Особенности производства и условия труда в микробиологической промышленности

Основой микробиологической промышленности является биотехнология. Современная биотехнология включает такие важные направления научно-технического прогресса, как микробиологический синтез в его широком понимании, генную и клеточную инженерию, инженерную энзимологию, техническую микробиологию и прикладную биохимию.

Если микробиологическая промышленность в начале своего становления была представлена лишь производствами, выпускающими гидролизные дрожжи и антибиотики, то в настоящее время на ее крупнотоннажных предприятиях освоен выпуск витаминных и ферментных препаратов, антибиотиков кормового назначения, микробиологических средств защиты растений, кормового белка из непищевого сырья (парафинов, газа, спиртов, водорода и др.), бактериальных удобрений и другой продукции для нужд народного хозяйства.

Особенностью предприятий микробиологической промышленности является использование микроорганизмов-продуцентов (дрожжи и дрожжеподобные грибы, бактерии, актиномицеты и др.).

Технический процесс основных производств микробиологического синтеза (производство антибиотиков, кормового белка, ферментов и др.) характеризуется периодичностью и состоит из следующих основных этапов:

1. приготовление посевного материала и питательной среды;

2. ферментизация – выращивание и культивирование микроорганизмов на питательной среде;

3. сепарирование или фильтрация культуральной жидкости;

4. выделение и очистка необходимого продукта из нативного раствора;

5. сушка;

6. фасовка и упаковка готового продукта.

Основными видами технологического оборудования предприятий микробиологического синтеза являются: ферментеры (емкостью от 200 л до 500 – 990 м3); сепараторы, реакторы для концентрации и выделения необходимого препарата и очистки его; фильтр-прессы периодического действия; сушильные установки; фасовочные автоматы.

Характер труда рабочих основных цехов биотехнологических производств сводится к наблюдению за технологическим процессом (в операторных ферментации, сепарации, выпарки, сушки) по обеспечению соблюдения технологического режима, а также в подготовке аппаратов к работе.

Наряду с чисто операторским трудом имеется ряд ручных операций, таких, как отбор проб на анализ, очистка внутренней поверхности аппаратов, разборка, сборка и мойка сепараторов, фильтр-прессов и т. д.

Перечисленные операции сопровождаются поступлением в воздушную среду рабочих помещений микроорганизмов-продуцентов, а также высоко дисперсной пыли продуктов и препаратов биотехнологии. Состав микрофлоры, загрязняющей производственную среду, зависит в основном от вида производства. Так, в производстве антибиотиков определяются значительные концентрации грибов-актиномицетов; при получении ферментных препаратов – плесневые грибы аспергиллы, в производстве кормовых дрожжей - дрожжеподобные грибы рода кандида.

Наибольший контакт с мелкодисперсной пылью пенициллина, тетрациклина, стрептомицина и других продуктов микробиологического синтеза имеют рабочие в цехах сушки и фасовки. Так, например в производстве тетрациклина были отмечены его концентрации в воздухе рабочей зоны при загрузке и выгрузке калориферной сушилки, сит и смесителей, фасовке антибиотика в пределах от 0,03 до 150 мг/м3. (Наиболее высокие концентрации – 120 – 150 мг/м3 определялись во время ручной загрузки сит и смесителей.) При упаковке кормового белка (БВК) обнаруживались концентрации пыли от 1,5 до 10 мг/м3 (при ПДК 0,1 мг/м3).

В производственных помещениях предприятии с поверхностным способом культивирования ферментных препаратов обнаруживались десятки, а в некоторых случаях сотни спор продуцента грибов аспергиллы, в то время как при глубинном культивировании количество спор не превышало 20 – 35 в 1 м3.

Основными источниками загрязнения производственной среды грибами-продуцентами при получении кормовых дрожжей являются сепараторные отделения.

Нарушение технологического режима (ценообразование в процессе сепарации, забивание сепараторов биомассой и т. д.) приводит к выплескиванию дрожжевой суспензии из сепараторов, сборников, что ведет к интенсивному загрязнению оборудования и воздуха рабочей зоны.

При таких аварийных ситуациях концентрация аэрозоля дрожжевой суспензии в воздухе рабочей зоны может возрасти в 5 – 10 раз.

От степени загрязнения микроорганизмами воздушной среды зависит и уровень обсемененности ими спецодежды. Наиболее сильно загрязняется спецодежда аппаратчиков отделения сепарации и выращивания дрожжевой биомассы.

Необходимо отметить, что загрязнение воздушной среды рабочей зоны производственных помещений происходит также через открытые фрамуги при проветривании помещений, через систему вентиляции или неплотности в конструкции зданий за счет выбросов из промышленных ферментеров и сепарационных отделений.

Таким образом, рабочие помещения условно можно разделить на 2 группы – помещения, имеющие неорганизованные воздушные выбросы (ферментация, сепарация) и не имеющие собственного источника выбросов микроорганизмов из технологического процесса (выпарка, сушка, упаковка и др.).

Основными причинами, приводящими к контакту человека с биологическими загрязнениями в ходе производственной деятельности при получении продуктов биосинтеза могут быть:

· отсутствие или техническое несовершенство инженерных систем обработки всех материальных потоков – потенциальных носителей профессиональных вредностей и в первую очередь технологических выбросов (воздух, стоки), а также ведение технологического процесса без строгого соблюдения утвержденных регламентов;

· негерметичность используемого технологического оборудования, трубопроводов и арматуры;

· генерирование аэрозолей биологически активных частиц некоторыми видами применяемого оборудования (центрифуги, сепараторы, высокоскоростные помольные устройства, смесители, флотаторы, сушильные установки распылительного типа и др.);

· открытые операции с микроорганизмами;

· аварийные и ремонтные работы.

В производствах микробиологического синтеза имеют место и другие неблагоприятные факторы производственной среды. Так, в теплый период года в отделениях чистой культуры, выпарки и в цехе сепарации температура воздуха достигает 28,5 °С. Неблагоприятный температурный режим на этих участках усугубляется повышенной относительной влажностью, достигающей в отдельных случаях 80 – 90 %, что связано с испарением воды с открытых поверхностей лотков, моечных аппаратов и разбрызгивателей водных суспензий.

Наряду с загрязнением производственных помещений микроорганизмами-продуцентами, пылью готовых препаратов имеется и наличие некоторых других неблагоприятных факторов. Одним из ведущих среди них является высокий уровень шума, что может усугублять специфическую патологию.

Источниками шума в отделениях ферментации являются трубовоздуходувки, обеспечивающие аэрацию ферментеров. Высокочастотный аэродинамический шум превышает допустимые уровни от 4 до 14 дБ.

Источниками шума в отделении сепарации являются сепараторы. Максимальные уровни звукового давления приходятся на октавные полосы со среднегеометрическими частотами 1000 – 4000 Гц. Шум превышает допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот 1000 Гц на 4 – 9 дБ, 2000 Гц на 3 – 6 дБ и 4000 Гц на 2 – 4 дБ. На рабочих площадках вакуум-выпарных установок превышение допустимых уровней шума отмечается в октавных полосах частот 1000 – 4000 Гц на 4 – 8 дБ.

Таким образом, на рабочих, занятых на предприятиях микробиологического синтеза, возможно сочетанное воздействие неблагоприятных факторов производственной среды, таких как микроорганизмы-продуценты, высокий уровень шума, повышенная температура и влажность воздуха рабочих помещений, химические вещества и ряд других. Сопутствующие факторы могут потенцировать и усугублять воздействие ведущих и прежде всего биологического, что необходимо учитывать как при оценке условий труда, так и при изучении состояния здоровья рабочих и анализе заболеваемости.