Дебиеттер тізімі. Лекция 7Биотехнология және ресурстарды үнемдеу

Нег. [№1§1, 45-48], 2[15-23].

Лекция 7 Биотехнология жә не ресурстарды ү немдеу

Мақ саты: Биотехнология жә не ресурстарды ү немдеу жайлы тү сінік қ алыптастыру

1. Экологиялық биотехнология пә ні мен міндеті.
2. Энергия ү немдеу мә селесі
3. Жылутехнология
4. Шекті энергия ү немдеу ә дісі
5. Энергия ү немдеу шаралары

Лекцияның қ ысқ аша азмұ ны:

Биотехнология дегеніміз — биологиялық организмдердің қ атысуымен жү ретін процестерді, адамның мақ сатына сай ө згерту арқ ылы ө ндірісте пайдалану. " Биотехнология" деген терминді алғ аш рет 1919 жылы венгр ғ алымы К.Эреки енгізді. Қ азіргі биотехнологияның басты мақ саты — ө сімдіктердің жаң а сорттарын, жануарлардың асыл тұ кымын, микроорганизмдердің штаммаларын шығ ару. Оны адам ө міріне қ ажетті заттар ө ндіру ү шін биологиялық нысандар мен процестерге негізделген жаң а ғ ылымның жә не ө ндірістің сапасы деп қ арауғ а болады. Ата-ә желеріміз ежелден микроорганизмдерді қ ымыз бен шұ бат, айран ашытуғ а, қ ұ рт пен ірімшік жасауғ а, нан пісіруге, тері илеуге, т.б. қ ажетті заттарды дайындауғ а пайдаланғ ан. Қ азіргі биотехнологияның мынадай негізгі бағ ыттары бар: микробиологиялық ө ндіріс, жасушалық инженерия жө не гендік инженерия. Биотехнологияда биохимия, микробиология, молекулалық биология, генетика ғ ылымдарының жетістіктерінің нә тижесінде ө те бағ алы биологиялық белсенді заттар — гормондар, ферменттер, витаминдер, антибиотиктер, органикалық қ ышқ ылдар — сірке, лимон, сү т жә не кейбір дә рі-дә рмектер алынады. Қ азір ең жоғ ары ө німді микроорганизмдер штаммаларының кө мегімен 150-ден астам биологиялық заттардың тү рлері синтезделді. Мысалы, адамда жә не кейбір жануарлар организмінде синтезделмейтін аминқ ышқ ылы лизинді тек микроорганизмдер арқ ылы алады. Егер жануарлар организмінде лизин жетіспейтін болса, оның денесінің ө суі тоқ тайды. Сондық тан лизинді жануарлардың жемшебіне қ осып береді. Биотехнологияның биологиялық ә дістерін қ оршағ ан ортаны ластанудан тазарту ү шін қ олданады. Ластанғ ан суларды микроорганизмдердің кө мегімен тазартады. Ү лкен қ алалардың, ө ндіріс орындардың шығ арғ ан зиянды қ алдық тарын тазарту кейбір бактериялардың қ атысуымен жү реді. Металл қ алдық тарымен (уран, мыс, кобальт, т.б.) ластанғ ан суларды тазарту ү шін оларды ө з жасушаларына жинайтын бактериялардың тү рлерін пайдаланады. Сонымен биотехнология экологиялық мә селелерді шешуге қ атысады. Ү ндістанда, Қ ытайда, Филиппинде ү йлерді жылытуғ а жә не тамақ дайындауда биогаз — метан мен кеміркышқ ыл газдың қ оспасын пайдаланады. Ол ү шін арнаулы контейнерлерге малдың қ иын, қ ант ө ндірісінің, ауыл шаруашылығ ы заттарының калдың тарын жинап, оларғ а бактерияның арнайы себіндісін қ осады. Осы қ оспадан биогаз алады.

Ресурстарды ү немдеу - шикізат, материалдық, энергетикалық жә не басқ а ресурстарды неғ ұ рлым ұ тымды да тиімді пайдалануғ а, оларды пайдалы нә тиже ө лшеміне қ ысқ артуғ а бағ ытталғ ан ғ ылыми-техникалық, ұ йымдық, экономикалық жә не тә рбиелік шаралар жү йесі. Осы шаралар- кешенді тү рде пайдалану; ө ндіру, тасымалдау, сақ тау кезінде ЬіРапқ а жол бермеу; ө ң цеу кезінде қ алдық тарды қ ысқ арту, қ айталама ресурстар мен ілеспе ө німдерді шаруашылық айналь кең інен тарту, т. б. жолмен қ ол жеткізіледі. Ресурстарды ү немдеудің сақ талуы техника мен технология саласының маң ызды сипаттамасы. Техниканы дайындау мен пайдалануғ а жұ мсалғ ан ресурстардың шығ ыны аз болса, ол ресурстарды ү немдеуші техника деп есептеледі; қ алдығ ы аз немесе қ алдық сыз технология — ресурстарды ү немдеуші технология деп саналады

Энергия ү немдеу мә селесі – қ азіргі ғ ылыми тә жірибелерге қ ойылғ ан ең негізгі мә селелердің бірі. Ол жылутехнологиясына негізделген ө неркә сіпті ө ндіріс салаларына маң ызды болып саналады. Бұ л жерде отын, жылу энергияларының біраз қ орын ү немдеу мә селесі ғ ана емес, сонымен қ атар оларды тә жірибе жү зінде кең інен қ олдану мә селесі де қ растырылып отыр.

Бұ л қ орларды жү зеге асыру тек қ ана ө неркә сіптік ө ндірістің прогесс саласында жү реді.

Жылу технологиясының энергетика саласындағ ы басты міндеті – принципиальді жаң а қ алдық сыз жылутехнологиялық жү йелерді қ айта қ ұ ру мен жү зеге асыруғ а арналғ ан энергия ү немдейтін жылутехнологиялық қ ұ рылғ ыларды ө ң деу, зерттеу жә не жасап шығ ару т.б.

Мұ ндай тапсырмаларды орындау ү шін ең алдымен жылутехнологиялық эенергетика саласын зерттеу қ ажет жә не де ғ ылыми ізденістің тиімді ә дісін ө ң деуді тездету керек.

Осы зерттеулер мына бағ ытта болу керек:

- (ө неркә сіптік ө ндірістің негізгі жылутехникалық энергия сыйымдылығ ының саласындағ ы) отын энергетикалық ресурстардың салыстырмалы шығ ынының тө мен дең гейін қ ұ ру;

- Отын энергетикалық ресурстардың салыстырмалы шығ ын қ орының азаюын табу;

- Осы қ орларды толық тай пайдаланатын техникалық қ ұ ралдарды, ә дістерді, негізгі бағ ыттарды ө ң деу;

Энергия ү немдейтін жылутехнологиялың ә дістемесі осындай ә діспен қ алыптасады жә не олардың мынадай бағ ыттары бар:

- энергия ү немдейтін технологияны жақ сартуғ а арналғ ан энергия ү немдейтін жылулық сызбалар;

- энергия ү немдейтін қ ұ рылғ ылар;

Энергия ү немдейтін технологияның бірінші негізгі бағ ытын қ арастырайық.

Жылутехнологиясы – заттардың жылулық жағ дайын ө згерту негізінде берілген ө німдердің негізгі шикізаттар мен материалдарды жасап шығ аратын ә дістердің жиынтығ ы. Жылутехнологиясына сә йкес энергия ү немдеуші дегеніміз – шикізат материалын тауарлық ө німге тү рлендіру процесіндегі жылуды тұ тынудың барынша тө мен дең гейі сейкес келетін технология немесе технологияның энергия ү немдеу коэффициентінің максимал мә ні сейкес келетін технология.

Жылутехнологиясының энергия ү немдеуші коэффициентін тө мендететін маң ызды факторларғ а келесілер жатады:

- жылудың технологиялық ө німдер арқ ылы қ оршағ ан ортағ а таралуы;

- қ ондырғ ы жұ мысының периодты режимінде жү зеге асатын, технология қ атарының кө поперациялылығ ы, ол негізінде қ оршағ ан ортадағ ы жартылайө німнің мура жә не ұ зын конткатілерінің кө птеген мө лшерімен сә йкес келеді;

- технологиялық процестердің кө псулы нұ сқ аларының қ олданылуы (мысалы: цементті клинкердің ө ндірісінің ылғ ал ә дісі);

- шикізат материалдарының алдын-ала механикалық ө ң деудің энергия сыйымдылық кезең інің болуы;

- тауар ретінде сатылмайтын технологиялық қ алдық тардың бар болуы.

Энергия ү немдей технологиясының жоғ ары мү мкіндектері технологияның қ алдық сыз принциптерін жү зеге асыру кезінде ашылады.

Қ алдық сыз жылутехнологиясының келесідей бес принциптерін кө рсетуге болады:

- негізгі шикізаттың, жартылай дайындалғ ан ө німнің, материалдардың барлық компененттерінің кешенді жә не тауарлық шығ арылуын қ амтамасыз ету, яғ ни технология ресурс ү немдейтін болу керек;

- негізгі шикізатты, жартылай дайындалғ ан ө німді, материалдарды комплексті ө ң деу процесіндегі теориялық қ ажетті, жалпы энергия тұ тынудың тө менгі дең гейінің болуы, яғ ни технология энергия ү немдейтін болу керек;

- технологияда суды қ олданудың ең тө менгі дең гейінің болуы, яғ ни технология азсулы болу керек;

- қ оршағ ан ортаны қ орғ ауды қ амтамасыз ету, яғ ни технология экологиялық тү рде дамығ ан болу крек;

- адамғ а қ ажетті жағ дайларды жасау, яғ ни технология қ ауіпсіз жә не жең іл басқ арылатын болу керек.

Осы принциптердің бағ ыты бойынша қ алыптасқ ан негізгі жылутехнологиялар энергия ү немдеудің жоғ арғ ы дең гейіне потенциальді тү рде бағ ытталады.

Жылутехнологиясындағ ы энергия ү немдейтін іс-шаралар келесідей ү ш топқ а бө лінеді. Утилизациялық (қ олданылатын), оғ ан жылу қ алдық тары мен энергия потенциалдарын қ олдану шаралары жатады. Энергетикалық модернизация – жұ мыс істеп тұ рғ ан қ ондырғ ылар мен жү йелердегі жылу мен энергияның тө мендеуі. Іс-шаралардың осы екі топтары дә стү рлі болып табылады жә не олардың энергия ү немдейтін эффекттен айырмашылығ ы болмайды. Осы шаралардың ү шінші тобына – интенсивті энергия ү немдеу жатады. Интенсивті энергия ү немдеу интенсивті энергия ү немдеу резервінің потенциалы деп аталатын жылуэнергетикалық объектідегі біркезең ді, ірімасштабты энергия ү немдейтін эффектінің ұ лғ аюының принципальді жаң а міндетін атқ арады. Ол технология мен техниканың принципальді негізінің ө згеру базасында жә не технологиялық ө німнің сапасын ұ лғ айту жә не оны толық тай қ олдану базаларында ұ лғ аяды.

Максималды энергия ү немдейтін эффект – тек қ ана жабық жылутехнологиялық кешеннің энергетикалық аналыз негізінде жә не интенсивті энергия энергия ү немдеу іс-шаралардың негізінде ұ лғ аяды.

Мемлкеттің жылутехнологиялық кешенінде экономикалық ресурстардың шекті толық қ орын қ арқ ынды энергия ү немдеудің іс-шараларын келесі топқ а біріктіруге болады:

- технологиялық;

- энергетикалық;

- жылутехникалық;

- техникалық.

Технологиялық шараларғ а, мысалы тө мен энергия сыйымдылық ты альтернативті шикізатты қ олдану, азсулы жылутехнологиялық операцияларды қ абылдау, ү здіксіз технологиялық операциялар мен қ алдық сыз технологияларды, жылудың шекті технологиялық регенерациясын жә не ө німнің жрғ ары сапасын қ амтамасыз ету шаралары жатады. Ол отын-энергетикалық ресурстардың кө поперациялы технология резервіне арналғ ан энергия ү немдейтін технологияны қ алыптастырады. Бірақ оларды жү зеге асыру ү шін кү рделі энергетикалық, жылутехнологиялық жә не техникалық шешімдер қ ажет.

Энергетикалық шараларғ а – технологиялық обънектілердің энергия ү немдейтін жылулық схемалары мен энергияның энергиря ү немдейтін кө здері жатады. Энергетикалық жетілген эталонғ а жылутехнологиялық объектілердің термодинамикалық идеальды модельдердін жатқ ызуғ а болады. Энергетикалық іс-шаралар қ ұ рамына дә стү рлі энергия кө зінен басқ а (дә стү рлі емес энергия кө здерін қ олдану) энергиялар да кіреді.

Жылутехникалық шаралар тобы жаң а жоғ арыкоэффициенттілерді іздеу жә не жалпылай алғ андағ ы жылутехнологиялық процесс ұ йымының жаң а жылутехникалық ә дістерін жү зеге асырады.

Техникалық шаралар тобы жаң а ұ рпақ тың энергия ү немдейтін технологиялық қ ұ рылғ ыларын қ олдануды қ арастырады.

Осы қ арастырылғ ан іс-шаралар энергия ү немдеудің ірімасштабтыпринципиальді мү мкін болатын резервін жү зеге асырады жә не оның ә дісінің тә жірибелік жетістігінің кең спектріне демонстрация жасайды.

Энергия ү немдейтін тиімді жү йені қ ұ руғ а арналғ ан екінші іргелі негізгі – энергия ү немдейтін жылулық сызбаларды дайындаудан тұ рады. Бұ л бағ ытта тапсырманы жақ сы орындау ү шін нақ ты жылутехникалық процестердің жоғ арғ ы энергоү немділігіне жетудің принципиальді жолдарын толық тай кө рсететін жылулық сызбалардың кө птеген нұ сқ аларын қ арастырғ ан жө н.

Бұ ндай шешімдердің мү мкіншілігі – термодинамикалық идеалды технологиялық қ ондырғ ылардың принциптерін жә не олардың жылулық сызбаларының анализін, технологиялық процестер мен технологиялық қ ондырғ ыларының қ алдық сыздығ ын жү зеге асыру мү мкіншілігін іздестіруін пайдалану негізінде ашылады.

Энергия ү немдейтін технологиялық жү йелерді іздеу мақ сатындағ ы соң ғ ы нә тиже –осы жү йе қ ұ рылғ ыларының энергия ү немдейтін сипаттамаларымен анық талады. Осығ ан байланысты, энергия ү немдейтін қ ұ рылғ ыларды қ ұ ру –іздеу бағ ытындағ ы жә не энергия ү немдейтін жылутехнологиялық жү йелерді жү зеге асыратын ү шінші іргелі бағ ыт болып табылады. Осы бағ ыттың тапсырмаларын шешудің негізгі алғ ышарттарына мыналар жатады:

- тиімді жылутехникалық принциптердің (ә дістердің) ө ң делуі, зерттелуі жә не жү зеге асуы, технологиялық процесстердің жү зеге асуы жә не олардың бө лек салалары;

- Жылутехнологиялық емес ө ндіріс жү йелерінде жылу мен энергияны қ олдану ұ йымының тиімді ә дістерін жобалау, зерттеу жә не оларды жү зеге асыру;

- Технологиялық реактордың, жылутехникалық сызбалардың жә не олардың компоновкаларының қ ұ рамалы сызбаларын жобалау.

Осы қ арастырылғ ан ә дістеме жоғ ары энергетикалық сипаттамасы бар жылутехникалық жү йе қ ұ руғ а арналғ ан, потенциалды жә не тә жірибе жү зінде энергия ү немдеудің шекті жоғ ары дең гейіне бағ ытталғ ан тұ рақ ты шешімдерге ә келеді, сондытан ол шекті энергия ү немдеудің ә дісі деп аталады.

Шекті энергия ү немдеу ә дісі – ол тауар ө німдеріне қ ажетті негізгі шикізат пен материалдарды комплексті технологиялық экологиялық жә не экономикалық тиімді ө ң деуге қ ажетті бірінші отын-энергетикалық ресурстарды шамалы шығ ындауды жү зеге асырудың принциптерін, ә дістерін, бағ ыттарын іздеу ә дістемесі.

Сондық тан, шекті энергия ү немдеу базасындағ ы энергия ү немдейтін жылутехнологиялық қ ондырғ ылар мен жү йелерді қ ұ ру тапсырмаларын орындау – металл ү немдейтін жә не экологиялық мінсіз қ ондырғ ылар мен жү йелерді бір мезгілде орындауғ а негізделген.

Энергетикалық анализ дискреттілігімен ерекшеленетін энергия ү немдеу тапсырмасын орындаудың дә стү рлі ә дістемелік негізгі жеке технологиялық қ ондырғ ылардың кейбір жақ тарында (салаларында) отын-энергетикалық ресурстардың толық қ орын ү немдеуді жә не оны жү зеге асырудың негізгі бағ ыттарын анық тау кезінде мү лдем шарасыз болып қ алады.

Ө зін тексеруге арналғ ан сұ рақ тар:

1) Биотехнология дегеБиотехнология дегеніміз не?

2) Биотехнологияның басты мақ саты қ андай?

3) Энергия ү немдеу мә селесі нені қ арастырады?

4) Жылутехнология туралы айтып бер.

5) Шекті энергия ү немдеу ә дісі дегеніміз не?

6) Энергия ү немдеу шараларын айтып шық.

Ұ сынылғ ан ә дебиеттер:

1. Экологиялық биотехнология: ағ ылшыннан аударма/ К.Ф. Фостер, Д.А. Дж. Вейз. – Л.: Химия, 1990. – 348 бет.

2. Биотехнология: принциптері мен қ олданысы/ И. Хиггинс: ағ ылшыннан аударма. М.: Мир, 1988.

Лекция 8 Қ алдық сыз технологиялар.

Мақ саты: Қ алдық сыз технологиялар жайлы тү сінік қ алыптастыру

1 Қ алдық сыз технологиялау кө здерінің табиғ и ортағ а тигізетін қ ауіпті ә серлер дең гейін азайтып тө мендету мү мкіндіктері

2.Қ алдық сыз жә не жартылай қ алдық сыз технологиялар

3.Биологиялық технология

Лекцияның қ ысқ аша азмұ ны: