Составляющие элементарного цикла изготовления продукции (элементарного звена технологического процесса). Понятие идеальной технологии

Изготовление продукции связано с требуемым изменением сырья, происходящим в результате различных воздействий на него.

На уровне элементарного звена технологического процесса(как и производственного) всю совокупность действий можно подразделить на функциональные и вспомогательные

Функциональной, основной частью элементарного акта преобразования предмета труда в продукт является однократное непосредственное воздействие инструмента на предмет труда. Эту наименьшую часть технологического процесса называют рабочим ходом. Рабочий ход приводит к изменению свойств сырья в направлении свойств получаемого продукта.

Вспомогательная часть элементарного акта преобразования предмета в продукт – процесс совмещения инструмента с предметом труда. Эту наименьшую часть технологического процесса наз. вспомогательным ходом

Вспомогательный ход, как правило, изменяет пространственные характеристики (положение) инструмента и предмета труда.

Его назначение – подготовка инструмента и предмета труда к выполнению очередного рабочего хода. При обработке некоторой порции или единицы сырья выполнение вспомогательного хода всегда предшествует реализации рабочего.

Вид рабочего хода изменяется при изменении типа воздействия инструмента на сырье, вида инструмента, а так же режима такого воздействия. Вид вспомогательного хода предопределяется видом рабочего хода и функционально зависит от него.

Последовательное чередование рабочих и вспомогательных ходов образует более высокий иерархический уровень в структуре технологического процесса – технологический переход. Для выполнения технологических переходов, как правило, необходимо осуществить соответствующую группу вспомогательных действий более высокого иерархичного уровня. Она включает действия по загрузке-выгрузке сырья или заготовки, закреплению детали и т.д. Все эти действия называют вспомогательным переходом.

Последовательность технологических и вспомогательных переходов образует следующий иерархический элемент технологического процесса – технологическуюоперацию. Для ее выполнения также необходима своя относительно обособленная группа вспомогательных действий – транспортирование сырья от одного вида оборудования к другому, которую называют вспомогательной технологической операцией.

Совокупность всех технологических и вспомогательных операций образуют технологический процесс, целью которого является изготовление продукта.

Т.о. вся структура технологического процесса складывается из рабочих и вспомогательных действий. К рабочим действиям относятся рабочий ход, технологический переход, технологическая операция, к вспомогательным – вспомогательный ход, вспомогательный переход, вспомогательная операция.

Идеальная Т – Т, когда требуемые технологические действия выполняются, а затраты труда практически отсутствуют. Необходимо стремиться к использованию именно таких технологических процессов.

 

 

22. Естественные процессы и технология производства: физические процессы и их использование.

Физические процессы связаны с такими преобразованиями сырья в продукт, при которых существенных изменение химической структуры исходных веществ не происходит. Физические процессы делятся на:

механические, гидромеханические, тепловые, массообменные.

Механические процессы связаны с преобразованием исходных веществ, находящих в твердом агрегатном состоянии, которое сопряжено с изменением положения, формы, размеров, соотношения твердых тел в смесях. Разновидности механических процессов: - транспортные; - процессы формообразования и формоизменения твердых тел; - процессы соединения твердых тел;- процессы изменения твердых тел; - процессы сортировки, смешивания, дозирования.

Транспортные процессы предназначены для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки и разгрузки.

Процессы формообразования и формоизменения твердых тел:

- процессы, основанные на использовании методов пластической деформации;

- процессы, основанные на механическом изменении формы, размеров твердых тел путем снятия поверхностного слоя с обрабатываемого материала.

Гидромеханические процессы связаны с одновременной переработкой веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях, - неоднородных систем. При этом химическое взаимодействие между этими веществами не происходит.

Гидромеханические процессы делятся:

- процессы получения неоднородных систем; - процессы разделения неоднородных систем; - процессы транспортирования жидкостей и газов.

Тепловые процессы – скорость процесса определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты (нагревание, охлаждение, испарение, плавление).

Способы распространения теплоты:

теплопроводность, конвективный перенос и тепловое излучение.

Теплопроводность – перенос энергии микрочастицами за счет их колебаний при тесном соприкосновении.

Конвекция – процесс переноса теплоты от стенки к движущемуся относительно нее веществу или от вещества к стенке.

Тепловое излучение – перенос энергии в форме электромагнитных колебаний, поглощаемых телом.

Виды тепловых процессов: процессы нагревания и охлаждения; процессы выпаривания, испарения, конденсации; процессы искусственного охлаждения; плавление и кристаллизация.

Процессы массопередачи характеризуются переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Виды процессов массопередачи:

абсорбция, перегонка, адсорбция, сушка, экстрация.

Абсорбция – процесс поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидким поглотителем.

Перегонка жидкостей – применяется для разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или более летучих компонентов.

Адсорбция – процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом.

Сушка – удаление влаги из различных материалов.

Экстракция – процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов твердых тел с помощью избирательных растворителей.

23. Естественные процессы и технология производства: химические процессы и их использование.

Химические процессы лежат в основе химической технологии, которая представляет собой науку о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки природного и сельскохозяйственного сырья в продукты потребления и применения в других отраслях материального производства.

Стадии химико-технологического процесса:

- подвод реагирующих веществ в зону реакции;

- химическая реакция;

- отвод полученных продуктов из зоны реакции.

Подвод реагирующего вещества осуществляют абсорбцией, адсорбцией, десорбцией, конденсацией, плавлением, растворением, испарением или возгонкой.

Химическая реакция протекает в несколько стадий, приводящих к образованию основного продукта, а также к ряду побочных.

Отвод отходов из зоны реакции осуществляется аналогично, как и подвод продуктов, в том числе конвекцией, диффузией и переходом вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Химические процессы:

- гомогенные и гетерогенные,

- экзотермические и эндотермические,

- обратимые и необратимые,

- электрохимические, электролиз и катализ.

Гомогенные процессы – все реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии. В этих процессах реакции обычно протекают быстрее чем в гетерогенных.

Гетерогенные – реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях.

Экзотермические – процесс происходит с выделением тепла.

Эндотермические – процесс протекает с поглощением тепла. Количество выделяемой или поглощаемой при этом теплоты называют тепловым эффектом процесса.

Обратимые – химический процесс может протекать как в прямом, так и в обратном направлении.

Необратимые – процесс в котором равновесие в реакции полностью смещается в сторону продуктов реакции, а обратная реакция как правило не происходит. Теоретически все химические реакции в химической технологии обратимы.

Электрохимические – процессы превращения химической энергии в электрическую и электрохимической – в химическую. А поскольку электрический ток связан с перемещением электрических зарядов, то основное внимание в электрохимии сосредоточено на реакциях, в которых электроны переносятся от одного вещества к другому.

Электролиз – пропускание постоянного электрического тока через электролит, приводящее к протеканию химических реакций, которые в обычных условиях самопроизвольно не идут.

Основу каталитических процессов составляет катализ – наиболее эффективное и рациональное средство ускорения многих химических реакциях.

24. Естественные процессы и технология производства: биологические процессы и их использование.

Биотехнология представляет собой совокупность промышленных методов, в которых используются живые организмы и биологические процессы для производства различных продуктов. Подобные процессы были известны еще с древних времен: хлебопечение, приготовление вина, пива, сыра, уксуса, молочных продуктов, способы обработки кожи и т.д.

Биопромышленность, в основе которой лежит биотехнология, производит кормовые и пищевые белки, аминокислоты, ферменты, витамины, антибиотики, этанол, органические кислоты, регуляторы роста растений, пестициды, лечебные и иммунные препараты.

К важнейшим процессам биотехнологии относятся:

- брожение,

- микробиологический синтез,

- термическая обработка и т.д.

Новые же направления физико-химической биологии, получившие развитие во второй половине 20 века, значительно расширили возможности процессов биотехнологии, особенно генной и клеточной инженерии.

Брожение (ферментация) – процесс расщепления органических веществ на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. Этот процесс осуществляется в организме животных, растений и многих микроорганизмов кА с участием кислорода (аэробные), так и без кислорода (анаэробные).

Типы брожения:

спиртовое, молочнокислое, пропионово-кислое, метановое и др.

Спиртовое брожение протекает в несколько этапов и используется для промышленного получения этила.

Молочнокислое брожение имеет большое значение при получении различных молочных продуктов, квашении овощей, силосовании кормов для животных.

Масляно-кислое брожение приводит к порче пищевых продуктов, вспучиванию сыра и банок с консервами. Раньше оно использовалось для получения масляной кислоты, бутилового спирта и ацетона.

Метановое брожение встречается в природе в заболоченных водоемах. Оно используется в промышленности и бытовых очистных сооружениях для обезвреживания органических веществ сточных вод. Образующийся при этом метан в смеси углекислым газом используют в качестве топлива.