ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ КОНТЕЙНЕРОВ - Студенческий научный форум

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

Чижова Л.А. 1, Грищенко Н.Д. 1
1Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Пластики относительно новый тип используемых материалов, обнаруживших обширное использование в технике и в быту. На сегодняшний день прослеживается быстрое увеличение изготовления полимеров и материалов в их базе, попадание их в наиболее различные сферы общенародного хозяйства. Полимерные материалы с успехом замещают многочисленные классические материалы – металлы, керамику, стекло, древесину и т.д. Изделия с пластмасс проще, нежели с иных материалов. Они требуют наименьшего ухода при эксплуатации, обладают прекрасным внешним видом тип, их обрабатывания, покраска, отделка, металлизирование не очень сложные и энергоемкие, нежели похожие процедуры с иными материалами.

Главной проблемой изготовления пластиковых изделий считается предоставление высокого качества изготовляемого изделия при наивысшей производительности. Методика обработки пластмасс является из года в год несколько млн. тонн.

Финансовые и промышленные достоинства новейших материалов становятся настолько значительны и разнообразны, что его уже давно ни кто не оценивает как заменитель.

Одна из положительных сторон пищевых пластиковых контейнеров остается их прозрачность, долгий период работы, практичность, вероятность применения их как морозильных камер вплоть до печей СВЧ, и довольно низкая цена. То что предоставляет вероятность людям с разным достатком покупать и применять их в быту. В отношении с данными преимуществами, пластиковые контейнера составляют довольно значительную конкуренцию изделия из стекла, керамики, металла. Всевозможный дизайн, размер, разработка наборов, универсальность, считаются заманчивым условием с целью покупки.

Все старания технологов и конструкторов фирм, ориентированы в усовершенствование, оптимизации, внедрения свежих технологических действий, разработка автоматически действующего оснащения и оснастки, облегчения трудозатратности процесса, и избавления работников от нелегкой однообразной работы, увеличение рентабельности и уменьшение расходов в производстве. А кроме того в увеличение качества отпускаемого продукта, расширения линейки, как одиночных контейнеров, так и комплектов контейнеров, с целью удовлетворения возрастающего потребительского спроса на данный тип изделий.

Основным способом изготовления контейнеров считается способ литья под давлением. Способ литья под давлением заключается в подаче расплава полимера в форму, где расплав принимает на себя её размеры и форму и переходит в твердое состояние в результате остывания. Принцип формирования довольно прост, однако аппаратурное оформление процесса может являться довольно трудным. Все это связанно с довольно высоким

уровнем механизации и автоматизации действий, предоставления значительной точности габаритов изделия и производительностью.

Характеристика готовой продукции.

Технология, рассматриваемая в данном проекте нацелена на производство пищевых контейнеров из полипропилена, одним из прогрессивных методов – литье подавлением. Получаемые в процессе литья изделия могут быть использованы в быту как комплекты, так и одиночные емкости для хранения, транспортировки пищевых продуктов. Основным направлением являются:

- Контейнера емкостью от 0,23л до 2,1л;

- Крышки для контейнеров от 0,23л до 2,1л;

Изделия (пищевые контейнера) обязаны отвечать определенным условиям сборки и последующей эксплуатации:

- Техническим условиям, чертежам и контрольным образцам, согласованным и утвержденным в установленном порядке, согласованным с покупателем.

- Изделия должны быть произведены согласно технологической документации, утвержденной в принятом порядке.

- Форма и размеры изделия основываются на чертежах.

- Размеры подлежащие контролю, особенно указываются в чертежах либо других документах, согласованных с покупателем и производителем.

- Внешний вид изделий обязан отвечать контрольным стандартам, утвержденным согласно ОСТ 04.65.386.

- Цвет изделий обязан соответсвовать указанным чертежам либо контрольным стандартам, утвержденным в принятом режиме. В случае если цвет изделия никак не оговорен в чертежах, то цвет продуктов никак не регламентируется.

- Видовые части изделия обязаны быть цветостойкими

- Изделия должны выносить проверки на морозоустойчивость в промежутке температур с -10 до +110С

- Изделия обязаны переносить проверки на маслостойкость и бензостойкость. В последствии при тестировании изделия никак не должны изменять цвет, размягчатся, липнуть к рукам.

- На изделия обязательно должна быть нанесена маркировка о том что разрешено использование для пищевых продуктов.

Транспортная упаковка обязана маркироваться с указанием: наименования изготовителя, размера партии, номера партии, даты производства и упаковки, обозначения ТУ.

Правила приемки: Изделия предъявляются к сдаче партиями. Партией считается комплект изделий, изготовленных за ограниченный промежуток времени согласно технической документации.

С целью контроля изделий и предъявляемых к ним требованиям, технических условий, проводят приемосдаточные, периодические и стандартные проверки.

При поучении неудовлетворительных результатов тестирований хотя бы по 1 характеристике, выполняют вторичную проверку согласно этому показателю удвоенного количества изделий, взятых с той же партии. При вторичном контроле, в случае если результат неудовлетворительный, партию бракуют.

Методы контроля: размеры изделий проверяют универсальными мерными приборами либо калибрами, обеспечивающими необходимую точность измерений. Внешний тип изделий проверяют зрительно без использования увеличительных устройств.

Транспортировка и хранение: перевозка изделий выполняется с помощью электрокар до места хранения и упаковки. Изделия следует сохранять в высохшем, запертом, обогреваемом помещении при дистанции никак не меньше 1.5м от отопительных приборов, запечатанными, затянутыми стрейч пленкой либо иным материалом, оберегающим от попадания пыли, мусора, солнечных и термических лучей, механических дефектов. Хранить изделия навалом неприемлемо. Изделия должны быть защищены от попадания в них, разрушающих пластмассу веществ. Хранение изделий в месте с агрессивными веществами (кислоты, щелочи, органические растворители) категорически запрещено.

Характеристика и обоснование выбора сырья

Проектируемое производство основывается на изготовлении изделий бытового назначения, (пищевых контейнеров различной емкости и модификации), методом литья под давлением. Для производства данных изделий необходимо ответственно подходить к выбору сырья, должным образом учитывать контакт с пищевыми продуктами, условия эксплуатации, безопасность материала при их использовании.

Для литья пищевых контейнеров могут использоваться различные полимеры, сравним некоторые из них:

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ). ПЭТФ получают отливкой или экструзией из расплавов с последующим растяжением. ПЭТФ не бьется, обладает более легким весом. Полиэтилентерефталат характеризуется высокой механической прочностью в широком температурном интервале, способен длительное время выдерживать действие низких температур. Он химически стоек, обладает механической прочностью, К сожалению, этот материал имеет слабые защитные характеристики. Он пропускает внутрь ультрафиолетовые лучи, воздух, что приводит к уменьшению времени хранения продуктов, достаточно дорог, что дает возможность использовать его в сегменте рынка потребителей со средней и высокой ценовой политикой.

Полистирол (ПС) (-C6H5-CH-CH-)n . Полимер, получаемый путем полимеризации стиролового мономера. ПС по химической природе близок к полиэтилену, но отличается наличием в молекуле бензольного кольца. ПС вырабатывают в виде ориентированной пленки, модифицированным, вспененным. Недостатки полистирола хрупкость и низкая ударопрочность. При нагреве в печах СВЧ может выделяться стирол, что ведет к нарушению здоровья.

Таблица1 - Характерные свойства полистирола.

Плотность

1050-1080 кг/м3.

Линейная усадка в форме

0,4-0,8 %

Нижний предел рабочих температур 

минус 40 °С

Верхний предел рабочих температур

65-75 °С.

Коэффициент теплопроводности 

0,093-0,140 Вт/м·К.

Удельная теплоемкость

34·103 Дж/кг·К

Полиэтилен – термопластичный полимер, прозрачный , с достаточно высокими химическими свойствами. Полимер получают путем полимеризации в виде гранул от 2до 5 мм.

Полиэтилен низкого давления(ПНД). Получается реакцией полимеризации этилена при низком давлении, полимер высокой плотности, из-за высокой степени межмолекулярных связей и особого строения молекулярной клетки, плотность 0,960г/см3, Т плавления +129-135 С.

Обладает высокой твердостью, устойчив к механическим повреждения, обладает высокой гибкостью, эластичностью, вязкостью Выдерживает небольшое растяжение и сжатие Водо- и паронепроницаемостью, низкое влагопоглощение.

Имеет и недостатки, быстрое старение полимера при длительном воздействии солнечных ( ультрафиолетовых) лучей, боязнь температур выше диапазонных ( - 70 до +100º С ), свыше +100º С полимер диформируется и плавится

Таблица 2 - Характерные свойства ПНД в соответствии с ГОСТ 16338-85:

Параметр

Значение

Плотность полиэтилена

0,931-0,970 г/см3

Температура плавления

125-132 °С.

Модуль упругости

400-1250 МПа

Диэлектрическая проницаемость

– 2,32-2,36 при частоте 106 Гц

Удельная теплоемкость

1680-1880 Дж/кг·°С при 20-25 °С

Коэффициент теплопроводности

0.42-0.52 Вт/(м·К)

Интервал рабочих температур

-70 - +70 С0

Полиэтилен высокого давления(ПВД). Полиэтилен высокого давления – термопластичный полимер, получают методом полимеризации соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур под давлением с участием кислорода. ПЭВД легкий , прочный, эластичный материал. Плотность 900-930кг/м3, Т плавления 100-115º С.

Устойчив к механическим разрушениям путем разрывов и сжатия, к солнечному излучению, водостоек. ПЭВД нашел применение в производстве пленок, мешков и пакетов, сантехнических изделий, выдувных бутылок, оболочек кабелей.

Минусы ПВД – низкая температура размягчения, свыше + 100º С, полимер начинает разрушаться, при снижении температуры – становится хрупким.

Таблица 3 - Свойства ПЭВД в соответствии с ГОСТ 16337-77:

Параметр

Значение

Плотность полиэтилена

0,900-0,939 г/см3

Температура плавления

103-110 °С.

Диэлектрическая проницаемость

2,25-2,31. при частоте106 Гц

Теплоёмкость

1,8 – 2,5 кДж/кг·К

Коэффициент теплопроводности

0.33-0.38 Вт/(м·К)

Модуль упругости

100-200 МПа

Интервал рабочих температур

-70 - +80 0С

Полипропилен (ПП). Полипропилен прочный и жесткий, кристаллический термопластичный полимер, получаемым из мономерного пропилена. Полипропилен – это линейный углеводородный полимер. Полипропилен имеет химическую формулу (C3H6)n. Сегодня полипропилен является одной из самых дешевых из всех доступных пластмасс.

Полипропилен относится к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее часто используемых полимеров. Из всех крупнотоннажных пластмасс полипропилен имеет самую низкую плотность.

Не обладает теплопроводностью. Высокую гигиеничность технологических процессов, обеспечивает не пористая структура

-Изделия из полипропилена просты в обращении

-Не вступает в реакцию с продуктами , исключение хлорсодержащие

-Изделия выдерживают высокую температуру мойки и обработку паром

-Минусы полипропилена:

-Его трудно склеить

-Низкая вязкость при минусовых температурах, приводящая к разрушению от ударов и механических воздействий

-Легковоспламеняющийся

- Разрушается под воздействием ультрафиолета

Полипропилен используется на практике в сферах:

- автомобилестроение;

- строительство;

- упаковка;

- производство мебели ;

- производство товаров народного потребления (в том числе изделий пищевого назначения);

Исходя из вышеперечисленных сравнительных характеристик, для производства пищевых контейнеров наиболее подходящим полимеров является полипропилен, на нем и остановим свой выбор.

Характеристика выбранного сырья

При выборе сырья, основываемся на экономичности, свойствах и его известности, выбираем полипропилен, как наиболее подходящий термопласт для производства пищевых контейнеров. Полипропилен наверноенаиболее используемый в мировом производстве пластик для производства изделий бытового назначения. Легок в переработке, не требует применения оборудования с узкой направленностью. Для придания различной цветовой гаммы изделиям широко используют красители. В зависимости от требований заказчика изделия отливаются в прозрачном виде, с использованием нуклеаторов и без них.

Двумя основными типами полипропилена, доступными на рынке, являются гомополимерные (homopolymers) и сополимерные (copolymers) марки материала.

– Гомополимерный полипропилен — наиболее широко используемая марка общего назначения этого полимера. Молекула гомополимерного полипропилена состоит только из звеньев пропилена, а сам материал находится в частично кристаллизующемся твердом состоянии. Этот материал используется в основном при производстве упаковки, тканей, изделий медицинского назначения, труб, автокомпонентов и электрических компонентов.

– Сополимерные марки полипропилена подразделяются на рандом-сополимеры (статистический сополимер пропилена) и блок сополимеры, которые получаются в результате сополимеризации пропена и этена.

Полипропилен РР 250 GP/3 ТУ 2211-015-00203521-99., получаемый полимеризацией полипропилена в жидкой среде мономера в присутствии титановомагниевого катализатора. Предназначен для изготовления товаров народного потребления, пленок, нитей, лент, технических изделий, а также изделий контактирующими с продуктами питания.

Обозначение полипропилена состоит из названия материала «полипропилен» и пяти цифр. Первая цифра 2 или 0 указывает на то, что процесс полимеризации протекает на комплексных металлорганических катализаторах в среде жидкого мономера. Вторая цифра указывает вид материала: 1 - полипропилен; Три последующие цифры обозначают десятикратное значение показателя текучести расплава .Далее через тире указывают номер рецептуры стабилизации, затем сорт и обозначение ТУ.

Полипропилен выпускают в гранулах размером 2-5мм, допускаются гранулы с размером от 5 до 8 мм и менее 2мм, а так же слипшиеся, но при слипании не более трех гранул. Массовая доля при отклонении от размеров и слипании в сумме не должна превышать 3% от массы всей партии полипропилена.

Полипропилен предназначенный для производства изделий взаимодействующими с пищевыми продуктами, не должен придавать водной вытяжке запах и привкус выше одного балла.

Значения показателей текучести расплава полипропилена в которой формируется партия, не должен превышать ± 20% для марки 01003, ± 15% для марки 01007 и ±10% для остальных марок.

Таблица 4- Характерные свойства полипропилена

Плотность

0,90-0,92 г/см3

Предел прочности на разрыв

260-400 кг/см2

Относительное удлинение при растяжении на разрыв

200-700

Температура плавления

Около 170°С

Диэлектрическая проницаемость

2,2 при 106 Гц

Морозостойкость,

-20…-25°С

Удельная теплоёмкость

0,4…0,5 кал/(г·град)

Обоснование метода переработки

При выборе метода переработки основываясь на аналитических данных, многогранно описанных в литературе методах переработки полимеров, условиям предьявляемые к изделиям, сложности конструкции, а так же массовости производства термопластов, исходят главным образом из экономичности способа, технологических свойств перерабатываемого материала, производительности. Объем заказа имеет основополагающую роль в выборе способа производства изделий, возможность использовать многоместных форм, производительность оборудования и его количество.

При объемном заказе литье под давлением наиболее предпочтительно, метод переработки термопласта, высокое качество оснастки, что в целом положительно отражается на экономичности производства, в связи с чем себестоимость готовой продукции будет не велика.

К основным методам переработки термопластов в изделия относятся экструзия, выдувание, ротационное формование, компрессионное формование, каландрование, литье под давлением.

Экструзия – формование изделий или полуфабрикатов путем продавливания расплава полимера через формующую головку с каналами необходимого профиля, неограниченной длины. Данный способ формования используется для производства пленки, листы, трубы, профильнопогонажные изделия и т.д.

Выдувание – производство полых изделий, формируемых на внутренней поверхности формы, под действием внутреннего давления.

Этим способом можно изготавливать емкости, флаконы и сосуды различной конфигурации, бутылки для напитков.

Ротационное формование – изготовление изделий из паст термопластов или порошков. . Ротационным формованием можно получать крупно- и мелкогабаритные изделия, детали приборов, игрушки , манекены, поплавки, канистры, трубы и баки большого диаметра и объема, с толщиной стенки до 16 мм.

Компрессионное формование – метод формования штучных изделий из термореактивных полимеров (реактопластов). Иногда он применяется и для изготовления изделий из термопластов. Методом компрессионного формования изготавливают крупногабаритные изделия ( ванны, панели холодильников) или тонкостенных изделий (упаковочная тара), когда литье под давлением не применимо.

Каландрование – процесс непрерывного формования полимерного материала пропускаемого через зазор между непрерывно вращающимися валиками каландера. Каландрование применяют для получения пленок , тонких листов, линолеума.

Из всех перечисленных выше методов переработки термопластов литье подавлением самый оптимальный выбор. Он учитывает геометрическую точность, массовый выпуск, качество, затратность, экономическую эффективность производства. Возможность использования робототехники.

Физико-химические основы технологического процесса

При изготовлении изделий методом литья под давлением в полимерах протекают в основном физические процессы, переход из одного физического или фазового состояния в другое. К химическим процессам, протекающим при литье под давлением, можно отнести термическую и механическую деструкцию полимеров, вызванную соответственно высокими температурами и большими сдвиговыми напряжениями, возникающими при течении расплава полимера в материальном цилиндре литьевой машины и форме. При обеспечении определённых технологических параметров эти химические процессы могут быть сведены к минимуму или полностью исключены. В материальном цилиндре литьевой машины при транспортировке материала от бункера к соплу происходит его интенсивное прогревание и перемешивание, цилиндр условно разделён на три зоны: зону загрузки, зону пластикации и зону дозирования.[9].

В зоне загрузки частицы материала (сырья) захватываются витками червяка и продвигаются вперёд. В зоне пластикации по мере продвижения вдоль цилиндра материал разогревается и размягчается. В зоне дозирования материал находится в полностью расплавленном (вязкотекучем) состоянии. В этой зоне материал стабильно разогревается и приобретает заданную температуру. Процесс формования изделия начинается с момента поступления материала в форму. Термопластичные материалы формуют в охлаждаемых формах, где происходит охлаждение материала, кристаллизация и усадка материала. В результате охлаждения и усадки материала, а также притока новых порций материала из инжекционного цилиндра происходит изменение давления в форме в период формования, это называется подпором. Заполнение формы сопровождается повышением давления. После полного заполнения формы давление в ней продолжает возрастать, материал в форме уплотняется. Охлаждение материала приводит к понижению давления в форме. К моменту раскрытия формы , давление внутри формы остаётся несколько больше атмосферного. Режим охлаждения расплава в форме влияет на структуру полимера в изделии, на качество изделий и на производительность литьевой машины. Полипропилен является кристаллическим термопластом (степень кристалличности равна 73-75 % ). Кристаллические термопласты имеют узкий интервал температур перехода в вязкотекучее состояние, низкую вязкость и, соответственно, высокую текучесть. Это несколько усложняет их переработку, вызывает необходимость точнее поддерживать температуру расплава, делать запорные устройства к мундштуку, обеспечивать плотную посадку поршня в цилиндре.

Термопласты кристаллического строения при затвердевании имеют большую усадку, доходящую до 3%. Чем выше температура термопласта, тем больше усадка при охлаждении. Кроме термической усадки может происходить усадка вследствие изменения структуры полимера. Усадка проявляется не только в изменении размеров, но и появлении углублений, внутренних пустот. Чем ниже температура термопласта и чем выше давление в процессе литья, тем меньше усадка, тем больше плотность материала в изделии.[12].

Общее уравнение:

Реакция термодеструкции полипропилена:

- CH2 – CH – CH2 – CH - …→…- CH2 – CH2 + CH2=C - …

CH3 CH3 CH3 CH3

В процессе термодеструкции полипропилена выхода мономера нет

Описание технологической схемы производства

Любой технологический процесс начинается с поступления сырья на предприятие. Поступление сырья (поз. ТС) от поставщика происходит в полиэтиленовых мешках на поддонах, фасовкой 25кг/меш., с сопроводительной документацией( документы на провоз сырья, его количество и стоимость, сертификаты соответствия),каждая партия сырья имеет свой документ о качестве, в котором содержится информация: наименование и товарный знак предриятия изготовителя, условное обозначение полипропилена, дату изготовления, номер партии, массу нетто. Прием осуществляется сотрудниками склада сырья и расходных материалов. Входной контроль сырья производится по документации завода изготовителя с полным доверием сертификату поставщика . При помощи электрокары (поз.Эк) сырье разгружается и помещается на склад сырья(поз.СС)

Со склада сырья (поз.СС), сырье доставляется в при помощи межцехового транспорта(поз.ЭК) на поддонах к накопительным бункерам ТПА. Мешки с сырьем растариваются и материал засыпается в основной накопительный бункер(поз.НБ). Уровень сырья в бункере контролируется визуально и загрузка бункера производится по мере расходования сырья.

Для литья под давлением используется термопластавтомат (ТПА), марки YUOCAN YC 250V/S( усилием смыкания 250т.). Сырье автозагрузчиком подается из основного бункера(поз.НБ), в бункер ТПА, из бункера(ТПА) поступает в шнек материального цилиндра, который имеет 4 зоны обогрева. Шнек вращаясь захватывает материал и продвигает по цилиндру, во время движение материала происходит его нагревание и плавление (пластикация), плавление полимера происходит за счет передачи теплоты от нагретых стенок цилиндра, а также в следствии диссипации энергии вязкого течения расплава и трения гранул о стенки материального цилиндра. Процесс разогрева происходит постоянно, а загрузка материала происходит периодически , после каждого процесса впрыска.

После подачи расплава в достаточном количестве в переднюю часть цилиндра, вращение шнека прекращается, усилием штока гидроцилиндра производится впрыск под давлением пластифицированного расплава через сопло в полость закрытой формы. Затем следует выдержка под давлением. Изделие охлаждается и отвердевает, форма размыкается , рука робота опускается в раскрытую форму, снимает изделие с пуансона и укладывает изделия на транспортерную ленту, врезультате движения изделия продвигаясь по ленте сбрасываются в приемную тару(поз.ТТ).

Механическая обработка. Согласно эталону , литейщик визуально проводит проверку внешнего вида изделия. Годные изделия укладываются в короба или сетки и отправляются на контроль и упаковку(поз.КиУ). Бракованные изделия складываются в отдельную тару(поз.ТТ), по окончании смены бракованные изделия взвешиваются для списания материала, брак отправляется на дробилку(поз.Д) и с дробилки(поз.Д) на склад вторичного сырья, так как вторичное сырье не допустимо для производства пищевых контейнеров. Допустимая технологическая норма брака составляет 1%. При превышении нормы брака производится анализ причин его возникновения и разработка мероприятий по устранению выявленных причин.

Контроль и упаковка. Готовая продукция проверяется на соответствие с ТУ согласованным с потребителем. Проверка включает в себя все виды испытаний указанных в данном документе. По результатам приемо- сдаточных испытаний партия признается годной или бракуется.

Годные изделия упаковываются в соответствии с ТУ и квантом согласно заявке потребителя(поз.ПО).

Хранение готовой продукции. Готовая продукция передается на склад готовой продукции(поз.СГП), уложенной в гофрокороба и сложенные на паллеты , обернутые защитной транспортировочной стейч пленкой. Каждый гофроящик имеют сопроводительный ярлык,на основании которой происходит индификация продукции.

Нормы технологического режима и контроль производства

Для производства качественной продукции необходимо осуществлять непрерывный контроль за выпускаемой продукцией, включающий в себя: проверку на соответствие нормам исходного сырья, оснастки, контроль соблюдения технологических режимов переработки, контроль качества готовой продукции. Состав, нормы на параметры, последовательность и планы контроля изделий в процессе производства устанавливаются в технологической документации предприятия. Контроль соблюдения технологических режимов переработки осуществляется рабочими, мастерами и технологами при помощи измерительных приборов и средств автоматизации. Для снижения выхода брака, технолог анализирует и оптимизирует процессы литья, разрабатывает новые композиции, тем самым улучшая качество выпускаемой продукции. Ведя постоянный контроль производства, накапливая сведения для углубленного анализа с применением системы РFMEA, являющейся мировой аналитической системой качества.

Стадия процесса

Контролируемый параметр

Частота контроля

Норма или технологический показатель

Методы и средства контроля

Кто контролирует

Прием и хранение сырья

Цвет, гранулометрический состав

Каждая партия

Нормы ГОСТ или ТУ, гранулы диаметром не более 6 мм

Визуально

Лаборант

Литье под давлением

Температура литья

Через 1-2 часа

210-240º С

Мили вольтметр

Литейщик, наладчик,

технолог

Температура формы

40±10ºС

Милли - вольтметр

Давление впрыска

80-140 МПа

Манометр

Время цикла

14-18 сек

Реле врем.

Время охлаждения

5-8 сек

Реле врем.

Механическая обработка

Внешний вид

Постоянно

Согласно эталону

Визуально

Литейщик,

Мастер смены

Контроль и упаковка

Геометрические размеры, внешний вид

Выборочный контроль

Согласно чертежу, в соответствии с эталонным образцом

Штангельциркуль, микрометр, визуально

Контролер ОТК, мастер упаковки

Дробление

Степень помола

постояно

6-8 мм

Решетка с определенным диаметром в дробилке

Дробильщик

Таблица 5Контроль производства

Виды брака и способы его устранения

При любом производстве возникает брак (дефект), брак может быть исправимым и неисправимым. При литье под давлением чаще всего встречаются облой, пузыри, усадочные раковины, недоливы, грат, такой брак считается исправимым. Причины возникновения и способы его устранения приведены в таблице 6.

Таблица 6 Виды дефекта и способы его устранения

Дефект

Причины дефекта

Способы устранения

1.Недоливы – не полностью оформленное изделие

Недостаток материала в цилиндре. Засорение центрального и разводящих каналов формы

Отрегулировать дозировку, очистить литьевую форму.

2.Грат

Велика доза материала, высокая температура расплава и формы, недостаточное усилие смыкания формы, перекос формы.

Отрегулировать дозировку, температуру нагревательного цилиндра и формы, отрегулировать гидросистему смыкания, устранить перекос формы

3.Вздутия (пузыри)

Повышенное содержание летучих( влага), высокая температура материала, вызывающая его разложение.

Просушить сырье, сменить сырье, понизить температуру цилиндра.

4.Усадочные раковины

Перегрев расплава, в следствии этого повышенная усадка материала

Уменьшить температуру цилиндра

5.Коробление

Недостаточно охлаждения неравномерное остывание

Усилить охлаждение формы, отрегулировать охлаждение формы.

Расчет и выбор основного оборудования.

В подходе выбора основного технологического оборудования необходимо руководствоваться технологической схемой производства, учитывающей особенности переработки используемого материала (термопласта) и метода производства изделий. К основному оборудованию воздействующему на материал в процессе получения готовых изделий относятся литьевые машины (ТПА).

Для производства изделий из термопластов могут быть использованы два вида литьевых машин: с электро и гидравлическим приводом. У каждой из этих машин есть свои преимущества и недостатки.

Для производства пищевых контейнеров методом литья под давлением могут подойти оба варианта, но в целях экономической выгоды чаще всего используются гидравлические литьевые машины с сервоприводом, они достаточно просты в эксплуатации, износостойки, с удобным интерфейсом на русском языке, введение параметров (скорость впрыска, давление при впрыске и т.д.) легко регулируются и корректируются.

Для проектируемого производства по изготовлению пищевых контейнеров методом литья под давлением выбираем литьевые машины

YouCan, фирмы YouCanmachineri (Китай, Нимбо), отличное соотношение цена-качество, компания занимает 4 место по уровню качества выпускаемых литьевых машин и 23 место по объему выпуска.

Для литья тонкостенных изделий, коими являются пищевые контейнера, первичным при выборе литьевой машины является усилие запирание формы. Но изначально рассчитаем объем впрыска материала.

Выбираем литьевую машину по расчетному объему впрыска

Таблица 7 - Исходные данные для расчёта

Наименование детали

mизд,г

n

H

F,см2

P,г/см3

Контейнер 0,23л

14,5

6

14,84

494,6

0,905

Контейнер 0,4л

21,3

4

21,8

457,9

0,905

Контейнер 0,73л

31,2

4

31,9

686,4

0,905

Контейнер 1,3л

42,5

2

43,46

496,7

0,905

Контейнер 2,1л

50,7

2

51,79

703,8

0,905

Крышка 0,23л

9,6

6

9,83

524,5

0,905

Крышка 0,4л

14,6

4

14,93

503,5

0,905

Крышка 0,73л

18,4

4

18,81

775

0,905

Крышка 1,3л

30,3

2

30,95

567,8

0,905

Крышка 2,1л

42,4

2

43,31

797,6

0,905

Расчетное усилие запирание формы не должно быть больше номинального значения, указанного в техническом паспорте литьевой машины, если расчетное усилие запирания больше, то не смотря на расчетный обьем впрыска выбирается машина с большим объемом. Расчетное усилие запирания должно быть меньше, так же при выборе литьевой машины необходимо учитывать 20% запаса мощности по усилию запирания. Если расчетное усилие запирания равно номинальному, следует выбрать более мощную машину.

Приведем сравнительные технические характеристики литьевых машин производства Китай, фирмы «YouCanmachineri», YOUCAN YC 250V/S, YOUCAN YC 280V/S, YOUCAN YC 320V/S.

Таблица 8 - Техническая характеристика выбранной литьевой машины YUOCАN YC 250V/S

Наименование

Единицы измерения

Параметры

Объем впрыска

см3

510

Вес отливки

г

464

Диаметр шнека

мм

50

Давление впрыска

МПа

224

Соотношение L/D

 

22:1

Ход шнека

мм

260

Скорость вращения шнека

об/мин

0-180

Узел смыкания

Усилие смыкания

кН

2500

Ход размыкания

мм

520

Размер плиты

мм/мм

840/840

Расстояние между колоннами

мм/мм

570/570

Высота пресс-формы (мин-макс)

мм

 

Макс. расстояние между плитами

мм

 

Ход толкателя

мм

 

Усилие толкателя

кН

67

Гидравлика и электрика

Давление гидравлической системы

МПа

17,5

Мощность насоса

кВт

22/28,3

Мощность нагрева

кВт

16

Количество зон контроля температуры

 

5+1

Продолжение таблицы 8

Общие

Время сухого цикла

с

4,8

Объем бака

л

380

Габаритные размеры машины

 

6,2*1,5*2,2

Таблица 9 - Техническая характеристика выбранной литьевой машины YUOCАN YC 280V/S

Наименование

Единицы измерения

Параметры

Объем впрыска

см3

700

Вес отливки

г

636

Диаметр шнека

мм

55

Давление впрыска

МПа

211

Соотношение L/D

 

22:1

Ход шнека

мм

300

Скорость вращения шнека

об/мин

0-150

Узел смыкания

Усилие смыкания

кН

2800

Размер плиты

мм/мм

870/850

Расстояние между колоннами

мм/мм

610/590

Высота пресс-формы (мин-макс)

мм/мм

220-620

Макс. расстояние между плитами

мм/мм

1190

Ход толкателя

мм

160

Усилие толкателя

кН

77

Гидравлика и электрика

Давление гидравлической системы

МПа

17,5

Мощность насоса

кВт

22/28,3

Мощность нагрева

кВт

18

Количество зон контроля температуры

 

5+1

Общие

Время сухого цикла

сек

5

Объем бака

л

380

Габаритные размеры машины

м/м/м

6,4/1,5/2,2

Вес машины

кг

11000

Таблица 10 - Техническая характеристика выбранной литьевой машины YUOCАN YC 320V/S

Наименование

Единицы измерения

Параметры

Объем впрыска

см3

1062

Вес отливки

г

966

Диаметр шнека

мм

65

Давление впрыска

МПа

175

Соотношение L/D

 

21:1

Ход шнека

мм

320

Скорость вращения шнека

об/мин

0-150

Узел смыкания

Усилие смыкания

кН

3200

Размер плиты

мм/мм

945/945

Расстояние между колоннами

мм/мм

660/660

Высота пресс-формы (мин-макс)

мм/мм

250-670

Макс. расстояние между плитами

мм/мм

1285

Ход толкателя

мм

160

Усилие толкателя

кН

77

Гидравлика и электрика

Давление гидравлической системы

МПа

17,5

Мощность насоса

кВт

30/36.7

Мощность нагрева

кВт

21.5

Количество зон контроля температуры

 

5+1

Общие

Время сухого цикла

сек

5

Объем бака

л

500

Габаритные размеры машины

м/м/м

6,8/1.6/2.2

Вес машины

кг

13000

Описание работы основного оборудования

Литье под давлением является периодическим циклическим процессом. Перерабатываемый термопластичный материал подается в загрузочный бункер при помощи автозагрузчика. Далее материал через загрузочное окно подается в шнек материального цилиндра, где подхватывается периодически вращающимся шнеком и продвигается по всему пространству материального цилиндра. Во время движения материала происходит его разогрев за счет подводимого тепла и за счет трения (диссипативный разогрев). Материал переходит из твердого состояния в вязкотекучее, при накоплении необходимого объема расплавленного материала, начинается набор дозы для впрыска в формующую полость. Происходит подвод сопла к центральной литьевой втулке, через которую происходит подача материала в закрытую пресс-форму. Для тонкостенных изделий впрыск идет на больших скоростях и заданном давлении в пресс-форму замкнутую запирающим механизмом (замками).

После впрыска материал полностью заполняет формующую полость, подача материала за счет сдвига запорного кольца прекращается, шнек начинает вращения для набора следующей дозы материала. В формующей полости за счет подачи хладогента, материал остывает, тем самым формируя изделие. По окончании охлаждения форма размыкается, изделие сбрасывается в приемный лоток или как в нашем случае снимается роботом и сбрасывается в приемный контейнер для готовой продукции.

Цикл повторяется периодично по схеме: закрытие пресс-формы (смыкание) с заданным усилием запирания, подвод сопла, впрыск очередной дозы материала в формующую полость, выдержка под давлением, охлаждение, раскрытие пресс-формы, извлечение изделия из формы.

Гидравлические машины с сервоприводом сочетают в себе простоту конструкции, долговечность, упрощение работы, встроенные контроллеры, обеспечивают совмещение с сетевыми программами и интеллектуальной диагностикой, позволяют максимально возможно сократить время цикла за счет уменьшения времени на раскрытие и закрытие пресс-формы, оптимизировать процесс литья используя новейшие научные разработки.

Выбор вспомогательного оборудования

Автоматический вакуумный загрузчик. Для подачи в бункер материала из мешков или накопительных бункеров для сырья, необходимо дополнительное оборудование, коим и является автоматический вакуумный загрузчик, снабженный системой программирования времени включения-выключения подачи материала, устройством контроля уровня материала на подачу в бункер литьевой машины, защитой двигателя, автоматической очисткой фильтра, для снижения шума и продления срока службы, автоматический вакуумный загрузчик оснащен трехфазным индукционным двигателем. Вакуумные автозагрузчики серии SAL-3U и выше имеют сырьевые бункеры с диаметром посадочного места Ф275 мм, которые могут устанавливаться на "стандартные" бункеры выше SHD-75. Все вакуумные автозагрузчики серии SAL-U обладают стандартными тканными фильтрами и функцией автоматической обратной продувки. Основные технические характеристики автоматического вакуумного загрузчика представлены в таблице 11.

Таблица 11 - Основные технические характеристики автоматического вакуумного загрузчика серии SAL-U производства "Shini" (Тайвань)

Модель 
SAL-U

1U

3U

6U

12U

1,5U-E

3U-E

6U-E

12U-E

3U-3

6U-3

Тип двигателя

С фазным ротором

Индуктивный

Мощность двигателя (кВт)

0,46

1,15

1,15

1,15

1,15

1,15

1,15

1,15

0,37

0,75

Диаметр подающих шлангов (мм)

38

38

38

38

38

38

38

38

38

38

Производительность (кг/ч)

30

200

300

400

150

200

300

400

200

300

Объем бункера (л)

1

3

6

12

1,5

3

6

12

3

6

Источник питания (В)

1Φ, 115/230V, 50/60Гц

3Ф, 380V AC, 50Гц

Функция автоматической очистки

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Воздушный аккумулятор

-

-

опция

опция

-

-

опция

опция

-

-

Выбор дробилки. На любом производстве в процессе выпуска изделий образуются отходы. В процессе литья под давлением к отходам относятся литники, сливы с материального цилиндра при чистке, бракованные изделия, облой. Все это относится к возвратным отходам , пригодным к вторичному использованию в производстве, товаров народного потребления, в производство пищевых контейнеров возвратные отходы не используются.

Для переработки отходов на производстве используют дробилки роторного типа. Они предназначены для измельчения материала на мелкие фракции. Роторные дробилки обладают высокой производительностью и эффективностью, предназначены для измельчения тонкостенных изделий и материалов. Рабочими органами оборудования являются ротор и боковые ножи, к качеству ножей предъявляются высокие требования, что помогает избежать их преждевременного износа и частой заточки. Предназначенные для дробления отходы загружают в бункер и постепенно захватываются ножами, под камерой , в которой установлены ножи и производится резка (дробление), установлено сито, ячейки которого определяют размер дробленки. Выбираем дробилку марки LDF 400 B. Ступенчатая конфигурация ножей обеспечивает высокую скорость и эффективность дробления материала. Кожух дробилки обеспечивает высокую степень шумопоглащения. В таблице приведены технические характеристики.

Таблица 12 Технические характеристики дробилки LDF 400 B

Модель        

LDF 400 B

Производительность, кг/ч

200-450

Мощность, кВт

7,5

Загрузочное окно, мм

450х250

Количество подвижных ножей, шт.

12

Количество неподвижных ножей, шт.

2

Диаметр ячеи сетки, мм

10

Габаритные размеры, мм

1200×850×1280

Выбор робота для литьевой машины. Для облегчения труда и оптимизации процесса используются роботы, захват и снятие изделий осуществляется за счет прилипания присосок к полимеру, движение робота осуществляется в трех координатных осях.Роботы марки Topstar AD-80S, производства Китай, провинция Шень Жень, отличаются высокой точностью, простотой настройки, эффективностью, безопасностью в работе. Используют на на формах с усилием смыкания более 300тонн, передняя ось работает от вакуумного усилителя, имеет две изменяемые скорости движения по вертикали и горизонтали, позволяет использовать вторую насадку на руке для стикировки изделий непосредственно на литьевой машине. Высокая жесткость конструкции обеспечивает пониженную вибрацию при работе. Оснащен микропроцессором, модулем проектирования движения, встроенной памятью на 30 программ движения, сигналом запуска машины, интерфейс на русском языке, дистанционный пульт управления, сочетает в себе оптимальную зависимость цена-качество.

Таблица 13 Технические характеристики робота AD-80S

Наименование

Еденицы измерения

AD-80S

Питание

V

220±10% 50-60Гц

Мощность

Квт

0,4

Давление воздуха

МПа

0,5-0,7

Расход воздуха

NL/цикл

4

Привод

-

Воздух

Позиция цилиндров

-

90º

Максимальный вес изделия

Кг

3

Усилие натяжения

Нм

10,1

Ход по вертикали

мм

600/800/900

Ход по горизонтали

мм

600/800/900

В перечном направлении

мм

М300/S150

Траверс

мм

1400/1600

Вес конструции

кг

208

Пульт управления

кг

1,6

Описание литьевой машины и формующей оснастки, пресс-формы на изделие «Контейнер 2,1л».

Общее устройствои принцип действия литьевой машины [4,5].

Машина состоит из двух основных частей: инжекционного узла, предназначенного для разогрева и последующего впрыска расплавленного материала через мундштук в литьевую форму, и узла смыкания (или прессовой части), предназначенного для закрытия и открытая формы, для противодействия усилиям, возникающим в ней при формовании изделий, и для извлечения изделий из формы. Инжекционный узел машины состоит из цилиндра с обогре­вом и червяка. Червяк совершает вращательное и поступательное движение. Во вращение червяк приводится от электродвига­теля или гидромотора через редуктор. Поступательное движение червяку сообщается от цилиндра узла впрыска. Узел смыкания с гидромеханическим приводом состоит из ма­логабаритного гидравлического цилиндра с поршнем и переда­точного рычажного устройства. При движении поршня вправо рычаги выпрямляются, и промежуточная плита вместе с соединен­ной с ней подвижной плитой быстро перемещаются вправо [5].

Работа протекает следующим образом

Материал загружают в бункер специальным загрузочным устройством автозагрузчиком. Для повышения качества изделий и производительности машины перерабатываемый материал предварительно просушивают подачей горячего воздуха внутрь бункера.

Это особенно необходимо для материалов, обладающих повышенной гигроскопичностью: полиамидов, поликарбоната, сополимеров стирола и др. Отверстие в дне бункера точно совпадает с загрузочным окном цилиндра. Для предотвращения попадания металлических примесей в материальный цилиндр, внутри загрузочного бункера устанавливаются магниты.

На машинах с червячной пластикацией специального дозирую­щего устройства нет. Материал из загрузочного бункера заби­рается вращающимся червяком при одновременном отводе его назад. Необходимая для впрыска доза расплавленного материала накапливается между мундштуком и наконечником червяка. Регулируя величину отвода червяка, устанавливают необходимую объ­емную дозу впрыска [5].

Материальный цилиндр во всех схемах обогревается электронагревательными элементами сопротивления и имеет, как правило, несколько регулируемых зон нагрева. В каж­дой зоне вмонтирован термодатчик, соединенный с терморэле и показывающим прибором, с помощью которых устанавливают и поддерживают заданную температуру в цилиндре. В резьбовом гнезде материального цилиндра закрепляется мундштук (сопло), через который расплавленный материал под давлением

подается в формующую полость формы. Впрыск рас­плава в форму осуществляется червяком, который работает в мо­мент впрыска как поршень и приводится в поступательное движе­ние на гидравлических машинах от гидроцилиндра.

В литьевую форму расплав впрыскивается под большим дав­лением, величина которого зависит от свойств материала, степени его предварительной пластикации, температуры, а также от кон­струкции изделия. Это давление может находиться в пределах 600—2000 кгс/см 2. Впрыснутый под высоким давлением расплав стремится разомкнуть литьевую форму, закрепленную на устано­вочных плитах прессовой части. Поэтому назначение узла смыкания машины заключается в том, чтобы противостоять усилиям, возникающим при формовании изделия. Высота литье­вой формы зависит от высоты отливаемого изделия, поэтому узел смыкания выполняют всегда регулируемым, в определенных пределах. [5].

В конце хода подвижная плита при смыкании и размыкании тормозится, тем самым, предохраняя от поломки литьевую форму и отливаемое изделие. За подвижной плитой в узле смыкания расположен упорный шток, который при раскрытии формы воз­действует на выталкивающую систему формы, сбрасывающую го­товую отливку. В дальнейшем цикл работы литьевой машины по­вторяется в той же последовательности.

Время выдержки отливки под давлением или без давления — технологический параметр, который поддерживается специальным реле времени, вмонтированными в схему управления машины.

Время смыкания и размыкания литьевой формы, а также время впрыска зависят от конструкции привода литьевой машины.

Литьевая машина может работать в трех режимах: автоматическом режиме все операции литья совершаются автоматически, цикл за циклом; полуавтоматическом режиме - подвижная плита машины останавливается в конце каждого цикла в раскрытом состоянии, а пуск машины на новый цикл всякий раз осуществляют нажатием пусковой кнопки наладочном режиме все узлы машины включают независимо друг от друга отдельными кнопками.

Пресс-формана деталь «Контейнер 2,1л»

Пресс форма на деталь «Контейнер 2,1л» стационарная, с двумя линиями разъема, двух гнездная, автоматическая [10,14].

Форма состоит из матрицы и пуансона: неподвижной и подвижной плиты, которые фланцами крепятся на плитах литьевой машины. Матрица и пуансон постоянно соприкасаются с расплавом полимера и играют главную роль в форме. При смыкании формы, образуется плоскость разъема формы, а между матрицей и пуансоном находится полость для гнезд, где и формуется изделие.

После этого сопло литьевой машины прижимается к сферической части литниковой втулки и расплав из инжекционного цилиндра, через инжектор и литниковые каналы поступает в формующую полость формы.

При размыкании литьевой формы изделия остаются на подвижной половине (пуансоне) формы. При дальнейшем перемещении подвижной полуформы хвостовик упирается в упор машины и останавливает плиты толкания и выталкивания, где закреплена плита съема. После того как плиты выталкивания остановились опорная плита вместе с обоймой, изделием продолжают свое движение пока не упрется в плиты толкания. При этом выталкиватели вызывают сталкивание изделия в приемную тару, за счет того, что они выйдут за пределы обоймы.

Направляющие колонки служат для направления движения отдельных частей пресс формы при ее закрытии и раскрытии.

Давление, при котором расплав впрыскивается в пресс форму, вызывает в стенках матрице напряжение. Эти напряжения взывают существенную деформацию пресс формы. Размеры гнезда должны быть несколько больше истинных размеров изделий для того, чтобы скомпенсировать его усадку при охлаждении. Требования к качеству поверхности связаны с необходимостью обеспечить гладкую поверхность. Для этого наносят поверхностный слой хрома [17].

Одним из важнейших показателей работы пресс формы по ГОСТ 27358-87 является норма стойкости. Под нормой стойкости пресс формы по ГОСТ принят ресурс работы ее оформляющих деталей до капитального ремонта, т. е. минимальное количество пластмассовых деталей, полученных с одного гнезда пресс формы от начала эксплуатации до капитального ремонта при соблюдении условий эксплуатации хранения и транспортирования.

Экологичность и безопасность

Охрана труда и противопожарная техника. К работе на литьевых машинах допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие обучение и стажировку, сдавшие техминимум мастерам и технологам производства, не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья, прошедшие инструктаж потехнике безопасности и охране труда, знающие правила эксплуатации оборудования [18].

На производстве существуют следующие виды травм:

- механические;

- термические;

- электрические;

- химические.

Механические травмы могут возникать на литьевых машинах, которые имеют большое число движущих частей, что, может привести к тяжёлым травмам. Травмы могут быть получены при попадании рук в зону смыкания форм и в рычажную систему механизма смыкания, включении машины в работу. А также вышедших из строя или снятых защитных приспособлений, работе при неисправном закреплении форм и сопла, нарушении герметичности нагревательного цилиндра и гидросистемы [5].

Литьевое оборудование является источником шума и вибрации, которые приводят к переутомлению и снижению трудоспособности. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала от шума и вибрации с шумными технологическими процессами или особо шумным оборудованием (вентиляторы, дробилки, литьевые машины) необходимы звукоизолирующие кожухи, которые устанавливают изнутри и их облицовывают звукопоглощающим материалом.

В производственном помещении применяют как естественное, так и искусственное освещение. Так же устанавливают аварийное освещение для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения. На рабочих местах необходимо устанавливать дополнительное освещение [5].

Зона механизма смыкания форм является наиболее опасной, так как значительное число несчастных случаев связано с попаданием рук между смыкающими полуформами или в рычажно-шарнирную систему механизма смыкания. Для надежной защиты устанавливают специальные ограждения и блокировку.

К термическим травмам относятся ожоги. С целью устранения опасности ожогов расплавом полимера, литьевые машины оборудуют защитными устройствами. Эти устройства, прежде всего, ограждают сопловую часть материального цилиндра и защищают от брызг расплава.

Оборудование, используемое для литья комплектующих деталей под давлением, работает от электрического тока, что обуславливает необходимость соблюдения мер электробезопасности. Электрические травмы вызывают нарушение целостности отдельных органов и тканей организма; электрический удар вызывает резкое расстройство нервной системы. Этот вид поражения наиболее опасен и может привести к смертельному исходу. Для безопасности применяют защитные заземления, зануления, защитные отключения.

Большую опасность представляет искровые разряды статического электричества, которые могут явиться причиной воспламенения горючих веществ, пожаров и взрывов. Одно из надёжных и простых средств защиты от статического электричества - заземление всех металлических частей технологического оборудования, где возможна электризация. А также применяют антиэлектростатические покрытия и пропитки, средства индивидуальной защиты.

При соприкосновении с нагревательными цилиндрами литьевой машины, а также при впрыске расплава в форму, вытекании его из сопла литниковой втулки в случае нарушения их сносности, возникает опасность получения ожогов.

К химическим травмам относятся отравления. Для создания оптимальных условий труда применяется общеобменная приточно-вытяжная вентиляция, которая обеспечивает воздухообмен в объёме всего производственного помещения, а также местная - для удаления вредных выбросов от мест их выделения, что предотвращает их распространение по всему помещению, или для подачи свежего воздуха непосредственно к рабочему месту.

Мероприятия по охране окружающей среды. В процессе переработки пластмасс могут происходить выбросы газообразных продуктов, твёрдых отходов и жидкостей, которые загрязняют окружающую среду.

Для удаления возможных производственных вредностей тепловыделений, летучих продуктов частичной деструкции при перегреве материала (из-за нарушения режима переработки) помещения для переработки должны бытьоборудованы приточно-вытяжной общеобменной вентиляцией, а над литьевыми машинами в местах выделения продуктов разложения должна быть установлена местная вытяжная вентиляция в соответствии с ГОСТ 12.4.031-75. Загрязнённый воздух направляют на адсорберы, заполненные активированным углём марки АГ, который поглощает вредные вещества, а очищенный воздух выбрасывают в атмосферу [5].

В устранении утечки вредных веществ в атмосферу или в почву герметичность оборудования проверяют как при его установке, так и процессе эксплуатации. Сравнение с нормами результатов испытаний позволят установить степень герметичности оборудования и сделать выводы о необходимости его замены, ремонта или других мер, устраняющих газовыделения.

Используемая в производстве вода как правило не соприкасается с вредными веществами и считается условно чистой, но может содержать взвешенные частицы. Характеристика и периодичность сброса сточных вод представлена в таблице 14

Таблица 14 - Сточные воды

Наименование стока

Куда сбрасывается

Периодичность

Состав сброса

ПДК

загрязнителей

мг/м3

Вода с охлаждающего устройства литьевой машины

Канализация

1раз за 6месяцев

Взвешенные частицы

255

Наиболее рациональным способом защиты окружающей среды является создание безотходных технологий или создание технологических процессов, при ведении которых количество отходов сведено до минимума [5].

Борьба с загрязнением атмосферы проводится по следующим направлениям:

а) Создание новых технологических процессов, основанных на безотходном принципе;

б) Усовершенствование технологических процессов, позволяющих ликвидировать или уменьшать выбросы токсичных веществ в атмосферу;

в) Разработка и внедрение очистных устройств с целью извлечения примесей дальнейшего их использование или нейтрализации их вредного воздействия на окружающую среду [5].

Утилизация и обезвреживание твёрдых отходов. Для этого применяются в основном повторная переработка отходов или использование их в различных композициях, термическое разложение с получением целевых продуктов, термическое обезвреживание с регенерацией выделяемой теплоты.

Существуют множество способов очистки выбросов, направляемых в атмосферу. Наиболее популярные методы очистки выбросов от газов и паров – абсорбционный и адсорбционный методы основаны на поглощении вредных газов и паров из воздуха жидкими или твёрдыми сорбентами (поглотителями).

Очищенную от удаляемого компонента газовую смесь, если позволяют санитарные требования, выбрасывают в атмосферу. Для очистки газов лучше применять метод адсорбции.

Адсорбция – избирательное поглощение одного или нескольких компонентов из газовой либо жидкой смеси твердыми телами – адсорбентами. Различают физическую и химическую адсорбцию, а также капиллярную конденсацию. В некоторых случаях эти процессы могут протекать совместно, например, при использовании адсорбентов с порами различных размеров [1].

Физическая адсорбция – обратимый процесс, что накладывает свою специфику на рассмотрение этого вида адсорбции как метода газоочистки. Адсорбционная очистка газов наиболее эффективна при обработке газов больших объемов с малым содержанием примесей [1].

При удалении паров ядовитых веществ и предполагаемых канцерогенов рекомендуется использовать метод адсорбции в тех случаях, когда содержание примесей необходимо уменьшить до нескольких миллионных долей и даже ниже.

Из полиэтилена низкого давления в воздух окружающей среды, в воду, в продукты питания не должны выделяться вредные вещества выше предельно допустимых концентраций, указанных в таблице 15, [1].

Таблица 15 - Предельно допустимые концентрации веществ

Наименование продукта

Предельно допустимая

концентрация, мг/м

Класс опасности

по ГОСТ 12.1.007-76

Формальдегид

0,5

2

Ацетальдегид

5,0

3

Окись углерода

20,0

4

Аэрозоль полиэтилена

10,0

3

Органические кислоты (в пересчете на уксусную кислоту)

5,0

3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе спроектирован участок по производству изделий из полипропиленаготовой продукции. Описан метод переработки технологического процесса. Приведено, описание технологической схемы производства. Освещены вопросы контроля производства, рассмотрена проблема брака и способов его устранения.

В разделе «Безопасность и экологичность» рассмотрен вопрос обеспечение безопасности в проектируемом цехе. Проведен анализ условий труда по производству деталей из полипропилена и утилизации отходов и выбросов производства. Приведен список используемых источников.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Балабеков, О.С. Очистка газов в химической промышленности [Текст]/ О.С БалабековЛ.Ш Балтабаев – М.: Химия, 2002. – 256 с - ISBN 978-5-386-01614-2

Басов, Н.И. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов [Текст]/Учебник для вузов. Н.И. Басов, Ю.В. Казанков, В.А. Любартович.. – М.: Химия, 1986. – 488с.

Бортников, В.Г. Теоретические основы и технология переработки пластических масс [Текст]/ учебник В.Г.Бортников, 3-е изд. 2015. – 480с. - ISBN 978-3-16-148410-0

Власов, С. В. Основы технологии переработки пластмасс [Текст]/С. В Власов., Л. Б Кандырин., В. Н Кулезнев. и др – М.: Химия, 2004.- 600c. . - ISBN 978-0-4356-5678-5

Гидравлическая серия HC / сайт компании ЛигаТех.- URL: http://www.ligatek.ru/catalog/asian_plastic_machinery/gidravlicheskie_seriya_ns/, свободный- Загл. с экрана.

3авгородний В. К. Оборудование для переработки пластмасс [Текст]/ Справ. Пособие,В. К. 3авгородний. - М.: Машиностроение, 1976. - 256с.

Калинчев, Э.Л. Оборудование для литья пластмасс под давлением: Расчет и конструирование [Текст]/ Э.Л. Калинчев., Е.И. Калинчева., М.Б. Саковцева - М.: Машиностроение, 1985. - 256с.

Козлов Н.А. Физика полимеров [Текст]/Учебное пособие Н.А. Козлов., А.Д. Митрофанов./ - Владимир: издательство ВЛГУ 2001. – 345с.

Кудрявцева, З.А. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по теме - Проектирование производств по переработке пластмасс методом литья под давлением [Текст]/З.А. Кудрявцева, Ю.Т. ПановВладимир: изд-во Владим. гос. техн. ун-та;1996. - 40с.

Ложечко, Ю.П. Литье под давлением термопластов. [Текст]/Ю.П. Ложечко СПб, Профессия, 2010 - 224с. - ISBN 978-2-2361-1258-3

Лукасик, В.А. Основы промышленной переработки полимерных композиций [Текст]/ Учебное пособие: В.А. Лукасик., Н.Н. Кирюхин., О.О. Тужиков.- Волгоград: Волгоград. гос. техн. ун-т; 2007. – 58с.

Маринина, Л.К и др. Безопасность труда химической промышленности / Маринина Л.К., Васин А.Я. и др. [Текст]/Л.К. Маринина, А.Я. Васин. и др. 2-е изд., - М.: Издательский центр Академия, 2007 - 528с.

Медведева, В. С. Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности[Текст]/В.С. МедведеваМосква, Химия, 2004. - 296с. - ISBN 978-4-273-10551-4

Оленев, Б.А. Проектирование производства по переработке пластических масс, [Текст]/ Б.А. Олене, Е.М. Мордкович, В.Ф. Колошин. изд. Москва, Химия, 2004. - 296с

Панова, Л.Г. Способы, технологии и оборудование переработки полимерных композиционных материалов методом литья под давлением /Л.Г.Панова, С.Г.Кононенко, Т.П.Устинова URL: http://techn.sstu.ru/WebLib/7048.doc/ свободный- Загл. с экрана.

Полипропилен / сайт Unipack, отраслевой портал. - URL: https://ref.unipack.ru/ свободный- Загл. с экрана.

Полипропилен и его свойства /сайт древесно-полимерный композит. - URL: http://www.dpk-deck.ru/page/smoli-polistirol.html свободный- Загл. с экрана.

Полипропилен, особенности литья / сайт Stydfiles ,файловый архив студентов - URL: https://studfiles.net/preview/1978133/ свободный- Загл. с экрана.

Марки полипропилена/сайт LLPolimers, вторичная гранула. - URL: http://polymers.com.ua/описание-и-марки-полиэтилена/ свободный- Загл. с экрана.

Технологический регламент производства пластмассовых изделий методом литья под давлением [Текст]/ Москва: ООО «Архимед», 2002017.- 60с.

Технологическая документация, ассортимент продукции. [Текст]/ Москва: ООО «Архимед», 2018г. 30с.

ФИПС [Электронный ресурс] / Информационно-поисковая система, URL:http://www1.fips.ru/ свободный- Загл. с экрана

Швецов, Г.А Технология переработки пластмасс [Текст]: учебник / Г.А. Швецов, Д.У. Алимова, М.В. Барышникова. - М.: Химия, 1998. - 512с.

Просмотров работы: 80