Масообмінні методи
Масообмінні процеси поширені в промисловості, де вони створюють основу багатьох технологічних способів.
Абсорбція - процес поглинання компонентів газової суміші рідким поглиначем (абсорбентом). Використовують при очищенні розчинів від непотрібних домішок.
Ректифікація - процес розподілення рідкої суміші на компоненти різної леткості способом багаторазового протитечного контактування рідкої та парової фаз. Використовують у спиртовій (очищення етилового спирту), нафтоперегонній промисловості (вилучення з нафти пального) при розподілі скрапленого повітря на кисень та азот.
Адсорбція - процес поглинання компонентів газової або рідкої суміші поверхнею твердого тіла. Використовують у харчовій промисловості для очищення спиртових сумішей та цукрових сиропів.
Сушіння - процес вилучення вологи з вогких матеріалів випаровуванням. Застосовують майже в усіх галузях промисловості з метою поліпшення транспортабельності та зберігання (сушіння вугілля, глини, піску, зерна, овочів, фруктів тощо).
Кристалізація - процес виділення речовин із розчинів або розплавів у вигляді кристалічної твердої фази. Застосовують для одержання чистих кристалічних продуктів (солі, соди, сахарози тощо).
Екстракція з твердих тіл і рідин - процес видобування якогось компонента з твердого шпаруватого матеріалу чи рідинної суміші за допомогою вибіркового розчинення. У процесі екстракції беруть участь три речовини: перша, з якої добувають цільовий компонент; друга (розчинник), за допомогою якої добувають цільовий компонент (екстрагент); третя, яка переходить з однієї фази в другу (екстрагована речовина). Використовують при добуванні цукру з буряків, олії з насіння соняшників, бавовнику, сої, ефірної олії; при виробництві вина, пива, крохмалю, розчиненої кави.
Методи штучного охолодження
Для одержання низьких температур, які неможливі при охолодженні водою чи повітрям, використовують такі способи одержання холоду:
випаровування низькокиплячих рідин (випаровування рідкого скрапленого аміаку);
розширення стиснутих газів у розширювальній машині (детандері);
дроселювання стиснених газів та пари через звуження трубопроводу або іншу перепону.
Найпростішою холодильною машиною є повітряна, в якій холод отримують розширенням стиснутого повітря в детандері. Зараз використовують парові компресійні холодильні машини (більший холодильний коефіцієнт), в яких холод отримують випаровуванням низькокиплячих рідких холодоагентів.
Мікробіологічні методи
Біохімічні процеси складають основу всіх бродильних виробництв, заснованих на використанні:
дріжджів (етиловий спирт, гліцерин, хлібопекарські, виноробні, пивоварні дріжджі тощо);
бактерій (ацетоно-бутилове виробництво, виробництво оцету, молочної та масляної кислот);
плісеневих грибів (лимонна, глюковова, фумаролова кислоти, пеніцилін, стрептоцид тощо).
2. Тенденція підвищення ефективності виробництва
Тенденціями підвищення ефективності виробництва є такі принципи:
Інтенсифікація процесів
Підвищення продуктивності технологічних комплексів (ТК)
Раціоналізація засобів технологічного оснащення
Механізація й автоматизація в машинобудуванні
А. Інтенсифікація процесів
Під інтенсифікацією звичайно розуміють скорочення часу технологічної операції. Загальні уявлення про закономірності технологічних методів можуть бути виражені лінійним рівнянням, відповідним першому закону термодинаміки:
q = кАС,
де q - щільність потоку теплоти або маси; к - кінетичний коефіцієнт (залежність від фізико-хімічних властивостей матеріалу); АС - рушійна сила.
Б. Підвищення продуктивності технологічних комплексів (ТК)
Цей принцип вимагає досягнення максимальної величини продукції з одиниці об'єму або поверхні апарата чи машини, з одиниці довжини робочих органів, тобто найкраще використання робочого простору устаткування.
Основні вимоги до машин та апаратів щодо їх найкращого використання можна сформулювати так:
максимальна або задана (відповідно до всього технологічного комплексу) продуктивність та інтенсивність праці;
максимальний вихід продукту та розподільна здатність процесу (виведення цінного або вилучення шкідливого компонента), які забезпечуються оптимальними параметрами (температурою, тиском, концентрацією, швидкістю робочих органів та агентів);
мінімальні енергетичні витрати на допоміжні процеси (подрібнення, перемішування, транспортування тощо);
найкраще використання підведеної до апарата теплоти:
сталість режиму, легка керованість та безпека при обслуговуванні машини або апарата;
низька вартість апарата та ремонту, надійність.
В. Раціоналізація засобів технологічного оснащення
Удосконалювання конструкцій верстатів характеризується наступними тенденціями:
значним ростом встановленої потужності при незначній зміні робочої зони обладнання;
підвищенням точності обробки;
забезпеченням можливості реалізації нових методів розмірної обробки, наприклад надшвидкісного різання;
зменшенням підготовчо-заключного та допоміжного часу (в першу чергу за рахунок ефективності систем керування);
широким застосуванням систем контролю та діагностики, підвищенням їх надійності, доданням устаткуванню високого ступеня автоматизації.
Г. Механізація й автоматизація в машинобудуванні
Механізація. Механізацію поділяють на часткову й комплексну.
Часткова механізація передбачає механізовану роботу лише на основних операціях або на операціях, що піддаються механізації на даний час (економічно виправданих).
При комплексній механізації залишаються ручними тільки ті операції, яких механізувати економічно не вигідно.
Першим рівнем автоматизації є автоматизація робочого циклу, створення напівавтоматів і автоматів.
Автоматом називають самокерувальну робочу машину, що здійснює ТП усіх робочих та всіх неробочих ходів циклу обробки, крім налагодження й контролю.
Напівавтоматом називають машину, що працює з автоматичним робочим циклом, повторення якого вимагає втручання робітника.
Другим рівнем автоматизації є автоматизація системи машин - створення автоматичних ліній.
Третім рівнем автоматизації є комплексна автоматизація виробничих процесів - створення автоматичних ділянок, цехів і заводів.