Введение к работе
Актуальность темы. Борьба с коррозией оборудования в производстве антибиотиков является актуальной задачей, потому что попадание продуктов коррозии в лекарственные препараты недопустимо. Это обусловлено как высокой токсичностью примесей ряда металлов, представляющих непосредственную угрозу здоровью человека, так и способностью некоторых из них катализировать процессы разложения многих лекарственных веществ и снижать их выход при производстве.
Применение ингибирования и неметаллических покрытий для защиты оборудования от коррозии в производстве антибиотиков затруднено по причине опасности внесения в реакционную массу реагентов, способных изменять направления синтеза и загрязнять субстанции. Использование электрохимических способов защиты оборудования в отрасли так же затруднено из-за периодичности протекающих процессов и изменения реологических свойств реакционных сред во время синтеза.
Поэтому в настоящее время в отрасли основным методом защиты оборудования от коррозии является применение коррозионно-стойких материалов, при этом выбор их строго ограничен перечнем материалов, разрешенных к использованию в медицинской промышленности. В связи с этим защита оборудования от коррозии в отрасли должна осуществляться, главным образом, на стадии проектирования технологических процессов, путем выбора оптимальных коррозионно-стойких конструкционных материалов и условий их эксплуатации, обеспечивающих высокую коррозионную стойкость оборудования.
Цель работы. Исследование закономерностей коррозионного поведения конструкционных материалов в производстве антибиотиков и разработка технологических способов повышения коррозионной стойкости оборудования отрасли.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: проанализированы и выявлены особенности технологических процессов получения антибиотиков, влияющих на коррозионную стойкость оборудования на всех этапах производства; проведено обследование оборудования на 11 предприятиях отрасли и выявлены наиболее характерные его коррозионные повреждения; исследовано коррозионное поведение конструкционных материалов в технологических средах производства Р-лактамных антибиотиков и влияние продуктов коррозии на качество субстанций; исследованы технологические режимы работы оборудования для выбора оптимальных, с точки зрения противокоррозионной защиты, гидродинамических условий проведения процессов; исследованы конструкционные особенности ферментационного оборудования и предложена рациональная конструкция их внутренних устройств, позволяющая изменить гидродинамическую обстановку в аппарате и минимизировать коррозионные процессы в оборудовании; предложена методика биологического тестирования, позволяющая на ранних стадиях выявлять наличие коррозионных процессов в оборудовании.
Методы исследования. В работе использовались теоретические и экспери-
ментальные методы исследования. ТеорЬтрн^скиад^фцедщйМИ проводились пу-
3 БИБЛИОТЕКА С. Петербург «
тем обобщенного анализа коррозионных процессов в производстве антибиотиков и базировались на теории вероятностей, математической статистике, теории оптимизации и планирования эксперимента. Экспериментальные исследования проводились физическими (макро- и микроанализ), физико-химическими (колориметрия, тонкослойная и газожидкостная хроматофафия, спектрофотомерия, абсорбционная спектроскопия), химическими (титриметрия, перманганатометрия, весовой анализ), электрохимическими (потенциометрия, гальванометрия) и микробиологическими методами (биотестирование на микроорганизмах).
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
На основании исследований закономерностей коррозионного поведения конструкционных материалов в реакционных средах производства полусинтетических антибиотиков установлены технологические факторы, влияющие на коррозионную стойкость оборудования отрасли.
-
Получены зависимости по влиянию различных конструкционных материалов и гидродинамических условий проведения процессов на качество получаемых лекарственных веществ.
-
Впервые для ранней индикации коррозионных процессов, протекающих в оборудовании производства антибиотиков, предложена методика биологического тестирования промышленных стоков.
Практическое значение работы состоит в следующем:
-
Впервые получены данные по коррозионной стойкости металлических и неметаллических материалов в технологических средах производства р-лак-тамных антибиотиков.
-
На основании комплексного анализа геометрических характеристик ферментационного оборудования предложены рациональные конструкции внутренних устройств аппаратов, позволяющие поддерживать оптимальные гидродинамические условия и исключать образование застойных зон, способствующих возникновению локальной коррозии.
Реализация результатов исследования. Полученные в работе данные:
использованы в виде рекомендаций предприятиям отрасли по технологическим способам повышения коррозионной стойкости действующего оборудования;
внедрены на ОАО "Биосинтез" при выборе неметаллических конструкционных материалов;
внедрены на ГУЛ Дрожжевой завод «Пензенский» для оптимизации процессов в биохимических реакторах;
внедрены на ОАО "Пензаспиртпром" при выборе технологического оборудования;
использованы ПФВНИИА при разработке рекомендаций по методам утилизации сточных вод производства антибиотиков.
На защиту выносятся:
экспериментальные данные по коррозионной стойкости конструкционных материалов в технологических средах производства антибиотиков;
закономерности коррозионного поведения оборудования в производстве антибиотиков;
технологические и конструкционные способы повышения коррозионной стойкости оборудования производства антибиотиков;
методика и результаты биологического тестирования для ранней индикации коррозионных процессов в оборудовании.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции "Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управление рисками" (Пенза, 2004 г.); 11 Международной научно-практической конференции "Экология: образование, наука, промышленность и здоровье" (Белгород, 2004 г.); Всесоюзной конференции "Наука и производство в решении комплексной проблемы "Антибиотики" (Москва, 1989 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Охрана окружающей среды на предприятиях медицинской и микробиологической промышленности СССР" (Новополоцк, 1988 г.); Всесоюзной конференции "Микробиологические методы защиты окружающей среды" (Пущи-но, 1988 г.); Всероссийской конференции "Биоиндикация и биотестирование природных вод" (Ростов-на-Дону, 1986 г.); Всесоюзном совещании "Создание и внедрение малоотходной и безотходной технологии производства антибиотиков" (Москва, 1984); Всесоюзной научно-технической конференции "Комплексные методы повышения надежности и долговечности деталей технологического оборудования" (Пенза, 1992 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Окружающая среда и здоровье" (Пенза, 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении" (Пенза, 2005 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы, приложений и изложена на 165 страницах машинописного текста. Работа содержит 28 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 151 наименования. Приложение на 23 страницах.
