Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)»

(НТИ (филиал) РГУ им. А.Н. Косыгина)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине

«Тара и ее производство»

Разработка технологии производства тары методом экструзии с раздувом

Выполнил: ст. гр. У - 61 ___________ А.В. Остапенко

(подпись)

Новосибирск 2019 г.

СОДЕРЖАНИЕ

полимер оборудование производство

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

1.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОЛИМЕРА

1.3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

1.4 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

1.5 ВЫБОР ОБОРУДОВНИЯ И ОСТНАСТКИ

1.6 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ УЧАСТКА

2.2 РАСЧЕТ РЕЦЕПТА

2.3 РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

3. РАЗРАБОТКА ПЛАНА РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПОТОКА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта - разработать технологию производства пластиковых бутылок методом экструзии с раздувом согласно требованиям, предъявляемым к таре для данной продукции.

Упаковка - это то, во что помещают продукцию, предметы, материалы и устройства, использующиеся для обеспечения сохранности товаров и сырья во время перемещения, хранения и использования (тара); также сам процесс и комплекс мероприятий по подготовке предметов к таковому. Основной функцией упаковки является обеспечение защиты содержимого от действия разрушающих факторов.

К упаковочным материалам, предназначенным для контакта с пищевыми продуктами, предъявляются наиболее жесткие требования:

При выборе упаковочного материала для таких видов продукции, в первую очередь, следует обеспечить необходимый уровень санитарно-гигиенических характеристик.

В настоящее время потребительская упаковка изготавливается, в основном, из полимерных материалов. Рынок потребительской упаковки - один из самых быстрорастущих.

Полимерная упаковка отличается химической стойкостью и безвредностью для организма, поскольку такая тара непосредственно соприкасается с товаром.



1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО ПРОДУКТА

В пластиковые бутылки может упаковываться множество пищевых жидкостей, таких как: минеральные воды, безалкогольные напитки, слабоалкогольные напитки, растительные масла, пиво и алкогольная продукция, уксусы из пищевого сырья. В курсовом проекте будет разрабатываться процесс производства бутылок для упаковывания растительного масла.

Пластиковые бутылки имеют массу преимуществ, по сравнению с другими видами тары:

1. Малый вес. В сравнении со стеклянной бутылкой вес пластиковой бутылки меньше в 10-15 раз. Если взять, к примеру, обычные бутылки объемом 0,5 литра, то она весит всего 28 грамм, когда такая же по объему стеклянная бутылка будет весить до 350 грамм.

2. Пластиковые бутылки очень удобны для транспортировки. Благодаря пластичным и упругим свойствам полимерные бутылки, в отличие от стеклянной бутылки, совершенно отсутствует бой тары. Кроме того, пластиковые бутылки не требуют при транспортировке жестких ящиков и упаковки, их достаточно упаковать в полиэтиленовую пленку, и это ведет к существенной экономии.

3. Пластиковые бутылки могут быть подвергнуты утилизации и переработке. Это огромный плюс в условиях постоянно ухудшающейся экологической обстановки.

4. Высокие эстетические показатели пластиковой бутылки, которые обладают высокой прозрачностью. При необходимости бутылки, благодаря пластичным свойствам полимеров, можно изготавливать любой индивидуальной формы и объема. Кроме того, бутылки можно окрашивать в любой цвет: зеленый, голубой, коричневый и т.д. Эти свойства делают пластиковые бутылки отличным материалом для дизайнеров - разработчиков упаковки, и привлекают внимание покупателей.

5. Легкость и простота монтажа и наладки автоматизированной линии по производству бутылкок. С линии по производству бутылки могут поступать сразу на линию розлива.

Подсолнечное масло - растительное масло, получаемое из семян масличных сортов подсолнечника масличного. Наиболее распространённый вид растительного масла в России и на Украине, которые лидируют по его производству в мире.

К упаковочным материалам для упаковывания подсолнечного масла предъявляются следующие требования:

· обеспечить защиту от окружающей среды;

· достаточная механическая прочность;

· высокая химическая стойкость;

· оптимальные показатели барьерных свойств (аромапроницаемость, проницаемость по отношению к газам, водяному пару);

· маслостойкость и жиростойкость;

· сохранность и качество масла при транспортировании и хранении в течении срока годности;

· экономичность



1.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОЛИМЕРА

Согласно ГОСТ 1129-2013 (Масло подсолнечное. Технические условия) подсолнечное масло упаковывают в тару, изготовленную из материалов, разрешенных для контакта с пищевыми маслами (стекло, пакеты, бутылки из полимерных материалов).

Полимеры, подходящие для изготовления пластиковых бутылок: ПП, ПЭВП, ПВХ, ПЭТ.

Полимеры, ограниченно подходящие для изготовления пластиковых бутылок: ЛПЭНП, ПС.

Характеристики этих полимеров указаны в таблице 1.

Бутылки укупоривают колпачками из ПЭНП.

Таблица 1 - Показатели полимеров, используемых для производства бутылок

Показатели	ПЭТ	ПЭВП	ПВХ	ПП
Плотность, кг/м3	1300-1450	950-970	1350-1460	900-910
Молекулярная масса	15000-30000	8*104-8*105	30000-150000	8*104-20*104
Степень кристалличности		75-90	10	63-75
Разрушающее напряжение при растяжении, мПа	100-180	21,6-32,4	40-70	245-392
Разрушающее напряжение при изгибе, мПа	50-70	19,6-39,2	70-120	-
Относительное удлинение при разрыве, %	50	300-800	5-40	200-800
Модуль упругости при растяжении, мПа	2900-3800	540-981	2600-4000	-
Модуль упругости при изгибе, мПа	2500-3000	636-735	-	1200-1600
Твердость по Бринеллю, мПа	100-120	44,2-63,8	100-160	59-64

Исходя из требований, применяемых к упаковке для подсолнечного масла, предпочтение отдается полиэтилентерефталату.

Из всех перечисленных в таблице полимеров, ПЭТ наиболее удовлетворяет требованиям, предъявляемым к таре для подсолнечного масла, указанным в ГОСТ 1129-2013 (Масло подсолнечное. Технические условия).

ПЭТ показывает самые высокие показатели модуля упругости при растяжении и изгибе, один из самых высоких показателей разрушающего напряжения при растяжении. Кроме отменных механических показателей, ПЭТ имеет высокие эстетические свойства, непроницаемость жирами и газами, химическую стойкость. При нагревании не выделяет опасных веществ, как, например, ПВХ.

Из всех этих фактов следует вывод, что ПЭТ отлично подходит для производства бутылок.

1.3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

Для производства ПЭТ бутылок используется метод экструзии с раздувом и раздув бутылок из заготовок.

Раздув бутылки из преформы включает в себя две стадии: изготовление преформы, которая с виду напоминает стеклянную пробирку, размегчение этой преформы путем нагревания ее с помощью надува горячего воздуха, и затем из нее изготовляется полноразмерная бутылка. Горлышку бутылки окончательный вид придается еще на стадии изготовления преформы. Собственно, в дальнейшем выдувается только корпус бутылки. У произведенных таким способом бутылок есть своя особенность - кольцо на горлышке - оно располагается несколько ниже резьбы, и позволяет механически захватывать, и перемещать преформу к месту окончательного выдува, а также облегчает транспортировку готовой бутылки.

Способ экструзии с раздувом более предпочтителен, потому что он позволяет избежать стадии с производством заготовок и, как следствие, уменьшить количество стадий производства, что, в свою очередь, позволяет использовать меньше видов различного оборудования для производства тары; так же этот способ позволяет избежать затрат на закупку заготовок, сэкономить площади складских помещений, которые иначе требовались бы для их хранения, и повысить степень автоматизации производства.

Экструзия - процесс получения непрерывных изделий требуемого поперечного сечения неограниченной длины в экструдере продавливанием полимера через формовочную головку.

1.4 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

Производство ПЭТ бутылок происходит по технологической схеме, показанной на рисунке 1.

Рисунок 1 - Технологическая схема производства ПЭТ тары

В этап подготовки сырья входят:

1. Прием сырья. Прием сырья осуществляется в мешках, полимерные материалы специальными системами транспортеров укладывается партиями на поддоны и межцеховым транспортом перевозятся в склад сырья, затем подаются к растарочным установкам, откуда пневмотранспортом перемещаются в предназначенные для них емкости.

2. Учет прибывшего сырья должен осуществляться с помощью железнодорожных весов или тензометрических датчиков, устанавливаемых под опорные поверхности кронштейнов крепления емкостей.

3. Хранение сырья. При автоматизированных производствах сырье, поступившее в мешках, хранится партиями на складе сырья. Оптимальным является стеллажный способ хранения сырья на поддонах. Для улучшения использования высоты помещений рекомендуется использовать штабелеры, при помощи которых осуществляется установка и выем пакетированного сырья. Сырье подается к месту потребления при помощи пневмотранспорта, включающегося автоматически по вызову от литьевой машины при понижении уровня сырья в бункере или через определенные промежутки времени. На складе сырья полимер должен храниться в специальных емкостях из расчета 8-10-суточного запаса сырья. Другие компоненты композиции хранятся в упаковке завода-изготовителя. Отдельные виды компонентов поставляются заводами-изготовителями в резинокордных контейнерах или контейнерах одноразового использования.

4. Растаривание сырья. Сырье, поступившее в мешках, со склада сырья привозится в цех, где растаривается на растарочной установке.

Анализ сырья включает в себя:

Входной контроль сырья. Сырье, поступающее на предприятие в любой упаковке, сопровождается соответствующим документом (паспортом), в котором указываются его основные характеристики и соответствие требованиям ГОСТ Р 51695-2000 (Полиэтилентерефталат. Общие технические условия).

Для определения параметров перерабатываемости сырья, а также соответствия характеристик значениям, указанным в сопроводительном документе, проводится так называемый входной контроль. При этом определяется однородность материала в партии и показатель текучести расплава. Для определения последнего применяется прибор ИИРТ.

Определение основных технологических и физико-механических показателей сырья, согласно ГОСТ 51695-2000 (Полиэтилентерефталат. Общие технические условия), при необходимости проводятся в лаборатории, имеющей отделения технологических, физико-механических и химико-аналитических исытаний.

Принцип работы: исходный полимер захватывается из бункера вращающимся червяком, и по мере продвижения в материальном цилиндре плавится, пластифицируется и продавливается через формующий инструмент - обогреваемую кольцевую экструзионную головку, выходя из нее в виде трубчатой (рукавной) заготовки и попадая в пространство между разомкнутыми половинами охлаждаемой раздувной формы (рис. 2).

По достижении заготовкой определенной длины производится смыкание раздувных полуформ с захватом заготовки и ее раздувание сжатым воздухом.

После охлаждения производится размыкание полуформ и съем готового изделия.

Стадии производства (рис. 2):

1. Получение трубчатой заготовки с температурой ниже температуры плавления;

2. Раздувание заготовки сжатым воздухом.

Подача воздуха может производиться:

1. Через дорн (сверху) воздух подается через центральное отверстие. Дорн оформляет горловину изделия (рис. 2, I-б);

2. Через ниппель. При сжимании полуформ заготовка обжимает ниппель, образуя горловину(рис. 2, II-б);

3. Через дутьевую полую иглу, которая после сжимания полуформ протыкает заготовку(рис. 2, III-б).

Рисунок 2 - Метод экструзии с раздувом

Для производства бутылок будет использоваться подача воздуха через дорн, для того чтобы не нарушать целостность упаковки, как в случае проколом иглой, и сразу же формировать горловину изделия.

Преимущества метода:

· простота технологии и возможность полной автоматизации процесса формования;

· высокая производительность в сочетании с возможностью совмещения производства тары в одном потоке с производством затариваемой продукции, ее расфасовкой и укупоркой (пластиковые бутылки);

· уменьшение толщины стенок изделия, сокращение расхода полимера, увеличение прочности и улучшение внешнего вида.

Недостатки метода:

· реализация метода протекает в два этапа (получение трубчатой заготовки и ее последующее раздувное формование в изделие), что требует наличия двух типов формующего инструмента (экструзионной головки и раздувной формы);

· значительная разнотолщинность изделий;

· наличие технологических отходов, до 30-35%, в нижней части изделия остается «хвост».

На скорость охлаждения и качество поверхности влияют:

· давление воздуха, зависит от вида полимера, толщины стенок и размеров изделия, колеблется от 0,15 до 0,5МПа;

· температура формы определяет производительность процесса и находится в пределах от 15 до 60 градусов;

· продолжительность охлаждения составляет от 50 до 80 % продолжительности цикла формования, зависит от температуры расплава и формы, толщины стенок изделия и природы полимера.

Процесс экструзии с раздувом происходит непрерывно, т.е. процесс получения рукавной заготовки чередуется с процессом формования изделия между двух смыкающихся полуформ. Это означает, что необходимо обеспечить согласованную работу экструдера и приемного устройства. Это достигается благодаря равенству или кратности суммы времен процессов раздувания, охлаждения и съема готового изделия со временем получения заготовки.

Переработка отходов.

Из-за достаточно большого процента технологических отходов (30-35%) на производстве необходима система переработки оставшихся после обрезки кромок.

Эти обрезки необходимо доставить в дробилку, которая измельчит крупные куски до размеров, необходимых для дальнейшей переработки. После дробления наступает следующий этап - грануляция полимера в грануляторе. Суть данного процесса заключается в получение более качественного по однородности (гомогенности) и очищенного, без включений материала. Процесс грануляции представляет собой преобразование формы и размеров исходного материала в форму, гораздо меньших размеров, в виде гранул.

После грануляции, получившееся переработанное сырье, в смесителе перемешивается со свежим сырьем и возвращается в загрузочный бункер экструзионной машины.

Переработка технологических отходов позволяет значительно сэкономить на закупке нового полимера, а также уменьшить вред, наносимый экологии производством.

1.5 ВЫБОР ОБОРУДОВНИЯ И ОСТНАСТКИ

Для производства бутылок будет использоваться машина китайского производства ISLII-1L (рис. 3) с двумя станциями, сконструированную специально для производства бутылок малого объема от 5 мл до 1 л из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других материалов. Высокая производительность до 50000 бутылок в день.

Рисунок 3- ISLII-1L



Таблица 2 - Технические характеристики машины ISLII-1L

УЗЕЛ	ЭЛЕМЕНТ	СПЕЦИФИКАЦИЯ	ОПИСАНИЕ
Экструдер (основной)	Диаметр шнека	Ц50 мм	Эффективное смешивание
	Соотношение длина/диаметр шнека	24 : 1
	Материал шнека и цилиндра		38CrMoALA
	Пластикационная способность	40 кг/ч	ПЭНД
	Метод экструзии		Инверторный двигатель, прочная поверхность зубьев коробки передач
	Мощность привода	11 кВт
	Вращение шнека	10-110 об/мин
	Зоны нагрева	3	Модуль нагрева от Mitsubishi
	Мощность нагрева	3ц4.7 кВт
	Вентиляторы	3	Мощность 120 Вт
	Охлаждение	Да	Охлаждающая вода для зоны подачи и коробки передач
Узел смыкания (двойной)	Структура		Большой рычаг и шарнир с большой силой смыкания
	Простой цикл	1100х2 шт./час
	Размеры плиты	250Ч240 мм	Ширина*Высота
	Расстояние между плитами	100~250 мм
	Сила смыкания	20 кН
	Диапазон высот формы	100~150 мм
Экструзионная головка	Структура	Непрерывного типа	Центральная подача
	Материал		38CrMoALA , внутренняя зеркальная обработка
	Размер центральной части	10~55 мм
	Метод нагревания		Нагревательный элемент из нержавеющей стали
	Зоны нагрева	4
	Раздув воздухом	Есть
	Регулировка толщины	Есть	MOOG
	Метод регулировки толщины	Внешняя оправка
	Регулировка	±1.5mm
Верхний узел раздува			Использует верхний раздув, может быть оснащен сигнальной головкой.
Система управления	Температура	Модуль	Mitsubishi
	Программная часть	Mitsubishi
	Экран интерфейса человек-машина	Тайвань
Гидравлика	Мощность двигателя	5.5 кВт
	Максимальное рабочее давление	140 кг/см2
Пневматика	Производитель		AIRTEC, Тайвань
	Управление давлением		Отдельные регулировки для высокого и низкого давления.
	Максимальное давление	8 кг/см, 0.7 м3/мин
Дополнительная информация	Способ смазки		Автоматический масляный насос
	Габаритные размеры	Длина*Ширина*Высота	2400*1500*2100 мм
	Вес	3.0 т

1.6 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

В соответствии с ГОСТ 32686-2014 (Бутылки из полиэтилентерефталата для пищевых жидкостей) к полимерным бутылкам из ПЭТФ предъявляются следующие требования по ряду критериев:

1. Внешний вид. Внешняя и внутренняя поверхности бутылок должны быть чистыми, прозрачными, без следов смазки, сквозных отверстий, пузырей, грата и трещин.

2. На поверхности бутылок не допускаются: волнистость, помутнение, инородные включения, имеющие вокруг себя посечки, выступание литника над опорной поверхностью. Поверхность торца венчика должна быть гладкой, без сколов и выступов. Не допускаются дефекты резьбы венчика горловины.

3. Геометрический размер. Контролируемые размеры должны соответствовать чертежам на конкретный вид изделия и образцам-эталонам, утвержденным в установленном порядке (приложение А).

4. Толщина стенки. Минимальную толщину стенки бутылок устанавливают для конкретного вида изделия в стандартах и/или технической документации, или указывают на рисунках

5. Вместимость. Значения номинальной и полной вместимости бутылки должны соответствовать указанным в стандартах и/или технической документации, или на рисунках. Допустимые значения предельных отрицательных отклонений для номинальной или полной вместимости - по ГОСТ 8.579 (Требования к количеству фасованных товаров в упаковке любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте).

6. Герметичность. На фильтровальной бумаге не должно быть следов испытуемой жидкости.

7. Стойкость к горячей воде. Бутылки должны сохранять внешний вид, не деформироваться и не растрескиваться при температуре (70±5)°С в течение 10-15 мин

8. Химическая стойкость. Бутылки должны быть стойкими к воздействию растворов. Раствор не должен окрашиваться, а изделие не должно деформироваться.

9. Прочность на удар при свободном падении. Бутылки должны выдерживать не менее двух падений без разрушения и течи.

10.  Сопротивление усилию сжатия. Бутылки должны выдерживать усилие на сжатие в осевом направлении.

11. Органолептический контроль. Запах водной вытяжки - не более 1 балла. Привкус водной вытяжки не допускается. Изменение цвета и прозрачности водной вытяжки не допускается.

Бутылки должны соответствовать установленным санитарно-гигиеническим требованиям на изделия, предназначенные для контакта с пищевой продукцией. Бутылки не должны выделять в контактирующие с ними модельные среды вещества в количествах, вредных для здоровья человека и превышающих допустимые количества миграции химических веществ, и должны соответствовать санитарно-гигиеническим показателям.

Перед испытаниями образцы бутылок выдерживают не менее 4 ч при температуре (20±2)°С и относительной влажности (65±5)%.

Внешний вид бутылок контролируют визуально без применения увеличительных приборов, путем сравнения с требованиями стандартов или технической документации и/или по утвержденным образцам-эталонам.



2. РАССЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ УЧАСТКА

Для определения фондов времени работы рабочих и оборудования на производстве с нормальной продолжительностью рабочего времени (40 ч. пятидневная рабочая неделя) принимаем следующие исходные данные:

· 3 смены;

· Продолжительность смены - 8 ч.;

· Продолжительность рабочей недели - 40 ч.;

· Количество календарных рабочих дней - 365;

· Количество рабочих дней в году - 252;

· Количество праздничных дней в году - 9;

· Количество дней отдыха в году - 104;

· Количество сокращенных праздничных рабочих дней в году - 5.

Определяем эффективный фонд рабочего времени по формуле:

где F_к

- календарный фонд времени работы оборудования, дней;

F_в - количество выходных дней в году;

F_п - количество праздничных дней в году;

S - количество смен в сутках;

Т_см - продолжительность смены, ч.;

Т_кр - время, необходимое на капитальные и планово-предупредительные ремонты, ч, составляет 3-6% от общей продолжительности работы оборудования;

Т_п - сокращение рабочего времени в предпраздничные дни, ч.

F_э=(365-104-9)*3*8-(302-5)=5751 ч

Производительность смены рассчитываем по формуле:

Р_см=QЧф_см

где Q - производительность оборудования, единиц/час;

ф_см - продолжительность смены, час, ф_см =8 час.

Q=Q_паспЧk'

где Q_пасп - паспортная производительность оборудования, единиц/час;

k' - коэффициент использования машинного времени, k'=0,8-0,95.

Q=(50000:24)*0,875=1822

P_см=1822*8=14576 шт./см.

P_год=Р_см*k

где k - количество рабочих дней в году.

Р_год=14576*252=3673152 шт./г.

Технологические потери на производстве примем за 3% от общего количества произведенных бутылок. Они составят:

Т.П.=3673152*0,03=110194 ед./год

Годовой выпуск продукции с учетом потерь составит:

Р_г.п.=3673152-110194=3562958 ед./год

Р_{сут. пот.}=3562958/252=14138 ед./сутки

Р_см=14138:3см=4712 ед./смена

Мощность участка в год:

N_уч.г=P_г.п.*n*m

N_уч.г.=3562958*1*0,03=106888 кг/г

Мощность участка в сутки:

N_уч.с=Р_с.п.*n*m

N_уч.с.=14138*0,03=424 кг/сут

N_уч.см= N_уч.с:k

N_уч.см=424:3=141 кг/см

Мощность участка в час:

N_уч.ч=Q*n*m

N_уч.ч.=1882*0,03=56,5 кг/ч

Таблица 3 - показатели мощности участка

Наименование изделия	Годовой выпуск продукции, ед/год	Технологические потери	Годовой выпуск продукции с учетом потерь, ед/год	Суточный выпуск продукции с учетом потерь, ед/сут	Сменный выпуск продукции с учетом потерь, ед/см
		%	Единиц
ПЭТ бутылка, объемом 0,5 л	3673152	3	110194	3562958	14138	4712

2.2 РАСЧЕТ РЕЦЕПТА

Важнейшим показателем использования полимера и дополнительных компонентов является их количество, затрачиваемое на производство одной единицы изделия. Исходными данными, для расчета необходимого сырья и материалов, является рецепт выпускаемой продукции.

Таблица 4 - Основные компоненты смеси и их назначение

Компонент	Назначение компонента	Количественный состав в смеси, %
ПЭТФ	Пленкообразователь	94
Микродисперсный каолин	Повышение барьерных свойств	4
Краситель	Придание цвета	2

Выпуск в смену - 141 кг, в соответствии с расчетами, произведенными в П. 2.1.

Определение расходов материалов и сырья на единицу изделия

Целью расчета является определение плотности смеси на основе соотношения между компонентами рецепта и расхода каждого компонента рецепта с учетом общих и индивидуальных потерь. Этот расчет необходим для определения количества оборудования и экономических показателей предприятия.

Таблица 5 - Расчет рецепта смеси для производства единицы изделия

Компонент	Плотность, кг/м3*10-3	Количественный состав	Суточный расход с учетом технологических потерь, кг	Величина индивидуальных потерь, %	Суточный расход с учетом потерь, кг	Расход на одну калькуляционную единицу, кг
		На смесь, %	На 100 мас. ч. Полимера, мас. ч.	В объемных частях, м3
ПЭТФ	1380	94	100	0,06	119,3	5	118,7	843,8
Микродисперсный каолин	2800	4	4,2	0,001	5		4,97	35,2
Краситель	1600	2	2,1	0,001	3,8		3,8	26,8

Расчет сырья и материалов производится на основе заданных компонентов рецепта в следующей последовательности. Рассчитывается количественный состав компонентов полимерной смеси (ее рецепт)

· На 100мас.ч. полимера (??мас.ч.)в мас.ч., исходя из процентного содержания компонентов в смеси по уравнению.

X_{мас. 1}=100*94/94=100

X_{мас. 2}=100*4/94=4,2

Х_{мас. 3}=100*2/94=2,1

· В объемных частях по уравнению для каждого компонента.

??об.ч. = Х1/с1Х_{об. 1}=94/1380=0,068

Х_{об. 2}=4/2800=0,001

Х_{об. 3}=2/1600=0,001

· Определяется суточный расход компонентов полимерной смеси с учетом технологических потерь (Nсут,т.п..) величина которых при производстве изделия обычно составляет 10%.

N_{сут,т.п.}= N_сут*0,9

N_{сут.т.п.}=141*0,9=126,9 кг - общая мощность

N_{сут.т.п. 1}=141*0,94*0,9=119,3 кг

N_{сут.т.п. 2}=141*0,04*0,9=5 кг

N_{сут.т.п. 3}=141*0,02*0,9=3,8 кг

· Определяется суточный расход компонентов полимерной смеси с учетом индивидуальных потерь, эта величина рассчитывается от суточного расхода компонентов полимерной смеси с учетом технологических потерь.

Nсут,п. = Nсут,т.п.*0,995

Nсут.п.=126,9*0,995=125,9 кг - общий суточный расход

Nсут.п. 1=119,3*0,995=118,7 кг

Nсут.п. 2=5*0,995=4,97 кг

Nсут.п 3=3,8*0,995=3,78 кг

· Рассчитывается расход (N₁₀₀₀)на одну калькуляционную единицу (1000 изделий) по следующему соотношению:

N₁₀₀₀ =N_сут,.п. * 1000 / N_{сут. шт}

N_{1000 1}=118,9*1000/141=843,3 кг

N_{1000 2}=4,97*1000/141=35,2 кг

N_{1000 3}=3,78*1000/141=26,8 кг

2.3 РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

Таблица 6 - перечень оборудования и его технические характеристики

Наименование оборудования	Тип, марка, изготовитель	Кол-во единиц оборудования	Паспортная производительность	Габариты
				Длина	Ширина	Высота
Экструзионно-раздувная машина	ISLII-1L, Китай	1	50000 бут./сут.	2400	1500	2100
Дробилка отходов	HSS-400A, Китай	1	350-550 кг/ч	1420	1070	1530
Гранулятор	SJ-90	1	200 кг/ч	5360	1500	2500



3. РАЗРАБОТКА ПЛАНА РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПОТОКА

Проектируемый участок размещается в одноэтажном производственном здании высотой 7м. Шаг колонн, из железобетона с габаритами 400Ч400мм, составляет 6м. Стены промышленных зданий изготовлены из кирпича толщиной 300мм. Внутренние стены монтированы из ГКЛ толщиной 100мм. Общая площадь цеха составляет 474 м². Габариты здания 26000Ч19800мм (приложение Б).

Общая площадь цеха по назначению подразделяются на три вида:

· производственная (площадь отделений и участков, непосредственно предназначенных для осуществления технологического процесса);

· вспомогательная (площадь цеховых ремонтных участков; отделений и участков для обслуживания производства; помещений для цеховых энергетических и санитарно-технических установок);

· служебно-бытовая (площадь, занятая администрацией цеха, медпунктом, раздевалками, душевыми, санузлами).

Общей площадью цеха при проектировании следует считать сумму производственной и вспомогательной площадей. В производственном здании размеры помещений были определены по габаритам оборудования, проезда напольного транспорта, ремонта оборудования, а также требований нормативных документов и тд. Площадь основных производственных отделений рассчитано в зависимости от принятого оборудования, необходимого для выполнения заданной программы.

Таблица 7 - Соотношение производственных и вспомогательных площадей производства бутылок из ПЭТФ

Участок	Площадь
	%	м2
Основной рабочий зал	33,8	160
Склад сырья	16,9	80
Участок подготовки сырья	8,2	39
Участок упаковки готовых изделий	8,2	39
Склад переработанных отходов	8,2	39
Склад готовой продукции	16,9	80
Лаборатория	3,7	18,3
Ремонтная мастерская	4,1	19,5

Основные требования к производственному зданию:

· сырье в процессе производства должно перемещаться по кратчайшему пути;

· поточные пути производственного процесса не должны пересекаться, это может вызвать задержку и нарушить непрерывность технологического процесса.

Промышленные здания проектируют в строгом соответствии с требованиями СНиП 31-03-2001 [5] с учетом санитарных норм по охране труда и технике безопасности.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте разработали эскиз ПЭТ бутылки для упаковки подсолнечного масла. Провели сравнение полимеров, подходящих для экструзии с раздувом, и на основе полученных данных выбрали наиболее подходящий из них - ПЭТФ.

В процессе работы определили последовательность технологических операций для производства бутылок, разработали технологическую схему производства упаковки методом экструзии с раздувом. Было выбрано оптимальное оборудование для данного типа производства.

В расчетной части определили мощность участка, в соответствии с техническими характеристиками выбранного оборудования, рецепт смеси и само оборудование. Затем, рассчитали соотношение производственных и вспомогательных площадей предприятия по производству бутылок из ПЭТФ методом экструзии с раздувом и спроектировали планировку цеха, площадью 474 м².

В курсовом проекте была разработана технология производства тары для подсолнечного масла (бутылок из ПЭТФ), методом экструзии с раздувом.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология пластических масс. 3-е издание/ Коршак В.В. - М.: Химия, 1985. - 560 с.

2. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Часть 2, 2-е издание: Учебное пособие/ Андрианова Г.П. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - 384 с.

3. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Часть 1, 2-е издание: Учебное пособие/ Андрианова Г.П. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - 304 с.

4. Проектирование производств по переработке пластмасс/ Оленев Б.А., Мордкович Е.М., Калошин В.М. - М.: Химия, 1982. 256 с

5. ГОСТ 32686-2014 Бутылки из полиэтилентерефталата для пищевых жидкостей. Общие технические условия.- М.: Стандратинформ, 2015. - 21 с.

6. 4. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.- М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

7. Гликштерн М.В. Новые добавки в материалы для полимерной упаковки// Полимерные материалы. - 2018. - С. 16-18.



Приложение А - эскиз ПЭТ бутылки



Приложение Б - компоновка цеха

Размещено на Allbest.ru