ChSTU repository

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________ На правах рукопису 
УДК _____________ 
 
«Допущено до захисту» 
Завідувач  кафедри ХТВ ЧДТУ 
___________________________ 
                                                       «___»   ______________2021р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА 
на тему 
Технологічна схема та апаратурне оформлення  інтенсіфікації 
очистки води на стадії  озонування 
 
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
 
Науковий керівник: Виконав здобувач вищої освіти: 
к.х.н., доцент 5 курсу 
Тетяна СОЛОДОВНІК Ігор ЮРЧЕНКО 
_____________________________ _________________________________ 
 
 
 
2021 
1 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ОБРАНОГО 
СПОСОБУ ВИРОБНИЦТВА І ТЕХНОЛОГІЇ  
 
Виробництво та контроль якості води, що використовують при 
виробництві лікарських засобів, входять до сфери дії належної виробничої 
практики (GMP). Слід також зазначити, що сфера застосування води 
залежить не тільки від її якості, але й від способу виготовлення. В Державну 
Фармакопею України 1.4 введено три монографії «Вода для ін’єкцій», «Вода 
високоочищена» та «Вода очищена», що гармонізовані з відповідними 
монографіями Європейської Фармакопеї: «Water for Injections», «Water, 
Highly Purified» та «Water, Purified». Розрізняють три типи води, що 
використовують на фармацевтичних підприємствах: вода для ін’єкцій, вода 
високо очищена, вода очищена. Вода очищена застосовується для підготовки 
обладнання, інвентарю та виробничих приміщень, для приготування 
дезинфікуючих та мийно-дезинфікуючих розчинів; для підготовки матеріалів 
первинної упаковки при виробництві ін’єкційних форм готових лікарських 
засобів, у виробництві напівпродуктів, у виробництві твердих та м’яких форм 
нестерильних лікарських засобів, а також для одержання води для ін’єкцій. 
Раніше воду очищену дозволялося отримувати тільки методом 
дистиляції, але з розвитком технологій, зі збільшенням попиту на даний вид 
продукції, підготовка води дистиляцією вимагає великих капіталовкладень та 
витрат електроенергії. На даний час воду очищену можна отримувати 
дистиляцією, зворотним осмосом, іонним обміном, електродеіонізацією. 
Система очистки води – це система, яка складається з двох або більше 
взаємопов’язаних установок та приладів, що забезпечують поетапне 
очищення води, яка використовується у виробничих приміщеннях цеху. 
Воду для фармацевтичного застосування отримують із води питної, 
джерелом котрої слугує природна вода, важливим моментом є очищення 
останньої від присутніх у ній домішок. У природній воді можуть міститись 
розчинні речовини, іони різних солей, суспензії гідроксидів металів, 
органічні кислоти, органічні сполуки хлору, інертні газоподібні органічні 
сполуки, мікроорганізми, водорості тощо. Значна частина цих речовин 
видаляється на стадії отримання води питної. Проте вода для 
фармацевтичного застосування має відповідати особливим вимогам. 
Особливі вимоги до неї на сучасному фармацевтичному підприємстві 
обумовлені тим, що вода використовується на всіх стадіях виробництва. Це 
мийка приміщень та устаткування, санітарно-гігієнічні заходи, приготування 
аналітичних розчинів, використання як теплоносія і холодоагенту, 
приготування компонентів і готового продукту. 
Розмаїття сфер використання води визначає існування різних критеріїв 
якості, та застосування різних методів очищення. 
 
1.1 Методи отримання води очищеної та води для ін’єкцій 
 
Воду для фармацевтичного виробництва одержують із води питної 
дистиляцією, іонним обміном або будь-яким іншим підходящим способом. 
Під час виробництва і подальшого зберігання води для ін’єкцій 
належним чином контролюють і відстежують загальне число життєздатних 
аеробних мікроорганізмів. Для простежування несприятливих тенденцій 
установлюють попереджувальну межу і межу, що вимагає вживання заходів. 
У нормальних умовах необхідною межею, що вимагає вживання заходів, є 
вміст 100 життєздатних аеробних мікроорганізмів в 1 мл. 
Як розчинники лікарських речовин при одержанні рідких лікарських 
форм застосовують воду для ін’єкцій, ізотонічні розчини деяких лікарських 
речовин і неводні розчинники природного, синтетичного і напівсинтетичного 
походження, що відповідають вимогам нормативно-технічної документації. 
До розчинників висуваються такі вимоги: висока розчинювальна 
здатність, необхідна хімічна чистота, фармакологічна індиферентність, 
хімічна сумісність із лікарськими речовинами, тобто відсутність хімічної 
взаємодії, стійкість при зберіганні, доступність і дешевизна. 
У промислових умовах одержання води для фармацевтичного 
виробництва здійснюють за допомогою високопродуктивних корпусних 
апаратів, термокомпресійних дистиляторів різних конструкцій і установок 
зворотного осмосу [1, 2]. 
Одним із представників колонних багатокамерних апаратів є 
багатоступінчасті апарати. Установки подібного типу для очищення води 
бувають різної конструкції. Продуктивність великих моделей 
досягає 10 м3/год. 
Найчастіше застосовуються триступінчасті колонні апарати з трьома 
корпусами (випарниками), розташованими вертикально або горизонтально. 
Особливістю колонних апаратів є те, що тільки перший випарник 
нагрівається парою, вторинна пара з першого корпусу надходить у другий як 
нагрівник, де конденсується. З другого корпусу вторинна пара надходить у 
третій як нагрівник, де також конденсується. Таким чином, очищення води 
здійснюється в другому та третьому корпусах. Продуктивність такої 
установки до 10 м3/год дистиляту. Якість одержаного дистиляту задовільна, 
тому що в корпусах достатня висота парового простору і передбачене 
видалення краплинної фази з пари за допомогою сепараторів. 
Для забезпечення апірогенності отримуваної води необхідно створити 
умови, які запобігають потраплянню пірогенних речовин у дистилят.  
Найбільш досконалими нині є термокомпресійні дистилятори, 
конструкція яких розроблена італійською фірмою «Вопарасе», їx перевага 
перед дистиляторами інших типів полягає в тому, що для одержання 1 л води 
для ін'єкцій необхідно витратити 1,1 л холодної водопровідної води. В інших 
апаратах це співвідношення складає 1:9 - 1:15. Принцип роботи апарата 
полягає в тому, що пара, яка утворюється в ньому, перед тим як надійти в 
конденсатор, проходить через компресор і стискується. При охолодженні і 
конденсації вона виділяє тепло, за величиною відповідне прихованій теплоті 
пароутворення, що витрачається на нагрівання охолоджувальної води у 
верхній частині трубчастого конденсатора. Живлення апарата водою 
здійснюється в напрямку знизу нагору, вихід дистиляту - зверху вниз. 
Продуктивність дистилятора до 2,5 м3/год. Якість одержаної апірогенної 
води висока, тому що краплинна фаза випаровується на стінках трубок 
випарника [4]. 
Нагрівання і кипіння в трубках відбувається рівномірно, без перекидів, 
у тонкому шарі. Затримуванню крапель із пари сприяє також висота парового 
простору. Вадами є складність конструкції та експлуатації. 
Найбільш поширеним до останніх років методом очищення води була 
дистиляція. Такий метод вимагає витрат значної кількості енергії. Серед 
інших вад слід зазначити громіздкість устаткування і велику площу, що 
займається ним; можлива наявність у воді пірогенних речовин; складність 
обслуговування. 
На деяких хіміко-фармацевтичних підприємствах воду для ін'єкцій 
одержують за допомогою дистилятора «Mascarini», продуктивність цього 
апарата 1500 л/год. Він оснащений приладом контролю чистоти води, 
бактерицидними лампами, повітряними фільтрами, пристроєм для видалення 
пірогенних речовин, а також установкою подвійної дистиляції води 
продуктивністю 3000 л/год. 
Цих вад позбавлені методи мембранного розділення, які все більше 
впроваджуються у виробництво. Вони здійснюються без фазових 
перетворень і потребують для своєї реалізації значно менших витрат енергії, 
рівнозначних з мінімальною теоретично обумовленою енергією розділення. 
Мембранні методи очищення ґрунтуються на властивостях 
перегородки (мембрани), що має селективну проникність, за рахунок чого 
можливе розділення без хімічних і фазових перетворень. Завдяки розвитку 
мембранної технології з'явилася можливість одержати стерильну, апірогенну 
воду за допомогою ультрафільтраційних установок. Такі системи очищення 
мають стерилізаційну установку, ультрафільтраційні мембрани та установку 
для озонування води, також можуть бути використані УФ - випромінювачі. 
Принцип роботи термокомпресійного дистилятора надано на рис.1.1. 
 
1– конденсатор - холодильник; 2 – паровий простір; 3 – компресор; 4 – 
регулятор тиску; 5 – камера попереднього нагріву; 6 – трубки випаровування. 
Рисунок 1.1 - Принцип роботи термокомпресійного дистилятора 
 
Ультрафільтраційні модулі випускають багато закордонних фірм, такі 
як «Asahi Chemical» (Японія), «Christ» (Німеччина), «Hoffmann La Roche» 
(Швейцарія), «Elga» (Великобританія) та ін. 
Для одержання води для ін'єкцій у практичному відношенні цікаві такі 
зворотноосмотичні апарати, як «Джерело-600», «СуперК'ю», «Шар'я-500М», 
«Osmocarb» (Великобританія) та ін. 
В установці «СуперК'ю» (продуктивністю 720 л/год) вода 
пропускається через вугільний фільтр, де відбувається очищення від 
органічних речовин; потім - через змішаний шар іонітів; після чого 
надходить на патронний бактеріальний фільтр із розміром пор 0,22 нм (0,22 * 
109 м). Далі вода надходить на зворотноосмотичний модуль, де відбувається 
видалення пірогенних речовин. Отриману воду використовують для 
приготування ін'єкційних лікарських форм, а концентрат використовують як 
технічну воду або повторно відправляють на очищення. 
Із застосуванням принципу мембранного очищення працює установка 
високоочищеної води «Шар'я-500М». Продуктивність цього апарата за 
живильною його водою 500 л/год; одержана на ньому вода - високоочищена, 
вільна від механічних домішок, органічних і неорганічних речовин. Вона 
застосовується у виробництві імунобіологічних бактерійних препаратів і для 
приготування ін'єкційних розчинів. 
Установка включає блоки передфільтрації, зворотного осмосу і 
фінішного очищення. 
Блок фільтрації призначений для очищення питної водопровідної води 
від механічних домішок розміром 5 мкм і включає один фільтр катіонітний і 
два фільтри вугільних, що працюють паралельно або взаємозамінно. 
Блок зворотного осмосу працює при тискові не нижче 1,5 МПа (15 
атм). Вода, що надходить на блок, розділяється після фільтрування на два 
потоки: один із яких проходить через зворотноосмотичні мембрани, а другий 
потік, що проходить уздовж поверхні мембрани і містить підвищену 
кількість солей (концентрат), відводиться з установки. Для нормальної 
роботи цього блока необхідно, щоб співвідношення об'ємів води на подачі, 
зливі і тієї, що проходить через мембрану, становило 3 : 2 : 1 відповідно. 
Таким чином, для одержання 1 л води високоочищеної необхідно витратити 
приблизно 3 л води водопровідної. При цьому швидкість зливання досить 
висока, що запобігає шкідливому впливові концентрованої поляризації на 
роботу установки. 
У зворотноосмотичному блоці здійснюється очищення води від 
розчинних солей, органічних домішок, твердих суспензій і бактерій. Якість 
води контролюється за допомогою кондуктометра. 
Після блока зворотного осмосу вода надходить в блок фінішного 
очищення, який включає іонообмін і ультрафільтрацію. Іонообмінне 
очищення води здійснюється за допомогою послідовно з'єднаних фільтрів - 
катіонного й аніонного, за якими встановлений змішаний катіонно-аніонний 
фільтр, де відбувається очищення від катіонів і аніонів, що залишилися. 
Остаточна доочистка води проводиться в двох ультрафільтраційних 
апаратах із порожнистими волокнами AP-2,0, призначених для відділення 
органічних мікродомішок (колоїдних частинок і мікромолекул). 
Широкого розповсюдження набули системи зворотного осмосу Ecosoft 
MO-12 MAXI. 
Система являє собою компактний функціонально завершений модуль. 
Устаткування системи, прилади КВП, трубна обв'язка,  регулююча та запірна 
арматура змонтовані на металевій рамі. 
Процес демінералізації здійснюється на зворотноосмотичних 
мембранних елементах Filmtec виробництва компанії DOW Chemical (США). 
У робочому режимі в мембранному модулі системи відбувається 
розділення води на два потоки : демінералізовану воду - пермеат і воду з 
підвищеним солевмістом - концентрат. Частина концентрату під час роботи 
модуля скидається в каналізацію, а частина направляється на вхід насоса 
високого тиску , так званий рецикл концентрату. Система має регульовану 
лінію рециклу, що дозволяє контролювати і регулювати об’єм скидання 
концентрату. Демінералізована вода ( пермеат ) надходить до збірника, в 
якому монтується поплавковий вимикач, що відключає систему при 
досягненні максимального значення рівня. 
Автоматика системи забезпечує електричні захист насоса від сухого 
ходу, захист мембран від високого тиску, забезпечує включення і 
відключення системи за рівнем в збірнику пермеата, виконує автоматично 
гідравлічну промивку мембран. 
Періодично мембрана зворотноосмотичного модуля потребує хімічної 
промивання[3, 4, 5, 6]. 
 
 
1.2  Особливості виробництва води для ін’єкцій 
 
1.2.1 Виробництво води очищеної 
 
Використовуючи багаторічний досвід світових лідерів розробки систем 
водопідготовки, виробників рідких лікарських форм, сировиною для 
виробництва води для ін’єкцій є вода очищена. 
Вода очищена повинна відповідати вимогам СТ-Н МОЗУ 42-3.7:2013 
Якість води для застосування у фармації. Воду очищену одержують із води 
питної дистиляцією, іонним обміном, зворотним осмосом або будь-яким 
іншим підхожим способом. 
Для води очищеної при зберіганні та розподіленні мають бути створені 
умови, що запобігають росту мікроорганізмів і дозволяють уникнути будь-
якого іншого забруднення. 
Установки роздільного іонного обміну втрачають свою популярність 
через складність і небезпечність їх регенерації. Змішані іонообмінники, що 
не потребують регенерації, істотно збільшують експлуатаційні витрати.  
Останнім час великий розвиток одержали системи зворотного осмосу, 
як енергетично вигідний і відносно безпечний метод. Конструкція установок 
зворотного осмосу повинна забезпечувати мінімізацію застійних зон і 
запобігати можливість адсорбції біоплівки на мембранах.  
Для гарантованої якості води очищеної застосовуються двоступінчасті 
системи зворотного осмосу. Однак з кожним роком на світовому ринку 
зростають вимоги до технологічного устаткування в плані безпеки, 
автоматизації, забезпеченню гарантії якості.  
У Європі останнім часом набувають поширення мембрани, що 
витримують теплову обробку. Часто після двох ступенів зворотного осмосу 
встановлюють електродеіонізатор для зниження електропровідності води.  
Конструктивно установка зворотного осмосу складається з мембран, 
встановлених в корпусах, і насоса високого тиску, що забезпечує умови для 
поділу води очищеної та концентрату в мембранному блоці. Для забезпечення 
оптимального режиму експлуатації та автоматизації процесів установки 
зворотного осмосу повинні бути укомплектовані контролером, комплектом 
автоматичних клапанів і контрольно-вимірювальних приладів. [1, 2] 
1.2.2 Виробництво води для ін’єкцій 
 
Вода для ін'єкцій – вода, яка використовується як розчинник при 
приготуванні лікарських засобів для парентерального застосування (вода для 
ін'єкцій або для розчинення, або для розведення субстанцій або лікарських 
засобів для парентерального застосування перед використанням. 
Воду для ін'єкцій одержують із води питної або із води очищеної 
шляхом дистиляції на обладнанні, частини якого, що контактують із водою, 
виготовлені з нейтрального скла, кварцу або підхожого металу. Обладнання 
має бути забезпечене ефективним пристроєм для запобігання захоплення 
крапель. Необхідне належне утримування і технічне обслуговування 
обладнання. Першу порцію води, одержану на початку роботи, відкидають, 
потім дистилят збирають.  
Для того, щоб гарантувати належну якість води, застосовують 
валідовані процедури та моніторинг у процесі виробництва питомої 
електропровідності та регулярний мікробний контроль.  
Для води для ін’єкцій при зберіганні та розподіленні мають бути 
створені умови, що запобігають росту мікроорганізмів і дозволяють 
уникнути будь-якого іншого забруднення.  
Широкого застосування отримали багатоступінчаті дистилятори  
STERIS FINN AQUA для виробництва води для ін’єкцій. [1, 2, 3, 4] 
 
 
1 – регулятор тиску; 2 – конденсатор-холодильник; 3 – теплообмінник 
камер попереднього підігріву; 4 – запірне обладнання для пару; 5 – зона 
випарювання; 6, 7, 8 – труби, 9 – теплообмінник. 
Рисунок 1.2 – Трьохкорпусний аквадистилятор FINN AQUA 
 
Вода надходить через регулятор тиску в конденсатор , проходить 
теплообмінники камер попереднього підігріву, а після нагрівання надходить 
в зону випаровування , що складається із системи трубок , що обігріваються 
всередині гріючою парою. Нагріта вода подається на зовнішню поверхню 
перегрітих трубок у вигляді плівки, стікає по них і нагрівається до 
температури кипіння. 
У випарнику за рахунок поверхні киплячих плівок створюється 
інтенсивний потік пари, який рухається знизу вгору зі швидкістю 20-60 м/с. 
Відцентрова сила, що виникає при цьому, забезпечує стікання крапель в 
нижню частину корпусу, притискаючи їх до стінок [5]. 
 
1.3. Знезаражування води очищеної методом озонування 
 
Озонування – один із перспективних методів знезаражування і 
поліпшення органолептичних показників води. 
Озон є алотропною  модифікацією кисню і при нормальній температурі являє 
собою газ світло-блакитного кольору. При температурі - 111,9 °С озон 
переходить у нестійку рідину темно-синього кольору. Температура 
плавлення озону - 192,5 °С. у технології знезараження води застосовується 
газоподібний озон. При 0 °С і тиску 0,1 МПа розчинність чистого озону 
складає 0,68 г/л, маса 1л газу – 2,144 г. 
Газоподібний кисень існує в стійкому стані лише в молекулярному 
двохатомному виді О2. Молекула озону О3 утворюється в результаті 
особливого сполучення трьох атомів кисню. 
Сумарний склад молекули озону відомий уже давно, але прийнятне 
схематичне зображення молекулярної будівлі цього газу було установлено 
зовсім нещодавно.  
У промислових умовах синтез озону здійснюється дією електричного 
розряду на що пропускається через генератор повітря або кисень. 
Елементарний генератор озону складається з двох електродів, розділених 
діелектриком. Електрод низької напруги являє собою циліндр із нержавіючої 
сталі, у якому з зазором установлений порожнистий циліндричний скляний 
діелектрик, покритий із внутрішньої сторони тонким прошарком металу. 
Електрод високої напруги розміщений по центру скляного діелектрика. 
Робота генератора складається так. Потік сухого повітря (або кисню) 
надходить у простір між циліндричним електродом і скляним діелектриком. 
При накладенні перемінного току високої частоти відбувається електричний 
розряд і утворюється озон . 
Діелектрик виключає появу розрядів дугової форми і забезпечує 
рівномірну структуру променистого розряду. Робота генератора 
супроводжується слабким фіолетовим світінням у просторі між електродами 
і діелектриком. При електричному розряді виділяється тепло, що потребує 
охолодження електрода низької напруги. Кількість одержуваного озону при 
сталості температури прямо пропорційно потужності, що витрачається при 
розряді. 
Сучасні генератори озону мають задовольняти ряду потреб: висока 
продуктивність, висока концентрація озону при малих питомих витратах 
енергії, низьке споживання енергії і охолоджуючої води; надійна 
конструкція, значний час міжремонтної компанії при максимальній 
продуктивності та ін. 
Існує багато схем генерації озону. Найбільш економічною вважається 
схема, в якій повітря шляхом селективної сорбції розділяється на озон і 
кисень, останній подається в генератор озону, суміш озону і кисню 
розділяється, озон змішується з повітрям і в потрібній концентрації 
подається споживачу, а кисень повертається в генератор озону. При цьому 
не потрібно додаткової очистки циркулюючого озону, що необхідно в 
традиційній схемі, з метою видалення домішок з води при озонуванні. 
Озон - сильний окиснювач. Відповідно до сучасних уявлень механізм 
знезаражування води озоном заснований на його спроможності 
інактивізувати ензими (складні органічні речовини білкової природи), що 
містяться в тваринних і рослинних організмах. 
Доза озону, необхідна для знезаражування води, варіюється в 
залежності вмісту в ній органічних речовин, температури і рН води. 
В різних літературних джерелах озонування води часто розглядається 
тільки як один із способів знезаражування, що не має недоліків, які властиві 
іншим методам очистки води від бактеріальних забруднень. [5, 6, 7, 8] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЙНЯТОГО МЕТОДУ ВИРОБНИЦТВА. ХІМІЗМ 
ТА ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ І ОБГРУНТУВАННЯ НОРМ 
ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ 
Технологія знезараження води методом озонування передбачає 
введення в воду озоно-повітряної або озоно-кисневої суміші. Основою 
процесу знезараження води озонуванням служить високі окисні властивості 
атомарного кисню. 
 Озон − це похідна кисню, яка представляє собою трехатомного 
молекулу кисню. Виробництво озону може бути здійснено декількома 
способами, самим «чистим» з яких є отримання озону з кисню за допомогою 
ультрафіолету, проте в установках знезараження води застосовується інший 
спосіб - спосіб приєднання до звичайної молекули кисню зайвого атома під 
впливом електричного розряду. 
Висока окислювальна здатність озону пояснюється властивостями 
атомарного кисню, який утворюється за реакцією: 
          
  О3 → О2 + О˙ -287,28 кДж / моль                          
 
Озон також вступає в реакцію з гідроксидом, водневим іоном, водою, 
утворюючи при цьому ще більш реакційно здатні частинки: 
 
О -
3 →О3  →О -
2  → НО˙→НО ˙
2 → О2                                                                    
                                                                                            
Тому разом з іон-радикалом О˙, озонування в воді здійснюється 
радикалами НО˙ і НО2˙. Поточна концентрація останніх становить 
відповідно 10-6 і 10-2 мг / дм3. Однак цих концентрацій цілком достатньо, 
щоб після стадій кавітації коагуляції відчути вплив окисних радикальних дій. 
Саме через постійне зростання радикалів НО˙ и НО2˙ озонована вода є 
сильну бактерицидну і віруліцидні агентом, прискорюючи інактивацію 
бактерії і придушення життєдіяльності личинок мікроорганізмів в 300 разів. 
Робота озонаторів полягає в наступному: осушене повітря проходить 
між циліндричним електродом і скляним діелектриком, при проходженні 
кисень піддається впливу змінного струму, внаслідок чого виробляється 
електричний розряд і до молекули додає ще один атом кисню. В якості 
сировини, з якого буде виготовлений озон для установки знезараження води, 
може бути використаний і осушене повітря або кисень. При використанні 
чистого кисню витрачається на перетворення енергія зменшується, проте 
збільшуються витрати на видобуток чистого кисню. 
В основі установок знезараження води озонуванням лежать високі 
дезінфікуючі спроможності озону. Вода є універсальним середовищем для 
розмноження і життя різних патогенних і сапрофітних бактерій, вірусів, 
мікробів і мікроводоростей. Бактерицидну дію озону на воду полягає в 
наступному: в установці знезараження води озон вступає в реакцію з різними 
мікроорганізмами, впливаючи безпосередньо на цитоплазму і ядро клітини, в 
слідстві чого припиняється активність складних білкових з'єднань - ензимів - 
від яких безпосередньо залежить життєздатність клітини. 
Установки знезараження води озонуванням сьогодні вважаються 
найбільш дієвим і ефективним методом дезінфекції води, який дозволяє 
видалити навіть такі складні біологічні освіти як віруси. Повне знищення 
вірусів відбувається за рахунок порушення активності ензимів, а так як 
віруси мають білкової структурою, то окислюється весь мікроорганізм, 
внаслідок чого і відбувається високоефективне знезараження. 
Однією з переваг використання установок знезараження води 
озонуванням вважаються високі окисні властивості озону. Строго кажучи, 
сам озон не є окислювачем, він служить лише каталізатором при окисленні 
різних речовин киснем, однак це тільки покращує його якості. Окислення 
озоном діє також на різні розчинені у воді речовини, тому для підтримки 
високої якості води рекомендується або проводити попередню очистку води, 
або встановлювати Постфільтри, які будуть затримувати осад, що утворився. 
Крім окислювальних і дезінфікуючих властивостей озону перевагою 
використання установок знезараження води озонуванням вважається 
властивість цього газу швидко розкладатися при контакті з водою. Установки 
знезараження води озонуванням вважаються екологічно чистими саме в силу 
цієї властивості озону. Вільний озон в воді зберігає свою початкову форму 
протягом декількох хвилин, після чого повертається до вихідного стану - 
кисню, або трансформується в OH і воду. Це властивість озону повністю 
виключає потрапляння реагенту в очищену воду, і саме тому установки 
знезараження води озонуванням вважаються екологічно чистими. 
Ще однією перевагою установок знезараження води є здатність озону 
вступати в з'єднання з органічними речовинами, тим самим утворюючи 
з'єднання, які самі по собі мають високу бактерицидну впливом на 
мікроорганізми. Завдяки цій здатності вода деякий час зберігає ефект 
післядії, який виключає повторне зараження. 
Сьогодні озон розглядається як альтернативний окислювач і 
дезінфікуючий агент з декількома можливими застосуваннями в системах 
водопостачання, забруднення повітря, медицини і т.д. В очищенні води, 
зокрема, озон має здатність дезінфікувати і діє як сильний окислювач, або 
використовується в комбінації з іншими методами очищення води і 
реагентами. Велика частина інформації про аспекти озонування було 
повідомлено в чудовій роботі Langlais 1991. 
Оскільки озон є сильним окислювачем, він може бути використаний не 
тільки для дезінфекції, але також для видалення (окислення) органічних 
речовин. Озон використовується для очищення вод, які забруднені 
пестицидами або іншими антропогенними речовинами. Озонування може 
поєднуватися з ультрафіолетом і H2O2 в водопідготовки, щоб збільшити 
потужність окислення. Такі передові процеси окислення є потенційно 
ефективними методами для видалення таких речовин як ендокринні 
руйнівники, фармацевтичні препарати, смоли пластифікаторів, нові побічні 
продукти дезінфекції тощо Озон також можна використовувати перед 
стадією коагуляції для поліпшення ефективності видалення частинок, 
викликаючи так звану мікрофлокуляціі. Однак ефект попереднього 
озонування залежить від ряду факторів, у тому числі від жорсткості води і 
концентрації розчиненого органічного вуглецю. Таким чином, попереднє 
озонування ефективно при низькому рівні розчиненого органічного вуглецю, 
в той час як воно може мати негативні наслідки для для високого рівня РОУ. 
За допомогою озонування можна поєднати дезінфекцію і видалення 
органічних речовин, які трансформуються в біологічно розкладаються 
органічні речовини, які можуть бути видалені в біофільтрі 
Незважаючи на всі позитивні сторони, вплив озонування в подальшому 
потрібно більш детально вивчити, особливо вплив озонування на видалення 
загального органічного вуглецю, розчиненого органічного вуглецю. Так само 
потрібно більш детально вивчити вплив озонування на рівень біологічно 
розкладається органічного вуглецю, мікробіологічно доступного фосфору і 
на освіту броматов і броморганічних з'єднань. 
 
2.1 Фізико-хімічні основи озонування 
 
Озонування - один методів знезаражування і поліпшення 
органолептичних показників води, який не призводить до утворення 
хлорпохідних сполук. Озон є алотропною модифікацією кисню і при 
нормальній температурі являє собою газ світло-блакитного кольору. При 
температурі -111,9°С озон переходить у нестійку рідину темно-синього 
кольору. Температура плавлення озону - 192,5°С. У технології очищення 
води застосовується газоподібний озон. При 0°С і тиску 0,1 МПа розчинність  
чистого озону складає 0,68 г/л, маса 1 л газу - 2,144 г. 
У наш час уже стало звичним говорити про можливості озону для 
видалення різноманітного роду забруднень не тільки на кінцевій стадії 
очищення води, але і на проміжній і початковій. Більш того, застосовують і 
багатоступінчасте озонування, однієї з цілей якого є зведення до мінімуму 
грошових витрат шляхом введення окислювача на різноманітних стадіях 
опрацювання води в незначних кількостях [3]. 
Газоподібний кисень існує в стійкому стані лише в молекулярному 
двохатомному виді О2. Молекула озону О3 утворюється в результаті 
особливого сполучення трьох атомів кисню. Сумарний склад молекули озону 
відомий уже давно, але прийнятне схематичне зображення молекулярної 
будови цього газу було установлено зовсім нещодавно.  
За аналогією з трьохатомною сіркою або тіозоном  S3 → S=S=S            
та сірчистим ангідридом SO2, O=S=O, можна було б прийняти: 
 
О3→О = О = О 
 
У такий спосіб був прийнятий той факт, що один з атомів кисню займає 
особливе місце в молекулі. У більшості випадків молекула озону вступає в 
реакцію лише з одним із цих атомів. Проте присутність чотирьохвалентного 
атома в молекулі є усе ж сумнівним. Якщо прийняти, що молекули кисню під 
дією хімічних реакцій або електричних розрядів роздрібнюються за схемою: 
 
О 2 →О + О ,  
 
або зчеплення між ними щонайменше слабшає, тобто 
 
О2 → О- + О-, 
То атоми, або комплексні з'єднання, що утворилися, легко приєднуються до 
недоторканої (цілої) молекули завдяки великій молекулярній спорідненості. 
Реакції (2.1) і (2.2) варто розглядати як первинні, а повторними реакціями будуть: 
 
                                                        О2 + О → О3,                                                        (2.1) 
                                                        О- + О- + О- → О3                                                 (2.2) 
 
Реакції (2.1) і (2.2) є оборотними і внаслідок цього призводять до стану 
рівноваги, що залежить від різноманітних фізичних і хімічних чинників. 
У такому випадку було б необхідно привласнити озону циклічну 
структуру, тобто: 
 
Проте, ні перша схема, відповідно до якої присутність чотирьох 
валентного атома кисню пояснює спеціальну спроможність цього атома до 
реакції при явищі окислювання, ні друга схема, що допускає абсолютну 
еквівалентність всіх атомів кисню, не можуть бути визнані цілком 
прийнятними. 
Найбільш економічним методом виробництва озону є пропускання 
потоку повітря через електричний розряд високої напруги. Через те, що 
сировиною для генерування озону служить атмосферне або збагачене киснем 
повітря, такий метод зараз вважають найбільш економічним.У результаті 
генерування озону з повітря, утворюється потік газу, до складу якого входить 
2% озону. Звичайно, на практиці використовуються робочі концентрації. 
Процес отримання озону, складається з наступних стадій: 
1) очищення й сушки повітря; 
2) генерування озону в повітряному потоці; 
3)      обробка ультрафіолетовим опроміненням. 
Дифузія озону у вигляді дрібних пухирців у товщі води здійснюється 
через пористі перегородки або колекторні трубчасті дозатори, розташовані на 
дні змішувальної камери. У переважній більшості реакторів змішування 
рідкої і дисперсної фази здійснюється протитечією. Відомо, що пухирці 
озонованого повітря не мішаються один з одним. Об'єм пухирців залежить 
від діаметру пор або отворів. При прямуванні в контактній камері крізь 
товщу води, об’єм пухирців зростає, що збільшує час перебування його в 
обсязі води і збільшенню ступеня використання озону. 
Якщо взяти за основу плівкову теорію дифузії, рівняння масопередачі 
для одного пухирця може бути подане у виді: 
 
                                ,                                    (2.3) 
 
де  – кількість озону в пухирці, г; 
 - коефіцієнт масопередачі; 
 - площа поверхні пухирця, см2; 
 - поточні концентрації озону в газі і рідині, г/см3; 
 - час переходу озону з газової фази в рідку. 
 
Виразимо швидкість розчинення: 
 
                                                .                                   (2.4) 
 
З огляду на теорію граничних прошарків, швидкість процесу: 
                                                ,                                (2.5) 
 
де  - коефіцієнт масо передачі, віднесений до концентрації озону в 
рідкій фазі; 
 - рівноважна концентрація озону у воді, при концентрації озону в 
газі °С. 
При визначенні концентрації озону у воді, необхідно врахувати вплив 
тиску і температури: 
 
                                            ,                                           (2.6) 
 
де  - коефіцієнт розподілу при температурі розчинення; 
 - тиск розчинення в точці підведення газової фази; 
 - атмосферний тиск. 
 
Одним із важливих гідродинамічних параметрів процесу абсорбції при 
барботуванні є швидкість спливання пухирця. Для одиночного пухирця 
швидкість спливання для діаметрів від 2 до 10 мм постійна і складає 14-30 
см/м, найбільші швидкості – 24-26 см/с спостерігаються при діаметрах 2-4 мм. 
У контактній  камері при більшій масі пухирців спливання щільне і 
варто враховувати опір середовища, що приводить до зниження швидкості 
спливання [13,14]. 
Для підтримання мікробіологічних показників якості високоочищеної 
води запропоновано використовувати озонування, як метод знезараження. 
Озонування води має ряд переваг перед іншими реагентними методами 
знезараження. Знезараження води з допомогою озонування проходить 
швидко (за декілька хвилин). Озон не надає воді ні запаху, ні присмаку, на 
нього не впливає температура, рН, каламутність та інші властивості води. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦІЇ, СИРОВИНИ, ДОПОМІЖНИХ МАТЕРІАЛІВ, 
ЕНЕРГЕТИЧНИХ НОСІЇВ 
 
В якості сировини для очищеної води використовується вода з 
центральної міської мережі водогону . 
В таблиці 2.1 наведені показники якості вихідної питної води з 
централізованої мережі водопостачання КП “Черкасиводоканалу”. 
 
Таблиця 2.1 – Показники якості питної води КП  «Черкасиводоканал» 
 
Назва Одиниця Нормативне  
вимірю- значення  
вання  Фактичне 
значення 
ДСанПІН 
2.2.4-171-10 
1 2 3 4 
Запах бали 2 2 
Смак та присмак бали 2 2 
Забарвленість град 20(35) 20 
Каламутність мг/л 1,0(3,5) 1 
Водневий показник од. рН 6,5–8,5 7,2-8,3 
Загальна жорткість мг-екв/л 1,5–7,0 (10,0) 4,2-7,5 
 Загальна лужність мг-екв/л 0,5–6,5 6,0-7,2 
Залізо мг/л 0,2 0,3 
Сухий залишок мг/л 1000(1500) 1000 
 
  Під час розробок галузевих нормативних документів за основу беруться  
нові ДСанПІН  2.2.4–171–10 [7] та ДСТУ 7525:2014 Вода питна. Вимоги та 
методи контролювання якості. 
  Вода,  яка  використовується  під  час  виробництва інфузійних розчинів,  
додатково  повинна  відповідати  наступним нормативним документам:  
ГН  6.6.1.1-130  “Державні  гігієнічні  нормативи. Допустимі рівні вмісту 
радіонуклідів  137 Cs та 90 Sr у продуктах харчування та питній воді”.  
Згідно ДСТУ  4283.2:2007  вода,   
Необхідність прийняття Державних гігієнічних нормативів  “Допустимі  
рівні  вмісту  радіонуклідів 137 Cs та  90 Sr у питній воді” обумовлена тим, що 
після аварії на Чорнобильській АЕС  значна  частина  території  України  є  
забрудненою саме ізотопами  137 Cs і  90 Sr, період піврозпаду яких становить ~ 
30 років. Показники якості особливо чистої води наведено в таблиці 2.2. 
 
Таблиця 2.2 – Характеристика особливо чистої води 
 
№ 
Характеристики Згідно з Вимоги та допустимі Методи 
з/
якості НД межі випробувань 
п 
1 2 3 4 5 
ДФУ, Прозора, безбарвна 
1. Опис Візуальний 
доп.1 рідина без смаку і запаху 
2. рН СП-08.03- Від 5,0 до 7,0 Потенціо-
070 метричний 
ДФУ, Не більше 0,00002% (0,2 
3. Вміст нітратів Хімічний 
доп.1 ppm) 
ДФУ, Не більше 0,00001 %  
4. Важкі метали Хімічний 
доп.1 (0,1 ppm) 
Не більше 0,5 мг/дм3 або 
Вміст загального витримувати 
ДФУ, Фізико-
5. органічного випробовування 
доп.1 хімічний 
вуглецю «Речовини, що 
окиснюються» 
Кінець таблиці 2.2 
1 2 3 4 5 
Питома 
ДФУ, Кондукто-
6. електропровідні Не більше 4,3 мкС∙см-1 
доп.1 метричний 
сть 
Не більше 5 Метод 
Мікробіологічна ДФУ, 
7. життєздатних аеробних мембранної 
чистота доп.1 
мікроорганізмів у 1 мл фільтрації 
 
Як  видно  з  даних  таблиці 2.2,  вимоги  до  компонентів  особливо чистої 
води  є набагато  жорсткішими супроти  питної  води.   
В якості допоміжних матеріалів використовується розчин натрію сульфіту 
з масовою часткою 15 – 20% , антискаланти. 
     Для видалення з води активного хлору, на виробництві в якості 
відновника застосовують натрій сульфіт, до якого висувають такі вимоги:  
− доза 100% розчину Na2SO3 0,2 на 0,1 мг активного хлору;  
− рекомендована концентрація розчину Na2SO3 15 – 20%; 
− максимально–допустимий вміст активного хлору у воді не більше 0,1 
мг/л.  
      Відбувається корекція концентрації активного хлору шляхом 
дозування розчину відновника у випадку перевищення максимально-
допустимого значення. 
       Для вирішення проблеми забруднення мембран, на стадії 
домембранної підготовки води використовують антискаланти. Це реагенти, 
які попереджують утворення відкладень малорозчинних солей – карбонату 
та сульфату кальцію, сульфатів барію та стронцію, а також сполук заліза та 
кремнію на поверхні мембрани. Основними перевагами використання 
антискалантів у якості засобу профілактики відкладень є: 
− збільшення виходу перміату за рахунок усунення обмежень по 
концентруванню малорозчинних солей; 
− забезпечення стабільно високої якості перміату протягом тривалого 
часу; 
висока ефективність за рахунок комплексної дії; 
− безпека для навколишнього середовища за рахунок відсутності в складі 
сполук фосфору; 
− сумісність з усіма типами мембран. 
На виробництві використовують Антискалант Vitec™ 3000. Він представляє 
собою багатокомпонентну суміш і дозволяє  запобігати утворенню осаду 
малорозчинних неорганічних з’єднань (CaCO3, BaSO4, CaSO4, SrSO4, CaF2) на 
поверхні мембран. 
 Дозування кількості антискаланта залежить від багатьох факторів, в 
тому числі від: 
- якості вихідної води; 
- виходу з перміату (%); 
- типу мембрани. 
Стандартне дозування Vitec 3000: 2-5 мг/л. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 3.3 – Характеристика мембран 
 Зворотноосмотичні мембрани 
Показники МГА-80 МГА-90 МГА-95 МГА-100 
 Напівпрозора плівка без сторонніх механічних 
включень та пухирців повітря, без механічних 
Загальний вигляд 
пошкоджень, розривів та складок 
 
   Відсутність 
поперечний та 
Дефектність в сруктурі – – 
дольових полосок 
Загальна пористість, % 75±3 75±3 75±3 75±3 
Проникність води при     
Р = 5 Мпа, л/(м2∙добу), 
600 350 250 150 
не менше 
Вміст солей, % не 80 90 95 97,5 
менше 
 
Характеристика очищеної води згідно ТУ У 25478659.001 – 98 та ГОСТ 
2874 – 82 «Вода питьевая» наведена в таблиці 3.4. 
 
Таблиця 3.4 – Вода очищена 
 
№ Показник та розмірність Значення показника 
п/п 
1 2 3 
1. Запах при 20 0С 0 балів 
2. Запах при 60 0С 0 балів 
3. Присмак при 20 0С 0 балів 
 
 
Кінець таблиці таблиці 3.4 
1 2 3 
4. Забарвленість  0,1 град. 
5. Мутність   0,7 мг/дм3 
6. Сухий залишок Не більше 500 мг/дм3 
7. Жорсткість (заг.) Не більше 0,7 мг-
екв/дм3 
3. Лужність  Не більше 1,0 мг-
екв/дм3 
4. Манган  Не більше 0,1 мг/дм3 
5. Залізо Не більше 0,1 мг/дм3 
6. Сульфати  100-150 мг/дм3 
7. Алюміній  не більше 0,1 мг/дм3 
8. Хлориди  100-150 мг/дм3 
9. Нітрати  Не більше 10 мг/дм3 
10. Кальцій 9 мг/дм3 
11. Магній 0,3 мг/дм3 
             
Вода знесолена ( перміат)– демінералізована вода зі значно зниженим 
солевмістом на виході з мембранного модуля після очищення води питної 
якості на установці зворотного осмосу "ЕКОСОФТ МО-24" 
Вода очищена – вода якість якої відповідає вимогам СП-08.03-070 Вода  
очищена «in bulk». 
З води очищеної на дистиляційній установці FINN-AQUA отримують 
воду для ін’єкцій . якість якої відповідає вимогам  СП-08.03-069 Вода для 
ін’єкцій «in bulk». 
 Вода для ін’єкцій отримана після дистиляційної установки повинна 
мати відповідну питому електропровідність  та рН.  
Залежність електропровідності від рН наведено в таблиці 3.5 
 
 
 
Таблиця 3.5 – Значення електропровідності для певних значень рН, для 
води для ін’єкцій 
 
рН Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
5,0 4,7 
5,1 4,1 
5,2 3,6 
5,3 3,3 
5,4 3,0 
5,5 2,8 
5,6 2,6 
5,7 2,5 
5,8 2,4 
5,9 2,4 
6,0 2,4 
6,1 2,4 
6,2 2,5 
6,3 2,4 
6,4 2,3 
6,5 2,2 
6,6 2,1 
6,7 2,6 
6,8 3,1 
6,9 3,8 
7,0 4,6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА 
 
Занурювальним насосом 1 вода відбирається зі збірника попередньої 
стадії водопідготовки і направляється в емність 5 - дегазатор води. Витрата і 
тиск води контролюється і регулюється реле тиску 4 і манометром 5. В воду 
дозується розчин гідрози ну 2 насосом 3. 
Десорбція газів здійснюється аргоном або гелієм по лінії 6-7. 
Вода з ємності-дегазатора 5  під тиском подається в напірну емність 8. 
При появі суспензії потік газу відключається, а тверда фаза відводиться через 
дренаж 10.  Для підтримки постійного напору в насосі 11  в емності 8 
розташовуються датчики рівня води 9. Вода з ємності 8 через фільтр 11 і 
насос 11 * надходить на ежектор 18, в якому відбувається змішання газу і 
рідини. 
Повітря (або кисень) забирается 12 з чистого приміщення і через 
адсорбер 13 і вологомір 14 надходить в озонатор 15. Озоно-повітряна суміш 
ежектуєтся 18 потоком води,  проходить буферний об'єм 19 і надходить в 
реактор озонування води 20. 
Після стадії обробки озоно-повітряною сумішшю вода піддається 
обробці ультрафіолетовим опроміненням в реакторі 21 і відправляється на 
дегазацію озону в апарат 22.  Очищена від мікроорганізмів вода прямує на 
подальше очищення для мікробіологічних потреб 25. 
Для промивки апаратів всієї схеми очищеною водою (вода для власних 
потреб) передбачена зворотна промивка апарату 22 зворотним байпасом по 
лінії 23-24. 
 
 
 
 
 
 
 1 - погружний насос; 2 - збірка реагенту; 3 - насос - дозатор; 4 - реле тиску; 5 
-манометр;  6 - компресор; 7 - скидання повітря; 8 - напірна ємність; 
9 - поплавкові вимикачі; 10 - дренаж; 11 - фільтр; 11 - насос рідини; 12 - забір 
повітря з чистого приміщення; 13 - адсорбційне сушіння повітря; 14 - вологомір; 
15 - генератор озону; 16 - барометр; 17 - озоно-повітряна суміш; 18 - ежектор;  
19 - статичний міксер; 20 - реакційна камера; 21 - реактор ультрафіолетового 
опромінювання; 22 - дегазатор озону; 23-24 - система зворотного промивання;  
25 - вода для подальшого очищення для мікробіологічних потреб. 
 
Рисунок 4.1 - Апаратурна схема очистки води для фармакологічного 
підприємства на стадії озонування 
5 МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ 
 
 Основні розрахункові дані: 
а) доза озону ДО3 = 2 г/м3; 
є) продуктивність установки 5 м3/год; 
в) вміст іонів Fе+2 С +2
Fе  = 0,362 мг/дм3= 0,000362 кг/м3; 
г) вміст іонів Mn+2 С +2 3 3
Mn  = 0,215 мг/дм  = 0,000215 кг/м ; 
д) ступінь очищення від Fе+2 η = 0,98; 
е) ступінь очищення від Mn+2 η = 0,94; 
є) витрата повітря 30 м3/год. 
Складемо матеріальний баланс реакційної колони. 
Знайдемо кількість повітря, яке необхідно для процесу озонування: 
 
, (5.1) 
 
де  - об’єм повітря, м3/год; 
 - молярна маса повітря, г/моль; 
 - молярний об’єм газу, дм3/моль. 
 
 
 
Кількість кисню в повітрі складає: 
 
 
 
Кількість азоту в повітрі складає: 
 
 
 
Кількість домішок в повітрі складає: 
 
 
 
Знайдемо кількість озону, що утворився: 
 
О2 → 2О3 (5.1) 
кг/год 
 
З урахуванням того, що тільки 80% кисню перетворилось в озон: 
 
 
 
Розрахуємо кількість речовин mi, які надходять з вихідною водою: 
 
mi  Ci Q ,  (5.2) 
 
де Сі - вміст кожного забруднюючої речовини, яка міститься у воді, 
кг/м3; Q - продуктивність установки, м3/год. 
Для Fe+2: 
 
 
 
Для Мn+2: 
 
 
 
Кількість вилучених речовин: 
 
 (5.3) 
 
де  - ступінь вилучення і-ї речовини. 
 
 
 
 
Залишилось: 
 
 
 
 
Результати розрахунків наведено у таблиці 5.1. 
 
Таблиця 5.1 - Матеріальний баланс реакційної колони 
Прихід Витрата 
Стаття кг/год Стаття кг/год 
 1  2  3 4 
1. Вода у т. ч. Fe+2 5000 0,0081 1. Вода після 5000 0,0002 
Mn+2 0,0011  очищення у т. ч. 0,0001 
Fe+2 Mn+2 
2. Повітря у т. ч. О2 38,84 8,16 2. Повітря у т. ч. О2 38,84 1,63 
N2 домішки 30,29 0,39 N2 домішки О3 30,29 0,39 
6,53 
Усього  5038,84 Усього  5038,84 
 
Складемо матеріальний баланс напірного фільтру. 
Знайдемо кількість шламу: 
 
m 100
 ,
m =100 
шл  
 
де, φ-вологість осаду. 
 
 
 
Кількість води на виході з фільтру становить: 
=5000 - 0,0006 = 4999,99 кг/год. 
 
Результати розрахунків наведено у таблиці 5.1. 
 
Таблиця 5.2 - Матеріальний баланс напірного фільтру 
Прихід Витрата 
Стаття кг/год Стаття кг/год 
1. Вода у т. ч. Fe+2 5000 0,0002 1. Вода після 4999,99 
Mn+2 0,0001 очищення 2. Шлам 0,0006  
Усього  5000 Усього  50000 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6  ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК ОБЛАДНАННЯ 
 
Для виробництва води очищеної буде застосовуватись система 
очищення, що складається з блоку механічної попередньої очистки, 
зворотного осмосу та іонообмінної фільтрації. В залежності від типу 
продукції, що буде виготовлятись та потужності фармацевтичного 
підприємства, для забезпечення водою очищеної як правило достатньо 
продуктивності системи близько 10 м3 /год. Виходячи з цього, буде 
проведений розрахунок озонаторного обладнання, для обробки води, системи 
даної продуктивності. 
 
6.1 Розрахунок установки озонування води 
 
Для проведення озонування води системи виробництва води очищеної 
з продуктивністю 10 м3/год необхідно розрахувати дозу озону. Виходячи з 
продуктивності системи виробництва води, та дози оптимальної дози озону, 
визначеної експериментальним шляхом, що становить 2 г/м3, та враховуючи 
коефіцієнт використання озону 0,85 витрата озону становить: 
 
 
 г/год                             (6.1) 
 
Виходячи з розрахованої продуктивності обираємо озонатор напірного 
типу «Озон-5У», що має початкову продуктивність 5г/год, але при 
необхідності комплектується додатковими незалежними камера виробництва 
озону, для забезпечення продуктивності 25 г/год, за рахунок одного 
озонатора з додатковими камерами в кількості 4шт.
 
Крім того приймаю один резервний озонатор тієї ж марки.  
 
 
Разом: N= 2 шт. 
Потужність, споживана одним озонатором становить 180 Вт.  
Для електросинтезу озону необхідно подавати сухе повітря в кількості: 
 
нм3/год,                        (6.2) 
 
де  – продуктивність озонатора, кг/год; 
 – концентрація озону в озоно-воздушной суміші, г/м3; 
 - коефіцієнт використання розрядного проміжку. 
 
Крім того, враховуючи витрату повітря, необхідну для регенерації 
автоматичного блоку осушення повітря АЗОМІ, кількість повітря, необхідну 
для регенерації однієї установки 0,5 нм3/хв [7, 8] або 30 м3/год, загальна 
витрата повітря складе: 
 
 м3/год, або 730 л/хв                    (6.3) 
 
Для подачі атмосферного повітря приймаємо повітряний поршневий 
компресор Intertool PT-0040 , продуктивністю в 1050л/хв [11]. 
 
Всього необхідно встановити: 
Один робочий компресор і один резервний, N = 2шт. 
На трубопроводі подачі повітря необхідно встановити фільтри          
типу G-4, F-5. 
 
6.2 Розрахунок фреонової установки 
 
Перша стадія осушення повітря здійснюється за допомогою 
фреонового холодильного агрегату. 
Якщо температура повітря після компресора вище 30 °С, то потрібно 
проводити охолодження повітря в теплообміннику водопровідною водою або 
водою охолодженою.  
У холодильній установці повітря охолоджується з 26 до 6 оС внаслідок 
випаровування фреону – 12 (при температурі - 15 оС). 
Кількість холоду, необхідна для охолодження повітря, визначається по 
формулі: 
                               (6.4) 
 
де . – кількість охолоджуваного повітря в м3/год; 
 – маса 1м3 повітря, рівна 1,293 кг; 
 – теплоємність води, рівна 0,241 ккал/кг ∙ град; 
 – перепад температури. 
 
ккал/год або 1138 кДж/год. 
 
Об'єм повітря у загальному вигляді визначається за формулою: 
 
                             (6.5) 
 
Тоді при робочих параметрах повітря, що поступає в теплообмінник    
t1 = 26 °C і Pроб. =2 атм. і що виходить з нього t2 = 6 °C і Рроб. =2 атм: 
 
  м3/год; 
 
  м3/год; 
 
Кількість вологи в повітрі в загальному вигляді визначається по 
формулі: 
 
,                                                 (6.6) 
 
де  – вологовміст в повітрі при даній температурі в кг/м3. 
При t1 = 26 oС      a1 = 0,02686 кг/м3; 
         t2 = 6 oC       а2 = 0,007474 кг/м3. 
Тоді:  
 кг/год; 
 кг/год. 
 
Кількість вологи, що виділяється в апараті холодильної установки: 
 
 кг/год.                  (6.7) 
 
Кількість холоду, необхідна для охолоджування пари вологи в апараті 
26 6
рахується від t  16C  до кінцевої t2 = 6 оС: 
cр.
2
 
 ккал/год = 27 кДж/год.      (6.8) 
 
Кількість холоду, необхідного для конденсації вологи, затриманої в 
холодильнику: 
,                                     (6.9) 
 
де  – теплота конденсації водяної пари, рівна 595 ккал/год. 
 
Тоді: 
 ккал/год = 1172 кДж/год. 
 
Загальна кількість холоду для всіх операцій з врахуванням 25 % на 
втрати: 
                   (6.10) 
 
 ккал/год, або 2921,5 кДж/год. 
 
Приймаємо для повітрезабезпечення озонатору автоматичний блок 
компримування, що складається з компресора, яка агрегатується з 
холодильником холодопродуктивністю 1500 ккал/год з потужністю 
електродвигуна 7,5 кВт і швидкістю обертання 735 об/хв. Вага кожного 
агрегату 240 кг. 
Для забезпечення достатнього ступеня охолодження, необхідно 
встановити 1 осушувач, окрім того приймаємо резервний осушувач – 1 шт. 
Всього N=2 шт. 
Подача розсолу 
Кількість розсолу хлористого кальцію, циркулюючого в 
кожухотрубчастому теплообміннику, визначається за формулою: 
 
                                      (6.11) 
  
де . – підвищення температури розсолу при проході через 
повітревідділювач, рівне 30 °С; 
 – маса 1 дм3 розсолу при середній температурі, дорівнює 
1,15кг/дм3. 
 
 дм3/год = 0,026 м3/год. 
 
Теплообмінник 
Поверхня теплообмінника, необхідного для охолоджування повітря: 
 
 ,                                            (6.12) 
 
де  – максимальне теплове навантаження на теплообмінник 
ккал/год; 
 – коефіцієнт теплопередачі з врахуванням конденсації пари вологи, 
рівний 36 ккал/м2 ∙ год ∙ град. 
 – різниця температур (розсіл-повітря), рівна 30 оС. 
Звідси: 
 м2 
 
Приймаємо теплообмінник ПВК-89 по з поверхнею теплообміну 0,84 м2, 
довжиною труб l = 1000 мм, числом труб n = 37. Крім того приймаємо 
резервний теплообмінник тієї ж марки. N=2 шт. 
 
6.3 Розрахунок блоку осушення 
 
Після охолоджування і осушення в механічному осушувачі, повітря 
поступає на глибоке доосушення в автоматичний блок осушення повітря 
АЗОМІ. 
Потрібно осушити повітря до вологовмісту 0,05 г/м3 (температура 
точки роси 50 °С). 
Для осушення завантажимо один адсорбер технічним силікагелем 
відповідно до ГОСТ 3956-76. Вологовміст після адсорбції складає 0,1г/м3 
(температура точки роси мінус 40 °С). 
Інший адсорбер завантажимо активним окисом алюмінію по               
ТУ 601 190-75. Вологовміст після адсорбції - 0,001 г/м3 (температура точки 
роси мінус 60 °С). Підключимо адсорбери паралельно. Половину потоку 
повітря пропускатимемо через силікагель, а іншу через алюмогель. При 
виході з адсорберів потоки змішуватимуться. При цьому досягається 
необхідний вологовміст повітря 0,05 г/м3 (температура точки роси -50 °С). 
Умови роботи осушувачів відрізняються від рекомендованих заводом-
виробником, тому необхідно провести їх перевірочний розрахунок, вихідні 
дані для якого приведені нижче. 
 
Кількість осушуваного повітря – 43,6 м3/год. 
Температура повітря на вході – плюс 6 °С. 
Тиск повітря на вході – 0,08 МПа. 
Кількість вологи в повітрі: 
на вході - 7,4 г/м3; 
на виході з 1 адсорбера при температурі точки роси – 40 °С; 
на виході з 2 абсорбера при температурі точки роси – 60 °С – 0,01 г/м3. 
Тривалість циклу роботи – 8 годин. 
Об'єм повітря в робочому стані визначається за формулою: 
 
 м3.                            (6.13) 
 
Розділимо на дві частини і виконаємо розрахунок для осушення однієї 
частини – силікагелем, інший алюмогелем. 
1.  м3 
За період адсорбції з повітря виділяється волога масою: 
 
 кг            (6.14) 
 
Маса силікагелю КСМГ, необхідного для адсорбції при поглинанні 
вологи 7%: 
 кг                          (6.15) 
 
Кількість силікагелю для завантаження, з урахуванням 20% запасу двох 
башт одного агрегату – 13 кг, однієї башти 6,5 кг.  
Приймаємо один адсорбер установки АЗОМІ для завантаження 
силікагелем. 
2.  м3 
За період адсорбції з повітря видаляється волога масою: 
 
 кг. 
 
Маса марки А2, необхідного для адсорбції при здатності поглинати 
вологу до 5%: 
 кг
 
 
Маса силікагелю КСМГ, що завантажується в один адсорбер установки 
АЗОМІ, з урахуванням 20% запасу складає 18,5 кг. 
 
Маса активного окислу алюмінію, що завантажується в цей адсорбер 
визначається за формулою: 
 
 кг                 (6.16) 
 
де d1 – насипна густина силікагелю КСМГ, г/дм3; 
     d2 – насипна густина активного окислу алюмінію, г/дм3. 
 
Визначаємо необхідну кількість одночасно працюючих адсорберів: 
 
,                                             (6.17) 
 
 шт. 
 
Разом, для осушення повітря потрібний один агрегат АЗОМІ. 
Приймаємо дві установки АЗОМІ. Одну завантажуємо силікагелем, а 
іншу алюмогелем. 
Кожен агрегат АЗОМІ складається з двох адсорберів: один працює, а 
інший на регенерації.  
Перевіряємо гідравлічний режим адсорбції. Фіктивна швидкість 
повітря в поперечному перетині адсорбера: 
 
 ,                                          (6.18) 
 
де  – об'єм повітря в робочому стані, що поступає на осушення, 
м3/год; 
 – площа одного адсорбера, см2 (при діаметрі башти 0,28 м, площа      
F = 0,36 м2 або 3600 см2); 
 – кількість одночасно працюючих адсорберів.  
 
 м/хв·см2 
 
Ця величина не перевищує допустиму (0,06 < 1,0 м/хв · см2). 
 
 ккал=2130 кДж, 
 
 ккал=3533 кДж.
 
 
Витрата тепла на нагрів металевого корпусу адсорберу: 
 
                                   (6.21) 
 
де  – вага металу, становить 45 кг; 
 – теплоємність металу, рівна 0,12 ккал/кг град. 
 
 ккал = 3479 кДж. 
 
Витрата тепла на нагрів і випарювання вологи, що виділяється при 
регенерації. 
Повітря для регенерації береться із загальної системи подачі повітря в 
кількості q  =60 м3
рег. /год, що було враховане при визначенні загальної 
потреби в повітрі. 
За період регенерації при тривалості робочого циклу 8 годин маса 
вологи, що видаляється, буде рівна: 
 
 = 0,744 + 0,762 = 1,51 кг.                        (6.22) 
 
Витрата тепла на нагрів і випарювання цієї вологи складе: 
 
,                                      (6.23) 
 
де  – прихована теплота випарювання води при  = 100 °C;  
Р = 760 мм.рт.ст.; 
 = 540 ккал/год. 
 
 ккал=4049 кДж. 
 
Втрати тепла з повітрям, що відходить: 
 
                                 (6.24) 
 
де  – кількість повітря, що витрачається на регенерацію, м3/год; 
 – теплоємність повітря, становить 0,241 ккал/кг ∙ град; 
 – середня температура регенераційного повітря, °С; 
 – температура всмоктуваного повітря, °С. 
 
 ккал = 4477 кДж 
 
Загальні витрати тепла на регенерацію (включаючи 10 % на 
незаплановані втрати) складають: 
 
 ,                         (6.25) 
 
 ккал, або 35222 кДж 
 
6.4 Розрахунок пилового фільтру 
 
На виході з кожного адсорбера встановлюється пиловий фільтр для 
уловлювання часток адсорбенту. 
Фільтр є конусоподібним стаканом з металевої сітки. Як матеріал, що 
фільтрує, застосовується тканина. Можуть бути застосовані і інші 
конструктивні типи апаратів аналогічного призначення. 
Необхідна поверхня фільтрації в пиловому фільтрі: 
 
 ,                                                (6.26) 
 
де  – робочий об'єм повітря, що проходить через пиловий фільтр; 
 – об'ємна швидкість фільтрації повітря, рівна 1000 м3/год на 1 м2; 
 – число адсорберів, що одночасно працюють. 
 
 м2 
6.5 Водомасловідділювач 
 
Безпосередньому осушенню повітря, що подається в генератори озону, 
передує його очищення від краплинної вологи і масла в спеціальних 
апаратах. 
Водомасловідділювач є вертикальний циліндричний апарат, що 
складається з корпусу з тангенціально привареним до нього вхідним 
штуцером, що забезпечує обертальний рух вхідного повітря в кільцевій 
щілині між внутрішньою поверхнею корпусу і трубою, закріпленою у 
водомасловідділювачі. Для поліпшення сепарації краплинної вологи у 
водомасловідділювачі встановлені відбійники. 
Приймаю водомасловідділювач типу МО – 30. Один встановлюю після 
першого теплообмінника, інший – після холодильної установки. 
 
 
 
6.6 Електросинтез озону   
Електросинтез озону здійснюється в генераторах озону трубчастого 
типу. Генератор озону трубчастого типу є горизонтально розташованим 
апаратом, що складається з циліндричного корпусу і з’ємних сферичних 
днищ. За своєю конструкцією апарат нагадує теплообмінник. У корпусі 
встановлені дві вертикальні опорні грати, в яких закріплені трубки. Їх 
кількість визначається необхідною продуктивністю озонаторного генератора. 
Основною частиною розрядної трубки є два концентрично розташованих 
електроди, розділених діелектричним бар'єром і повітряним зазором в межах 
1 – 3 мм. Одним з електродів служить труба з неіржавіючої сталі (заземлений 
електрод), в який встановлена скляна трубка з нанесеним на її внутрішню 
поверхню струмопровідним покриттям, що виконує роль високовольтного 
електроду. Озон утворюється при проходженні повітря через кільцевий зазор 
між заземленим електродом і скляним діелектриком при подачі на озонатор 
напруги 5000 – 20000 В. Як діелектричний бар'єр окрім скла використовують 
емаль або пластмаси. 
Для відведення тепла із зони розряду  зовнішні електроди 
охолоджуються. В установках, що працюють на промисловій частоті, як 
хладагент, використовують воду температурою 20 °С, витрата якої складає 
близько 3 – 5 дм3 на 1 г озону. 
Температура води в генераторах озону, як правило, підвищується не 
більше ніж на 6 – 8 °С. 
Для інтенсифікації очистки озонуванням води я пропоную  озонатор 
«Базальт – озон УО». 
Промислові озонатори «Базальт – озон УО» ручного та автоматичного 
керування з контролем процеса озонування у воді. Установки випускаються 
як готові до підключення так і в комплектації. 
Технічні характеристики промислового озонатора «Базальт – озон УО» 
представлено в таблиці 6.1 
 
Таблиця 6.1 - Технічні характеристики промислового озонатора 
«Базальт – озон УО» 
1) Продуктивність по озону, г/год 10 
2) Концентрація озону, г/ОЗ( повітря/кисень) 12/80 
3) Приведена витрата газу, м3/год до 40 
4) Розрахунковий тиск газу, МПа 0,18 
5) Робочий тиск газу, МПа 0,16 
6) Температура вхідного газу, що допускається, оС від -15 до + 20  
7) Витрата води на охолодження, м3/год до 15 
8) Температура вхідної води, оС до 20 
9) Потужність озонатора, кВт 16 
10) Споживча потужність модулем, кВт 18 
11) Коефіцієнт потужності 0,85 
12) Озонатор разрахований на живлення від мережі 220В 
змінного струму напругою і частотою 50Гц 
13) Маса, кг не більше 105 
 
Примітка: 
1) Газ, що подається на озонування, повинен мати абсолютну вологість 
не вище 30 мг/м3 (температура точки роси мінус 50 оС) і міра забруднення не 
нижче 1 класу ГОСТ 17433-72. 
2) Вода, що подається на охолодження генератора озону, повинна 
містити не більше 30 мг/дм3 іону хлору. 
Озонатори забезпечуються необхідними засобами автоматики і 
укомплектовуються допоміжним устаткуванням. Як допоміжне устаткування 
може бути автоматичний блок компримування повітря АБК-630, осушувач 
повітря ОВМ-0,63, водовідділювач МО-30Н, автоматичні блоки осушення 
повітря адсорбційні (продуктивністю по повітрю 100 – 6000 м3/год), фільтр 
патронний ФП-08, різні типи контактних апаратів (апарати контактні пінні – 
КП, апарати контактні колонні – АКК). 
 
 
6.7 Розрахунок барботажної контактної камери 
 
Витрата води, що озонується, – Q = 10 м3/год  
Доза озону  – Доз. = 0,93 г/м3. 
Концентрація озону в газі – Соз. = 2 г/м3. 
Час перебування 10 хв. 
Навантаження на металокерамічний елемент (МКЕ) – 3,2 м3/м2 ∙ год. 
Діаметр пор МКЕ – 100 мкм. 
Приймаємо трисекційну камеру з двома робочими секціями і однією 
секцією рекуперації. 
Час перебування води в камерах: 
1 = 1 хвилина – час перебування води у відділенні рекуперації; 
2 = 10 хвилин – час перебування води у секції 1; 
3 = 5 хвилин – час перебування води у секції 2. 
Таким чином, oб’єм відділення рекуперації складатиме: 
 
 м3.                    (6.27) 
 
Об’єм першої секції: 2 м3  
Об’єм другої секції: 1 м3. 
Стандартна глибина води становить 2 м (2,2 м висота камери). 
Ширина камер складає 1 м; 
Довжина відділення рекуперації: 
 
 м,                                    (6.28) 
 
Довжина першої секції  м; 
Довжина другої секції  м. 
 
Визначаємо загальну площу металокерамічних барботажних елементів: 
 
 м2.                               (6.29) 
 
Площа одного розпилюючого елементу: 
 
 ,                                    (6.30) 
 
  м2. 
 
Кількість розпилюючих елементів: 
 
,                                               (6.31) 
 
 
 
Приймемо 36 штук, тоді для першої секції контактної камери, 
розташовуючи розпилювачі на відстані 0,1 м один від одного по 3 шт в ряд,  
 
кількість елементів в першій секції рівна: 
 
U1 = 8 ∙ 3 = 24 шт. 
 
У другій секції відповідно: 
 
U2 = 4 ∙ 3 = 12 шт. 
 
Колектор діаметром 0,3 м розташований по осі камери. Кожна вивідна 
повітряна система складається з трьох розпилювачів. 
 
При внутрішньому діаметрі центрального колектора 0,1 м площа 
перетину fкол. = 0,031 м2. 
Швидкість руху газової суміші визначається за формулою: 
 
 м/с                               (6.32) 
 
що не вище гранично допустимого (5 м/с). 
 
Сумарна активна площа пор металокерамічного елементу труби 
становить: 
 
 ,                                    (6.33) 
 
 м2. 
Витрата озонованого повітря для першої  і другої секцій: 
 
 (м3/м2 ∙ хв) = 1,86 (м3/м2 ∙ год),           (6.34) 
 
(м3/м2 ∙ хв.) = 3,75(м3/м2 ∙ год.),           (6.35) 
  
що нижче допустимого 10 (м3/м2 ∙ год.). 
Гідравлічний опір, який долає потік озоно-повітряної суміші: 
 
 ,                      (6.36) 
 
де . – гідростатичний тиск в м вод. ст.; 
 – коефіцієнт; 
,                                           (6.37) 
 
 м вод. ст. 
 
Для двох шарів рідини (висоти шарів в робочій і регенераційній секціях 
камери) необхідний тиск на  вході складає 0,11 МПа. Таким чином, тиск 
повітря створюваний компресором досить для проходження  повітря по 
системі: адсорбер – робоча секція контактною камери – регенераційна секція 
– каталітичний апарат. На рисунку 6.1 представлено промисловий озонатора 
для очищення води «Базальт – озон УО» 
 
 
 Рисунок 6.1 – Промисловий озонатор « Базальт-озон УО» 
 
7 АВТОМАТИЗАЦІЯ І КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО 
РЕЖИМУ ВИРОБНИЦТВА 
 
7.1 Обґрунтування та вибір типу системи автоматичних приладів 
та обсягу автоматизації 
 
 Розвиток сучасного озонування орієнтоване на зниження 
енергетичної ціни і підвищення концентрації озону при його синтезі за 
рахунок: застосування в генераторі озону (ГО) електродів плоскою 
конструкції з двостороннім ефективним охолодженням; зменшення 
розрядного проміжку між електродами з гарантованою робочих поверхонь; 
застосування нових діелектричних бар'єрів малої товщини; використання 
кисню як робочий газ. В основу цієї роботи покладено ідею [1] створення 
уніфікованого генератора озону з паяними алюмінієвими пластинчато-
ребристі електродами (ПРЕ), на поверхні яких електрохімічним шляхом 
сформований діелектричний бар'єр у вигляді наноструктурованого анодного 
оксидного покриття (АОП), контрольованого по товщині і властивостями 
технологічним процесом його освіти. При реалізації цієї ідеї, яка до 
теперішнього часу ні в одній з наукових публікацій не розглядалася, 
забезпечується: технологічність і екологічність виготовлення електродів з 
повторюваними геометричними характеристиками; гарантована електродів 
при складанні з мінімальним розрядних проміжком (від 0,1 мм); ефективне 
охолодження електродів за рахунок високій теплопровідності АОП при малій 
товщині (до 100 мкм) і оптимізації профілю теплообмінних насадок, 
розміщених з тепловим контактом у внутрішній порожнині ПРЕ; низька 
питома металоємність ГО; використання для охолодження електродів 
корозійно-неактивних хладогентів. 
 Циліндрична конструкція ПРЕ в поєднанні з технологією 
вакуумної пайки дозволяє створити тонкостінні електроди з алюмінію і його 
сплавів практично з «ідеальною» площинністю робочих  поверхонь (Rz = 2 - 
4 мкм). Пайку електродів генератора озону виробляли в вакуумі. 
Вирівнювання робочих поверхонь електрода проводили в складально-
паяльному пристосуванні. паяні з'єднання забезпечують надійний тепловий 
контакт деталей електрода як одне з умов його ефективного охолодження 
при синтезі озону. Типова конструкція електрода з пластинчато-ребристою 
насадкою всередині нього є найбільш досконалим теплообмінних пристроєм 
і відрізняється тим, що в ньому досягається високий ступінь рівномірності 
витрати газоподібних або рідинних потоків по перетину електрода, а це, в 
свою чергу, забезпечує високу ефективність процесу теплообміну між 
робочим газом і охолоджуючої середовищем. 
Система автоматизації будується, як правило, на базі приладів та засобів, що серійно 
випускаються. При цьому необхідно прагнути до застосування однотипних і переважно 
уніфікованих систем, що характеризуються простотою поєднання, взаємозамінністю і зручністю 
компонування на щитах управління. Використання однотипної апаратури дає значні переваги під 
час монтажу, наладки, експлуатації і обслуговування. 
Як технічні засоби автоматизації слід використовувати переважно прилади і агрегатовані 
комплекси державної системи приладів. 
Кількість приладів, апаратура управління і сигналізації, що встановлюється на 
оперативних щитах і пультах повинна бути обмежена. Надлишок апаратури ускладнює 
експлуатацію, відволікає увагу обслуговуючого персоналу від спостереження за основними 
параметрами, що визначають хід технологічного процесу. Прилади і засоби автоматизації 
допоміжного призначення доцільно розміщувати на окремих щитах у виробничих приміщеннях 
поблизу технологічного обладнання. 
Вибір засобів автоматизації з точки зору допоміжної енергії, що використовується 
(електричної, пневматичної, гідравлічної) визначається умовами пожежо- і вибухонебезпеки 
об’єкту, що автоматизується, агресивності навколишнього середовища, вимогами до швидкості дії 
засобів автоматики, дальності передачі сигналів інформації, управління і іншими факторами. 
Для фармакологічних виробництв, що в більшості випадків є пожежо- і 
вибухонебезпечними, перевагу має система пневматичних приладів автоматики. Управління 
технологічними процесами на базі пневматичних засобів автоматизації дає можливість 
оперативного впливу на роботу об’єктів і передачу інформаційних та управляючих сигналів на 
відстань. 
Пневматичні засоби автоматизації характеризуються великими функціональними 
можливостями, безпекою і високою надійністю в експлуатації. За допомогою цих засобів можна 
побудувати всю систему автоматизації технологічного процесу, а також реалізувати алгоритм 
управління практично будь-якої складності. 
Основними недоліками пневматичних систем є: запізнення і обмежена дальність передачі 
сигналів, а також підвищені вимоги до сушки і очищення стислого повітря, їх можна використати 
при автоматизації технологічних процесів, для яких швидкість дії засобів автоматики не є 
вирішальним фактором. 
При автоматизації даного апарата була використана система пневматичних засобів 
автоматизації. На даний процес запізнення систем пневмоавтоматики вагомо не впливає, так як всі 
стадії процесу проходять за тривалий проміжок часу. У даному дипломному проекті була 
проведена автоматизація процесу очищення води для приготування безалкогольних напоїв. 
 
7.2 Обсяг автоматизації виробництва 
 
На підставі норм технологічного режиму роботи схеми очистки води та апаратурного 
оформлення визначається необхідний об’єм автоматизації виробництва, який занесений в таблицю 
7.1. 
 
Таблиця 7.1 – Обсяг автоматизації виробництва 
Параметр, Можли-вий 
Вимоги до 
Технологічний що вимі- діапазон Місце відбору 
схеми Примітка 
об’єкт рюють чи зміни імпульсу 
автоматизації 
регулю-ють параметру 
1 2 3 4 5 6 
витрати води 65  5 трубопро-від вимірюван-ня, регулювання 
трубопровід 
на очищення м3/добу сирої води регулюван-ня подачею води 
трубопро-від багато 
витрати води вимірюван-ня 
20  3 
трубопроводи до іонооб. шкальний 
на очищення м3/добу 
фільтрів  прилад 
45  3 трубопро-від 
м3/добу до мембр. уст. 
трубопрово-ди 
на вході і на багато 
іонообмінні перепад 0,15  0,05 Вимірюван-ня, 
виході з шкальний 
фільтри тиску МПа сигналізація 
іонообмін-них прилад 
фільтрів 
Зворотно 
0,25 – 0,4 На вході в Вимірювання 
осмотична тиск води  
МПа установку сигналізація 
установка 
Розчинник солі рівень 1  0,1 м в апараті Вимір-ння  
Кінець таблиці 7.1 
1 2 3 4 5 6 
Вимірюван-ня, регулювання 
в середині 
бак очищеної води рівень 1,5  0,1 м регулюван-ня, відведен-ням 
баку 
сигналізація води 
Установка витрати 
10  2 трубопро-від 
очищеної вимірюван-ня  
3
озонування м /год. очищеної води 
води 
в середині вимірюван-ня, верхній, 
Бак промивної води рівень 1,5  0,1 м 
резервуару сигналізація нижній рівень 
 
7.3 Опис роботи розроблених схем автоматизації 
 
7.3.1 Блок регулювання витрат води на очищення 
 
У якості первинного приладу для вимірювання витрат води обрано РП – 0.1 ЖУС - ротаметр 
з пневматичною дистанційною, який встановлено на трубопроводі подачі води. Пневматичний 
сигнал поступає на вторинний прилад – ПКР.1 - прилад контролю пневматичний показуючий для 
вимірювання величини одного параметра і далі передається на регулятор ПР 3.32М – пристрій 
пневматичний регулюючий іподромний з задатчиком (пропорційно – інтегральний регулятор). 
Регулятор порівнює поступаючий сигнал із заданим та передає результуючий сигнал на 
виконавчий пристрій – 25ч30нж – регулюючий клапан з пневматичним мембранним виконавчим 
механізмом, який встановлено на трубопроводі подачі води. 
7.3.2 Блок вимірювання витрат води на пом’якшення та знесолення 
 
У якості первинних приладів для вимірювання витрат води обрано РП – 0.1 ЖУС - 
ротаметри з пневматичною дистанційною, які встановлено на трубопроводах подачі води перед 
іонообмінними фільтрами та зворотно осмотичною установкою. Сигнали від датчиків поступають 
на прилад на прилад ПКП-2 – прилад контролю пневматичний показуючий для вимірювання 
величини двох параметрів. 
 
7.3.3 Блок контролю за роботою іонообмінних фільтрів 
 
У якості первинних приладів для контролю за перепадом тиску на іонообмінних фільтрах 
вибрано 13 ДИ 13 перетворювачі надлишкового тиску в пневматичний сигнал. Сигнали від 
датчиків поступають на прилад 13 ДЦ 11 – перетворювач різниці тисків в уніфікований 
пневматичний сигнал. Далі пневматичний сигнал поступає на вторинний прилад ПКП 1Э – прилад 
контролю пневматичний показуючий для вимірювання величини одного параметра і сигналізації 
заданого діапазону його значення. 
 
7.3.4 Блок контролю за робочим тиском зворотно осмотичної установки 
 
У якості первинного приладу для контролю за робочим тиском на зворотноосмотичній 
установці вибрано 13 ДИ 13 перетворювач надлишкового тиску в пневматичний сигнал. Сигнаи 
від датчика поступає на вторинний прилад ПКП 1Э – прилад контролю пневматичний показуючий 
для вимірювання величини одного параметра і сигналізації заданого діапазону його значення. 
 
 
 
7.3.5 Блок контролю за рівнем сольового розчину в розчиннику 
 
Для контролю за рівнем сольового розчину в розчиннику у якості первинного приладу 
вибрано УБ-П1 – рівнемір буйковий для контролю рівня рідини з пневматичним сигналом. Далі 
сигнал передається на вторинний прилад ПКП 1Э – прилад контролю пневматичний показуючий 
для вимірювання величини одного параметра і сигналізації заданого діапазону його значення. 
 
7.3.6 Блок контролю та регулювання рівня в баці чистої води 
 
Для контролю за рівнем чистої води в баці у якості первинного приладу вибрано УБ-П1 – 
рівнемір буйковий для контролю рівня рідини з пневматичним сигналом. Далі сигнал передається 
на вторинний прилад ПКП 1Э – прилад контролю пневматичний показуючий для вимірювання 
величини одного параметра і сигналізації заданого діапазону його значення. Потім сигнал 
передається на регулятор ПР 3.32М – пристрій пневматичний регулюючий іподромний з 
задатчиком (пропорційно – інтегральний регулятор). Регулятор порівнює поступаючий сигнал із 
заданим та передає результуючий сигнал на виконавчий пристрій – 25ч30нж – регулюючий клапан 
з пневматичним мембранним виконавчим механізмом, який встановлено на трубопроводі виходу 
чистої води із бака. 
 
7.3.7 Блок вимірювання витрат чистої води 
 
У якості первинного приладу для вимірювання витрат чистої води обрано РП – 0.1 ЖУС - 
ротаметр з пневматичною дистанційною, який встановлено на трубопроводі чистої води. Сигнал 
від датчика поступає на прилад на прилад ПКР-1 – прилад контролю пневматичний показуючий 
для вимірювання величини одного параметру. 
 
7.3.8 Блок контролю за рівнем в баці промивної води 
 
Для контролю за рівнем промивної води в баці у якості первинного приладу вибрано УБ-
П1 – рівнемір буйковий для контролю рівня рідини з пневматичним сигналом. Далі сигнал 
передається на вторинний прилад ПКП 1Э – прилад контролю пневматичний показуючий для 
вимірювання величини одного параметра і сигналізації заданого діапазону його значення. 
 
 
 
 
8 АНАЛІТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ВИРОБНИЦТВА 
 
Санітарно-хімічні показники безпечності і якості питної води згідно 
Державних санітарних норм і правил «Гігієнічні вимоги до води питної, 
призначеної для споживання людиною - ДСанПІН 2.2.4-171-10.  Методики 
визначення показників якості, за якими проводиться аналітичний контроль 
наведені в таблиці 8.1 
 
Таблиця 8.1- Методики визначення показників якості, за якими 
проводиться аналітичний контроль  відповідно до ДСанПІН 2.2.4-171-10  ; 
ДСТУ 7525:2014 
 
 Одиниця  Нормативне значення 
 вимірю- 
Назва вання  
Водневий  од. рН 6,5–8,5 П.28 
показник   
Загальна  мг-екв/л 1,5–7,0 (10,0) П.4 
твердість 
Загальна лужність    мг-екв/л 0,5–6,5 П.41 
Залізо мг/л 0,2 П.3,33,64 
Сухий залишок мг/л 1000(1500) П.12 
Електропровідність мкС∙см-1 500  
 
Для того, щоб гарантувати належну якість води, застосовують 
валідовані процедури та моніторинг у процесі виробництва питомої 
електропровідності та регулярний мікробний контроль,а також з 
встановленою періодичністю проводять моніторинг за іншими показниками. 
Для води для ін’єкцій при зберіганні та у мережі розподілення мають бути 
створені умови, що запобігають росту мікроорганізмів і дозволяють уникнути 
будь-якого іншого забруднення. 
 
8.1 Мікробіологічний моніторинг. 
 
Протягом виробництва та подальшого зберігання належним чином 
контролюють і відстежують кількість мікроорганізмів. Для простежування 
несприятливих тенденцій установлюють підхожу межу, що попереджає, і 
підхожу межу, що вимагає вживання заходів. У нормальних умовах підхожою 
межею, що вимагає вживання заходів, є вміст 100 КУО/л для води для 
ін'єкцій, та 100 КУО/мл, для води очищеної. Визначення проводять методом 
мембранної фільтрації, використовуючи фільтр із номінальним розміром пор 
не більше 0.45 мкм, густе живильне середовище R2A агар, не менше 200 мл 
води для ін’єкцій та інкубацію проводять при температурі від 30 °С до 35 °С 
протягом не менше 5 діб. При виробництві води для ін’єкцій в асептичних 
умовах може виникнути необхідність встановити більш жорсткі межі, що 
попереджають. 
 
Склад живильного середовища: 
R2A агар  
Дріжджовий екстракт 0.5 г  
Протеозопептон 0.5 г  
Гідролізат казеїну 0.5 г  
Глюкоза 0.5 г  
Крохмаль 0.5 г  
Дикалію гідрофосфат 0.3 г  
Магнію сульфат безводний 0.024 г  
Натрію піруват 0.3 г  
Агар 15.0 г  
Вода очищена до 1000 мл 
Установлюють рН середовища таким чином, щоб після стерилізації його 
значення становило 7.2±0.2. Стерилізують у паровому стерилізаторі при 
температурі 121 °С протягом 15 хв. 
Ростові властивості густого живильного середовища R2A агар  
Приготування тест-штамів. Використовують стандартизовані стабільні 
суспензії тест-штамів або готують їх як зазначено в Таблиці 1. Якщо для 
одержання посівного матеріалу використано техніку пересівань, то 
життєздатні мікроорганізми, використовувані для інокуляції, мають бути 
одержані не більше як 5 пасажами вихідного тест-штаму. Вирощують кожний 
штам окремо, як зазначено в Таблиці 2.4. Для приготування робочих 
суспензій використовують буферний розчин із натрію хлоридом і пептоном 
рН 7.0 або фосфатний буферний розчин рН 7.2. Суспензії використовують 
протягом 2 год або протягом 24 год при зберіганні при температурі (2-8) °С. 
Як альтернативу розведенню свіжої суспензії вегетативних клітин Bacillus 
subtilis, готують стабільну суспензію спор, а потім використовують її підхожий 
об’єм для інокуляції. Стабільна суспензія спор має зберігатися при 
температурі (2-8) °С протягом валідованого періоду часу. 
Ростові властивості. Випробовують кожну серію готового середовища 
та кожну серію середовища, приготованого із дегідратованого середовища 
або із описаних інгредієнтів. Інокулюють чашки із R2A агаром окремо із 
невеликою кількістю (не більше 100 КУО) мікроорганізмів, зазначених в 
таблиці 1.1. Інкубацію проводять в умовах, зазначених в таблиці 1.1. 
Одержана кількість колоній не має відрізнятися більше ніж у 2 рази від 
кількості колоній, одержаної для стандартизованого інокуляту. Для 
свіжоприготованого інокуляту ріст мікроорганізмів на випробовуваному 
середовищі має бути співставним із ростом мікроорганізмів на попередньо 
контрольованій і дозволеній до використання серії середовища. 
В таблиці 8.2 представлено умови інкубації 
 
Таблиця 8.2 – Умови інкубації 
Мікроорганізм Приготування тест-штаму Ростові властивості 
Pseudomonas aeruginosa  
наприклад:  соєво-казеїновий агар або R2A агар  
АТСС 9027  соєво-казеїновий бульйон  ≤ 100 КУО  
NCIMB 8626  (30-35) °С  (30-35) °С  
CIP 82.118  (18-24) год ≤ 3 діб 
NBRC 13275 
Bacillus subtilis  
наприклад:  соєво-казеїновий агар або R2A агар  
АТСС 6633  соєво-казеїновий бульйон  ≤ 100 КУО  
NCIMB 8054  (30-35) °С  (30-35) °С  
CIP 52.62  (18-24) год ≤ 3 діб 
NBRC 3134 
 
 
8.2 Загальний органічний вуглець 
 
Речовини, що окиснюються. До 100 мл субстанції додають 10 мл 
кислоти сірчаної розведеної Р, доводять до кипіння, додають 0,2 мл 0,02 М 
розчину калію перманганату і кип'ятять протягом 5 хвилин, розчин має 
залишатися слабко-рожевим. Якщо розчин знебарвився, отже вміст 
загального органічного вуглецю перевищує встановлений критерій 
прийнятності. 
 
8.3 Питома електропровідність. 
 
Питома електропровідність може вимірюватись в рутинному або в 
періодичному режимі. 
Вимірюють питому електропровідність без температурної компенсації, 
одночасно реєструючи температуру. Вимірювання із температурною 
компенсацією може проводитися після відповідної валідації. 
Субстанція витримує випробування на питому електропровідність, 
якщо виміряна питома електропровідність не перевищує значення, наведене 
в таблиці 8.3 і таблиці 8.4. 
 
Таблиця 8.3 – Граничні значення електропровідності, для відповідної 
температури, для води очищеної 
 
Температура (°С) Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
0 2,4 
10 3,6 
20 4,3 
25 5,1 
30 5,4 
40 6,5 
Температура (°С) Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
50 7,1 
60 8,1 
70 9,1 
75 9,7 
80 9,7 
90 9,7 
100 10,2 
 
 
 
 
 
Таблиця 8.4 – Граничні значення електропровідності, для відповідної 
температури, для води для мікробіологічних потреб 
 
Температура (°С) Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
1 2 
0 0,6 
5 0,8 
Температура (°С) Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
10 0,9 
15 1,0 
20 1,1 
25 1,3 
30 1,4 
35 1,5 
40 1,7 
45 1,8 
50 1,9 
55 2,1 
60 2,2 
65 2,4 
70 2,5 
75 2,7 
80 2,7 
85 2,7 
90 2,7 
95 2,9 
100 3,1 
 
Якщо результати вимірювань не задовольняють критерії прийнятності, 
продовжують вимірювання за методикою – 2. 
 
Методика – 2. 
Достатню кількість випробовуваної субстанції (100 мл або більше) 
переносять у підхожий контейнер і перемішують. Доводять температуру, 
якщо необхідно, до (25±1) °С і, підтримуючи цю температуру, починають 
ретельно струшувати випробовуваний зразок, періодично реєструючи 
питому електропровідність. Коли зміни у значенні питомої 
електропровідності, що зумовлені поглинанням вуглекислого газу повітря, не 
перевищуватимуть    0,1 мкСм∙см-1 протягом 5 хвилин, записують значення 
питомої електропровідності. 
Субстанція витримує випробування на питому електропровідність, 
якщо значення питомої електропровідності не перевищує 2,1 мкСм∙см-1. 
Якщо значення питомої електропровідності більше 2,1 мкСм∙см-1, 
продовжують випробування за методикою – 3. 
 
Методика – 3. 
Випробування проводять протягом близько 5 хвилин після визначення 
питомої електропровідності, підтримуючи температуру випробовуваного 
зразка (25±1) °С. У випробовуваний зразок додають свіжоприготований 
насичений розчин калію хлориду (0,3 мл в 100 мл випробовуваного зразка) і 
вимірюють рН із точністю 0,1. 
Використовуючи Таблицю 1.4, із виміряним значення рН, визначають 
граничне значення питомої електропровідності. Якщо виміряне значення 
питомої електропровідності не перевищує вимог до питомої 
електропровідності для визначеного рН, субстанція витримує випробування 
на питому електропровідність. Якщо виміряне значення питомої 
електропровідності перевищує це значення або значення рН виходить за 
межі 5,0-7,0, субстанція не витримує випробування на питому 
електропровідність.  
Значення електропровідності для певних значень рН, для води для 
мікробіологічних потреб представлено в таблиці 8.5 
 
Таблиця 8.5 – Значення електропровідності для певних значень рН, для 
води для мікробіологічних потреб 
рН Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
5,0 4,7 
5,1 4,1 
5,2 3,6 
5,3 3,3 
5,4 3,0 
5,5 2,8 
5,6 2,6 
5,7 2,5 
рН Питома електропровідність (мкСм∙см-1) 
5,8 2,4 
5,9 2,4 
6,0 2,4 
6,1 2,4 
6,2 2,5 
6,3 2,4 
6,4 2,3 
6,5 2,2 
6,6 2,1 
6,7 2,6 
6,8 3,1 
6,9 3,8 
7,0 4,6 
 
8.4 Нітрати 
 
Не більше 0,00002 % (0,2 ppm). 5 мл субстанції поміщають у пробірку, 
занурену в льодяну баню, додають 0,4 мл розчину 100 г/л калію хлориду,    
0,1 мл розчину дифеніламіну і краплями, при перемішуванні, 5 мл кислоти 
сірчаної, вільної від азоту. Потім пробірку переносять у водяну баню, нагріту 
до температури 50 °С; через 15 хвилин блакитне забарвлення 
випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталона, 
приготованого паралельно з випробовуваним розчином із використанням 
суміші 4,5 мл води, вільної від нітратів і 0,5 мл еталонного розчину нітрату (2 
ррm NO3). [2] 
 
8.5 Аналіз вмісту озону в газовій фазі і воді 
 
Для визначення вмісту озону в газовій фазі використовувалася 
методика йодометричного титрування. Для контролю газової фази до схеми 
підключені лінії газового аналізу, що складаються з послідовно сполучених 
двох абсорбційних судин, ареометра і газового лічильника. Для поглинання 
озону використовувалася фосфорна буферна суміш, що складається з одно- і 
двозаміщеного кислого фосфату натрію, що готувався шляхом розчинення 1,8 
г Na2HPO4 і 2,2 г NaН2РO4 у літрі дистильованої води. Для проведення аналізу 
використовувалися титровані 0,1 Н розчини йодиду калію, тіосульфату натрію 
і йоду. У першу по ходу газу судину заливалася суміш, що складається з 7 мл 
0,1 Н розчину KI і 20 мл буферного розчину. В другий – 7 мл 0,1 Н розчину KI, 
5 мл Na2S2O3 і 15 мл буферного розчину. 
Газова суміш пропускалася через розчини протягом 1 хв. Витрати газу 
фіксувалися по ареометру і газовому лічильнику. Після відбору проб вміст 
першої судини, попередньо підкислений, титрувався 0,1 Н розчином Na2S2O3. 
Підкислювання проводилося 0,07 Н розчином Н2SО4. Вміст другої судини 
титрувався 0,1 Н розчином йоду в присутності крохмалю. Для аналізу 
використовувався 0,5% розчин крохмалю з додаванням у якості антисептика 
0,25 г саліцилової кислоти. 
Концентрація озону (% об) у газовій суміші обчислювалась за формулою: 
 
;                                          (8.1) 
                                  (8.2) 
де  - кількість 0,1 Н розчину, що пішов на титрування, мл; 
 – об’єм газу, що пройшов через поглинальні судини, мл; 
 - об’єм газу, приведений до нормальних умов, мл; 
 - атмосферний тиск, мм рт. ст. ; 
t – температура повітря в лабораторії, де проводили досліди, °С; 
 - коефіцієнт перерахунку. 
 
Таблиця 8.6 – Зміна концентрації озону в залежності від оптичної 
щільності 
U 11kV 
Q 0 20 40 60 80 100 
V, л/хв 1,8 3,0 4,08 5,2 6,4 7,84 
V0, мл 1674 2790 3795 4836 5952 7292 
0 1,45 1,35 1,26 1,05 0,97 0,81 
Na2SO3, мл 2,8 3,0 3,0 3,0 3,2 3,4 
C, % об 0,187 0,12 0,089 0,069 0,06 0,052 
U 11kV 
Q 0 20 40 60 80 100 
C , г/м3
0  4,0 2,57 1,91 1,48 1,29 1,11 
V, м3/час 0,108 0,18 0,2448 0,312 0,384 0,47 
G, г/год 0,432 0,463 0,468 0,462 0,495 0,522 
 
Визначення озону в рідкій фазі проводиться також йодометричним 
титруванням. При взаємодії озону з розчинами, що містять йони йоду, 
виділяється йод за реакцією: 
 
. 
 
Кількість йоду, що утворився, визначалась титруванням розчином 
тіосульфату: 
 , 
 
До 15 мл 0,1 Н розчину йодиду калію додавали відібрану пробу 
озонованої води і старанно перемішували. Йод, що виділився, титрували 0,1Н 
розчином тіосульфату натрію після попереднього підкислення розчину 0,07Н 
Н2SО4 в присутності крохмалю до знебарвлення. 
 
8.6 Спектрофотометричний метод визначення озону в газовій фазі 
 
З метою спрощення методики визначення озону в газовій фазі, 
скорочення часу визначення, підвищення точності аналізу при роботі 
технологічної каскадної схеми, контроль за вмістом озону здійснювався 
спектрофотометрично. Була досліджена можливість побудови 
калібрувального графіка для визначення озону в газовій фазі на 
спектрофотометрі СФ-16 шляхом кореляції результатів визначення оптичної 
щільності газової суміші і фактичного вмісту озону, визначеного 
йодометричним методом [6]. 
Для проведення цього аналізу озонно-повітряна газова суміш з 
озонатора направлялася в газову кювету спектрофотометра, а потім 
пропускалася через склянки Дрекселя, підготовлені для дослідження вмісту 
озону йодометричним методом. 
Відбір проб проводився після виходу озонатора на постійний режим 
роботи при різноманітних витратах повітря. Одночасно замірювалася 
оптична щільність газової суміші. 
Оптична щільність замірювалася при довжині хвилі λ = 254 нм. Час 
пропускання суміші через склянки Дрекселя складав 1 хв. 
 
9 ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА ВИРОБНИЦТВА. 
 
Таблиця 9.1 - Норми утворення відходів при виробництві очищеної 
води для потреб фармакологічного виробництва  .  
 
Найменування  Напрямок  Одиниця  Норми відходів 
відходу  використання  показника За  
проектом  планові  
1  2  3  4  5  
Рідкі відходи 
Відмивні води Викидаються в    
установки промислову 
   
деферизації каналізацію без 
3
води розбавлення м /добу. 2 2,1 
Відмивні води Викидаються в    
іонообмінної промислову 
   
установки  каналізацію без 
м3/добу. 16 16,2  
розбавлення 
Концентрат Викидається в    
зворотноосмоти промислову 
   
чної установки каналізацію без 
м3/год. 10 10,032  
розбавлення 
 
Вода на Виливається в    
адміністративно промислову 
   
– побутові каналізацію без 
м3/добу 0,04 0,047  
відходи розбавлення 
 
Кінець таблиці 9.1 
Розчин інгібітору Викидається в    
утворення осаду промислову 
   
DA – 200 – 11,2 каналізацію  
м3/добу 0,05 0,053 
Відмивні води Викидається в    
промислову 
установки    
каналізацію без 
3
озонування м /рік. 10 10,032  
розбавлення 
Тверді відходи  
 Після    
 відмивання 
кг/м3 20 20 
передається на 
Бірм 
активацію 
 Після    
 відмивання 
   
передається на 
 
утилізацію як    
 
наповнювач в кг/м3 100 100 
Кварцовий пісок 
будівництві 
 Утилізуються    
Картриджі шляхом 
кг/м3  0,05 0,05 
фільтрів води спалювання 
Відпрацьовані  Утилізуються    
мембрани шляхом 
кг 2,7∙10-3 2,7∙10-3 
спалювання 
 
10 ОХОРОНА ПРАЦІ  
 
10.1 Аналіз умов праці апаратника при експлуатації обладнання цеху 
відділення  підготовки води для фармакологічного підприємства на стадії 
озонування . 
Озон - газ, токсичний при вдиханні. Він подразнює слизову оболонку 
очей і дихальних шляхів, пошкоджує сурфактант легенів. Послідовність 
хворобливих проявів при вдиханні озону була описана Флюгге. Спочатку 
настає сонливість, потім змінюється дихання: воно стає глибоким, 
неритмічним. В кінці з'являються перерви в диханні. Смерть настає,  в 
результаті паралічу дихання. Патолого-анатомічні дослідження показали 
характерну картину отруєння озоном: кров не згортається, легкі пронизані 
безліччю зливних крововиливів. Внаслідок цього встановлено гранично 
допустиму концентрацію (ГДК) озону в повітрі робочого приміщення 0,1 мг / 
м2, що в 10 разів більше нюхового порога для людини. 
 При зовнішньому (на шкірні покриви і ранову поверхню), 
ентеральному і парентеральному введенні в терапевтичному діапазоні 
концентрацій озон не робить токсичної дії на організм людини. При 
зовнішньому застосуванні високих концентрацій газоподібного озону і 
озоноване розчинів проявляються його потужні окислювальні властивості, 
спрямовані проти мікроорганізмів.  
Озон більш ефективний у вологому середовищі, так як при розкладанні 
озону в воді утворюється високо реакційний гідроксильний радикал. Озон 
вбиває всі види бактерій, вірусів, грибів і найпростіших. При цьому, на 
відміну від багатьох антисептиків, озон не робить руйнуючої та дратівної дії 
на тканини, так як клітини багатоклітинного організму мають антиоксидантну 
систему захисту.  
Бактерицидні властивості  у  воді наступають при концентрації в ній 
озону 4 мг / л. Встановлено  що відбувається повне пригнічення росту колоній 
стафілокока, кишкової і синьогнійної паличок, протея, клебсієли при 102-104 
КУО / мл. При більш високій кількості мікроорганізмів (близько 105-107 КУО / 
мл.) Відзначається їх неповна інактивація. Серед причин бактерицидного 
ефекту озону найчастіше згадують порушення цілісності оболонок 
бактеріальних клітин, що викликається окисленням фосфоліпідів і 
ліпопротеїдів. Грампозитивні бактерії більш чутливі до озону, ніж 
грамнегативні, що, мабуть, пов'язано з відмінностями в будові їх оболонок. Є 
також дані про взаємодію озону з протеїнами. Виявлено проникнення озону 
всередину мікробної клітини, вступ його в реакцію з речовинами цитоплазми 
і перетворення замкнутого плазмида ДНК у відкриту ДНК, що знижує 
проліферацію бактерій.  
Обробка води озоно-повітряною сумішшю характеризується 
несприятливими чинниками, що впливають на здоров'я людини і потребують  
колективних і індивідуальних засобів захисту. 
Відділення підготовки води забезпечене централізованим опаленням, 
водопроводом і каналізацією, вентиляцією, а також природним освітленням. 
Небезпечні і шкідливі виробничі чинники розділяють на такі групи: 
фізичні, хімічні та біологічні. 
До фізичних чинників відносять: недостатню освітленість, підвищену 
або знижену температуру повітря помешкань, підвищену вологість повітря, 
вібрацію, шум. 
До хімічних відносять чинники, що впливають на організм людини 
(токсичність та ін.) і три підгрупи чинників по механізмах проникнення 
хімічних речовин в організм (через дихальні шляхи, систему травлення і 
шкірний покрив). 
До біологічних чинників відносять вплив мікроорганізмів (бактерій, 
вірусів та ін.) і макроорганізмів (рослин, тварин). 
Попадання озону в повітря робочої зони і навколишнього середовища 
можливе при розгерметизації генераторів озону й трубопроводів газової 
суміші. Озон є отруйною речовиною подразнюючої і загальної дії. Для 
безпеки обслуговуючого персоналу вміст озону в помешканні не повинно 
перевищувати 0,001 мг/м3. 
Шкідлива і небезпечна дія речовин залежить від багатьох чинників: 
хімічних і фізичних властивостей речовини, стану організму, концентрації 
речовини. 
Перебування людини в приміщенні, де концентрація озону в повітрі 
складає 0,001 мг/м3 може бути тільки короткочасним, так як, доза озону 0,018 
мг/м3 викликає задуху. 
Озон відноситься до речовин першого класу небезпеки – речовини 
надзвичайно небезпечні по ступені впливу на організм людини. 
На думку дослідників, токсичний ефект озону обумовлений 
утворенням вільних радикалів, порушенням окисних процесів в організмі і 
звільненням із тканин адреналіну, норадреналіну і брадикіну. Вдихання 
повітря з підвищеною, порівняно з гранично-допустимою концентрацією, 
дозою озону призводить до подразнення органів дихання, знижує кров'яний 
тиск, подразнює слизові оболонки очей. 
Підвищені концентрації озону легко усуваються при добре працюючій 
вентиляційній системі. 
Відділення підготовки води забезпечене електропостачанням від 
мережі з перемінною напругою 220 В для освітлення, вентиляції, а також для 
електроустаткування. 
Приміщення з устаткуванням для одержання озону відноситься до 
помешкань із підвищеною електронебезпекою. "Система стандартов 
безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения" ГОСТ 
12.1.009-76 . 
Головною небезпекою при роботі з електроустаткуванням є ураження 
електричним струмом, воно носить термічний, електролітичний, а також 
біологічний характер. 
При роботі з електроустаткуванням і електроприладами причинами 
виникнення нещасних випадків (ураження електричним струмом) можуть 
бути такі: 
1) робота з несправним електроустаткуванням; 
2) дотик до металевих конструкцій, корпусу приладів і інших 
незаземлених металевих предметів, що випадково опинилися під напругою; 
3) контакт із неізольованими проводами, що знаходились під напругою, 
або з проводами, що мають ушкоджену ізоляцію; 
4) будь-яке порушення правил застосування індивідуальних засобів 
захисту, невиконання правил техніки безпеки. 
 
10.2 Заходи щодо забезпечення охорони праці і техніки безпеки в  
відділенні  підготовки води для фармакологічного підприємства на стадії 
озонування . 
 
Відділення починають свою роботу з дозволу Державної санітарної 
інспекції, пожежної інспекції, інспекції ради профспілок. 
Адміністрація на підставі прийнятого колективного договору 
зобов'язується виконувати заходи по забезпеченню охорони праці і техніки 
безпеки. 
Працівники відділення підпорядковується адміністрації підприємства, 
що приймає необхідні заходи, щодо усунення або зменшення шкідливості 
умов праці, забезпечує належні санітарно-гігієнічні умови праці відповідно 
до чинних правил і інструкцій. 
Роботи у відділенні здійснюються при умовах: 
1) Забезпечення справним устаткуванням відповідно до правил і 
норм; 
2) забезпечення безпеки робочих місць і оснащення їх належним 
інструментом і устаткуванням; 
3) розміщення установок, апаратів, устаткування відповідно до норм і 
правил, що забезпечують безпеку роботи; 
4) інструктування по техніці безпеки в установлені терміни вступного і 
повторного інструктажу співробітників відділення, оформлення проведеного 
інструктажу в контрольний часопис; 
5) щорічна атестація по техніці безпеки співробітників, що виконують 
роботу із сильнодіючими отруйними, вибухонебезпечними і 
вогненебезпечними речовинами, а також атестація працюючих на установках 
високої напруги; 
6) упорядкування і розміщення на видному місці інструкції з правил 
техніки безпеки для усіх видів робіт; 
7) одержання і розподіл спецодягу і засобів індивідуального захисту; 
8) організація безпечного застосування, знешкодження і знищення 
хімічних препаратів, що прийшли в непридатність; 
9) забезпечення протипожежної безпеки робіт, що виконуються у 
відділенні підготовки води; 
Контроль за виконанням норм охорони праці, техніки безпеки і 
виробничої санітарії здійснюється: 
- по лінії державних органів – спеціальними інспекціями (санітарної, 
пожежної та ін.), енергонагляду; 
- по лінії профспілкових органів – технічними інспекціями, комісіями з 
охорони праці місцевих органів профспілок; 
- по лінії адміністрації – керівник відділення та цеху, що завідує 
адміністрація. 
До роботи у відділенні підготовки води допускаються тільки особи, що 
пройшли повний інструктаж (вступний, первинний),  перевірку знань на 
робочому місці. 
Для перевірки знань періодично (1 раз на квартал) проводять 
повторний інструктаж. Проходження інструктажу і навчання оформляється 
відповідним записом у журналі з розписом слухача, і особи, що проводила 
інструктаж. 
Той, хто поступає на роботу на підприємство а потів у відділення 
підготовки води проходить медичне обстеження в поліклініці, а надалі, 
періодичний огляд на фахову придатність (як правило 1 раз у рік). 
Відділення забезпечено головними засобами захисту: 
1)  колективні засоби захисту, що служать для ізоляції працюючого від 
місць, небезпечних у відношенні пожежі або вибуху різноманітних 
речовин; 
2) припливно-витяжною вентиляцією, призначеною для видалення з 
робочого помешкання шкідливих парів, газів, пилу; 
3)  заборонними і попереджувальними знаками, плакатами, що 
забороняють ті або інші дії, що попереджують про можливі випадки 
аварії або створення небезпечних умов роботи; 
4)  спеціальними пристроями безпеки – захисне занулення і заземлення; 
5)  індивідуальними засобами захисту – спецодяг, спецвзуття, окуляри, 
рукавички, озоновимірювачі (діапазон вимірювання 0-3 мг/м3) та ін. 
Раціональне освітлення помешкань і робочих місць – один із 
найважливіших елементів сприятливих умов праці. При правильному 
освітленні підвищується продуктивність праці, поліпшуються умови безпеки,  
знижується стомлюваність. У приміщенні є як природне освітлення, так і 
штучне. Приміщення відноситься до III розряду роботи за характером зорової 
роботи, із коефіцієнтом природного освітлення КПО = 2%.( Співвідношення 
внутрішнього та зовнішнього освітлення в %). Штучне освітлення 
передбачене загальним, а по функціональному призначенню робоче й 
аварійне. Необхідна освітленість при штучному освітленні складає 750 лк, а 
за нормою 400 лк. 
Відповідно до ДБН В.2.5-28-2006 обрані люмінісцентні джерела світла.  
Для забезпечення безпеки роботи у відділенні є приточно–витяжна 
вентиляція, та вона оснащена пожежними сповіщувачами СПД-А.  
Метеорологічні умови виробничих приміщень (мікроклімат) 
визначаються діючими на організм людини сполученнями температури, 
вологості і швидкості руху повітря, а також температури навколишніх 
поверхонь. Мікроклімат виробничих приміщень впливає на протікання 
життєвих процесів в організмі людини і є важливою характеристикою 
гігієнічних умов праці. При змінах метеорологічних умов у визначених 
межах людина відчуває себе нормально 
Несприятливі метеорологічні умови ведуть до швидкої стомлюваності, 
підвищеної захворюваності і зниженню продуктивності праці. 
Нормативні документи, що регламентують параметри повітряного 
середовища наступні: ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ 12.1.005-88. 
 
Таблиця – 7.1 – Нормативні величини температури, відносної вологості 
і швидкості руху повітря в робочій зоні 
 
Температура, ˚С  Швидкість руху повітря, 
Допустима Відносна м/с 
вологість, % 
Вер. Ниж. 
межа межа 
Холод 1а 21 22 - 24  25  21 5 0 40  - 60 7 5 0,1 0,1 <0,1 
- 
1б - 21 - 23 24 20 - 40 - 60 75 - 0,1 
ний <0,2 
Теп- 1а 22 23 - 25 28 22 50 40 - 60 75 0,1 0,1 0,1-0,2 
лий 
1б - 22 - 24 28 21 - 40 - 60 75 - 0,2 0,1-0,3 
 
 
 
 
Період року 
Категорія 
роботи 
Фактична 
Оптимальн
а 
Факт. 
Оптим. 
Допуст
. 
Факт. 
Оптим. 
Допуст. 
 
10.3 Заходи щодо забезпечення електробезпеки 
 
Небезпека роботи електроустановок значною мірою залежить від 
навколишнього середовища (температури та вологості). Відповідно, до ознак 
небезпеки у відділенні підготовки води відносяться: підлоги, що проводять 
струм, заземлення металевого устаткування, хімічно активні середовища . 
Згідно ДСТУ Б В.1.1-36:2016   за вибухопожежною та пожежною 
небезпекою приміщення стадії озонування підготовки води   відноситься до 
категорії  Д, а за правилами улаштування електроустановок  згідно ПУЕ-
2014  належить до категорії П-Па. Згідно НАПБ Б 03.002.2007 споруди цеху 
віднесені до II ступеню вогнестійкості. 
Конструкція електроустановок повинна відповідати вимогам щодо їх 
експлуатації та забезпечувати захист персоналу від контакту із частинами 
установок, що знаходяться під струмом, а також з рухомими частинами 
установок. Огорожа частин обладнання, що знаходиться під струмом є 
обов’язковою частиною його конструкції. 
 Головні правила безпеки застосування електроприладів: 
- електроустаткування при напрузі понад 36 В, а також устаткування і 
механізми, що можуть виявитися під напругою, надійно заземлені; 
          - з метою запобігання електротравматизму роботи у відділенні 
проводяться при наявності справного електроустаткування. Всі виявлені 
несправності усуваються тільки електриком; 
         - забороняється , лишати без нагляду і ремонтувати устаткування, що 
знаходиться під напругою; 
        - всі агрегати, незалежно від їхньої потужності, варто встановлювати на 
постійне місце з тепловою ізоляцією; 
- у випадку відключення електроенергії негайно виключити від мережі 
всі електроприлади. 
Класифікація приміщень по вибухо – та пожежонебезпеці , наведена в 
таблиці 10.1. 
 
Таблиця 10.1 - Класифікацію приміщень по вибухо – та 
пожежонебезпеці  
 
Найменування Категорія Правила 
установки, приміщень улаштування 
споруди за вибухопожежною та електроустановок 
пожежною небезпекою згідно з ПУЕ-2014 
згідно з  
ДСТУ Б В.1.1-36:2016 
Приміщення іонообмінного   
очищення води:   
- іонообмінні фільтри; Д П – ІІа 
- насосна; Д П – ІІа 
- вентиляційні камери; Г П – ІІ 
- баки зберігання води. Д П – ІІа 
   
Приміщення мембранного   
очищення води та   
знезараження:   
- мембранні установки; Д П – ІІа 
- вентиляційні камери; Г П – ІІ 
- УФ – установка Д П – ІІа 
- Установка озонування Д П – ІІа 
- Дистиляційна установка Д П- Па 
 
 
Для забезпечення пожежної безпеки відповідальні  особи,  зобов'язані: 
а) знати пожежну небезпеку речовин, з якими проводиться робота; 
б) забезпечити дотримання роботи установленого протипожежного 
режиму; 
в) стежити за справністю приладів опалення, вентиляції, 
електроустановок і приймати негайно міри по усуненню виявлених 
несправностей, що можуть спричинити пожежу; 
г) стежити за тим, щоб після закінчення роботи проводилося 
прибирання робочих місць, відключалася електромережа; 
д) у випадку виникнення пожежі, а також небезпечного становища, 
негайно викликати пожежну команду й одночасно приступити до ліквідації 
пожежі наявними силами і засобами. 
Приміщення відділення підготовки води забезпечене: 
-  автоматичною пожежною сигналізацією; 
-  системою водяного пожежогасіння будинку; 
-  планом евакуації у випадку пожежі; 
-  первинними засобами пожежогасіння. 
У якості первинних засобів пожежогасіння використовується 
вогнегасники. Первинні засоби пожежогасіння варто розміщати в доступних 
місцях, поблизу найбільше ймовірного їхнього застосування з забезпеченням 
до них вільного доступу. Забороняється використовувати пожежний інвентар 
не за призначенням. 
В приміщенні відділенні знаходяться вогнегасники: ОУ-8 (вогнегасник 
вуглекислотний), ОХП-10 (вогнегасник хімічний пінний). Придатність 
вогнегасників перевіряють один раз у рік. 
Рукава внутрішніх пожежних кранів повинні бути завжди сухими, 
добре зкоченими, один кінець рукава повинний примикати до крану. 
Пожежний кран і рукав, розташовані в шафі, повинні бути опломбовані. 
 
10.4 Охорона праці, при роботі з системою водопідготовки 
 
При обслуговуванні установки необхідно дотримуватись керівництв по 
експлуатації окремих вузлів та загальних правил техніки безпеки при роботі з 
апаратами під тиском та установками під напругою вчасності установкою 
озонування, . Перед виконанням регламентних робіт в обов’язковому 
порядку необхідно перекривати крани на ділянці, що обслуговується та 
скинути надлишковий тиск в трубопроводі. Не дозволяється піддавати 
обладнання, арматуру та трубну обв’язку механічним навантаженням 
(ударам, статичним навантаженням). Під час роботи або обслуговування 
установки необхідно вжити заходів, щодо запобігання потрапляння вологи 
всередину електричної частини електроприладів: контролерів, насосів, 
насоса-дозатора.  Для обв’язки установки використовуються ПВХ труби, 
фітинги та арматура, що мають з’єднуватись за допомогою спеціального 
клею, який забезпечує дифузійне з'єднання матеріалів, або за допомогою 
розбірних муфт, що забезпечують простоту та зручність розбирання 
основних вузлів установки. Затягування різьбових з'єднань обв’язки 
здійснюється лише вручну, при необхідності можна затягнути з'єднання за 
допомогою ключа, але не більше ніж на ½ оберту. При проведенні 
зварювальних робіт не допускається попадання розплавленого металу на 
елементи обв’язки.  
При влаштуванні озонуючої установки важливо забезпечити: 
- скорочення шляху руху суміші озону з повітрям від генератора до 
контактної колонни; 
-  газонепроникність трубопроводів що підводять озон. 
 
 
 
 
 
 
11 ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ  
 
Впровадження нової техніки і технології, вдосконалення організації 
виробництва і праці на підприємстві призводять до економічного ефекту у 
вигляді збільшення випуску продукції, поліпшення її якості, підвищення 
продуктивності праці, зниження матеріаломісткості продукції, підвищення 
фондовіддачі та іншим позитивним економічним явищам, а в кінцевому 
підсумку всі вони викликають зниження собівартості продукції і збільшення 
прибутку на підприємстві. 
Прискорення НТП призводить до вивільнення на підприємстві 
матеріальних, трудових і фінансових ресурсів. Як правило, це досягається за 
рахунок автоматизації виробництва та впровадження ресурсозберігаючої 
техніки і технології. 
Відомо що якість фармацевтичних препаратів   – це якість води на якій вони виготовлені. 
Тому водо підготовці на виробництві відведено дуже важливу роль. Комплекс очисних споруд 
забезпечує очищення води   починаючи від попередньої очистки (стадії очищення від заліза, 
фільтрації, пом’якшення, знесолення та знезараження в (ультрафіолетовому випромінюванні) і 
озонаторній установці до останньої стадії підготовки води для ін’єкцій на  установці зворотнього 
осмосу та дистиляційній установці FINN-AQUA.   
Крім води, що подається на очищення та підготовку для випуску 
готового продукту ін’єкцій та інфузій попередньо очищена вода 
використовується на промивання установки знезалізнення, промивання 
іонообмінних фільтрів та приготування регенераційного розчину, 
розпушування іонітів та промивання звротноосмотичної установки. 
Запропановане очищення  води озонуванням  буде успішно використовується впродовж 
багатьох років без яких-небудь негативних наслідків. Зі всіх існуючих методів обеззаражування  
води озонування вважається одним з найбільш ефективних, економних, швидких і безпечних. 
  
11.1 Дослідження ринку та забезпечення випуску продукції  
 
На сьогодні фармакологічне підприємство  є провідним виробником інфузійних розчинів 
не лише в Україні але і в СНД. Корпорація поставляє лікувально-профілактичним установам більше 
100 позицій інфузійних розчинів, оригінальних інфузійних препаратів, антибіотиків, антисептиків, 
препаратів для перентерального харчування, протитуберкульозних засобів. Асортимент продукції 
налічує більше 40 найменувань препаратів. Щорічно компанія випускає більше 60 міліонів 
одиниць продукції. 
Продукція корпорації представлена в Молдові, Казахстані, Таджикістані, Киргизтані, 
Туркменістані, Грузії, Італії, Канаді, В’єтнамі та інших країнах. Планується вихід на ринки Азіатсько-
тихоокеанського регіону, Африки і Південної Америки.  
Відділення по підготовці та очищенню води  для ін’єкцій та інфузій 
планується розмістити на території корпорації «Юрія-Фарм» що дозволить 
задовольнити потреби в знесоленій воді і знизити залежність від сторонніх 
підприємств та дасть змогу  постійно контролювати якість знесоленої води. 
З урахуванням всіх потреб для виробництва ін’єкцій та інфузій 
відділення підготовки води для ін’єкцій виробляє 500 м3/добу спеціально  
та підготовленої  та очищеної води  додатково. 
 
11.2. Маркетинг – план  
 
Сировиною для приготування води для фармакологічного 
підприємства є вода з центральної міської мережі  за ГОСТ 2874 - 82 та 
ДСанПІН 2.2.4-171-10. 
Орнаноліптичні показники: 
- запах при 20 град.    0 балів; 
- запах при 60 град.    0 балів; 
- смак  при 29 град.    0 балів; 
- кольоровість      10 градусів; 
- мутність      1,0 мг/дм3. 
Хімічні показники 
- сухий залишок      не більше 500 мг/дм3; 
- жорсткість (заг)     не більше 0,7 мг-екв/дм3; 
- лужність      не більше 1,0 мг-екв/дм3; 
- манган      не більше 0,1 мг-екв/дм3 
- залізо      не більше 0,1 мг-екв/дм3; 
- алюміній       не більше 0,1 мг-екв/дм3; 
- сульфати      100 – 150 мг/дм3; 
- хлориди      100 – 150 мг/дм3; 
- нітрати      не більше 10 мг/дм3; 
- колі-титр      0. 
Очищена вода служить основним джерелом для приготування 
розчинів інфузій та ін’єкцій для фармакологічного підприємства м.Черкаси. 
Збут продукції відбувається за схемою: 
Цех підготовки води     Відділення дистиляції      Споживач. 
 
 
11.3. Виробничий план підприємства 
 
Враховуючи досвід експлуатації систем підготовки води та вимоги :        
Вода очищена – вода якість якої відповідає вимогам СП-08.03-070 та  
вода для ін'єкцій – вода якість якої відповідає вимогам СП-08.03-069  
Технологічний процес отримання очищеної води для виробництва ін’єкцій та 
інфузій  складається із наступних стадій : 
- аерація води; 
- деферизація води; 
- фільтрація води; 
- пом’якшення води та очищення зворотнім осмосом; 
- знезараження озоном; 
- знезараження води Уф – випромінюванням. 
-   дистиляція води 
Отримана вода за своєю якістю перевищує вимоги Державної фармакопеї 
України (як приклад основний показник електропровідності за вимогами 
ДФУ складає 1,1 Мікро Сіменс, а у нас досягнуто рівня 0.4 – 0.6 Мікро 
Сіменс.) Система управління якістю яка діє з 2005 року гарантує постійний 
контроль якості сировини, субстанцій, матеріалів первинної упаковки, а 
також моніторинг параметрів виробництва – приготування води, повітря, 
стан приміщень та обладнання.  
Дотримання високих вимог, які висуваються до культури виробництва, 
жорсткої технологічної дисципліни, добросовісного виконання своїх 
обов’язків, гарантується системою підготовки, навчання, перепідготовки та 
атестації персоналу, впровадження загальної системи управління 
персоналом.  
Контроль якості напівпродуктів на стадіях виробництва та контроль 
готової продукції здійснюється в лабораторії, акредитованій в органах 
Держстандарту. Лабораторія та виробнича база не має рівних серед 
виробників інфузійних розчинів, а мікробіологічна лабораторія визнана 
кращою в Черкаській області. 
Приладова база складається з кращого обладнання та приладів провідних 
світових виробників Швейцарії, США та Німеччини, що дозволяє проводити 
як рутинні так і складні лабораторні дослідження за вимогами Європейської 
та Американської фармакопеї.  
 
 
11.3.1 Режим роботи цеху 
 
Цех підготовки питної води працює за режимом з безперервною 
робочою неділею в три зміни по 8 годин. Кількість бригад визначається за 
формулою: 
П = 24/tзм + 1,                                                (11.1) 
де tзм - тривалість зміни, годин. 
Отримуємо:  
П = 24/8 + 1=4 бригади. 
 
Тривалість оберту змін визначаємо за формулою: 
Т = Па,                                                    (11.2) 
де а - число робочих днів у зміні протягом тижня. 
Тоді: 
Т = 42 = 8 днів. 
 
Виходячи з отриманих розрахунків складаємо графік виходу бригад, 
який наведений у таблиці 11.1. 
 
Таблиця 11.1- Графік виходу бригад 
Бригади Числа місяця 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
1 А А - В В В В - С С С С - - А 
С С С С - - А А А А - В В В В 
2 В В В - С С С С - - А А А А - 
3  - А А А А - В В В В - С С С 
 4 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 
1 А А А - В В В В - С С С С - - 
- С С С с - - А А А А - В В В 
2 В В В В - С С С С - - А А А А 
 С - - А А А А - В В В В - С С 
3 
Буквами у графіку позначені А - перша зміна, час роботи з 7.00 до 
15.43 0 годин; В - друга зміна, час роботи з 15.30 до 24.00 годин; С - третя 
зміна, час роботи з 24.00 до 7.00 годин. 
 
11.3.2 Фонд часу роботи обладнання 
 
Календарний фонд - це максимально можливий фонд часу 
роботи обладнання на рік. Тобто: 
 
Рк = 36524 = 8760 годин. 
 
Номінальний фонд часу роботи обладнання в залежності від 
встановленого режиму виробництва визначається за формулою: 
 
Рд = 365пр,                                                            (11.3) 
де пр - кількість годин роботи обладнання на 
добу.  
Для встановленого режиму. 
Рд = 36524 = 8760 год. 
Ефективний фонд часу дорівнює дійсному фонду за мінусом 
технологічних зупинок на ремонт, який проводиться у робочий час і 
визначається за формулою: 
 
Fеф=FдТрем − То,                                             (11.4) 
де Трем - загальна тривалість зупинок обладнання по всіх видах 
ремонту протягом року, годин; 
То - тривалість зупинок технологічного характеру за рік, годин.  
Приймаємо Трем = 456 год., а То - 24 годин.  
Отримуємо: 
 
Реф= 8760 − 456 − 24=8280 годин. 
 
 
11.3.3 Розрахунок і побудова графіку ППР обладнання 
 
Згідно з ремонтними нормативами, які регламентують час роботи 
обладнання між ремонтами будуємо графік планово-попереджувальних 
ремонтів, враховуючи те, що за рік повинен проводитися один капітальний 
ремонт і декілька поточних. 
Отримані дані щодо часу роботи обладнання заносимо до таблиць 11.2 і 11.3. 
 
Таблиця 11.2 - Річний графік ППР обладнання цеху  
 
 Нормативи часу Умовні  
 роботи між позначення 
ремонту та їх Річна 
ремонтами/ час 
 виконання по тривалість 
зупинки на ремонт кварталам 
Найменування     
обладнання Кап.рем, Поточ.рем зупинок, годин 
годин. годин. 1 2 3 4 
Фільтри        
видалення 
133140 / 72 4380 / 24 Пт К 96 
заліза 
        
Градирня 17280 / 48 4380 / 24 Пт К 72 
Механічний        
фільтр 
8760 / 48 4380 / 24 К Пт 72 
 
 
 
 
Кінець таблиці 11.2 
Na - катіонітовий        
Фільтр 133140 / 72 4380 / 24 Пт к 96 
Зворотноосмо-        
тична установка 
17280 / 48 4380 / 24 К Пт 72 
Аніонітовий        
 
фільтр 8760 / 48 4380 / 24 Пт 
К 72 
Установка         
Знезараження  133140 / 72 4380 / 24 Пт К 96 
озоном 
Насоси 133140 / 72 4380 / 24 Пт   К 96 
Ємкісне 8760 / 48 4380 / 24 П  К  96 
обладнання т 
 
Таблиця 11.3 – Ефективний фонд часу роботи обладнання 
Затрати часу Дні Години 
365 8760 
Календарних днів 
Ремонт: -     
капітальний -   
15 360 
поточний - 
96 
технологічний  4  
345 82480  
Ефективний фонд робочого часу 1 
обладнання 
 
11.3.4 Розрахунок виробничої потужності 
Виробнича потужність цеху визначається продуктивністю основної 
дільниці, що визначається продуктивністю основного агрегату, а виробнича 
потужність виробництва - виробничою потужністю цеху. 
Для безперервного процесу розрахунок виробничої потужності 
проводиться за формулою: 
 
N = Q·n·Tеф  / Кв   ,                                                                               (11.5) 
де Q - продуктивність агрегату за годину;  
n - кількість агрегатів; 
Теф - ефективний фонд часу роботи обладнання;  
Кв - витратний коефіцієнт. 
 
N = 20,8·1·8280 / 1,1 = 156818,18 м3/рік. 
 
11.3.5 Розрахунок вартості основних фондів 
 
Далі проводимо розрахунок вартості основних фондів, до яких належать 
вартість будівель та вартість обладнання. Розрахунок вартості будівель 
наведено у таблиці 11.4. 
Таблиця11.4 — Розрахунок вартості будівель 
 
 Вартість буді- Вар- Вартість Вар-  
тість оздоблюваль- тість 
 вельних робіт, Повна 
Найменуван- грн. робіт, них робіт робіт. вартість. 
ня грн 
. за 1 м2 повної будівель, 
будівель 
1 м2, Сума, опале Елек. всього площі, грн. 
 ння , 
грн. грн. робо- грн. 
ти м3 
Виробничі 223 115603 0,8 0,67 1,47 7620,49 1163652,4 
Допоміжні 2 0,68 1,84 8 276415,84, 
192 1,16 
Побутові 1,76 2623,84 380312,64 
27379 0,44 
141 Загальна ва1р,3т2іс ть 4688,64 1820380,8 
2 
Розрахунок вартос3т7і о5б62ладнання приведений у таблиці 11.5. 
4 
 
 
Таблиця 11.5 - Розрахунок вартості обладнання 
 
Найменування Кіль Ціна за 15% Вартість з % Сума 
обладнання кість одиницю, витрат урахуван- амор амортиза-
грн. на ням тиза ції, грн 
монтаж монтажу ції 
1 2 3 4 5 6 7 
      
Градирня 
1 132700 19905 152605 15 22890,75 
      
Фільтр механічний 
1 18345 2751,75 21096,75 10 2109,68 
      
Катіонітовий 
фільтр 2 60462,5 18138,75 139063,75 10 13906,38 
Ємкість       
промивної 
2 20487 6146,1 47120,1 10 4712 
води 
      
Розчинник солі 
1 10581,9 1587,29 12169,19 15 1825,38 
      
Ємність очищеної 
води 1 12348,2 1852,23 14200,43 15 2130,06 
 
Вентиль запірний      
Б= 100мм  5 
26 847 3303,3 25325,3 1266,27 
Насос 4 3510 2106 16146 5 807,3 
Озонаторна       
установка 1 45680 6852 52532 10 5253,2 
Бактерицидна 1 24750 3712,5 28462,5 15 4269,4 
установка 
Насос високого 1 5580 837 6413 5 320,85 
тиску 
Вентиляційна 1 4340 651 4941 15 748,65 
установка 
Всього 520075,02  61239,92 
11.4 Штати і фонд заробітної плати персоналу  
 
11.4.1 Баланс часу роботи 
Баланс робочого часу визначає кількість днів, які повинен 
відпрацювати один середньосписочний робітник за рік в залежності від 
прийнятого у проекті режиму роботи цеху та тривалості робочої зміни. 
Для безперервних виробництв з 8-годинною робочою зміною баланс 
роботи часу одного робітника в днях за рік складає: 
1) Календарний фонд - 365 днів; 
2) Вихідні та святкові дні-91 день; 
3) Дійсний фонд часу роботи 274 дні; 
4) Неявки на роботу: 
- відпустка - 24 дні;  
- хвороба - 7 днів; 
- виконання державних обов'язків - 1 день; 
Разом невиходів - 32 дні; 
5) Ефективний фонд робочого часу одного робітника - 242 дні. 
Змінообіг становить 16 днів, тобто робітник працює 12 днів по 8 годин і 
має 4 вихідні. 
 
11.4.2 Визначення кількості працюючих 
 
Розрахунок кількості робітників проводиться за явочними списками. Для 
переходу від явочної до облікової кількості необхідно зіставити кількість днів 
роботи цеху з часом роботи окремого робітника за рік. 
При безперервній роботі цеху кількість днів роботи за рік становить 365 днів, 
баланс часу роботи одного робітника - 242 дні, коефіцієнт переходу від явочної до 
облікової кількості робітників становить: 
 
365:242 = 1,5. 
 
Різниця між обліковою і явочною кількістю робітників становить 
додаткову кількість для підміни в графіку змінності роботи та заміні при неявці в 
зв'язку з хворобою, відпусткою тощо. Порядок розрахунку кількості працюючих та 
фонду їх зарплати наводиться в таблиці 11.6 . 
 
 
11.4.3 Розрахунки фонду зарплати робітників 
 
Розрахунки фонду зарплати для робітників основних виробництв та 
допоміжних робітників наводяться окремо, тому що зарплата (з 
нарахуванням) робітників основних виробництв при калькуляції собівартості 
продукції включається в окрему статтю витрат, а допоміжних робітників в 
склад цехових витрат та витрат по утриманню та експлуатації обладнання. 
При цьому допоміжні робітники розподіляються на групи: 
- робітники по обслуговуванню технологічного процесу (КВПіА, 
лаборанти) - зарплата цієї групи включається в кошторис цехових витрат; 
- робітники по  нагляду за технологічним обладнанням (ремонтні 
бригади, чергові слюсарі, електрики, налагоджувальники, зарплата їх 
включається в кошторис витрат по утриманню та експлуатації обладнання); 
- робітники по поточному ремонту технологічного обладнання 
(ремонтні бригади по здійсненню поточних ремонтів самими цехами) -
зарплата включається в склад витрат по поточному ремонту обладнання 
окремо не враховується. 
Розрахунки фонду заробітної плати робітників проводяться на 
основі діючих тарифних умов, чисельності основних і допоміжних 
робітників та фонду часу. Результати розрахунків наведено в таблиці 11.6. 
 
Таблиця 11.6 - Розрахунки чисельності робітників та фонду заробітної плати. 
№ Найменування Чи- р Тарифн Доплат Загальни Річний 
професії сел о а ставка а за й Ф.О.П. фонд 
ь (погоди роботу в місяць, оплати 
3 
ніс -нна), в нічну, грн праці, грн 
ть р грн грн 
1 2 3 4 5 6 7 8 
1 Оператор 3 я4  7,74 0,59 11600 139200 
водопідготовки 
д 
2 Апаратник 3 3 6,47 0,48 10200 122400 
3 Лаборант хімічного 3 3 4,97 0,59 9400 112800 
аналізу 
4 Слюсар 3 5 5,74 0,51 9200 110400 
5 Черговий електрик 3 4 5,74 0,51 9200 110400 
6 Майстер 3  7 0,63 9600 115200 
 Всього 27     710400 
 
Розрахунки фонду заробітної плати адміністративного персоналу 
проводяться на основі діючих тарифних умов та фонду часу. Результати 
розрахунків наведено в таблиці 11.7. 
Таблиця 11.7 - Розрахунок штату і фонду заробітної плати 
адміністративного персоналу 
 
Посада Катего- Чисель Посадо Річний Додатко Разом 
рія пра- ність вий фонд ва річний фонд 
цівників оклад зарплат зарплата зарплати, 
и, , 
грн. 
грн. грн. 
1 2 3 4 5 6 7 
Начальник       
цеху 
ІТП 1 13200 158400 7800 109440 
 
 
 
Кінець таблиці 11.7 
1 2 3 4 5 6 7 
       
Механік ІТП 1 12800 153600 5500 219600 
Інженер-       
хімік 
ІТП 1 12400 148800 4300 200400 
Інженер-       
мікробіолог 
ІТП 1 12400 148800 4300 200400 
Всього 1440240 
 
 
11.5 Розрахунок собівартості продукції 
 
Розрахунки собівартості виробництва включають: 
1. Вивчення річної потреби в сировині, матеріалах, енергії; 
2. Розрахунки вартості електроенергії, води та пари; 
3. Розрахунки вартості обладнання та амортизаційних витрат; 
4. Кошторис цехових витрат основних виробничих цехів; 
5. Кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання; 
6. Складання калькуляції собівартості виробництва продукції та 
визначення її ціни. 
 
11.5.1 Розрахунок вартості електроенергії, води та пари 
 
Розрахунки проводяться у відповідності з встановленими в 
технологічній частиш нормами витрат сировини, матеріалів, палива, енергії 
та у відповідності з прийнятим обсягом виробництва. Закупівельні ціни 
взяті за даними підприємства. 
Потреби в силовій енергії розраховуємо за формулою: 
Есил =N∙Т∙К∙КФ,                                               (11.6) 
де N — потужність використовуємого обладнання, кВт; 
Т - час роботи обладнання, год/рік; 
К - коефіцієнт навантаження обладнання за потужністю, К=0,7; 
Кф - коефіцієнт, який враховує косинус фі, Кф=0,95. 
 
Есил= 75·8280·0,7·0,95 = 412965 кВт/год. 
 
Потреба в електроенергії для освітлення визначаються за формулою : 
 
Еосв. = (Т∙S∙а∙К∙1,02∙1,05) / 1000,                                   (11.7) 
де Т - період штучного освітлення в годинах в залежності від району 
розміщення установи становить 3000 год;  
S - площа освітлення; 
а - потужність світильників на 1 м2 поверхні (8 - 15 Вт);  
1,02 - коефіцієнт, який враховує втрати в мережах;  
1,05 - коефіцієнт чергового освітлення. 
Еосв. = (3000·324∙8∙0,8∙1,02∙1,05)/1000 = 6662,5 кВт. 
 
Загальні потреби в електроенергії визначаються за формулою: 
 
Е = Есил + Еосв                                                  (11.8) 
Е = 412965 + 6662,5 = 413627,5 кВт/рік. 
Ціна за 1 кВт/год складає 0,7 грн. 
Вос = Е∙Ц = 413627,5∙0,7 = 289539,25 грн/рік. 
 
Витрати на опалення розраховуються в залежності від опалюємої виробничої 
площі та вартості, ціни за 1 м2 опалюваної площі: 
 
Воп = S∙Ц,                                                       (11.9) 
 
де S — опалюєма виробнича площа, м2; 
Ц - оплата за 1 м2 площі в сезон опалення. 
Сім місяців з періоду року припадає на сезон опалення. 
 
Воп = 1012∙7,85=7944,2 грн. 
 
Витрати на опалення становлять 7944,2 грн. 
 
11.5.2 Розрахунок амортизаційних відрахувань 
 
Розрахунок амортизації виконується лише від вартості будівель та 
обладнання, які відносяться до основного виробництва. Розрахунок 
амортизації приведено у таблиці 11.8. 
 
Таблиця 11.8 - Амортизація обладнання, будівель і споруд 
 
Перелік основних Вартість осн. Норма Сума амортизації, 
фондів фондів, грн аморт.,% грн. 
Виробничі будівлі 1820380,8 5 91019,04 
Обладнання 15 
520075,02 78011,25 
Всього   169030,29 
 
 
 
 
11.5.3 Кошторис цехових витрат 
 
Кошторис цехових витрат складається на основі попередніх 
розрахунків та заноситься у таблицю 11.9. 
 
Таблиця 11.9 - Цехові витрати 
 
№ Статті витрат Сума, Примітки 
грн 
1 2 3 4 
1 Заробітна плата цехового 1440240  
персоналу 
2 Відрахування на страхування та  289350 37,5% від фонду 
нарахування на заробітну плату заробітної плати 
3 Утримання виробничих будівель та 91019,04 5-7% від їх 
споруд вартості 
4 Поточний ремонт виробничих 36407,62 2-3% від їх 
вартості 
будівель 
5. Амортизація виробничих будівель 91019,04  
6. Витрати на охорону праці 
5123,60 
Разом по ст.1-6 1953159,3  
7. Зношування малоцінного 19531,593 10-15% від суми 
інвентарю, витрати на досліди та витрат по ст.1-6 
ін. 
Разом цехових витрат 1972690,8  
 
11.5.4 Кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання 
 
Кошторис складається на основі попередніх розрахунків та заноситься 
у таблицю 11.10. 
Таблиця 11.10 - Утримання та експлуатація обладнання 
 
№ Статті витрат Сума, грн Примітки 
1 Утримання і витрати:   
а)зарплата робітників по нагляду і   
обслуговуванню обладнання 324000 з табл.11.6 
б)відрахування на соц. страхування 121500 37,5% від ЗП 
в)допоміжні матеріали 156082,51 30% від варт. 
обладнання 
 Разом: 601582,51  
2 Поточний ремонт обладнання і тр. засобів:   
а)зарплата робітників по ремонту 252000  
б)нарахування на зарплату 94500 37,5% від 2а 
в)послуги РМУ, зап. деталі тощо 15602,25 3% варт, 
облад 
 Разом: 362102,25  
3 Амортизація виробничого обладнання та   
апаратури 61239,92 табл.. 11.5 
 Разом по кошторису 1024924,68  
 
 
11.5.5 Калькуляція собівартості продукції 
 
Розрахунки витрат на виробництво продукції використовуються на весь 
обсяг продукції підприємства по статтях калькуляції. Калькуляція собівартості 
заноситься в таблицю 11.11. 
 
 
 
 
Таблиця 11.11 - Калькуляція собівартості очищеної води 
Статті витрат Од. Ціна за Витрати на добову Витрати на 
 вимі один., продуктивність, т одиницю (1 м3) 
 ру грн Кільк. Сума, грн Кількість Сума, грн 
1.Сировина :        
Вода артезіанська т. 15,0 67,61 1014,15 1,35 20,86 
Сіль поварена т. 1426,7 0,09 128,4 0,093 132,25 
Вода промивна т. 23,0 0,78 17,9 0,78 17,9 
2. Матеріали:       
Катіоніт Levatit S 
      
1467 Na 
т. 12000 0,55 6600 0,0005 6 
Бірм 
т. 6667 1,4 9333,8 0,001 6,66 
КварцВосвьиойг оп і:с ок    17173  187,61 
3. Енергозатрати кВт 4,70 1253 877,1 1,04 50,73 
т. 1575 3 78,7 0,0025 3,94 
Електроенергія 
4. Теплова енергія Гкал 78,35 105,18 82450 ,85 0,088 6,87 
Всього по ст. 1-4    26290,95  24,2 
5. Заробітна плата грн   5404,63258 1 960,6606 
6. Відрахування на грн   838,69 1 0,83 
соц. страхування 
7. Експлуатація грн   2970,8 1 2,48 
обладнання 
8. Цехові витрати грн   4095,57 1 3,41 
9 Разом цехова грн   59432,53 1 1238,65 
собівартість 
 
Собівартість підготовленої та очищеної води для фармакологічного 
підприємства за 1 м3  склала 1238 гривень 65 копійок, тобто собівартість 
1дм3   складе 1,23 грн.