В ходе работы твердые отходы не образуются.



6.7 Экономическая оценка природоохранных мероприятий

Все используемые в работе экстракты безопасны для окружающей среды, так как являются объектами природного происхождения.

Заключение

В результате данной дипломной работы была исследована возможность концентрирования растительных экстрактов методом нанофильтрации.

Результаты работы могут быть использованы конструкторскими предприятиями для усовершенствования разрабатываемых ими установок, что поможет им выпускать более качественную продукцию.



7. Приложение по охране труда

Основная задача охраны труда - создание здоровых и безопасных условий труда.

Пилотная установка, на которой производятся исследования, находится в лаборатории кафедры мембранной технологии РХТУ им. Д.И. Менделеева.

При работе необходимо предусматривать соответствующие меры по охране труда, технике безопасности и производственной санитарии.

При проведении экспериментов на пилотной установке исследуется экстракт грецкого ореха, персика и осины. Компоненты, входящие в экстракт: юглон, дубильные вещества, флавоноиды, органические кислоты, витамины.

В установку входит центробежный насос. Существует возможность возникновения короткого замыкания и, как следствие возгорания. Кроме того, поражения работника электрическим током. Механические травмы при неправильной работе с насосом.

Таким образом, при проведении экспериментов следует особое внимание обращать особое внимание на следующее: электро и пожаробезопасность.

Расчет выполнен по методическим указаниям [18].

7.1 Физико-химические, пожаровзрывоопасные и токсические свойства веществ, входящих в состав экстракта, используемого в работе [19,20,21]

Юглон

Юглон (5-гидрокси-1,4-нафтохинон) в кристаллическом виде - желто-оранжевое вещество, впервые выделено немецкими химиками Фогелем и Райшауэром в 1856 году из зеленой кожуры грецкого ореха. Он также обнаружен в листьях, корнях и стеблях орехового дерева. М_мол = 174 г/моль, T_пл = 153-154^оС, T_кип - возгоняется, Q_сг - 23870 кДж/кг

5-Гидрокси-1,4-нафтохинон легко растворяется в СНСl₃, разбавленных растворах щелочей, плохо в холодном этаноле, диэтиловом эфире. По химическим свойствам аналогичен 1,4-нафтохинону; присоединяет галогены по положениям 2 и 3, окисляется щелочным раствором Н₂О₂ в 3-гидроксифталевую кислоту

Аскорбиновая кислота

органическое соединение, родственное глюкозе, является одним из основных питательных веществ в человеческом рационе, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани. Выполняет биологические функции восстановителя и коэнзима некоторых метаболических процессов, рассматривается в качестве антиоксиданта. М_мол = 176 г/моль. Порошок - горюч.

Рибофлавин

Один из наиболее важных водорастворимых витаминов, кофермент многих биохимических процессов.

Рибофлавин представляет собой жёлто-оранжевого цвета игольчатые кристаллы, собранные в друзы, горького вкуса. Рибофлавин является производным гетероциклического соединения изоаллоксазина, связанного с многоатомным спиртом рибитом.

Плохо растворим в воде (0,12 мг/мл при 27,5 °C) и этаноле, не растворим в ацетоне, диэтиловом эфире, хлороформе, бензоле.

Рибофлавин стабилен в кислой и быстро разрушается в щелочной среде. М_мол = 376,4 г/моль. Горючее вещество.

Яблочная кислота

Двухосновная оксикарбоновая кислота. Бесцветные гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде и этиловом спирте. Температура плавления 100 °C. Впервые выделена шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1785 году из незрелых яблок. Соли и анионы яблочной кислоты -- малаты. М_мол = 134 г/моль

Бензойная кислота

Простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда. Бензойная кислота - бесцветные кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо - в этаноле и диэтиловом эфире. Температура плавления 122.4°С, температура кипения 249°С. Q_сг - 26005 кДж/кг, T_свс=532^оС, T_всп=125^оС, М_мол = 122 г/моль

Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром.

Эллаговая кислота

Представляет желтоватый кристаллический порошок; трудно растворима в воде и спирте, нерастворима в эфире; теряет при 100° всю кристаллизационную воду, поглощая её обратно во влажном воздухе, если не была нагрета выше 120°; с хлорным железом дает сперва зелёное и затем чёрно-синее окрашивание, а с азотной и азотистой кислотами в присутствии воды -- кроваво-красное (характерно); образует четырёхацетильный и такой же бензольный эфиры; хотя ей и отвечают разнообразного состава труднорастворимые микрокристаллические или аморфные соли, однако кислотные её свойства выражены слабо, и угольную кислоту из углекислых солей она вытесняет с трудом; при восстановлении амальгамой натрия дает как конечный продукт г-гексаоксидифенил С₁₂Н₄(ОН)₆, который образуется из неё также вместе с в-гексаоксидифенилом при плавлении с едким натром; при кипячении с концентрированным раствором едкого кали превращается в гексаоксидифениленкетон C₁₃H₈O₇, а при перегонке с цинковой пылью во флуорен С₁₃Н₁₀.

Ретинол

Жирорастворимый витамин, антиоксидант. В чистом виде нестабилен, встречается только в продуктах животного происхождения. Поэтому производится и используется в формах ретинола ацетата и ретинола пальмитата. Также может быть синтезирован организмом из бета-каротина. Необходим для зрения и костей, а также здоровья кожи, волос и работы иммунной системы.

Горючее вещество, склонное к самовозгоранию при 250^оС. М_мол = 286,5

Токоферол

Жирорастворимый витамин, являющийся важным антиоксидантом. В природе существует в восьми различных формах (изомерах), отличающихся биологической активностью и исполняемыми в теле функциями. Его нехватка может служить одной из причин вялости и малокровия. Горючее вещество.

7.2 Режим личной безопасности

Перед допуском к самостоятельной работе со студентом проводится инструктаж, в ходе которого он знакомится с общими правилами и инструкциями по технике безопасности. Непосредственно на рабочем месте проводится первичный инструктаж по следующим инструкциям:

1. 10-ООТ от 31 октября 2006 г. - по электробезопасности

2. 3-ООТ от 1 марта 2006 г. - По электробезопасности для неэлектротехнического персонала с группой I.

3. 5-ООТ от 1 марта 2006 г. - по технике безопасности при работе в химических лабораториях РХТУ им. Д.И. Менделеева.

4. 14-ООТ от 1 марта 2006 г. - по пожарной безопасности в РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Прохождение инструктажа регистрируется в специальном журнале.

Лица, работающие в лаборатории должны обязательно иметь и носить спецодежду (халаты; резиновые перчатки и очки /при работе с едкими веществами/).

Во избежание пожаров и взрывов не допускается курение и использование электронагревательных приборов, не предусмотренных экспериментом. Помещения должны быть специально оборудованы в соответствии с требованиями пожарной безопасности.

Также воспрещается принятие пищи в лаборатории.

7.3 Производственная санитария

Размер площади и объём помещения на одного работающего отвечают требованиям санитарных норм [22]. В лаборатории работает 2 человека, её площадь составляет 18,75м², а объем 75 м³, таким образом на каждого человека приходится 9,38 м² и 37,5 м³, что удовлетворяет требованиям санитарных норм (по которым объем помещения не должна быть меньше 15м³, а площадь не меньше 4,5 м² на одного рабочего)

Вредные вещества получают у заведующей лабораторией под роспись. Они хранятся в специально отведенном для этого отделе лабораторного шкафа в емкостях с подписанными названиями и плотно закручивающимися крышками. При работе с вредными веществами необходимо пользоваться защитными перчатками и, в некоторых случаях, очками. Работать с ними следует только в вытяжном шкафу с включенной вытяжкой. После работы тщательно мыть руки.

Метеорологические условия

Метеорологические условия (согласно [23,24]): т.к. категория работ - легкие физические работы, кроме того выделения тепла совсем небольшие, помещение относится к категории Iб. Там температура в холодный период должна быть 21-23°С, в теплый 22-24°С. Температура поверхностей 20-24 и 21-25 °С, соответственно. Влажность в лаборатории должна быть в пределе 60-40%, а скорость движения воздуха - 0,1 м/с. Метеорологические условия в лаборатории поддерживаются на должном уровне.

В лаборатории не происходит образования вредных для человеческого организма паров, газов и пыли каких-либо химических веществ. Влажность в лаборатории нормальная.

Вентиляция и отопление

Системы отопления и кондиционирования воздуха, общие и местные вентиляционные установки должны обеспечивать нормальные метеорологические условия в рабочей зоне в соответствии с [24, 25], максимальное удаление из воздуха вредных газов, паров, пыли, чтобы содержание их в воздухе не превышало ПДК, предусмотренных требованиями [24].

Вентиляция в лаборатории осуществляется только через форточки, окна и двери, т.е. является естественной, организованной. Однако, поскольку скорость воздуха по нормам должна быть не больше 0,1 м/с, и поскольку не применяются токсичные вещества (а работа с теми, что необходимы проводится в соседней лаборатории), этого достаточно.

Освещение

Естественное и искусственное освещение в производственных помещениях и административных помещениях должно соответствовать [26].

Естественное освещение.

В дневное время лаборатория освещается боковым естественным светом чрез окна.

Габаритные размеры помещения: длина А = 2,5 м, глубина В = 7,5 м, высота Н = 4м. Уровень рабочей поверхности h_раб=1м. Противостоящее здание находится на расстоянии 25 м., его высота 8м. Лаборатория расположена в главном здании РХТУ им. Д.И. Менделеева, в ЦО г. Москва. Средневзвешенный коэффициент отражения, учитывающий окраску помещения с = 0,3%.

Нормативный коэффициент естественной освещенности (КЕО) по [26] на территории Москвы при выполнении зрительной работы средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5-1,0 мм),IV разряд, равен 1,5%.

Нормируемый коэффициент минимальной естественной освещенности е_Н:

е_Н = е_N · m_N= 0,015 · 1 = 0,015

Где е_N - значение КЕО при рассеянном свете;

m_N - коэффициент светового климата (для Московской области при любом расположении окон = 1).

Требуемая минимальная площадь всех оконных проемов при боковом освещении определяется:

Где: S₀ - площадь световых проёмов, м²;

S = А·В = 18,75 м² - площадь пола помещения;

з₀ = 9,6 - световая характеристика окна, зависящая от отношения длины помещения к глубине и отношения глубины помещения к возвышению верхнего края окна.

К_ЗД = 1 - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями.

К_З - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светопропускающего материала светового проёма. Для лабораторий не учитывается.

r₁ = 1,4 - коэффициент, учитывающий отраженный свет (расстояние от рабочей поверхности до верха окна 2 м., установка находится примерно посередине лаборатории, поэтому отношение l/B = 0,5).

ф₀ - общий коэффициент светопропускания светового проема.

В соответствии с [9] выбираем значения:

ф₁ - коэффициент, учитывающий потери света в светопропускающем материале, для двойного оконного листового стекла = 0,8.

ф₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроема, для деревянных двойных раздельных = 0,65.

ф₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях ( при боковом освещении ф₃ =1)

ф₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. При их отсутствии = 1.

Определяем периметр ф₀ = ф₁ · ф₂ ·ф₃ ·ф₄ = 0,8 · 0,65 · 1 · 1 = 0,52

Количество необходимых световых проёмов:

Где S₁₀ - площадь одного светового проёма.

Таким образом, для обеспечения нормированного значения КЕО необходимо два оконных проёма.Однако фактическая площадь световых проёмов - 3 м², а значит, необходимо дополнительное (искусственное) освещение.

Искусственное освещение

В лаборатории применяется комбинированное освещение - общее и местное. Источниками искусственного освещения служат люминесцентные лампы дневного света ЛД-30.

В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы, основным достоинством которых является высокая светоотдача (до 75 лм/Вт), срок службы до 10000ч, хорошая цветопередача, низкая температура [26].

Рассчитаем необходимое число ламп.

1) Определение коэффициента запаса:

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Согласно СНиП 23-05-95 принимается = 1,5

2) Определение коэффициента минимальной освещенности:

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных. Для стандартных светильников равен 1,1-1,2

3) Определение коэффициента использования светового потока

Коэффициент использования светового потока з зависит от типа светильника, показателя типа помещения, освещенности и т.д. Для ламп данного типа з = 0,55

4) Световой поток одной лампы для люминесцентных ламп мощностью 30Вт равен: F=1800лм.

5) Освещаемая площадь принимается равной площади помещения лаборатории: S= 18,75 м²

Нормальная освещенность для работ со зрительным разрядом IV (размер объекта различения, минимальный - 0,5-1.0, фон светлый) составляет 300 лк (согласно [26]).

В один светильник вставляется 2 лампы.

Таким образом необходимое количество светильников:

Т.е. необходимо 5 светильников. В лаборатории установлено 4 светильника с лампами ЛД-30, что не соответствует предъявляемым нормам.

Шум

Установки, создающие уровень шума, превышающий предельно допустимый (75 Дб) [27], в лаборатории отсутствуют.

Таблица 1

Спектр, соответствующий ПС-75

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Уровень шума, Дб	94	87	82	78	75	73	71	70



Водоснабжение и канализация

Вода, подаваемая в лабораторию - хозяйственно-питьевая по назначению.

В канализацию сбрасывается только вода с небольшими количествами загрязняющих веществ ввиду их малой токсичности. Для слива вредных, густых или едких веществ, а так же осадков, предназначены специальные керамические емкости, содержимое которых в последствии нейтрализуется.

В лаборатории имеется центральное отопление, которое обеспечивает температуру не ниже 16^оС в холодный период года [28].

7.3 Техника безопасности

Электробезопасность

Т.к. в пилотной установке значительную роль играет электричество, электробезопасности следует уделять наибольшее внимание.

Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту от опасного воздействия электрического тока. Лаборатория - это помещение с повышенной опасностью поражения людей электрическим током, поэтому ей присвоен II класс по опасности поражения электрическим током. Работающий человек может прикоснуться к металлическому корпусу с одной стороны и соединенной с землей металлической конструкцией здания, технологическим аппаратом, механизмом - с другой. Используемый ток - напряжение 220В, частота 50Гц. Все подходы для отключения тока должны быть легкодоступны, а для защиты от поражения применятся заземление приборов на общий контур сопротивлением R=40 Ом [29].

Электрооборудование в соответствии с ПУЭ выбирают с учетом класса взрывоопасной зоны и свойств взрывоопасной смеси. Для зоны класса В-1б используются установки без взрывозащиты.



Пожарная профилактика. Категорирование производственных помещений по пожаровзрывоопасности

Дипломная работа проводится в лаборатории, которая по степени пожаровзрывоопасности относится к категории В - пожароопасная [30].

По ПУЭ лаборатория относится к помещениям класса В-1б, в них при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только аварии и неисправности. Эти помещения характеризуются следующими особенностями: горючие газы и ЛВЖ находятся в небольших количествах только для однодневного применения, их недостаточно для образования взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% от общего объема помещения. Работы с ними ведутся без применения открытого огня.

Число этажей для зданий данной категории не более 8. Площадь этажа между противопожарными стенами не ограничена. Расстояние от дальнего рабочего места до выхода не более 40м [31], в лаборатории-9 м.

Степень огнестойкости здания - II[31].



Список литературы

1. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3054.html (статья «Оксинафтохиноны»)

2. R. W. Hanson, Characterization of Juglone,Plymouth Polytechnic Devon, United Kingdom/ Journal of Chemical Education, 1976, 53 (6), p 400

3. Чуешов В.И. и др. Промышленная технология лекарств: [Учебник. В 2-х т. Том 2/В.И. Чуешов, О.И. Зайцев, С.Т. Шебанова, М.Ю. Чернов]: Под редакцией В.И. Чуешова. - Х.:МТК-Книга; Издательство НФАУ, 2002. - 716с.

4. Чуешов В.И. и др. Промышленная технология лекарств: [Учебник. В 2-х т. Том 1/В.И. Чуешов, О.И. Зайцев, С.Т. Шебанова, М.Ю. Чернов]: Под редакцией В.И. Чуешова. - Х.:МТК-Книга; Издательство НФАУ, 2002. - 560с.

5. http://ecstract.ru

6. http://healing-nature.ru/stati/3130/

7. http://www.niopik.ru/reports/O27

8. Regulation of Aflatoxin Production by Naphthoquinones of Walnut (Juglans regia). Noreen Mahoney, Russell J. Molyneux, and Bruce C. Campbell. Western Regional Research Center, Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture/ J. Agric. Food Chem. 2000, 48, 4418-4421

9. Г.А. Хантургаев, С.М. Репях, Л.Е. Полякова, Б.В. Бадмацыренов. Экспериментальное определение параметров хвойного лечебного экстракта, необходимых для оптимизации процесса концентрирования в роторно-вакуумном пленочном испарителе. Химия растительного сырья. 1998. №2. С. 95-99

10. Application of nanofiltration for coffee extract concentration, Ivetta Vincze, Gyula Vatai*Faculty of Food Science, Department of Food Engineering, Budapest University of Economic Sciences andPublic Administration (Szent Istv6n University)/ Desalination 162 (2004) 287-294

11. The Ginkgo biloba extract concentrated by nanofiltration, Li Xu*, Shiyong Wang School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University / Desalination 184 (2005) 305-313

12. Concentration of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.)juice with membrane separation, Ivetta Vincze, Eva Banyai-Stefanovits, Gyula Vatai Corvinus University of Budapest, Faculty of Food Science, Department of Food Engineering,Corvinus University of Budapest, Faculty of Food Science, Department of Applied Chemistry/Separation and Purification Technology 57 (2007) 455-460

13. Concentration of marc extracts by membrane techniques, C. Hodur, Sz. Kertesz, S. Beszedes, Zs. Laszlo, G. Szabo. Department of Technical and Process Engineering, Faculty of Engineering, University of Szeged;PhD School of Environmental Sciences, University of Szeged / Desalination 241 (2009) 265-271

14. Ultra- and nanofiltration of aqueous extracts from distilled fermented grape pomace. Beatriz Diaz-Reinoso, Andres Moure, Herminia Dominguez, Juan Carlos Parajo. Department of Chemical Engineering, University of Vigo (Campus Ourense) / Journal of Food Engineering 91 (2009) 587-593

15. Научное обоснование технологий функциональных продуктов питания с использованием растительных сапонинов. Юдина Татьяна Павловна. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. от 20.04.2009

16. Extraction of biologically active compounds from propolis and concentration ofextract by nanofiltration. Bartosz Tylkowski, Boryana Trusheva, Vassya Bankova, Marta Giamberini, Georgi Peev, Agnessa Nikolova. University of Chemical Technology and Metallurgy, Department of Chemical Engineering; Institute of Organic Chemistry with Centre of Phytochemistry, Bulgarian Academy of Sciences; University Rovira i Virgili, Department of Chemical Engineering / Journal of Membrane Science 348 (2010) 124-130

17. http://ru.wikipedia.org/wiki/Лекарственныерастения

18. Методические указания по разделу «Охрана труда» в дипломных проектах и работах / под редакцией Маринина Л.К.: РХТУ им Д.И.Менделеева. М., 2009. 102 с.

19. www.wikipedia.ru

20. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации веществ в окружающей среде. Л.: Химия, 1985.

21. Лазарев Н.В. Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Том 3. Неорганические и элементорганические соединения. Химия. 1977 г.

22. СП 2.2.1.1312-03 - Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий.

23. ГОСТ 12.1.005-88 (2001 - переиздание) ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

24. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

25. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

26. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

27. СНиП 23-03-2003. Защита от шума.

28. СНиП II-32-74. Канализация, наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1976.

29. ПУЭ. Правила устройства электроустановок, 7е издание, Промышленная безопасность 2007. - 552с.

30. НПБ 105-03. Категорирование помещений и зданий по пожаровзрывобезопасности.

31. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.

Размещено на Allbest.ru