Проектирование предприятий биотехнологической промышленности. Курс лекций
Потребность населения, предприятий или государства в той или иной продукции может быть удовлетворена как с помощью поставки её по импорту, так и в результате создания собственных производств, что, как правило, осуществляется путём создания новых или реконструкцией уже существующих предприятий, способных обеспечить выпуск необходимой продукции. Это сложный процесс должен начинаться с замысла (по-другому, инвестиционного замысла) организации нового производства или с реконструкции существующего и заканчиваться его вводом в эксплуатацию. От инвестиционного замысла переходят к инвестиционному процессу, который предполагает стройную систему действий и ответственность всех участников: инвестора, банка, заказчика, проектно-изыскательских и конструкторских организаций, подрядных строительно-монтажных и пусконаладочных организаций, органов государственного управления, инспектирующих организаций, надзорных органов, поставщиков оборудования и материалов, служб, ведающих отпуском энергоресурсов, органов транспорта и связи, органов местного управления.
Однако отдельные звенья участников инвестиционного процесса определены и регламентированы в виде государственных стандартов (ГОСТ), строительных норм и правил Российской Федерации (СНиП), технических условий на выпуск и поставку той или иной продукции (ТУ) и др. нормативными документами.
Одним из главных действующих звеньевинвестиционного процесса является разработка проекта строительства (проектирование). Для выполнения работ по проектированию,заказчиком (инвестором) подбирается по результатам объявленного тендера на выполнение проекта одна из имеющих лицензию проектная организация.
Основным правовым документом, регулирующим взаимоотношения между участникамиинвестиционного процесса, являетсядоговор (контракт). Исходя из своих интересов оценки степени предпринимательского риска, а также с учётом технической сложности объекта и природных условий строительства, инвестор совместно с проектной организацией определяют в договоре необходимость разработки и согласования предпроектной документации, стадийность и содержание проектной документации, сроки её разработки, цены на все выполняемые проектировщиком работы.
Под термином «проектирование» понимают процесс создания проекта как совокупности информации, адекватно отображающей предполагаемый объект, процесс и т. п. Различаютинженерное проектирование -создание проекта некоторого технологического или технического объекта иконструкционное проектирование (конструирование) — создание проектов объектов техники (оборудования, машины, аппарата, агрегата). Одним из направлений инженерного проектирования является технологическое проектирование — создание проектов объектов технологии (отдельный процесс, технологические стадии, линии). Результат любого проектирования предусматривает создание комплекта соответствующей документации. Практически любой проект обязан доказывать обоснованность и достоверность принятых решений, которые должны быть научно обоснованными, технически реализуемыми, экономически целесообразными и экологически безопасными.
Каждый технологический объект (даже самостоятельного назначения) всегда является частью высшего иерархического уровня проектирования, отличающегося наличием более или менее обширной инфраструктуры как совокупности систем производственных коммуникаций и систем обеспечения нормальных условий работы обслуживающего персонала, наличием неких связей между составными частями объекта, а также между объектом и окружающей средой. Если в проекте учитываются все вышеуказанные факторы, то объект рассматривают как комплекс или мегакомплекс. Создание проекта последнего является самостоятельным направлением инженерного проектирования. При этом технологический проект разрабатывает инженер-технолог, а проект комплекса (мегакомплекса) или, по-другому, функционального проекта — инженер-технолог-проектировщик.
Функциональный проект отражает технологический мегакомплекс в целом и включает в себя технологию процесса и компоновку оборудования, системы коммуникации и режимы функционирования, их связи между собой и с внешними объектами. Такой проект должен содержать необходимый минимум данных для строительства и монтажа составных частей на конкретной площадке, по организации труда и быта работников, по управлению производством, позволяющих реализовать технологический процесс в конкретных географических, экономических, демографических и социальных условиях. Это означает, что конструирование технических объектов должно быть основано на результатах технологического проектирования или согласовано с ним.
Взаимозависимость конструирования и технологического проектирования особенно четко проявляется при функциональном проектировании биотехнологических объектов. В этом случае связь между составными частями проекта (например, различного вида оборудования, машин, механизмов и пр.) как объектов в окружающей среде в значительной степени зависит от специфики протекания биологических, химических, физико-химических и физических процессов в технологическом оборудовании.
Проясним суть различных задач, возникающих при выполнении и реализации проекта, на примере одной из главных стадий микробиологического производства. Здесь задача экспериментальной оценки поведения популяции микроорганизмов в зависимости от параметров их культивирования является сугубо технологической, расчёт необходимых потоков (охлаждающей воды, титрующего агента и пр.) — простая инженерная задача; создание математической модели процесса, решение задачи оптимизации технологических параметров процесса, нахождение критерия его эффективности на пути улучшения одних или ухудшения других показателей процесса — задача проектно-технологическая. Здесь же может возникнуть требование интенсифицировать стадию биосинтеза биомассы клеток или метаболитов путём устранения влияния ингибирующих веществ. Тогда это уже задача изобретательская.
Решение первых двух задач не будет обусловлено разрешением каких-либо противоречий. Для третьей задачи очевидно количественное противоречие. Однако оно разрешимо без изменения структуры объекта. В четвертой задаче содержится качественное противоречие, если для его устранения требуется разрабатывать принципиально иной способ получения целевого продукта.