1. System wytwórczy i jego organizacja [W1]

1.1 Przemysł i jego podział

Gospodarka narodowa - całokształt działalności gospodarczej prowadzonej w sferze produkcji, podziału, obiegu i konsumpcji dóbr i usług na terytorium danego państwa

[ np. drzewo: konary to działy produkcji i nie produkcji, czyli gosp. narodowej; składa się z działów, np. n/w].

Gospodarka narodowa składa się z szeregu usług odrębnych działów: produkcyjnych i nieprodukcyjnych.

Obejmuje: przemysł, budownictwo, rolnictwo, leśnictwo, transport i łączność, handel, gospodarkę komunalną, gospodarkę mieszkaniową, oświatę i naukę, kulturę i sztukę, ochronę zdrowia i opiekę społeczną, finanse i ubezpieczenia, administrację państwową i wymiar sprawiedliwości.

Przemysł - dziedzina gospodarki zajmująca się wydobywaniem i przetwarzaniem dóbr przyrody na produkty służące do zaspokajania potrzeb społeczeństwa, wykazująca dużą niezależność od warunków przyrodniczych takich jak np. klimat, gleba, itp. Wymaga jednakże daleko posuniętego podziału pracy oraz zastosowania różnego typu urządzeń i maszyn. Wiąże się to ze sporym nakładem inwestycyjnym i odbywa się na dużą skalę. Rozwój przemysłu decyduje o poziomie i tempie rozwoju gospodarczego, ponieważ przemysł jest jedynym działem gospodarki wytwarzającym środki pracy.

Rola: udoskonalenie i uszlachetnianie - walka z sezonowością (konserwowanie, magazynowanie), otrzymywanie konserwantów i innych składników np. kwasku cytr. przez organizmy żywe np. bakterie.

Przemysł dzieli się na tzw. gałęzie przemysłu. Pod pojęciem gałąź przemysłu należy rozumieć grupę przedsiębiorstw przemysłowych mających jedną, dwie lub trzy następujące wspólne cechy:

1. stosują ten sam surowiec;

2. stosują podobny proces technologiczny (sposób wytw. wyrobów);

3. wyroby ich mają jednakowe / podobne przeznaczenie (np. przemysł włókienniczy);

Gałęzie przemysłu:

1. przemysł paliwowo-energetyczny [gałąź]

• węglowy [branża]

• paliw

• energetyczny

przemysł metalurgiczny

• hutnictwa żelaza i stali

• metali nieżelaznych

• przemysł elektromaszynowy

• metalowy

• maszynowy

• precyzyjny

• środki transportu

• elektrotechniczny i elektroniczny

• przemysł chemiczny

• przemysł mineralny

• materiały budowlane

• szklarski

• ceramiki szlachetnej

6. przemysł drzewno - papierniczy

• drzewny

• papierniczy

7. przemysł lekki

• Włókienniczy, odzieżowy, skórzany

8. przemysł spożywczy

Zgodnie z klasyfikacją Głównego Urzędu Statystycznego (od 1971 roku) przemysł spożywczy dzieli się na branże:




2. Przemysł cukierniczy

3. Przemysł cukrowniczy

4. Przemysł jajczarsko-drobiarski

5. Przemysł koncentratów spożywczych

6. Przemysł mięsny

7. Przemysł mleczarski

8. Przemysł młynarski i makaronowy

9. Przemysł napojów mineralnych i bezalkoholowych

10. Przemysł olejarski

11. Przemysł chłodniczy

12. Przemysł owocowo-warzywny

13. Przemysł piekarski

14. Przemysł piwowarski

15. Przemysł rybny

16. Przemysł spirytusowy i drożdżowy

17. Przemysł tytoniowy

18. Przemysł winiarski

19. Przemysł ziemniaczany




Europejska Klasyfikacja Działalności (EKD) dzieli przemysł spożywczy na 9 branż:

15.1 Produkcja, przetwórstwo, konserwowanie mięsa i produktów mięsnych

15.2 Przetwarzanie i konserwowanie ryb i produktów rybołówstwa

15.3 Przetwarzanie owoców i warzyw

15.4 Produkcja olejów i tłuszczów roślinnych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego

15.5 Produkcja artykułów mleczarskich

15.6 Wytwarzanie produktów przemiału zbóż, skrobi i produktów skrobiowych

15.7 Produkcja gotowych pasz dla zwierząt

15.8 Produkcja pozostałych artykułów spożywczych

15.9 Produkcja napojów

16. Produkcja wyrobów tytoniowych

Przemysł chemiczny - jedna z największych gałęzi przemysłu przetwórczego. Przemysł ten obejmuje:

1. przemysł chemii organicznej - wytwarzający produkty na bazie węgla kamiennego, ropy naftowej, gazu ziemnego, drewna, kauczuku, tłuszczów i innych substancji organicznych

2. przemysł chemii nieorganicznej - wytwarzający produkty na bazie: siarka, fosforyty, sole mineralne, składniki powietrza i inne materiały nieorganiczne

Podział przemysłu chemicznego ze względu na rodzaj produkcji wyrobów:

• przemysł koksowniczy

• petrochemiczny

• słodowy

• kwasu siarkowego

• nawozów sztucznych

• tworzyw sztucznych

• przetwórstwa tworzyw sztucznych

• włókien sztucznych i syntetycznych

• farb i lakierów

• farmaceutyczny

• środków czystości

• środków ochrony roślin




1.2. Proces wytwarzania i cechy go charakteryzujące

1.2.1 Proces wytwórczy

Proces wytwórczy (produkcyjny) stanowi zespół powiązanych ze sobą procesów pracy i procesów naturalnych (np. reakcje chemiczne) potrzebnych do wykonywania gotowego wyrobu. Proces produkcyjny obejmuje więc wszystkie czynności technologiczne, transportowe, kontrolne, itp. od momentu pozyskania surowca do zdania wyrobu gotowego do magazynu.

Procesy naturalne - to procesy, które rozpoczyna i reguluje człowiek, ale uwarunkowane są one działaniem sił przyrody, np. reakcje chemiczne”, fermentacja, leżakowanie [przy pomocy bakterii, drobnoustrojów, to nie korozja, gnilne procesy…]

Procesy pracy - są to procesy w których człowiek za pomocą odpowiednich narzędzi oddziałuje na przedmioty pracy i zmienia ich własności.

Procesy produkcji stanowią podstawę działania przedsiębiorstwa lub każdej innej jednostki wytwórczej. Zadaniem każdego przedsiębiorstwa przemysłowego jest produkcja dóbr materialnych w postaci wyrobów posiadających bezpośrednią wartość użytkową.

Chajtman def. proces produkcji jako ograniczony zespół operacji dzięki którym materiały i surowce przekształcają się w wyroby gotowe.

Celem procesu produkcyjnego jest zatem stopniowe opanowywanie i przekształcenie dóbr przyrody, w wyniku czego zmieniają one kształt, skład chemiczny i fizyczne właściwości.

Proces produkcyjny - jest to zbiór świadomych czynności które zmierzają do przekształcenia surowców w produkty o jak największej wartości użytkowej
[spełnia w max stopniu nasze pragnienia i potrzeby].

Wśród nich wyróżniamy:

- czynności zasadnicze, dokonywane bezpośrednio na surowcu i wpływające w sposób celowy na zmianę właściwości oraz na postać surowca.

- czynności pomocnicze: przemieszczanie, magazynowanie, transport, kontrola materiału podlegającego przetwarzaniu.

- czynności usługowe - polegające na np. dostarczaniu czynników energetycznych czy utrzymaniu higieny produkcji.

Procesy produkcyjne odbywają się przy udziale trzech podstawowych czynników
(tych - ziemia, człowiek ,maszyna):

1. pracy ludzkiej - rola czynnika ludzkiego jest szczególna, (posiada priorytet w procesie produkcji); rola człowieka polega na podejmowaniu działań; realizuje on funkcje wykonawcze, regulacyjne i kontrolne. Funkcje realizowane przez człowieka w procesie wymagają użycia przez niego siły mięśni , a także jego umysłu. Przebieg produkcji zależy od zachowania człowieka podczas pracy, on określa sposób jej wykonania, jej temp i szybkość podejmowania decyzji; decyduje wreszcie
   o sprawności przebiegu produkcji i kontroluje go.

2. przedmioty pracy - surowce, materiały, tworzywo, które poddawane jest obróbce mechanicznej, procesom chemicznym, biochemicznym i innym, zużywane w procesie produkcji mogą wchodzić w skład wyrobu gotowego tworząc jego strukturę, mogą nadawać mu swoje właściwości. Do produkcji są używane tylko te przedmioty pracy, które spełniają techniczne i ekonomiczne wymagania dotyczące jakości.

3. środki pracy - tj. maszyn u rządzeń - pozwalają one eliminować ciężką pracę fizyczną, działają na stałym poziomie, bardziej równomiernie.
   





1.2.2. Cechy procesu produkcyjnego

Proces produkcyjny to kombinacja zasobów ludzkich, fizycznych i finansowych przetwarzających materiały wejściowe (surowce, energia, informacje) w stany wyjściowe (produkty, usługi, informacje).

Proces produkcyjny w ujęciu ekonomiczno - organizacyjnym jest skomplikowaną całością złożoną z wzajemnie powiązanych grup procesów elementarnych:

1. procesu technicznego, czyli zbioru wzajemnie ze sobą powiązanych środków produkcji (pracy) [maszyny i urządzenia biorące udział w procesie wytwarzania]

2. procesu technologicznego obejmującego pewne struktury przestrzenne i zachodzące
   w nich procesy przekształcania czynników produkcji [przedmioty pracy - surowce, materiały]

3. procesu organizacyjnego obejmującego stany działań określających struktury wszystkich podsystemów [powiązania - planowanie, zaopatrzenie, zbyt, itp]

4. procesu ekonomicznego czyli zbioru kształtujących oblicze wartościowo - finansowe całego procesu produkcyjnego

5. procesu zarządzania - obejmuje działania ludzi związane z realizacją produkcji

Cechy procesu produkcyjnego:

1. jest to proces techniczno - społeczny, oparty na ludzkich działaniach [ maszyny, urządzenia - człowiek i jego praca]

2. jest dynamiczny - funkcjonuje w obrębie większej całości, jest więc procesem otwartym [przedsiębiorstwo w przemyśle, przemysł w gospodarce, w zależności
   od zmian gospodarczych, polit., itp. ]

3. proces aktywny - w którym podczas realizacji określonego zadania jego elementy współdziałają ze sobą [wymiana uwag, poglądów]

4. zalicza się do procesu hierarchicznego, czyli takiego w którym między jego elementami zachodzą relacje podrzędności - nadrzędności [proces nadrzędny/jednostka i podrzędne]

Podstawowym celem systemu produkcyjnego jest zawsze produkcja (wytwarzanie), następnie osiąganie najkorzystniejszych wyników (cel ekonomiczny) oraz tworzenie warunków do zaspokojenia różnorodnych potrzeb człowieka - cel społeczny [np. miejsca pracy].

1.3 Podział procesów produkcyjnych [W2 - 19.10.09r.]

Procesy produkcyjne nie są jednorodne. Ich klasyfikacje można prowadzić uwzględniając następujące cechy (kryteria):

- stosowana technologia

- cechy technologiczne

- zastosowane środki pracy

- czas przebiegu procesu

- podział pracy

A. Ze względu na zastosowaną technologię możemy procesy podzielić na:

I. procesy wydobywcze - celem ich jest uzyskanie bogactw mineralnych i surowców, np. wydobycie węgla, ropy naftowej, kamieni, pozyskiwanie drewna, wymagają one dużych
i ciągłych i stale wzrastających nakładów inwestycyjnych [np. biopaliwa]

II. procesy przetwórcze - zadaniem jest dokonanie zmian w przetworzonych surowcach - powstają zupełnie inne materiały o innych właściwościach fizycznych i chemicznych, charakteryzuje je kompleksowe wykorzystywanie surowców i materiałów (wysoki stopień technicznego uzbrojenia oraz mały udział pracy żywej (automatyzacja procesu). Procesy tego typu realizowane są w przemyśle chemicznym, spożywczym, energetycznym, hutniczym.
Ich produkty (np. kwas siarkowy, tworzywa sztuczne, metale, energia elektryczna) stanowią punkt wyjścia dla innych procesów bądź są już przedmiotem konsumpcji (produkty przemysłu spożywczego, energia elektryczna) itp.

III. obróbkowe - powodują zmianę formy zewnętrznej , rozmiarów, cech powierzchni lub struktury wewnętrznej wyrobów z materiałów metalowych, z drewna, tworzyw sztucznych itp. a także uszlachetnianie wstępne surowców rolniczych przetwarzanych w artykuły żywnościowe. Cechuje je różnorodność technologii, duża zmienność warunków produkcyjnych (konsekwencja ciągłych dostosowań do zróżnicowanych potrzeb i wymagań odbiorców), procesy tego typu realizowane są najczęściej w przemyśle maszynowym, elektrotechnicznym, lekkim.

W ramach procesów obróbczych wyróżnia się subprocesy:

- kształtowania - celem otrzymania półwyrobu lub gotowej części o określonym kształcie.

- obróbki termicznej - (rozparzanie, parzenie, schładzanie, zamrażanie) - zmiana struktury materiału z którego otrzymano część lub półwyrób stosując surowce rolnicze, chemiczne
na skutek działania temperatury przeważnie nieodwracalnie.

- obróbki powierzchniowej - celem jest nadanie częściom wymaganego wykończenia powierzchni (szlifowanie, polerowanie, nagniatanie, malowanie).

- obróbki fizykochemicznej - właściwej dla przemysłu mikroelektronicznego, której celem jest uzyskanie struktur półprzewodnikowych, diod, tranzystorów , układów scalonych, mikroprocesorów. Takie procesy jak utlenianie (redukcja), dyfuzja, epitaksja (prawidłowe narastanie kryształu drugiej substancji, którego warunkiem jest podobieństwo parametrów sieciowych tych kryształów).

Subprocesy kształtowania stanowią najliczniejszą i najbardziej różnorodną grupę
w procesach obróbkowych. W obrębie tej grupy wyróżnia się:

• kształtowanie pierwotne (wstępne) polegające na nadaniu

- odlewanie

- kucie na gorąco i na zimno

- cięcie na piłach czy prasach

- cięcie laserowe

• kształtowanie plastyczne - podlegające polegające na nadaniu kształtu ostatecznego przedmiotowi przez obróbkę plastyczną (bezubytkowe)

• kształtowanie ubytkowe , polegające na nadaniu kształtu poprzez oddzielenie nadmiaru materiału metodami mechanicznymi (np. obróbka skrawaniem,) lub innymi metodami, jak obróbka laserowa, ultradźwiękowa, itp.

• kształtowanie przez trwałe łączenie fragmentów w jedną część lub zespół przez spawanie, zgrzewanie (nie da się rozłączyć bez zniszczenia, uszkodzenia materiałów)

[łączenie nietrwałe- śrubowanie, skręcanie, nitowanie, guziki, rzepy, paski, zamki,itp.]

IV. montażowe- mają na celu złożenie wyrobu z dwu lub wielu części składowych
i doprowadzenie go do stanu gotowości użytkowej; typowe dla przemysłu maszynowego, elektronicznego, odzieżowego, budownictwa, przemysłu środków transportu. Klasyfikacja sposobów i rodzajów może opierać się na różnych kryteriach i tak m.in. wyróżnia się:

- montaż wyrobu finalnego - w odróżnieniu od montażu wchodzących w jego skład zespołów jest kompletowaniem wyrobu ostatecznego (końcowego, finalnego)

- montaż połączeń nietrwałych (rozłącznych) : np. zaciskanie, skręcanie w przeciwieństwie do montażu połączeń nierozłącznych, których rozłączenie spowoduje zniszczenie niektórych części wyrobu, czyli łączenie poprzez spawanie, nitowanie czy zgrzewanie

- montaż stacjonarny wyrobów - gdy wyrób montowany na jednym miejscu w odróżnieniu od montażu ruchomego, gdy montowany wyrób przechodzi poprzez kolejne stanowiska robocze

V. demontaż - w ramach remontów i napraw urządzeń technicznych chcąc wymienić zużytą część lub dokonać jej naprawy

- wymiana przestarzałej techniki na współczesne, spełnione wymogi ochrony środowiska, demontaż urządzeń i instalacji zbrojeniowych stanowiących zagrożenie dla ludzkości.

VI. naturalne i biotechnologiczne - powoduje zmianę struktury powierzchniowej
i wewnętrznej materiałów, z których wykonano wyroby przemysłowe i instalacje techniczne. Do grupy tej zalicza się przede wszystkim procesy polegające na wykorzystaniu żywych organizmów do wytwarzania pożądanych związków i innych struktur, a także do utylizacji szkodliwych związków w warunkach zanieczyszczenia środowiska i nadmiernego zużycia nieodnawialnych surowców energetycznych. Procesy te są obecnie w stanach poznawania - początkowym etapie praktycznego wykorzystania w gospodarce. Są one z jednej strony ogromnie pożyteczne i znajdują szerokie zastosowanie praktyczne, np. - fermentacja,
w przemyśle spirytusowym, kwaszenie artykułów żywnościowych, szkodliwe: korozja metali, butwienia (utlenienia) drewna [są tu pożyteczne].

B. Przyjmując za podstawę podziału cechy technologiczne można wyróżnić:

• PROSTE procesy produkcyjne- w czasie których przedmioty pracy zmieniają się w wyroby gotowe-przebieg operacji jest szeregowy np. przemysł spożywczy, lekki itd.

• ZŁOŻONE procesy produkcyjne- procesy przebiegające równolegle i szeregowo, obejmują one procesy wytwarzania części, montaż, obróbkę końcową lub konfekcjonowanie. Procesy złożone można podzielić na SCALENIOWE (integracyjne) i ROZDZIELCZE (dezintegracyjne)

C. Uwzględniając zastosowane środki pracy, procesy produkcyjne dzieli się na :

• RĘCZNE- wykonane prostymi narzędziami (nie mechanicznymi) wykorzystując sile ludzkich mięśni działa bezpośrednio na przedmioty pracy np. nakładanie tapet, tynkowanie, montaż urządzeń sanitarnych

• RĘCZNO-MASZYNOWE- w procesach tych na przedmioty pracy oddziałuje część robocza maszyny, którą kieruje człowiek

• MASZYNOWE- odbywają się z wykorzystaniem maszyn i urządzeń mechanicznych, najczęściej z napędem elektrycznym lub napędzanych innymi źródłami energii, wykonawca nastawia maszynę, uruchamia ją, zatrzymuje oraz nadzoruje jej pracę.

W ramach procesów maszynowych można wyróżnić:

1. procesy APARATUROWE - w specjalnie przystosowanych aparatach np. przemysł chemiczny, biochemiczny, farmaceutyczny (redukcja, neutralizacja, filtracja, odwirowywanie itp.)

2. procesy ZAUTOMATYZOWANE- procesy projektowania pracy w taki sposób, by mogła być ona całkowicie wykonywana przez maszyny

3. procesy WSPOMAGANE KOMPUTEROWO (CAM- computer aided manufacturing) - wykorzystywanie komputerów do planowania i sterowania procesami wytwarzania

4. procesy ZINTEGROWANE KOMPUTEROWO (CIM) wykorzystuje integracje CAD z CAM (nazwane jako CAD/CAM) w których komputer sterujący produkcją ma dostęp do informacji z komputera projektującego i może odpowiednio przygotować ustawienia maszyn, tak by w razie potrzeby podjąć produkcje.

CAD (computer aided design) to wykorzystywanie komputerów do projektowania części i produktów oraz do symulacji ich funkcjonowania w sposób, który eliminuje konieczność budowy prototypów.

5. procesy ELASTYCZNE (FMS- flexible manufacturing system) elastyczne systemy wytwarzania to zrobotyzowane jednostki robocze lub stanowiska robocze, linie montażowe, zrobotyzowane wózki albo inne formy sterowania komputerem systemu transportowego, który przesuwa materiały w miarę potrzeby pomiędzy różnymi częściami systemu

6. procesy ZROBOTYZOWANE- robotyzacją określa się działania mające na celu automatyzację pracy produkcyjnej za pomocą manipulatorów i robotów.

robot - urządzenie zbudowane przez człowieka, które może wykonywać funkcje przysługujące normalnie ludziom

manipulator przemysłowy- urządzenie techniczne przeznaczone do wspomagania lub całkowitego zastąpienia człowieka, służące najczęściej do przenoszenia lub zmiany położenia obrabianych lub montowanych przedmiotów, ewentualnie gotowych materiałów. Urządzenie to wykorzystuje powtarzalny, zamknięty cykl ruchów w określonych konstrukcją parametrach.

D. Z punktu widzenia czasu przebiegu procesu produkcyjnego można wyróżnić:

-PRZERYWANE- okresowo, w ustalonych przedziałach czasowych; przerywany czasem postojem zakładu

-NIEPRZERYWANE- bez ustalonych z reżimem czasu przerw np. gospodarka elektryczna i wodociągowa

-CIĄGŁE- poddawany obróbce przedmiot pracy przepływa przez kolejne etapy i fazy produkcji w porządku wymuszanym strukturą procesu technologicznego bez jakichkolwiek przerw

-NIECIĄGŁE- typowe dla wytwarzania wyrobów złożonych




[W3 - 26.10.09r.]

E. Przyjmując za podstawę klasyfikacji podział pracy procesy produkcyjne można podzielić na:

-PODSTAWOWE- działania produkcyjne służące bezpośrednio uzyskaniu bądź wytworzeniu podstawowych produktów, a więc działaniu zmieniającym bezpośrednio własności przedmiotów pracy.

-POMOCNICZE- nie wywołują zmian wartości przedmiotów pracy, a umożliwiają lub ułatwiają przebieg podstawowych procesów, które te zmiany wywołują, można tu zaliczyć procesy konserwacyjne, remontowe, transportowe, energetyczne, magazynowe.

-UBOCZNE- związane z procesem podstawowym, ale nie stanowiące głównego celu jednostki wytwórczej.

1.4. Typy produkcji

Przez typy produkcji należy rozumieć formę organizacyjna procesów produkcji.

Z punktu widzenia charakterystyki wyrobu i wielkości produkcji można wyróżnić trzy typy produkcji:

1. JEDNOSTKOWA-wytwarzanie pojedynczych, unikalnych (niepowtarzalnych) wyrobów (okrętów, mostów, wielkich pras); zapotrzebowanie ogranicza się do jednego lub niewielkiej liczby sztuk przy czym ich produkcja w zasadzie się nie powtarza lub powtarza po długich, nieokreślonych okresach czasu.

2. SERYJNA- wytwarzanie określonej liczby (serii) jednakowych wyrobów wg takiej samej technologii; charakterystyczną cechą jest nie sama liczba wyrobów, lecz ich podobieństwo technologiczne, pozwalające na uruchomienie seryjnej produkcji; według liczby wyprodukowanych wyrobów wyróżnia się produkcję mało-, średno- i wielkoseryjną

Produkcja seryjna:

a) umożliwia szerokie zastosowanie nowoczesnych maszyn i urządzeń (zastosowanie maszyny specjalne zamiast uniwersalnych)

b) stwarza możliwości wprowadzenia mechanizacji i częściowej automatyzacji poszczególnych procesów

c) przyczynia się do skrócenia cyklu produkcyjnego, podnoszenia wydajności pracy, obniżenia kosztów własnych i polepszenia jakości wyrobów

d) umożliwia lepsze wykorzystanie kwalifikacji robotników

3. MASOWA- ciągłe wytwarzanie dużej liczby jednakowych wyrobów; cecha charakterystyczną tej produkcji jest wykonywanie na każdym stanowisku roboczym tylko jednej operacji; czas trwania produkcji jednego typu wyrobu nie powinien być krótszy od kilku miesięcy

Ze stosowania produkcji masowej płyną następujące korzyści:

a) zastosowanie specjalnych obrabiarek i narzędzi co jest równoznaczne ze skróceniem cyklu produkcji, podniesieniem wydajności pracy;

b) doskonalsza organizacja pracy tzn. lepsze wykorzystanie siły roboczej, lepsze przygotowanie produkcji;

c) ułatwienie funkcji kierowania, planowania i kontroli produkcji;

1.5. Organizacja procesu wytwórczego

W każdym procesie produkcyjnym (wytwórczym) niezależnie od jego rodzaju, można wyróżnić następujące elementy (procesy):

• zaopatrzenie

• magazynowanie

• przygotowanie produkcji

• proces technologiczny

• transport

• proces kontroli

• proces remontowy (konserwacji)

Zaopatrzenie jest pierwszym etapem procesu produkcyjnego. Ma ono na celu zgromadzenie surowców i materiałów pomocniczych niezbędnych do rozpoczęcia i prowadzenia procesu technologicznego, produkcji określonego wyrobu.





Magazynowanie (składowanie) to część procesu produkcyjnego, w której przedmioty pracy nie podlegają celowym zmianom jakościowym, ani nie zmieniają miejsca. Składowanie dotyczy przedmiotów pracy w różnych stadiach przetwarzania przetwarzania. Przyczyn magazynowania jest wiele. Przede wszystkim występuje potrzeba zebrania odpowiedniej ilości surowca dla rozpoczęcia produkcji i zachowania ciągłości pracy stanowisk roboczych. Innymi przyczynami są: oczekiwanie materiału na kompletację z innym, oczekiwanie na zwolnienie stanowiska roboczego zajętego wykonywaniem innych operacji, tworzenie wymuszonych lub celowych zapasów.

Przygotowanie produkcji obejmuje zarówno przygotowanie surowców i materiałów pomocniczych do procesu technologicznego, jak i przygotowanie maszyn, urządzeń i całego zaplecza technicznego. Możemy tutaj wyróżnić:

1. Techniczne przygotowanie produkcji:

- konstrukcyjne przygotowanie produkcji

- technologiczne przygotowanie produkcji

2. Organizacyjne przygotowanie produkcji.

Proces technologiczny jest pojęciem węższym niż proces produkcyjny. Ma on charakterystyczną strukturę, na którą składa się ilość, rodzaj, sekwencja i czas operacji i procesów jednostkowych oraz występujących w ich obrębie zabiegów i czynności. Polega on na bezpośrednim działaniu na surowce w celu przekształcenia ich w wyrób gotowy.

Zadaniem procesu transportowego jest przemieszczanie przedmiotów pracy miedzy stanowiskami roboczymi. Procesy transportowe powinny być tak zorganizowane, aby czas ich realizacji był możliwie najkrótszy i aby zachodziły przy możliwie minimalnych kosztach. Od sprawnej pracy transportu zależy czas pracy maszyn i urządzeń oraz robotników, jak również jakość dostarczanych przedmiotów pracy do procesu technologicznego i w trakcie jego trwania oraz jakość wytworzonych produktów.

Kolejny element struktury procesu produkcyjnego to proces kontroli. Realizowane są tu działania zapobiegawcze, aby nie dopuścić do przebiegu procesu produkcji niezgodnie z ustalonymi wymaganiami i wzorcami. Procesy kontroli wykonywane są w odniesieniu do wszystkich czynników produkcji i we wszystkich stadiach procesu produkcyjnego gwarantują wysoki poziom jakości produkcji. Kontrola jakości zwiększa jednak pracochłonność wytworzenia produktów jak również wydłuża czas produkcji.

Proces remontowy (konserwacja) to zespół działań mających na celu zachowanie cech oraz właściwości środków i przedmiotów pracy angażowanych procesie produkcyjnym.

2.4 Pojęcie surowców podstawowych i dodatkowych oraz materiałów pomocniczych

W czasie realizacji procesu technologicznego surowce podstawowe i dodatkowe oraz materiały pomocnicze są poddawane obróbce w kolejno po sobie następujących operacjach i procesach jednostkowych i powstaje gotowy wyrób.

Surowcem nazywamy materiał wyjściowy, z którego na drodze procesów technologicznych otrzymuje się gotowy produkt.

Na jakość surowców składa się wiele elementów, z których najistotniejszymi są:

- skład chemiczny, a zwłaszcza zawartość podstawowego składnika bądź składników stanowiących właściwy surowiec dla przemysłu (np.: zawartość tłuszczu w mleku, zawartość skobli w ziemniakach, cukru w burakach cukrowych) mających decydujący wpływ na wydajność procesu technologicznego.

- czystość mikrobiologiczna z podaniem dopuszczalnych ilości zanieczyszczeń mikrobiologicznych i chemicznych.

- własności fizyczne i fizykochemiczne.

1) W zależności od roli, jaką surowce pełnią w procesie technologicznym dzieli się je na:

- surowce podstawowe - są to surowce, które w procesie wytwarzania są zużywane w znacznych ilościach i dostarczają składników wchodzących w skład gotowego produktu; np.: siarka i tlen w procesie wytwarzania SO₂; słód, chmiel, drożdże i woda w procesie wytwarzania piwa; itp.

- surowce (substancje) dodatkowe - są to surowce, które w produkcji określonych wyrobów stosowane są w niewielkich ilościach, a ich dodatek powoduje ułatwienie lub przyspieszenie procesu technologicznego, bądź też nadanie wyrobom pożądanych właściwości, np.: stabilizatory, emulgatory, barwniki, aromaty itp.

- materiały pomocnicze - są to elementy procesu technologicznego, które nie wchodzą w skład wyrobu gotowego i nie są dodawane w trakcie trwania poszczególnych operacji i procesów jednostkowych bezpośrednio do przetwarzanego surowca, jednak mają bardzo istotne znaczenie do procesu technologicznego, gdyż umożliwiają przeprowadzenie poszczególnych operacji i procesów jednostkowych np.: woda chłodząca i do ogrzania, para grzejna, paliwo, katalizatory, ziemia okrzemkowa, PVPP, materiały opakowaniowe itd.

[W4 - 9.11.09r.]

2) w zależności od pochodzenia:

- surowce naturalne - nieprzetworzone, wchodzą do procesu technologicznego bezpośrednio, tzn. bez przerobu chemicznego a najczęściej po uprzednim przerobie fizycznym, mającym na celu ich rozdrobnienie, oczyszczenie itp. W zależności od pochodzenia można wyróżnić 3 grupy surowców naturalnych:

• pochodzenia mineralnego (kopaliny, woda, powietrze)

• pochodzenia roślinnego (warzywa, owoce, rośliny okopowe, rośliny oleiste, rośliny zbożowe)

• pochodzenia zwierzęcego (zwierzęta hodowlane, drób, ryby, jaja, mleko)

- surowce przetworzone (syntetyczne) - powstałe w wyniku przerobu surowców naturalnych, przy czym proces ten powoduje zmianę budowy chemicznej, np. tlenek węgla otrzymywany z węgla, kwas fosforowy z apatytu.

3) w zależności od tego czy przetwarzane są po raz pierwszy czy pochodzą z odzysku:

- surowce pierwotne np. żywność

- surowce wtórne np. tworzywa sztuczne, makulatura.

2.6. Podział procesu technologicznego

Proces technologiczny jest pojęciem węższym od procesu produkcyjnego i stanowi jego zasadnicza część. Proces technologiczny to ciąg operacji i procesów jednostkowych, występujących w określonej sekwencji czasowej, począwszy od chwili odbioru surowca do momentu otrzymania gotowego produktu.

Podstawowymi elementami procesu technologicznego są operacje jednostkowe i procesy jednostkowe. Nie ma jednego sposobu procesu wytwarzania produktu - każdy można wytwarzać na wiele sposobów. Każdy rodzaj produktu wytwarzany jest zgodnie z właściwym dla niego procesem technologicznym. Proces ten ma charakterystyczną strukturę, na którą składają się rodzaj, ilość, sekwencja i czas operacji i procesów jednostkowych.

W tworzeniu i ocenie koncepcji technologicznych są uwzględniane następujące kryteria:

• jakość surowca,

• jakość gotowego produktu,

• optymalne wykorzystanie surowca, energii, maszyn i innych czynników uczestniczących w procesie produkcyjnym,

• ochrona środowiska,

• realność wykonania procesu

Podział procesu technologicznego ze względu na strukturę, przebieg albo typy procesu technologicznego:

• liniowy

• łączenia

• dzielenia

• mieszania

Ze względu na strukturę i przebieg procesu technologicznego rozróżnia się następujące rodzaje procesów technologicznych: liniowe, dzielenia (dezintegracji), łączenia, mieszany.

- Liniowy proces technologiczny zachodzi wtedy, gdy przerabiany surowiec jest wprowadzony do pierwszej operacji jednostkowej lub pierwszego procesu jednostkowego i w trakcie realizacji danego procesu technologicznego nie łączy się z innymi surowcami, a poza produktem głównym nie powstają żadne inne produkty bądź półprodukty. Z jednego surowca otrzymujemy więc jeden produkt. Przykładem tego typu procesu są: produkcja mleka w proszku, zagęszczonego mleka niesłodzonego, jednoskładnikowych mrożonek warzywnych.

surowiec -o-o-o-o-o-> produkt

- Proces dzielenia (dezintegracji)- zachodzi wtedy, gdy przerabiany surowiec jest wprowadzany do pierwszej operacji jednostkowej lub pierwszego procesu jednostkowego, a w czasie ich przebiegu, bądź w dalszych operacjach i procesach, jest dzielony na różne funkcje dając różne półprodukty bądź produkty. W wyniku realizacji takiego procesu technologicznego z jednego surowca otrzymuje się kilka produktów. Przykładem może być produkcja śmietanki i mleka chudego z mleka półtłustego, rozbiór półtusz po uboju za różne elementy, produkcja spirytusu rektyfikowanego ze spirytusu surowego, frakcjonowanie ropy naftowej.

o-> produkt I




surowiec - o-o-o-o-o-> produkt II




o-o-> produkt III

- Proces łączenia - zachodzi wówczas gdy, w wyniku łączenia kilku różnych surowców wprowadzanych na różnych etapach produkcji otrzymuje się jeden produkt. Przykładem może być produkcja dżemów, kompotów, napojów, lodów, cukierków, wódek gatunkowych, odzieży, obuwia i kosmetyków.


surowiec II -o


surowiec I -o-o-o-o-o-> produkt I

surowiec III -o

- Na mieszany proces technologiczny składają się różne kombinacje wyżej wymienionych rodzajów procesów. W czasie jego przebiegu do procesu wprowadza się kilka surowców i otrzymuje kilka produktów, bądź półproduktów.

o-> produkt I




surowiec I - o - o - o - o - o-> produkt II





o-o-o-o





surowiec II -o o-> produkt III

2.7 Operacje i procesy jednostkowe

Operacja jednostkowa - jest to zespół czynności o charakterze fizycznym bądź fizykochemicznym, nie połączonych z reakcją chemiczną, mających najczęściej na celu rozdzielenie i oczyszczenie substancji, zmianę właściwości fizycznych lub fizykochemicznych obrabianych materiałów.

Do fizycznych operacji jednostkowych zalicza się : rozdrabnianie, sączenie, odwirowywanie, odpylanie, zagęszczanie, mieszanie, itp.

Do fizykochemicznych operacji jednostkowych należą: rektyfikacja, destylacja, krystalizacja, ekstrakcja, absorpcja, adsorpcja, flotacja, suszenia, itp.

Proces jednostkowy - jest to zespół czynności (procesów naturalnych) związanych z przemianami chemicznymi bądź biochemicznymi będących następstwem reakcji chemicznych lub biochemicznych zachodzących w przetwarzanych surowcach, w wyniku których powstają nowe substancje i zmienia się skład chemiczny wyrobów.

Procesy jednostkowe można dzielić według :

• rodzajów reakcji chemicznych lub biochemicznych

• rodzajów faz biorących udział w reakcji

• warunków prowadzenia procesu

Do procesów jednostkowych o charakterze chemicznym zalicza się: neutralizacje, sulfowanie, uwodornienie, odwodornienie, hydrolizę, itp.

Do procesów jednostkowych o charakterze biochemicznym zaliczamy: fermentację, dojrzewanie, biosyntezę, biotransformacje, biodegradację itp.

W obrębie operacji i procesów jednostkowych możemy wyodrębnić jeszcze następujące elementy:

• Zabieg technologiczny - stanowi część operacji bądź procesu jednostkowego; jest wykonywany w jednym urządzeniu lub na jednym stanowisku pracy bez zmiany parametrów fizycznych jego przebiegu, np. szlifowanie zgrubne czy szlifowanie dokładne jako część operacji szlifowania kół zębatych , ogrzewanie, sterylizacja właściwa i chłodzenie jako część operacji sterylizacji produktu, itp.

• Czynność technologiczna - jest o część składowa zabiegu, operacji lub procesu jednostkowego stanowiące odrębne, ściśle określone, zakończone działanie jednego pracownika lub urządzenia, np. zamocowanie przedmiotu przeznaczonego do obróbki w tokarce, ustawienie przyrządów do obróbki, otwarcie lub zamkniecie zaworu na rurociągu, kontrola i regulacja temperatury, itp.

• Ruch roboczy jest najmniejszym elementem działania wykonawcy np. wzięcie ręką narzędzia, przeniesienie narzędzia, naciśnięcie wyłącznika, przekręcenie korby, itp.

Rozróżnia się następujące grupy operacji jednostkowych:

• Operacje mechaniczne (dynamiczne) - rządzone prawami mechaniki ciał stałych i płynnych, np. sprężanie gazów, rozdrabnianie, aglomeracja, sedymentacja, filtracja, sączenie, odpylanie, zagęszczanie, mieszanie, odwirowanie, sortowanie.

• Operacje termiczne - związane z ruchem ciepła, np. ogrzewanie, parowanie (rozparzanie), gotowanie, prażenie, ekstradowanie, chłodzenie, oziębianie, zamrażanie.

• Operacje fizykochemiczne i dyfuzyjne - podlega prawom przenikania i wymiany masy, polegające głównie na zmianie stanu skupienia bądź stopniu rozproszenia, np. ekstrakcja, krystalizacja, sorpcja, absorpcja, adsorpcja.

Rozróżnia się następujące grupy procesów jednostkowych:

• Procesy chemiczne - ich istotę stanowią reakcje chemiczne wymagające zastosowania określonych reagentów chemicznych i zachodzące bez udziału czynników biologicznych, np. hydroliza, neutralizacja, uwodornienie, odwodornienie, redukcja.

• Procesy biotechnologiczne - związane z zastosowaniem czynników biologicznych w postaci żywych organizmów, głównie drobnoustrojów lub enzymów, np. fermentacja, dojrzewanie, biosynteza, biotransformacja.

[W 5 - 16.11.09r]

2.7.1. Podstawowe jednostkowe operacje mechaniczne: (należy zwrócić uwagę na: rozdrabnianie, aglomeracja, sedymentacje, filtracje, sączenie, odpylanie, zagęszczenie, mieszanie, odwirowanie, sortowanie)

• Tłoczenie cieczy

• Sprężanie gazów - zwiększanie ciśnienia gazu przez zmniejszenie jego objętości

• Rozdrabnianie - mechaniczne dzielenie materiału na drobne części poprzez np. kruszenie, rozgniatanie, rozrywanie, ścieranie, itp.

• Aglomeracja - łączenie się drobnych ziaren substancji stałej w większe ziarna (aglomeraty) np. przez spiekanie, zbrylanie, granulowanie, itp.

• Sedymentacja - oddzielenie ciał stałych od cieczy przez wykorzystanie zjawiska opadania cząstek ciała stałego w cieczy pod wpływem działania siły ciężkości

• Filtracja - metoda oddzielania od siebie dwóch faz znajdujących się w mieszaninie przez mechaniczne zatrzymanie jednej z nich w przegrodzie porowatej w odpowiednich aparatach filtrach; przez filtracje oddziela się ciała stałe od cieczy oraz ciała stałe lub ciecze od gazu

• Sączenie - jest to oddzielenie ciał stałych od cieczy za pomocą przelewania przez porowate przegrody, np. sączki

• Odpylanie - usuwanie pyłu lub kropelek cieczy zawieszonych w gazach

• Zagęszczanie - zwiększanie zawartości fazy stałej w mieszaninie

• Mieszanie - wprawianie w ruch danego ośrodka stosowane powszechnie w procesach technologicznych w celu intensyfikacji procesów wymiany masy i ciepła np. do szybkiego uzyskania jednorodnych mieszanin ciał stałych lub gazowych, do otrzymywania roztworów lub zawiesin ciał stałych w cieczach, bądź emulsji nie mieszających się ze sobą cieczy oraz do przyspieszenia ogrzewania lub chłodzenia

• Odwirowywanie - oddzielnie, np. wody, pod wpływem działania siły odśrodkowej za pomocą wirówki

• Sortowanie - rozdzielenie przedmiotów na grupy według podobieństwa cech fizycznych.

Obróbka plastyczna - obróbka, przy której ukształtowanie lub podzielnie materiału, zmianę jego własności fizykochemicznych, struktury i gładkości powierzchni osiąga się przez odkształcenie plastyczne w temperaturze niższej od temperatury rekrystalizacji (obróbka plastyczna na zimno) lub powyżej tej temperatury (obróbka plastyczna na gorąco)

• Walcowanie - obróbka plastyczna na zimno lub na gorąco, w której materiał kształtuje się przez zgniatanie obracającymi się walcami, tarczami lub rolkami, albo szczękami płaskimi, w których wzajemne równoległe przesunięcie wprawia materiał w ruch obrotowy

• Przeciąganie - ciągnienie; sposób obróbki plastycznej metali na zimno lub na gorąco polegający na stopniowym zmniejszaniu przekroju poprzecznego i wydłużaniu materiału ( pręta, drutu, rury) droga przeciągania go przez otwór ciągadła o polu przekroju mniejszym niż obrabiany przedmiot lub między napędzanymi walcami

• Kucie - polega na nadawaniu przedmiotom żądanego kształtu przez zgniatanie go uderzeniem lub naciskiem

• Tłoczenie - obejmuje operacje cięcia i kształtowania blach oraz folii i płyt niemetalowych lub innych przedmiotów o małej grubości w stosunku do pozostałych wymiarów

• Ciecie - sposób obróbki plastycznej, w którym poprzez tłoczenie lub kucie dokonuje się podziału materiału z naruszeniem jego spójności bez wytworzenia wiórów

• Gięcie - rodzaj obróbki różnych materiałów (metal, drewno, tworzywa sztuczne) , którego celem jest trwała zmiana krzywizny materiału bez zmiany wymiarów poprzecznych

• Wyoblanie - nadawanie krążkowi blachy kształtu bryły obrotowej w wyniku stopniowego dociskania materiału wirującego krążka do obracającego się wraz z nim wzornika; przy wyoblaniu grubość materiału nie ulega zmianie

Obróbka skrawaniem - skrawanie; nadawanie obrabianym przedmiotom żądanych kształtów, wymiarów i jakości powierzchni przez częściowe usuwanie ich materiału narzędziami skrawającymi;

• Toczenie - obróbka skrawaniem (wiórowa), podczas której przedmiot obrabiany zamocowany w uchwycie wykonuje ruch główny (obrotowy), narzędzie zaś (nóż tokarski) zamocowane w imaku przesuwa się (ruch posuwowy) wzdłuż obrabianej powierzchni przedmiotu

• Frezowanie - rodzaj obróbki skrawaniem za pomocą wieloostrzowego narzędzia (freza) obracającego się, tj. wykonującego ruch główny, natomiast ruch posuwowy (prostoliniowy lub krzywoliniowy) wykonuje przedmiot obrabiany lub narzędzie

• Wiercenie - wykonywanie otworów w pełnym materiale (wiercenie pełne) lub powiększanie średnicy już wykonanego otworu (wiercenie wtórne - dowiercanie) za pomocą wiertła

• Szlifowanie - obróbka ścierna, w której narzędziem jest ściernica lub taśma ścierna.

Obróbka ręczna - obróbka wykonywana praca mięśni człowieka (ręczne: piłowanie, formowanie, skrobanie, kucie) za pomocą narzędzi ręcznych lub narzędzi z napędem mechanicznym

• Skrobanie - obróbka wykańczania powierzchni przedmiotów metalowych przez ręczne usuwanie nierówności i śladów poprzedniej obróbki przy użyciu skrobaków; pozwala na uzyskanie dokładnych i gładkich elementów maszyn ślizgających się lub przylegających do siebie

• Trasowanie - wyznaczanie na powierzchni półwyrobu (blachy, odlewu, odkuwki) środków i okręgów kół, osi obrysów warstw przewidzianych do usunięcia podczas obróbki i wykreślanie rozwinięć elementów konstrukcji stalowych z zachowaniem wymiarów wskazanych na rysunkach warsztatowych

• Piłowanie - obróbka powierzchni za pomocą pilników

• Formowanie - wykonywanie form z mas odlewniczych (jednorazowych i półtrwałych) z mas formierskich; może być przeprowadzone przeprowadzane ręcznie lub maszynowo, na maszynach formierskich

2.7.2. Podstawowe jednostki operacje termiczne

• Ogrzewanie - jest operacją termiczną, w której nie uzyskuje się temperatury wrzenia pod normalnym ciśnieniem. Ma zazwyczaj na celu lekkie podniesienie temperatury, zazwyczaj ośrodka ciekłego, w celu nastawienia do np. na optymalną temperaturę działania określonych enzymów, dla ułatwienia rozpuszczania się w tym ośrodku np. dodanego cukru, lub dla innych celów technologicznych

• Parowanie (rozparzanie) - ogrzewanie materiałów za pomocą pary w celu przeprowadzenia masy w stan półpłynny. Jest stosowane w przemyśle owocowo- warzywnym przy produkcji przecierów, a także w gorzelnictwie, gdzie parowaniu poddaje się ziemniaki, zboża i niekiedy inne surowce

• Gotowanie - ta operacja zmierza do utrzymania cieczy przez dłuższy czas w stanie wrzenia w celu skoagulowania białek, uzyskanie odpowiedniej klarowności, ułatwiania rozpuszczania się dodawanego cukru, dla spasteryzowania lub odpędzenia niektórych lotnych składników, itp. Przy normalnym ciśnieniu (760 mm Hg, tj. 1013 hPa) wrzenie wody następuje w temperaturze 100 ° C. Pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego wrzenie następuje w odpowiednio niższej temperaturze i zazwyczaj wiąże się z odparowaniem części rozpuszczalnika

• Prażenie - jest to operacja termiczna prowadząca do dużych zmian w wyglądzie, smaku, zapachu i w składzie chemicznym prażonego produktu, czego typowym przykładem mogą być upalone nasiona kawy. Temperatura waha się zwykle w granicach 200 - 250 ° C. Głównym celem prażenia jest powstanie różnych substancji smakowo - zapachowych i barwiących w następstwie rozkładu cukrów

• Ekspandowanie - polega na gwałtowanym rozprężaniu uprzednio ogrzanego i będącego pod wysokim ciśnieniem materiału w chwili momentalnego przejścia do ciśnienia atmosferycznego. Nagła redukcja ciśnienia powoduje rozprężenie wody i wzrost objętości materiału. Ekspandowany produkt o porowatej strukturze jest wykorzystywany jako dodatek do wyrobów mięsnych, rybnych i innych

• Ekstrudowanie - polega na wytłaczaniu termoplastycznym materiału poddanego uprzednio obróbce mechanicznej

• Chłodzenie - schładzanie; ciągłe lub stopniowe obniżanie temperatury przedmiotu do normalnej temperatury otoczenia lub innej dla przeprowadzenia zamierzonego procesu

• Oziębianie - przyśpieszone chłodzenia, np. w wodzie lub w oleju

• Zamrażanie - sposób konserwowania artykułów żywnościowych polegający na szybkim oziębieniu ich do bardzo niskich temperatur ( do - 50 ° C) w celu zahamowania procesów biologicznych

• Odlewanie - wykonywanie przedmiotów (odlewów) przez wypełnienie form ciekłym tworzywem

• Spawanie - spajanie materiałów przez ich stopienie w miejscu łączenia z dodawaniem lub bez dodawania spoiwa, (którym wówczas jest materiał tego samego rodzaju, co materiał spawany); przy spawaniu nie stosuje się docisku łączonych części

2.7.3. Podstawowe jednostkowe operacje fizykochemiczne

• Destylacja- przeprowadzanie cieczy w stan pary i ponowne skroplenie jednego lub kilku składników mieszaniny w celu ich rozdzielenia lub oczyszczenia

• Ekstrakcja- rozdzielenie częściowe lub całkowite stałej lub ciekłej mieszaniny za pomocą rozpuszczalnika selektywnego, czyli takiego, w którym mieszaniny mają niejednakową rozpuszczalność

• Krystalizacja - proces tworzenia się i wzrostu kryształów ze stopów bądź z roztworów.

• Sorpcja - zdolność pobierania substancji z płynu przez fazę skondensowaną; zachodzi podczas zetknięcia się dwu faz polegającego, bądź na adsorpcji, czyli zwiększenia stężenia substancji na granicy faz (adsorpcji dodatniej) lub na zmniejszeniu tego stężenia (adsorpcji ujemnej), bądź na absorpcji, czyli pochłanianiu substancji i równomiernym jej rozprowadzeniu w całej masie jednej z faz. Substancje pochłaniającą określa się jako sorbent, a pochłanianą jako sorbat.

• Absorpcja - jest to sorpcja wgłębna, czyli pochłanianie danego składnika (absorbatu) przez całą powierzchnię innej substancji (absorbenta). Absorbatem jest zazwyczaj gaz lub ciecz, a absorbentem ciało ciekłe lub stałe

• Adsorpcja - jest to sorpcja powierzchniowa, która polega na powierzchniowym wiązaniu cząsteczek cieczy, bądź gazu (adsorbatu) na powierzchni ciała stałego (adsorbenta)

• Desorpcja - jest to zjawisko odwrotne do absorpcji lub adsorpcji tj. uwalnianie się adsorbatu z powierzchni adsorbenta lub substancji zaabsorbowanej z absorbenta

• Emulgowanie - prowadzi się do przejścia dwóch nie mieszających się cieczy w stan rozproszony zwany emulsją. Jedna z tych cieczy występuje w postaci drobnych, oddzielonych kuleczek i stanowi tzw. fazę zdyspergowaną, rozproszoną lub wewnętrzną, natomiast druga ciecz, w której zawieszone są kuleczki, nosi nazwę fazy dyspergującej, ciągłej lub zewnętrznej.

• Rektyfikacja- rozdzielenie w sposób ciągły lub okresowy mieszaniny cieczy lub pary przez wielokrotne odparowanie i skraplanie. W czasie rektyfikacji składniki bardziej lotne przechodzą do fazy gazowej, a mniej lotne pozostają w fazie ciekłej.

• Suszenie- jest to usuwanie stosunkowo niewielkiej ilości cieczy z ciał stałych, ciekłych lub gazowych na drodze przepuszczania przez kolumny wypełnione materiałami suszącymi (gazy), przez dodanie ciał stałych wiążących wodę, bądź poprzez oddestylowanie wody (ciecze) oraz przez suszenie w suszarkach (ciała stałe).

• Flotacja- jest to selektywne rozdzielanie składników mieszaniny mające na celu wyodrębnienie produktów wzbogaconych w składniki użyteczniejsze od pozostałych. Flotacja wykorzystuje różnice w zwilżalności składników rozdzielanej mieszaniny przez ciecz. Substancja dobrze zwilżona opada na dno naczynia, natomiast substancja źle zwilżona unosi się na powierzchni cieczy silnie rozwiniętej dzięki związkom pianotwórczym. Powstawaniu obfitej piany służy przedmuchiwanie roztworu strumieniem powietrza. Flotacja stosowana jest m. in. Do oczyszczania złóż cynku, miedzi, ołowiu, siarki itp.

2.7.4. Podstawowe jednostkowe procesy chemiczne

• Hydroliza- rozkład substancji chemicznych pod wpływem wody

• Neutralizacja- zobojętnienie, reakcja między kwasem a zasadą, prowadząca do powstania roztworu obojętnego, gdzie aktywność formy kwasowej i zasadowej rozpuszczalnika są sobie równe

• Uwodornienie (hydrogenizacja): reakcja katalitycznego przyłączenia cząsteczki wodoru do cząsteczki związku organicznego zawierającego wiązanie wielokrotne

• Odwodornienie (dehydrogenizacja): polega na usunięciu atomów wodoru z cząsteczki związku chemicznego.

• Redukcja- ogólna nazwa procesów chemicznych powiązanych z pobraniem elektronów przez atom lub jon, redukcja jednej substancji przebiega zawsze równocześnie z utlenieniem równoważnej ilości innej substancji

• Nitrowanie- reakcja bezpośredniego wprowadzenia grupy funkcyjnej nitrowej- NO₂ na miejsce atomu wodorowego w cząsteczce organicznej pod działaniem kwasu azotowego; jest to proces jednostkowy stosowany do otrzymywania związków nitrowych

• Estryfikacja- reakcja otrzymywania estrów z kwasów i alkoholi lub fenoli. Estry to związki z ugrupowaniem estrowym: R - CO - OR , powstające z kwasów i alkoholi przez odciągnięcie cząsteczki wody; estry niższych kwasów tłuszczowych stosowane są jako składniki olejków zapachowych- maja zapachy kwiatowe i owocowe; estry wyższych kwasów tłuszczowych są woskami, tłuszczami i olejami.

• Sulfonowanie- bezpośredniego wprowadzenia do cząsteczki grupy sulfonowej -SO₃H poprzez działanie kwasem siarkowym; szczególnie charakterystyczne dla związków aromatycznych

• Utlenianie- reakcja polega na utracie elektronów (lub elektronu) przez cząsteczkę, atom lub jon; w węższym znaczeniu proces wzbogacający cząsteczkę związek chemicznego w atomy tlenu, zubożający w atomy wodoru.

• Chlorowanie- wprowadzenie jednego lub więcej atomów Cl do cząsteczki związku organicznego.

• Synteza- reakcja chemiczna łączenia się substancji prostych w związki lub związków prostych w bardziej złożone

2.7.5. Podstawowe jednostkowe procesy biotechnologiczne.

• Biosynteza- jest to tworzenie się nowych związków pod wpływem działania organizmów żywych.

• Fermentacja- reakcja biochemiczna zachodząca pod katalitycznym wpływem enzymów wytwarzanych przez mikroorganizmy (pleśnie, drożdże, bakterie), prowadząca do przemiany substratów środowiska fermentacyjnego z jednoczesnym wydzieleniem związków gazowych

• Dojrzewanie- samorzutne przemiany, typowe dla danego produktu, prowadzące do pełnego wykształcenia jego korzystnych cech organoleptycznych. Dojrzewanie ma najczęściej charakter powolnych procesów enzymatycznych zachodzących w odpowiednio dobranych warunkach temperatury i wilgotności powietrza oraz przy udziale typowych dla danego produktu drobnoustrojów

• Biotransformacja- zespół zmian zachodzących pod wpływem organizmów żywych

• Biodegradacja- jest degradacja, niszczenie pewnych związków na skutek działania na nie organizmów żywych.

[W6 - 23.11.09r.]

3.Planowanie procesu wytwórczego

3.1. Opis procesu technologicznego

Przebieg procesu technologicznego produkcji określonego wyrobu najpełniej i najdokładniej przedstawia się za pomocą opisu słownego, który może być dodatkowo uzupełniony rysunkami, schematami i tabelami.

Przedstawiając opis słowny procesu technologicznego należy podzielić go na operacje i procesy jednostkowe, a następnie omówić wg kolejności ich występowania w czasie produkcji określonego wyrobu

Po podaniu nazwy operacji, procesu jednostkowego podaje się:

1. Cel prowadzenia danej operacji lub procesu jednostkowego.

2. Opis dostarczania surowców i materiałów pomocniczych, które na danym etapie produkcji są przetwarzane bądź zasilają proces technologiczny.

3. Charakterystyka warunków i parametrów fizykochemicznych, w jakich przebiega opisywany proces lub operacja jednostkowa oraz czas jej trwania.

4. Opis przemian fizycznych, chemicznych lub biochemicznych, w ujęciu jakościowym i ilościowym, zachodzących w przetwarzanych surowcach, substancjach dodatkowych i materiałach pomocniczych biorących udział w realizacji danego etapu procesu technologicznego.

5. Nazwę i krótką charakterystykę urządzenia, w którym jest realizowana omawiana operacja lub proces jednostkowy.

Opis procesu technologicznego powinien zawierać wszystkie dane ilościowe i jakościowe dotyczące zużywanych surowców i materiałów pomocniczych oraz powstających produktów i odpadów, co pozwala na późniejsze sporządzenie bilansu materiałowego i cieplnego.

3.2. Schematy procesów technologicznych

Opis słowny przebiegu procesu technologicznego często uzupełnia się uproszczoną, graficzną jego prezentacja za pomocą schematów.

Schemat procesu technologicznego jest to uproszczone graficznie przedstawienie przebiegu procesu technologicznego produkcji określonego wyrobu. Na schemacie pokazuje się za pomocą napisów, umownych symboli lub uproszczonych rysunków urządzeń, kolejne etapy procesu technologicznego od momentu wprowadzenia surowca, aż do chwili uzyskania wyroby gotowego.

W zależności od sposobu przedstawiania:

1. schemat ideowy (blokowy);

2. schemat technologiczny (wstępny);

3. schemat techniczny (technologiczno- aparaturowy).

1. Schemat ideowy- przedstawia się przebieg procesu technologicznego jako ciąg następujących po sobie operacji i procesów jednostkowych, uszeregowanych zgodnie z kolejnością ich występowania w procesie produkcyjnym, nazwy tych przemian oraz podstawowe warunki, w jakich one przebiegają (temperatura, ciśnienie, czas trwania itp.) są wpisane w prostokątne ramki.




2. Schemat technologiczny- przedstawia przebieg procesu technologicznego jako ciąg kolejno łączonych umownych symboli maszyn i urządzeń, poprzez który musi przejść przerabiany surowiec, aż do uzyskania gotowego wyrobu. Na tym schemacie zaznacza się liniami ciągłymi drogi dopływu surowców i materiałów pomocniczych oraz drogę przepływu surowca przez urządzenia. Poszczególne urządzenia numeruje się kolejno i pod rysunkiem podaje się ich spis. Nie uwzględnia się natomiast rzeczywistego rozmieszczenia urządzeń. Ten schemat pokazuje jakiego rodzaju urządzenia są potrzebne do realizacji procesu technologicznego produkcji omawianego wyrobu.

3. Schemat techniczny- (technologiczno- aparaturowy)- przedstawia graficznie (szczegółowo) proces technologiczny jako ciąg zastosowanych w nim urządzeń, narysowanych w pewnej skali z zachowaniem właściwych stosunków ich rozmiarów. Urządzenia te są przedstawione w postaci uproszczonych zarysów wybranych typów aparatów. Na rysunku zachowuje się różnice poziomów między rysowanymi urządzeniami, podaje się współrzędne wysokości ich rozmieszczenia w pionie oraz nanosi średnice rurociągów i pokazuje miejsca zamocowania zaworów i innych elementów armatury. W części opisowej podaje się krótką charakterystykę urządzeń oraz rodzaj zastosowanych materiałów konstrukcyjnych.

3.3. Projektowanie procesów technologicznych:

Problematyka projektowania zakładów przemysłowych obejmuje wiele zagadnień, wśród których można wyróżnić:

1. Zagadnienia ekonomiczne - program produkcji, lokalizacja ogólna, rentowność inwestycji, koszty budowy i eksploatacji itp.

2. Zagadnienia techniczne - technologia produkcji, maszyny i urządzenia, instalacje, architektura i konstrukcja budynków, transport, plan zagospodarowania terenu itp.

3. Zagadnienia organizacyjne - schematy zarządzania zakładami i poszczególnymi jego wydziałami, organizacja procesu produkcyjnego, obieg dokumentacji technicznej i finansowej, organizacja budowy zakładu itd.

4. Zagadnienia ergonomiczne - dostosowanie maszyn, urządzeń, mechanizmów, narzędzi pracy, pomieszczeń, obiektów i zakładów przemysłowych do cech fizycznych, fizjologicznych i psychicznych człowieka (oświetlenie, temperatura, wilgotność i czystość powietrza, poziom hałasu itd. ujmowane w przepisach BHP).

5. Zagadnienia prawne - umowy, zobowiązania, licencje, patenty, decyzje przydzielania terenu, zezwolenie na podjęcie i prowadzenie zaplanowanych działań, uchwały, zarządzenia, przepisy.

Proces produkcyjny i technologiczny są trzonem części technologicznej opracowania projektowego i stanowią podstawę całości dokumentacji projektowo- kosztorysowej. Zakres i szczegółowość opracowania tej części technologicznej uzależniona jest od stopnia trudności zastosowania technologii oraz od wielkości inwestycji i jej zakresu. Część technologiczna procesu produkcyjnego opracowywana jest w oparciu o dane, których dostarcza inwestor, a które zawierają m.in. program produkcji oraz projekt procesowy.

Program produkcji - jest określeniem zadań stawianych przed projektowanym przedsiębiorstwem i zawiera on określenie rodzaju i ilości przedmiotów, które mają zostać wytworzone we wszystkich oddziałach. Program produkcji może być wyrażony na 3 sposoby:

1. Program szczegółowy -jest dokładnym wyliczeniem wszystkich wyrobów gotowych wraz z ich opisem i podaniem ilości. Podawane ilości dotyczą okresu jednego roku i uwzględniają sezonowość. Program ten stosowany jest najczęściej w produkcji masowej i wieloseryjnej.

2. Program zastępczy- wyrażany za pomocą niewielkiej ilości umownych jednostek produkcji, z których każda reprezentuje jakąś grupę przedmiotów. Każda grupa zawiera przedmioty podobne pod względem cech fizycznych lub technologicznych, a przedstawiciel danej grupy powinien wykazywać cechy przeciętne całej grupy. Program ten stosowany jest w produkcji jednostkowej i drobnoseryjnej, w której zmienność różnorodności wyrobów jest duża.

3. Program wskaźnikowy - jest określany przez podanie ogólnej ilości wyrobów w tonach i ma najbardziej ogólny charakter. Stosowany jest tylko do wstępnych obliczeń orientacyjnych we wczesnych stadiach opracowań koncepcyjnych.

Projektując nie możemy zapomnieć o jeszcze jednej istotnej wartości, a mianowicie o zdolności produkcyjnej.

Zdolność produkcyjna- określa możliwości produkcyjne zakładu, a więc liczbę jednostek, jaką zakład jest w stanie wyprodukować w jednostce czasu.

W projekcie zdolność produkcyjna nie może być mniejsza od wielkości zadania określonego programem produkcji.

Projektant podczas opracowywania części technologicznej założeń techniczno- ekonomicznych zobowiązany jest analizować program produkcji, zarówno pod względem asortymentu, jak i ilości wytworzonych wyrobów. Należy dążyć do technologicznego ujednolicenia asortymentów przyjętych do produkcji poprzez podział na grupy różniące się w znacznym stopniu przebiegiem produkcji, uwzględniając przy tym opłacalność wąskiej specjalizacji.

[W7 - 30.11.09r.]

4. Metody optymalizacji procesów wytwórczych

4.1. Zasada postępowania technologicznego

Zasady postępowania technologicznego to ogólne wytyczne dotyczące metod postępowania technologicznego. Zasady te wynikają z podstawowych badań poznawczych i stanowią rodzaj drogowskazu, który pokazuje najwłaściwsze drogi dotarcia do zamierzonego ruchu. Zasady te mają bardzo różny charakter, tzn. jedne wynikają z podstawowych praw fizyki i chemii, inne z przesłanek ekonomicznych, a jeszcze inne z reguł prawidłowej organizacji pracy. Jednak wszystkie te zasady zawierają ogólne wskazania dotyczące racjonalnego kształtowania danego procesu technologicznego.

Wśród zasad postępowania technologicznego można wyróżnić następujące:

1. Zasada najlepszego wykorzystania surowców, której realizacja możliwa jest dzięki:

• zmniejszeniu do minimum wszelkiego rodzaju start produkcyjnych (usuwanie nieszczelności aparatury, prawidłowe warunki przechowywania surowców)

• maksymalnemu wykorzystaniu odpadów poprzez ich przerób i sprzedaż jako produktów ubocznych (np. wykorzystanie serwatki i wysłodków buraczanych w hodowli zwierząt, zagospodarowanie melasy, stosowanie wywaru gorzelniczego w przemyśle drożdżowym)

• stosowaniu przeciwprądu strumieni materiałowych w procesach wymiany masy (adsorpcja, absorpcja, ekstrakcja, suszenie)

• odzyskiwaniu i zawracaniu do procesu surowców i materiałów pomocniczych zastosowanych w nadmiarze (np. zamknięty obieg wody etc).

2. Zasada najlepszego wykorzystania energii, wiążąca się z racjonalną gospodarką energią mechaniczną, elektryczną i cieplną. Polega na:

• dążeniu do takiego ukształtowania procesu, aby jak najmniejszym nakładem energii osiągnąć zamierzony efekt;

• wielokrotnym wykorzystaniu ciepła wydzielanego w trakcie trwania jednego procesu, np. zagęszczanie w wyparce wielodziałowej, w której kolejne sekcje są ogrzewane oparami z sekcji poprzedniej lub wyparce jednodziałowej z turboskprężarką

• odzyskiwaniu ciepła odpadkowego poprzez ogrzewanie ciepłem chłodzonego materiału, który wymaga ogrzania (np. odzyskiwanie ciepła w cieplnych wymiennikach płytowych).

3. Zasada najlepszego wykorzystania maszyn i urządzeń, polega na takim doborze parametrów oraz ilości maszyn i urządzeń stosowanych w procesie technologicznym, który przy założonej zdolności produkcyjnej przedsiębiorstwa pozwoli optymalnie wykorzystać zastosowane w zakładzie urządzenia

4. Zasada umiaru technologicznego, mająca na celu łagodzenie występujących przeciwności, polegająca na wszechstronnym analizowaniu rozpatrywanego procesu w celu znalezienia optymalnych parametrów jego realizacji.

Poza czterema wyżej wymienionymi zasadami wyróżnić można jeszcze szereg innych, np.:

• czystości patentowej

• największego zysku

• ochrony środowiska, itp.

4.2. Symulacyjne metody optymalizacji

4.3. Kontrola procesu produkcyjnego

Jakość wyrobu- jest to stopień zdolności do należytego spełnienia swego przeznaczenia. Jakość wyraża wartość użytkowa wyrobu i jest najczęściej określana spełnieniem warunków technicznych lub norm państwowych (PN).

Jakość produkcyjna- oznacza dokładność wykonywania zgodnie z normami i warunkami technicznymi, czyli świadczy ona o przestrzeganiu założonej dyscypliny technologicznej.

Jakość wynikowa- zwana także użytkową, określona jest czasem eksploatacji, w ciągu którego wyrób utrzymuje dokładność i sprawność uzyskana w produkcji, zależy ona od jakości materiałów, konstrukcji wyrobów itp.

Brak- jest to wyrób, który nie odpowiada założonym warunkom technicznym lub normom państwowym, a więc nie ma założonej wartości użytkowej. Braki można podzielić na:

- naprawialne( przy powtórzeniu tej samej operacji lub regeneracji)

- całkowite (nie nadające się do naprawy)

Koszty braków powiększa napraw gwarancyjnych- jeśli wybrakowane produkty przedostają się do użytkowników określonego wyrobu.

Jednorodność wyrobów wyraża się procentowym wskaźnikiem odchyleń in minus od przyjętego poziomu jakości. Jednorodność powinna być możliwie duża, gdyż kształtuje ona opinie użytkowników na temat określonego wyrobu.

Kontrola procesu produkcyjnego powinna być prowadzona w sposób stały i kompleksowy.

Do podstawowych zadań kontroli technicznej należy:

1. Kontrola jakości materiałów i półfabrykatów dostarczanych przedsiębiorstwu dla celów produkcyjnych oraz eliminowanie nieodpowiednich, przez co zapobiega się powstawaniu braków.

2. Kontrola jakości wykonywanej w przedsiębiorstwie produkcji- od poszczególnych części, aż do wyrobów gotowych, opakowania, wysyłki.

3. Zapobieganie powstawaniu braków w powierzonych odcinkach oraz współpraca z działem technologiczny, przygotowania produkcji i kierownictwem w zakresie przygotowania, wprowadzenia i realizacji odpowiednich zarządzeń.

4. Bieżąca ewidencja i analiza braków w celu ustalenia przyczyn oraz winnych ich powstawania. Dokładna ewidencja powinna wykazywać miejsce wykrycia i miejsce powstawania braku, ponieważ odległość pomiędzy tymi punktami świadczy o stopniu opóźnienia i ujawnieniu braków.

5. Nadzór nad zachowaniem prawidłowych miar oceny w całym przedsiębiorstwie.

6. Kontrola narzędzi obróbkowych i przyrządów produkcyjnych nowych i użytkowanych w produkcji.

W praktyce można wyróżnić trzy podstawowe rodzaje kontroli, a mianowicie:

1. Kontrola przedprodukcyjna (wstępna)- kontrola jakości surowców, materiałów pomocniczych, półfabrykatów, maszyn, urządzeń, linii produkcyjnej- gotowości do produkcji.

2. Kontrola produkcyjna- sprawności działania maszyn w trakcie procesu, kontrola między operacyjna, tzw. kontrola międzyoperacyjna

3. Kontrola poprodukcyjna (ostateczna)- kontrola jakości materiałów i wyrobów gotowych.

Kontrola wstępna- polega na sprawdzeniu, czy dostarczone materiały i surowce są zgodne z warunkami technicznymi czy warunkami zamówienia. Kontrola jakości surowców, materiałów pomocniczych czy półfabrykatów przeprowadzana jest przez ocenę organoleptyczną i fizyczną, a w przypadkach wątpliwych przeprowadza się jeszcze ocena chemiczną i mikrobiologiczną. Badanie organoleptyczne- badanie cech wymienionych w normie jakościowej na surowiec, a orzeczenie wydaje się przez porównanie wyników z obowiązującą na dany surowiec normą.

Kontrola międzyoperacyjna- obejmuje kontrolę różnych parametrów operacji i procesów jednostkowych w trakcie ich przebiegu, np. temperaturę gotowania, czas trwania operacji solenia, ciśnienie w autoklawie podczas sterylizacji, poprawności wykonania danego elementu. Ma na celu usuwanie z procesu produkcyjnego przedmiotów wadliwie wykonanych w danej operacji dla uniknięcia dalszej ich obróbki.

Kontrola ostateczna- kontrola jakości produktów gotowych, wytworzonych w danym procesie technologicznym i podobnie jak w kontroli przedprodukcyjnej- może być przeprowadzona przez ocenę organoleptyczną i fizyczna, a otrzymane w efekcie wyniki porównuje się również z normą, ale tym razem na wyrób gotowy. Ma ona na celu wyeliminowanie braków przed przekazaniem wyrobów do montażu czy magazynu wyrobów gotowych.

Obok tych trzech podstawowych rodzajów kontroli przeprowadza się jeszcze inne rodzaje kontroli np.:

Kontrola inspekcyjna- uzupełniające sprawdzanie jakości produkcji oraz pracy personelu kontrolującego i produkcyjnego.

Kontrola opakowania i magazynowania- zapewnienie kompletności wyrobów, zaopatrzenie w świadectwa kontroli i w dokumentację techniczną, sprawdzenie stanu opakowania i warunków magazynowania.

Kontrola wyrobów u użytkowników- przedłużenie kontroli wewnętrznej, gdyż badanie przeprowadzone w przedsiębiorstwach nie są w stanie ujawnić wszystkich wad konstrukcyjnych, w zakresie doboru materiałów, wadliwej obróbki etc.

Podstawowe metody kontroli

1. Kontrola 100%- z przedstawionej do kontroli partii sprawdza się wszystkie wyroby. Stosuje się ją w przypadku wątpliwej jakości dostarczanych materiałów, braku pewności, że w danych warunkach produkcji zapewni się jej jednorodność, po operacji decydującej o jakości wykonania dalszych operacji przy ważniejszych częściach wyrobu, przy kontroli ostatecznej.

2. Kontrola wyrywkowa- sprawdzenie części przedmiotów w partii. Ważne jest właściwe pobranie próbek do kontroli. Metodę tę stosuje się, gdy warunki produkcji zapewniają jednorodność produkcji, gdy sprawdza się dużą liczbę jednakowych przedmiotów, gdy operacje należą do drugorzędnych, gdy powstawanie braków jest zjawiskiem rzadkim.

3. Kontrola lotna- polega na okresowym sprawdzeniu przedmiotów podczas ich produkcji przy pomocy narzędzi robotników i narzędzi pobranych z magazynu. Celem jest sprawdzenie podstawowych danych i ich zgodności z dokumentacją technologiczną. Oprócz sprawdzeń okresowych obejmuje zawsze sprawdzenie pierwszej partii nowych przedmiotów, a o zauważonych odchyleniach od warunków i norm informuje się odpowiednich kierowników.

4. Kontrola statystyczna- oparta na rachunku prawdopodobieństwa i metodach statystycznych, które pozwalają na podstawie niewielkiej liczby wyrobów (próby) ocenić z dostatecznym przybliżeniem własności całej badanej partii. Pozwala w porę zapobiec powstaniu braków, podczas gdy przy innych metodach wykrycie braków następuje już po ich powstaniu.

5. Samokontrola pracowników- jest metodą opartą na założeniu, że produkcje powinien kontrolować przede wszystkim ten, który ja wykonuje, a więc robotnik. Musi on być wyposażony w odpowiednie przyrządy kontrolne.

Wykład [07.12.09r.]

Gospodarowanie energią

7.1 Ogólna charakterystyka zużycia energii w zakładzie przemysłowym

Rosnące potrzeby energetyczne gospodarki narodowej oraz duża kapitałochłonność inwestycji paliwowo-energetycznych powodują, że przy podejmowaniu decyzji gospodarczych, konieczna jest znajomość czynników kształtujących, zapotrzebowanie na nośniki energii, zwłaszcza w przemyśle. Przemysł jest, bowiem największym odbiorcą nośników energii, a ponadto odprowadza ścieki w znacznej mierze zanieczyszczające naturalne środowisko.

Prawidłowa gospodarka energetyczna polega na:

1. Racjonalnym wykorzystywaniu zasobów energetycznych znajdujących się w zasięgu działania zakładu wytwarzającego nośniki energii;

2. Efektywnym wytwarzaniu nośników lub przetwarzaniu form energii i ich dostarczaniu do odbiorców przy ograniczeniu do minimum strat podczas przesyłania;

3. Dążeniu do racjonalnego zużywania energii w zakładzie produkcyjnym przez właściwa eksploatację urządzeń;

4. Wdrażanie energooszczędnych technologii produkcji;

5. Ochrona naturalnego środowiska człowieka.

Ilość energii zużywanej do produkcji przemysłowej zależy głownie od:

• stosowanej technologii;

• wielkości i struktur produkcji;

• postępu technicznego, technologicznego i organizacyjnego.

Zużycie czynników energetycznych w procesach i operacjach jednostkowych jest sumą zużycia produkcyjnego (podstawowego) oraz zużycia ubocznego (pomocniczego). Jest to podział umowny, według funkcji, jaką spełnia energia w zakładzie.

Zużycie produkcyjne - zużycie różnych postaci energii niezbędnej do przetworzenia wprowadzonych surowców, w celu otrzymania gotowego, finalnego produktu. Jest to wiec zużycie energii w czasie obróbki wstępnej, w czasie przeprowadzania wielu procesów i operacji jednostkowych oraz do transportu i podczas magazynowania

Na zużycie uboczne składa się zużycie energii w czasie realizacji różnych procesów i operacji jednostkowych związanych z:

• Ruchem jałowym i niepełnym wykorzystaniem urządzeń produkcyjnych;

• Stratami energii;

• Pracą pomocniczych działów nieprodukcyjnych;

• Eksploatacją urządzeń socjalnych;

Strukturę zużycia energii określa się według działów bezpośrednio produkcyjnych oraz działów pomocniczych. W ten sposób uzyskuje się bilans będący skutecznym narzędziem kontroli kierunków, ilości zużywanej energii.

Na ogólne zużycie rożnych postaci energii w zakładzie przemysłowym maja wpływ następujące czynniki:

1. Stopień wykorzystania zdolności produkcyjnej i wielkości produkcji;

2. Profil produkcji i asortyment produktów;

3. Właściwy dobór parametrów pracy urządzeń i nośników energii;

4. System pracy zainstalowanych urządzeń;

5. Stopień mechanizacji i automatyzacji urządzeń stosowanych do realizacji operacji i procesów jednostkowych;

6. Prawidłowy dobór silników i struktura mocy zainstalowanych urządzeń elektrycznych;

7. System eksploatacji i konserwacji parku maszynowego;

8. Pora roku i sezonowość w podaży surowców;

9. Jakość przetwarzanych surowców;

10. Wielkość obszaru, na którym znajduje się zakład i system zabudowy;

11. Kubatura pomieszczeń produkcyjnych;

12. Sprawność kontroli używania, paliw, energii i wody;

13. Organizacji produkcji.

Wymienione czynniki maja różne znaczenie w zależności od specyfiki branży, a ich znajomość jest konieczna przy wyborze metod racjonalizacji zużycia energii.

Na racjonalne bieżące gospodarowanie energią i wodą w zakładzie przemysłowym wpływają:

1. jakość projektu i wynikająca z niego nominalna zdolność produkcyjna - w przypadku niewłaściwego dobraniu urządzeń mogą zaistnieć dysproporcje pomiędzy poborem energii i wody, a możliwościami ich dostarczenia, które często są powodem awarii lub przestojów w pracy;

2. eksploatacja urządzeń - umiejętna obsługa urządzeń produkcyjnych umożliwia utrzymanie określonych parametrów procesu np. zasilanie para wodna o odpowiednim ciśnieniu, zapewnia utrzymywanie najlepszych warunków wymiany ciepła, utrzymywaniu właściwego stanu technicznego skraplaczy amoniakalnych oraz racjonalne wykorzystywanie urządzeń produkcyjnych tj. utrzymanie ich optymalnej wydajności i sprawności energetycznej.

W procesach i operacjach jednostkowych używa się różne rodzaje energii:

1. Energię w postaci ciepła (energia cieplna) - podgrzewanie, rozparzanie, gotowanie, sterylizacja, odparowywanie, suszenie, prażenie, destylacja, koagulacja termiczna;

2. Energię w postaci zimna - chłodzenie, oziębianie, zamrażanie;

3. Energię mechaniczną - rozdrabnianie, czyszczenie, mieszanie, transport, rozdzielenie, dozowanie, aglomeracja;

4. Energię sprężonego powietrza - transport pneumatyczny, klimatyzacja, pakowanie, napęd narzędzi;

5. Energię elektryczną - do przemian elektrotermicznych: oporowych, elektrodowych, łukowych, indukcyjnych, pojemnościowych, promiennikowych i mikrofalowych, polegających na wytwarzaniu ciepła w środowiskach poddawanych obróbce termicznej.

Istnieje wiele procesów i operacji jednostkowych o mieszanym wykorzystaniu wymienionych rodzajów energii, co umożliwia zastosowanie skojarzonej gospodarki energią.

1. Nośniki energii

Pod pojęciem nośnika energii rozumiemy medium, za pomoc, którego możemy magazynować i przenosić odpowiedni rodzaj energii. Np.w typowych operacjach wymiany ciepła nośnikami energii cieplnej mogą być paliwa, gazy spalinowe, powietrzne, gorąca woda lub para wodna.

Podstawowy podział nośników:

1. Paliwa jako nośnik energii, są charakteryzowane następującymi parametrami, które stanowią zarazem kryteria rok wyboru:

1. wartość cieplna- wyraża ilość energii cieplnej, jaką uzyskuje się po całkowitym spalaniu określonej masy paliwa. Wyraża się ją jako ciepło spalania lub wartość opałową.

2. zawartość składników niepalnych- w tym zawartość popiołu i wilgoci

3. stan skupienia

4. dostępność z paliw stałych powszechnie stosowany jest w przemyśle węgiel kamienny. Cechuje się on względnie dużą wartością cieplną

Do najważniejszych paliw ciekłych należą oleje opałowe. Stosowanie paliw ciekłych:

1. zdecydowanie polepsza stany higieniczny produkcji energii cieplnej

2. podwyższa sprawność kotła,

3. umożliwia łatwą regulację zużycia paliwa

4. obniża koszty transportu i magazynowane paliwa

5. ułatwia prowadzenie pomiarów i automatyzuje pracy kotła.

Stosowany jest ostatnio powszechnie gaz ziemny . Podstawowymi nośnikami energii cieplnej na drodze od źródła do odbiornika technologicznego w przemyśle są: para wodna, gorąca woda, powietrze.

2. Para wodna jest produktem odparowania wody w instalacji kotłowej i wśród nośników energetycznych odznacza się największą pojemnością cieplną.

W technice cieplnej występują następujące rodzaje pary wodnej, różniące się właściwościami:

1. para nasycona mokra- znajdująca się w stanie równowagi z wodą, z której powstała w danej temperaturze i ciśnieniu, zawierająca w swej masie kropelki nie odparowanej wody.

2. para nasycona sucha- w temp. Nasycenia, tj. temp. wrzenia wody, z której powstała, nie zawierająca fazy ciekłej

3. para przegrzana- pora sucha ogrzana powyżej temp. nasycenia

Do podstawowych właściwości pary wodnej zalicza się:

1. stopień suchości (x)- wyraża ilość wody w postaci kropelek w 1 kg mieszaniny pary i wody; dla pary suchej x=0, dla pary mokrej x=1,

2. pojemność cieplna czyli entalpia (i)- ilość energii cieplnej zawartej w 1 kg pary; dla określonego rodzaju pary jest ona funkcje temp i ciśnienia

3. temperatura (t)

4. ciśnienie(p)

5. objętość właściwa (v)

6. zdolność oddawania ciepła-określane jest pojęciem współczynnika przejmowania ciepła(u), który wyrażą ilość ciepła (J) jaką możne oddać para wodna do jednostki powietrza (m²)w ciągu godziny (h) przy różnicy temp.(k)

7. własności hydrodynamiczne- są wyraźną wartością współczynnika oporu przepływu (λ)

Powietrze jest nośnikiem energii powszechnie stosowanym w przemyśle, zwłaszcza w operacji suszenia. Przy charakteryzowaniu powietrza podaje się następujące parametry: temperaturę, ciśnienie, stopień wilgotności, entalpie, objętość właściwą, gęstość. Powietrze może być nasycone lub nienasycone parą wodną. Sprężone powietrze jest również nośnikiem energii mechanicznej i jest wykorzystywane do napędu narzędzi oraz do transportu materiałowego (transport pneumatyczny).

8.Gospodarka wodno - ściekowa

8.1 Rola wody w przyrodzie:

Woda występująca w przyrodzie zalicza się do wód naturalnych, które stale znajdują się w cyklu obiegowym.

Woda jest podstawowym surowcem w gospodarce narodowej od której zależy istnienie życia biologicznego na ziemi i jakości produkcji przemysłowej. Źródłem zasobów wodnych są opady atmosferyczne, które są rozłożone nierównomiernie zarówno w czasie jak i na powierzchni.

Wody wykorzystywanie do celów bytowo-gospodarczych, komunalnych, przemysłowych oraz innych potrzeb w trakcie jej używania ulegają zanieczyszczeniu różnymi substancjami opadowymi, są nazywane ściekami.

Ścieki - to wody odprowadzane po wykorzystaniu lub powstające w procesie w którym nie mogą być dalej wykorzystywane.

Ścieki są umieszczone w zbiorniku wód powierzchniowych do których są odprowadzane w wyniku procesów samooczyszczania.

Woda jest głównym. elementem środowiska zew. umożliwiającego istnienie życia na ziemi.

Woda pokrywa około 75% pow. Ziemi i jest wykorzystywana przez człowieka do rożnych celów.

W przyrodzie i gospodarce przemysłowej woda ma następujące zastosowanie:

1. Do picia dla ludzi roślin zwierząt

2. Jako składnik żywności pasz i nawozów

3. Jako surowiec do otrzymania wodoru, tlenu, gazu wodnego

4. Jako środowisku licznych reakcji chemicznych

5. Jako rozpuszczalnik substancji organicznych i nieorganicznych

6. Jako nośnik energii cieplnej w operacjach jednostkowych takich jak rozdzielanie, filtracja, krystalizacja

7. Jako środek myjący i odprowadzający odpady, zanieczyszczenia w postaci ścieków

8. Jako specyficzny środek do transportu surowców np. buraków w cukrowniach, owoców w przemyśle owocowo-warzywnym oraz ziemniaków w gorzelniach rolniczych.

Zużycie wody poprzez ludność i przemysł wzrasta w miarę wzrostu przemysłu i urbanizacji.

Żaden zakład przemysłowy nie może istnieć bez wody a przy projektowaniu systemu zaopatrzenia go w wodę uwzględnia się jego wszystkie potrzeby zarówno pod względem ilości jak i jakości wody jak i podstawowe parametry wody takie jak: ciśnienie temperatura wahania w jej zużyciu.

Od jakości wody używanej do produkcji zależą między innymi:

- wydajność pracy technologicznej

- koszty eksploatacyjne

- jakość wytwarzanego produktu

W procesach i operacjach jednostkowych tylko niewielka część wody jest używana na surowiec i wchodzi w skład wytworzonych produktów, natomiast przeważające jej ilości są odprowadzane w postaci ścieków.

Szybki rozwój rolnictwa, aglomeracji miejskich i przemysłowych wymaga coraz bardziej racjonalnego gospodarowania wody oraz stosowania szeregu operacji i procesów jednostkowych mające na celu oczyszczanie wód odpływowych.

Trzy klasy śródlądowych wód lądowych, rozmieszczone według ich planowanego rozmieszczania:

Do I klasy zalicza się wody przeznaczone do:

- picia dla ludzi

- zaopatrzenia zakładów przemysłowych do różnych celów ale przede wszystkim jako składnik gotowych produktów

- hodowli ryb łososiowych

Do II klasy wody przeznaczone są do:

- hodowli innych rodzajów ryb

- zaspokojenie potrzeb hodowli zwierząt gospodarskich

- urządzenia kąpielisk i uprawiania sportów wodnych

Do III klasy wody przeznaczone do:

- zaopatrywanie zakładów przemysłowych w wodę do celów pomocniczych

- nawodniania terenów rolnych

Podstawowym elementem prawnym dotyczącym ochrony wód przed zanieczyszczeniem jest ustawa pt: „ Prawo wodne” które określa pojęcia szkodliwego zanieczyszczenia wód oraz zasady ochrony wód przed zanieczyszczeniem.

Określa również obowiązki zakładów odprowadzających ścieki do otwartych zbiorników wodnych oraz kary w przypadku ich nie przestrzegania.

W związku z ogólnoświatowym rozwojem tendencji ochrony naturalnego środowiska człowieka we wszystkich krajach zwrócono większą uwagę na zagadnienia stanu czystości wód.

Europejska karta ochrony wód uchwalona w Strasburgu w 1968r formułuje zasady gospodarowania wodą która obowiązuje do dziś:

1. bez wody nie ma życia, woda jest cennym nieodzownym dobrem dla człowieka

2. zasoby dobrej wody nie są nieograniczone dlatego też coraz bardziej konieczne staje się oszczędne korzystanie tymi zasobami, ich utrzymanie i pomnażanie

3. zanieczyszczenia wód są szkodliwym działaniem wymierzonym przeciw ludzkości i życiu

4. jakość wody musi dopowiadać wymaganiem zdrowia publicznego i zapewnić i zapewnić jej przewidywany sposób użytkowania

5. wody zużyte należy odprowadzać do zbiornika tak aby nie spowodować ograniczeń w jego użytkowaniu

6. poważną rolę w utrzymaniu zasobów wodnych odgrywa roślinność a szczególnie lasy

7. istniejące zasoby wody winny być bilansowane

8. porządkiem gospodarki wodnej winny kierować odpowiednie organy państwa

9. ochrona wód wymaga intensyfikacji badań naukowych kształcenia fachowców i uświadomienia szerokich mas społeczeństwa

10. obowiązkiem każdego człowieka jest oszczędna i rozważna gospodarka wodą

11. podstawa planowania gospodarki wodnej powinny być całe zlewnie a nie granice administracyjne czy państwa

12. woda nie uznaje granic państwowych co wymaga współpracy w skali międzynarodowej

8.2 RODZAJE WÓD:

Wody bieżące udział w cyklu kołowym w przyrodzie nazywamy wodami naturalnymi.

Dzielą się one na:

- wody opadowe

- wody powierzchniowe

- wody podziemne

1. Wody opadowe są to wody, które powstają w wyniku opadania na ziemię deszczu, śniegu, gradu, rosy.

Skład wody zależy od czystości atmosfery. Woda opadowa zawiera zwykle dość duże ilości (ok. 25 cm3/dm3) tlenu, azotu, C02. Zawartość w nich związków nieorganicznych nie przekracza 10 mg/dm3. odczyn wody opadowej ze względu na obecność CO2 jest lekko kwaśny(pH=6), zbliżona smakiem do wody destylowanej, i ze wzg. na właściwości ługowania soli w organizmie człowieka nie powinno się jej pić.

Rozwój przemysłu i rolnictwa powoduje silne zanieczyszczenie atmosfery, atmosfera została zanieczyszczona substancjami radioaktywnymi, które są pochłaniane przez wody opadowe. Z tego powodu wody są coraz bardziej zanieczyszczone i w mniejszym lub w większym stopniu radioaktywne.

2. Wody powierzchniowe powstają w skutek nagromadzenie wód opadowych w naturalnych lub sztucznych zagłębieniach terenowych tworząc zbiorniki wód stojących (jeziora i stawy) i płynących ( rzeki strumienie).

Skład waha się w szerokich granicach. Wody opadowe w kontakcie z gleba ulegają zanieczyszczeniu, ponieważ jest ona naturalnym odbiornikiem wszelkich opadów i zanieczyszczeń. Są ona zazwyczaj zabarwione na kolor żółtawy, a stopień ich czystości, skład chemiczny i rodzaj mikroflory zależą od charakteru jej zlewni i rodzaju jej zagospodarowania. Zasolenie (sucha pozostałość) waha się od kilkudziesięciu do tysiąca mg/dm3.

Wody powierzchniowe w skutek zachodzących procesów biochemicznych, w wyniku działania drobnoustrojów, ulegają tzw. samooczyszczeniu, polegającemu na utlenianiu związków organicznych do prostych związków organicznych, np. do CO2, N2O3, SO3.

Wody te z reguły są narażone na zanieczyszczenia (na skutek spływu wód opadowych po powierzchni ziemi oraz z powodu ścieków przemysłowych i miejskich) i mają zmienny skład chemiczny i bakteriologiczny. Dopiero po procesach uzdatniania (oczyszczania) mogą stanowić wodę pitną lub technologiczną.

3. Wody podziemne

- powstają w wyniku przesiąkania wód opadowych w głąb ziemi, gdzie po dojściu do nieprzepuszczalnej warstwy wypełniają wolne przestrzenie między cząsteczkami gruntu np. piasku.

Po wypełnieniu wodą wolnej przestrzeni, w gruncie powstaje warstwa wodonośna, w której woda może przepływać zgodnie ze spadkiem warstwy nieprzepuszczalnej. Wody opadowe mogą napotkać kilka kolejnych warstw nieprzepuszczalnych, tworząc pokłady wodonośne na różnych głębokościach. Warstwy wodonośne są zasilane głównie wodami opadowymi, może jednak do nich dopływać woda infiltracyjna z wód powierzchniowych. Warstwy nieprzepuszczalne stanowią naturalną ochronę wód podziemnych przed ich zanieczyszczeniem.

Rodzaje wód podziemnych:

- wody zaskórne - nie zdążyły się przefiltrować; najbardziej skażone; nie nadają się do picia

- wody gruntowe - przeszły przez warstwy przepuszczalne; trochę oczyszczone (do picia,

potrzeby technologiczne, trzeba je ciągle sprawdzać). Natrafiły na jedną warstwę nie

przepuszczalną

- wody wgłębne - poniżej 20 metrów; szereg warstw przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych; nadaje się do spożycia; może być zasolona; może zawierać MN i Fe (z poprzednich warstw).

18

Proces produkcyjny

Czynności zasadnicze

Czynności pomocnicze

Czynności usługowe

Operacje jednostkowe

Procesy jednostkowe

Mechaniczne

Cieplne

Dyfuzyjne

Fizyko-chemiczne

Chemiczne

Biotechnologiczne

Schemat organizacji procesu produkcyjnego (wytwórczego) w przedsiębiorstwie przemysłowym

Technologiczne przygotowanie produkcji

Konstrukcyjne przygotowanie produkcji

Techniczne przygotowanie produkcji

Organizacyjne przygotowanie produkcji

Proces remontowy

Proces kontroli technicznej

Proces przygotowania produkcji

Proces magazynowy

Proces transportowy

Proces zaopatrzenia materiałowego

Proces produkcji pomocniczy

Ruchy

Czynności

Zabiegi

Operacje jednostkowe

Procesy jednostkowe

Proces produkcyjny podstawowy

Proces produkcyjny

---