• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Проектирование, контроль и управление биотехнологических производств

2022/2023
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
4-й курс, 3 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Курс «Проектирование, контроль и управление биотехнологических производств» направлен на формирование у студентов знаний основ технологического мышления и подготовку их к активной творческой работе по созданию, контролю и управлению перспективных процессов и биотехнологических производств. Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Проектирование, контроль и управление биотехнологических производств», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Профессиональный цикл» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к части Дисциплины по выбору. Осваивается на 4 курсе в 3 модуле. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Индустриальная биотехнология», «Экология и биоэкология», «Биохимия» и др. Основные положения дисциплины «Проектирование, контроль и управление биотехнологических производств» будут использоваться при прохождении практик на 4 курсе образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Обеспечение будущего специалиста необходимым объемом знаний в области организации проектных работ и проектирования биотехнологических производств, а также проведения инженерных расчетов основного технологического оборудования и выбора этого оборудования.
  • Изучение базовых положений проектно-сметной документации, системы и принципов проектирования.
  • Умение осуществлять сбор исходных данных для проектирования технологических процессов, расчет и проектирование отдельных стадий технологических процессов.
  • Умение осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам.
  • Знание основ менеджмента в биотехнологии, а также процессов и норм контроля биотехнологических производств.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Освоение связи проекта с общетехническими и специальными дисциплинами.
  • Освоение основных методов технологического проектирования, этапов проектирования.
  • Получение навыка составления технико-экономического обоснования (ТЭО) и работы с проектной документацией.
  • Освоение принципов масштабирования технологических процессов.
  • Освоение факторов, определяющих конструкцию реакционных аппаратов.
  • Знание технологических характеристик металлов, применяемых в биохимических, биотехнологических и химико-фармацевтических производствах, а также характеристик пластмассы в оборудовании биотехнологических производств.
  • Освоение методов поиска новых технических решений, требований при выборе технологических схем.
  • Освоение особенностей проектирования биотехнологических линий.
  • Освоение расчета расходов сырья и материалов.
  • Освоение размещения технологического оборудования и сооружений, обеспечивающих нормальное течение технологического процесса, безопасность эксплуатации оборудования, нормальные условия для монтажа и ремонта аппаратуры.
  • Освоение показателей контроля, методов определения, средств измерения, периодичности контроля, действующих нормативных документов.
  • Освоение общих сведений об основных источниках промышленных отходов и выбросов, их воздействия на окружающую среду, способов утилизации.
  • Освоение основных принципов компоновки оборудования.
  • Освоение особенностей экономической деятельности биотехнологического производства.
  • Знание особенностей ценообразования.
  • Практический навык прогнозирования сбыта и издержек, валовой и чистой прибыли.
  • Освоение расчета производственной программы, капитальных затрат, прибыли и рентабельности, эффективности использования основных фондов.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Проектирование биотехнологического процесса. Тема 1. Введение.
    Предмет и задачи курса. Связь с общетехническими и специальными дисциплинами. Стратегия системного анализа биотехнологических систем (БТС). Критерии эффективности и оптимальности БТС.
  • Раздел 1. Проектирование биотехнологического процесса. Тема 2. Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических и химико-фармацевтических производств.
    Основные задачи, направления и методы технологического проектирования. Этапы проектирования. Составление технико-экономического обоснования (ТЭО). Проектная документация: состав, порядок разработки, согласования, утверждения. Принципы масштабирования технологических процессов: лабораторные, пилотные и промышленные установки и решаемые с их использованием задачи. Моделирование в процессе проектирования промышленных предприятий. Специальные вопросы проектирования биотехнологических производств.
  • Раздел 1. Проектирование биотехнологического процесса. Тема 3. Типовая аппаратура биотехнологических производств, ее материал и детали.
    Классификация и требования, предъявляемые к аппаратам. Факторы, определяющие конструкцию реакционных аппаратов: агрегатное состояние реагирующих веществ, консистенция реакционной массы, температура реакции, давление, тепловой эффект реакции, теплоносители и хладагенты, химический характер реагирующих веществ. Технологические характеристики металлов, применяемых в биохимических, биотехнологических и химико-фармацевтических производствах, способы их защиты. Пластмассы в оборудовании биотехнологических производств. Основы промышленной асептики. Способы стерилизации жидкостей. Разработка технологических схем стерилизации жидкостей. Особенности стерилизующей фильтрации воздуха. Технологические схемы сжатия и очистки воздуха. Стерилизация оборудования, деконтаминация воздуха в производственных помещениях. Конструкции ферментеров. Критерии выбора и оценка эффективности работы биореактора. Автоматизированный контроль и управление биореакторами.
  • Раздел 1. Проектирование биотехнологического процесса. Тема 4. Обоснование рациональности проектирования биотехнологического производства.
    Технологическая схема производства. Сущность проектирования. Синтез нового технического решения. Методы поиска новых технических решений. Основные принципы проектирования. Актуальность, новизна и значимость проектируемого продукта. Перспективы создания или развития проектируемого производства. Общие требования при выборе технологических схем. Особенности проектирования биотехнологических линий. Примеры выбора конкретных технологических разработок.
  • Раздел 1. Проектирование биотехнологического процесса. Тема 5. Характеристика основного, вспомогательного сырья и готовой продукции для биотехнологического производств.
    Расчет расходов сырья и материалов. Технологическая характеристика сырья. Структурно-механические характеристики. Теплофизические, электрофизические, оптические и акустические свойства. Химический состав. Органолептические свойства. Санитарногигиенические показатели. Биологическая и энергетическая ценность, безопасность. Отделение биомассы: флотация, флокуляция, фильтрация, центрифугирование, мембранное разделение. Выделение целевого продукта: осаждение, экстракция, адсорбция, ионный обмен, кристаллизация, выпаривание, сушка.
  • Раздел 2. Контроль биотехнологического производства. Тема 6. Архитектурно-строительные решения при проектировании биотехнологического производства.
    Размещение технологического оборудования и сооружений, обеспечивающее нормальное течение технологического процесса, безопасность эксплуатации оборудования, нормальные условия для монтажа и ремонта аппаратуры при оптимальном объеме строительства.
  • Раздел 2. Контроль биотехнологического производства. Тема 7. Схема техно-химического и микробиологического контроля производства.
    Выбор показателей контроля, методов определения, средств измерения, периодичности контроля, действующих нормативных документов.
  • Раздел 2. Контроль биотехнологического производства. Тема 8. Улучшение экологичности биотехнологических производств.
    Общие сведения об основных источниках промышленных отходов и выбросов, их воздействие на окружающую среду, способы утилизации.
  • Раздел 3. Управление биотехнологическим производством. Тема 9. Выбор и расчет биотехнологического оборудования.
    Основные принципы компоновки оборудования. Биотехнологическое оборудование: классификация, технические характеристики, области применения, способы представления.
  • Раздел 3. Управление биотехнологическим производством. Тема 10. Основы экономики и управления биотехнологическим производством.
    Особенности экономической деятельности биотехнологического производства. Особенности действия основных экономических законов и потребительское поведение на биотехнологическом производстве. Закон спроса и предложений, закономерности потребительского поведения. Особенности ценообразования. Прогнозирование сбыта. Товарные запасы и товарное обеспечение объема реализации. Прогнозирование издержек. Прогнозирование валовой и чистой прибыли.
  • Раздел 3. Управление биотехнологическим производством. Тема 11. Экономическая эффективность биотехнологического производства.
    Расчет производственной программы. Расчет капитальных затрат. Текущие издержки производства. Расчет прибыли и рентабельности. Показатели эффективности использования основных фондов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Доклад_Тема 1-3
  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 4-5
  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 6-8
  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 9-11
  • неблокирующий Экзамен
    Экзамен состоит из защиты презентации - проекта по проектированию, системе контроля и менеджменту конкретного биотехнологического производства.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (3 модуль)
    0.14 * Доклад_Тема 1-3 + 0.12 * Коллоквиум_Тема 4-5 + 0.12 * Коллоквиум_Тема 6-8 + 0.12 * Коллоквиум_Тема 9-11 + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Комплексное планирование промышленных предприятий. Базовые принципы, методика, ИТ-обеспечение: Учебное пособие / Павеллек Гюнтер - М.:Альпина Пабл., 2016. - 366 с.: 70x100 1/16 (Переплёт) ISBN 978-5-9614-4627-2 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/913997
  • Организация производства, экономика и управление в промышленности: Учебник для бакалавров / Голов Р.С., Агарков А.П., Мыльник А.В. - М.:Дашков и К, 2017. - 858 с.: 60x90 1/16. - (Учебные издания для бакалавров) (Переплёт) ISBN 978-5-394-02667-6
  • Производственный менеджмент: организация производства : учебник / М.И. Бухалков. — 2-е изд. — М. : ИНФРА-М, 2018. — 395 с. + Доп. материалы. — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/5259. — Режим доступа: https://new.znanium.com/catalog/document?id=305610

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Инженерная биотехнология: основы технологии микробиологических производств : учебное пособие / А.В. Луканин. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 304 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/18209. - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/1062271
  • Инженерная биотехнология: процессы и аппараты микробиологических производств : учебное пособие / А.В. Луканин. — Москва : ИНФРА-М, 2020. - 451 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/16718. - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/1062268
  • Основы проектирования процессов переработки природных энергоносителей: Учебное пособие / Кравцов А.В., Самборская М.А., Вольф А.В., - 2-е изд. - Томск:Изд-во Томского политех. университета, 2015. - 166 с.