Заготовка для лекций по курсу «Основы проектирования и оборудование предприятий биотехнологической промышленности»
Содержание
2. Основные понятия и определения 2
2.1. Процесс проектирования; субъект и объект проектирования 2
2.2. Основные юридические лица, участвующие в разработке проекта, их функции и предъявляемые к ним требования. 2
3. Организация проектных работ 3
3.1. Порядок выполнения связанных с проектированием работ 3
3.2. Этапы процесса проектирования 4
4. Классификация опасных и вредных факторов, которые требуется учитывать при проектировании оборудования 7
1. Цель, задачи и место дисциплины в учебном процессе
Цель преподавания дисциплины
Цель дисциплины – обучение студентов основам расчета и проектирования оборудования предприятий биотехнологического профиля.
Задачи изучения дисциплины
Задачами изучения дисциплины является привитие студентам навыков: физического и математического моделирования биотехнологических процессов; обработки экспериментальных данных; расчета процессов и проектирования оборудования биотехнологических производств.
Предмет изучения дисциплины
Методы расчета оборудования, аппаратурное оформление и проектирование биотехнологических производств.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
организацию проектных работ;
основные принципы составления ТЭО и технического проекта;
основные методы исследования типовых процессов и аппаратов биотехнологических производств;
расчет энергетических балансов биотехнологических процессов;
тепло- и массообменные процессы стадии ферментации и их расчет;
основное ферментационное оборудование, его выбор и расчет;
расчет и аппаратурное оформление процессов разделения многокомпонентных систем: растворения, кристаллизации, адсорбции, абсорбции, ионного обмена, экстракции, флотации, флокуляции, осаждения, фильтрации, мембранного разделения, сепарации и центрифугирования, вакуум-выпарки, сушки;
аппаратурное оформление стадий приема, хранения, дозировки и транспортировки сырья;
основы анализа и синтеза технологических схем;
особенности моделирования, масштабирования и оптимизации биотехнологических схем и процессов;
экономические критерии оптимизации производства.
Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина входит в федеральный компонент дисциплин специализации цикла специальных дисциплин и является завершающей в системе инженерной подготовки.
Дисциплина базируется на знаниях полученных студентами в курсах:
Биохимия.
Механика.
Начертательная геометрия. Инженерная графика.
Общая биология и микробиология.
Общая биотехнология.
Процессы и аппараты химической технологии.
Системы управления химико-технологическими процессами.
Теоретические основы биотехнологии.
2. Основные понятия и определения
2.1. Процесс проектирования; субъект и объект проектирования
Проектирование– процесс составления описания, необходимого для изготовления и эксплуатации в заданных условиях еще не существующего объекта, на основе первичного описания этого объекта и (или) алгоритма его функционирования.
Проектирование включает комплекс работ:
научные изыскания и исследования;
технологические расчеты;
гидравлические расчеты;
механические расчеты;
конструирование и создание чертежей;
оформление проектной документации в виде рабочего проекта.
Субъект проектирования: человек, коллектив.
Объект проектирования: деталь, узел, аппарат, установка, завод.
2.2. Основные юридические лица, участвующие в разработке проекта, их функции и предъявляемые к ним требования.
Заказчик– любое юридическое лицо.
Функции:
формулирует требования к объекту проектирования;
выдает исходные требования на оборудование с длительным циклом изготовления и на выполнение опытно-конструкторских работ по новому оборудованию;
утверждает проектно-сметную документацию;
производит финансирование работ;
обеспечивает процесс проектирования, пуска и эксплуатации производства.
Заказчик несет ответственность за своевременную подготовку к эксплуатации и выпуску продукции вводимых в действие производств, ввод в эксплуатацию и освоение производственных мощностей, соблюдение финансовой дисциплины.
Генеральный проектировщик(подрядчик) – как правило, проектная организация, разрабатывающая технологическую часть проекта.
Функции:
назначает главного инженера, ответственного за проект в целом и координацию деятельности всех подразделений.
Соисполнители(субподрядчики) – научно-исследовательские институты и другие организации, подключаемые в качестве соисполнителей при разработке проекта.
Функции:
формируют исходные данные на проектирование. Источником исходных данных обычно являются результаты моделирования и экспериментальных исследований на лабораторных, пилотных или полупромышленных установках;
несут ответственность за соответствие исходных данных достижениям НТП;
несут ответственность за качество разрабатываемых ими проектных решений.
3. Организация проектных работ
3.1. Порядок выполнения связанных с проектированием работ
Принципиальная последовательность связанных с проектированием работ приведена на рис. 3.1.
Рис. 3. 1. Порядок выполнения связанных с проектированием работ
Решение о создании нового или расширении старого производства принимается на основе народно-хозяйственной или хозяйственной потребности.
Основанием для начала проектных работ является техническое задание на проектирование, которое разрабатывается заказчиком совместно с генеральным проектировщиком на этапе подготовке к проектированию.
Техническое задание (ТЗ) содержит:
номенклатуру и объем производства;
требования по механизации и автоматизации процессов, автоматизации управления процессами и производством;
исходные положения по разработке мероприятий по защите окружающей среды;
показатели по эффективности капвложений, материалоемкости и трудоемкости строительства;
задания по экономному расходованию сырьевых, материальных и энергетических ресурсов;
данные по использованию научных достижений;
данные по утилизации производства и вторичному использованию энергоресурсов;
данные по росту производительности труда;
сроки начала и окончания строительства;
наименование генерального проектировщика и строительно-монтажной организации.
Вместе с утверждением ТЗ заказчик выдает проектной организации ряд утвержденных документов: акт о выборе места строительства; архитектурно-планировочное задание и строительный паспорт; технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам снабжения, инженерным сетям и коммуникациям; перечень необходимых для проектирования материалов по виду выделяемого топлива, по месторождениям сырья; данные по оборудованию индивидуального изготовления и импортному; отчет по выполненным научно-техническим работам и т.д.
Одним из важнейших факторов, влияющих на экономическую эффективность будущего производства, является выбор места строительства. Ответственным за выбор места строительства является заказчик проекта. Исходной информацией для выбора являются следующие данные:
количество и источники сырья и топлива;
размещение рынков сбыта готовой продукции;
наличие и состояние водных ресурсов;
потребность в энергии;
размеры строительной площадки;
потребность в рабочей силе и ее наличие;
наличие и состав отходов, подлежащих удалению и способы их обезвреживания;
наличие транспортных сообщений;
демографическая ситуация;
наличие строительной и монтажной базы;
экологическая ситуация в регионе и т.п.