13. Високотемпературні процеси

Технологі́чний проце́с (англ. Manufacturing process, фр. Processus technologique) — це частина виробничого процесу, що вміщує дії зі зміни стану предмета праці.

Високотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину нагрівають. Для нагрівання сировини використовують різні види палива та енергії. Ці процеси є енергозатратними. Нагрівання сировини проводять до такої температури, за якої економічно вигідно отримувати продукцію.

Високотемпературні процеси лежать в основі виробництва чавунів, сталей, більшості кольорових металів, різних видів штучного палива, мінеральних добрив, цементу, цегли тощо. Хоч підвищення температури позитивно впливає на хід технологічних процесів, на практиці застосування теплоти для інтенсифікації процесів часто обмежене. Це зумовлено тим, що у багатьох випадках підвищення температури, по-перше, прискорює побічні реакції, внаслідок яких утворюється побічна продукція, погіршується якість основної продукції та зменшується продуктивність обладнання; по-друге, спричиняє виведення реагуючих речовин (складових сировини) із зони реакції, випаровуючи, спікаючи або сплавляючи їх; по-третє, виводить з ладу обладнання, оскільки найважливішими конструкційними матеріалами, з яких виготовляють обладнання, є метали та сплави на їх основі, які витримують нагрівання лише до 10000С. Кераміка витримує нагрівання до вищих температур. Пошуки нових конструкційних матеріалів, які витримували б нагрівання до вищих температур, обмежуються енергетичними затратами і віддачею теплоти у довкілля. Чи раціонально це? Очевидно, ні. Тому термічні процеси необхідно проводити лише за економічно вигідних температур, які вибирають з урахуванням мінімального спрацювання обладнання; вартості конструкційних матеріалів; витрат палива чи енергії, тепловтрат тощо. Крім того, термічні процеси мають велику частку ручної праці на допоміжних операціях у гарячих цехах. Їх важко механізувати й автоматизувати. Необхідно відмітити, що процеси, в яких тепло є допоміжним чинником, до термічних не належать. Наприклад, при каталізному крекінгу нафтопродуктів головним рушієм процесу є каталізатор, хоч сировину нагрівають.

14.Низькотемпературні процеси

Технологі́чний проце́с (англ. Manufacturing process, фр. Processus technologique) — це частина виробничого процесу, що вміщує дії зі зміни стану предмета праці.

Низькотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину охолоджують. При охолодженні речовин рух атомів і молекул поступово сповільняється і за температури, що становить – 273,15 0С зупиняється. Температури близькі до «абсолютного нуля» (-273,15 0С) називають кріогенними (від грецьк. «кріон» - холод).

При охолодженні речовин до дуже низьких температур змінюються їх властивості. Наприклад, гума з еластичної стає крихкою і при ударі молотком розлітається на осколки. Низькі температури, які використовують у промисловості умовно поділено на чотири області. Першою є область помірно низьких температур (від +27 0С до – 73 0С). У цьому діапазоні температур зберігають продукти харчування.

За нею йде область глибокого холоду (від – 73 0С до – 203 0С). За цих температур розділяють повітря на складові, зріджують кисень, азот тощо. Далі йде область кріогенних температур (від – 203 0С до – 272,7 0С). У цьому діапазоні температур зріджують гелій та інші гази. Нижче – 272,7 0С лежить область наднизьких температур.

Низькотемпературні процеси використовують у харчовій промисловості, в енергетиці, ракетобудуванні, в медицині, біології. Навіть у медицині впроваджується кріогенна хірургія, при якій проводять операції майже без виділення крові.