Химико-технологические процессы

Предмет, цель и задачи курса «Система технологий в промышленности»

Испокон веков человек для удовлетворения своих потребностей в еде, одежде, жилье и средствах труда что-то переделывал. Зерно - на муку, муку - на хлеб, кожу - на одежду и обувь, глину - на посуду, а в дальнейшем и на жилье; руды - на металлы и сплавы, а затем на изделия, среди которых были ножи, иглы, плуги, мечи, снаряжение для воинов и тому подобное.

Со временем переделываемые вещества стали называть сырьем. Изделия, полученные в процессе переработки сырья, назвали продукцией.

Продукция, полученная в процессе переработки сырья, не всегда имела одинаковые свойства, например невыжженная глиняная посуда быстро размокала в воде, выжигание предоставляло ему водостойкости. Для сооружения зданий сначала использовали глину, потом к ней добавляли пальмовое или другие листья или солому, от чего жилье становилось крепче.

Сегодня имеем разные виды продукции. Это хлеб, ткани, кирпич, услуги предложенные потребителю, программное обеспечение, информация и тому подобное.

Со временем процесс изготовления нужных вещей стали называть технологией. Следовательно, технология - это знание ремесла.

Когда-то в Украине говорили "учение ремесла, умения ремесла или знания ремесла". Человека, который умел что-то сделать, называли ремесленником.

Технологией называют науку о получении сырья и изготовлении из него определенной продукции.

Переделывать сырье на продукцию можно разными способами. Следовательно, каждый способ - это отдельная технология, по которой производят определенный вид продукции.

Один и тот вид продукции можно получить разными способами, то есть по разными технологиями. Например, бензин можно получить дистилляцией нефти и крекингом катализа нефтепродуктов.

В современных технологиях широко используют научные достижения механики, химии, физики, теплотехники, электротехники и других наук.

В наше время технология стала обширной отраслью знаний - она изучает и разрабатывает промышленные способы получения разных видов продукции.

На предприятии, какую бы продукцию не производили, все подчинено технологии. Следовательно, технология является основой производства, выбор технологи и соблюдения ее требований являются залогом снижения себестоимости производимой продукции и высокого качества.

Технология (от. греч. techne - искусство, ремесло, мастерство, умение и loqos- слово, наука, знание, учение) - наука о ремесле.

В широком понимании технология представляет собой совокупность знаний, сведений о последовательности отдельных производственных операций в процессе производстве чего-либо.

Предметом дисциплины «Система технологий в промышленности» являются технологии промышленных отраслей народного хозяйства.

Цель – сформировать систему теоретических и практических знаний по основам технологий отраслей промышленности.

Изучение курса "Системы технологий в промышленности" дает возможность решить следующие задачи:

- сформировать представление об основных средствах и предметах труда, которые используются в технологиях основных производственно-хозяйственных комплексов;

- знать сущность технологий производства;

- усвоить основы стандартизации, структурные элементы технического регламента и основные естественные законы, которые используются в технологических системах;

- умело обосновывать технико-экономические показатели, учитывая влияние на них основных параметров технологических процессов;

- знать основы современного состояния и тенденции развития технологий важнейших отраслей экономики Украины;

- оценивать современное состояние и тенденции развития важнейших отраслей мировой экономики и знакомиться с перспективными инновациями.

Главное задание системы технологий в промышленности как науки - это определение физических, химических и других закономерностей с целью использования в производстве наиболее эффективных технологических систем.

Системный подход - один из наиболее перспективных научных направлений в технологии, поскольку именно к категории больших систем принадлежат большинство систем промышленных технологий.

Система (от греч. systema - целое, составленное из частей, объединение) - это совокупность взаимоувязанных элементов, которые составляют определенную целостность, единство. Системами являются, например, техническое оборудование, которое состоит из отдельных узлов и деталей, живой организм, образованный совокупностью клеток и тому подобное.

Отдельные отрасли промышленности, в частности черная и промышленная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, машиностроительная промышленность, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность и др., является элементами системы промышленных технологий, их классификация может быть осуществлена на основе анализа технологий, которые используются в каждой из отраслей.

Общность технологий, которые используются в той или другой сфере, дает возможность отдельным отраслям промышленности объединяться в группы и рассматривать их как отдельные подсистемы в системе промышленных технологий. При такой классификации в промышленности можно выделить следующие основные виды технологий:

- добывающие технологи - решают вопрос добычи полезных ископаемых;

- технологии первичной переработки (технологии обогащения) - их реализация дает возможность получить обогащенное сырье;

- технологии переработки - в результате их реализации получают материалы для обрабатывающих производств;

- технологии обработки - дают возможность из материалов получить готовую продукцию;

- информационные технологии - обеспечивают согласованное действие основных промышленных технологий, их функционирование в системе.

Изучение отраслевых технологий и их отдельных процессов дает возможность объективно оценивать техническую, экономическую и финансовую деятельность предприятий.

Таким образом, дисциплина «система технологий в промышленности» является отраслью знаний, которая изучает и разрабатывает промышленные способы получения разных видов продукции. Главное ее задача как науки - это определение физических, химических и других закономерностей с целью использования в производстве наиболее эффективных технологических систем.

2. Эволюция технологий. Технологические уклады

Жизненные потребности людей были определяющими и закономерными стимулами развитию технологий. Самыми давними технологиями можно считать:

обработку камня, дерева, шкурок и других материалов каменными ножами и рубилами (около 800000 г. до н. э.); использование огня для обработки пищевых продуктов, обогрева жилья (около 500000 г. до н. э.); изготовление сплошных колес из дерева и телег, посуды из глины с использованием гончарного круга, металлургия меди (около 4000 г. до н.э.); производство муки из зерна с помощью ручных мельниц, металлургия железа (около 1000 г. до н.э.); производство бумаги (105-300 гг.); производство чугуна в доменных печах, цветное книгопечатание, использование в горном деле транспорта на деревянных рельсах, изготовление микроскопов, телескопов, механических часов с маятниками и балансирами (XVI в.); фабричное производство паровых машин и их широкое использование, производство фасонного железного проката, изготовление пароходов (XVI ст.).

Историческое развитие человеческой цивилизации непосредственно связано с технологической эволюцией, которая опирается на накопленную человечеством совокупность естественно научных знаний и, в свою очередь, порождает новые отрасли науки и техники, формирует материальную и информационную базу для последующего развития. Таким образом, технологии являются продуктом и источником развития цивилизации.

Потребности общества были и остаются главным определяющим стимулом развития технологий, технологических систем и технологических укладов, которые стали формироваться в конце XVII ст., - в начале XVIII ст.

Начиная с конца XVII ст., мировой технико-экономический развитие можно условно рассматривать как эволюционное изменение технологических укладов (ТУ) - конгломератов объединенных производств, которые охватывают замкнутые производственные циклы единого технического уровня.

Каждый ТУ имеет сложную структуру; ядро ТУ создают базовые технологии, которые являются основой технологических систем.

Зарождение новое ТУ проходит в недрах старого, и в своем последующем развитии он постепенно формирует свое ядро. ТУ имеют свои фазы: фаза роста, фаза формирования, фаза зрелости, фаза упадка.

Темпы экономического роста и уровень экономической активности растут на фазе формирования, достигают максимума на фазе роста, действуют в фазе зрелости к исчерпанию всех возможностей дальнейшего совершенствования и достигают минимума в фазе упадка под воздействием значительного падения прибыльности капиталовложений в традиционные технологии. Это побуждает к внедрению инноваций, способных сформировать ядро нового ТУ.

Начиная с промышленной революции в Англии (конец XVII ст.), в мировом технико-экономическом развитии можно выделить действие пяти ТУ, которые последовательно изменяли друг друга.

Первый ТУ ( 1790-1830 гг.) - технологические лидеры Англия, Франция, Бельгия.

Ядро ТУ - текстильная промышленность, текстильное машиностроение, производство чугуна, обработка железа, строительство магистральных каналов, водяные двигатели.

Ключевой фактор - текстильные машины, хлопок, чугун.

Основные преимущества - механизация производства и его концентрация на фабриках, что обеспечивало рост производительности труда, масштабов и прибыльности производства.

Второй ТУ (1830-1880 гг.) - технологические лидеры Англия, Франция, Бельгия, Германия, США.

Ядро ТУ - производство стали, электроэнергетика, тяжелое машиностроение, неорганическая химия, строительство железных дорог, верстато-инструментальная промышленность, черная металлургия.

Ключевой фактор - паровые двигатели, верстат, уголь, железнодорожный транспорт.

Основной преимущества - рост масштабов и концентрация производства на основе механизации труда с широким использованием паровых двигателей.

Третий ТУ (1880-1940 гг.) - технологические лидеры Германия, США, Англия, Франция, Бельгия, Швейцария, Нидерланды.

Ядро ТУ - электронное, электротехническое и тяжелое машиностроение, производство и прокат стали, линии электропередач, кораблестроительство, неорганическая химия.

Ключевой фактор - электродвигатели, широкое использование стали. Основные преимущества - повышение разнообразия и гибкости производства на основе использования электродвигателей, роста качества продукции, стандартизация производства.

Четвертый ТУ (1940-1980 гг.) - технологические лидеры страны Европейской ассоциации мирового торговли, Канада, Австралия, Япония, Швеция, Швейцария.

Ядро ТУ - автомобилестроение, самолетостроение, тракторостроение, цветная металлургия, синтетические материалы, органическая химия, добыча и переработка нефти, строительство автодорог.

Ключевой фактор - двигатели внутреннего сгорания, энергоемкие технологии, энергия, нефть.

Основные преимущества - массовое производство серийной продукции с использованием конвейерных технологий, стандартизация производств, расселения людей в пригородных зонах.

Пятый ТУ (1980-2040 (прогноз) гг.) - технологические лидеры Япония, США, Германия, Швеция, страны ЕС, Китай, Корея, Австралия.

Ядро ТУ - электронная промышленность, вычислительная техника, программное обеспечение, средства телекоммуникации, оптические волокна, робототехника, авиакосмическая промышленность, новые керамические материалы, информационные услуги.

Ключевой фактор - микроэлектронные компоненты.

Новые секторы, которые формируются, - биотехнологии, космическая техника, нанотехнологии но др.

Основные преимущества - индивидуализация производства и потребления, и уничтожение гибкости и расширение разнообразия производства, автоматизированное управления производством, деурбанизация производства и населения на основе новых транспортных и телекоммуникационных технологий.

В структуре пятого ТУ постепенно зарождается ядро шестого ТУ - биотехнологии, космическая техника, нанотехнологии но др.

Возможности роста эффективности производств определяются прежде всего научно-техническим прогрессом.

Современным прогрессивным технологиям присущи такие черты:

- малостадийность процессов, что предусматривает сочетание в одном агрегате нескольких технологических процессов, которые раньше использовались в отдельных машинах или аппаратах;

- малоотходность производства и комплексное использование сырья;

- высокий уровень комплексной механизации и автоматизации производства;

- использование современных средств микроэлектроники для интенсификации и контроля производства;

- гибкость производства - его способность быстро перестройства на выпуск новых видов продукции;

- ресурсосбережение, что гарантирует возможность производить конкурентоспособную продукцию с низкой себестоимостью и высокой прибыльностью но др.

Любая технология имеет свой жизненный цикл, какой непосредственно влияет на прибыльность предприятий, ВВП и развитие экономики в целом.

Если какое-то производство использует лишь одну технологию, то ему на стадии упадка этой технологии угрожает убыточная деятельность и банкротство.

Таким образом, определяющими и закономерными стимулами развития технологий являются жизненные потребности людей, то естьтехнологии являются продуктом и источником развития цивилизации.

3. Промышленные технологии. Виды промышленных технологий

Технологии в зависимости от выполняемых ими функций в системах технологий подразделяются на информационные и промышленные.

Промышленные технологии - совокупность способов обработки или переработки материалов, изготовление изделий, проведение различных производственных операций

Промышленные по такому же признаку делятся на четыре вида: добывающие технологии, технологии обогащения, технологии переработки, технологи обработки и предназначенные для переробки материальных ресурсов на определенный продукт.

Информационные технологии - это комплекс методов и процедур, при помощи которых реализуются функции сбора, передачи, обработки, обогащения и доведение до пользователя информации о состоянии объекта, процесса или явления с использованием избранного комплекса технических средств.

Принципиальное отличиеинформационной технологии от промышленной заключается в том, что она содержит элементы творческого характера, которые не поддаются регламентации и формализации. Целью любой информационной технологии является производство информации для следующего анализа и принятия на его основе первичного решения.

Информационная технология возникла на земле вместе с производством несколько миллионов лет потому назад и в своем развитии прошли несколько этапов. До второй половины XIX ст. преобладала «ручная» информационная технология. Вся обработка информации выполнялась вручную с помощью пера, счет, бухгалтерских книг. Связь осуществлялась путем пересылки пакетов, писем и тому подобное.

Изобретение печатной машинки, телефона, диктофону, модернизация системы почтовой связи дали возможность существенно усовершенствовать как отдельные операции, так и весь технологический процесс обработки информации, повысить производительность управленческого труда. Такая "механизация" информационной технологии стала базой формирования действующих организационных структур в экономике, системах технологий и других отраслях.

На смену "механической" информационной технологии в 40-50-х годах XX ст. пришла "электрическая" технология, основанная на широком использовании электрических печатных машинок, копировальных машин, портативных диктофонов. Что дало возможность, повысилось качество, количество и скорость обработки документов и других видов информации.

С появлением и широким развитием ЭВМ и периферийной техники наступила эра компьютерной информационной технологии, которая названа "новой" (современной, безбумажной) информационной технологией.

Основу новой информационной технологии (НИТ) составляет распределительная компьютерная техника, программное обеспечение, развитые коммуникации. Пользователю-непрограммисту предоставлена возможность прямого общения с ЭВМ путем работы в диалоговом режиме. При этом мощные программно-аппаратные средства (базы данных, экспертные системы и базы знаний, системы поддержки принятия решений и тому подобное) создают комфорт в работе, дают возможность не только автоматизировать процесс изменения формы и местонахождения информации, но и изменять ее содержание. Компьютеры помогают человеку повысить производительность труда благодаря увеличению объемов индивидуального выполнения работ.

Понятие "новая информационная технология" имеет двойное толкование: с практической точки зрения - это совокупность автоматизированных процессов циркуляции и переработки информации, описания этих процессов, связанных с конкретной предметной отраслью и реализованных с помощью современных технико-экономических средств, которые выполняют заданный перечень функций; с теоретической точки зрения - это научно-техническая дисциплина, в рамках которой исследуются проблемы разработки и применение автоматизированных процессов циркуляции и переробки информации.

Характеристика промышленных технологий:

1.Добывающими технологиями называется совокупность всех действий людей и средств производства, которые нужны для добычи полезных ископаемых из недр на поверхность Земли.

Основными критериями, за которыми оценивается технико-экономическая эффективность добывающих технологий, являются:

-производительность добычи - количество добытого сырья за определенный промежуток времени (изменение, сутки, месяц, год);

-себестоимость добычи - общие расходы на произведение определенного количества сырья;

-отдача пласта - степень изъятых пластов полезных ископаемых;

-экологическое влияние.

В добывающей промышленности основными методами добычи сырья открытый (карьерный), подземный (шахтный), скаженный способ.

2.Технологии обогащенияиспользуют для получения сырья с возможно большим содержанием полезных элементов. Обогащение полезных ископаемых дает возможность повысить эффективность производства за счет таких факторов:

-расширение сырьевой базы промышленности в результате комплексного использования сырья и привлечения в эксплуатацию бедных по содержанию полезных ископаемых;

-более полного использования промышленного оборудования при переработке высококонцентрированного сырья;

- снижение транспортных расходов и повышение качества готовой продукции.

Зачастую, в промышленности используют предварительную подготовку сырья и обогащение полезных ископаемых.

2.1. Предварительная подготовка сырья представляет собой (кроме сортировки) или измельчения материалов или, напротив, укрупнение частиц сырья и агломерацию – кипение.

Фракции сырья, обогащенные одним из полезных компонентов, называют концентратами.

Фракции, которые состоят из минералов, что в данном производстве не используются, то есть из пустой породы, называются хвостами.

2.2. Обогащение полезных ископаемых.

Методы обогащения сырья зависят от агрегатного состояния выходных полезных ископаемых и свойств полезных компонентов. Методы обогащения минерального сырья в твердом состоянии делятся на механические, физико-химических и химических.

2.2.1..Механические способы обогащения. Одним из основных видов механического обогащения является э лектромагнитна я сепарация. Этот метод применяют, когда сырье состоит из магнитных материалов (тех, которые притягиваются к полюсу магниту) и немагнитных (тех, которые не притягиваются к магниту).

Измельченный материал подается на ленточный транспортер, какой имеет барабан с установленным внутри электромагнитом. Когда лента транспортера прикасается к поверхности оборотного барабана, немагнитные частицы материала не притягиваются к магниту и попадают в бункер.

К механическим методам обогащение принадлежит также гравитационное разделение (сухое и мокрое), которое основывается на разнице скоростей оседания частиц в жидкости или гаге (в зависимости от плотности частиц).

2.2.2. К физико-химическим способам обогащение принадлежит флотац ионный V метод. Он основывается на разной смачиваемости компонентов сырья. При этом гидрофобные вещества (какие плохо смачиваются) всплывают на поверхность жидкости, собирая на своей поверхности большое количество пузырьков воздуха. На этом основывается действие флотационной машины.

Например, в больших резервуарах дробленную руду смешивают с водой, к которой добавляют специальные пенообразующие вещества. Сквозь эту смесь прогоняют воздух. При этом образуется большое количество пены - мелких воздушных пузырей, которые налипают на поверхность частиц руды, которые имеют гидрофобные свойства, и выносят их на поверхность воды. Пустая порода тонет, а частицы полезного ископаемого всплывают.

Жидкие вещества сырья концентрируют испарением, выпариванием, выделением примесей в осадок или газовую фазу.

Газовые смеси разделяются на компоненты с помощью разных физических и физико-химических методов (например, абсорбция - поглощение отдельных газов жидкостями).

2.2.3.Химические способы обогащения основываются на разной растворимости частей сырья в том или другом растворителе, разной способности элементов сырья вступать в те или другие химические реакции. (разложение карбонатов, удаления влаги и органики).

Удельный вес сырья и материалов в себестоимости продукции в целом по промышленности составляет свыше 65 %. Поэтому правильный выбор сырья, рациональное ее использование является важным фактором повышения эффективности производства.

При реализации технологий обогащения в процессе получения из горной массы концентратов в отходы попадают много разных компонентов и химических соединений, для производства которых существуют свои технологические процессы с добычей других сырьевых ресурсов.

Поэтому очень важным направлением развития технологий является комплексное использование природных минерально-сырьевых ресурсов с целью максимального извлечения из них полезных элементов. Это в свою очередь даст возможность уменьшить количество первичных отходов обогащения; значительно уменьшить (в отдельных случаях и совсем прекратить) добычу сырья для других компонентов.

Основные критерии оценки технологий обогащения: производительность обогащения; энергоемкость; комплексность переработки; экологическое влияние.

3Технологии переработки предназначены для последующей переработки обогащенного сырья с целью получения материалов, необходимых для всех отраслей промышленности: металлов, пластмасс, химических материалов, строительных материалов и др.

Наиболее весомой в группе технологий переработки является металлургия - отрасль промышленности, которая занимается производством металлов и сплавов из руд и другого сырья.

4Технологии обработки предусматривают изготовление продукции, которая отвечает своему служебному назначению из материалов перерабатывающих производств.

Среди промышленных технологий обработки различают обработку давлением, сварку, обработку резанием, электрофизическим методы обработки, технологии литья и тому подобное. Приоритетным направлением развития группы технологий является внедрение малоотходных ресурсосберегающих технологий.

Таким образом, определили, что изучение, систематизация, анализ, модернизация, эффективное взаимодействие промышленных технологий и их замена на более усовершенствованные и перспективные невозможна без применения информационных технологий. Охарактеризовали промышленные технологий, таких как добывающие, технологии обогащения, переработки и обработка, рассмотрели основные способы используемые в разрезе этих видов.

4. Организация производственного процесса.

Любая промышленная технология существует в рамках производственного процесса.

Производственный процесс - это совокупность действий, в результате которых исходное сырье, материалы, полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию, соответствующую своему назначению.

В соответствии с установленной терминологией, производственным процессом называют совокупность всех действий людей, а также средств производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта изделий, которые выпускаются.

Производственный процесс – это сложная система взаимосвязанных процессов труда, и иногда и природных процессов, вследствие которых, материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию.

При этом процесс труда – это целенаправленная деятельность, при которой человек непосредственно продуманным способом с помощью средств труда (оборудование, инструменты) изменяет предметы труда (сырье, материалы, полуфабрикаты), превращая их в готовую продукцию.

Природный процесс осуществляется под влиянием сил природы без участия человека. Например, природная сушка изделия после покраски.

В производственном процессе выделяют основные и вспомогательные процессы.

Процессы производства, в результате которых сырье и материалы превращаются в готовую продукцию, являются основными.

Вспомогательные процессы дают продукцию, нужную для функционирования основного производства (производство электроэнергии, литейное производство, изготовление инструментов, ремонт).

Производственный процесс охватывает подготовку средств производства и обслуживания рабочих мест, получения и хранения материалов и полуфабрикатов, все стадии изготовления продукции, составления изделий и их частей, транспортировку материалов, заготовок деталей, составных частей и готовых изделий, изготовление тары, упаковку готовой продукции и другие действия, связанные с изготовлением продукции, которая выпускается.

Главной частью производственного процесса является технологический процесс.

Согласно с ГСТУ 2391-94, технологический процесс - часть производственного процесса, которая содержит в себе действия, направленные на изменение и дальнейшее определение состояния предмета производства.

При осуществлении технологического процесса происходит последовательное изменение формы, размеров, свойств материала или полуфабрикатов с целью изготовления изделия, которое отвечает заданным техническим требованиям.

Технологический процесс - это совокупность операций, непосредственно связанных с добычей, переработкой сырья в полуфабрикаты и готовую продукцию. Его расчленяют на определенное число звеньев, стадии и представляют в виде технологической схемы.

В технологической схеме излагается последовательность стадий, протекающих в ходе течения процесса в соответствующих машинах и аппаратах.

В основе способов переработки сырья лежат физические, механические, химические процессы.

Применение первых двух типов процессов для обработки сырья ведет, как указывали ранее, к изменению внешней формы, физических свойств.

Современный производственный процесс осуществляется с помощью средств производства. К ним относят технологическое оборудование и технологическое оснащение.

Технологическое оборудование - это орудия производства, в которых для выполнения определенной части техпроцесса размещаются материалы или заготовки, средства влияния на них и источника энергии. Примером технологического оборудования являются литейные машины, токарные станки.

Технологическое оснащение - орудия производства, какие используются вместе с технологическим оборудованием и добавляются к нему для выполнения определенной части технологического процесса. Например, резательный и измерительный инструмент, штампы, устройства, модели и тому подобное.

За степенью универсальности (гибкости) технологическое оборудование и оснащение разделяется на три типа: универсальное, специализированное, специальное.

Универсальное - оборудование, на котором можно выполнять большое количество разнообразных операций; такое оборудование характеризуется высокой технологической гибкостью, то есть возможностью обрабатывать разных по форме и размерам деталей, но производительность его сравнительно невысокая, поскольку тратится много времени на перенастройку станка при переходе на обработку детали другого вида.

Специализированное оборудование - это оборудование для выполнения ограниченного количества операций технологического процесса и ограниченной номенклатуры изделий.

Специальное оборудование изготовляется для выполнения определенных операций при обработке деталей одного вида. Такое оборудование обеспечивает наивысшую производительность, но технологические возможности его очень ограниченные. (специальный станок для изготовления корпуса двигателя, специальный станок для точения лапы бурового долота и др.).

Типы производства

Особенности деятельности предприятия, специфика конкретных технических и организационных решений существенно зависит от типа производства. Тип производства является наиболее общей организационно-технической характеристикой производства и определяется уровнем специализации рабочих мест и номенклатурой объектов производства.

Существует три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой продукции, малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых в большинстве случаев не предусматривается.

Серийное производство имеет ограниченную номенклатуру изделий, изготовление некоторых из них периодически повторяется определенными партиями (сериями) и суммарный выпуск может быть значительным. Серийное производство условно делится мелкосерийное, среднесерийное и многосерийное.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой продукции, большим объемом непрерывного и длительного изготовления одинаковых изделий.

Технологические процессы в массовом и крупносерийном производстве характеризуются тактом и ритмом выпуска.

Такт выпуска - это интервал времени, через которое периодически осуществляется выпуск определенного изделия:

Ритм выпуска - это величина, обратная к такту, то есть количество определенных изделий, которые выпускаются за единицу времени.

К массовому производству относят большинство предприятий автомобилестроения, часовой промышленности.

Таким образом, производственный процесс - это совокупность действий, в результате которых исходное сырье, материалы, полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию, соответствующую своему назначению.

Главной частью производственного процесса является технологический процесс, который представляет собой. действия, направленные на изменение и дальнейшее определение состояния предмета производства.

5. Классификация технологических процессов и их основные виды

Классификация технологических процессов проводится за такими признаками:

- по видам движения материи;

- по способу организации процесса;

- по видам и тому подобное.

Выше упомянутая группировка технологических процессов дает возможность выявить их характерные черты, общие закономерности, преимущества и недостатки, а также пути совершенствования.

1По видам движения материи все технологические процессы разделяют на: физико-механические, химические, биологические.

При осуществлении физико-механических процессов изменяются лишь форма и физические свойства исходных материалов. На этих процессах основывается добывающая отрасль промышленности, деревообрабатывающая промышленность, обработка конструкционных материалов давлением, резанием. Например, из древесины изготовляют мебель, из металлов - разными методами обработки разнообразные детали машин.

При осуществлении химических процессов изменяется химический состав и внутреннее строение исходных материалов. Эти изменения происходят вследствие химических реакций, которые протекают между составляющими исходных материалов. Например, в процессе производства чугуна происходят химические реакции между соединениями железа и другими химическими элементами. В результате этих реакций образуется чугун, шлак и доменный газ.

В реализации биологических процессов принимают участие живые микроорганизмы - бактерии. Эти процессы являются основой биотехнологии. Биотехнологии широко используются в пищевой, фармацевтической, химической промышленности, в процессе очистки сточных вод и тому подобное.

2По способу организации технологические процессы разделяют на периодические (дискретные), непрерывные и комбинированные.

П ериодические процессы осуществляются на оборудовании, которое загружается исходными материалами через определенное время, а после обработки материалов продукт выгружают.

Недостатком таких процессов является то, что во время загрузки сырья и выгрузки продукта оборудование простаивает.

Непрерывные процессы протекают в аппаратах, где непрерывно происходит поступление сырья и выгрузка продуктов. Эти процессы лежат в основе переработки нефти, химических веществ, производстве цемента.

Комбинированные процессы - это сочетание периодических и непрерывных процессов. Можно периодически подавать сырье к оборудованию и непрерывно выводить из него продукцию или наоборот - непрерывно подавать к оборудованию сырье, а периодически выводить полученную продукцию.

Все стадии могут протекать одновременно в различных частях аппарата (ректификационная колонна для перегонки нефти) либо в разных аппаратах, входящих в установку, например синтеза аммиака.

Комбинированные процессы включают стадии периодических, непрерывных процессов.

Из перечисленных технологических процессов выделяются непрерывные процессы. Их преимуществом, по сравнению с пе риодическими и комбинированными процессами, является отсутствие простоев оборудования, возможность механизации и полной автоматизации, устойчивость технологического режима, а следовательно, стабильность качества продукции.

Кроме того, может быть достигнута большая компактность оборудования, что уменьшает капитальные затраты и эксплуатационные расходы на ремонт, обслуживание, увеличивает производительность труда, снижает потребность в рабочей силе, способствует более полному использованию отходящего тепла.

В связи с этим существует тенденция промышленного производства заменять периодические процессы на непрерывные. Периодические процессы остаются в производствах небольшого масштаба с разнообразным ассортиментом продукции.

По кратности обработки сырья различают: процессы с разомкну той (открытой) технологической схемой, в которой сырье и материалы подвергаются однократной обработке; процессы с замкнутой схемой (круговой, циркуляционной или циклической), в которой сырье, вспомогательные материалы неоднократно возвращаются в начальную стадию процесса для повторной обработки; комбинированные (со смешанной схемой).

Примером процесса с разомкнутой схемой служит конвертерный способ получения стали, а примером циркуляционного процесса является получение полиэтилена путем полимеризации этилена, причем непрореагировавший этилен циркулирует в схеме.

Процессы с замкнутой схемой более компактны, чем с разомкнутой схемой, требуют меньшего расхода сырья, вспомогательных материалов, энергии. Они широко используются в нефтехимии, нефтепереработке, органическом синтезе, производстве полимеров, других производствах. В результате удается економить сырье, материалы, энергию, получать продукцию болем высого качества.

3 По видам технологические процессы разделяются на химико-технологические, высокотемпературные, каталитические, электрохимические, биохимические, фотохимические, радиационно-химические, лазерные, электронно-лучевые, плазменные и другие.

Химико-технологические процессы

Химические реакции составляют основу химико-технологических процессов и отмечаются огромным разнообразием фазового состояния реагентов, условиями и механизмом протекания. Конечно, химические преобразования веществ - это химические реакции, которые ведут к образованию основных и побочных продуктов.

Высокотемпературные процессы

Высокотемпературными называют такие процессы, для которых основным режимом протекания является повышенная температура. Высокотемпературные процессы являются наиболее старыми. Они используются в металлургии, в химической промышленности, промышленности строительных материалов. К высокотемпературным принадлежат процессы термической и химико-термической обработки заготовок и деталей.

Каталитические процессы

Каталитическими называют процессы, которые протекают в присутствии катализаторов - веществ, которые изменяют скорость химических реакций и при этом остаются неизменными. Катализатор не изменяет состояния равновесия, а лишь убыстряет ее достижение системой. Катализатор - наиболее эффективное, иногда незаменимое средство увеличения скорости химических реакций.

Фотохимические процессы

Фотохимическими называют химические процессы, которые протекают под действием света или вызываются им. Молекула вещества при поглощении кванта света переходит в активное состояние, а дальше вступает в химическую реакцию. Продукты фотохимической реакции часто принимают участие в разных вторичных реакциях, которые приводят к образованию конечных продуктов.

Выводы

Таким образом, была рассмотрена лекция на тему: Теоретические основы системы технологий промышленности и раскрыты 3 ее вопроса.

Выяснили, что представляют собой предмет, цель и задачи курса; дали определения таким понятиям как технология, промышленная технология, рассмотрели, как происходило развитие технологий и технологических укладов, охарактеризовали основные виды промышленных технологий, их методы и способы. Определили суть производственного процесса и технологического процесса как части производственного. Дали классификацию технологических процессов по основным классификационным признакам

И можно сказать, предметом дисциплины являются технологии промышленных отраслей. Целью курса – формирование системы теоретических и практических знаний по основам технологий отраслей промышленности.

Основная задача системы технологий в промышленности как науки - это определение физических, химических и других закономерностей с целью использования в производстве наиболее эффективных технологических систем.

При этом под технологией понимают совокупность знаний, сведений о последовательности отдельных производственных операций в процессе производства чего-либо.

В свою очередь, промышленная технология - это совокупность способов обработки или переработки материалов, изготовления изделий, проведения разных производственных операций и тому подобное. Общность технологий, которые используются в той или другой сфере, дает возможность отдельным отраслям промышленности объединяться в группы и рассматривать их как отдельные подсистемы в системе промышленных технологий. При такой можно выделить следующие основные виды технологий- добывающие технологии, технологии первичной переработки, технологии переработки, технологии обработки, информационные технологии.

Промышленные технологии являются основой производственного процесса - это сложная система взаимосвязанных процессов труда, и иногда и природных процессов, вследствие которых, материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию. Главной его составной частью является технологический процесс, который содержит в себе действия, направленные на изменение и дальнейшее определение состояния предмета производства.

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!