23.Cele realizowane w procesie wytwórczym

nadawanie kształtu,

uzyskiwanie pożądanej struktury materiału,

uzyskiwanie określonych właściwości fizycznych lub chemicznych

uzyskiwanie własności warstwy wierzchniej,

uzyskiwanie efektów estetycznych,

połączenie elementów składowych wyrobu w funkcjonalną całość

22.Operacja i procesy jednostkowe stosowane w procesach wytwórczych

Proces technologiczny składa się z  szeregu operacji i procesów jednostkowych, które ułożone są w odpowiedniej kolejności. Celem procesu technologicznego jest wytworzenie gotowego produktu z surowca.

Operacje jednostkowe – wszystkie zmiany o charakterze fizycznym lub fizyko-chemicznym. Nie zachodzą reakcje chemiczne, nie dodajemy chemicznych reagentów

Do operacji jednostkowych zaliczamy:

Mieszanie, Sączenie, Wirowanie, Krystalizacja, destylacja

Procesy jednostkowe – wszystkie zmiany i charakterze chemicznych(reagenty chemiczne) lub biochemicznym( drożdże, pleśni, bakterie). Prowadzą do powstanie nowego produktu. Do procesów jednostkowych zaliczamy:

Utlenianie, Synteza, Chlorowanie, Fermentacja, Biodegradacja

24. Podstawowe jednostkowe operacje mechaniczne

Są to procesy rządzone prawami mechaniki ciał stałych i płynów.

Zaliczamy do nich:

Sprężanie gazu, Aglomeracja, Filtracja, Odpylanie, Sortowanie

25.Podstawowe jednostkowe operacje termiczne

Są one związane z ruchem ciepła, z jego dodawaniem lub odejmowaniem.

Zaliczamy do nich:

• Ogrzewanie – ogrzewanie do temperatury niższej niż temp. wrzenia w celu przyspieszenia reakcji;

• Prażenie – podnoszenie temp do temp 200-250C w celu korzystnych cech organoleptycznych

• Chłodzenie – obniżanie temp produktu +10 – (-2)C w celu zachowania właściwości produktu poprzez spowolnienie zachodzących w nim reakcji

• Zamrażanie – obniżenie temp poniżej temp krioskopowej (temp zamarzania soków komórkowych)

• Oziębianie – krótkotrwałe obniżenie temperatury produktu

26. Podstawowe jednostkowe operacje dyfuzyjne

dyfuzyjne są to operacje podlegające prawom przenikania i wymiany masy.

Zaliczamy do nich:

• Ekstrakcja – rozdzielenie mieszaniny różnych składników poprzez wprowadzenie rozpuszczalnika wtórnego w celu rozpuszczenia jednego składnika mieszaniny

• Sorpcja – polega na zwiększeniu lub zmniejszeniu stężenia na granicy faz albo na pochłanianiu substancji i równomiernym rozprowadzeniu

• Desorpcja – usuwanie cząsteczek adsorbenta, adsorbatu z powierzchni adsorbenta / z całej powierzchni adsorbatu

• Emulgowanie – proces łączenia dwóch substancji, które z natury się nie mieszają

27.Podstawowe jednostkowe operacje fizykochemiczne

Operacje fizykochemiczne polegają na zmianie stanu skupienia substancji.

• suszenie – oddzielenie nadmiaru wody poprzez podwyższenie temperatury, gaz przepuszczany przez kolumny, oddestylowanie

28. Podstawowe jednostkowe operacje chemiczne

Operację chemiczne przebiegają z dodatkiem reagenta chemicznego bez dodatku czynnika biologicznych.

Zaliczamy do nich:

• Hydroliza – rozkład związków pod wpływem wody

• Neutralizacja – zobojętnianie : kwas+ zasada= sól + woda, pH=7

• Nitrowanie – wprowadzanie grupy nitrowej do cząsteczki związku (N0₂), poprzez kwas azotowy HN0₃

• Chlorowanie – reakcje związane z wprowadzeniem chloru Cl do cząsteczki związku

• Synteza – łączenie substancji w związki proste i złożone

29.Surowce podstawowe, dodatkowe, oraz materiały pomocnicze

• Podstawowe – dodawana w dużych ilościach i dostarczają składników wchodzących w skład gotowego wyrobu

• Dodatkowe – surowce, które w produkcji określonych wyrobów są stosowane w niewielkich ilościach, a ich dodatek powoduje ułatwienie lub przyspieszenie procesu technologicznego

• Pomocnicze – elementy procesu technologicznego, które nie wchodzą w skład wyrobu gotowego i są dodawane w trakcie trwanie procesu. Umożliwiają przeprowadzenie poszczególnych operacji i procesów jednostkowych.

30.Własności materiałów: mechaniczne i technologiczne

Własności mechaniczne – zespół cech określających zdolność materiałów do przeciwstawiania się na działaniu na nie sił zewnętrznych. Własności te decydują o wymiarach przekroju elementów, gabarycie.

Do najważniejszych własności mechanicznych zaliczamy:

• Własności wytrzymałościowe – charakteryzujące się zdolnością do przenoszenia naprężeń, granicą sprężystości, wytrzymałością oraz twardością

• Własności plastyczne – charakteryzujące podatność materiału na odkształcenia, pojęcia związane to: granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie, twardość, elementów, gabarycie.

Własności technologiczne materiałów to:

• Skrawalność – podatność materiału do obróbki skrawaniem

• Ścieralność – podatność materiału do zużywania się wskutek tarcia

• Właściwości plastyczne – zdolność materiału do trwałych odkształceń plastycznych na: zginanie. kucie, tłoczenie

• Lejność – zdolność materiału do wypełniania form, następnie skurcz materiału podczas stygnięcia oraz jednorodność składu chemicznego w całej masie odlewu.

Spawalność – podatność materiału na obróbkę spawaniem

32. Stopy żelaza z węglem

    • Surówka - półprodukt: stop żelaza z węglem,

    • surówka biała- do dalszej przeróbki na stal

    • surówka szara - do dalszej przeróbki na żeliwo

    • surówka pstra - połowiczna

    • żeliwo (stop żelaza z węglem o dużej zawartości węgla: ponad 2% do 3% węgla) - uzyskiwane jest poprzez przetopienie surówki szarej z dodatkiem złomu żeliwnego
      Charakterystyczne cechy żeliwa:

      • dobre właściwości odlewnicze

      • wytrzymałość na ściskanie

      • odporność na ścieranie

      • zła obrabialność (żeliwo białe), dobra obrabialność (żeliwo szare)

      • zdolność do tłumienia drgań

      • zła spawalność

Rodzaje żeliwa:

• żeliwo białe - kruche, twarde, nieobrabialne - jest zwykle półproduktem do produkcji żeliwa ciągliwego (po długotrwałym wyżarzaniu).

• żeliwo szare - do produkcji odlewów, ma dużą wytrzymałość na ściskanie i małą odporność na uderzenia.

• żeliwo szare sferoidalne powstaje przez dodanie do ciekłego żeliwa: magnezu i/lub ceru, co powoduje wydzielenie się grafitu w postaci kulkowej. Żeliwo szare sferoidalne jest ciągliwe, ma dobrą lejność i obrabialność.

• żeliwo ciągliwe otrzymywane po długotrwałym wyżarzaniu odlewów z żeliwa białego) - jest stosowane do wyrobu części armatury wodociągowej, kanalizacyjnej i gazowej, niektórych części maszyn rolniczych.

• żeliwo modyfikowane ma zwiększoną odporność na ścieranie i korozję

• żeliwo stopowe - żeliwo z dodatkiem np. chromu, niklu, aluminium, molibdenu, manganu, miedzi lub tytan celem zwiększenia odporności na np. ścieranie, korozję, wysoka temperaturę lub działanie różnego rodzaju chemikaliów.

  • żeliwo chromowe

  • żeliwo wysokomanganowe

  • żeliwo niklowe

• staliwo: stop żelaza z węglem o małej zawartości węgla - do 2%, odlewany do form odlewniczych, nie obrabiany plastycznie

• stal: stop żelaza z węglem o małej zawartości węgla - do 2%, plastycznie obrobiony: stal dostarczana jest w postaci wyrobów hutniczych (np. blachy, pręty, rury, profile: płaskowniki, kątowniki, ceowniki, teowniki, dwuteowniki)

32. Przykłady form energii:

• Energia mechaniczna

  • Energia kinetyczna

  • Energia potencjalna

• Energia cieplna

• Energia elektryczna

• Energia chemiczna

• Energia jądrowa

• Energia potencjałów termodynamicznych

Energia mechaniczna - suma energii kinetycznej i potencjalnej.
Jest postacią energii związaną z ruchem i położeniem obiektu fizycznego (układ punktów materialnych, ośrodka ciągłego itp.) względem pewnego układu odniesienia.

W sensie technicznym używa się tego terminu jako zdolności wytworzenia oraz przekazania napędu (momentu na wale, siły na cięgnie itp.) przez maszynę.

Energia termiczna, zwana też energią cieplną to ta część energii wewnętrznej układu, która może być przekazywana innemu układowi w formie ciepła.

Ciepło, podobnie jak praca jest wielkością związaną z przekazywaniem energii, a nie formą energii jako taką.

Energia elektryczna pojęcie o kilku znaczeniach: Energia elektryczna prądu elektrycznego to energia, jaką prąd elektryczny przekazuje odbiornikowi wykonującemu pracę lub zmieniającemu ją na inną formę energii.

Energia jądrowa to energia uzyskiwana na drodze kontrolowanych przemian jądrowych. Uzyskiwana jest głównie w wyniku rozszczepienia ciężkich jąder atomowych w niewielkim stopniu w wyniku rozpadów promieniotwórczych, trwają prace nad kontrolowanym przeprowadzaniem reakcji fuzji lekkich jąder atomowych.

Potencjały termodynamiczne - wielkości fizyczne związane z układem termodynamicznym mające wymiar energii. Potencjały termodynamiczne mogą być również użyte do oszacowania całej ilości energii możliwej do uzyskania z układu termodynamicznego przy odpowiednio określonych stałych parametrach przemiany.

Energia wewnętrzna jest potencjałem termodynamicznym i w zamkniętym układzie termodynamicznym o stałej entropii osiąga najmniejsza wartość.

33.Nośniki energii

Nośnik - jest to medium za pomocą których możemy magazynować i przenosić energię.

Nośniki energii dzielimy na:

• Nośniki energii chemicznej – paliwa

• Nośniki energii cieplnej – para wodna, gorąca woda, gorące gazy

• Nośniki energii mechanicznej – sprężone powietrze, olej pod ciśnieniem

• Nośniki innych rodzajów energii – energii elektryczna.

34.Urządzenia do przetwarzania energii

• Sprężarka – maszyna energetyczna, której zadaniem jest podwyższenie ciśnienia gazu lub wymuszenie jego przepływu (nadanie energii kinetycznej).

• Chłodziarka to maszyna robocza, której zadaniem jest obniżenie temperatury środowiska chłodzonego, kosztem doprowadzonej energii

Pompa ciepła jest urządzeniem wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej, dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).

Elektrownie geotermiczne wykorzystują energię pochodzącą z wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie podgrzewa się do znacznych temperatur poprzez kontakt z aktywnymi ogniskami magmy. Następnie przechodzi do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna, która rozprężając się w turbinie powoduje przemianę energii cieplnej w mechaniczną, zamienianą w generatorze na energię elektryczną. 

Turbina i generator

Turbina jest silnikiem przepływowym, który wykorzystuje energię kinetyczną lub potencjalną przepływającego płynu do nadanie ruchu obrotowego wirnikowi.

Generator jest to urządzenie, które w elektrowniach przekształca energię mechaniczną i energię elektryczną.

Elektrownie wiatrowe produkują energie elektryczną wykorzystując do tego celu turbiny wiatrowe. Turbiny są napędzane dzięki wiejącemu wiatru(jego min. prędkość musi wynosić 4m/s). Z turbin energia mechaniczna kierowana jest do generatora i zamieniana w energię elektryczną. Energia uzyskana w ten sposób jest ekologicznie czysta, gdyż nie wiąże się ze spalaniem żadnego paliwa.  

Elektrownie słoneczne

Opierają się na konwersji promieniowania słonecznego na inną formę energii. Wśród metod konwersji można wyróżnić:

36.Przetwarzanie energii w procesach i operacjach jednostkowych

W procesach i operacjach jednostkowych zużywa się różne rodzaje energii

Energia w postaci „ciepła” – podgrzewanie, rozparzanie, gotowanie, sterylizacja

Energia w postaci „zimna” – chłodzenie, oziębianie

• Energię mechaniczna – rozdrabnianie, mieszanie, czyszczenie

• Energia sprężonego powietrza – transport pneumatyczny, klimatyzacja, pakowanie

• Energia elektryczna – do przemian elektronicznych, oporowych, elektrodowych, polegają na wytworzeniu ciepła w środowiskach poddawanych obróbce termicznej.

37.Narysować schematyczny obraz procesu planowania

39. Plany zagregowane

Zagregowane planowanie korzysta z prognoz popytu i wydajności. Na podstawie tego planu sporządza się plany dla całych rodzin produktów, nie są one związane z indywidualnymi produktami. Zagregowane planowanie obejmuje długoterminowy popyt i planowaną zdolność, która go zaspokoi.

Plany zagregowane pokazują kompleksową produkcję dla grup produktów technologicznie podobnych w ujęciu miesięcznym Sporządzane są na podstawie wszystkich złożonych i przyjętych do realizacji zamówień.

40.Główny plan produkcji

Plan ten dezagreguje plan zagregowany. Pokazuje liczbę pojedynczych produktów (np. wytwarzanych w każdym tygodniu). Określa szczegółowy plan produkcji dla każdego produktu, można wyznaczyć zobowiązujące terminy dla pojedynczych produktów. Główny plan produkcji pokazuje szczegółowy rozkład indywidualnego wytwarzania produkt, powinien on pozwolić na efektywną realizacje planu zagregowanego. Główny plan jest bardziej szczegółowy od zagregowanego. Przy sporządzaniu go wykorzystuje się planistów. Może on np. rozbudować plan zagregowany, wykorzystuje też arkusz kalkulacyjny.

35.Woda w procesach produkcyjnych

Woda wykorzystywana jest do celów bytowo-gospodarczych, komunalnych i przemysłowych oraz innych potrzeb. W trakcie używanie ulega  zanieczyszczeniu.

Zastosowanie:

• Do picia

• Składnik żywności, pasz i nawozów

• Surowiec do otrzymywania wodoru, tlenu, gazu wodnego

• Środowisko reakcji chemicznych

• Rozpuszczalnik substancji organicznych i nieorganicznych

• Nośnik energii cieplnej w operacjach ogrzewania i chłodzenia

• Materiał pomocniczy w operacjach jednostkowych takich jak filtracja, rozdzielenie

• Środek myjący i odprowadzający odpady i zanieczyszczenia w postaci ścieków

• Specyficzny środek do transportu surowców np. buraków w cukrowniach, owoców

Wymagania dla wody do zasilane kotłów i do celów technologicznych.

Woda do celów technologicznych jest używana do transportu surowca, mycia, obróbki oraz wchodzi w skład produktu. Woda technologiczna w przemyśle spożywczym musi odpowiadać warunkom wody do picia i celów gospodarczych. Musi też odpowiadać dodatkowym wymaganiom np. w przemyśle piwowarskim – niska zawartość azotynów i azotanów; w przemyśle wódek – woda bardzo miękka; w przemyśle mleczarskim – duża czystość mikrobiologiczna ze względu na łatwość zakażenia surowców i produktów mlecznych. Kotły zasila się przede wszystkim skroplinami pary tzw. kondensatem, wytworzonej uprzednio przez te same kotły i wykorzystywanej w urządzeniach grzejnych i napędowych. Straty uzupełnia się wodą dodatkową. Mieszanina skroplin i wody dodatkowej stanowi wodę zasilającą kocioł. Wymagania dla niej:

• Musi być miękka by nie osadzał się kamień

• Nie powinna powodować korozji

• Nie powinna tworzyć osadów

 W zakładach przemysłowych stosuje się następujące układy wodne:

• Układ otwarty

• Układ zamknięty

• Układ szeregowy

• Układ mieszany

 

Zasada otwartego układu wodnego polega na jednokrotnym użyciu wody do celów produkcyjnych. Może być użyty z oczyszczalnią lub bez. Układ taki może być stosowany przy nadmiarze zasobu wody.

Zalety:

• Prosty układ sieci, urządzeń wodociągowych i kanalizacyjnych

• Tania eksploatacja.

Wady:

• Jednokrotne użycie wody do celów produkcyjnych

• Brak większego zapasu wody w zakładzie przy przerwie w pompowaniu wody z ujęcia

• Duży koszt pompowania wody przy większej odległości zakładu od ujęcia.

Zasada zamkniętego układu wodnego to ciągłe krążenie wody w zamkniętym obiegu. Woda stale powraca i spełnia dane zadanie produkcyjne.

Zalety:

• Zabezpieczenie ciągłości pracy dzięki zmagazynowaniu wody w zbiornikach przy instalacji chłodniczej nawet przy przerwie w dostawie

• Gdyby nie ubytki wodne można by pobrać tylko raz.

Wady:

• Wysoki koszt eksploatacji

• Skomplikowane i dłuższe sieci wodociągowe i kanalizacyjne

• Wyższe temperatury chłodzenia.

W układzie szeregowym woda pobrana z ujęcia przekazywana jest z działu do działu. Jest wykorzystywana przez kilka działów. Woda może trafiać do oczyszczalni lub do kolejnego działu w zależności od zanieczyszczenia jej. Musi przejść przez co najmniej dwa działy.

W układzie zamkniętym woda pobrana z ujęcia może być wykorzystana tylko raz, może przechodzić przez kilka działów i potem odprowadzona, a może również być ciągle pobierana i oddawana, przechodzić przez kilka działów, ale jednocześnie krążyć w zakładzie jak to ma miejsce w przypadku systemu zamkniętego. Układ ten łączy w całość układ otwarty, zamknięty i szeregowy. 

38.Etapy procesu planowania