1.4. 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 (14500 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).