Химия. Эконология. Биотехнология

УДК 621.644.011.56:331.45

М.А. Ромашкин, Е.Р. Мошев

Пермский национальный исследовательский политехнический университет,

ООО «УралПромБезопасность»

МНОГОУРОВНЕВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТА БУФЕРНЫХ ЕМКОСТЕЙ

Благодаря своим преимуществам (высокая ремонтопригодность, стабильная работа при максимальных нагрузках, продолжительный срок службы) поршневые компрессорные агрегаты используются во многих отраслях промышленного производства. Однако наряду с преимуществами они имеют и определенные недостатки (например, возбуждаемые ими колебания рабочей среды генерируются в основном в области низких частот, в которой находятся собственные частоты колебаний трубопроводов обвязки, что часто приводит к возникновению резонанса и разрушению опор и элементов трубопроводов). Одним из способов снижения резонансного воздействия является установка буферных емкостей для сглаживания и гашения пульсаций рабочей среды (СА 03-003–07). В соответствии с требованиями ПБ 03-582–03, вместимость буферных емкостей должна обеспечивать степень неравномерности давления δ в соответствии с услови-

ем δ ≤ 3P−0,34 (P – абсолютноедавлениерабочей среды, МПа).

Решение задачи расчета достаточного объема буферной емкости, удовлетворяющей указанному условию, является трудоемким процессом с большой вероятностью появления субъективной ошибки. Данная задача актуальна для проектных, эксплуатирующих и экспертных организаций. С учетом сложности охвата всех видов динамического оборудования (ДО) на основе

41

elib.pstu.ru

анализа паспортно-технической и нормативной документации была разработана многоуровневая информационная модель (ИМ) поршневого компрессорного оборудования.

Первый уровень ИМ отражает место ДО в организационной структуре предприятия. Второй уровень – параметры, характерные для всех видов ДО и не зависящие от конструктивных особенностей. Третий уровень – технологические параметры работы ДО (параметры рабочей среды при различных режимах, параметры отдельных ступеней). Четвертый уровень – конструктивные параметры элементов поршневой компрессорной машины. Пятый и шестой уровни содержат информацию о техническом обслуживании элементов поршневого компрессора и формируемую техническую документацию. Седьмой уровень – дополнительные параметры, характерные для конкретных видов ДО.

Исходя из актуальности задачи определения необходимого объема буферной емкости, была разработана методика его автоматизированного расчета. Методика включает в себя 5 алгоритмических блоков. Исходные данные для работы каждого блока автоматически передаются в соответствующие алгоритмы из многоуровневой информационной модели. Блок 1 определяет времена выхлопов цилиндров ступени компрессора (данные из 2-го, 4-го уровней ИМ). Блок 2 – коэффициенты χ (число одновременно воздействующих на трубопровод цилиндров), i (количество подач ступени за 1 оборот коленчатого вала) (данные из 4-го уровня ИМ и блока 1). Блок 3 определяет показатель адиабаты (данные из 3-го уровня ИМ), блок 4 – отношение времени нагнетания (всаса) ко времени 1-го оборота коленчатого вала (данные из 3-го, 4-го уровней ИМ). Блок 5 – отношение величины буферной емкости на стороне всасывания (нагнетания) к объему газа, всасываемого (нагнетаемого) ступенью (данные из блоков 2, 3, 4). Блок 6 определяет необходимый объем буферной емкости (данные из блоков 2, 5).

Использование рассмотренной модели и методики в составе автоматизированной системы позволит сократить время рас-

42

elib.pstu.ru

чета буферной емкости; повысить достоверность как всего расчета, так и его отдельных этапов; исключить субъективный фактор в процессе использования соответствующих номограмм в процессе расчета. Появляется возможность оперативного рассмотрения нескольких вариантов установки буферной емкости. При этом оказывается положительное влияние на качество информационной поддержки поршневого динамического оборудования, в состав обвязки которого входят буферные емкости.

УДК 541.183.12

Ю.А. Попова, В.Н. Басов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ НА ГЛАУКОНИТЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Наиболее известным источником загрязнения воды, которому традиционно уделяется главное внимание, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства). Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек.

Наиболее перспективным методом, позволяющим очистить сточные воды до требуемого уровня, является сорбционная очистка. Нами исследовалась сорбция тяжелых металлов и нефте-

43

elib.pstu.ru

продуктов на глауконите. Глауконитом принято называть минерал природного происхождения, который содержится в осадочных породах, общие ресурсы которого оцениваются в 35,7 млрд т. До недавнего времени он не находил широкого применения ни в одной отрасли, однако с выявлением сорбционных и ионообменных свойств глауконита, началась его активная разработка и дальнейшее использование в самых различных сферах. Большая активная поверхность глауконита позволяет сорбировать аммиак, метан, сероводород, тяжелые металлы и даже некоторые микроорганизмы, но, пожалуй, главное преимущество глауконита в том, что он наиболее эффективно сорбирует соли тяжелых металлов.

Нами проведены исследования сорбции солей цинка, свинца и меди на глауконите. Показана высокая эффективность процесса сорбции указанных солей из водных растворов.

УДК 504.03:651.012.2

Л.А. Сухорослова, В.В. Карманов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ВЫЯВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ КАК ЭЛЕМЕНТ ПЛАНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА ОРГАНИЗАЦИИ

В современных условиях ужесточения законодательства, развития экономической политики, роста озабоченности заинтересованных сторон вопросами охраны окружающей среды и устойчивого развития все больше организаций занимаются усовершенствованием своей системы управления окружающей средой (СУОС). Налаженная работа СУОС в дальнейшем позволит

44

elib.pstu.ru

внедрить систему экологического менеджмента (СЭМ) организаций.

Всоответствии с ГОСТ Р 52724–2007 СУОС – часть общей системы административного управления, которая включает в себя организационную структуру, планирование, ответственность, методы, процедуры, процессы и ресурсы, необходимые для разработки, внедрения, реализации, анализа и поддержания экологической политики.

При разработке политики организации, ее целей и задач, при обучении (подготовке) персонала, обмене информацией, управлении операциями и программами мониторинга следует, прежде всего, основываться на знании значимых экологических аспектов (ЗЭА) предприятия.

Экологический аспект (ЭА) – это элемент деятельности организации, ее продукции или услуг, который может взаимодействовать с окружающей средой.

Всоответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 14001:2007 организация должна установить, внедрить и поддерживать процедуру(ы):

•идентификации ЭА своей деятельности, продукции и услуг в рамках выбранной области применения СЭМ, которые она может контролировать и на которые она может влиять, принимая во внимание запланированные варианты или новые возможности развития, новые или модифицированные виды деятельности, продукты и услуги, штатные и нештатные условия функционирования, инциденты, несчастные случаи и аварийные ситуации;

•выявления тех аспектов, которые оказывают или могут оказать значимые воздействия наокружающую среду, т.е. ЗЭА.

Организация должна документально оформлять и поддерживать актуальность этой информации, а также должна гарантировать, что ЗЭА учитываются при создании, внедрении и поддержании СЭМ.

Существует два основных подхода к пониманию того, что считать ЭА. Во-первых, ЭА – это выброс, сброс, образование

45

elib.pstu.ru

отходов и т.д. Воздействие на окружающую среду – загрязнение атмосферы, водных объектов, почв и др. Например, при вакуумировании ресиверов перед монтажом ЭА – это выброс диоксида, воздействие наокружающую среду – загрязнение атмосферы.

Во-вторых, ЭА – это процесс (технологический передел, операция), который приводит к воздействию на окружающую среду. Воздействие на окружающую среду – выброс, сброс, образование отходов и т.д. Например, вид деятельности – покраска деталей, ЭА – обезжиривание детали, воздействие на окружающую среду – выброс паров растворителя. Данный подход представляется более оптимальным, так как он позволяет выявить первопричину воздействия, которой можно управлять, дает реальную возможность определить величину воздействия.

Идентификация ЗЭА и связанных с ними воздействий необходима для определения тех областей, которые необходимо контролировать или улучшить, а также для установления приоритетов в действиях руководства. Также при выявлении ЗЭА следует установить критерии, например такие, как соответствие нормативным требованиям, масштаб воздействия, мнение заинтересованных сторон, экологические платежи, затратность, классы опасности веществ и др., также должна применяться соответствующая методика оценки данных критериев, которая определяется самой организацией. Понимание ЭА и ЗЭА организацией лежит в основе качественного управления в вопросах, касающихся охраны окружающей среды.

46

elib.pstu.ru

УДК 579.22

Е.В. Лепехина, Г.В. Смирнова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, г. Пермь

ВЛИЯНИЕ АНТИБИОТИКОВ НА БИОПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI

ПРИ ТЕПЛОВОМ СТРЕССЕ

Способность бактерий к образованию биопленок является одной из важнейших стратегий выживания при неблагоприятных условиях. Формирование биопленок на поверхности различных изделий, имеющих медицинское значение, а также в процессе хронических и острых инфекций снижает чувствительность бактерий к антимикробным препаратам, осложняя процессы дезинфекции и терапии. Комбинированное действие повышенной температуры и антибиотиков на процесс образования биопленок относится к числу малоизученных проблем и представляет большой научный и практический интерес.

В настоящей работе изучалась способность бактерий Esсherichia coli BW25133 (wt), находящихся в экспоненциальной фазе аэробного роста, к формированию биопленок при комбинированном действии повышенных температур в диапазоне 37–46 °С и сублетальных концентраций антибиотиков (ципрофлоксацина, ампициллина и стрептомицина), имеющих различные мишени в бактериальной клетке.

E. coli принадлежит к числу мезофильных бактерий с оптимумом температуры 37 °С. Изменение температуры от 37 до 42 °С (мягкий тепловой шок) не влияло на способность к биопленкообразованию. При 44 °С величина удельного биопленкообразования возрастала в 1,7 раза, а при 46 °С снижалась в 1,7 раза по сравнению с 37 °С. Присутствие ципрофлоксацина не приводило к изменению удельного биопленкообразования

47

elib.pstu.ru

при 37 °С. В этих условиях стрептомицин незначительно стимулировал формирование биопленок, в то время как ампициллин практически полностью подавлял этот процесс. Комбинированное действие мягкого теплового шока и антибиотиков ципрофлоксацина и стрептомицина не влияло на способность к биопленкообразованию. Ампициллин стимулировал биопленкообразование при мягком тепловом шоке и не оказывал влияния при 46 °С. В условиях сильного теплового шока (при изменении температуры культивирования от 37 до 46 °С) присутствие ципрофлоксацина повышало, а стрептомицина снижало величину удельного биопленкообразования в 2,5 и 5 раз, соответственно.

Различный характер действия изученных антибиотиков на процесс формирования биопленок при оптимальной ростовой температуре, а также различная степень модифицирующего эффекта повышенных температур в присутствии антибиотиков могут быть связаны со спецификой влияния антибиотиков на метаболизм бактерий. В то время как ципрофлоксацин и стрептомицин влияют на синтез ДНК и белка, соответственно, ампициллин ингибирует синтез компонентов клеточной стенки, которые необходимы для созревания биопленки.

Исследования поддержаны грантом Программы МКБ Президиума РАН №12-П-4-1013, грантом Президента РФ МК1763.2012.4, а также ГК по соглашению №8114 с Министерством образования и науки Российской Федерации.

48

elib.pstu.ru

УДК 615.281.8

Т.А. Гришина, Д.Ю. Мальгина, Л.В. Волкова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет,

НПО «Микроген» МЗ РФ, Пермское НПО «Биомед»

СИНТЕЗ ПРИРОДНОГО ИНТЕРФЕРОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЛКОВЫХ ЭРИТРОГИДРОЛИЗАТОВ

Система интерферона – важнейший фактор неспецифического иммунитета. Ее действие направлено на распознавание и удаление чужеродной генетической информации. Интерфероны обладают широким спектром действия и не способствуют образованию резистентных форм вирусов. Кроме того, они оказывают иммуномодулирующее действие.

Под влиянием многочисленных синтетических и природных агентов на интерферон осуществляется индукция, итогом которой является депрессия генов интерферона. В процессе интерфероногенеза происходит формирование, синтез интерферона в клетках человеческого организма.

Человеческий лейкоцитарный интерферон является видоспецифическим гликопротеидом, синтезируемым донорскими лейкоцитами в ответ на воздействие интерфероногена.

В Пермском НПО «Биомед» биосинтез интерферона осуществляется лейкоцитами, получаемыми из крови доноров. При этом возникает необходимость утилизации отходов производства интерферона. Эта проблема была решена при помощи ферментативного гидролиза отходов препаратов крови. При этом полученная субстанция содержала в своем составе ценные биологически активные соединения: полипептиды и свободные аминокислоты. При оценке состава было идентифицировано 16 аминокислот, соответствующих составу гемоглобина, основного

49

elib.pstu.ru

белка исходного сырья. По результатам высокоэффективной жидкостной хроматографии определен массовый состав субстанции: эритрогидролизат содержит пептиды низкой и средней молекулярной массы с преобладанием пептидов с Mr=6000 Da. Вследствие этого полученная субстанция обладала высокой биодоступностью, т.е. питанием клеток для поддержания их жизнедеятельности. Проведенные ранее исследования показали, что использование белкового эритрогидролизата в качестве добавки к стандартной питательной среде ускоряет рост клеток СПЭВ на 25 %.

В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования является использование эритрогидролизата в качестве белкового компонента питательной среды для синтеза интерферона. Предполагается, что использование гидролизной пептидной субстанции на этапе прайминга лейкоцитов позволит увеличить биологическую активность интерферона, по сравнению с получаемым на стандартных питательных средах.

УДК 637.146

Л.А. Коряковцева, А.В. Виноградова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ВЫДЕЛЕНИЕ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ

В настоящее время различные компании по производству молочных продуктов предлагают огромный ассортимент своей продукции, рекламируя повышенное содержание в них различных микроорганизмов. При этом используются названия штам-

50

elib.pstu.ru