Безопасность жизнедеятельности на предприятиях биотехнологической промышленности. Синтез нафтамона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Организационные основы безопасности жизнедеятельности на предприятиях биотехнологической промышленности

1.1 Источники опасности на биотехнологических производствах

1.2 Контроль и обеспечение безопасных условий эксплуатации биотехнологического производства

1.3 Общие требования к обезвреживанию отходов биотехнологических производств

1.4 Экологически безопасная технологическая схема биотехнологического производства

2. Расчет материальных потоков синтеза нафтамона

2.1 Химическая схема синтеза нафтамона

2.2 Регламент синтеза

Заключение

Список использованных источников



Введение

Современная биотехнология далеко ушла от той науки о живой материи, которая зародилась в середине прошлого века. Успехи молекулярной биологии, генетики, цитологии, а также химии, биохимии, биофизики, электроники позволили получить новые сведения о процессах жизнедеятельности микроорганизмов. Быстрый рост численности населения нашей планеты, увеличение потребления природных ресурсов при постоянном уменьшении площадей агросферы привели к образованию диспропорций в окружающей среде, к деформации установившихся равновесий экосистем, к ухудшению экологической ситуации во всех сферах деятельности человека.

Биотехнология призвана сыграть значительную роль при создании безотходных технологий и, конечно, при разработке различных схем очистки производственных стоков и твердых отходов.

Однако нельзя забывать, что биотехнологические производства сами по себе могут быть опасными как для обслуживающего персонала, так и для потребителей продукции. Таких примеров можно привести много.

Например, серьёзная экологическая ситуация складывается и на биохимических заводах, производящих кормовые дрожжи на основе парафинов нефти. Здоровью человека угрожают не только стоки, но и атмосферный воздух, в котором увеличено содержание дрожжей из рода Candida. Деятельность таких заводов сейчас в основном, приостановлена.

Поэтому, с целью обеспечения защиты жизни и здоровья граждан, животных, растений, а также охраны окружающей среды и обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия созданы и утверждены документы (стандарты GLP, GCP, GMP и GPP и пр.), регламентирующие деятельность предприятий фармацевтического профиля, в т.ч. микробиологических и биотехнологических, по проведению исследований, производству, хранению, перевозке, использованию, утилизации и уничтожении их продукции.



1. Организационные основы безопасности жизнедеятельности на предприятиях биотехнологической промышленности

1.1 Источники опасности на биотехнологических производствах

Микробиологические и биотехнологические производства и их продукция могут оказывать на человека, животных и растительный мир следующие виды повреждающего действия:

- развитие инфекционных, паразитарных и других заболеваний;

- токсическое действие;

- аллергенное действие

- общее и местное неспецифическое (раздражающее) действие;

- действие на генетический аппарат клеток;

- воздействие на экологическую обстановку.

Это связано с особенностями биотехнологического производства:

1)использование для изготовления иммунологических препаратов микроорганизмов-продуцентов, выделенных из естественных источников или новых, полученных искусственным путем, генетически модифицированных организмов, обладающих разной степенью патогенности;

2)обеспечением крупномасштабного культивирования микроорганизмов для накопления активного начала;

3)работой с большими объемами посевного материала;

4)получение биологических препаратов с использованием специальных технологий;

5)расфасовки, этикетирования и упаковки биопрепаратов;

6)контролем физико-химических и биологических свойств препаратов с использованием лабораторных животных[1].

Источниками биологической опасности могут быть патогенные и генно-модифицированные микроорганизмы, используемые в производстве, продукты их метаболизма, токсины, различные химические вещества, содержащиеся в отходах производства, вызывающие заболевания человека, животных, растений, разрушение материалов, резкое ухудшение качества окружающей среды.

Можно выделить следующие общие требования к биобезопасности микробиологических и биотехнологических производств и их продукции:

1)безопасность означает отсутствие фактического или прогнозируемого нежелательного воздействия микроорганизмов, их модифицированных вариантов, генно-инженерных материалов, оборудования и лабораторных животных, используемых в производстве и контроле препаратов, на здоровье человека и животных, а также на окружающую среду.

2)необходимо иметь полную информацию об используемых в производстве микроорганизмах, их генно-инженерных вариантов, материалах, оборудовании и животных;

3)для определения безопасности микробиологической и биотехнологической продукции необходимо использовать информативные лабораторные методы, позволяющие получить данные, предположительно коррелирующие с ее безопасностью для людей и животных. Заключение о безопасности микробиологической и биотехнологической продукции должно базироваться на комплексной оценке повреждающего действия продукции на организм человека и животных, а также на окружающую среду при кратковременном и длительном воздействии;

4) производственный процесс должен быть организован таким образом, чтобы обеспечить его безопасность внутри и вне производственных помещений и предусматривать превентивные действия для недопущения выпуска в окружающую среду потенциально опасных микроорганизмов (токсинов), их генно-инженерных вариантов, а также материалов и веществ, используемых в производстве;

5)каждый производитель должен обеспечивать безопасность микробиологической и биотехнологической продукции и гарантировать ее соответствие назначению и требованиям нормативной документации и обязан обеспечивать мониторинг безопасности продукции после размещения ее на рынке. Аналогичные обязанности возлагаются на уполномоченные органы исполнительной власти в области здравоохранения.

6)для контроля над соблюдением на производстве режима безопасности и анализа чрезвычайных случаев нарушения безопасности должен быть создан постоянно действующий орган (комиссия) по режиму безопасности. На каждом производственном участке должен быть сотрудник, ответственный за соблюдение безопасности [11].

В соответствии с возложенными на комиссию задачами она проводит следующий комплекс мероприятий:

1)осуществляет плановый и периодически внеплановый контроль за выполнением регламентированного порядка обеспечения биологической безопасности;

2)осуществляет контроль за своевременной диспансеризацией персонала, контролирует регламентированный порядок иммунопрофилактики;

3)в случае аварии при работе с биологическим материалом разрабатывает и представляет руководителю учреждения план мероприятий по ликвидации ее последствий;

4)проводит анализ установленных нарушений правил безопасности, предпосылок к этому, причин аварий и представляет руководителю план мероприятий по повышению эффективности биологической безопасности;

5)оформляет необходимую документацию на получение или продление решений на проведение работы с патогенными биологическими объектами (ПБА);

6)проводит проверку знаний персонала по вопросам обеспечения безопасности персонала, работающего с ПБА.

За биотехнологическими производствами и их продукцией должен осуществляться санитарно-эпидемиологический надзор органами и учреждениями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, а также Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технического регламента и нормативной документации по безопасности микробиологических и биотехнологических производств и их продукции [1, 10]

1.2 Контроль и обеспечение безопасных условий эксплуатации биотехнологического производства

Специфика производства биотехнологической продукции требует строгого соблюдения нормативно-правовых актов, устанавливающих санитарно-эпидемиологические требования, в том числе критерии безопасности, на всех этапах технологического процесса, включая контроль продукции.

Все производственные процессы должны быть регламентированы и документированы и должны обеспечить неизменность производства продукции, отвечающей требованиям безопасности и другим параметрам качества [9].

Персонал биотехнологических предприятий должен проходить дополнительное обучение в соответствии с его обязанностями и спецификой процесса. При этом сотрудники должны иметь достаточные знания в области личной гигиены и микробиологии. Лица, ответственные за производство и контроль качества выпускаемых препаратов, наряду с достаточным практическим опытом должны иметь необходимую базовую подготовку по бактериологии, биологии, химии, иммунологии и др. Персонал, занятый в производстве, должен быть защищен от инфицирующих агентов, сильнодействующих токсинов и аллергенов. Для обеспечения безопасных условий работы следует учитывать иммунный статус персонала и при необходимости вакцинировать его. Кроме того, он должен регулярно проходить медицинское обследование [12].

Безопасность производственных помещений должна определяться специальными требованиями к проектированию, строительству и эксплуатации зданий, строений, сооружений

Территория предприятия должна быть обнесена сплошным ограждением не менее двух метров в высоту, оборудована уличным освещением и иметь круглосуточную охрану. Территория предприятия разделяется на:

- производственную зону с ограждением территории и наличием отдельных контрольно-пропускных пунктов в различных подразделениях;

- хозяйственную зону, включающую помещения административно-хозяйственных служб, мастерские, гаражи, котельную, энерго-механическую службу, столовую и др.

Производственные помещения должны иметь достаточную санитарно-защитную зону, ширину которой согласуют органы Роспотребнадзора, исходя из характера производства и особенностей окружающей местности. Вся территория предприятия и санитарно-защитной зоны должна быть благоустроена и озеленена. При входе и въезде на территорию предприятия должен быть контрольно-пропускной пункт с помещением для дезинфекции транспорта в любое время года. Дезинфекцию транспорта осуществляют в специальных помещениях на въезде на предприятие. Транспорт проходит обработку дезинфицирующими средствами, которые подают из специальных устройств под давлением. На полу находятся специальные коврики с дезинфицирующим раствором. Для непосредственного обслуживания производственной территории выделяется спецтранспорт с его стоянкой на производственной территории без права использования за пределами предприятия [5].

Для безопасного производства биотехнологической продукции должно быть предусмотрено изолированное размещение технологических помещений: отдельные здания или размещение на отдельных этажах одного здания с отдельным входом. Особое внимание должно быть уделено вопросам создания герметизации помещений для того, чтобы избежать перекрёстной контаминации и возможных выбросов инфекционных и биологических агентов или химических реагентов, применяемых в технологии производства, в окружающую среду.

Необходимо проектировать помещения таким образом, чтобы избежать пересечения потоков движения стерильной продукции, стерильной лабораторной посуды и реактивов, расходных материалов, необходимых для производства, с потоками движения отработанных реагентов, грязной посуды, мусора и т.д.

Производственные помещения должны иметь разделение на «заразную» зону, где осуществляется работа с микроорганизмами I - IV групп патогенности и их хранение, и на «чистую» зону, где проводятся работы с продукцией после прохождения процедуры инактивации и контроля на специфическую безопасность. Помещения «заразной» и «чистой» зон должны быть разделены специальным помещением - санпропускником.

Разделение ПБА на группы патогенности проведено в соответствии со степенью контагиозности, инвазивности и опасности заражения лиц, работающих с ними, окружающих людей, внешней среды, а также профилактики и наличия эффективных приемов охраны труда и техники безопасности.

К первой группе отнесены возбудители особо опасных инфекций с высоким индивидуальным и общественным риском. Сюда включены возбудители чумы, вирусы геморрагических лихорадок, вирус оспы человека, хронического энцефалита и энцефалопатии.

Во вторую группу включены возбудители высокоопатогенных инфекций с ограниченным общественным риском, которые вызывают тяжелые заболевания человека, такие как: сибирская язва, бруцеллез, туляремия, сап, столбнячный токсин, яд паука каракурта и др.

Третью группу представляют возбудители инфекционных заболеваний с умеренной индивидуальной и ограниченной общественной опасностью. Сюда относят возбудителей коклюша, гриппа, полиомиелита, абсцессов, дифтерии, гастрита, сыпного тифа и др.

В четвертую группу включены возбудители бактерийных, вирусных и грибковых септицемий, менингитов, токсикоинфекций и др.

При составлении программы мониторинга чистых помещений по максимально допустимой концентрации механических частиц необходимо учитывать категорию помещения (А, В, C, D) и руководствоваться допустимыми показателями, приведенными в таблице 1.

Таблица 1 - Классификация производственных помещений с максимально допустимым числом механических частиц в воздухе[1,4]

Зона	Максимально допустимое число частиц в 1м3 воздуха, при размере частиц, равном или большем
	В оснащенном состоянии	В эксплуатируемом состоянии
	0,5 мкм	5,0 мкм	0,5 мкм	5,0 мкм
А	3520	20	3520	20
В	3520	29	352000	2900
С	352000	2900	3520000	29000
D	3520000	290000	Не регламентируется	Не регламентируется

Помещения для производства и контроля качества биологически активных веществ:

- должны использоваться строго по назначению;

- должны быть достаточно просторными и оборудованы таким образом, чтобы свести к минимуму риск смешения различных лекарственных средств и их компонентов, перекрестное загрязнение, пропуск одной стадии в процессе изготовления лекарственных средств и контроля их качества;

- должны иметь гладкие внутренние поверхности (стены, полы, потолки, двери) с минимальным количеством выступающих частей и ниш; должны быть непроницаемыми для жидкостей и легко доступными для мытья и обработки дезинфицирующими средствами.

Рекомендуемые предельные значения микробного загрязнения категорированных чистых помещений приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Рекомендуемые предельные значения микробного загрязнения [1,5]

Зона	Рекомендуемые предельные значения микробного загрязнения
	В воздухе, КОЕ/м3	Седиментация на чашку диаметром 90 мм, КОЕ за 4 ч.	Контактные пластины диаметром 55 мм, КОЕ/пластина	Отпечаток перчатки (5 пальцев), КОЕ/перчатка
А	< 1	< 1	< 1	< 1
В	10	5	5	5
С	100	50	25	-
D	200	100	50	-

Материалы, применяемые при отделке производственных помещений, должны быть непылящими, легко моющимися, негорючими и устойчивыми к воздействию дезинфицирующих средств; могут подвергаться УФ-облучению для обеззараживания воздуха с помощью стационарных или переносных облучателей (в присутствии и в отсутствии людей);должны содержать минимально необходимое для ведения производственного процесса количество оборудования и мебели; должны иметь освещение, температурный режим, влажность воздуха и вентиляцию, не оказывающие прямого или косвенного отрицательного воздействия на качество готовых продуктов во время их производства, а также на функционирование оборудования и здоровье персонала.

Для передачи в боксовые помещения, или из них, должна быть оборудована система воздушных шлюзов, конструкция которых предотвращает движение загрязненного воздуха рабочей зоны в сопредельные помещения и риск загрязнения в шлюзе. Воздушные шлюзы должны быть оборудованы блокирующими устройствами, препятствующими одновременному открыванию более одной двери. Комнаты переодевания следует проектировать и использовать, как воздушные шлюзы и оборудовать, при необходимости, умывальниками и душевыми кабинами [8].

В производственных помещениях трубы отопления, водопровода, провода электроснабжения, радио- и телефонной связи должны быть убраны в потолочные и настенные покрытия.

Трубопроводы должны быть изготовлены из нержавеющей стали или других коррозионностойких материалов с учетом возможности их стерилизации паром; иметь наклон вниз для полного стекания жидкости; не содержать участков, в которых может застаиваться вода (У-образные изгибы, "тупики", плохо сконструированные вентили).

Для мойки материалов первичной упаковки и оборудования должна использоваться водопроводная или обессоленная вода. Для приготовления нестерильных лекарственных средств, последнего ополаскивания материалов первичной упаковки, оборудования и поверхностей, контактирующих с нестерильными лекарственными средствами и полупродуктами, должна использоваться вода, очищенная или обессоленная.

Системы для стока жидких отходов производства должны быть приспособлены для предотвращения обратного тока жидкостей. Места их прохождения должны быть оборудованы соответствующей вентиляцией.

Производственные помещения должны иметь эффективную систему приточной и вытяжной вентиляции с контролирующим воздушный поток оборудованием и приборами для измерения температуры, влажности, эффективности фильтрации и перепада давления на фильтры.

Производительность приточных систем вентиляции и кондиционирования воздуха следует определять, исходя из условий обеспечения требуемых параметров воздуха в рабочей зоне с учетом принятой схемы организации воздухообмена.

Воздухозаборные устройства приточной вентиляции следует располагать на высоте не менее 2 м над крышей в местах с максимальной чистотой воздуха с учетом направлений господствующих ветров.

Очистка приточного воздуха, подаваемого в помещения 1 и 2 классов чистоты, должна быть трехступенчатой. Очистка приточного воздуха, подаваемого в помещения 3 класса чистоты, может быть двухступенчатой. В помещения 4 класса чистоты подают воздух, очищенный только в фильтрах первой ступени. Необходимо регулярно проводить оценку эффективности работы фильтров с помощью приборов контроля запыленности воздуха. Замена или герметизация фильтрующего оборудования должны проводиться строго по показаниям приборов в соответствии с нормативными требованиями

Очистка вытяжного воздуха должна осуществляться через фильтры тонкой очистки для защиты окружающей среды от возможных вредных выбросов из производственных помещений. Рециркуляция воздуха между зонами не допускается.

Настенные или потолочные светильники, лампы ультрафиолетового облучения должны быть закрытыми и доступными для очистки. Все стыки между стенами, стенами и потолком, стенами и полом должны иметь закруглённую форму, удобную для уборки и дезинфекции.

Оборудование должно быть сконструировано, смонтировано и размещено таким образом, чтобы:

- обеспечивать непрерывность процесса производства;

- оптимизировать потоки исходного сырья, материалов и свести к минимуму перемещение персонала;

- гарантировать условия асептичности или стерильности в процессе эксплуатации;

- создавать удобства для выполнения производственных операций и уменьшать риск ошибок;

- допускать эффективную уборку.

Для хранения одежды различных видов (уличной и специальной одежды - переходной и технологической) предусматриваются гардеробные. Гардеробные для хранения уличной и переходной одежды должны располагаться при входе в здание. Технологическая одежда должна храниться в специальных гардеробных.

Душевые, помещения для мытья рук и туалеты должны быть изолированы от производственных помещений и помещений для хранения.

Помещения для приема пищи и отдыха должны быть изолированы от других помещений.

Особое внимание уделяется в Правилах безопасности работе с экспериментальными животными. Необходимо обеспечить максимальную изоляцию всех помещений клиники (вивария) от остальных подразделений учреждения, а также помещений для изоляторов и карантина от остальных помещений клиники (вивария).

При проектировании помещений для лабораторных животных следует предусмотреть степень опасности используемых микроорганизмов и виды животных, на которых проводятся исследования. При этом необходимо иметь в виду, что отдельные возбудители могут передаваться от животных к человеку и наоборот (вирусы бешенства, шигеллы, сальмонеллы, микобактерии туберкулеза). Помещение должно быть спроектировано, а оборудование размещено таким образом, чтобы исключить заражение инфекционными агентами или получения персоналом физических травм.

Помещения, предназначенные для зараженных животных, и помещения, где содержатся чистые животные, должны быть отделены от вспомогательных помещений исследовательских лабораторий. Эти помещения должны иметь специальную маркировку, доступ в них должен быть разрешен только определенному кругу лиц.

Для работ с инфекционным материалом, зараженными животными, трупами клиника (виварий) должна быть обеспечена боксовыми помещениями, а материалы, представляющие угрозу для персонала и окружающей среды, должны оставаться внутри боксовых помещений.

С целью предупреждения случайных выбросов опасных материалов за пределы клиники (вивария) и воздействия на окружающую среду необходимо наличие «вторичных барьеров» с их периодическим контролем[3].

1.3 Общие требования к обезвреживанию отходов биотехнологических производств

Биотехнологические отходы относятся, как правило, к типу разлагающихся в природных условиях под действием различных факторов (биологических - минерализация с участием микроорганизмов, химических - окисление, физико-химических благодаря комплексному воздействию, например, лучистой энергии и химических веществ). Однако они могут содержать патогенные микроорганизмы, остатки куриных эмбрионов при культивировании, например, вируса гриппа, некоторые тканевые культуры млекопитающих и т.д., а также органические и неорганические вещества, используемые в биотехнологическом процессе, которые при попадании в окружающую среду могут послужить причиной экологической катастрофы.

Поэтому на предприятии должны быть созданы условия для предотвращения хищений подлежащих уничтожению вспомогательных материалов, исходного сырья, отходов и забракованной продукции, с целью исключить попадание используемых микроорганизмов и отходов в окружающую среду [13].

Качество отходов диктует выбор метода их обезвреживания. Так, патогенные микробы - продуценты сильных ядов (токсинов) должны быть обезврежены полностью, и наиболее эффективный способ для этого - сжигание. Нетоксичные отходы по возможности отправляют на утилизацию, например биомасса клеток стрептомицетов после термической обработки может быть направлена на корм скоту.

Общие требования к сбору, обеззараживанию и хранению отходов должны включать следующие положения:

1)Инфицированные отходы производства должны помещаться в специальные промаркированные контейнеры, конструкция которых должна быть герметичной, влагонепроницаемой, препятствующей контакту посторонних лиц, животных и членистоногих.

2)Все материалы и жидкие отходы, контаминированные микроорганизмами I-IV групп патогенности, должны быть обезврежены термическим или химическим способом перед их спуском в канализацию независимо от наличия стерилизующих установок в канализационной системе. Жидкие отходы не должны храниться в производственных зданиях.

3)Для обезвреживания сточных вод из подразделений, работающих с возбудителями I-II групп патогенности и спорообразующими бактериями III группы патогенности, должны быть смонтированы специальные обезвреживающие установки (монжусы с паровым обогревом или стерилизаторы непрерывного действия), позволяющие проводить термическую обработку сточных вод по специально установленным режимам, обеспечивающим полное обеззараживание. Канализационные трубопроводы от приемников отходов до стерилизующих установок должны быть выполнены из нержавеющей стали на сварных соединениях и снабжены приспособлениями для пропаривания.

4)Инфицированные твердые отходы и биологические отходы вивария должны уничтожаться сжиганием в специальных установках для термического обезвреживания. Запрещается сжигание зараженных отходов и трупов животных в топках котельных и мусоросжигательных печах общего назначения.

5)При обезвреживании плотных отходов в микробиологических производствах лишь убиванием необходимо иметь в виду антигенные особенности такой микробной биомассы, - в любом случае необходимо исключить сенсибилизирующее действие ее на макроорганизмы во избежание возникновения аллергических заболеваний.

6)В аэротенках очистных сооружений, где происходит обезвреживание жидких отходов, лимитирующими факторами выступают главным образом качество и площадь биологической пленки, состоящей из микро- и макрофлоры, микро- и макрофауны. В этой связи необходимо быть убежденным, что привносимые плотные отходы, богатые органическими веществами, не приведут к ухудшению работы аэротенков.

7)Если по технологической схеме плотные и жидкие отходы подаются в воду в виде смешанного стока, то вначале осуществляют грубое разделение первых от вторых, затем производят отжим влаги с последующей передачей уплотненной биомассы клеток на обезвреживание вышеуказанными путями. Аналогичным образом подходят к плотным отходам растительного или животного происхождения - токсичные из них сжигают, не токсичные, по возможности, отправляют на утилизацию [14].

1.4 Экологически безопасная технологическая схема биотехнологического производства

опасность биотехнологический отход нафтамон

Экологические проблемы промышленной биотехнологии определяются тем, что эта область производства связана с использованием огромных масс технологической воды и воздуха, т.е. является источником большого количества воздушных и водных выбросов. Экологическая опасность этих выбросов определяется, в первую очередь, присутствием живых или убитых клеток микроорганизмов. Попадание их в окружающую среду может вызвать в ней нежелательные и неконтролируемые изменения [17].

Следствием выброса живых клеток продуцентов из аппаратов, где протекает микробиологический синтез или идет переработка его продуктов, может быть изменение структуры экологических ниш в окружающей заводы почве, воде и как результат - нарушение состава сообществ микроорганизмов, взаимодействующих в этих нишах, а значит, и их роли в круговороте веществ в природе.

Известны случаи, когда необработанные стоки от промышленных предприятий поступают непосредственно в водоемы или в почву. В таких ситуациях нормальные обитатели водоема или почвенного слоя погибают либо из-за популяционного давления одних видов над другими («цветение воды»), либо вследствие невыносимости экстремальных условий жизни, поскольку в природном водоеме нарушается биологическое равновесие за счет изменения степени аэрации воды, возрастания уровня содержания органических (фенольные соединения, ПАВ) и неорганических веществ (фосфор, сера, тяжелые металлы), изменения рН, температуры.

Другим нежелательным последствием, связанным с выбросом клеток или продуктов их распада, может быть прямое или косвенное воздействие на человеческий организм, т.е. влияние на здоровье обслуживающего персонала и населения. Здесь речь идет не столько о заражении, сколько о повышенной индивидуальной чувствительности в форме аллергии или сенсибилизации к другим неблагоприятным факторам внешней среды.

При рассмотрении связанных с биотехнологией экологических проблем необходимо учитывать, что важной составной частью современной биотехнологии является очистка воды от загрязнений.

Жидкие отходы в биотехнологических производствах достаточно разнообразны по своему составу. Например, в производстве антибиотиков, в состав жидких отходов могут входить углеводы и углеводистые продукты, масла, соевая мука, кукурузный экстракт, нитраты, соли аммония, серо- и фосфорсодержащие соединения, возможные предшественники антибиотиков (например, амид фенилуксусной кислоты в качестве предшественника пенициллина; н-пропанол в качестве предшественника эритромицина и т. д.), неорганические кислоты и щелочи, органические экстрагенты и пр.

Методы очистки воды основаны на использовании специфических биологических сообществ, носящих общее название активного ила, для глубокой утилизации как органических, так и неорганических загрязнений, оставшихся в воде после осуществления всех других возможных вариантов ее очистки. Содержащиеся в технологической воде клетки продуцентов и продукты метаболизма легко утилизируются активным илом. Существует много видов одноклеточных микроорганизмов, перерабатывающих подобные отходы.

Растворенные органические вещества можно удалять с помощью активного ила в аэротенках или при аэробной обработке, на биологических капельных фильтрах.

Перед промышленной биотехнологией стоит задача активного использования симбиоза и кометаболизма и создание метаболически замкнутых циклов. Действительно, остаточная культуральная жидкость сама по себе или после определенного регулирования ее состава может стать питательной средой для роста соответствующего нового продуцента. Ее можно применять до тех пор, пока на очередной стадии она станет вновь подходящей или даже лучшей (за счет стимуляторов) питательной средой для проведения исходного основного процесса. В таком метаболическом цикле на каждом этапе будут получаться полезные продукты и уже нельзя будет выделить основную и вспомогательные стадии.

Однако полностью безотходным процесс может стать только при рациональном решении проблемы воздушных выбросов.

Газообразным отходом биотехнологических производств является «отработанный воздух», представляющий высокодисперсный аэрозоль, в котором дисперсной фазой оказываются капли жидкости и микроорганизмы. Поэтому отработанный воздух не должен поступать в атмосферу без очистки и обезвреживания [2, 7, 16].



2. Расчет материальных потоков синтеза нафтамона

2.1 Химическая схема синтеза нафтамона

Синоним: бефениумгидроксииафтоат.

Зеленовато-желтый кристаллический порошок без запаха, горький на вкус, мало растворим в воде, растворим при нагревании в спирте, ацетоне, не растворим в эфире, бензоле, хлороформе, т. пл. 168-172°.

Испытания на подлинность, чистоту и количественное определение регламентируются Госфармакопеей X.

Нафтамон - активное противоглистное средство. Мало токсичен, применяется для лечения анкилостомидозов аскаридоза и энтеробиоза.

Выпускается в порошке по 5 г [6].

Исходным соединением в синтезе нафтамона является фенол (1), взаимодействием которого с дибромэтаном получают в-феноксиэтилбромид (2) [1, 2, 3]. Последний, реагируя с диметиламином, образует в-феноксиэтилдиметиламин (3) [4, 5]. При действии на 3 бензилхлорида образуется хлористый в-феноксиэтилдиметилбензиламмоний (4), который с натриевой солью 2-оксинафтойной-З кислоты превращается в нафтамон (5). 5 можно, получать также по иной схеме из 2 и N, N* диметилбензиламина [4]. Однако первый вариант обеспечивает более высокий выход препарата.

1) О-Алкилирование



C₆H₅OH+BrCH₂CH₂Br+NaOH C₆H₅OCH₂CH₂Br+NaBr +H₂O

Фенол(А) в-феноксиэтилбромид(В)

2)Аммонолиз

C₆H₅OCH₂CH₂Br+NH(CH₃)₂ C₆H₅OCH₂CH₂N(CH₃)₂+HBr

в-феноксиэтилбромид(В) в-феноксиэтилдиметиламин(С)

3)N-Алкилирование

C₆H₅OCH₂CH₂N(CH₃)₂+ C₆H₅CH₂Cl [C₆H₅OCH₂CH₂N⁺(CH₃)CH₂C₆H₅]Cl^-

в-феноксиэтилдиметиламин(С) Хлористый

в-феноксиэтилдиметилбензиламмоний(D)

4)Образование соли

[C₆H₅OCH₂CH₂N(CH₃)CH₂C₆H₅]⁺Cl^-+

Хлористый в-феноксиэтилдиметилбензиламмоний(D)

C₆H₅OCH₂CH₂N(CH₃)CH₂C₆H₅Ч+NaCl

Нафтамон(F)

2.2 Регламент синтеза

1. в-Феиоксиэтил бромид (2). Смесь 94 г (1 мол) I, 376 г (2 мол) дибромэтана и 240 мл воды нагревают до кипения, при перемешивании прибавляют за 3 часа раствор 45 г (1,15 мол) едкого натра в 145 мл воды и кипятят 5 часов. Реакционную массу охлаждают до 15-17°,. нижний слой отделяют и фракционируют. Получают 134 г (66,6%) II» т. кип. 140-144° (40 мм) и т. пл. 33,5-35°

2. в-Феноксиэтилдиметиламин(3). 225 мл (1,5 мол) 33% водного раствора диметиламина нагревают до 40-50° и при размешивании в течение 2 часов прибавляют раствор 100,5 г (0,5 мол) 2 в100 мл бензола. Смесь нагревают 8 часов при 48-50°, охлаждают до 15-17°, бензольный слой отделяют, водный - экстрагируют бензолом (800 мл). Бензольные экстракты промывают 10 мл 10% раствора едкого натра и водой (2X100 мл), бензол отгоняют, а остаток перегоняют в вакууме. Получают 71.9 г (87.1%) 3, т. кип. 114-116° (17 мм).

3. Хлористый в-феиоксиэтилдиметилбеизиламмоиий (4). К 165 г (1 мол) 3 при перемешивании прибавляют за 30 минут 127 г (I мол) хлористого бензила. Массу нагревают при 80-82° в течение 2 часов, охлаждают и образовавшуюся четвертичную соль растворяют в 1 л воды. Водный раствор 4 промывают бензолом (300 мл), обрабатывают углем (15 г) и фильтруют. Бензол отгоняют. Получают 260 г (90%) 4, т. пл. 128-130°

4.Беизилдиметил-2-феноксиэтиламмоний-в-оксииафтоат (5).

Раствор 63,6 г (0,6 мол) соды в 2 л воды нагревают до 60-70° и к нему постепенно прибавляют 203 г (1,08 мол) 2-оксинафтойной-З кислоты. Раствор кипятят 10 минут с углем (10 г) и фильтруют. К прозрачному охлажденному до 20° раствору натриевой соли 2-оксинафтойной-З кислоты приливают при перемешивании в течение 1 часа водный раствор 4 (262 г; 0,9 мол 4), размешивают 1 час и оставляют для кристаллизации на 12 часов. Выпавший 5 отфильтровывают, промывают водой до отсутствия иона хлора и ацетоном. Получают 35,9 г (90%) 5, т. пл. 168-179°[15].



Заключение

Деятельность любого биотехнологического производства может привести к возникновению экологических проблем общего и частного характера:

1)истощению и гибели естественных экосистем вокруг биотехнологических предприятий или неадекватному популяционному давлению одних видов живых существ на другие (например, разрастание цианобактерий в водохранилищах);

2)возрастанию стрессовых нагрузок на людей, проживающих вблизи крупных биотехнологических предприятий (выхлопные газы, шум, испарения, корпускулярные аллергены в атмосфере и пр.);

3)загрязнению воздуха, природных водоемов почв биологическими и химическими агентами, используемых в технологическом процессе и содержащихся в отходах производства.

Поэтому, экологически безопасная схема биотехнологического производства обязательно должна включать стадии изоляции и обеззараживания твердых, жидких и газообразных технологических отходов.

Выбор системы обеззараживания и очистки -дело инженерного расчета с учетом экономической оценки вариантов. Но главным критерием всегда должно быть отсутствие рисков для человека и окружающей среды.

И в данном случае, государство должно не только обеспечить контроль над соблюдением нормативов по безопасности биотехнологических производств, но и централизованно покрыть часть расходов на установление таких систем. Такого подхода требуют интересы современного общества и будущих поколений.



Список использованных источников

1. Безгин В.М., Быкова Н.Н., Козлов В.Е. Основы промышленной иммунобиотехнологии. - Курск: Издательство КГСА, 2011. - 512 с.

2. Белобрагин В.А. Основы технического регулирования: учебное пособие.- М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. - 319 с.

3. Гличев А.В. Основы управления качеством продукции.- М.: РИА «Стандарты качества», 2001. - 424 с.

4. ГОСТ Р 52249 - 2009. Правила производства и контроля качества лекарственных средств. Федеральное агентство по техническому регламентированию и метрологии. - М.: Стандартинформ, 2009. - 246 с.

5. ГОСТ Р ИСО 14644-1-2000.Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. - М.: Стандартинформ, 2009. - 116 с.

6. Государственная Фармакопея СССР Х.- М.: Медицина, 1968.- С 437.

7. Евстигнеев В.И. Проблемы обеспечения безопасности России// Сборник докладов Российского симпозиума по биотехнологической безопасности. www.bio.su

8. Биотехнология, под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д., в 8 кн., кн.6: Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов, М.: Высшая школа, 1987. - 547 с.

9. Елинов Н.П. Основы биотехнологии, СПб: Наука, 1995. - 600 с.

10. Жармухамедова Т.Ю., Заргарова Т.А. Роль службы обеспечения качества в проведении исследований по химической и биологической безопасности в соответствии с правилами надлежащей лабораторной практики. // Химическая и биологическая безопасность, 2008, №1-2.

11. Кантерс В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. М.: Агропромиздат, 1990. - 272 с.

12. Мешковский П.А.. Надлежащая лабораторная практика (GLP): сравнительный анализ международных и российских требований. // Фарматека, №7.

13. . О новых правилах сертификации лекарственных средств. Часть 1. // «Фармацевтическое Обозрение», http://www.farmoboz.ru/, 12 октября 2008.

14. Правила доклинических исследований безопасности и эффективности фармакологических веществ (Правила качественной лабораторной практики в РФ - GLP или ПДИ). В кн. "Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ". Министерство здравоохранения Российской Федерации, Департамент контроля качества, эффективности и безопасности лекарственных средств, Научный центр экспертизы и государственного контроля лекарственных средств, Фармакологический государственный комитет. Москва, 2000.

15. Рубцов М. В., Байчиков А.Г. Синтетические химико-фармацевтические препараты.- М.: Медицина,1971.-258 с.

16. Р.У. Хабриев, Р.И. Ягудина, Е.А. Тельнова, Л.В. Титова. Качество розничной торговли ЛС в рамках концепции технического регулирования //Новая аптека, http://www/nov-ap.ru

17. http://www.biotechnolog.ru/prombt/prombt8_2.htm

Размещено на Allbest.ru