Технологические и производственные процессы.

В основе промышленного производства лежит технологический процесс, который является частью производственного процесса. Одновременно технологический процесс состоит из отдельных элементов (составных частей).

Процесс – это последовательная смена состояний стадий развития.

Производственный процесс — это совокупность технологических процессов (действий), в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия.

Технологический процесс — это описание производственных процессов, инструкций по выполнению, технологических правил, требований, наличие рабочих карт и графиков. Технологические процессы состоят из ряда физических, химических, механических явлений, которые отличаются характером качественных изменений и преобразований. Часто сами процессы называют физическими, химическими, механическими или физика- химическими и т.п..

Каждый технологический процесс может быть разделен на отдельные технологические звенья (операции) и изображенный в виде технологической схемы.

Технологические процессы есть основные и вспомогательные. Те процессы, которые обеспечивают преобразование сырья и материалов в готовую продукцию, называются основными. Например, изготовление заготовок литьем, ковкой, штампованием, механическая обработка резанием, составление изделий и др. Вспомогательные процессы обеспечивают изготовление продукции, которая используется для обслуживания основного производства. Например изготовление металлорежущих инструментов, запасных частей для ремонта оборудования, транспортирование заготовок и др.

Технологические процессы проектируются. При нескольких вариантах технологических процессов выбирают оптимальный.

В основу классификации технологические процессы положены такие признаки: способ организации, кратность обработки, движение сырья и тепловых потоков, агрегатное состояние, тепловой эффект, условия влияния на процесс и прочие.

1. По способу организации технологические процессы разделяют на дискретные, беспрерывные и комбинированные.

Дискретные (периодические) процессы – все стадии процесса протекают в одном аппарате, физико - химические условия (давление, температура, концентрация реагирующих веществ и др.) со временем изменяются. Загрузка сырья и выделение готовых веществ происходит периодически. Во время загрузки сырья и выделение полученной продукции агрегаты (оборудование) простаивают, что ведет к снижению продуктивности, потерям времени, усложнению обслуживания.

Беспрерывные процессы — сырье может загружаться в аппарат беспрерывно или периодически отдельными порциями. Готовая продукция выделяется из аппаратов по мере готовности. В аппарате (аппаратах) все стадии процесса происходят одновременно в разных зонах (аппаратах), физико-химические условия отдельных стадий процесса остаются неизменными. Перегонка нефти, получение цемента, выплавка чугуна – беспрерывные процессы.

Комбинированные процессы – объединение стадий дискретных и беспрерывных процессов. Можно периодически подавать сырье в агрегат и беспрерывно выделять готовую продукцию или наоборот, коксование угля, поточные линии механической обработки – комбинированные процессы.

2. По кратности обработки технологические процессы разделяют на циклические (круговые), с разомкнутой цепью (открытые) и комбинированные.

Процессы с замкнутой технологической схемой характеризуются тем, что сырье, которое не прореагировало вместе с порцией свежего сырья возвращается на начало процесса. Таким образом, часть сырья циркулирует в замкнутом цикле. Такие процессы являются основой для создания безотходных и энергосберегающих технологий. Примером таких процессов является синтез аммиака, получение полиэтилена высокого давления.

Процессы с разомкнутой технологической схемой процессы одноразовой обработки сырья. Примером таких процессов являются получения серной кислоты контактным способом, производство стали.

При комбинированной (смешанной) схеме одно из реагирующих веществ (или вспомогательные материалы) может циркулировать (получение серной кислоты нитрозным способом).

3. По движению сырья и тепловых потоков технологические процессы подразделяются на параллельнопроисходящие встречные, перекрестные.

Параллельнопроисходящие процессы – сырье и тепловые потоки двигаются в одном направлении. Это может иметь место при высушивании материалов, теплообменне и др.

Встречные процессы — сырье и тепловые потоки двигаются навстречу друг другу. При таком движении скорость реакций большая, реагирующие вещества полнее взаимодействуют. Металлургия чугуна, получение кислот, минеральных удобрений - примеры встречных процессов.

Перекрестные процессы — сырье и тепловые потоки двигаются один к одному под углом. Такие процессы имеют широкое использование (производство сернистого газа, медного концентрата, выжигание известняка и т.п.).

4. По агрегатным состояниям технологические процессы разделяют на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенными называют процессы, когда реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии, их еще называют однородными. Примером такого процесса является синтез аммиака, горение ацетилена в смеси с кислородом и др.

Гетерогенными (неоднородными) есть такие процессы, когда реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях: газ — жидкость: газ - твердое вещество: газ — жидкость — твердое вещество. Например, горение кокса, выжигание серного колчедана, получение кислоты и др.

5. По тепловым эффектам технологические процессы бывают экзотермические и эндотермические.

Экзотермические процессы — такие процессы при которых выделяется теплота. Например, горение топлива, реакции окисления, восстановление и др. Теплота, которая выделяется во время экзотермических реакций, может быть использованная для поддерживания режимов работы и это оказывает содействие уменьшению потерь топлива (работа судовых двигателей). А иногда при экзотермических реакциях печи, аппараты нужно охлаждать. Это требует лишних затрат.

Эндотермические процессы — это процессы, которые протекают с поглощением теплоты (нагрев воды и ее преобразование в пар, некоторые реакции восстановления, окисление, выжигание известняка и др.). Во многих технологических процессах имеют место и экзотермические и эндотермические реакции. Это оказывает содействие созданию оптимального температурного режима в аппаратах (двигателях).

6. По условиям влияния на процесс есть высокотемпературные, низкотемпературные, каталитические, вакуумные, электрофизические, электрохимические, при низком давлении и другие процессы.