Технико-экономическое обоснование производства упаковки на основе биополимеров

Введение ………………………..………………..………………………………..4
1 Сущность предлагаемого проекта ……………………………………...……..6
1.1 Описание нового образца, потребителей и рынка сбыта ….…...…....6
1.2 Оценка конкурентов и SWOT-анализ продукта…... ……….……….12
1.3 Маркетинговая поддержка проекта………………….……….……... 13
2 План производства ……………………………………………………………15
2.1 Технологическое оборудование, необходимое для производства запланированного объема товара, технологическая схема и стоимость оборудования ……………………………………………………..………15
2.2 Расчет потребления энергии, сырья и материалов …………………22
2.3 Организационная структура производства ………...……………….23
3 Календарное планирование проекта …………………………………………25
3.1 Жизненный цикл и участники проекта ……….……………………..25
3.2 Дерево целей проекта ……………………….……………………...26
3.3 Иерархическая структура разбиения работ WBS и организационная структура исполнителей (OBS), матрица ответственности ….…....….27
3.4 Сетевая модель и диаграмма предшествования проекта ………...29
3.5 Сетевой график проекта методами критического пути и PERT…...31
3.6 Диаграмма Ганта ……………………………………….…...………..33
4 Расчет точки безубыточности проекта……………………………………….35
5 Экономическое обоснование проекта………………………...……………...44
6 Анализ рисков инвестиционных проектов………………….………………..54
Заключение……………………………………….....……………………………59
Стандартизация ………………………………………………...………………..61
Список использованных источников ………………………………,,,………...62
Приложение А «Жизненный цикл проекта»……..………………………...65
Приложение Б «Описание участников проекта и матрица ответственности»……………………………………………………………...…66

Весь текст будет доступен после покупки

С уверенностью можно сказать, что каждый второй предмет, который мы держим в руках, состоит из полимера. С каждым годом численность населения растет, а с этим и увеличивается количество мусора на земле, пищевых и бытовых отходов и т.д. Среднестатистический человек в год производит около 50 килограммов пластиковых отходов, которые в дальнейшем никак не будут перерабатываться, а лишь складироваться на полигонах или разлагаться в природе. Уже на протяжении 30 лет люди осознают, что есть огромная потребность в материалах, которые могли бы сами утилизироваться и обладать такими же свойствами, как и привычный нам всем пластик, который разлагается как минимум сто лет и, конечно же, оставляет после себя вредные продукты распада [1].
Биоразлагаемые или биодеградируемые полимеры стали решением этой проблемы. Такие вещества разлагаются в окружающей среде под действием микроорганизмов (бактерий и грибков) и физических факторов. Полимер может считаться биоразлагаемым, если вся его масса разлагается в почве или воде за шесть месяцев. Биополимеры полностью состоят из возобновляемого сырья, а продуктами их разложения обычно являются CO2 и вода.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Сущность предлагаемого проекта
1.1 Описание нового образца, потребителей и рынка сбыта
Описание образца
Мы собираемся создавать компостируемые биоматериалы на основе термопластичного крахмала, сорбита, глицерина и полилактида.
Крахмал – высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (полисахарид), которые накапливаются в процессе функционирования растений в их клубнях, семенах, стеблях и листьях.
Обычно получают его из картофеля, кукурузы, пшеницы, риса.
Выбор крахмала в качестве матрицы или основы для создания композитных полимерных материалов обусловлен рядом причин:
– доступность;
– наличие свойств, которых не хватает синтетическим полимерам (повышенная гидрофильность, устойчивость к воздействию органических растворителей, легкость биохимического разложения, более высокая абсорбция по сравнению с некоторыми реагентами) (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Физические свойства крахмала
Наименование параметра Значение
Агрегатное состояние Безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде
Плотность 1,5 г/см3
Молярная масса крахмала 162,141 г/моль

Но натуральный (обычный) крахмал можно использовать только в качестве наполнителя, а для того, чтобы стать основой композита, крахмал должен быть термопластичным, для этого его кристаллическая структура должна быть разрушена под воздействием давления, тепла, механических факторов, введения пластификаторов (вода, глицерин, полиол) (рисунок 1.1) [2].

Рисунок 1.1 – Структурная формула крахмала
Сам термопластичный крахмал обладает плохими механическими свойствами, такими как низкая прочность на разрыв и сильная деформация, что ограничивает его применение в упаковке или пленках. Кроме того, термопластичный крахмал обладает высокой гигроскопичностью (поглощение водяного пара из воздуха). Использование армирующих агентов в крахмальной матрице является эффективным способов борьбы с данными несовершенствами [3].
Термопластичный крахмал получают путем смешивания нативного крахмала с пластификатором при температуре выше температуры клейстеризации крахмала, обычно при 70-90°С, эта операция ослабляет водородные связи, присутствующие в нативном крахмале.
Глицерин — пластификатор. Это органическое соединение, простейший представитель трехатомных спиртов. Нетоксичен, в отличие от простейших двухатомных спиртов. Гигроскопичен, то есть стремится поглощать воду (рисунок 1.2, таблица 1.2).

Рисунок 1.2 – Структурная формула глицерина

Таблица 1.2 – Физические свойства глицерина
Наименование параметра Значение
Агрегатное состояние Вязкая прозрачная жидкость, со сладким вкусом, без запаха
Продолжение таблицы 1.2
Молярная масса 92,02 г/моль
Плотность 1,261 г/см3
Температура кипения 290 °C
Температура плавления 17,9 °C

Процесс пластифицирования полимеров означает увеличение подвижности структурных элементов полимера, которые в данном случае являются как самими цепными молекулами, так и любыми надмолекулярными структурами. В качестве пластификаторов обычно используются относительно инертные органические соединения с низким давлением пара.
Эти вещества химически не реагируют с полимером, но растворять его или вызывать набухание. В ряде случаев пластификаторы способны соединяться с ним, не являясь при этом растворителями полимера, могут сорбироваться на активных группах макромолекул без изменения свойств полимера, а именно путём изменения свойств состава композиции [4].
Глицерин и сорбит выступают в роли пластификаторов полимеров, они улучшают перерабатываемость и термостабильность композиции.
Но глицерин имеет один существенный недостаток – это выпаривание из крахмала. Это приводит к ретроградации и делает крахмал хрупким [5]. Ретроградация – это переход крахмальных полисахаридов из растворимого состояния в нерастворимое (выпадение в осадок в основном амилозы) вследствие агрегации молекул [6].
Сорбит, в свою очередь, действует как удерживающий влагу агент и предотвращает миграцию глицерина из крахмала и ускоряет процесс старения материала. Добавление сорбита и глицерина в термопластичный крахмал делает крахмальную плёнку однородной, прозрачной, гладкой и содержит меньше нерастворимых частиц по сравнению с непластифицированными плёнками рисового крахмала. Исследования показывают, что добавление глицерина и сорбита в плёнки рисового крахмала улучшает проницаемость кислорода. Показатель прочности на разрыв плёнок рисового крахмала, пластифицированных глицерином, ниже прочности на разрыв плёнок рисового крахмала, пластифицированных сорбитом [7].
Полимолочная кислота (полилактид – полимер молочной кислоты) – биоразлагаемый термопластичный материал, получаемый на основе молочной кислоты.
Мономерная молочная кислота может быть извлечена только из возобновляемых источников, таких как кукуруза или сахарная свекла.
Она применяется для изготовления изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая тара, пакеты, различные ёмкости), а также в медицине, для изготовления хирургических нитей и штифов. В естественных условиях период разложения составляет от 2-х месяцев до 2-х лет [8].
В рейтинге самых потребляемых биопластиков на планете второе место занимает полилактид. Это легко объяснить, ведь ПЛА известен своим экономичным производством из природных ресурсов (рисунок 1.3, таблица 1.3).

Весь текст будет доступен после покупки

1 ГОСТ Р 53876-2010 «Крахмал картофельный. Технические условия».
2 ГОСТ Р ЕН 14106-20093. «Производные жиров и масел. Метиловые эфиры жирных кислот (FAME). Определение содержания свободного глицерина»
3 ГОСТ Р 53744-2009 «Ресурсосбережение. Упаковка. Требования к применению европейских стандартов в области упаковки и упаковочных отходов»
4 ГОСТ 7.1-2003 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления».
5 ГОСТ Р 55916-2013 «Упаковка. Термины и определения»
6 ГОСТ Р 56398-2015 «Программы предварительных требований по безопасности пищевой продукции. Часть 4. Производство упаковки для пищевой продукции»
7 ГОСТ Р 54530-2011 «Ресурсосбережение. Упаковка. Требования, критерии и схема утилизации упаковки посредством компостирования и биологического разложения»
8 ГОСТ 7.9-95 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Сокращение слов и словосочетаний на иностранных европейских языках в библиографическом описании».
9 ГОСТ 7.11-78 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Сокращение слов и словосочетаний на иностранных европейских языках в библиографическом описании».

Весь текст будет доступен после покупки