Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Основные сведения о технологии и ее задачах.
Технология- наука о ремествах, которая появилась в 70-ые гг. 18 ст. в связи с развитием крупной машинной промышленности. Происходит от 2 греч. слов «технос»- искусство и «логос»- наука. Она базируется на научных открытиях, изобретениях (физика, математика, механика). Направлена на материальные потребности (их удовлетворение). Социальные, духовные технологии носят неограниченный характер, духовные – субъективный характер. С развитием общества развиваются и технологии. Технологии:
Цель технологии – произвести максимум продукта с минимумом затрат. Задача курса технологии состоит в изучении и выборе оптимальных видов технологических процессов, сырья, энергии, топлива, в определении эффективных направлений научно-технического прогресса в промышленности. Технология основывается на основных закономерностях многих отраслей науки. Практическая технология реализует то, что предлагает теоретическая и научная технологии. В наше время предъявляются высокие требования и поэтому производятся новые станки, автоматы, а для этого надо знать основные закономерности свойств предметов. Это ставит перед высшей школой сложную задачу по улучшению подготовки специалистов. Изготавливаются новые материалы, которые заменяют материалы, которые используются сейчас. Как известно, современное промышленное производство характеризуется разнообразием видов используемого сырья, методов его переработки и широким ассортиментом получаемой продукции. Современное развитие промышленности идет по пути увеличения масштабов производства, совершенствования технического оснащения существующих предприятий, возникновения новых технологических процессов. Для развития промышленности сегодняшнего дня характерны тенденции:
Технология- наука, изучающая способы и процессы получения и переработки продуктов природы в предметы потребления и средства производства.
2.Анализ разновидностей технологий и их характеристика
Теоретическая технология: предлагает новые варианты решения задач на основе физики, химии...
Научная: имеет связь с практической и производит разработку наиболее приемлемых вариантов. Является промежутком между теоретической и практической технологией.
Практическая: использует в работе все разработки.
Различают технологию механическую, химическую и др.
Механическая изучает такие процессы переработки сырья и материалов в изделия, при которых изменяются физические, механические свойства, но при которых состав и внутреннее строение исходного вещества остаются неизменными.
Химическая основана на химических превращениях, сущностью которых являются глубокие качественные изменения внутреннего строения и состава вещества.
Наиболее распространенная классификация технологии по видам потребительских стоимостей. Исходя из этого, выделяют:
Материальная тех. в преобладающем большинстве является машинной, т.е. совокупностью технологических действий осуществляется в основном с помощью машин, технических устройств, приспособлений. Машины выполняют функции посредников, размещенного между человеком- исполнителем технологии и предметом труда. Человек- исполнитель приводит их в действие, и машины- посредники выполняют совокупность требуемых технологических воздействий на предмет труда.
Социальная тех. отличается продуктом, который является нематериальным и представляется в виде услуги (работа учителя, игра актера…). В этой тех. отсутствует машина- посредник, задающая функциональную приблизительную однозначность живого труда. Здесь человек- исполнитель и человек- потребитель услуги взаимодействуют.
В рамках производственного процесса выделяют базовые, или основные, технологии, совокупность которых традиционно называют технологией производства, и вспомогательные, которые традиционно называют экономикой производства. От качества базовых технологий зависит эффективность производственного процесса. Вспомогательные технологии призваны обслуживать базовые.
3.Общие и отличительные признаки практической и социальной технологии.
Практическая технология реализует то, что предлагает теоретическая и научная технологии.
Отличительные признаки практической технологии:
Социальная тех. отличается продуктом, который является нематериальным и представляется в виде услуги (работа учителя, игра актера…). В этой тех. отсутствует машина- посредник, задающая функциональную приблизительную однозначность живого труда. Здесь человек- исполнитель и человек- потребитель услуги взаимодействуют.
4.Взаимосвязь технологии с экономикой и другими науками.
Сформировавшись в самостоятельную науку в конце 18 в., технология быстро выросла из прикладной в обширную фундаментальную науку, опирающуюся в своем развитии на достижения ряда естественных и технических наук. Огромное влияние на обогащение и совершенствование технологии как науки и резкое повышение ее роли в общественном производстве оказала современная научно-техническая революция. Все факторы, влияющие на рост производительных сил человека: искусность и квалификация, эффективность и оснащенность производства, прогресс науки как производительной силы- все это прямо или косвенно находит свое воплощение в технических средствах труда. По мере исторического развития процесса труда происходит обогащение производительных сил новыми моментами и новыми производительными силами, носящими общественный характер. Компоненты производительных сил образуют целостную систему, центром которой является живой труд, а, следовательно, сам человек. Технологические отношения охватывают отношения между человеком, средствами труда и предметом труда в производственном процессе. Как итог- система «человек-наука-техника-производство». Система технологических отношений представляет собой категорию постоянно развивающуюся, претерпевшую значительные изменения в ходе исторического процесса. Важная роль в жизни общества принадлежит активной производственной технике и технологии, которые представляют ее ядро. Главными стимулами развития технологии являются экономические, производственные потребности общества. Экономические отношения накладывают свой отпечаток на развитие техники. Развитие технологии испытывает мощное влияние экономических и идейных институтов общества. А социальное воздействие техники на общество идет через повышение производительности труда, через специализацию средств труда, которая служит технической основой разделения труда и через замещение техническими средствами трудовых функций человека. Техника влияет на общество не только через сферу материального производства, но изменяет условия труда и быта, влияет на мировоззрение человека, его психологию, мышление и т.д. Являясь методологическим и мировоззренческим стержнем технологии, общественные науки участвуют в разработке теоретических основ управления производством, совершенствовании принципов планирования, материального и морального стимулирования, в совершенствовании организации труда. Научно-техническая революция становится той ареной, на которой крепнет творческое содружество общественных и экономических наук с науками естественными и техническими. Уровень технологии любого производства оказывает решающее влияние на его экономические показатели и поэтому экономисту необходимо достаточное знание современных технологических процессов.
8.Динамика трудозатрат при развитии техн. процессов
Производство любого вида продукции связано с необходимостью трудозатрат, состоящих из затрат:
1. Прошлого (овеществленного) труда (Тп), включающего в себя все затраты труда, связанные с получением исходного для данной технологии продукта, а также затраты на орудия труда, используемые в анализируемом технологическом процессе;
2. Живого труда (Тж) , включающего все затраты человеческого труда предусмотренные в анализируемом технологическом процессе на выпуск готовой продукции.
Общие удельные затраты на единицу продукции, представляющие собой сумму прошлого и живого труда Тс = (Тп + Тж) min, являются наиболее обобщенными технологическими параметрами. С их помощью представляется возможность проводить наиболее общий экономический анализ любого технологического процесса.
Затраты прошлого труда являются относительно неизменной частью общих затрат (Тс), так как характеристики используемых (уже внедренных) машин и оборудования на предприятии не могут оказать на его влияния (т.е. увеличить или уменьшить затраты прошлого труда). Характеристики оборудования должны учитываться при выборе его на стадии создания технологического процесса.
Поэтому минимизировать общие затраты труда (Тс), т.е. совершенствовать любой технологический процесс, можно:
1. Уменьшением доли живого труда, путем внедрения в производство прогрессивного оборудования, инструмента, а также механизацией и автоматизацией технологического процесса;
2. Повышением эффективности использования прошлого труда (эффективности работы оборудования: снижением его простоев, работой на оптимальных нагрузках, проведением своевременного технического обслуживания и ремонта и др.).
Показать соотношение живого и прошлого труда в конкретном технологическом процессе - значит дать однозначную характеристику процессу, определить качество используемой технологии.
Для определения количественных показателей трудозатрат в реальном технологическом процессе необходимо рассмотреть процесс в динамике (развитии), т.е. в изменении с течением времени удельных затрат живого и прошлого труда, как функции Тж(t) и Тп(t) от времени t. При этом возможны следующие варианты динамики трудовых затрат при развитии технологических процессов :
а) одновременное повышение затрат живого и прошлого труда с течением времени - тупиковый, экономически не целесообразный путь развития;
б) одновременное снижение затрат живого и прошлого труда с течением времени - прогрессивный, неограниченный путь развития;
в) повышение затрат живого труда при снижении затрат прошлого труда с течением времени - не перспективный путь развития, замена машинного труда человеческим;
г) понижение затрат живого труда при одновременном повышении затрат прошлого труда с течением времени - ограниченный вариант развития.
Возможные варианты развития технологических процессов.
1-Путь увеличения объемов живого труда по мере развития технологического процесса ни в коем случае нельзя считать прогрессивным направлением технического развития. Это - тупиковый путь, который обеспечивает не повышение производительности труда, а напротив, ее снижение=> исключаем из дальнейшего анализа варианты развития а) и в).
Для определения прогрессивности развития технологического процесса (варианты б и г) необходимо рассмотреть функции Тж(t) и Тп(t) не в отдельности, а в совокупности общих трудовых затрат, то есть изучить функцию Тж(t) + Tn(t). Тогда оставшиеся варианты развития технологических процессов графически будут выглядеть следующим образом
Варианты развития технологических процессов
Повышение производительности труда будет обеспечено лишь при общем снижении трудозатрат по мере развития технологического процесса. Вариант а) полностью отвечает этим требованиям, экономическое развитие по такому пути высокоэффективно. Этот вариант допускает неограниченное развитие.
Согласно варианту б) суммарные затраты живого и прошлого труда уменьшаются только до определенного времени развития технологического процесса (время t*), затем они снова возрастают. Этот вариант допускает ограниченное развитие.
9. Структура технологического процесса.
Любой технологический процесс можно рассматривать как систему более мелких технологических процессов или как часть более сложного техн. процесса.
В структуре сложного техн. процесса можно выделить всегда элементарный техн. процесс, который при дальнейшем упрощении теряет свои характерные свойства.В свою очередь его можно расчленить на ряд техн. операциий- законченная часть техн. процесса,выполняемая на 1 рабочем месте и характ. постоянством предмета труда,орудий труда и характером воздействия на предмет труда. Частями техн. операции явл. техн. переход и вспомогательный переход. Технологический переход-законченная часть технологической операции, хар. постоянством средства труда,орудия труда, места воздействия на предмет труда. Вспомогательный перереход-часть техн. операции, сост. из действий исполнителя и орудий труда, которые не вызывают изменения состояния предметов труда, однако необходимы для выполнения техн.перехода.В свою очередь,. В состав техн. перехода входят рабочий ход и вспомогательный ход. Рабочий ход-элементарное звено техн. перехода, его законченная часть,связ. с однократным изменением формы, размеров,свойств, состояния предмета труда в соответствии с целью техн. процесса. Вспомогательный ход- часть техн. перехода , представляющая однократное изменение положения средства труда и (или) исполнителя без изменения состояния предмета труда.
Техн. процессы по по способу организации делятся на 2 группы: 1)процессы с дискретными техн. циклами, кот. хар. последовательным проведением всех стадий процесса в 1 агрегате. Образуется при при наличии регулярного чередования рабочих и всп. ходов с четким разграничением их по времени.(обжиг кирпича в печах период. действия); 2)с непрерывным техн. циклом, хар. проведением операций на одном месте техн. цепочки. Предмет труда проходит рядстадий обработки,готовый продукт выдается непрерывно, непрерывно вводится сырьё(хим. промышленность).
10.Основные варианты развития технологических процессов и их характеристика.
По хар-ру влияния на результат производства элементы техн процесса можно объединить в 2 группы: 1)вспомогательные; 2)рабочие. Совершенствование вспом. элементов приводит к росту производительности живого труда за счет высвобождения человека и сокр. промежутков времени между рабочими ходами. При этом сущность и результат раб. хода остаются неизменными. Отсутствие изменения сущности техн. процесса при совершенствовании вспомогательных ходов позволяет определить этот путь развития как эволюционный. Хар. особенностью такого пути развития можно считать достаточную очевидность мероприятий по его реализации. Подобная схема развития техн. процесса носит рационалистический характер, а соотв. тип технических решений наз.рационалистическим. Рац. решения обеспечивают снижение затрат жив. труда за счет увеличенияя доли прошлого труда, что соотв. варианту ограниченного развития.Таким образом, рационалистическим наз. такое развитие процессов, при котором увеличение производительности совокупного труда происходит при увеличении затрат прошлого труда за счет механизации и автоматизации вспом. элементов техн. процесса и который принципиально ограничен.
Общей хар. чертой техн. решений, повышающих эффективность рабочего хода, является эвристичность.Этот путь развития определяется как революционный. Св-ва эвристических решений:1)требуют дополнительных затрат;
2)уменьшение суммарных затрат осущ. за счет уменьшения, как живого, так и прошлого труда на единицу продукции. Это вариант неограниченного развития Таким образом, эвристическим наз. такое развитие, при котором увеличение производительности совокупного труда происходит при снижении затрат живого и прошлого труда за счет изменения или замены технологии.
11.Закон рационалистического развития технологических процессов.
В ходе рац. развития технологического процесса происходит прямая замена живого труда прошлым. При этом каждое последующее увеличение производительности труда требует все больших затрат прошлого труда на единицу прироста производительности совокупного труда. Достигнутый уровень затрат прошлого труда- это техн. вооруженность. Годовые затраты прошлого труда(сумма годовых амортизационных отчислений от стоимости оборудования и всех остальных годовых затрат за исключением затрат на предмет труда) обозначим через Фт, руб/год. Если отнести эти затраты к 1 работнику, то получим удельную характеристику, показывающую кол-во прошлого труда , переносимого на предмет труда 1 работающим. Это-технологическая вооруженность B, руб/чел*год.
B=Фт/n, где n-кол-во работающих.
Производительность живого труда L/ руб/чел*год. Определяется соотношением:
L=Q/n, где Q-годовой чистый продукт, руб/год.
В дифференциальной форме закон рационалистического развития записывается следующим образом:
dL=K*dB/Lm , где К-коэффициент пропорциональности, m-показатель степени.
Закон можно сформулировать так: элементарное приращение производительности труда, вызванное элементарным приращением прошлого труда, обратно пропорционально m-ой степени уже достигнутого уровня производительности труда.
79. Основы лазерной технологии.
Лазер представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча и большой концентрацией энергии. Диаметр луча составляет 0,01 мм, температура – 6000-8000С.
Лазерные технологии можно разделить на 2 вида: с использование маломощных лазеров и использование лазеров большой мощности.
В первом используется чрезвычайно тонкая фокусировка лазерного луча и точное дозирование энергии как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Это небольшие газовые лазеры импульсно-периодического действия и твердотелые лазеры на кристаллах граната с примесью неодима.
Области применения: для выполнения тонких отверстий в рубиновых и алмазных камнях для часовой промышленности, для записи и воспроизведения информации, в медицинских обследованиях и лечении, для резки и сварки миниатюрных деталей в микроэлектронике и электровакуумной промышленности, для маркировки миниатюрных деталей, для автовыжигания цифр, букв, изображений для нужд полиграфической промышленности, для изготовления интегральных схем. Также применяются для измерений шероховатостей поверхностей и др.
Ко второй группе относятся мощные газовые лазеры.
Области применения: резка и сварка толстых стальных листов, поверхностная закалка, направление и легирование крупногабаритных деталей, очистка от поверхностных загрязнений, резка мрамора, гранита, раскрой тканей, кожи и др. При лазерной сварке металлов достигается высокое качество шва и не требуется применение вакуумных камер. Применяется в машиностроении, автомобильной промышленности, производстве строительных материалов. Лазерная сварка дает возможность избежать деформации свариваемых деталей. Производительность агрегатов лазерной сварки в 5-8 раз выше, чем у современных сварочных автоматов. Лазерные технологии также обеспечивают поверхностное упрочнение деталей, что позволяет увеличить срок службы изделий в 8-10 раз. Применение лазерной технологии дает большой эффект при изготовлении деталей с особо высокими требованиями к качеству и точности и при получении изделий с особыми характеристиками.
17. Революционный путь развития ТП и его характеристика.
Революционное развитие технологичес-кого процесса предусматривает такое видоизменение рабочего хода, которое обеспечивает снижение совокупных трудозатрат, то есть повышение производительности труда.
Путь революционного развития является самым радикальным с позиции повышения значения показателя уровня технологии. Принципиальным отличием эволюционного и революционного раз-вития по сравнению с рационалистичес-ким выступает эффект роста показателя уровня технологии. Можно отметить, что эволюционному и революционному развитию технологического процесса отвечает динамике неограниченного снижения трудозатрат.
Сформулируем варианты возможного видоизменения рабочего хода при революционном развитии технологичес-кого процесса: ускорение либо замедле-ние; замена на новый.
Ускорение и замедление рабочего хода имеет ту же цель - снижение трудо-затрат. Ускорение рабочего хода может достигаться путем: повышения техно-логических свойств предмета труда (нагрев металла перед ковкой), повышения технологических возмож-ностей инструмента (повышение крас-ностойкости резца), внешнего воздей-ствия (различные виды облучения, ката-лизаторы и т.д.). Замедление рабочего хода, как правило, обеспечивается при использовании природных явлений и эффектов (естественная сушка).
Сократить долю рабочего хода по аналогии с сокращением вспомогатель-ных действий не представляется воз-можным. Это равносильно сокращению цикла обработки, в итоге предмет труда не претерпевает всего объема требуемых изменений.
Замена рабочего хода на новый означает переход на новую технологию. Чтобы выявить источники нового вида рабочего хода необходимо установить: чем предопределяется вид воздействия на предмет труда? Предмет труда обрабатывают так, как он это позволяет. Наличие определенных свойств в предмете труда ведет к выработке способов его переработки. Например, резанием обрабатывают твердые материалы, высушивают посредством нагрева пористые материалы. Следовательно, новый вид рабочего хода может быть основан на использовании ранее незадействованных свойств предмета труда.
16. Эволюционный путь развития ТП.
Эволюционное развитие технологического процесса предусматривает такое видо-изменение вспомогательных технологи-ческих действий, которое обеспечивает снижение совокупных трудозатрат, то есть повышение производительности труда.
Экономический эффект от эволюционного развития может быть достаточно весом, так как вспомогательных действий в структуре технологического процесса гораздо больше, чем рабочих. Если мысленно вычленить рабочие ходы из технологических операций, то в структуре технологического процесса останется множество только вспомо-гательных действий.
Уровень технологии при эволюционном развитии повышается, что объясняется качественным изменением вспомогательных технологических действий.
Приведем перечень видоизменений вспомо-ательных действий, которыми может быть обеспечено эволюционное развитие:
ускорение либо замедление; уменьшение доли; полное исключение.
Казалось бы ускорение и замедление альтернативные понятия, которые исклю-чают друг друга. Но, с учетом того, что указанные процедуры являются лишь средством снижения трудозатрат, а не самоцелью, можно с их помощью повышать экономичность технологического процесса. Ускорение технологических действий общеизвестно.
Уменьшение доли вспомогательных дейс-твий (длины пространственного переме-щения) достигается рациональным разме-щением технологического оборудования. В пределе вспомогательные действия могут быть исключены полностью, ведь они не преобразуют сырье в продукт. Часто это нельзя достичь технически, но к этому нужно стремиться.
18. Модели и методы оценки ТП.
Уровень технологии представляет собой некое свойство каждого технологического процесса, которое изначально присуще только ему. Это свойство предопределяется (обосновывается) как идеей (на стадии разработки) технологического процесса, так и технической реализацией этой идеи.
Уровень технологии является количественной и качественной оценкой технологического процесса. Качественно уровень технологии (У) формируется на стадии разработки (идеи) технологического процесса и характеризуется минимумом рабочих и вспомогательных действий (ходов) на производство продукции. С количественной стороны (У) характеризуется способностью технологического процесса выпускать продукцию с наименьшими затратами. Уровень технологии (У) при рационалистическом пути развития технологического процесса, когда в ходе его совершенствования не изменяется сущность технологического процесса, остается неизменным.
Определим У из функции рационалистического развития процесса:
dL=K*dB/Lm , L = √У.В, У = L2 / В .
Учитывая, что L = Q/n, а В = Фт/п , получим:
У = Q /п . п/Фт = Q/n . Q/Фт = Lж . Lп
Таким образом, уровень технологии определяется произведением производительности живого и прошлого труда и представляет собой обобщенную эффективность технологического процесса с точки зрения независимо осуществляемого переноса живого и прошлого труда. При выборе из двух и более процессов, производящих одинаковую продукцию (на стадии разработки) следует выбирать тот технологический процесс, в котором общие затраты живого и прошлого меньше ( Тс = Тж + Тп min), а уровень технологии больше (У mах).
Оценка по уровню технологии более точно определяет перспективу (преимущества) развития, то есть динамику изменения технологического процесса, когда на начальном этапе внедрения преимущества новой технологии не очевидно или даже пока хуже, чем старой технологии.
Уровень технологии позволяет сравнивать любые технологические процессы.
Так, по уровню технологии можно сравнить степень совершенства технологии производства тракторов и сукна, а также любой продукции не зависимо от того в какой отрасли промышленности он используется. Это открывает новые возможности в управлении развитием народного хозяйства, особенно в условиях самостоятельного хозяйствования.
Уровень технологии представляет собой универсальную оценку любого технологического процесса, образующегося произведением удельных показателей производительности (эффективности)затрат живого и прошлого труда (в любом технологическом процессе есть затраты живого и прошлого труда).
29. Природное сырье и его характеристика.
Природные и искусственные материалы, используемые в промышленности для производства продукции, называют сырьем.
Сырье – один из важнейших элементов производства, влияющих на техно-логию и качество продукции. От обеспечения сырьем и его качество зависит эффективность работы про-мышленности. Сырье – это предмет труда, претерпевший известное измене-ние в процессе его добычи или производства. Так, вискозное волокно, полученное из древесины, является сырьем в текстильной промышлен-ности; добытая железная руда – сырьем в металлургической промыш-ленности и т.д.
Природное сырье характеризуется тем, что его получают в готовом виде из недр Земли, из различных горных пород, растений. Оно может быть и результатом жизнедеятельности разных животных. К природному сырью отно-сятся железная руда, известняк, доло-мит, глина, мел, асбест, нефть, хлопок, лен, шерсть, древесина и др.
Природное сырье в свою очередь делится на два подкласса: органические и минеральные материалы. К первым относят шерсть, лен, хлопок, древесину и др; ко вторым – железную руду, гипс, мел, асбест и др.
21.Основные исторические этапы развития технологии.
Вначале были технологические процессы (доисторических времен) изготовления примитивных орудий труда: копий, стрел, выделка шкур, одежды и др. Сознательная организация системы технологических процессов произошла в истории человечества сравнительно недавно – в средневековье.
1 – этап. Появление цехов ремесленников (Европа – 13-14 век, в России –1722 г и отменена декретом в 1917 г.). Исторически цех – объединение ремесленников одной или родственных специальностей (цеха столяров, сапожников, кондитеров и др.). Изменений в технологических процессах изготовления продукции по сравнению с кустарным производством практически не было. Отличие: процесс изготовления продукции осуществлялся не изолированно друг от друга, а в одном помещении – цехе. Это привело к увеличению производительности труда, количества и качества выпускаемой продукции. Так как при цеховой структуре были созданы условия:
а) для обмена опытом между работниками (один лучше другого), что не было при кустарном производстве. Однако каждый работник при этом выполнял технологический процесс от начала и до конца. По мере развития цехов ремесленники из своей среды выделяли мастера – лучшего работника, который не только обучал новых работников, но и управлял, снабжал и др. производство. Исходя из этого, можно с полным правом назвать мастера исторически первым экономистом на производстве, который не просто знал технологию производства, а знал её лучше всех остальных. б) По структуре цеха ремесленников представляли собой систему параллельных технологических процессов, которые направлены на развитие (в конкурентной борьбе), внедрение передовых приемов работы, технологий и т.д.
2 – этап. Исчерпав свои прогрессивные возможности простая (цеховая) капиталистическая кооперация уступила место производственной мануфактуре, что явилось революционным этапом развития в организации систем технологических процессов. Мануфактура (ручное изготовление) – предприятие, основанное на разделении труда (пооперационная технология) и преимущественно ручной ремесленной технике. В Европе мануфактурное производство существовало с 16 по 18 в., в России – с 17 по 19 в.Каждый работник, специализировавшийся на выполнении отдельной операции, имел возможности для ее улучшения, совершенствования, что способствовало повышению производительности труда, количества и качества выпускаемой продукции.
В цехах ремесленников технологические системы образовывались путем суммирования однотипных технологических процессов, а в мануфактурном производстве – путем дробления ранее единого технологического процесса на ряд операций. Элементы технологической системы мануфактурного производства связаны между собой материальным потоком (продукт одного технологического процесса или работника является сырьем для другого и т.д.), а при цеховой структуре – не материальными связями – информационными, обмен опытом. Разделение труда способствовало созданию и внедрению в производство простейших механизмов и машин, которые имитировали человека и заменяли его труд. Мануфактура способствовала углублению общественного разделения труда, подготовила переход к машинному производству.
3 – этап. Машинное производство возникло в результате промышленного переворота во второй половине 18 в. Для него характерно замена человеческого труда работой механизмов и машин. На стадии машинного производства произошла замена мануфактуры фабричными и заводскими структурами.
Фабрика (мастерская) – промышленное предприятие, основанное на применении системы машин (обычно производит предметы потребления).
Завод – промышленное предприятие с механизированными процессами производства (производит, как правило, средства производства за исключением – хлебозавод).
4 – этап исторического развития систем технологических процессов – создание промышленных объединений, монополий, концернов, а также структур наиболее высокого уровня – единого народнохозяйственного комплекса государства.
Промышленное объединение – единый производственно-хозяйственный хозрасчетный комплекс, состоящий из промышленных предприятий, НИИ, проектно-конструкторских, технологических и других предприятий и организаций. В их состав могут входить промышленные объединения и комбинаты.
Производственное объединение – специализированный производственно-хозяйственный комплекс, в состав которого входят фабрики, заводы, НИИ, конструкторские, технологические и другие производственные единицы, не являющиеся юридическими лицами.
Комбинат (соединение) - объединение промышленных предприятий разных отраслей, в котором продукция одного предприятия служит сырьем для другого.
Монополия– промышленно-хозяйственное объединение, концентрирующее в своих руках материальные, финансовые и научно-технические ресурсы и обеспечивающие выпуск какого-либо вида продукции. Основной, наиболее распространенной формой монополии на современном этапе является концерн.
Концерн – одна из форм монополистических объединений, включающих самостоятельные промышленные предприятия, предприятия и организации транспорта, торговли и банковской сферы, объединенные финансовыми связями и выпускаемой продукцией,концерны и фирмы имеют финансовую независимость и возможность проведения независимой технической политики. Концерны образуют, в основном, систему однотипных звеньев, подобие цеховым структурам, т.е. параллельные технологические системы, направленные на развитие, а у нас отраслевая структура – последовательные технологические системы, направленная на увеличение выпуска продукции, но не на технологическое развитие. Концерны являются базой для возникновения конкуренции между ними.
54. Классификация фосфорных удобрений по содержанию основного компонента.
Фосф.удобрения — мин.удобрения, содержащие фосфор. Фосфор усваивается растениями в виде P2O5 , стимулируя в них синтез хлорофилла, жиров и витаминов.
К фосфорным удобрениям относятся простой и двойной суперфосфат, принадлежащие к классу водорастворимых удобрений.
Из фосфорных удобрений чаще всего используют фосфоритную муку, костную муку, простой и двойной суперфосфаты, преципитат. Фосфор вносят в почву и с помощью сложного удобрения аммофоса. Фосфорные удобрения получают как физическими, так и химическими методами.
Фосфоритная мука производится из природных фосфоритов, которые размалывают в специальных мельницах. Фосфор в этом удобрении содержится в виде нерастворимого в воде фосфата кальция, поэтому фосфоритную муку можно использовать только на кислых почвах.
В течение нескольких веков в качестве фосфорного удобрения используются мелко размолотые кости крупного рогатого скота — костная мука. Интересно, что еще ацтеки вносили в почву фосфорные удобрения, чтобы увеличить урожаи кукурузы.
Химическими методами получают суперфосфаты и преципитат.
Простой суперфосфат получают добавлением к фосфату кальция серной кислоты.
Са3(РO4)2 + 2Н2SO4 = Са(Н2РO4)2 + 2CaSO4
В результате образуется растворимый дигидрофосфат калия и практически нерастворимый сульфат кальция. Содержание питательного элемента в этом веществе невелико из-за балласта — гипса, но производство простого суперфосфата дешево и технически просто. Отсюда и происходит название удобрения.
Двойной суперфосфат производится в две стадии. На первой стадии получают фосфорную кислоту, которой затем обрабатывают фосфат кальция.
Са3(РO4)2 + 3H2SO4 = 2Н3РO4 + 3CaSO4v
Са3(РO4)2 + 4Н3РO4 = 3Ca(H2PO4)2
В этом случае массовая доля балласта в удобрении значительно ниже, чем в простом суперфосфате, так как в процессе производства не образуется гипс, а только остаются примеси, содержавшиеся в природном фосфорите.
Гидрофосфат кальция, или преципитат, получают нейтрализацией фосфорной кислоты гидроксидом кальция.
Н3РO4 + Са(ОН)2 = СаНРO4 + 2Н2O
В результате получается кристаллогидрат, который и называют преципитатом.
22. Классификационные признаки технологических систем.
А) Параллельные технологические системы характеризуются:
1.Независимостью осуществления технологических процессов каждого из элементов системы. Между ними существуют только информационные связи - нематериальные (знания и умения) в отличие от предметных (жестких) связей, которые жестко связаны предметом труда. Поэтому опыт развития одних элементов можно переносить на развитие других.
2.Объединением однотипных (одинаковых) с точки зрения технологий процессов в параллельной системе. Например, молочные и хлебозаводы в районных и областных центрах. Это позволяет обеспечить взаимный обмен опытом и конкуренцию, удобства управления и обслуживания, более выгодно и эффективно внедрять новые технологические решения.
3.Общий выпуск продукции при параллельной системе равен сумме выпускаемой продукции отдельных элементов .
4.Возможность функционирования системы в случае выхода из строя одного или несколько элементов. Поэтому выход из строя одного элемента не влечет остановку всей системы. Кроме того, это дает возможность проводить внедрение новой техники и технологий на одном из элементов системы.
5.Нацеленность на развитие, т.е. возможность переноса и использования опыта работы одних элементов системы на другие, более отсталые.
Переход на рыночные отношения создает конкуренцию параллельных технологических систем – концернов, выпускающих одну и туже продукцию (например, автомобильные концерны, выпускающие автомобили: "Мерседес", "Форд" и др.), и дает толчок к их развитию.
Недостатком параллельных технологических систем является то, что они пытаются скрывать свои передовые технологии с целью получения максимальных прибылей. Поэтому существует технический шпионаж.
Примером параллельных технологических систем являются однотипные: станки на участке, участки в цехе, цеха на предприятии, предприятия в отрасли, концерны.
Б) Особенности последовательных систем:
1.Предметная связь, когда результат действия одних элементов системы (продукт) является сырьем для других элементов системы. В последовательной системе элементы связаны между собой жесткой связью – объемом перерабатываемого сырья. Поэтому нужна согласованность между элементами системы по объему и времени выпуска продукции. Пример, конвейер сборки автомобилей (система) будет оставлен при выходе из строя даже одного элемента системы.
2.В последовательной системе объединены разнотипные с точки зрения технологии процессы. Например, машиностроительное предприятие имеет следующую последовательность технологий: заготовительное производство, обрабатывающее производство и сборочное производство. Текстильная отрасль: прядильное производство, ткацкое производство и отделочное производство.
3.Нет информационного обмена между элементами системы, хотя опыт развития одних элементов можно переносить (использовать) на развитие других элементов.
4.Последовательные системы характеризуются немедленным прекращением функционирования, в случае выхода из строя хотя бы одного из элементов системы, т.е. жесткая связь.
5.Функционирование последовательной системы характеризуется лимитирующим звеном, имеющим наименьшую производительность. Это звено ограничивает развитие всей системы (улучшив его находится другое и т.д.).
6.Нацеленность системы на увеличение объема выпуска продукции без принципиальных изменений технологических процессов, а путем совершенствования лимитирующих звеньев. Т.е. практическая невозможность технологического развития (в отличие от параллельной системы) в рамках этой системы.
Реальное производство – комбинированная технологическая система, в которую входят параллельные и последовательные технологические системы. Примером может служить машиностроительное производство, где кроме последовательных цехов: заготовительных, обрабатывающих и сборочных; входят параллельные цеха, обеспечивающие функционирование основных: инструментальный цех, ремонтно-механический, транспортный и др.
По уровню специализации различают:
1.Специальные технологические системы, предназначенные для выпуска или ремонта одного вида изделий. Примером специальной технологической системы может служить автосборочное предприятие, на котором из привозных узлов и деталей собираются автомобили только одной модели и модификации.
2.Специализированные технологические системы, предназначенные для изготовления или ремонта групп изделий. Например, химический завод по производству различных видов минеральных удобрений.
3.Универсальные технологические системы, обеспечивающие изготовление или ремонт изделий широкой номенклатуры. Пример, предприятие по ремонту бытовых приборов.
По уровню механизации:
1.Механизированные системы, где частично физический труд человека заменен машинным. Пример, обработка деталей резанием, где загрузка и выгрузка деталей механизирована.
2.Автоматизированная система, где физический и частично умственный труд человека заменен автоматическими устройствами, т.е. кроме механизации частично используются автоматические устройства в функциях управления элементами технологической системы. Примером может служить химическое производство, где автоматические датчики и устройства изменяют параметры: расхода исходных реагентов, их температура, давление и др. и механизированы остальные процессы.
3.Автоматические системы – это наивысший уровень, где все процессы работают в автоматическом режиме без участия человека. Пример, роботизированная конвейерная линия сборки автомобилей "Мазда", где все процессы синхронизированы с помощью ЭВМ.
По уровню иерархии:
1.Операция – является совокупностью (системой) более элементарных звеньев .
2.Технологический процесс – совокупность элементарных технологических процессов. Совокупность технологических процессов образуют отделение или участок (инструментальный и др.).
3.Производственное подразделение (цех) – совокупность участков.
4.Предприятие (завод, фабрика) – совокупность цехов. Завод предназначен в основном для производства средств производства, фабрика – предметов потребления.
5.Совокупность предприятий образуют отрасль (при объединении однотипных предприятий) или концерн (при объединении разнотипных предприятий).
6.Совокупность концернов образуют в капиталистических странах макроэкономический уровень, а в социалистических странах объединение отраслей – народнохозяйственный комплекс.
По характеру связей между элементами различают:
1.Системы с жесткими связями, которые характеризуются немедленной остановкой системы, в случае выхода из строя хотя бы одного из элементов.
2.Системы с нежесткой связью, которые характеризуются возможностью функционирования системы, даже если вышел из строя один или несколько элементов.
23.Структура технологических систем производства.
В промышленном производстве выделяют следующие технологические структуры, различающиеся своим иерархическим уровнем: цех; предприятие; отрасль; макроэкономический комплекс (территориальный или межотраслевой); народное хозяйство в целом.
Каждая из этих структур обладает специфическими особенностями и требует определенных (своих) методов управления развитием, но есть закономерности, подчеркивающие их общность. Так, при изучении технологических процессов отмечалось, что их развитие можно осуществлять при совершенствовании составляющих его элементов (рабочих и вспомогательных ходов). С этой целью применяются технические решения рационалистического или эвристического типа. Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня, которые образованы совокупностью технологических процессов.
Объединяющими закономерностями структур (технологических систем производства) является то, что они образуются параллельными или последовательными системами технологических процессов, либо их комбинацией. Преимущества и недостатки параллельных и последовательных технологических систем были рассмотрены ранее.
Выделение в системах параллельных и последовательных структур имеет важное значение для решения задач управления научно-технического развития производства.
Примерами параллельных технологических систем могут служить:
в цехе - технологические участки;
на предприятии - однотипные технологические цеха;
в отрасли - однотипные предприятия.
На современных предприятиях цеха формируются по принципу однотипных или похожих технологий, определяющих сущность процессов в них происходящих (литейный цех, механообрабатывающий цех, сборочный цех и т.д.). В свою очередь, в каждом из цехов используются, как правило, разновидности технологии, определившей название и назначение цеха (например, в литейном цехе есть участки литья в песчано-глинистые формы, литья по выплавляемым моделям, под давлением и т.д.). Предприятия в отрасли объединяются также в параллельные технологические системы по принципу сходности их технологий.
Параллельные технологические системы различного иерархического уровня, несмотря на существенные отличия их от элементарных параллельных технологических процессов, обладают теми же основными свойствами и особенностями. Но при этом характер связей технологических систем определенного уровня отличается от характера связей элементов системы более низкого иерархического уровня.
Основные особенности последовательной технологической системы:
результат труда одних составляющих сложной системы являются предметом труда, орудием труда или средством труда для других составляющих системы (мануфактура нашла свое отражение в последовательных структурах);
выпуск продукции такой системы определяется её лимитирующим звеном. Лимитирующее звено последовательной технологической системы - это такой её элемент, технические возможности которого определяют выходные характеристики функционирования системы в целом.
Например, производительность сборочного производства и скорость его перемещения определяются скоростью и трудоемкостью монтажа одного из элементов собираемого изделия даже в случае, если другие элементы можно монтировать и с большей производительностью.
К структурным образованиям с последовательной взаимосвязью относятся:
предприятия, в которых цеха представляют собой последовательные звенья одного технологического процесса. Например, на предприятиях машиностроения можно выделить такую последовательную технологическую цепочку: заготовительное производство - обрабатывающее производство - сборочное производство; на предприятиях текстильной отрасли: прядильное производство - ткацкое производство – отделочное производство и т.д.;
сам технологический процесс, состоящий из последовательности технологических операций.
Последовательные технологические системы различного иерархического уровня отличаются друг от друга. В последовательных технологических системах высокого уровня действуют такие дополнительные факторы, как связь одного элемента системы с несколькими другими; возможность в некоторых случаях использовать запасы исходных продуктов; возможность выпуска законченных продуктов, которые не используются внутри данной системы отдельными ее составляющими.
Комбинированной называется технологическая система, структура которой может быть представлена в виде объединения последовательных и параллельных систем. Такой вид системы характерен для большинства реальных технологических систем, начиная от уровня цеха. Так, например, на машиностроительном предприятии кроме последовательных цехов, связанных изготавливаемой продукцией, имеются цеха, которые обеспечивают функционирование предприятия в целом (инструментальный, транспортный цех, ремонтно-механический и др.) и представляют собой параллельную технологическую систему
27. Реальный и потенциальный уровень технологии системы.
Уровень совершенства системы технологических процессов, как и для технологических процессов, определяется количественно и качественно понятием уровня технологии. В рамках простого технологического процесса уровень технологии увеличивается при замене рабочего хода – прогрессивным, новым, т.е. рост уровня технологии возможен только при развитии технологического процесса по революционному пути.
Система же технологических процессов может повышать свой уровень не только при эвристическом (революционном) пути развития, но и без совершенствования рабочих процессов, составляющих ее элементов. А путем совершенствования пропорций между составляющими систему элементами (квазиэвристическое развитие). Любая система технологических процессов количественно может быть оценена максимумом своей производительности при неизменном уровне технологии составляющих ее технологических процессов. Рост уровня технологии, обеспечивающий рост производительности, является результатом усовершенствования системы технологических процессов. Если качественных изменений рабочего хода в технологических процессах не происходит - уровни технологии элементов, составляющих систему, неизменны.
В реальной технологической системе (в силу объективных причин технологического характера или связанных с ограничением финансов, сырьевых, трудовых ресурсов) отдельные составляющие не могут обеспечить максимально возможную для данной системы производительность.
Дальнейшее развитие системы путем оптимизации пропорций становится возможным только за счет реализации потенциальной возможности каждого из элементов системы.
Поэтому, любая технологическая система характеризуется реальным и потенциальным уровнем технологии.
Реальный уровень – соответствует конкретным пропорциям между производительностью и затратами прошлого труда (соответствует фактическим связям между элементами системы).
Потенциальный уровень технологии данной технологической системы может быть достигнут при идеальных связях между её элементами, приводящим к достижению максимальной производительности, при неизменном уровне технологии ее составляющих элементов. Потенциальный уровень технологии является верхней границей, после которой последующий прирост уровня технологии может быть получен только лишь за счет перестройки рабочих процессов элементов системы, т.е. революционным путем развития.
Потенциальный уровень технологии системы изменяется пропорционально приросту уровней технологии элементов системы и их удельному весу в общем производстве.
Рост реального уровня технологии системы зависит также и от степени рационалистического развития её составляющих элементов и имеет тенденцию к замедлению, когда эвристическое развитие не в достаточной степени подкрепляется рационалистических развитием составляющих элементов. Наиболее эффективнее будет увеличение уровня технологии у элементов системы, которые во первых характеризуются наибольшим суммарным весом в общей производительности системы, а во вторых являются хорошо развитыми в рационалистическом плане, но обладают относительно низким уровнем технологии.
Изобразим траекторию развитие системы технологических процессов в координатных осях L-B (рис. 9.).
Рис. 9. Троектория развития системы технологических процессов
На участке В0 В1 осуществлялось только рацианалистическое развитие системы с уровнем технологии У1 .
На участке В1 В2 осуществлялось рационалистическое развитие системы с одновременной оптимизацией распределения вооруженности составляющих (квазиэвристическое развитие). Этот участок характеризуется как ростом технологической вооруженности, так и ростом величины уровня технологии до максимально возможного (потенциального) У1n на данном этапе.
Отрезок В2 В3 соответствует приросту производительности труда также за счет рацианалистического развития.
В точке В3 осуществлен эвристический переход на другую технологию, которая характеризуется спектром значений уровня технологии от У2 до У11n и имеет начальную производительность L4 .
Дальнейшее развитие системы происходит по квазиэвристическому пути до достижения в точке В4 значения производительности L5 при уровне технологии У11n .
Последующее развитие системы технологических процессов до технологической вооруженности В5 чисто рационалистическое.
Модель развития системы технологических процессов может быть выражена следующей зависимостью: Lc = √Ус·Вс ,
где Ус - уровень технологии системы;
Вс - технологическая вооруженность системы;
Lс - производительность живого труда в системе.
Вс = ∑ Хi·Вi
где Вi - технологическая вооруженность i - того элемента системы;
Хi - удельный вес работающих, занятых в i - том элементе системы
(относительная численность работающих).
Хi = ni / ∑ni
где ni - количество работающих в i-том элементе технологической системы;
∑ni -общее количество работающих в системе технологических процессов.
Учитывая выше изложенное, модель рационалистического развития систем технологических процессов принимает вид: Lc = ∑Хi √Ус·Вс
В случае квазиэвристического развития уровень технологии может увеличиться не более чем до средневзвешенного уровня технологии элементов технологической системы.
Данное соотношение показывает, что уровень технологии технологической системы зависит от взаимных пропорций её составляющих, т.е. насколько существенно использованы резервы развития составляющих её технологий.
Максимальный рост уровня технологии системы, следовательно, и производительности труда будет достигаться при равенстве технологической отдачи элементов системы:
B1/У1=В2/У2 · Вn/Уn
где В1, В2, Вn - технологические вооруженности составляющих системы;
У1, У2, Уn - уровни технологии составляющих системы.
Приведенное соотношение определяет качественную сбалансированность системы, и, следовательно, потенциальные возможности развития каждой из технологий – эволюционным или революционным путем.
55. Особенности производства калийных удобрений.
Выделение хлористого калия из сильвинитовых руд может быть основано на различии механических, физических или химических свойств составляющих компонентов. В настоящее время промышленная переработка сильвинита в хлористый калий производится преимущественно по галургическому, флотационному и комбинированному методам.
Переработка сильвинитов для получения хлористого калия по галургическому методу основана на физико-химических особенностях системы NaCl—КС1—Н2О. В то время как растворимость NaCl при повышении температуры понижается (хотя и незначительно), содержание КС1 в насыщенных обеими солями растворах резко возрастает. Эта особенность системы NaCl — КС1 — Н2О используется для производства хлористого калия из сильвинитов по галургическому методу. При помощи циклического процесса, состоящего из последовательных операций нагревания маточного раствора, выщелачивания КС1 из сильвинита, охлаждения насыщенного раствора с кристаллизацией КС1, можно выделить хлористый калий из сильвинита и получить его в виде высококачественного продукта со сравнительно низким содержанием NaCl и других примесей.
Перерабатываемые сильвиниты наряду с основными компонентами содержат примеси — ангидрит (CaSO4), нерастворимый в воде остаток (Н.О.) в виде карбонатно-глинистых соединений, карналлит (КСl MgCl2·6H2O) и др. Присутствие, например, карналлита в перерабатываемом сильвините при циклическом использовании оборотного растворяющего щелока может привести к накоплению в растворе третьей соли (MgCl2), существенно влияющей на растворимость КС1 и NaCl. Однако сейчас для производства калийных удобрений используется сильвинит с незначительным содержанием С12 в оборотных щелоках, которые не оказывает заметного влияния на растворимость солей в системе КС1 — NaCl — Н2О.
Рационально построенная схема производства хлористого калия из сильвинита должна учитывать следующие технологические особенности процесса:
1. Исходное сырье содержит лишь от одной четверти до одной трети хлористого калия, так что после выщелачивания на 1 т сильвинита остается ~ 700 кг остатка, состоящего в основном из галита. Этот остаток представляет собой отходы производства и используется обычно для закладки выработанных камер в шахтах. На некоторых фабриках отвал используется для получения рассола для содовых заводов или для производства технической и пищевой соли. В любом случае галитовые отходы перед их удалением из производства должны быть тщательно промыты для снижения потерь КС1.
2. При выщелачивании сильвинита из растворителей вместе с горячим насыщенным щелоком выносятся тонкодисперсные частицы солевого и глинистого шлама. Для устранения загрязнения продукта эти частицы должны быть удалены из насыщенного щёлока перед его охлаждением и кристаллизацией хлористого калия.
3. Производство хлористого калия из сильвинита по галургическому способу является циклическим процессом, в котором оборотный щелок непрерывно совершает замкнутый цикл: растворение — охлаждение и кристаллизация КС1 — отделение кристаллов — нагревание щелока — растворение. При этих условиях ввод свежей воды в процесс на различные промывные операции (промывка отвала и шлама и т. п.) и другие нужды должен быть ограничен и допускается в количествах, соответствующих убыли воды на различных стадиях производственного процесса (с отвалом, шламом и т. д.). Ввод в процесс избытка воды неизбежно приводит к образованию излишка оборотного щелока и необходимости его упаривания или сброса, что связано с дополнительным расходом пара или потерями хлористого калия.
4. Оборотный щелок должен подвергаться попеременно нагреванию до 115°С перед вводом его в растворители, а затем охлаждению до 20—30°С с целью выделения хлористого калия. В целях экономии пара охлаждение горячего щелока можно осуществлять за счет самоиспарения воды в вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ), а выделяющийся из щелока вторичный пар использовать для предварительного нагревания маточного раствора.
Важнейшими операциями производства КС1 галургическим методом являются выщелачивание (растворение) руды нагретым оборотным маточным щёлоком, осветление илисто-солевой суспензии, вакуум-кристаллизация полученного на предыдущих стадиях крепкого щёлока, отделение кристаллов КС1 от маточного раствора и их сушка.
57. Сырьевые материалы и основы производства резины.
Резину изготавливают с помощью вулканизации. Вулканизация – это название смеси каучука с небольшим количеством серы и наполнителем, предварительно сформированной в виде будущего изделия.
Каучук применяется для изготовления резины. Для этого составляют так называемую резиновую смесь, в которую кроме каучука вводят еще целый ряд ингредиентов, каждый из которых имеет определенное название. Первый из них является вулканизирующим агентом (чаще всего мера). В результате вулканизации каучук превращается в прочную, эластичную, упругую массу – резину.
В результате вулканизации молекулы каучука «сливаются» между собой дисульфидными мостиками в одну трехмерную макромолекулу, и образуется
Каучуки, вулканизированные только в смеси с вулканизирующими агентами, не обладают необходимыми для различных целей жесткостью, сопротивлением растяжению, истиранию и разрыву. Эти свойства можно придать каучуку, добавляя в резиновую смесь так называемые наполнители пространственный полимер – резина. С целью предупреждения «старения» каучука, т.е. потери каучуком эластичности и других ценных свойств, в резиновую смесь вводят различные стабилизаторы – антиокислители (например, фенил-β-нафтиламин). Чтобы ускорить процесс вулканизации, в резиновую смесь вводят небольшие количества органических соединений, которые называют ускорителями (меркаптобензтиазол, дифенилгуанидин и др.). Оказалось, что наиболее эффективного использования ускорителей вулканизации необходимо присутствие некоторых других химических веществ (обычно смесей металлов), наиболее эффективно в присутствии растворимых в каучуке мыл (солей жирных кислот), которые могут образоваться в процессе вулканизации
Для получения высококачественной резины, которую можно переработать в различные изделия, в каучук необходимо добавить ряд примесей. Очень важны также противостарители, которые уменьшают влияние кислорода воздуха на резину.
Большую роль среди них играют так называемые ускорители вулканизации – органические соединения, содержащие серу или азот. Они значительно сокращают время и снижают температуру процесса, а иногда позволяют проводить его вообще без нагревания (холодная вулканизация). Противостарители – это антиокислители.
две группы наполнителей:
1.активные наполнители, которые улучшают качество каучука. К ним среди прочих относятся активная газовая сажа, окись цинка и каолин;
2.инертные наполнители, которые лишь увеличивают вес продукта, например, сажа, мел и тяжелый шпат.
Готовую резиновую смесь, состоящую из каучука, вулканизирующего агента, ускорителя вулканизации, активатора, наполнителей, стабилизатора и т.п., направляют на завершающий процесс резинового производства – вулканизацию. Вулканизацию проводят или после формования из резиновой смеси соответствующих изделий (труб, рукавов, листов и других), или одновременно с процессом формования изделий. Вулканизация протекает при нагревании.
78. Разновидности мембранных процессов и их характеристики.
Мембранная технология – это одно из новых направлений развития химических технологических процессов, целью которых является разделение жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран. Процесс разделения основан на том, что некоторые компоненты системы проходят через мембрану медленнее других или вовсе задерживаются. Эффективность разделения оценивается показателями «селективность», «производительность», «коэффициент разделения». Разделение смесей через мембрану осуществляется в основном при температуре окружающей среды без фазовых превращений, что обусловливает простоту конструкции мембранных аппаратов и экономичность процесса.
Растворы разделяют с помощью следующих способов мембранной технологии: обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа, электродиализа, микрофильтрации.
1. способ разделения обратным осмосом заключается в том, что раствор под давлением 3-8 МПа подается на полупроводниковую мембрану, пропускающую растворитель (воду) и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества. Суть способа состоит в следующем: если концентрация вещества в растворе А больше, чем в растворе В, находящихся по разные стороны мембраны, то возникает поток молекул (ионов) этого вещества через мембрану от раствора А к раствору В. Этот поток можно остановить, если повысить давление в растворе В. Разность давлений, при которой прекращается переход через мембрану вещества, называется осмотическим давлением. При обратном осмосе используют плоскокамерные, трубчатые или рулонные аппараты с разделительными мембранами в виде пленок и полых волокон. Метод применяется для опреснения соленых и очистки сточных вод, разделения смемей путем удаления одного из составляющих, концентри-рования растворов и др.
2. Ультрафильтрация относится к процессу мембранного разделения растворов и коллоидных систем, в которых молекулярная масса растворенных (диспергированных) компонентов намного больше молекулярной массы растворителя (дисперсионной среды). Для разделения в данном случае применяется небольшое избыточное давление 0.1-0.8 МПа. При этом значительное влияние оказывает на ультрафильтрацию «концентрационная поляризация», приводящая к гелеобразованию или выпадению осадка у поверхности мембраны. Используется ультрафильтрация для очистки сточных вод от высокомолекулярных соединений, очистки крови и биологически активных веществ, вакцин, вирусов, молока, фруктовых соков и др.
3. Микрофильтрация используется для разделения коллоидных систем при помощи полимерных высокопористых пленок, часто нанесенных на подложки (пластины, цилиндры, сетки, бумажные листы). Их толщина составляет 10-350 мкм, размер пор 0,01-0,1 МПа. Микрофильтрация применяется для очистки технологических растворов и воды от тонкодиспергированных веществ. Основные достоинства способа – простота конструкционного оформления установки, большая производительность при малых эксплуатационных затратах.
4. Диализ предназначен для разделения растворенных веществ, значительно различающихся молекулярными массами. Способ основан на неодинаковых скоростях диффузии веществ через полупроницаемую мембрану, разделяющую концентрированный и разбавленный растворы. Применяется диализ при производстве искусственных волокон, ряда биологических препаратов, для очистки растворов биологически активных веществ.
5. Электродиализ – способ разделения ионизированных соединений под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей мембраны. Разделение ионов с одинаковым знаком заряда происходит в результате различия скоростей их переноса через мембрану. Способ широко используется для обессоливания морской воды и соленой воды, для очистки растворов биологически активных веществ.
6. Мембранное газоразделение представляет собой разделение газовой смеси на компоненты или ее обогащение в аппаратах с непористыми перегородками (мембранами). Способ основан на различии между коэффициентами газопроницаемости компонентов газовой смеси. Для разделения газовых смесей применяются мембраны из стекла, металлов, полимерных материалов. Наибольшей производительностью обладают асимметричные мембраны, состоящие из пористого и сплошного слоев, причем толщина последнего составляет около 0, 25% общей толщины мембраны.
Недостатки мембранных способов разделения (обратного осмоса и ультрафильтрации): в процессах опреснения и обессоливания образуются вода и концентрированный раствор, который содержит смесь неорганических веществ в виде ионов; их нельзя использовать в дальнейшем и нужно сбрасывать в окружающую среду.
Мембранная технология является одним из приоритетных направлений НТП, т.к. она открывает путь к созданию ресурсосберегающих процессов, оказывает благоприятное воздействие на экологическую ситуацию. В перспективе предусматривается значительный рост объемов производства с применением обратноосматических и ультрафильтрационных мембран, стойких в агрессивных средах. Разрабатывается поколение новых мембран, получаемых методом синтеза на границе раздела фаз, а также модифицируемых плазменной обработкой или радиационной прививкой. Широко развернуты работы по созданию мембран с использованием целенаправленного регулирования свойства и соотношения центров активированного переноса веществ в полимерах.
80. Основы биотехнологии.
Биотехнология – промышленная технология получения ценных продуктов из исходного сырья с помощью микроорганизмов. Биотехнологические процессы известны с древних времен: хлебопечение, приготовление вина и пива, сыра, уксуса и др. в современном понимании в биотехнологию включают генетическую и клеточную инженерию, цель которых – изменение наследственных механизмов функционирования организмов для управления деятельностью живых существ. Биотехнология тесно связана с технической микробиологией и биохимией.
В основе биотехнологии лежит микробиологический синтез. Мир микроорганизмов обширен и разнообразен. Размножаются они чаще всего простым делением клеток. Микроорганизмы характеризуются разнообразными физиологическими и биохимическими свойствами. Например, для анаэробов не нужен кислород, другие живут в источниках при температуре 250С, третьи обитают в ядерном реакторе. Микроорганизмы широко распространены в природе, в грамме почвы их может содержаться до 3 млрд.
Однако микроорганизмам присущи и специфические ферментные и биохимические реакции, на которых основана их способность разлагать целлюлозу, лигнин, углеводороды нефти и др. Существуют микроорганизмы, способные усваивать азот, синтезировать белок и др. На этом основано получение различных продуктов.
Сейчас с помощью биотехнологий получают антибиотики, витамины, аминокислоты, белки, спирты, кисломолочную продукцию и др. интерес к использованию биотехнологий возрастает в различных отраслях человеческой деятельности: в энергетике, пищевой промышленности, с/х, медицине и др. Это объясняется возможностью применения в качестве сырья возобновляемых ресурсов (биомассы) и экономией энергии.
Перспективным направлением является разработка и внедрение микробиологических способов получения различных металлов. Микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ в природе. Известно, что они причастны к образованию ископаемых. Так в начале 20 века в старом руднике было обнаружено в водном растворе огромное количество меди, которая была произведена бактериями из сернистых соединений меди. Окисляя не растворимые в воде сульфиды меди, бактерии превращают их в легкорастворимые соединения. Особенно эффективно использование бактерий на завершающей стадии эксплуатации рудников, при переработке отвалов. Использование такой технологии позволит добывать глубокозалегающие ископаемые. Достаточно будет погрузить на нужную глубину трубы и подвести по ним к рудной породе биораствор. Т.о., отпадает необходимость строительства шахт, уменьшается нагрузка на экологическую ситуацию и др. как следствие этого снизится себестоимость ископаемых.
Также широко применяется и развивается применение биотехнологий для производства медпрепаратов, органических удобрений, горючих газов и жидкостей, микроорганизмов для очистки жидкой и воздушной среды и др.
81. Производственные системы и производственные процессы.
Изучение любого объекта предполагает познание его сущности, самых важных сторон и характеристик.
"Что является самым важным в объекте исследования"?
Смыслом существования всяких объектов, в том числе и технологии, является удовлетворение общественных и личных потребностей человека в процессе их функционирования и эксплуатации.
При изучении технологии используем системный подход, утверждающий, что все окружающие объекты есть системы разного происхождения. В том числе и человек – это биологическая система. Система это совокупность взаимосвязанных элементов. Система предназначена для выполнения функций, которые не может выполнить ни один элемент, входящий в данную систему. (Пример, ученическая тетрадь, состоящая из обложки, скоб и рабочих листов).
Каждый элемент можно рассматривать как часть системы более высокого иерархического уровня или как систему более низкого иерархического уровня. (Пример, ученическая тетрадь – элемент системы набора – портфеля – ученика, в тоже время – сама система взаимосвязанных листов).
Системный подход разрешает важное противоречие, возникающее в процессе познания. Человек по своим возможностям может одновременно анализировать и изучать не более 7…9 элементов. Поэтому системный – поэлементный подход позволяет изучать более сложные иерархические уровни.
При изучении любой системы необходимо начинать с системы более высокого иерархического уровня, что позволит "за деревьями увидеть лес", т.е. увидеть смысл существования объекта исследования – технологии. Поэтому подойдем к пониманию технологии с внешней стороны, со стороны общества.
Понятие о производственной системе и производственном процессе
Что необходимо обществу для существования и развития? Это товары и услуги. Чем их больше, тем выше уровень его развития. Если материальные потребности человека имеют ограничения (пища, одежда, жилье и т.д.), то нематериальные (образование, наука, культура) их не имеют. Поэтому государство (общество) тем богаче, чем меньше людей занято в материальной сфере деятельности (в США 70 % населения занято в нематериальной сфере). Однако материальные потребности первичны по отношению к нематериальным.
Что является источником товаров и услуг? Так как большинство товаров и все услуги не появляются естественным природным путем их необходимо производить. Так даже для получения сельскохозяйственных продуктов (основа природные процессы произрастания), необходимо создавать производственные системы. Таким образом, нужные обществу товары и услуги получают созданием производственных систем. Производственные системы включают все необходимое для производства продукции:
1. предметы труда (сырье), т.е. то из чего получают нужный продукт;
2. средства труда, т.е. то с помощью чего воздействуют на предмет труда для получения нужного продукта;
3. труд людей.
Примером производственной системы в материальном производстве являются: завод, фабрика, организация, колхоз и т.д. А в нематериальном производстве: школа, институт, театр, музей и т.д.
Вступая во взаимодействия все слагаемые производственной системы для выпуска продукта – образуют производственный процесс. Если производственная система есть совокупность некоторых статичных элементов, то производственный процесс есть процесс взаимодействия производственных элементов с целью выпуска продукции. Соотношение между ними, как между двигателем и функционированием двигателя. Смысл создания производственных систем заключается в необходимости реализации производственного процесса. В общем виде производственный процесс – это совокупность действий, необходимых для выпуска продукции. В материальном производстве под производственным процессом понимают совокупность действий людей и оборудования, необходимые на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Представим схематично производственную систему и производственный процесс.
Различие в схеме производственной системы и производственного процесса лишь в том, что производственная система – совокупность статичных элементов, а производственный процесс – совокупность динамичных элементов, существующих во времени. Предмет труда (сырье) не является частью ни производственной системы, ни производственного процесса. Оно является перерабатываемым ресурсом поэтому вынесено за рамки производственной системы и производственного процесса.
Производственная деятельность – основа существования как отдельного человека, так и общества в целом. Без производства нет развития общества и даже его существования. Производственная деятельность – источник существования общества и независимости государства. Именно поэтому даже индустриально развитые страны с помощью налогов и пошлин оберегают свои рынки от более дешевых товаров стран – конкурентов. При этом принцип экономической выгодности иногда отводится на второй план. Это объясняется в первую очередь (наряду с другими факторами) большой ролью производства в общественном развитии. Поэтому все государства, осознавая важность производственной деятельности, стремятся к её совершенствованию и развитию. Наиболее эффективно задача развития производственной деятельности может быть решена только на базе познанных закономерностей производственного процесса. Закономерности производственного процесса объективны, как и законы физики, химии и т.д. Поэтому производственный процесс жестко не связан с общественными формациями и политическими течениями, а также с видами экономики (плановая или рыночная). Они только создают разные условия для развития производства, поэтому на выходе разные результаты. Ведь любому обществу и любой экономике необходимо решать задачи производства товаров и услуг. Для того, чтобы знать, какие условия для успешного развития производства необходимо создать, следует выявить и изучить его закономерности. Чем больше мы сообразуем свои действия с объективным ходом событий, тем лучших результатов достигнем и тем менее расходуем средств.
34. Безотходные малоотходные технологии.
«Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы производство потребление вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
Принципы безотходных технологий.
При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.
Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.
Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии процесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.
К не менее важным принципам создания безотходного производства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения. Следует подчеркнуть, что реализация этого принципа осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.
Общим принципом создания безотходного производства является также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств. Одним из примеров такого подхода к организации безотходного производства является утилизация пиритных огарков отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью идут на производство цемента. Однако ценнейшие компоненты пиритных огарков медь, серебро, золото, не говоря уже о железе, не используются. В то же время уже предложена экономически выгодная технология переработки пиритных огарков (например, хлоридная) с получением меди, благородных металлов и последующим использованием железа.
Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств. К ним относятся комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования; внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффективных газо- и водоочистных методов); кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.
Отходы производства это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.
Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (ВМР), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.
Отходы бывают токсичные и опасные. Токсичные и опасные отходы содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.