3.3. Приклад розрахунку матеріального балансу алкідної емалі

3.3.1 При розрахунку матеріального балансу виробництва емалей необхідно мати основу рецептуру емалі або композиційного полімерного матеріалу, яка містить всі складові, а також розраховані рецептури «худої пасти» або подколірної пасти та рецептуру складання емалі у змішувачі.

Алкідна емаль ПФ-115 зеленого кольору у даному прикладі виготовлюється методом «худих паст» за такою схемою:

• виготовлення суспензій («худої пасти») у дисольвері;

• перекачування суспензії («худої пасти») у змішувач-накопичувач;

• диспергування суспензії («худої пасти») у бісерному млині;

• перекачування суспензії («худої пасти») у змішувач-накопичувач;

• складання емалі та постановка на «тип»;

• фільтрація емалі; – зливання готової емалі до тари.

Таблиця 12

Основні рецептури: емалі худої пасти, складання емалі

Найменування компонентів	Рецептури
	Емалі, %	«Худої пасти», % мас	Складання емалі, % мас
Лак ПФ-060 (с.н.в. 55 %)	61,22	25,1	46,5
Диоксид титану	1,98	3,6	-
Крон синців лимонний	25,66	49,1	-
Лазур залізна	4,14	7,9	-
«Худа паста»	-	-	50,73
Сикатив	2,80	-	2,71
Флотореагент	0,06	-	0,06
Уайт-спирит	4,14	14,3	-
Разом	100,00	100,0	100,00

3.3.2 Складання матеріального балансу на стадіях виготовлення «худої пасти», її диспергування у бісерному млині.

Розрахунок завантаження до дисольверу об’єм дисольвера – 3,2 м³, коефіцієнт завантаження – 0,55.

Тоді робочій об’єм дисольвера буде такий:

V_д = V_n · φ = 3,2·0,55 = 1,76 м³

Розраховуємо об’єм, що займає 1 тона суспензії («худої пасти»)

де Р – кількість компонентів на 1 т емалі; кг

ρ – щільність компонентів, кг/м³.

Густина суспензії складає:

1000 – 0,58 м³

х – 1 м³, х = 1724 кг/ м³

Або за компонентами:

лак ПФ-060

100 – 25,1

3035 – х, х = 762 кг

Відповідно розраховуємо інші компоненти:

Диоксид титану 109 кг

Крон свинцевий 1490 кг

Лазур залізна 240 кг

Уайт-спирит 434 кг

Разом 3035 кг

Матеріальний баланс виробництва «худої пасти» у дисольвері та бісерному млині

Таблиця 13

Стадії технологічного процесу і компоненти	Завантажено, кг/годину	Втрати, кг/годину	Вихід, кг/годину
1. Завантаження сировини до дисольверу: – лак ПФ-060 диоксид титану крон свинцевий лазур залізна уайт-спирит Разом	762 109 1490 240 434 3035	3,0 1,5 18,0 3,5 2,0 28,0	759 107,5 1472 235,5 432 3007
2. Перемішування у дисольвері та помпування до змішувача-накопичувача	3007	2	3005
3. Помпування до бісерного млина	3005	2	3003
4. Диспергування у бісерному млині та помпування до змішувача-накопичувача УСЬОГО	3035	35	3000

Розрахунок втрат.

Перераховуємо втрати 7 кг пасти у дисольвері, змішувачі-накопичувачі, бісерному млині на вихідні компоненти і відповідності з рецептурою ІІ («худої пасти»)

100 – 25,1

7 – х. х = 1,8 кг – втрати лаку ПФ-060.

Відповідно:

– втрати диоксиду титану 0,3 кг

– втрати крону свинцевого 3,4 кг

– втрати лазурі залізної 0,5 кг

– втрати уайт-спириту 1 кг

Сумуємо отримані втрати з втратами при завантажені та вносмо до таблиці 13

– втрати лаку ПФ-060 3+1,8=4,8 кг

– втрати диоксиду титану 1,5+0,3 = 1,8 кг

– втрати крону свинцевого 18+3,4=21,4 кг

– втрати лазурі залізної 3,5+0,5=4,0 кг

– втрати уайт-спириту 2+1=3 кг

Усього 35,0 кг

Знаходимо завантаження, втрати та вихід на одну тону «худої пасти»:

3000 – 762

1000 – х, х = 254 кг – завантаження лаку ПФ-060

Аналогічно по іншим компонентам:

– завантаження диоксиду титану 36,3 кг

– завантаження крону свинцевого 496,7 кг

– завантаження лазурі залізної 80 кг

– завантаження уайт-спириту 145 кг

Втрати:

35 – 4,8

12 – х, х = 1,6 кг витрати лаку ПФ-060

Аналогічно по іншим компонентам:

– втрати диоксиду титану 0,6 кг

– втрати крону свинцевого 7,6 кг

– втрати лазурі залізної 1,4 кг

– втрати уайт-спириту 1,1 кг

Усього 12,0 кг

Вихід знаходимо шляхом від завантаженого.

Таблиця 14

Завантажувальні норми виробництва „худої пасти”

№ п/п	Компоненти	На одну годину продуктивність			На одну тону, кг
		Заван- тажено	Втрати	Вихід	Заванта-жено	Втрати	Вихід
1	лак ПФ-060	762	4,8	757,2	254,0	1,6	252,4
2	диоксид титану	109	1,8	107,2	36,3	0,6	35,7
3	крон свинцевий	1490	21,4	1468,6	496,7	7,3	489,4
4	лазур залізна	240	4,0	236,0	80,	1,4	78,6
5	уайт-спирит	434	3,0	431,0	145,0	1,1	143,9
	РАЗОМ	3035	35	3000,0	1012,0	12	1000,0

3.3.3 Складання емалі

Для складання емалі обираємо змішувач об’ємом 8 м³, коефіцієнт заповнення 0,8.

V_р = V_n · φ = 8·0,8 = 6,4 м³

Проходячи з рецептури складання емалі, розраховуємо об’єм, що займає одна тона.

Лак ПФ-060

«Худа паста»: V = 0.58·0.507 = 0.294 м³

Cикатив:

Флотореагент

V_1т = 0,49+0,294+0,03+0,001+0,81 м³

Розраховуємо завантаження до змішувача:

1000 – 0,81

х – 6,4, х = 7900 кг

Або за компонентами:

46,5 – 100

х – 7900, х = 3674 кг – лак ПФ-060

„худа паста” 4008 кг

сикатив 214 кг

флотореагент 4 кг

РАЗОМ 7900 кг

Отримані дані по завантаженню компонентів вносимо до таблиці 15

Таблиця 15

Матеріальний баланс змішувача постановки на «тип»

Стадії технологічного процесу і компоненти	Завантажено, кг/годину	Втрати, кг/годину	Вихід, кг/годину
1. Завантаження сировини на напівфабрикатів: – лак ПФ-060 (55 %) «худа паста» сикатив флотореагент Усього	3674 4008 214 4 7900	12 13 3,8 0,2 29,0	3662,0 3995,0 210,5 3,8 7871,0
2. Перемішування та постановка «на тип»	7871	8	7863,0
3. Фільтрація	7863	43	7820,0
4. Фасовка у тару Усього РАЗОМ	7871 7900	71 100	7800,0 7800,0

Розрахунок втрат сировини.

Розрахуємо втрати сировини за компонентами у розрахунку на одне завантаження змішувача постановки «на тип», для цього знаходимо втрати лаку, «худої пасти», сикативу, флотореагенту на стадіях постановки «на тип», фільтрації та фасовки:

Втрати лакуПФ-060

7871 – 3662

71 – х, х = 33,03 кг,

Втрати «худої пасти» 36,03 кг,

втрати сикативу 1,91 кг,

втрати флотореагенту 0,03 кг

Усього 71,0 кг

Сумуємо отримані втрати з втратами при завантаженні сировини та напівфабрикатів до змішувача та находимо загальні втрати:

Лак ПФ-060 12+33,03 = 45,03 кг

«Худа паста» 13+36,03 = 49,03 кг,

Сикатив 3,8+1,91 = 5,71 кг,

Флотореагенту 0,2+0,03 = 0,23 кг

Усього 100,0 кг

Знаходимо завантаження до змішувача постановки «на тип» в перерахунку на похідну сировину, втрати та вихід.

Завантаження лаку ПФ-060 буде складатися з суми лака у змішувачі та лака у «худій пасті».

Лак у «худій пасті» знаходимо з пропорції (див. табл. ______ )

1000 кг пасти – 254 кг лака

4008 кг пасти – х кг лака, х = 1018 кг лака ПФ-060.

Тоді завантаження лаку буде:

3674+1018=4692 кг.

Завантаження диоксиду титану:

1000 кг пасти – 36,3 кг диоксиду титана

4008 кг пасти – х кг диоксиду титана, х = 145,5 кг диоксиду титана.

Завантаження крону свинцевого

1000 кг пасти – 496,7 кг крону свинцевого

4008 кг пасти – х кг крону свинцевого, х = 1990,8 кг крону свинцевого.

Завантаження лазурі залізної

1000 кг пасти – 80 кг лазурі залізної

4008 кг пасти – х кг лазурі залізної, х = 320,7 кг лазурі залізної.

Завантаження уайт-спириту

1000 кг пасти – 145 кг уайт-спириту

4008 кг пасти – х кг уайт-спириту, х = 581 кг лазурі залізної.

На підставі наведених розрахунків складає таблицю 16.

Таблиця 16

Зведена таблиця матеріального балансу виробництва емалі у перерахунку на вихідну сировину (на завантаження змішувача і на 1 т емалі)

№ п/п	Компоненти	На одну годину продуктивність			На одну тону, кг
		Заван- тажено	Втрати	Вихід	Заванта-жено	Втрати	Вихід
1	лак ПФ-060 (55 %)	4692,0	87,40	4604,60	601,6	11,20	590,40
2	диоксид титану	145,5	2,70	142,80	18,7	0,30	18,40
3	крон свинцевий	1990,8	37,10	1953,70	255,2	4,80	250,40
4	лазур залізна	320,7	5,93	314,77	41,1	0,79	40,310
5	уайт-спирит	581,0	10,80	570,20	74,5	1,40	73,10
6	сикатив	214,0	4,00	210,00	27,4	0,50	26,90
7	флоторагент	4,0	0,07	3,93	0,5	0,01	0,49
	РАЗОМ	7948,0	148,00	7800,00	1019,0	19,0	1000,0

Розрахунок втрат сировини.

Втрати знаходимо за пропоцією:

Лак ПФ-060 7948 – 4692

148 – х, х = 87,4 кг

Далі аналогічно по компонентам:

Диоксид титану 2,7 кг

Крон свинцевий 37,1 кг

Лазур залізна 5,93 кг

Уайт-спирит 10,8 кг

Сикатив 4,0 кг

Флотореагент 0,07 кг

Усього 148,0 кг

Вихід знаходимо шляхом віднімання втрат від завантаженого.

Перераховуємо завантаження, втрати та вихід на одну тону емалі.

Лак ПФ-060 7800 – 4692

1000 – х, х = 601,6 кг

Далі аналогічно по компонентам:

Диоксид титану 18,7 кг

Крон свинцевий 255,2 кг

Лазур залізна 41,1 кг

Уайт-спирит 74,5 кг

Сикатив 27,4 кг

Флотореагент 0,5 кг

Усього 1019,0 кг

Втрати знаходимо за пропорцією:

Лак ПФ-060 1019 – 601,6

19 – х, х = 11,2 кг

Далі аналогічно по компонентам:

Диоксид титану 0,3 кг

Крон свинцевий 4,8 кг

Лазур залізна 0,79 кг

Уайт-спирит 1,4 кг

Сикатив 0,5 кг

Флотореагент 0,01 кг

Усього 19,0 кг

Вихід знаходимо шляхом віднімання від завантаженого втрат.