2. Technológiai rendszerek- Sisteme de producţie

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "2. Technológiai rendszerek- Sisteme de producţie"

Valéria Bognárné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 2. Technológiai rendszerek- Sisteme de producţie Mint láttuk a technológiai folyamat legegyszerűbb ábrázolása a blokk séma. A 2.1. ábrán is látható a transzformációs folyamatba a betáplált nyersanyag és segédanyagból keletkezik a termék. A nyersanyagra jellemző a minőség, a tömeg vagy a tömegáram és az entalpia. A segédáram nem más, mint az energiahordozó és a termék előállításhoz szükséges segédanyagok árama. Zavarás úgy az anyagi, mint az energetikai részről érintheti a rendszert (szennyező komponensek hatása, anyag de főleg energiaveszteség). A kilépő áram, a termék, egy új tulajdonságokkal rendelkező anyag, mely minőségileg megfelel a piaci elvárásoknak. A technológiai folyamat fő célja a piac anyagi szükségletének kielégítése a leggazdaságosabb módon. Ez, mivel általában vállalkozásról van szó, természetesen a profit termeléssel együtt lehetséges. Ahhoz, hogy a kiinduló anyagokból előállíthassuk a piaci igényeket kielégítő terméket, meg kell keresni a legkedvezőbb átalakítási utat, amelynek követnie kell a szükségletek időbeli változását is. Segédáram Bemenő áram Nyersanyag Transzformációs folyamat Kimenő áram Termék Zavarás 2.1. ábra. A technológiai folyamat blokksémája [6]. A termékorientált termelési folyamat tervezése a következő utat követi: - a piaci igények számba vevése, piackutatás-marketing; - a késztermék tárolására szolgáló kapacitás meghatározása; - a termelőkapacitás meghatározása; - az alapanyag / nyersanyag tárolás megoldása; - a nyersanyag beszerzés biztosítása, szolgáltatások. 24

A segédáram nem más, mint az energiahordozó és a termék előállításhoz szükséges segédanyagok árama.

2 A technológiai folyamat elemzése és szintézise A nyersanyag termékké alakulása nem egyszerre történik, hanem több transzformáción keresztül. Ezeket a transzformációs elemeket nevezik még technológiai operátoroknak. A technológiában ezek az operátorok a műveleti egységek nevet viselik. A műveleti egységek összekapcsolása hozza magával a kémiai technológiai rendszert. Az összekapcsolást véve figyelembe beszélhetünk [9,10]: a) soros kapcsolásról, amikor az egyik elem kilépő árama a másik elem belépő árama. A kapcsolás egyirányú áramlást eredményez, úgy hogy az összes technológiai áram csak egyszer halad át minden operációs egységen (2.2. ábra) ábra. Soros kapcsolásos rendszer. b) megkerülő by-pass kapcsolás, amelyre jellemző, hogy az anyagáramot egy műveleti egységben elválasztják, majd a másik áramhoz adagolják, miután ez az utóbbi, egy vagy több átalakuláson ment át (2.3. ábra) ábra. By-pass kapcsolás. c) párhuzamos kapcsoláskor a rendszerben létezik egy elágazás és egy keverési művelet. Ilyen kapcsolást alkalmaznak a rendszer termelékenységének a növelésére, amikor is több kisebb berendezést párhuzamosan működtetnek. Ilyen megoldással találkozunk, például a modern membrán- elektrolízis esetén, amikor az ultra tiszta sólevet elosztják több elektrokémiai reaktornak és a kapott oldatot újra egyesítik és telítik (2.4. ábra). d) recirkulációs avagy visszavezetéses kapcsolás esetén valamely elem egy vagy több kilépő áramát az illető elembe visszavezetik. Ilyen módon megoldható a bevitt komponens teljes mértékű átalakítása. 25

A műveleti egységek összekapcsolása hozza magával a kémiai technológiai rendszert.

3 2.4. ábra Párhuzamos kapcsolás. Ha az átalakulás termodinamikailag vagy kinetikailag korlátozott, akkor, miután átlépett a reaktoron, hol elért egy bizonyos konverziót, a kilépő elegyből kivonjuk a reagenst és visszavezetjük, a 2.5. ábrának megfelelő egyszeri sémát kapva. 2.5.ábra. Recirkulációs kapcsolás. e) a keresztirányú kapcsolás esetén a reaktort / vagy a műveleti egységet elhagyó áram hőtartalmát a főáram előmelegítésére használhatjuk. Ez természetesen a hűtésnél is megvalósítható. Az ilyen kapcsolási mód nagyon alkalmazott a környezetinél jóval magasabb hőmérsékleten végbemenő folyamatok esetén (2.6. ábra). A termelésben ezen 5 típusú kapcsolás kombinációival dolgoznak. Ezeket a kombinációkat két fő csoportba oszthatjuk, éspedig nyitott kapcsolásos és zárt kapcsolásos 26

5. ábrának megfelelő egyszeri sémát kapva. 2.5.ábra. Recirkulációs kapcsolás.

4 A technológiai folyamat elemzése és szintézise Hőcsere Reaktor 2.6. ábra. A keresztáramú kapcsolás. A nyitott alrendszerek esetén csak soros, párhuzamos és by-pass kapcsolást találunk. Ilyenkor az áram csak egyszer halad át a rendszer bármely elemén. Egy ilyen típusú kapcsolást mutat be a 2.7. ábra. 2.7.ábra. Nyitott kapcsolásos technológiai alrendszer. A zárt technológiai alrendszerek esetében az elemeket legalább egy recirkulációs áram egyesíti (lásd a 2.8. ábrát). A termelési rendszerben a recirkuláció lehet úgy az anyagáramra, mint az energiaáramra viszonyítani. Igaz, hogy az anyag átalakításra jellemző a folyamatos termelési mód, de még mindég megtalálható a szakaszosan működtetett termelő egység is. A szakaszos gyártás időben periodikusan ismétlődő részműveletek sorozata. A termelő egység egyik készülékébe (alaktorba, reaktorba, gépbe) befogadó képességének megfelelő mennyiségű anyagot (tételt/ sarzsot) adagolunk. Elvégezzük a szükséges műveletet / folyamatot, melyet a paraméterek időbeli változásával követik. A művelet befejezése után ürítenek és felkészítik a készüléket a következő sarzs/tétel befogadására. A szakaszos gyártás előnye az, hogy nem igényel nagy beruházási költséget és könnyű az áttérés az egyik termékről a másikra. Hátránya a nagy élőmunka / munkaerő szükséglet, a változó minőség, a kis termelékenység és a magas ár. Alkalmas a kis mennyiségű, változó minőségű termékgyártás esetén. 27

A zárt technológiai alrendszerek esetében az elemeket legalább egy recirkulációs áram egyesíti (lásd a 2.8. ábrát).

5 2.9. ábra. Zárt technológia alrendszer. A folyamatos gyártás esetén a termelőegység mindenegyes készülékében folyamatosan tápláljuk az átalakítandó anyagáramot és folyamatos az elvonás is. A reaktorban, mint láttuk az intenzív paraméterek térben, változnak, de időben konstansok. Az áramlási sebesség a rendszerben állandó, s a reaktorban / reaktorokban olyan körülményeket teremtenek, hogy az átalakulás a kívánt irányba és az elvárt konverzióval játszódjék le. A folyamatos termelésre jellemző, hogy a különböző pontokban más és más a paraméter, de ezek értéke az adott ponton megadott határértékek között van tartva. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, szükség van műszerekre s rendszer automatizálására. Az automatizálás és a számítógépes vezénylés a minőségi termék előfeltétele. Ez azonban emeli a fajlagos beruházás értékét, ami oda vezet, hogy bár a rendszernek nagyon kicsi az élőmunka igénye, a tőkebefektetés kitevő lehet. Épp ezért, nem is alkalmas kis mennyiségeket gyártani, hisz a befektetés nagyon hosszú idő múlva térülne meg. Nagy volumenű termelés esetén az amortizáció megvalósítható 3-8 év leforgása alatt. Ez alatt a termelési rendszer még nem avul el. A folyamatos gyártás egyik igen fontos előnye az, hogy a rendszer teljesen zárttá alakítható, ami megkönnyíti az emberi munkát, kevésbé veszélyes a természetre és a dolgozó egészségére. A folyamatosan megvalósított termelésből állandó minőségű terméket kapunk, ami természetesen előny. Egyik, a termelés szempontjából nagyon fontos kitétele a folyamatos gyártásnak a jól képzett, tudatos, fegyelmezett munkaerő. Ez természetesen drága, de mivel a munkaerő aránya nagyon kicsi az összköltségben (néha egy pár százalék), nem képez túlszárnyalhatatlan akadályt. 28

Az áramlási sebesség a rendszerben állandó, s a reaktorban / reaktorokban olyan körülményeket teremtenek, hogy az átalakulás a kívánt irányba és az elvárt konverzióval játszódjék le.

Hasonló dokumentumok

TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK 02.

TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK 02. dr. Torma András 2011.09.13. Tartalom 1. Technológiák anyagáramai, ábrázolásuk 2. Folyamatábrák 3. Technológiai mérőszámok 4. Technológia telepítésének feltételei 5. Technológia