку, якщо він не вироблявся раніше або якщо отримане число не може бути використано в існуючому вигляді.

Крок 3: Збір даних

На стадії крок 3 збираються необхідні дані про кожного з  ідентифікованих процесів. Всі дані повинні бути повністю документовані  із зазначенням джерела інформації, року видання, пояснювальних записів, точної кількості, одиниць виміру і  т. д. Якщо при цьому не використовується згадане вище програмне забезпечення, доцільно застосовувати однаковий  формат для представлення вихідних даних. Принципово важливо, що якість вихідних даних є вирішальним для отримання якісних чисел МІ. При зборі даних слід звернути увагу на кілька загальних правил:

- Матеріальні потоки  повинні приводитися у відповідних  одиницях ваги (кілограмів, тоннах  і т. д.).

- Одиниця виміру повинна  вказуватися разом з числовим  значенням. Таким способом можна  уникнути багатьох несподіваних  результатів. 

- Первинну сировину, необхідну для процесу, спочатку вноситься в список вхідних потоків. Вони поділяються на п'ять категорій по видам природніх ресурсів.

Для розрахунку МIРS формується так звана процессная ланцюжок на основі життєвого циклу продукту або послуги, що показує, які процеси необхідні для виробництва даного продукту або послуги. Потім для кожного процесу збираються дані про вхідних і вихідних матеріальних потоках. В якості джерел інформації можна використовувати прямі вимірювання, результати математичного моделювання, експертні оцінки, літературні дані. Розгляд життєвого циклу продукції є необхідним при виконанні МIРS -аналізу, так як екологічний збиток, який надає виробництво або споживання того чи іншого продукту на природу. Ці входи не мають попередніх процесних ланцюгів, вони в основному пов’язані з процесами, які виконуються на початку цілих процесних ланцюгів. Виключення становить повітря та вода. Крім того, перераховуються всі інші, не первинні вхідні потоки: речовини, джерела енергії, напівфабрикати,  допоміжні й експлуатаційні матеріали. Ці вхідні потоки мають попередні процесні ланцюги і враховуються в межах даних ланцюгів або використовуються відомі числа МІ, якщо вони вже встановлені.

- Список вихідних потоків  включає в себе всі основні  і побічні продукти, а також  відходи, стічні води, вихлопні  гази і інші викиди, які надходять  у повітря, воду і грунт.

- Необов'язково вказувати  всі вхідні і вихідні потоки. Це залежить від вибору і  встановлення меж системи і  критерію скорочення. Згідно з  концепцією МІРS, відходи, стічні води і викиди повинні враховуватися, якщо вони підлягають подальшій обробці, наприклад, на установці для повторної переробки або очищення викидів, яка вимагає матеріального входу.

- Необхідно вказати джерело  даних для кожного матеріалу,  виду енергії і напівфабрикату.

 Вхідні потоки:

1. Абіотичні ресурси 

Всі необроблені абіотичні  ресурси, які безпосередньо витягуються  з природного середовища.

2. Біотичні ресурси

Вся рослинна сировина, що отримується з оброблених або необроблених земель, і вся сировина тваринного походження. При визначенні вхідних потоків на розведення домашніх тварин необхідно враховувати витрати рослинної сировини на відгодівлю.

3. Переміщення ґрунту

Всі переміщення ґрунту в сільському і лісовому господарстві, а також в результаті оранки землі або ерозії.

4. Вода

Вся вода, вилучена безпосередньо  з природи. Дана категорія ресурсів ділиться на воду для подальшої обробки  або охолодження, а також на поверхневі, фунтові і підземні води.

5. Повітря

Попередньо оброблені вхідні потоки

1. Основні робочі та  будівельні матеріали

Речовини, які використовуються у відповідних процесах і які  проходять попередню обробку  в попередніх процесах.

2. Джерела енергії (енергоносії)

Джерела (енергоносії) для  отримання теплової та інших видів  енергії, наприклад, дрова, нафта, вугілля  або газ.

3. Попередні продукти

Напівфабрикати і попередньо виготовлені елементи, які будуть застосовуватися в певному процесі, а були вироблені в інших попередніх процесах.

4. Модулі

Модулі, розраховані для  деяких важливих і повторюваних послуг, наприклад, електрична енергія, транспорт, питна вода. Модулі дають відповідні МІ - числа для подальшого використання.

5. Інфраструктура

Всі споруди, які необхідні для процесу, але не для споживання (виробничі споруди, технології)

6. Допоміжні та експлуатаційні матеріали

Матеріали, які є частиною процесу, але виконують тільки допоміжні функції: робочі матеріали необхідні для виробничого процесу, але не входять до продукт.

7. Інші входи

Всі вхідні потоки, які не відносяться ні до однієї з перерахованих  вище категорій.

Вихідні потоки:

1. Основні продукти

Всі продукти, для яких, головним чином, здійснюється процес.

2. Побічні продукти

Всі продукти, для яких здійснюється процес не є головним, але які  можуть мати комерційну цінність.

3. Відходи

Всі матеріали, які не мають  комерційної цінності; можуть підрозділятися на відходи, які мають подальше використання, відходи для повторного використання.

4. Стічні води

Всі води, які поступають в систему каналізації або  на завод по обробці стічних вод.

5.Вихлопні гази

6. Викиди

Крок 4: Обчислення матеріального входу  «від колиски до продукту»

На стадії крок 4 обчислюється матеріал вхід, необхідний для отримання  готового продукту. Якщо МІ-числа знаходяться для матеріалів, модулів, напівфабрикатів, то розрахунок виконується наступним чином.

Дані та результати кроку 3 (збір даних) використовуються як вихідні  для обчислень. Визначаються відповідні матеріальні входи в кілограмах (кг) або матеріальні інтенсивності, наприклад в кілограмах на кілограм (кг / кг) або кілограмах на мегаджоуль (кг / МДж), для відповідних проміжних  продуктів, які залежать від процесів, пов'язаних з прямим вилученням ресурсів. Матеріальним вхід (МІ) визначається шляхом множення кожного вхідного потоку (кількість вхідного речовини) на матеріальну інтенсивність (МІТ) вхідної речовини. При додаванні знайдених даних отримують матеріальний вхід відповідного проміжного продукту. При зборі даних і обчислень підсумовування проводиться в межах кожної категорії ресурсів.

Матеріальна інтенсивність  виражається в одиницях кілограм на кілограм (кг / кг). Єдиний виняток  з цього правила становлять продукти, які не мають ваги, такі, як електрична енергія або теплота; в цьому  випадку матеріальна інтенсивність  має іншу розмірність. Тоді одиниця  ваги вказується в чисельнику, а відповідна одиниця, характерна для даного продукту, в знаменнику, наприклад кілограм на кіловат-годину (кг / кВт-год).

Для проміжних продуктів, вхід яких виражено в одиницях ваги бажано поставити матеріальну інтенсивність як результат, тобто розрахувати матеріал вхід на один кілограм продукції. Якщо для проміжних продуктів не можна визначити одиницю послуги, то критерій МІPS обчислити неможливо.

При обчисленні матеріального  входу і матеріальної інтенсивності  істотним є поділ між основними  і побічними продуктами. Основні  продукти можуть підсумовуватися, оскільки це ті продукти, для яких, головним чином, здійснюється процес. Матеріальний вхід процесу приписується основному  продукту або ділиться на різні основні  продукти пропорційно їх вазі. Матеріальний вхід процесу зазвичай включає в  себе побічні продукти тільки в тій  частині, яка пов'язана з їх подальшою  обробкою. Такий поділ готових  продуктів і входів може змінюватися  в залежності від обставин і умов виробництва. Питання про поділ  продуктів на основні і побічні, таким чином, займає центральне місце  в МІPS - аналізі і на це слід звернути увагу при встановленні меж системи.