Основні технологічні поняття та визначення

Технологія як самостійна галузь знання виникла в кінці XVIII на початку XIX століття в зв'язку зі зростанням машинного виробництва. Умовно технологію ділять на механічну та хімічну, хоча в сучасній промисловості важно провести чітку границю між цими двома видами технології. Механічна технологія розглядає процеси, що пов'язані зі зміною фізичних властивостей та форми перероблюємих матеріалів, а хімічна — процеси, що пов'язані з хімічними перетвореннями. Умовність такого поділу зв'язана з тим, що при всіх хімічних перетвореннях мають місце фізичні зміни, а зміна фізичних властивостей майже завжди пов'язана з хімічними, а в деяких випадках і з біохімічними перетвореннями.

Найбільше узагальнено розглядають технологію як хімічну, яка дуже розгалужена і ділиться на технологію органічних та неорганічних речовин. Однією зі стародавніх гілок технології органічних речовин є харчова. Харчова технологія була однією з перших технологій, а млин був першим харчовим підприємством. Однією з особливостей харчової технології є переробка сировини рослинного та тваринного походження. В зв'язку з цим помітну роль у харчової технології відіграють біохімічні процеси.

У своєму розвитку хімічна технологія як наука пройшла чотири етапи або періоди. На першому, найбільш ранньому етапі хімічна технологія була зібранням рецептів та описів проведення окремих технологічних операцій без будь-якого суворого обґрунтування причин вибору того чи іншого способу переробки. Наука на цьому етапі носила описовий характер. Вибір технологічних операцій та їх послідовності виконання проводили тільки на основі порівнювання різних варіантів.

На наступному другому етапі крім опису методів та технологічних засобів визначались спроба аналізу фізико-хімічних явищ та обґрунтування причин, що визначають вибір технологічного засобу. Наука на цьому етапі носила якісний характер, який дозволяє визначити технологічні процеси на основі якісного аналізу без достатнього кількісного обґрунтування.

На третьому етапі розвитку технологія базується на знаннях про одиничні процеси, що загальні для багатьох технологічних засобів в різних галузях хімічної та харчової технологи. Одиничні процеси узагальнює наука "Процеси та апарати".

Цей період характеризується більш суворим кількісним обґрунтуванням вибору технологічних засобів та режимів. З'явилась можливість розраховувати розміри, режими, потужність та інші характеристики машин та апаратів.

Третій найважливіший етап розвитку технології почався тоді, коли були винайденні вакуум-випарні апарати, ректифікаційні колони, холодильні машини, електричні двигуни, фільтри безперервної дії, промислові способи адсорбції, екстрагування. На початку XX ст. в результаті узагальнення виробничого досвіду виконання окремих технологічних операцій виникла наука про процеси і апарати. В цей же час значним внеском в технологію можна вважати вдосконалення способів одержання низьких температур

(-185 °С) зверхвисокого тиску (200 МПа) виробництва сплавів, що мають хімічну стійкість, механічну міцність, тощо.

В зв'язку з суперечністю вимог до машин та апаратів (наприклад, при мінімальних витратах енергії устаткування може мати дуже низьку потужність) їх характеристики на цьому етапі розвитку технології однозначно не визначились тобто могли б тільки визначитись на основі досвіду та високої кваліфікації проектантів.

Нарешті, на четвертому сучасному етапі розвитку технологія як наука використовує не тільки теоретичні основи процесів та апаратів, тобто теорію одиничних процесів, але і методи теорії систем, теорії оптимізації та математичне моделювання.

Теоретичні основи процесів та апаратів дозволяють визначити кінетичні закономірності, теорія систем дозволяє розглядати кінетичні закономірності на кожній технологічній операції, на кожній технологічній дільниці в сукупності та узгоджувати їх з позицій кінцевої мети функціонування всієї технологічної лінії. Теорія оптимізації дозволяє вибрати оптимальний, тобто найкращий в якомусь розумінні варіант технологічної операції, дільниці, лінії і т.д., спираючись на методи математичного моделювання. Сукупність цих методів дозволяє вибрати таке сполучення технологічних операцій, яке забезпечує найменші витрати на одержання продукту заданої якості.

Звідціль витікають важливі висновки, що при аналізі діючого або при проектуванні нової технологічної лінії необхідні не тільки знання фізико-хімічних основ явищ, які і відбуваються в конкретній технології, методів розрахунку процесів та апаратів, але і методів оптимізації, що засновані на математичному моделюванні та використанні обчислювальної техніки.

В зв'язку з широким впровадженням в технологію автоматичних та автоматизованих систем управління з'явилась необхідність вивчення явищ та одержання кількісної оцінки ще однієї сторони технологічних процесів — їх специфічних властивостей як об'єктів управління. Оскільки автоматизація можлива тільки на основі суворої формальної кількісної оцінки перехідних процесів та якості функціонування об'єктів управління, якості продукції, то з'явилась необхідність в розробці методів формалізації. Це в свою чергу потребує більш глибокого вивчення фізико-хімічних явищ, удосконалення принципів розрахунку процесів та апаратів і т. і. Таким чином, широке впровадження автоматизації обумовлює також розвиток та удосконалення чисто технологічних засобів, методів і процесів, тобто сприяє розвитку технології як науки.

Зараз технологія перебуває на п'ятому етапі свого розвитку і може розглядатися як кібернетична інформаційна система, що узгоджує не тільки внутрішні проблеми технології (якість, собівартість продукції, тощо) а і зовнішні — постачання сировини, збут продукції, поява конкурентів т. і.

Технологія як наукова дисципліна відноситься до числа прикладних галузей знання і кожна її галузь відрізняється від інших об'єктом, предметом і завданнями. Об'єктом технології є окремі операції, лінії та комплексні технологічні процеси виробництва різних виробів: тканин, металу, лугів, кислот, добрив, миючих засобів, борошна, хліба, м'яса, молока, цукерок, вина, консервів тощо.

Предмет технології можна розглядати як систему уявлень, категорій, принципів та законів синтезу (проектування) ефективних технологічних процесів, які склалися в технології в процесі її становлення і розвитку. До предмету технології належить віднести специфічні найменування процесів, продуктів та напівфабрикатів, методи визначення їх якісних та кількісних характеристик, конкретні проявлення законів фундаментальних наук в технології, закономірності технологічних процесів (швидкість, рівновага та ін.), їх моделі (ідеальні об'єкти). Окремі складові предмету технології поняття можуть бути використані і іншими науками, але тільки їх сукупність, зведена в систему, яка має системні, тобто найбільш загальні для технології ознаки з однаковим способом їх вимірювання і є предметом технології.

Технологія, як і будь-яка інша прикладна наука, є синтетичною (інтегральною, поліпредметною) і заснована на теоретичних

засадах фундаментальних наук, які з'ясовують та описують окремі явища, що проявляються при виконанні технологічних операцій (теплообмін, хімічна реакція, тощо).

Теоретичні основи технології включають параметричні, морфологічні (субстратні) та функціональні описи. Параметричний опис властивостей, ознак та співвідношень не з'ясовує закономірності технологічних процесів, а тільки фіксує їх (графічне чи інше зображення технологічної схеми, машини, апарату, характеристики потоків продукту та робочих агентів і т. ін.).

Морфологічний опис визначає взаємозв'язки властивостей, ознак і їх співвідношень кожної технологічної операції окремо. Це так звані зв'язки побудови окремих елементів технологічної лінії. До морфологічного опису треба віднести статичні, кінетичні та інші закономірності якісного або кількісного характеру, за допомогою яких встановлюють технологічні режими та динамічні властивості окремих стадій виробничого процесу (технологічних операцій), та конструктивні параметри машин та апаратів.

Функціональний опис установлює взаємозв'язки між технологічними операціями (елементами) технологічної лінії та може бути одержано експериментально або аналітично. Це зв'язки структури виробничого процесу. Морфологічні та функціональні описи складають зміст будь-якої технології як науки, формалізують статичні, кінетичні та динамічні закономірності окремих стадій та всієї структури виробничого процесу, складають необхідні передумови для використання методів та законів фундаментальних наук, які описують окремі явища. Ця формалізація неможлива без спрощення (ідеалізації) об'єкту, відкинення неістотних для розв'язання даного завдання характеристик, тобто без побудови ідеальних об'єктів (моделей) технології.

Головна мета технології може бути досягнена тільки при наявності кількісної оцінки довершеності процесу та якості продукту. Одержати ці оцінки можна тільки сукупністю методів з використанням перелічених трьох видів опису, що засновані на різних модельних уявленнях. Таким чином технологія користується двома типами моделей: ідеальні об'єкти фундаментальних наук, на базі яких сформульовано найбільш загальні закони та закономірності природознавчих наук та ідеальні об'єкти власне самої технології, на базі яких складено морфологічні описи окремих стадій (технологічних операцій) та функціональні описи структури технологічних ліній.

Таким чином, основним методичним засобом технології як науки є визначення найбільш істотних зв'язків між параметрами окремих технологічних операцій та параметрами структури технологічної лінії (ідеалізація об'єктів), вибір відомих або розробка нових засобів їх кількісної оцінки. Постачають ці методи фундаментальні науки, які створюють ідеальні моделі окремих явищ, що характерні для виробництва будь-якого продукту. Створення ідеальних об'єктів окремих стадій всієї структури технологічної лінії (моделі другого та третього рівня) — суто технологічна задача. Якщо механізм окремих явищ не встановлено або не описано, то відомі описи фундаментальних наук не дозволяють встановити необхідні зв'язки між окремими операціями технологічної лінії та параметрами кожної операції окремо. В такому разі морфологічні і функціональні описи об'єднують емпірично. Створення ідеальних об'єктів технології починають з ідеалізації параметричного опису, а потім морфологічного, який дозволяє встановити найбільш важливі істотні закономірності окремих стадій. При складанні функціонального опису технологічної лінії моделі складають виявленням найбільш істотних зв'язків між окремими стадіями, що впливають на вибрані показники якості технологічної лінії.

Великий російський вчений Д.І. Менделєєв так визначив завдання технології: "Роль химии — изучать получение железа из руд, а дело технологии — изучать выгодные для того способы, выбирать из всех возможностей наиболее применимую по выгодности к данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых свойствах и формах" (Энциклопедический словарь изд. Брокгауза и Ефрона т. XXXVIII, "Технология", 1891). Цим визначенням Д.І. Менделєєв встановив взаємозв'язки між фундаментальною наукою (хімія) і прикладною (технологія).

Ці зв'язки більш ретельно викладені Д.І. Менделєєвим в його праці "Основы фабрично-заводской промышленности" в 1897 році, яка започаткувала основи науки про технологію.

Технологією можна назвати галузь знання прикладного характеру, яка займається вивченням засобів виробництва продуктів, корисних людині, та може вибрати із цих засобів найбільш економічні та найбільш довершені відносно надання належної якості виробляємого продукту. Закономірності процесів сучасної технології засновані на фундаментальних законах хімії, фізики, біології. При аналізі та синтезі сучасних техно-

логічних процесів широко використовують методи математики, економіки, теорії оптимізації, теорії управління та інших наук.

Таким чином з одного боку технологія — це сукупність засобів переробки сировини в готовий продукт, а з іншого — наукова дисципліна, яка розробляє та довершує ці засоби. Відповідно з цим основні загальні завдання технології повинні забезпечити:

1) найбільше вилучення корисної речовини із сировини;

2) відповідні задані або оптимальні властивості (якість) готового продукту;

3) відсутність шкоди довкіллю в процесі виробництва;

4) відповідні (задані) або оптимальні затрати на виготовлення готового продукту;

5) можливість керування технологічними процесами найбільш простими засобами;

6) визначену або оптимальну надійність функціонування технологічних процесів.

Виходячи з наведеного визначення предмета та методів технології як науки, її основною найбільш загальною метою є забезпечення потреб суспільства в одержанні потрібних людині виробів, що забезпечують належні умови життя.

Окремими частковими задачами технології можуть бути:

- знаходження нових та найкраще використання існуючих видів сировини для одержання певних продуктів заданої якості;

- розробка найбільш доцільних засобів та спроможностей дій на переробляєму сировину та напівфабрикати;

- розробки засобів економічного використання енергії, устаткування та виробничих площ;

- вдосконалення існуючих та розробка нових засобів і пристроїв вимірювання, контролю та керування технологічними процесами;

- розробка нових та вдосконалення існуючих методів кількісної оцінки технологічних процесів та апаратів;

- вдосконалення методів моделювання технологічних процесів на основі теорії подібності та фізичних, математичних та інших моделей.

Найважливішою проблемою при аналізі та синтезі технологічних процесів будь-якої технології залишається одержання їх кількісних оцінок його функціонування. Вибрати оптимальний варіант нового технологічного процесу або оптимальний варіант вдосконалення існуючого, а також оптимальний метод

розв'язання задачі можна тільки на основі кількісної оцінки. Оскільки кількісну оцінку технологічного процесу будь-якої технології можна одержати тільки вимірюванням або обчисленням, то вдосконалення методів кількісної оцінки повинно бути засновано головним чином на вдосконаленні принципів виміру та обчислень (складання математичних моделей).

Будь-яка технологічна лінія характеризується продуктивністю, тобто кількістю продукції, виготовленою протягом одиниці часу, собівартістю продукції, тобто затратами на одиницю виміру продукції, та іншими показниками які будуть розглядатися вище.

Якість продукції повинна відповідати національним та міжнародним стандартам, які встановлює ISO — міжнародна організація по стандартизації (Женева) (стандарт ISO якості — серія 9000). В Одесі головна організація ЗАТ "НВО Харчопромавто-матика" є складовою частиною метрологічної служби України і діє під керівництвом Держстандарту.

2.2. Класифікація технологічних процесів та апаратів технології

Технологічна лінія виробництва будь-яких виробів складається із окремих послідовно виконуємих технологічних операцій, які виконуються машинами, апаратами та агрегатами. Технологічну операцію, яка здійснюється в машині (апараті, агрегаті) та забезпечує певний технологічний режим будемо визначати як одиничний процес або як апаратно-процесну одиницю. Синтез технологічної схеми полягає в тому, щоб скласти із існуючих одиничних процесів таке співвідношення, яке забезпечить одержання продукту або напівфабрикату визначеного складу та властивостей із існуючих видів сировини.

В зв'язку з цим коротко розглянемо класифікацію одиничних технологічних процесів, які використовуються в технології при проектуванні, фізико-хімічні закономірності кожного одиничного процесу, а також загальні принципи вибору схеми технологічного процесу.

Сукупність явищ, які перебігають в кожній технологічній операції, може бути розподілена на класи, підкласи, групи, підгрупи, види або одиничні явища. Під одиничними явищами даної фізичної природи розуміють явище, яке здійснюється в конкретних умовах або режимах, розвиток та кінцевий результат якого однозначно визначається цими умовами.

Ознакою класу явищ є спільність їх природи, тобто явища гідромеханічні, теплові, масообміні, механічні, хімічні, біологічні та ін. Ознакою підкласу явищ служить спільність механізму їх здійснення. Наприклад, дифузія здійснюється молекулярним, конвективним та інш. переносом. Ознакою групи явищ може бути спільність умов однозначності, які дозволяють відокремити з даного класу групу подібних явних. Числові характеристики умов однозначності визначають одиничне явище.

Всі одиничні явища, їх класи, групи мають також різні ознаки спільності. Наприклад, для їх опису можна використати рівняння балансу, або кінетичні рівняння, а також деякі типові процедури або типові плани одержання експериментальних даних.

Класифікаційна система основних процесів та апаратів будь-якої технології включає шість класів: 1) гідромеханічні процеси; 2) теплові; 3) масообміні; 4) механічні; 5) хімічні та 6) біологічні (біохімічні) процеси.

Наведені шість класів основних процесів можна розподілити на п'ять ступенів /клас — підклас — група — підгрупа — вид/.

Для хімічних та біологічних процесів сувора класифікація не розроблена, але їх можна класифікувати стосовно технології за такими ознаками. Наприклад, хімічні процеси можна розподілити на каталітичні, некаталітичні, які здійснюються в гомогенних і гетерогенних системах. Можливий розподіл також за складністю та механізмом здійснення реакції (послідовна, паралельна, тощо), швидкості реакції, типам реакторів (ідеального перемішування, ідеального витиснення та ін.).

Виробництво багатьох виробів засноване на мікробіологічних процесах (вилучення металів із руд, вино, спирт, молочні та інші продукти), але їх сувора класифікація також не запропонована.

При виконанні окремих технологічних операцій відбуваються різноманітні фізичні, хімічні, біологічні явища, тобто кожна технологічна операція базується на певних фундаментальних законах, які визначають закономірності окремих технологічних операцій.

Поряд з добре відомими вивченими раніше процесами подрібнення, формоутворення (гранулювання), сепарування, осадження, фільтрування, перемішування, нагрівання (охолодження), випарювання (конденсація), перегонка, екстрагування, сорбція, кристалізація і т.ін. при виробництві багатьох продуктів виконуються технологічні операції іншої природи: хімічні та біологічні процеси. Перелічені процеси при виробництві різних виробів мають свої особливості.

Наприклад, такий класичний процес як перемішування при замісі тіста супроводжується значними змінами властивостей та складу перемішуємого продукту. Нагрівання та охолодження теж приводить до значних змін властивостей об-роблюємих продуктів, знешкодження шкідливих речовин та дії мікроорганізмів.

Крім класичного фільтрування при розмірах шпар фільтруючої перегородки 6 м та тиску Р 0,06 Мпа використовують мембрані засоби розподілу речовин з шпарами фільтруючих перегородок мембран

6 = (0,1...1,0) м та тиску Р = (0,1...25) Мпа. До цих засобів відносять мікро фільтрування (6 = м, Р = 0,1 Мпа), ультрафільтрування

(6 = 3...100) нм, (Р = 0,1...20) Мпа та зворотний осмос 6 < ,

Р = (1...25) Мпа. Особливістю зворотно осмотичного процесу є те, що градієнт осмотичного тиску розчину протилежний напрямку гідростатичного тиску.

Використовують і електроплазмоліз — контактну обробку плодів електроним струмом низької частоти з напругою 220 В, що приводить до пошкодження цитоплазмових оболонок рослинних клітин та збільшенню соковіддачі при наступному пресуванні.

Електродіаліз — перенос іонів розчинених речовин через селективні іонітні мембрани під дією постійного електричного струму. Іонообміні мембрани бувають гетерогенного, інтерполімер-ного та біполярного типів. Використання процесів електродіалізу при підготовці води дозволяє вивести небажані домішки, знизити лужність води в (2...3) рази, жорсткість — в (2,5...3) рази.

Зворотний осмос передбачає фільтрування неочищеної рідини під тиском, який значно перевищує осмотичне. Основним робочим органом процесу зворотного осмосу використовують напівпроникні мембрани, які молекули розчинника пропускають, але затримують молекули або іони розчинених речовин. Ефективність зворотно осмотичних процесів визначається якістю селективних мембран, які характеризуються робочим тиском, солезатримуючими властивостями, водопроникністю та питомою потужністю. Так для мембран МГА робочий тиск складає 10 Мпа, солезатримуючі здатності — (70...97,5)%, водопроникність — (100...1000) м/ добу.

Основними показниками зворотно осмотичних апаратів прийняті: щільність пакування мембран, металоємність та експлуатаційні характеристики. Електродіаліз та зворотний oсмос більш економічні у порівнянні з дистиляцією на (10...40)%.

Використовують також і іонізуючі випромінювання, які приводять до виникнення нових речовин або зміни властивостей. Наприклад, інтенсивність вилуження опромінених плодів холодною водою збільшується в (1,5...2) рази.

Важливими та дуже складними за природою процесами в технології є процеси ферментації та бродіння, завдяки яким стало можливо споживати цілий ряд важливих та корисних продуктів, вітамінів, лікувальних препаратів.

Деякі технологічні операції властиві тільки при виробленні окремих продуктів (гідроліз, піроліз, полімеризація, гідрогенізація), коптіння, сульфітація, але з дуже складним механізмом перетвореннь в оброблюваному продукті.

Технологія харчових виробництв відрізняється від інших хіміко-технологічних процесів тим, що через нестійкість (лабільність) якісних показників харчової сировини використання високих температур, тиску, швидкості значно обмежується, що в свою чергу вимушує знизити продуктивність або потужність технологічних процесів. Продукти, які швидко псуються, потребують особливих умов зберігання, що в свою чергу потребує значних витрат на спорудження сховищ.

В загально прийнятому визначенні під біотехнологією на сучасному етапі розвитку треба розуміти як інтегроване використання біохімії, мікробіології, молекулярної біології та прикладних наук в технологічних процесах з використанням мікроорганізмів, культур клітин та тканин. Але найважливіше місце має зайняти мікробіологічна технологія або біотехнологія мікробного синтезу, яка досліджує закономірності популяцій мікроорганізмів в штучно складених умовах.

Процеси мікробіологічного синтезу використовують для одержання: мікробної біомаси (дріжджі, білково-вітамінні концентрати т.і.); біохімічних продуктів складної будови, які виділяються мікроорганізмами при їх культивуванні (спирти, антибіотики, вітаміни, органічні кислоти); хімічних продуктів (6-аміно-пеніцилинова кислота т.і.), очищених від небажаних компонентів середовищ (прояснення стічної води); цінних металів, виділених за допомогою мікробіологічного синтезу.

Різноманітні виробництва, що побудовані на основі мікробіологічних процесів, мають багатостадійний характер та включають поряд з мікробіологічними стадіями або дільницями деяку кількість інших процесів (нагрівання, дозування, фільтрування

тощо), які забезпечують виконання саме основних мікробіологічних процесів та від якості функціонування яких залежить досягнення основної мети виробництва.

Звернемо увагу на ще одну важливу особливість біотехнології, на яку до цього часу не дуже зважають. Деякі біологічні речовини або комплекси цих речовин здатні перетворювати енергію різних видів — хімічну, механічну, світлову, електричну в прямому та зворотному напрямках, що дозволяє одні і ті самі перетворювачі використовувати для вимірювання різних фізичних параметрів. Тобто дозволяє конструювати точні, зручні та надійні пристрої для вимірювання параметрів у будь-якій технології.

Коефіцієнт корисної дії таких перетворювачів дуже високий. Такі біодатчики реагують на різні речовини, вихоплюючи окремі молекули в повітрі (газах) та в розчинах рідин, мають підвищену стійкість до фізико-хімічних дій. Такі чутливі елементи біопере-творювачів одержують шляхом іммобілізації білків, ферментів або колоній мікроорганізмів на підкладку (подложка).

На основі глобулярного білка, пружність якого різна в різних напрямках, конструюють хемомеханічні датчики. Молекули білка, захоплюючі атоми та молекули інших речовин, змінюють свої розміри, що легко можна зафіксувати. Біоперетворювач таким чином реєструє наявність певної речовини у розчині, її концентрацію та видає певний сигнал через зміну розміру молекули. При деяких окислювальних ферментативних реакціях ферменти починають світитися — тобто має місце біолюмінесценція. Якщо використати датчик з іммобілізованим (нерухомим) ферментом люциферазою, яка реагує з різними білковими сполученнями, то в залежності від їх концентрації інтенсивність світіння змінюється і її можна реєструвати.

Якщо нанести на підложку (підкладку) не тільки люциферазу, а і інші сполучені з нею ферменти, то можна одержати універсальний шаровий датчик, за допомогою якого реєструється певний набір показників (параметрів) процесу.

Успіхи молекулярної мікроелектроніки застосовують в робототехніці. Система "око-рука" заснована на розпізнаванні образів та прийнятті рішень з елементами штучного інтелекту схему якої наведено на рис. 2.1.

Треба сподіватися, що цілий ряд бімолекулярних систем можуть бути використані в пристроях запам'ятування та зберігання інформації ЕОМ з дуже високою щільністю запису. Однією з та-

ких речовин використовується бактеріородопсии, який може обернено діяти в розчині та в тонкій плівці — вологої та повністю зневодженної, яка не втрачає своїх необхідних властивостей при нагріванні до 100 °С, стійка до дії багатьох хімічних речовин, електричного струму та електромагнітного поля. За світлочутливістю та за розв'язувальною здатністю молекули цього білку задовольняють вимоги для побудови елементів оптичної пам'яті ЕОМ великої ємності — до біт/смі. Ці досягнення складають умови для переведення всіх основних агрегатів ЕОМ на біоорганічну основу.

На цій основі можуть бути побудовані біообчислювальні пристрої ЕОМ, фізичною реалізацією яких є квазідвомірні кристалізовані плівки білків та ферментів, які при певних умовах ведуть себе як активні середовища з відновленням. Елементом активного середовища є молекула білка з лінійними розмірами (3...5) нм, яка може бути переведена в одне із декількох сталих положень. Плівка площею 1 утримує біля таких елементів та дозволяє здійснити переключень в одну секунду, тобто може бути використана як елемент процесору в обчислювальних системах.

Основою для конструювання аналогових обчислювальних машин для досліджень процесів, які описуються диференційними рівняннями параболічного типу (нагрівання, горіння, розповсюдження епідемій, тощо), може бути середовище, в якому можуть проходити авто хвильові реакції типу Білоусова-Жаботинського. Зараз відкрито декілька десятків автохвильових хімічних та біохімічних реакцій (деякі з них флуоресцентні) типу Білоусова-Жаботинського, які можна безпосередньо спостерігати та реєструвати.

Отже поряд з іншими одним із завдань в біотехнології є конструювання та розробка технології одержання молекул та молекулярних ансамблів, здатних зберігати, передавати та перетворювати інформацію про перебіг технологічних процесів.

Рис. 2.1. Схема біопристрою для управління роботою маніпулятора в системі "око-рука "