Производство плит из пенополиуретана

 

2.3. Подбор состава сырьевой смеси

       Расход  сырьевых компонентов на 1 м³ пенополиуретана (объемным весом 100 кг/м³) определяем по формуле:

,

где х – навеска компонента смеси, кг;

Р – требуемое количество пенополиуретана;

n – количество компонента в рецептуре, вес. ч.;

∑N– сумма весовых частей компонентов рецептуры, ∑N= 170.

Р = к·V·γ_об ,

где к – коэффициент потерь композиции, учитывающий механические потери и выделившийся газ, к ≈1,1;

V–объем подлежащий заполнению, V= 1м³;

γ_об– требуемый объемный вес, кг/м³.

Р = 1,1·1·100 = 110 кг.

Таблица 6. Расход сырьевых компонентов на 1 м³ пенополиуретана

 

2.4. Расчет потребности  предприятия в  сырьевых материалах

       Для определения потребности цеха в  сырье необходимо установить удельный расход на единицу готовой продукции  – 1 м³пенополиуретана (расчет материального баланса).

       Так как плотность расчётного пенополиуретана 100 кг/м³, то расчет материального баланса будет производиться на 100 кг материала.

Таблица 7. Расчет материального баланса на производство жесткого пенополиуретана

 

       Исходя  из выше приведенного расчета, можно  сделать вывод, что для производства 1 м³ (100 кг)пенополиуретана необходимо 121,73кгсырьевых компонентов.

       Для изготовления жесткого пенополиуретана (плотностью 100 кг/м³) необходимы следующие компоненты:

• полиэфир (мол.вес 1100. Разветвленный) – 11,76% — 14,31кг;
• полиэфир (мол.вес 800. Разветвленный) – 47,06% — 57,29кг;
• диизоцианат (ТДИ 65/35) – 39,71% — 48,34кг;
• катализатор (Диметилбензиламин) – 0,88% — 1,07 кг;
• эмульгатор (ОП-10) – 0,59%— 0,72кг.

 

       Потребность проектируемого цеха в сырье:

       Р_м = ПР_у,

       где Р_м – расход сырья в час, смену, сутки и год; кг.

       П – производительность цехав час, смену, сутки, год, кг;

       Р_у – удельный расход сырья, в кг/кг готовой продукции.

       Результаты  расчетов сведены в таблицу 8. 

Таблица 8.Потребность цеха в сырьевых материалах

 

2.5. Выбор потребного количества технологического оборудования

       В данном разделе приводится расчет количества машин (установок), необходимых для  выполнения производственной программы  по данному переделу.

       Требуемая часовая производительность по данному  технологическому переделу определяется по формуле:

       П_ч^п = П_час ∙ Р_у,

       где П_час – часовая производительность по данному технологическому переделу, кг/час;

       Р_у – удельный расход сырья, кг/кг готовой продукции.

1. Смешение компонентов: 18,17 ∙ 121,73 = 2211,83.
2. Термообработка: 18,17 ∙ 121,73 = 2211,83.
3. Разрезка блока на плиты: 18,17 ∙ 121,73 = 2211,83.

       Необходимое количество машин и другого оборудования определяют по формуле:

       М = П_ч^п / (П_п∙ К_и),

       где М – количество машин, подлежащих установке;

       П_ч^п – требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу, кг/час;

       П_п – паспортная или расчетная часовая производительность машин выбранного типоразмера, кг/час;

       К_и – нормативный коэффициент использования оборудования во времени (принимается равным 0,92).

1. Смесительное оборудование: М₁ = 2211,83 / (2400∙ 0,92) =1.Отсюда следует, что для поддержания данного технологического процесса достаточно установить 1 смесительную машину с производительностью 2400 кг/час.
2. Резательное оборудование: М₂ = 2211,83/ (2400 ∙ 0,92) =1. Отсюда следует, что для поддержания данного технологического процесса достаточно установить1 станок для резки блока на плиты производительностью до 2400кг/час.

Таблица 9. Ведомость оборудования цеха

 

 

2.6. Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции

       Геометрический  объем V(м³) складов рассчитывается по формуле:

V= Q · Z / N,

      где Q– годовой расход материала, т (м³);

       Z – число суток нормированного запаса (принимаем 7);

       N – число рабочих дней в году (принимаем 365).

       Объем складов сырьевых компонентов:

V (полиэфир 1100) = 103175,1 · 7 / 365 = 1978,7 т

V (полиэфир 800) = 413060,9 · 7 / 365 = 7921,76 т

V (ТДИ) = 348531,4 · 7 / 365 = 6684,16 т

V (Диметилбензиламин) = 7714,7 · 7 / 365 = 147,95 т

V (ОП-10) = 5191,2 · 7 / 365 = 99,56 т.

       Объем складов готовой  продукции:

       V_{гот. прод.} = 70000 · 7 / 365 = 1342,47 м³

 

       

2.7. Разработка технологии производства 

Рис.16. Технологическая схема производства пенополиуретана:

а –  цех приготовления компонентов  смеси; б – цех вспенивания  и обработки пенополиуретана

       Технологический процесс получения плит из пенополиуретана  состоит из следующих основных операций:

• подготовки сырья;
• смешения компонентов вспенивания и формования блоков;
• термообработки;
• обрезки кромок и разрезки блока на плиты.

       Подготовка  сырья производится в подготовительном цехе, технологическая схема которого показана на рис. 16, а. Основные компоненты рабочей смеси – толуилеидиизоцианат (ТДИ) и полиэфиры – насосами подаются в емкости 1 и 2.

       Остальные компоненты поступают в цех в  бочках или бидонах. Из емкостей 1 и 2 ТДИ и полиэфиры подаются в промежуточные емкости 3 (для ТДИ) и 4 (для полиэфиров). ТДИ, полиэфир и компоненты, необходимые для приготовления активаторной смеси, выдерживают при температуре 20–22°С длительное время (около 3 суток). Затем компоненты активаторной смеси, а также необходимое для реакции количество воды после точной дозировки взвешиванием на весах 5 подают для смешения в аппараты 6 с вертикальными мешалками. Далее полиэфиры и ТДИ из промежуточных емкостей, а также активаторная смесь из смесителей сжатым воздухом или насосами 7 поступает в рабочие мерники 8, 9, 10. Количество рабочих мерников для каждого состава, а также их объем устанавливают в зависимости от производительности цеха по пенополиуретану и необходимости обеспечения непрерывности процесса производства. Из мерников подготовленные компоненты сжатым воздухом подаются к дозирующим насосам 11, 12, 13 и далее к смешивающей машине.