10. Розділи 2-12 вд тз

Розділ 2. Патентний формуляр. У вигляді таблиці наводиться інформація про новизну розробки (технології, устаткування) у порівнянні з аналогами США, Японії, Німеччини, Великої Британії за 20 років.

Розділ 3. Нормативно технічна документація на готову продукцію, сировину і проміжні продукти. В загальному вигляді цей розділ орієнтований на застосування сертифікованої сировини для отримання стандартизованої продукції. В розділі наводиться інформація: про документи, які дають право на промислове (серійне) виробництво продукції – ліцензія на виробництво; найменування і характеристика товарної форми продукту; фармакологічна характеристика і галузь застосування; вид пакування;

Розділ 4. Фізико-хімічні і теплофізичні властивості вихідних, проміжних, побічних, кінцевих продуктів та відходів виробництва. Наводяться: робочі умови в технологічних апаратах; періодичність, інтенсивність; фізико - хімічні умови процесу; коефіцієнти заповнення апаратури.

Розділ 5. В цьому розділі наводяться робочі умови в технологічних апаратах:

- періодичність та інтенсивність;

- фізико – хімічні умови процесу(технологічні параметри); Невід’ємною частиною проекту, регламентів виробництва є стехіометричні рівняння хімічних та біохімічних перетворень з врахуванням втрат, кінетичних коефіцієнтів конверсії, коефіцієнтів тепловиділення та ін.

Розділ 6. Принципова технологічна схема. Наводиться блок-схема процесу виробництва у вигляді стадій та операцій. Складовою розділу є таблиця матеріального балансу на одиницю продукції, операцію.

Розділ 7. Математичний опис технологічних процесів і апаратів. Наводяться: математичні моделі, програми, які спрямовані на оптимізацію процесів синтезу.

Розділ 8. Дані для розрахунку і вибору основного технологічного обладнання. Для процесів розділення, змішування, подрібнення, сушіння наводяться рекомендації по вибору обладнання, потужності, засобу регенерації і інше.

Для процесів концентрування простежується зміна концентрації сухих речовин по стадіям. Для процесів стерилізації повітря наводиться вихідна концентрація забруднень у повітрі, ефективність очистки повітря, коефіцієнт проскоку контамінантів. Даються рекомендації по вибору матеріалів обладнання, трубопроводів, будівельних конструкцій. В якості характеристик процесу наводяться: коефіцієнти заповнення основного обладнання; час контакту; час культивування; об’ємні та лінійні швидкості руху рідини; рекомендації по перемішуванню.

Розділ 9. Рекомендації по автоматизації і механізації виробництва. Параметри контролю; точки контролю.

Розділ 10. Аналітичний контроль виробництва.

Складається карта аналітичного контролю, яка визначає хто, де і як про водить контроль, параметри вимірювання точки контролю та інше.

Розділ 11. Охорона оточуючого середовища, утилізація відходів.

Складається таблиця неутилізованих відходів, визначається рівень забруднення, місця виведення відходів на ТС.

Розділ 12. Заходи по техніці безпеки, промислової санітарії та

протипожежній профілактиці.

11. Сутність етапів 5-10 у структурі проектування.

(Ет5.Генерування ідей і формулювання задачі; Ет6. Інженерний аналіз: розробка концепції, аналіз, експеримент)

Ділянка між етапами 5 – 6 являє собою модель циклічної стратегії проектування. Найбільш важкою для розробника є нескінченна петля етапів 5–6, вийти з якої можна, тільки змінивши структуру задачі, наприклад, переформулювавши її. Циклічні і лінійні зв'язки між етапами проектування.

Лінійну стратегію можна застосовувати, якщо проектна задача повністю сформульована, зв'язок між окремими частинами задачі вже визначений і необхідно внести лише окремі незначні зміни в об'єкт. При подоланні циклічних зв'язків циклічна стратегія перероджується в лінійну, відповідно трансформується проектна задача на даному етапі. Окремий випадок лінійної стратегії являє собою стратегія оптимізаційного проектування. Стратегія оптимального пошуку лежить в основі рішення задач параметричної оптимізації, які пов'язані з вибором найбільш ефективних по прийнятому критерію значень режимних параметрів для заданої (розробленої або готової) структури об'єкта. Інший клас задач оптимізаційного проектування складають задачі структурної оптимізації, тобто знаходження оптимального варіанта структури об'єкта, яка визначається характером зв'язків між його складовими частинами і їх структурою.

Інший шлях рішення таких задач – застосування блоково-ієрархічного підходу. Він полягає в тому, що синтез складного об'єкта здійснюють не відразу цілком, а у відповідності з рівнем проектування. Такий підхід дозволяє досягнути тільки локального оптимуму на кожній технологічній стадії об'єкта, і лише потім вирішується задача оптимізації об'єкта загалом.

Стадії процесу проектування

Процес проектування розпадається на три основні, логічно об'єднані стадії. Перша стадія проектування – дивергенція – аналіз або розчленування задачі на елементи. Це стадія розширення кордонів проектної ситуації, необхідна для забезпечення досить широкого простору пошуку проектного рішення. На цій стадії здійснюється пошук інформації, проводиться аналіз проектних рішень. Друга стадія проектування – трансформація – ефективний творчий синтез ідей в єдине ціле. Це стадія об'єднання думок розробників в рішення, концепції, які повинні відображати реальні експлуатаційні, економічні і соціальні аспекти проектної ситуації. Щоб композиція елементів, що об'єднуються, стала оригінальною, синтез повинен бути неодмінно творчим. Суть трансформації складає те, що називають - творчим актом. Творчий акт не піддається формалізації, він тісно пов'язаний з процесами психіки людини. Третя стадія – конвергенція – наступає, коли задача визначена, змінні знайдені і критерії вибору фактично встановлені. На цій стадії розробник вирішує другорядні протиріччя і з багатьох альтернативних варіантів залишається один, який і буде представлений для прийняття рішення.

На етапі виявлення потреби зміни ситуації, що склалася, заздалегідь оцінюють наслідки їх задоволення. На етапі інженерного аналізу співіснують і трансформація, і конвергенція та інші блоки. У наш час проектування направлене на безперервне створення нової продукції.

Стадія 7. Інженерне рішення і розробка комплекту технічної документації.

На цьому етапі розробники повинні підготувати документацію, переконати замовника в правильності вибраної ідеї і розробленій концепції, а також в необхідності подальшої розробки або освоєнні об'єкта. Після прийняття інженерного рішення починається стадія розробки комплекту технічної і технологічної документації. Документ – матеріальний об'єкт, в якому зафіксована інформація, оформлена у встановленому порядку і що має відповідно до чинного законодавства правове значення. Технологічна документація представлена у вигляді технологічного регламенту виробництва. Технічна документація представлена у вигляді технічного регламенту а також у вигляді креслень нестандартного обладнання. Регламент – нормативний документ, що встановлює вимоги до технологічних процесів, технологічного обладнання і приміщень, пов’язаних з якісним виготовленням продукції при дотриманні умов охорони праці та нав- колишнього середовища. По окремих видах продукції провідні міністерства у встановленому порядку проводять експертизу документації, за результатами якої складають ек- спертний висновок. На його основі вносять зміни і доповнення в документацію при подальшій розробці або доопрацюванні проекту.

Стадія 8. Виробництво.

Цей етап полягає в освоєнні продукції, тобто в оснащенні технологічного процесу виготовлення об'єкта, та у підготовці виробництва до випуску цільової продукції. На стадії уточнюють прогнозування на етапі науково-інформаційного дослідження проектної ситуації, об'єми і терміни випуску продукції, питання підготовки необхідного технологічного обладнання, закріплення і навчання виробничого персоналу, створення необхідних запасів сировини, забезпечення контролю якості продукції і т. п. Група авторського нагляду, що виділяється розробником, проводить наступні роботи: аналіз дотримання виробником вимог технічної документації; аналіз виявлених дефектів; розв'язання питань, виникаючих при розробці об'єкта, зокрема поліпшення технологічного процесу, зниження витрати сировини, енергії, оперативне внесення змін в технічну документацію. Для виявлення резервів зниження витрат проводять економічне опрацювання об'єкта. Найбільш прийнятним методом економічного опрацювання вважають інженерно-вартісний або функціонально-вартісний аналіз. Цей метод заснований на уявленні про об'єкт у вигляді сукупності основ- них і допоміжних функцій, що виконуються ним. Цей метод полягає у вартісній оцінці всіх можливих варіантів реалізації функцій з урахуванням їх значущості.

Стадія 9. Розподіл продукції.

Призначення цього етапу полягає в організації контактів між сферами виробництва і споживання і управління цими контакт ми з метою встановлення і підтримки рівноваги між виробництвом і споживанням, тобто збутом і попитом. У залежності від призначення підприємства рівновагу між виробництвом і споживанням можна забезпечити, взявши за основу один з трьох принципів: 1) поставити виробництво в залежність від споживання; 2) поставити споживання в залежність від виробництва; 3) встановити рівновагу між виробництвом і споживанням.

Стадія 10. Експлуатація об'єкта.

На цьому етапі проектування об'єкт проходить реальну перевірку з точки зору виконання виявленої на першому етапі потреби і трансформованою на четвертому етапі в можливість виробництва представленій у технічному завданні. Дані про експлуатацію технологічного об'єкта служать основою для прийняття рішення про удосконалення технології і її інтенсифікації або про припинення випуску продукції. Неодмінною умовою останнього є обгрунту- вання доцільності цього у відповідності з ГОСТ 15.801 – 80. Так, цикл процесу проектування (розробки, виготовлення і експлуатації) технологічного об'єкта замикається, а разом з цим завершується, існування конкретного об'єкта.

12. Стратегія проектування. Циклічність та лінійність процесу проектування.

Важливою особливістю процесу проектування є наявність зворотних зв'язків між етапами, які виникають як необхідність уточнення у процесі проектування. Для сучасного процесу проектування характерні дефіцит часу обмеженість в коштах. Дійсно, коли процес розробки затягується, іноді на роки, проекти (або технологічні рішення) морально застарівають вже до стадії експлуатації. Саме тому загальна стратегія проектування повинна бути направлена на зменшення «циклічності» і збільшення «лінійності» процесу проектування. Лінійну стратегію можна застосувати, якщо проектна задача повністю сформульована, зв'язок між окремими частинами задачі вже визначений і необхідно внести лише окремі незначні зміни в об’єкт. При подоланні циклічних зв’язків циклічна стратегія перероджується в лінійну, відповідно трансформується проектна задача на даному етапі.

13. Поняття про системи автоматизованого проектування (сапр).

Один з основних напрямів прискорення впровадження науково-технічних досягнень у практику – автоматизація проектно-конструкторських робіт при створенні нових технологічних ліній і виробництв. Із цією метою інтенсивно розвиваються роботи зі створення в різних галузях промисловості систем автоматизованого проектування (САПР). Залежно від кола розв'язуваних завдань розрізняють САПР: біотехнологічних виробництв у цілому, окремих апаратів і установок, систем контролю та управління і т.д.

Відповідно до структури інжереного проектування, технологічне проектування розглядається як елемент проектування біотехнологічного виробництва та використання САПР. Для оцінки функцій САПР, розглядаються основні етапи ручного проектування при якому, як правило, використовують креслярський метод.

Процес підготовки проектної документації будь-якого об'єкта включає етапи:

- передпроектної розробки (ескізного проекту);

- власне проектування (техноробочий проект).

Результатами передпроектної розробки є формулювання технічного завдання (ТЗ) на проектування об'єкта, складання технологічного регламенту й техніко-економічне обґрунтування ефективності виробництва.

- Застосовання САПР для вибору оптимальної технологічної схеми, припускає використання математичних методів оптимізації та відмова від евристичних прийомів (евристичні метод – заснований на формалізації у вигляді машинних алгоритмів технологічних принципів, якими користуються в роботі проектувальники).

Як правило, у САПР використовують методи розрахунку, засновані на сполученні двох підходів. Наприклад, запропонований дворівневий підхід, у якому вибір оптимальної технологічної схеми здійснюють за допомогою програми, аналогічній програмі для гри в шахи. Після вибору оптимальної технологічної схеми виробництва та площадки для будівництва об'єкта в САПР вводять дані про цю схему і про будівельний майданчик (рельєф, ґрунт, транспортні шляхи й т.д.). Для кожного об'єкта на підставі довідкових даних за допомогою програми формуються якісні та числові параметри, і після розрахунку ЕОМ видає проектну документацію.

14. Основні етапи автоматизованого технологічного проектування біотехнологічних систем.

15. Структура мікробіологічного виробництва

Реалізація біотехнологічних виробництв проводиться на базі технологічних комплексів, які створюються, для виробництва певного продукту шляхом мікробіологічного синтезу, що носять назву – біотехнологічна система (БТС).

I ступінь - відповідає структурі біотехнологічного заводу, комбінату;

II ступінь - технологічні ділянки, цехи, що включають декілька взаємозв'язаних технологічних процесів та апаратів - стадія підготовки поживного середовища, стадія ферментаціі;

ІІI ступінь - апаратурна схема окремої технологічної стадії, ділянки.

IV ступінь - це технологічні елементи БТС (апарати), де протікають типові технологічні процеси:

а) механічні - подріблення, різання та інші;

б) гідродинамічні - перемішування, змішування, розділення;

в) теплові - нагрів та охолодження, випаровування, сушіння;

г) масообмінні - абсорбція, екстракція;

д) процеси хімічних та біохімічних перетворень;

е) мікробіологічні - розмноження культур м/о.

V ступінь (найнижчий) – це рівень біологічного агенту (мікроорганізмів) на якому протікають хімічні, біохімічні реакції за рахунок процесів ферментативного каталізу компонентів поживного середовища і перетворення їх в клітинах в біологічно активні речовини (БАР) – ферменти, амінокислоти, вітаміни, антибіотики.

Ієрархічна структура біотехнологічної системи

16. Особливості мікробіологічних процесів.

Мікробіологічні процеси мають наступні особливості:

• процес мікробного синтезу, як правило, є частиною багатостадійного виробництва, причому цільовий продукт стадії біосинтезу не є товарним, а підлягає подальшій переробці;

• при культивуванні мікроорганізмів звичайно необхідно підтримувати асептичні умови, що вимагає стерилізації устаткування, комунікацій, сировини й ін.;

• культивування мікроорганізмів здійснюють у гетерогенних багатофазних системах, реологічні й фізико-хімічні властивості яких у ході процесу можуть істотно змінюватися;

• технологічний процес характеризується високою варіабельністю через наявність у системі біологічного об'єкта, тобто популяції мікроорганізмів;

• складність біохімічних механізмів регуляції росту мікроорганізмів і біосинтезу продуктів метаболізму, ферментативний характер регуляції;

• складність і в більшості випадків невизначеність хімічного складу ферментаційних середовищ;

• автокаталітичний характер процесу, тобто вплив продуктів, що утворюються (у тому числі біомаси) на швидкість протікання процесу;

• відносно низькі концентрації субстратів, продуктів і швидкості реакцій;

• здатність процесу до саморегулювання;

• умови, оптимальні для росту мікроорганізмів і для біосинтезу цільових продуктів їхнього метаболізму, не завжди збігаються.

18. Сутність розробки та проектування оптимальної біотехнології.

Розробка оптимальної технології певного виду продукції або утилізації відходів, що утворюються – складна науково-технічна проблема, для вирішення якої необхідно :

• вибрати або селекціонувати культуру мікроорганізмів, здатну з максимально можливою швидкістю синтезувати біомасу або необхідний продукт метаболізму (метаболіт);

• вибрати сировину, що містить речовини, необхідні для росту використовуваної культури й біосинтезу цільового продукту;

• вибрати або сконструювати апарат (ферментер), оснащений відповідними комунікаціями й допоміжним устаткуванням, придатний для вирощування даної культури;

• розробити систему контролю й керування, що забезпечує оптимальн і умови процесу;

• підібрати устаткування й розробити технологію виділення й очищення цільового продукту та пакування препарату.