Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологии и организация промышленного производства наносорбентов и устройств на их основе для получения микробиологически чистых растворов биомедицинского назначения и для пищевой индустрии

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.527.12.9010
Организация
ИФПМ СО РАН
Руководитель работ
Псахье Сергей Григорьевич
Продолжительность работ
2007 - 2009, 25 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Внебюджетные средства
90 млн

Создание технологии производства композиционных листовых сорбентов на основе нанокристаллических волокон для получения микробиологически чистых водных растворов требуемого качества биомедицинского назначения и для пищевой индустрии, коммерциализация и организация производства фильтровальных систем различной производительности на их основе.

Соисполнители

Организация
Ассоциация "АСПЕКТ"
Организация
ЗАО "ТРЦК"
Организация
ООО "ТИЭМ"

Этапы проекта

1
27.09.2007 - 30.11.2007
Проведение патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследова-ния».
Оформление заявки на изобретение;
Выполнение работ по переводу международной заяв-ки для получения патентов в странах Евросоюза, Юго-Восточной Азии и др. в национальную фазу.
Анализ вариантов разработки технологических про-цессов (ТП) и технологических операций (ТО). Изго-товление макетов для разработки технологических процессов производства: модернизированная линия для изготовления опытных партий листового сорбен-та; экспериментальные участки производства кар-триджей и установок для очистки водных растворов.
Анализ возможности применения освоенных произ-водством составных частей ТП, в том числе типовых и групповых. Расчет показателей технологичности вариантов ТО и выбор вариантов для дальнейшей разработки. Выявление необходимого для производ-ства листового сорбента нового оборудования (обос-нование разработки или приобретения).
Разработка предварительного проекта автоматизиро-ванной линии для производства листового сорбента.
Выбор средств и методов контроля (испытаний, ана-лиза, измерений). Изготовление и испытания образ-цов нановолокон, листового сорбента, картриджей, устройств для очистки водных растворов.
Разработка предварительной технологической доку-ментации (ТД), программы и методики (ПМ) иссле-довательских испытаний экспериментальной партии листового сорбента, картриджей и установок для очистки растворов.
Проведение исследовательских испытаний листового сорбента, картриджей и установок для очистки рас-творов.
Оформление пояснительной записки.
Развернуть
2
01.12.2007 - 31.12.2007
Изготовлены макеты для разработки технологических процессов производства: линия для изготовления опытных партий листового сорбента, экспериментальные участки производства картриджей и установок для очистки водных растворов.
2. Разработан предварительный проект производства листового сорбента, картрид-жей и установок для очистки водных растворов и эскизный проект автоматизированной линии для производства листового сорбента.
3. Проведены исследовательские испытания листового сорбента, картриджей и ус-тановок для очистки водных растворов, в т.ч. медицинские и микробиологические иссле-дования.
4. Проведены развернутые маркетинговые исследования и разработан бизнес-план, включающий сквозной сетевой график выполнения проекта в целом.
5. Разработана проектно-сметная документация на строительство инженерно-технологического корпуса, выполнен проект фундамента и инженерных коммуникаций под линию для производства листового сорбента, картриджей и устройств для очистки водных растворов.
6. Проведена технологическая подготовка производства для изготовления опытной партии продукции: приобретены комплектующие для изготовления опытной партии уста-новок для очистки водных растворов; приобретено технологическое оборудование линии для изготовления опытных партий листового сорбента.
7. Проведены строительно-монтажные работы по подготовке производства: выпол-нен фундамент и инженерные коммуникации под технологическое оборудование.
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.08.2008
АННОТАЦИЯ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ
по 3 этапу "Разработка технологической документации с литерой "О"
госконтракт от 27.09.2007 г. № 02.527.12.9010
"Разработка технологии и организация промышленного производства наносорбен-тов и устройств на их основе для получения микробиологически чистых растворов биоме-дицинского назначения и для пищевой индустрии"


При выполнении 3 этапа государственного контракта от 27.09.2007 г. № 02.527.12.9010 ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям разви-тия науки и техники на 2006-2012 годы", в соответствии с технических заданием и кален-дарным планом, была разработана технологическая документация производства листового сорбента, картриджей и установок для очистки водных растворов, в том числе выполнены следующие работы.
Разработаны Программы-методики испытаний, Технические условия и Эксплуата-ционная документация на листовой сорбент, фильтрующие картриджи и комплексы для очистки водных растворов, с учетом требований, предъявляемых в медицине и пищевой промышленности.
Разработаны и изготовлены макеты: системы контроля качества листового сорбен-та; модуля производства суспензии нановолокон оксигидроксидных фаз алюминия для линии листового сорбента; испытательного стенда для производства комплексов для очи-стки водных растворов; несерийного оборудования для производства фильтрующих кар-триджей (пресс, дозатор герметика, стерилизатор, устройство загрузки, испытательный стенд). Изготовлены макеты узлов гидролиза и пропитки автоматизированной линии лис-тового сорбента. Разработана автоматизированная линия производства листового сорбен-та. На данных макетах отработаны технологические режимы изготовления листового сор-бента, картриджей и комплексов для очистки водных растворов, определены параметры необходимые для разработки спецификаций на производственной оборудование.
Разработана технологическая документация с литерой "О" на производство листо-вого сорбента, фильтрующих картриджей и комплексов для очистки водных растворов.
Выпущены опытные партии листового сорбента, фильтрующих картриджей и ком-плексов и проведены их исследовательские испытания.
Проведены патентные исследования по листовым сорбентам на основе разного ти-па нановолокон, фильтрующим картриджам и комплексам.
За счет внебюджетных средств выполнены работы по патентованию способа полу-чения листового сорбента в странах Евросоюза, Китая, Вьетнама, Индии, Сингапура, США, Израиля, СНГ и Украины. Поданы заявки на получение охранных документов в РФ: на изобретение способа изготовления листового сорбента, и на полезную модель ус-тановки водоочистки. Выполнены работы по регистрации товарного знака "AquaVallis".
Разработаны и изготовлены демонстрационные стенды и демонстрационные образ-цы продукции, представленные на специализированных выставках. Изготовлены и испы-таны в реальных условиях эксплуатации опытные партии картриджей и комплексов для очистки водных растворов.
Выполнены строительно-монтажные работы по подготовке участка под монтаж ав-томатизированной линии листового сорбента.
Разработаны и изготовлены демонстрационные стенды и демонстрационные образ-цы продукции, представленные на специализированных выставках.

Руководитель работы,
директор ИФПМ СО РАН
профессор С.Г. Псахье
Развернуть
4
01.09.2008 - 31.12.2008
1. Наименование разрабатываемой научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1.1. Композиционный листовой сорбент на основе нановолокон;
1.2. Сменные фильтрующие картриджи;
1.3. Комплексы очистки водных растворов от микробиологических загрязнений.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий / методов и результатов исследований) с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям технического задания.
Проведена корректировка разработанных на прошлом этапе Программ-методик испытаний, Технических условий и Эксплуатационной документации на листовой сорбент, с учетом результатов опытно-технологических работ полученных на автоматизированной линии производства листового сорбента. Выявлен ряд новых показателей, влияющих на качество листового сорбента; разработаны, добавлены в соответствующие разделы программ-методик и технических условий, а также апробированы методики испытаний сорбента по данным показателям.
Изготовлен макет автоматизированной линии производства листового сорбента. В результате испытаний макета сформулированы предложения по корректировке конструкторской документации на отдельные узлы линии в целях повышения технологичности и качества продукции.
Проведена корректировка технологической документации по результатам опытно-технологических работ, полученных на автоматизированной линии производства листового сорбента. Разработанной технологической документации присвоена литера "О1".
Система контроля качества производства листового сорбента в части операционного контроля была подвергнута существенной корректировке. Технологическое оборудование оснащено системой активных датчиков с записью всех измеряемых параметров в протоколе операционного контроля.
Осуществлен выпуск опытных партий листового сорбента и проведены их исследовательские испытания; показана возможность регенерации листового сорбента по исчерпанию сорбционной емкости.
За счет средств внебюджетных источников проведены дополнительные исследования рынка материалов и устройств для очистки воды от микробиологических загрязнений, по результатам которых актуализирован бизнес-план проекта. За отчетный период продукция проекта представлена на 4 международных и 2 российских выставках и форумах.
Выполнены работы по патентованию в РФ одного изобретения на способ фильтрования и патентованию 2-х полезных моделей фильтрующих картриджей на основе листового сорбента. Оплачена патентная пошлина за экспертизу международной заявки на способ изготовления листового сорбента в Сингапуре и получен патент Украины на данное изобретение.
Приобретено, смонтировано и запущено на площадях инициатора проекта технологическое оборудование – блок приготовления суспензии нановолокон оксигидроксидных фаз алюминия для автоматизированной линии листового сорбента.
Для размещения серийного производства листовых сорбентов и устройств для очистки водных растворов на их основе инициатором проекта приобретены соответствующие производственные помещения с готовыми инженерными коммуникациями. В конце 1-го квартала 2009 года помещения будут полностью готовы для размещения закупаемого технологического оборудования серийного производства продукции.
Выпущены опытные партии продукции и проведены их испытания в реальных условиях. По результатам испытаний уточнены эксплуатационные характеристики сменных фильтрующих картриджей и установок для очистки водных растворов. Соответствующие корректировки в эксплуатационную документацию будут внесены на следующем этапе работы.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Новые результаты получены в процессе исследования способов создания композиционного материала на основе нановолокон оксигидроксида алюминия путем прессования в лист смеси гранул сверхвысокомолекулярного полиэтилена с нанопорошком алюмонитридной композиции и последующего его гидролиза. Эти результаты отражены в заявке на изобретение №2008141552 от 20.10.2008.
С технологической точки зрения новым решением явилось осуществление гидролиза нановолокон на листе сорбента за 30 сек – более чем в 80 раз быстрее, чем в первоначальном опытном варианте установки.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
На отчетном этапе работа была сосредоточена на преодолении технологической проблемы, связанной с неоднородностью распределения частиц наноразмерной фазы по поверхности листового сорбента, возникшей при масштабировании производственных процессов. Достичь требуемых техническим заданием показателей эффективности листового сорбента удалось за счет комплекса технологических приемов. Также, на отчетном этапе был опробован простой и эффективный способ регенерации сменных фильтрующих картриджей.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
2.4.1. Заявка на ПМ №2008136514 от 10.09.2008 Картридж для очистки жидкости (варианты)
2.4.2. Заявка на ПМ №2008139807 от 07.10.2008 "Картридж для очистки жидкости (варианты)
2.4.3. Заявка на изобретение №2008141552 от 20.10.2008 "Фильтрующий материал, многослойный фильтрующий элемент и способ изготовления многослойного фильтрующего элемента (варианты)"
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция).
3.1.1. Листовой сорбент предназначен для изготовления сменных фильтрующих картриджей для очистки водных растворов от микробиологических загрязнений с эффективностью 99,999999-100%, а также коллоидных частиц.
3.1.2. Сменные фильтрующие картриджи намоточного типа (типоразмеров 5, 10 и 20 дюймов и производительностью 125, 250 и 500 л/час) предназначены для использование в составе стационарных и полевых комплексов и устройств для очистки воды и водных растворов. Картриджи дискового типа (типоразмер 3 дюйма, производительность 1,5 л/мин) предназначены для использования в составе бытовых фильтров кувшинного типа.
3.1.3. Комплексы и модули предназначены для очистки воды от микробиологических загрязнений на предприятиях медицинской, пищевой и фармацевтической промышленности, на пищеблоках учреждений образования и общественного питания, в бытовых и полевых условиях.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Опытные партии продукции (сменные фильтрующие картриджи, комплексы водоочистки) поставляются российским и зарубежным заказчикам. В том числе, на отчетном этапе, комплексы водоочистки установлены на пищеблоки в 3-х учреждений образования Томской области, опытная партия сменных фильтрующих картриджей в количестве 1000 шт. поставлена в Словению. Проведены переговоры о поставке продукции в 2009 году швейцарской компании Sankom S.A. (сменные фильтрующие элементы дискового типа и мобильные комплексы водоочистки), казахской компании "Зеленый век" (комплексы водоочистки производительностью 125, 250 и 500 л/час), польской компании Formaster (листовой сорбент). Планируемый в 2009 году объем продаж продукции составляет более 60 млн.руб.
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на развитие науки, техники, экономики и социальной сферы России.
Для предприятий пищевой промышленности, медицины и фармацевтической промышленности разрабатываемые материалы и устройства являются экономичным и эффективным способом обеззараживания воды и водных растворов. Их применение в производстве позволит без существенных затрат повысить качество производимой продукции пищевого и медицинского назначения и срок ее хранения. Для населения, разрабатываемые устройства позволят получать доступную по цене безопасную по качеству питьевую воду. Использование разрабатываемых материалов и устройств в учреждениях образования Томской области позволит повысить уровень эпидемиологической безопасности в стране.

4. Выводы
Работы по 4 этапу государственного контракта от 27.09.2007 г. №02.527.12.9010 ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2006-2012 годы", выполнены в полном объеме и в соответствии с технических заданием и календарным планом.
Развернуть
5
01.01.2009 - 31.08.2009
Разработан и изготовлен макет нестандартного оборудования для оснащения участка приготовления суспензии нановолокон неорганических ма-териалов для линии производства листового сорбента.Изготовлен макет узла пропитки листового материала нановолокнами неорганических материалов для автоматизированной линии производства листового сорбента.Разработан и изготовлен макет системы контроля качества фильтрующих картриджей.Скорректирована ТД на производство фильтрующих картриджей с присвоением литеры «О1». Осуществлён выпуск опытных партий и проведены исследовательские испытания фильтрующих картриджей. Проведены предварительные испытания фильтрующих картриджей для очистки водных растворов. Выпущена опытная партия листового сорбента, фильтрующих картриджей и комплексов для очистки водных растворов, изготовленных по ТД с литерой «О1
Развернуть
6
01.09.2009 - 31.10.2009
По результатам испытаний проведена корректировка программы-методики испытаний, технических условий и эксплуатационной документации на комплексы для очистки воды и водных растворов.Разработана, изготовлена и запущена экспериментальная установка (макет) системы контроля качества комплексов.Проведена корректировка технологической документации (ТД) на производство комплексов с присвоением литеры "О1".Выпущена опытная партия комплексов для очистки водных растворов и проведены ее предварительные испытания.Проведены государственные приемочные испытания листового сорбента, фильтрующих картриджей и комплексов для очистки водных растворов изготовленных по ТД с литерой «А».Выполнена оценка рыночной стоимости интеллектуальной собственности, созданной в ходе выполнения контракта.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.7 Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по тематике, предлагаемой бизнес-сообществом
Тема
Разработка технологии и организация промышленного производства наносорбентов и устройств на их основе для получения микробиологически чистых растворов биомедицинского назначения и для пищевой индустрии.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 25 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Количество заявок
1
Тема
Синтез, реакционная способность неорганических соединений в ультрадисперсном состоянии и получение из них сорбентов и катализаторов многофункционального назначения.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологии глубокой переработки тыквы для получения продуктов пищевого назначения.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 19 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Количество заявок
5
Тема
Разработка технологии производства высокомолекулярного кремнийорганического реагента для комплексной очистки водных растворов в пищевой промышленности.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 17 мес.
Бюджетные средства
62 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологии и создание производства нового класса антисептических материалов различного назначения на основе кристаллических сорбентов нитридов металлов.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1