Классификация технологических процессов

В основу классификации технологических процессов положены различные признаки, такие как: вид воздействия на сырье и характер его качественных изменений; способ организации производства; кратность обработки сырья.

По характеру качественных изменений сырья технологические процессы подразделяются на физические, механические и химические процессы.

При физических и механических процессах переработки сырья происходит изменение размеров, формы и физических свойств сырья. При этом внутреннее строение и состав вещества не изменяется. Например: изготовление металлических деталей методом обработки резанием; дробление, измельчение вещества; приготовление растворов и т.п.

Химические процессы характеризуются изменением не только физических свойств, но и агрегатного состояния, химического состава и внутреннего строения вещества. Например, обжигом до спекания частиц сырьевой смеси получают портландцементный клинкер, вяжущие свойства которого обусловлены возникновением при высокой температуре (1450^оС) новых химических соединений (новообразований). Химической переработкой топлива (коксования углей) получают бензол, нафталин, водород, метан, этилен и другие продукты.

Однако деление процессов на физические, механические и химические является условным, так как трудно провести четкую границу между ними, поскольку механические процессы часто сопровождаются изменением и физических, и химических свойств.

По способу организации технологические процессы делятся на дискретные (прерывистые) и непрерывные процессы.

Дискретный технологический процесс характеризуется чередованием рабочих и вспомогательных ходов с четким разграничением их по времени реализации. Например, при металлообработке происходят установка детали в патрон станка (вспомогательный ход), подвод режущего инструмента (вспомогательный ход), обработка заготовки режущим инструментом (рабочий ход), контроль (вспомогательный ход) снятие детали со станка, установка в патрон станка новой заготовки и т.д. (вспомогательный ход).

Такие технологические процессы чаще всего распространены в машиностроении, строительстве, добывающих отраслях промышленности. Недостатком дискретных технологических процессов являются потери рабочего времени в процессе выполнения вспомогательных ходов, так как в это время простаивает основное технологическое оборудование, и выпуск продукции не производится. Затраты труда увеличиваются. Так, в обработке металлов резанием доля основного (технологического) времени в штучном времени составляет менее 50%.

Непрерывные процессы отличаются тем, что они не имеют резко выраженного чередования (во времени осуществления) рабочего и вспомогательного ходов. В них всегда можно выделить группу вспомогательных ходов, которые осуществляются одновременно с рабочими, и группу вспомогательных ходов, которые периодически повторяются во времени, в зависимости от результатов рабочего хода. Такие процессы, характерны для химической промышленности металлургии, энергетике.

По кратности обработки сырья технологические процессы подразделяются на процессы с открытой (разомкнутой) схемой и процессы с циркуляционной (замкнутой) схемой. В процессах с разомкнутой схемой сырье подвергается однократной обработке. В процессах с замкнутой схемой сырье неоднократно возвращается в начальную стадию процесса для последующей обработки. Примером процесса с открытой схемой производства может служить любая технология, в которой вход (начальная операция) и выход (заключительная операция) не соединяются — технология изготовления бетона.

Процесс с замкнутой схемой — оборотное водоснабжение (циркуляция воды в технологическом процессе после ее очистки).

Процессы с замкнутой схемой производства являются более экономичными и экологически безвредными, хотя они и отличаются большей сложностью.

Эти процессы необходимы при переводе технологии на безотходную.

В производстве часто применяются процессы, сочетающие элементы открытой и закрытой схем. Примером такого процесса может служить технологический процесс производства азотной кислоты, в котором одни промежуточные продукты обрабатываются по открытой схеме, проходя последовательно ряд аппаратов, а другие циркулируют по замкнутой схеме.

В общем виде любой технологический процесс можно рассматривать в виде кибернетической схемы, имеющую вход, «черный ящик» и выход.

На входе – исходные ресурсы и их свойства, на выходе – готовый продукт с конкретными характеристиками, «черный ящик» - все возможные способы изготовления продукта (изделия).