4. Закономерности функционирования технологических процессов

4.1. Общие принципы классификации технологических процессов.

Все многообразие процессов, используемых технологией, с точки зрения их естественной (природной) сущности можно условно разделить на четыре основные группы: физические, химические, биологические процессы и процессы мышления. Такая упрощенная классификация не исключает реализацию более сложных процессов: физико-химических, биохимических и т.д.

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

Все физические процессы, используемые в технологии, можно подразделить на следующие подгруппы: механические, гидромеханические, тепловые и массообменные.

Химические процессы связаны с глубокими и, как правило, необратимыми изменениями химической структуры исходных веществ и их свойств.

Биологические процессы связаны либо с использованием микроорганизмов для получения продукции (традиционная биотехнология), либо с воспроизведением продуктов в искусственных условиях процессов, протекающих в живой клетке (современная биотехнология).

С помощью процессов мышления человек постигает окружающий мир и собственное «я». Без них невозможно существование важнейших областей человеческой деятельности — науки, образования, культуры.

4.2. Физические процессы в технологии.

4.2.1. Механические процессы.

Механические процессы связаны с преобразованием исходных веществ, находящихся в твердом агрегатном состоянии, которое сопряжено с изменением положения, формы, размеров, соотношения твердых тел в смесях.

Выделяют следующие разновидности механических процессов: транспортные, формообразования и формоизменения твердых тел, соединения твердых тел, изменения размеров, сортировки, смешивания, дозирования. Общим для всех разновидностей является механический способ воздействия средств труда на предмет труда в процессе получения продукции.

Транспортные процессы предназначены для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки и разгрузки. Они делятся на процессы непрерывного транспорта (конвейеры, транспортеры, элеваторы и т.д.); процессы дискретного транспорта (вагоны, вагонетки и т.д.).

Процессы формообразования и формоизменения твердых тел подразделяются на:

‑ основанные на использовании методов пластической деформации (обработка давлением);

‑ основанные на механическом изменении формы и размеров путем снятия поверхностного слоя (обработка резанием).

Обработка материалов давлением заготовок - один из наиболее распространенных методов обработки, обеспечивает меньшие потери металла и увеличение его про­чности, высокую производительность, относительно малую трудоемкость, дает широкие возможности механизации и автоматизации технологических процессов. Этими методами получают заготовки и детали из стали, цветных металлов и их сплавов, пластмасс, резины, керамических материалов, стекла, химических волокон, пластиков и др.

Высокой точности и малой шероховатости поверхности деталей можно достичь с помощью механической обработки резанием.

Процессы соединения твердых тел широко применяются в производстве. Они не являются чистыми представителями механических процессов, так как в ходе их происходят более сложные физические (тепловые, диффузионные) и физико-химические явления, и в эту группу отнесены условно — с точки зрения получаемого результата.

В различных конструкциях используют подвижные и неподвижные соединения, а также разъемные и неразъемные соединения. К разъемным относят такие, которые могут быть полностью разобраны без повреждения составляющих их частей и крепежных деталей. Остальные относят к неразъемным, которые можно разделить на соединения с натягом без дополнительных средств крепления, соединения с помощью сварки, пайки, склеивания, клепки.

Процессы изменения размеров твердых тел условно делят на дробление (крупное, среднее, мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое). Дробление производят раздавливанием, раскалыванием, истиранием (сухим и мокрым способом).

Процессы сортировки, смешивания и дозирования.

Сортировка (разделение) твердых зернистых материалов по крупности кусков или зерен называется классификацией. Существуют два основных способа классификации: ситовая (грохочение) — механическое разделение на ситах; гидравлическая — разделение смеси на классы зерен, обладающих одинаковой скоростью осаждения в воде или воздухе.

Смешивание — это процесс образования однородных систем из сыпучих материалов. Механизм смешивания сложен и зависит от многих факторов. В результате должна получиться такая смесь, что в любой ее точке к каждой частичке одного компонента примыкают частицы другого в количествах, определяемых заданными соотношениями. Смешивание осуществляют механическим, гидравлическим, пневматическим и некоторыми другими способами.

Процессы дозирования твердых материалов применяются в химической, пищевой промышленности, производстве стройматериалов и др. и осуществляются дозаторами (по объему и массе).