Расчет стекловаренного цеха

Міністерство освіти і науки України

Український державний хіміко – технологічний

Університет

Кафедра хімічної технології

кераміки та скла

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Тема: Проект цеху пляшкового коричневого

скла для сувенірної продукції

Виконав: студент групи 4-ТС-73 Огурцов Максим В’ячеславович

Перевірив: доцент каф. ХТКС Максимович Світлана Іллівна

Дніпропетровськ

2003 р.

Реферат

Аркушів 57 Таблиць 52 Рисунків 13

Курсова робота містить 7 розділів. У вступі розглянуто положення скляної тари на споживчому ринку, її переваги та недоліки. Розділ 1 містить характеристику та асортимент продукції стандарти на продукцію. В розділі 2 розглянуто сировинну базу підприємства, основні природні та штучні джерела отримання необхідних оксидів, наведені вимоги стандартів. Третій розділ присвячений опису технологічної схеми виробництва пляшок, підготовка сировини, її обробка, виготовлення шихти, вимоги до неї. У розділі 3 наведено технологічну схему виробництва пляшок. В розділі 4 детально розглянута технологія виготовлення склотари, а саме: процеси та стадії підготовки та обробки сировини, скловаріння, виробки скломаси, формування та відпалу виробів визначено необхідне для цього технологічне устаткування: - обладнання для обробки сировини, завантажувачі шихти, скловарна піч , живильники, склоформуючі машини, печі відпалу, а також контроль якості та пакування виробів. Розрахунок матеріального балансу міститься у розділі 5. Розділ 6 містить інформацію про контроль якості продукції. У 7 розділі наведено вибір, розрахунки та технічна характеристика устаткування.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: СКЛО, ТАРА, ПЛЯШКИ, СИРОВИНА, ПІСОК, КАОЛІН, КРЕЙДА, ДОЛОМІТ, СОДА, СУЛЬФАТ НАТРІЮ, ШИХТА, ПІЧ, ВАРІННЯ, СКЛОМАСА, ФОРМУВАННЯ, ВИРОБИ, ВІДПАЛ, ЯКІСТЬ, СКЛАД, ГРЕЙФЕРНИЙ КРАН, БУНКЕР, СТРІЧКОВИЙ КОНВЕЄР, ЕЛЕВАТОР, ЩОКОВА ДРОБАРКА, МОЛОТКОВА ДРОБАРКА.

Зміст

Вступ 8

1.Асортимент та характеристика виробів. Вимоги стандарту 9

2.Характеристика сировини 11

2.1. Сировинні матеріали для введення SiO₂ 12

2.2. Си­ро­вин­ні ма­те­рі­а­ли для вве­ден­ня Al₂O₃ 12

2.3. Си­ро­вин­ні ма­те­рі­а­ли для ве­ден­ня ок­си­дів лу­ж­но­зе­ме­ль­них ме­та­лів 13

2.4. Си­ро­вин­ні ма­те­рі­а­ли для ве­ден­ня ок­си­дів лу­ж­них ме­та­лів 14

2.5. Склобій 14

3. Технологічна схема виробництва 15

4. Опис технологічного та фізико – хімічних основ процесу 16

4.1. Складування та зберігання сировини 16

4.2. Оброблення сировинних матеріалів 16

4.2.1. Лінія підготовки піску 17

4.2.2. Лінія підготовки доломіту 17

4.2.3. Лінія підготовки соди та сульфату натрію 18

4.2.4. Лінія підготовки склобою 18

4.2.5. Підготовка інших матеріалів 18

4.3. Дозування компонентів та змішування шихти 18

4.4. Завантаження шихти та склобою у скловарну піч 19

4.5. Варіння скломаси 19

4.6. Підготовка скломаси до формування 22

4.7. Формування скловиробів 23

4.8. Відпал виробів 24

4.9. Нанесення захисного покриття 25

4.10. Контроль якості виробів 26

4.11. Пакування готових виробів 26

4.12. Внутрішньозаводське транспортування готових виробів 27

4.13. Складування готових виробів 27

5. Матеріальний баланс виробництва 27

5.1. Розрахунок виробничої програми 27

5.2. Визначення загальних технологічних показників цеху, що проектується 27

5.3. Розрахунок шихти 30

5.3.1. Розрахунок необхідної кількості соди та сульфату натрію 31

5.3.2. Розрахунок необхідної кількості вугілля 31

5.3.3. Розрахунок вигоряння шихти 32

6. Контролювання якості виробів 34

7. Вибір, розрахунок, технічна характеристика устаткування 35

7.1. Розрахунок складу сировини 35

7.2. Розрахунок грейферного крану 35

7.3. Лінія піску 36

7.3.1. Розрахунок бункеру 36

7.3.2. Вибір лоткового живильника 37

7.3.3. Розрахунок стрічкового конвеєру 37

7.3.4. Розрахунок сушильного барабану 39

7.3.5. Вибір стрічкового конвеєру 40

7.3.6. Вибір сита 40

7.3.7. Розрахунок елеватора 41

7.3.8. Вибір стрічкового конвеєру 42

7.3.9. Вибір електромагнітного сепаратора 42

7.3.10. Розрахунок бункера вагової лінії 42

7.3.11. Вибір лоткового живильника 42

7.3.12. Вибір змішувача шихти 42

7.3.13. Вибір автоматичних терезів 43

7.4. Лінія каоліну 43

7.4.1. Розрахунок бункеру 43

7.4.2. Вибір лоткового живильника 43

7.4.3. Вибір стрічкового конвеєру 42

7.4.4. Вибір елеватора 44

7.4.5. Вибір сита 44

7.4.6. Розрахунок бункера вагової лінії 44

7.4.7. Вибір лоткового живильника 44

7.4.8. Вибір автоматичних терезів 44

7.5. Лінія доломіту 45

7.5.1. Вибір бункеру 45 7.5.2. Вибір лоткового живильника 45 7.5.3. Розрахунок щокової дробарки 45

7.5.4. Вибір стрічкового конвеєру 46

7.5.5. Вибір елеватора 46

7.5.6. Вибір сушильного барабану 46

7.5.7. Вибір стрічкового конвеєру 46

7.5.8. Розрахунок молоткової дробарки 47

7.5.9. Вибір стрічкового конвеєру 47

7.5.10. Вибір сита 47

7.5.11. Вибір елеватора 47

7.5.12. Вибір електромагнітного сепаратора 48

7.5.13.Розрахунок бункера вагової лінії 48

7.5.14. Вибір лоткового живильника 48

7.5.15. Вибір автоматичних терезів 48

7.6. Лінія соди 48

7.6.1. Вибір бункеру 48

7.6.2. Вибір лоткового живильника 49

7.6.3. Вибір стрічкового конвеєру 49

7.6.4. Вибір елеватора 49

7.6.5. Вибір сита 49

7.6.6. Вибір дробарки 49

7.6.7. Розрахунок бункера вагової лінії 50

7.6.8. Вибір лоткового живильника 50

7.6.9. Вибір автоматичних терезів 50

7.7. Лінія сульфату натрію 50

7.7.1. Розрахунок бункеру зберігання 50

7.7.2. Вибір лоткового живильника 50

7.7.3. Вибір стрічкового конвеєру 51

7.7.4. Вибір елеватора 51

7.7.5. Вибір сита 51

7.7.6. Вибір дробарки 51

7.7.7. Розрахунок бункера вагової лінії 5

7.7.8. Вибір лоткового живильника 52

7.7.9. Вибір автоматичних терезів 52

7.8. Лінія крейди 52

7.8.1. Розрахунок бункеру зберігання 52

7.8.2. Вибір лоткового живильника 52

7.8.3. Вибір стрічкового конвеєру 52

7.8.4. Вибір елеватора 53

7.8.5. Вибір сита 53

7.8.6. Розрахунок бункера вагової лінії 53

7.8.7. Вибір лоткового живильника 53

7.8.8. Вибір автоматичних терезів 53

7.9. Лінія вугілля 54

7.9.1. Розрахунок бункеру зберігання 54

7.9.2. Вибір лоткового живильника 54

7.9.3. Вибір стрічкового конвеєру 54

7.9.4. Вибір сита 54

7.9.5. вибір елеватора 54

7.9.6. Розрахунок бункера вагової лінії 54

7.9.7. Вибір лоткового живильника 55

7.9.8. Вибір автоматичних терезів 55

7.10.Лінія склобою 55

7.10.1. Розрахунок бункерів зберігання 55

7.10.2. Вибір лоткового живильника 55

7.10.3. Вибір щокової дробарки 55

7.10.4. Вибір стрічкового конвеєру 56

7.10.5. Вибір елеватора 56

7.10.6. Вибір електромагнітного сепаратора 56

7.10.7. Розрахунок бункера вагової лінії 56

7.10.8. Вибір лоткового живильника 56

7.10.9. Вибір мірного бункеру 56

Література

ВСТУП

„Склом називають всі аморфні тіла, одержані шляхом переохолодження розплаву, незалежно від їх хімічного складу і температурної ділянки твердіння. Внаслідок поступового підвищення в‘язкості вони набувають властивості твердих тіл, при цьому процес переходу з рідкого становища у склоподібне повинен бути зворотнім.”

Скло – штучний матеріал який має такі властивості, як прозорість. Твердість хімічна стійкість, термостійкість. Крім того скло має властивості, які залежать від його прозорості. Завдяки цьому скло широко використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових дослідженнях , та у побуті.

Скло отримують шляхом термічної обробки шихти, яка є сумішшю природних або штучних сировинних матеріалів. Шихту завантажують у піч, і при визначеній температурі та витримці, отримують розплав – скломасу. При охолодженні скломаси в‘язкість її зростає, що надає можливість формувати вироби шляхом видування, прокатки, витягування, пресування чи пресовидування.

В залежності від практичного використання скляних виробів змінюється хімічний склад скла, форма, розміри, та спосіб їх виготовлення.

Сучасна скляна промисловість виготовляє найрізноманітніші вироби – промислове та побутове листове скло, скляні труби і ізолятори, медичне та парфумерне скло, тарне та сортове скло, піноскло, скловолокно, ситали та інше.

Тарне скло займає досить велику частку від загального об‘єму продукції, що виготовляють скляні заводи. Це відбувається тому, що тарне скло використовується для фасування зберігання та транспортування різноманітних рідких пастоподібних та твердих продуктів.

Перевагами скляної тари, що обумовлюють широке її використання у різноманітних галузях промисловості та в побуті є: гігієнічність, прозорість, можливість виготовлення тари різноманітних розмірів та форми, можливість герметичного закривання та багаторазового використання, доступна ціна.

Скло не виділяє шкідливих речовин, не має запаху, забезпечує тривале зберігання продуктів, добре миється та дезінфікується, легко утилізується, має добрі декоративні можливості. Крім того, скляна промисловість забезпечена найбагатшими сировинними ресурсами.

1. Асо­р­ти­мент та ха­ра­к­те­ри­с­ти­ка ви­ро­бів

Скля­ну та­ру кла­си­фі­ку­ють:

по роз­мі­ру ший­ки;

по ко­льо­ру скла;

по ти­пу ший­ки;

по при­зна­чен­ню.

По роз­мі­ру ший­ки роз­рі­з­ня­ють ви­ро­би з ву­зь­кою ший­кою ( вну­т­рі­шній ді­а­метр го­р­ли­ч­ка ме­н­ше ніж 30 мм ) і ви­ро­би з ши­ро­кою ший­кою ( вну­т­рі­шній ді­а­метр го­р­ли­ч­ка бі­ль­ше ніж 30 мм).

Та­ра з ву­зь­кою ший­кою ви­ко­ри­с­то­ву­єть­ся, як пра­ви­ло для роз­ли­ву, збе­рі­ган­ня і транс­по­р­ту­ван­ня вин (в то­му чи­с­лі й ша­м­пан­сь­ких), лі­ке­ро – го­рі­л­ча­ної про­ду­к­ції, пи­ва, без­ал­ко­го­ль­них на­по­їв, мі­не­ра­ль­них вод, соків. Виготовляють ви­ро­би з ву­зь­кою ший­кою мі­с­т­кі­с­тю від 50 до 1000 мл. В ра­зі ви­ни­к­нен­ня по­тре­би мо­ж­ли­ве ви­го­то­в­лен­ня та­ри з ву­зь­кою ший­кою ін­шої мі­с­т­ко­с­ті, ніж вка­за­ні. Для ви­го­то­в­лен­ня ви­ко­ри­с­то­ву­ють без­ко­льо­ро­ве, на­пів­бі­ле, те­м­но – зе­ле­не, і жо­в­то­га­ря­че скло. В пля­ш­ках ви­го­то­в­ле­них з без­ко­льо­ро­во­го скла при­пу­с­ка­єть­ся сла­б­кі ко­льо­ро­ві від­ті­н­ки: зе­ле­ну­ва­тий, бла­ки­т­ний, жо­в­ту­ва­тий та сі­ру­ва­тий. В пля­ш­ках ви­го­то­в­ле­них з на­пів­бі­ло­го скла при­пу­с­ка­ють­ся зе­ле­ні, бла­ки­т­ні і жо­в­ту­ва­ті від­ті­н­ки. Та­ра з ши­ро­кою ший­кою ви­ко­ри­с­то­ву­єть­ся для роз­фа­со­ву­ван­ня, збе­рі­ган­ня та транс­по­р­ту­ван­ня рі­д­ких, па­с­то­по­ді­б­них та тве­р­дих ре­чо­вин. Ши­ро­ко ви­ко­ри­с­то­ву­єть­ся у ха­р­чо­вій та хі­мі­ч­ній про­ми­с­ло­во­с­ті. Ви­го­то­в­ля­ють ви­ро­би з ши­ро­кою ший­кою мі­с­т­кі­с­тю 500,700,1000,1500,2000,3000,5000 мл, а та­кож мі­с­т­кі­с­тю 10, 15, 20 лі­т­рів. Для ви­го­ту­ван­ня та­ри з ши­ро­кою ший­кою ви­ко­ри­с­то­ву­ють без­ко­льо­ро­ве та на­пів­бі­ле скло.

Пля­ш­ка – це спо­жи­в­ча та­ра, най­ча­с­ті­ше - ци­лі­н­д­ри­ч­ної фо­р­ми, з пле­с­ку­ва­тим або уві­гну­тим дном, зі зву­же­ною ший­кою, ді­а­метр якої зна­ч­но ме­н­ше ніж ді­а­метр ко­р­пу­са

Пляшки для харчових продуктів виготовляють великими партіями, якщо виготовляються стандартні серійні вироби. Найчастіше вони є багато обертовими, тобто, багато разів проходять цикл використання: розфасовка, зберігання продукту, продаж продукту, повернення тари на повторне використання. Цей цикл проходить між підприємствами харчової промисловості та торговими організаціями. Скляні пляшки призначені для харчових рідких продуктів відповідають ДСТу 10117-91

Таблиця 1.1 – типи, основні параметри і розміри скляних пляшок для харчових рідин (1)

Таблиця 1.2 – параметри пляшки типу ІІІ (1)

а) б)

а – пляшка для харчових рідин типу ІІІ;

б – стандартний тип вінчику для пляшки типу ІІІ.

Рисунок 1.1. – пляшка типу ІІІ

Вимоги стандарту

Стандарти визначають тип, розміри виробів, технічні умови виробництва та методи випробувань. Вимоги стандартів нерозривно пов’язані з можливостями промисловості, та потребами споживачів – харчової та хімічної промисловості. Так випуск склотари стандартних розмірів дозволяє використовувати універсальні фасувальні машини, машини для закупорки пляшок та банок. Було з’ясовано, що банки, які розколюються або тріскаються по швах при закупорці мають відхилення від встановлених стандартом меж. Розміри тари повинні враховуватися машинобудівниками при проектуванні склоформуючих машин і обладнання харчових виробництв, при використанні склотари на підприємствах харчової промисловості і у торгівлі. Таким чином, стандартизація склотари має міжгалузевий характер.

Розміри склотари різноманітні. Для пива, мінеральних вод, безалкогольних напоїв і соків використовують пляшки різної форми. Вони відрізняються граничними максимальними розмірами (по діаметру корпуса та по висоті) показниками номінальної і повної місткості і ваги. Пляшки для харчових рідин випускають за вимогами ДСТу – 21-6-74 , ДСТу 10117-91, ТУ - 21-23-45-74, ТУ - 21-23-49-74, ТУ – 18-23-13-74, ТУ - 21-23-68-75, ТУ - 21-23-10.63-75, та іншим галузевим стандартам і технічним умовам.

Технічні умови і методи випробування скляних пляшок визначаються ДСТу – 13906-68 „Пляшки для харчових рідин. Технічні умови”, ДСТ – 21-6-74 „ пляшки для горілки, лікеро-горілчаних виробів і шампанських вин, що постачаються на експорт, стандартом СЕВ „Банки і пляшки скляні для консервів. Технічні умови”.

Пляшки класифікують за призначенням у стандартах, що визначають їх тип і розмір.

Скло для пляшок повинно бути прозорим і мати той колір, який визначений стандартом. В пляшках із безбарвного скла припускаються слабкі кольорові відтінки: зеленуватий, блакитний, жовтий. Забарвлені пляшки можуть мати слабкі відмінності по кольору за рахунок різнотовщинності стінок та дна пляшки. Оцінка кольору може проводитися по еталонам, що узгодження між постачальником та покупцем.

Дефекти скла пляшок.

На поверхні і у товщі скла не допускаються: звилина, яка відчувається на дотик; прохідні посічки; приливи скла; ріжучі шви і задирки; щербини і відколи; частки закристалізованого скла; сторонні включення, які мають навколо себе посічки та тріщини або навколо яких вони можуть виникати при легкому постукуванні по включенням металевим стрижнем; відкриті бульбашки та бульбашки, які можна продавити всіх розмірів; лужні бульбашки, які вкриті зсередини білуватим нальотом; плями змащення форм, що не змиваються; „мошка» у вигляді скупчень.

Дефекти виробки.

Не допускаються на зовнішній поверхні пляшок різко виражені: зморшки, покованість поверхні, потертості, сліди відрізу ножицями і подвійні шви. Поверхня повинна бути гладкою. На внутрішній поверхні пляшки допускається незначна хвилястість, яка непомітна при заповненні пляшки водою.

Якість відпалу.

Якість відпалу, яка оцінюється по кількості залишкових внутрішніх напружень та по їх розподіленні у виробі, визначає експлуатаційну надійність скляної тари. Поганий відпал приводить до зниження термостійкості і механічної міцності тари, а часто до її самовільного руйнування без зовнішнього впливу.

Термостійкість.

Скляні пляшки повинні витримувати перепади температури, які виникають підчас використання. Склотара повинна втримувати перепади температур до 45-60⁰.

Хімічна стійкість.

Показники водостійкості пляшок, при дослідженні поверхні пляшок методом вилужування поверхні, не повинні перевищувати зазначених в ДСТ 13906-68. Склад тарного скла загального призначення відносяться по хімічній стійкості до ІІІ гідролітичного класу; скло до якого пред’являються підвищенні вимоги, відносяться до ІІ гідролітичного класу. Скло медичного призначення звичайно відноситься до І гідролітичного класу.

Прозорість скла споживчої тари оцінюється у більшості стандартів тільки якісно.

В ряді вимог, що висуваються до склотари з точки зору якості її виробки особливе значення мають вимоги до точності виконання геометричних розмірів. При чому точними розмірами повинні бути ті, від яких залежить робота миючих машин та машин для наповнення та закупорки.

Стандарти які діють на території СНД відрізняються від діючих у Європі.

2. Характеристика сировини

Скляна тара має різноманітне призначення, тому до скла, з якого вона виготовляється пред’являються певні вимоги. Комплекс фізико – хімічних властивостей, необхідних для склотари, задовольняється, в основному при використанні скла лужносилікатного складу. Окремі види склотари медичного призначення виготовляють з боросилікатного скла.

Склад тарного скла призначеного для механізованого вироблення масових виробів, по вмісту основних компонентів можна вважати стабілізованим. Деякі відмінності складів скла пов’язані з видом склотари, способом її виготовлення та призначенням. Можливим є застосування добавок деяких оксидів або зміна їх сполучення для поліпшення експлуатаційних і технологічних властивостей скла.

Основні оксиди, що утворюють скло (при виготовленні тари), містяться в ньому в наступних кількостях, (мас. %)

Таблиця 2.1 – хімічний склад забарвленого скла(3).