Химия и технология переработки эластомеров

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

НАПРАВЛЕНИЕ

      на производственную практику             

Студента ВолгГТУ:____________________________

Химико-технологического факультета, группа       ХТ-      

На кафедре          Химия и технология переработки эластомеров____________

Срок прохождения практики

с ______г. по  27.07.2020 г.

декан ХТФ

________Шишкин Е.В.

« »         2020 г.

Направление выдано в соответствии с договором о прохождении практики

Между ВолгГТУ и

От «    »             20    г.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

«Утверждаю»

Зав. кафедрой ______

________________

«__»                2020 г.

Задание

      на производственную практику             

Студенту:  _______________________________ Группа   ХТ-______

Дата выдачи задания «___»                2020 г.

Руководитель практики

от университета: __________ ______________

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

ОТЧЕТ

О производственной практике

        на кафедре Химия и технология переработки эластомеров     

Руководитель практики от

университета: __________   _____________

Студент гр.ХТ-____ __________ _____________

Отчет защищен с оценкой____________

«__»  ______ 2020г.

ОТЗЫВ

Руководителя практики от

профильной организации                                                            

    ВолгГТУ, кафедра Химия и технология переработки эластомеров

студент (ка)                                                   

Прибыл (а) на практику в организацию ВолгГТУ, кафедра ХТПЭ,   .07.2020

И завершил (а) практику                               27.07.2020                                    

За время практики студент (ка)   ____________________________________

Выполнил (а) полный объем производственной практики. Изучил ассортимент и принцип действия оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии, разработал операторную схему процесса получения изделий методом экструзии из полипропилена, произвел анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии.

Показал (а) уровень знаний, качество выполнения индивидуального задания на практику и уровень технических решений      

Оценка по практике___________

Руководитель практики от

университета: __________   ______________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................6

1. Ассортимент и принцип действия оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии.……………….....................................7

2. Операторная схема процесса получения изделий методом экструзии из полипропилена……………………………………………..………....................11

3. Анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии....12

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............................................20

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время при производстве полимеров широко применяется процесс экструзии.

Экструзия — это технология получения изделий путём продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие. Обычно используется при формовке полимеров (в том числе резиновых смесей, пластмасс, крахмалсодержащих и белоксодержащих смесей), ферритовых изделий (сердечники), а также в пищевой промышленности (макароны, лапша, кукурузные палочки), путём продавливания формуемого вещества через формующее отверстие головной части экструдера [1, c. 45].

Двумя основными преимуществами этого процесса перед другими производственными процессами являются его способность создавать очень сложные поперечные сечения и обрабатывать хрупкие материалы, поскольку материал сталкивается только со сжимающими и сдвиговыми давлениями. Он также формирует детали с отличным качеством поверхности.

В химической промышленности метод экструзии применяется для нагрева, пластификации, гомогенизации и придания необходимой формы исходному сырью. Химический состав конечного продукта при этом идентичен химическому составу исходного сырья, что позволяет добиваться стабильного качества продукта, прибегая при этом к минимальному количеству настроек экструдера, этим объясняется относительная простота машин, работающих в химической промышленности [2, c. 107].

Цель работы заключается в изучении ассортимента и принципа действия оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии, разработке операторной схемы процесса получения изделий методом экструзии из полипропилена, анализе научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии.

1. Ассортимент и принцип действия оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии

Экструдер, или экструдинг-пресс, — это машина для формования пластичных материалов, путём придания им формы, при помощи продавливания (экструзии) через профилирующий инструмент (экструзионную головку). Он изображен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема экструдера

Экструдер состоит из: корпуса с нагревательными элементами; рабочего органа (шнека (винт Архимеда), диска, поршня), размещённого в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) экструдеры подразделяют на одно-, двух- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др. Двухшнековые экструдеры в зависимости от конфигурации шнеков могут быть параллельными или коническими. В зависимости от направления вращения — с сонаправленным или противонаправленным вращением шнеков [3, c. 85].

Различные марки экструдеров изображены на рисунках 2-5.

Рисунок 2 – Экструдер ЭПК 75х30 с трубной головкой

Рисунок 3 – Экструдер ЭПК 36х30М / ЭПК 40х27М

Рисунок 4 – Экструдер ЭПК 45x30

Рисунок 5 – Экструдер ЭПК 50x27

Рассмотрим экструдеры для переработки ПВД, ПНД и ПП. ПВД, ПНД и ПП — полиэтилен высокого давления, полиэтилен низкого давления и полипропилен соответственно.

Таблица 1 – Экструдеры для переработки ПВД, ПНД, ПП [4, c. 67].

Изучим экструдеры для переработки ПВХ-пластиката. ПВХ-пластикат — пластифицированный поливинилхлорид.

Таблица 2 – Экструдеры для переработки ПВХ-пластиката [4, c. 68].

Также существуют экструдеры для кормов. Экструдер позволяет получать уникальные корма нового поколения «экструдированные корма» - это экологически чистые, полностью усвояемые корма, получаемые из различного сырья, чаще всего из зерна и различной зерносмеси. В экструдере различные сложные сахара (клетчатка, крахмал) переходят в более простые формы - усвояемые дисахара и моносахара. В экструдате количество простых сахаров увеличивается до 2-х раз, дисахаров до 20 раз, эффективность кормления животных сильно повышается за счёт увеличения усвояемости в 2,5 раза [5, c. 204]. Кормовые экструдеры представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Кормовые экструдеры.

2. Операторная схема процесса получения изделий методом экструзии из полипропилена

Трубы разного диаметра и с различной толщиной стенки (0,1-50 мм) производятся по принципиально сходным технологиям, отличающимся лишь устройством и размером отдельных блоков [6, c. 44].

Гранулированный полимерный материал пневмозагрузчиком подается в бункер экструдера, где нагревается, пластифицируется и в виде расплава под давлением подается в прямоточную головку, из которой отформованная труба поступает в калибратор и далее в охлаждающую ванну. Для отвода трубы используется тянущее устройство, захватывающие элементы которого соответствуют профилю изделия. Толщина стенки трубы и правильность ее геометрической формы контролируются бесконтактным измерительным устройством. Трубы с диаметром более 50 мм нарезаются на отрезки дисковой пилой перемещающейся вдоль трубы со скоростью ее отвода, и укладываются манипулятором в штабеля. Трубы диаметром менее 50 мм наматываются в бухты тянуще-намоточным устройством [7, c. 67].

Рисунок 7 – Операторная схема процесса экструзии

В операторе 1 происходит нагрев полимера, пластификация в операторе 2, нагрев в операторе 3. Затем гранулированный полимерный материал переходит в расплав (оператор изменения агрегатного состояния 4), подается в охлаждающую ванну (оператор охлаждения 5). Далее идет в оператор повышения давления, где растягивается до нужной толщины.

3. Анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для получения изделий методом экструзии

Рассмотрим патент РФ № 2019127030, 2019.08.28 «Шнековый экструдер» автора Власенко С. М [8].

Полезная модель относится к области пищевой промышленности и может быть использована при производстве различных кондитерских, хлебопекарных, молочных и кулинарных пищевых изделий.

Шнековый экструдер содержит рабочую камеру с загрузочным бункером, и рабочий шнек, установленный в камере. Новым является то, что в загрузочном бункере под углом к рабочему шнеку установлены один или более поддавливающих шнеков. При этом на поддавливающие шнеки могут быть дополнительно установлены лопатки и скребки, поддавливающие шнеки расположены под углом к рабочим шнекам от 90° до 20°, по ходу движения продукта.

Такая конструкция позволит обеспечить равномерность распределения экструдата по весу и составу, тем самым повысить качество продукта.

Рисунок 8 – Иллюстрация экструдера, приложенная к патенту.

Использование этого изобретения позволит получать экструдаты более высокого качества.

Недостатком его является то, что он также не обеспечивает равномерность по составу и плотности продукта.

Задача предлагаемой полезной модели состоит в создании устройства, обеспечивающего высокое качество экструдата за счет равномерности по весу и плотности состава.

Это достигается тем, что в шнековом экструдере, содержащем рабочую камеру с загрузочным бункером, и рабочий шнек, в загрузочном бункере под углом к рабочему шнеку установлены один или более поддавливающих шнеков, на которые дополнительно могут быть установлены лопатки и скребки. Поддавливающие шнеки расположены под углом к рабочим шнекам от 90° до 20°, по ходу движения продукта. Поддавливающие шнеки имеют один или более витков и выполнены с постоянным или изменяющимся шагом витков. При этом поддавливающие шнеки имеют цилиндрическую или коническую форму.

Такая конструкция позволит обеспечить равномерность распределения экструда по весу и составу, тем самым повысить качество продукта.

Патентная документация сведена в таблицу 3.

Таблица 3 – Патентная документация.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ