Техника - молодёжи 1990-04, страница 12

На переднем крае науки

Сергей КРЫЛОВ,

кандидат технических наук г. Куйбышев

Синтезатор — химическая скатерть- самобранка

— Вот тебе, добрый молодец, подарок — как захочешь пить-есть, разверни скатерку и скажи: напои, накорми! Все у тебя будет...

Русская народная сказка

Не побоюсь сказать: в мировой промышленности (не только в отечественной, которую, как мы знаем, лихорадит по всем позициям) назревает кризис. Это кризис специализации. Я сейчас имею в виду не подготовку инженеров, а результаты их труда. Установки, предназначенные и жестко отрегулированные на выпуск лишь одного определенного вида продукции, нередко не успевают даже себя окупить. Темпы НТП нарастают... год-другой — и то, что пользовалось на рынке большим спросом, безнадежно устаревает. И поскольку внести кардинальные изменения в технологический процесс, переделать установку бывает очень сложно, мы часто гоним устаревшую продукцию, «они» — обновляют станочный парк.

Возможно ли построить универсальную машину, способную легко переналаживаться с выпуска одного вида продукции на другой? Ну конечно же, и пример у нас перед глазами — ЭВМ. Правда, производимый ею «продукт» не материального, а информационного свойства, но в своей области (вычислительных операций) это устройство «всеядно». На одном и том же компьютере может работать физик, социолог, экономист. Достаточно сменить программу — и вместо расчета конструкции высотного дома ЭВМ займется редактированием книги...

А что, если создать не вычислительный компьютер, а, скажем, химический, синтезирующий любое наперед заданное вещество? Собственно, это будет уже не компьютер, а новое устройство, но со структурой, сходной с ЭВМ.

Давайте, что называется, науч-нообоснованно пофантазируем. Из каких элементов может состоять химический синтезатор? Очевидно, он должен включать в себя ряд рабочих (их можно еще назвать операционными) ячеек, где будут проходить технологические операции: дозирование, фильтрование, смешивание, нагревание, охлаждение, кристаллизация, сушка, измельчение, определение прозрачности и цвета раствора, его вязкости, рН и h. По возможности ячейки стоит делать комбинированными, приспосабливать каждую для выполнения нескольких операций (например, дозирование— нагревание — сушка — кристаллизация или охлаждение— измельчение). И разумеется, они должны быть универсальными, то есть пригодными для работы с любыми (или почти любыми, за исключением особо агрессивных) веществами.

Для сохранения исходных компонентов соответственно следует предусмотреть базовые ячейки. Если операционные ячейки в чем-то сопоставимы с процессором ЭВМ, то базовые, безусловно, можно сравнить с ее ячейками памяти. Чем базовых ячеек больше, тем выше потенциальные возможности машины.

И наконец, как и в ЭВМ, между ячейками синтезатора • должна обеспечиваться так называемая рекурсивная связь, то есть все базовые ячейки «закорачиваются» через систему коммуникаций на каждую из операционных ячеек, а все операционные, в свою очередь, связаны между собой. Так обеспечим возможность любой цепочки химических реакций, а полученные промежуточные продукты («результаты») можно отводить в резервную базовую ячейку. Остается ввести контур очистки использованных ячеек, оснащенный системой регенерации растворов, — и принципиальная схема синтезатора готова.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Впрочем, то, что мы сейчас описали,— еще не идеальная машина будущего. Ведь названным требованиям отвечает и... хорошая химическая лаборатория. Дело за тем, чтобы полностью автоматизировать в синтезаторе ход всех процессов. И тут как нельзя кстати — сходство его принципиальной схемы с ЭВМ. Значит, можно создать управляющую программу на любом из известных машинных языков. Достаточно лишь соблюдать условие последовательного выполнения процедур. Скажем, так, как это делается в лабораторной инструкции получения раствора двух веществ:

1. Дозировать X г вещества А.

2. Дозировать У г вещества В.

3. Дозировать Z мл растворителя

С.

4. Смешать вещества, отмеренные в операциях 1, 2, 3.

В машинном варианте она будет выглядеть следующим образом:

1. Дозировать X г вещества из ячейки 14, результат поместить в ячейку 1.

2. Дозировать У г вещества из ячейки 45, результат поместить в ячейку 2.

3. Дозировать Z мл вещества из ячейки 7, результат поместить в ячейку 5.

4. Смешать вещества из ячеек 1, 2, 5.

Как вы понимаете, в ячейках с адресами 14, 45 и 7 должны находиться соответственно вещества А, В и С. В этой элементарной программе (хотя в том случае, если, например, необходимо поддерживать определенную температуру растворителя, четко соблюдать время и интенсивность перемешивания, ее придется усложнить) достаточно поменять дозировку и номера адресов, и, пожалуйста — можно получить заданные двухкомпонент-ные растворы.

Стандартных, с раз и навсегда

10