Технологі́чний проце́с — головна частина виробничого процесу, сукупність технологічних операцій, які виконуються планомірно й послідовно в часі й просторі над однорідними або аналогічними предметами, у результаті яких змінюється агрегатний стан, місце розташування чи властивості предмета праці (напр., гірської породи), що має закінчений за виробничим призначенням характер. Розрізняють основні і допоміжні Т.п. Процес допоміжний — процес, що має самостійний характер і необхідний для успішного виконання основних технологічних процесів та сприяти їх здійсненню.

Проєктування технологічного процесу

Для здійснення технологічного процесу складається схема або технологічна карта, в якій описуються всі технологічні операції переробки сировини чи напівфабрикатів в готову продукцію. Першим етапом побудови технологічної схеми є технологічна картка, яка являє собою графічне зображення переліку виробничих операцій.

Якісно-кількісна схема — це технологічна блок-схема з нанесеними на ній відомостями про якість і кількість кожного із продуктів, які одержують в даному процесі. В технологічну схему (карту) входить також схема, в якій вказується послідовність розміщення обладнання, що застосовується в технологічному процесі (як основного так і допоміжного, включаючи і транспортне).

Структура

виробничий процес →технологічний процес →→стадії технологічного процесу: →→→операція →→→робочий хід

У технологічному процесі розрізняють стадії. Підсумкова швидкість процесу залежить від швидкості кожної стадії. В свою чергу стадії розподіляються на операції.

Класифікація

Технологічні процеси класифікуються за такими ознаками:

за властивостями сировини, які змінюються в процесі її перероблення (фізичні, механічні та хімічні); за способом організації; за напрямом рухів теплових і сировинних потоків; за агрегатним станом складових сировини; за тепловим ефектом; за основними рушіями (чинниками), які спричиняють і прискорюють технологічні процеси.

В залежності від умов виробництва і призначення технологічні процеси поділяють: одиничний технологічний процес, уніфікований технологічний процес. Уніфікований технологічний процес — це технологічний процес, що належить до групи виробів, що характеризується єдністю конструкцій та технологічних ознак. Уніфікований технологічний процес Поділяється на типовий і груповий. Типовий технологічний процес — це процес виготовлення групи виробів з подібними конструкторськими та технологічними ознаками. Цей процес характеризується подібністю змісту та послідовності більшості технологічних операцій і переходів. Груповий технологічний процес — це технологічний процес виготовлення групи виробів з різними конструктивними, але спільними технологічними ознаками. Робочий технологічний процес — виконується по робочій технологічній або конструкторській документації. Тимчасовий технологічний процес — використовується протягом обмеженого періоду. Стандартний технологічний процес — процес, який виконується за стандартом. Комплексний технологічний процес — процес в склад якого входять не тільки технологічні операції, а й операції по переміщенні, транспортуванні, контролю та очищені заготовок по ходу технологічного процесу.

Термічні процеси Термічні технологічні процеси, їхня сутність та сфери застосування. Поняття про термічні технологічні процеси.

Термічними (лат. «thermae» від грецьк. — теплота) називають технологічні процеси, у ході яких головним рушієм є теплота. Термічні процеси відбуваються за високих або низьких температур. За цією ознакою технологічні процеси поділяють на високотемпературні та низькотемпературні.

Високотемпературні процеси Високотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину нагрівають. Для нагрівання сировини використовують різні види палива та енергії. Ці процеси є енергозатратними. Нагрівання сировини проводять до такої температури, за якої економічно вигідно отримувати продукцію.

Високотемпературні процеси лежать в основі виробництва чавунів, сталей, більшості кольорових металів, різних видів штучного палива, мінеральних добрив, цементу, цегли тощо. Хоч підвищення температури позитивно впливає на хід технологічних процесів, на практиці застосування теплоти для інтенсифікації процесів часто обмежене. Це зумовлено тим, що у багатьох випадках підвищення температури, по-перше, прискорює побічні реакції, внаслідок яких утворюється побічна продукція, погіршується якість основної продукції та зменшується продуктивність обладнання; по-друге, спричиняє виведення реагуючих речовин (складових сировини) із зони реакції, випаровуючи, спікаючи або сплавляючи їх; по-третє, виводить з ладу обладнання, оскільки найважливішими конструкційними матеріалами, з яких виготовляють обладнання, є метали та сплави на їхній основі, які витримують нагрівання лише до 10000С. Кераміка витримує нагрівання до вищих температур.

Пошуки нових конструкційних матеріалів, які витримували б нагрівання до вищих температур, обмежуються енергетичними затратами і віддачею теплоти у довкілля. Чи раціонально це? Очевидно, ні. Тому термічні процеси необхідно проводити лише за економічно вигідних температур, які вибирають з урахуванням мінімального спрацювання обладнання; вартості конструкційних матеріалів; витрат палива чи енергії, тепловтрат тощо. Крім того, термічні процеси мають велику частку ручної праці на допоміжних операціях у гарячих цехах. Їх важко механізувати й автоматизувати. Необхідно відмітити, що процеси, в яких тепло є допоміжним чинником, до термічних не належать. Наприклад, при каталізному крекінгу нафтопродуктів головним рушієм процесу є каталізатор, хоч сировину нагрівають.

Низькотемпературні процеси Низькотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину охолоджують. При охолодженні речовин рух атомів і молекул поступово сповільняється і за температури, що становить — 273,15 0С зупиняється. Температури близькі до «абсолютного нуля» (-273,15 0С) називають кріогенними (від грецьк. «кріон» — холод).

При охолодженні речовин до дуже низьких температур змінюються їхні властивості. Наприклад, гума з еластичної стає крихкою і при ударі молотком розлітається на уламки. Низькі температури, які використовують у промисловості умовно поділено на чотири області. Першою є область помірно низьких температур (від +27 0С до — 73 0С). У цьому діапазоні температур зберігають продукти харчування.

За нею йде область глибокого холоду (від — 73 0С до — 203 0С). За цих температур розділяють повітря на складові, зріджують кисень, азот тощо. Далі йде область кріогенних температур (від — 203 0С до — 272,7 0С). У цьому діапазоні температур зріджують гелій та інші гази. Нижче — 272,7 0С лежить область наднизьких температур.

Низькотемпературні процеси використовують у харчовій промисловості, в енергетиці, ракетобудуванні, в медицині, біології. Навіть у медицині впроваджується кріогенна хірургія, при якій проводять операції майже без виділення крові.

Шляхи удосконалення термічних процесів Заміна малопродуктивного обладнання на продуктивніше. Наприклад, у сталеварінні замінюють малопродуктивні мартенівські однованні печі на двованні або на кисневі конвертери, розливання сталі у виливниці замінюють на безперервне розливання сталі. Внаслідок упровадження цих заходів збільшується продуктивність обладнання та зменшується собівартість продукції. У кольоровій металургії та виробництві сірчаної кислоти багаточеревневі печі для випалення сировини замінюють на печі із «псевдокиплячим шаром», які майже у 10 разів продуктивніші. Внаслідок кращого вигорання сірки повніше економніше використовується сировина, поліпшується якість продукції.

Заміна застарілих процесів на нові прогресивніші. Наприклад, отримання сталі за чавуну, яке потребує великої кількості палива (коксу, природного газу), води тощо замінюють на отримання сталі з металізованих грудок (без чавунне варіння сталі), для виготовлення яких використовують малокалорійне паливо. Температура, за якої отримують металізовані грудки, значно нижча, ніж чавуну. Запровадження екологічно чистих, безвідходних, енергоощадних технологій. Наприклад, варіння чавуну: отриманий шлак починають переробляти на шлаковату, шлакоцемент тощо (для будівельної індустрії); теплоту домнового газу використовують для підігрівання повітря, сировини; гарячу воду використовують для побутових потреб; надвишок тиску домнового газу — для отримання електроенергії, якою забезпечують домновий цех; пил, який вилучають з домнового газу, використовують у процесі агломерації руди та повертають у домну у вигляді грудок або офлюсованого агломерату.

Довгий час теплота була єдиним рушієм технологічних процесі, а нагрівання сировини до високих температур чи охолодження до низьких — єдиним шляхом отримання деяких видів продукції та поліпшення її властивостей. Із розвитком науки і техніки з'явилися нові рушії технологічних процесів: каталізатор, ультразвук, тиск тощо. Використання нових рушіїв поліпшило техніко-економічні показники обладнання, зменшило енергомісткість продукції, поліпшило її якість.

Барометричні процеси Барометричні-це такі ТП головним рушієм яких є тиск. Використовують для видобування корисних копалин, передавання їх до місця перероблення, для зміни форми та розмірів заготовок (кування, штампування) Технологія використовує як низький так і високий тиск, межею поділу є атмосферний тиск. Для створення і високого і низького(вакуум) тиску потрібне спеціальне обладнання.

Низький тиск -нижчий за атмосферний і назив. Вакуум, використовується для виготовлення мікросхем, надчистих металів і сплавів, зберігання продуктів харчування, розділення нафти на мастила, очищення розплавлених металів і сплавів від газів і неметалевих включень. На будівництві низький тиск використ. Для бетонування, при цьому збільшується міцність, морозо і зносостійкість бетону та скорочується час його застигання.

Високий тиск

-вищий за атмосферний Використовується для перетворення газової, рідинної та твердої сировини на готову продукцію. 1)Стисненні гази-займають менший об*єм, внаслідок чого збільшується концентрація, присорюється перетворення газової сировини на продукцію. 2)Рідинна фаза: високі тиски використовують для проходження у рідинній фазі. 3)Тверді речовини-менш стискаються ніж гази чи рідини, тому процеси, що відбуваються проходять під високим тиском 10000-25000 МПа. Високий тиск використовується для створення безвідходних та енергоощадних технологій, але тиск дорогий і не завжди екон.вигідний бо потребує товстостінного і дуже міцного обладнання та великих витрат енергії, тому барометричні процеси намагаються замінити іншими екон. вигідними процесами

Каталізні процеси

Каталізними називають такі технологічні процеси, в ході яких головним рушієм є каталізатор. Каталізаторами називають речовини, які змінюють швидкість хімічних реакцій, а самі (хімічно та кількісно) залишаються незмінними.

Каталізні процеси лежать в основі виробництва бензину, амоніаку, сірчаної й азотної кислот, спиртів, альдегідів тощо. Каталіз широко використовують у процесі виробництва лікарських речовин, мийних засобів. Каталіз лежить в основі перспективних способів виробництва рідинного палива з вугілля, сланців, торфу. Усе ширше використовують каталіз для охорони довкілля від забруднення стічними водами, шкідливими промисловими газами.

У більшості каталізні процеси є безперервними, замкненими, безвідходними, енергоощадними, дуже продуктивними. Каталізні процеси за техніко-економічними показниками не мають собі рівних.

Роль каталізаторів виконують тверді, рідинні та газові речовини.

Тверді каталізатори — це метали (мідь, срібло, платина, хром та ін.) й оксиди (V2O5, SiO2, Al2O3, алюмосілікати тощо).

Рідинні каталізатори — це кислоти та луги, наприклад сірчана кислота (H2S04), фосфорна кислота (Н3РО4). Газові каталізатори використовують дуже рідко.

Залежно від агрегатного стану каталізатора та реагуючих речовин (сировини) каталізні процеси поділяють на