На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 96259


Наименование:


Курсовик Разработка технологии производства полимерных пленок методом экструзии с раздувом

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 17.4.2016. Сдан: 2013. Страниц: 73. Уникальность по antiplagiat.ru: 100.

Описание (план):



Содержание

Введение ………………………………………………………………………. 3
1. Технологическая часть………………………………………………………. 5
1.1Назначение и характеристика готовой продукции………………..……. 5
1.2Выбор и обоснование рецепта…………………..…………………..…… 9
1.3 Выбор и обоснование способа производства………………………….. 19
1.4 Описание технологического процесса производства пленки ………… 17
1.5. Описание оборудования и оснастки……………………………………. 36
1.6. Переработка отходов производства ………………………………..….. 47
1.7. Безопасность жизнедеятельности …………………………………….... 49
2. Расчетная часть………………………………………………………..…...... 54
2.1. Расчет мощности проектируемого участка…….…………………….… 54
2.2. Описание расчета рецепта…………………………………………….... 56
2.3. Составление материального баланса ……………...…………………... 59
2.4. Расчет оборудования…………..…………………………………..……. 60
2.5. Расчет расходных коэффициентов……………………………………... 62
2.6. Тепловой расчет экструдера…………………………………………... 64
Заключение………………………………………………………………..….. 67
Список используемых источников………………………………………..… 68
Приложения…………………………………………………………………… 71



Введение
В наше время, такой материал, как полиэтилен, крайне востребован. Этому факту есть два объяснения. Во-первых, технология изготовления изделий из полиэтилена сравнительно проста и экономична. Во-вторых, данный материал имеет ряд особенных свойств и характеристик.
Изделия из полиэтилена широко используются в различных сферах человеческой деятельности. Этот материал необходим для производства труб (газовых, водопроводных), стройматериалов, волокн, деталей автомашин. Особое место полиэтилен занимает в производстве упаковочных пленок и пакетов.
Таким образом, появление полиэтилена произвело революцию в быту, производстве и общественной жизни. За годы своего существования он прочно обосновался в жизни человека и теперь востребован многими крупными организациями и производствами.
Сегодня мы уже не можем представить свою жизнь без пакетов, пленок, упаковки т.д. Ведь все изделия просты, очень удобны и дешевы [1].
Для производства пленки для пакетов используют такие полимеры как полиэтилен высокой плотности ПЭВП низкого давления НД, полипропилен ПП, полиэтилен низкой плотности ПЭНП высокого давления ВД, наиболее подходящим полимером для изготовления пищевой пленки будет, является ПЭНП (ВД), так как имеет такие преимущества как влагостойкость, эластичность, стойкость к химическому воздействию.
Пленка может получаться разными методами, такими как экструзия плоскощелевая и рукавная экструзия или экструзия с раздувом. Наиболее подходящим методом будет, является рукавная экструзия или экструзия с раздувом.
В этой связи тема курсового проекта является актуальной.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Назначение и характеристика готовой продукции.
Проектом предусмотрен выпуск полиэтиленовой пленки для изготовления пищевых пакетов марки Н. ГОСТ 10354-82 [2].
Пленка выпускается методом рукавной экструзии или экструзией с раздувом из ПЭНП (ВД).
Пленка выпускается шириной 0,7 м, толщиной 0,03 мм, смотанной в рулоны в виде рукава. Физико-механические и электрические показатели пленки марки Н представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Физико-механические и электрические показатели пленки марки Н [2].
Наименование показателя Норма для марки
Н
толщиной до 0,03 мм включ. толщиной св. 0,03 мм до 0,10 мм включ. толщиной св. 0,10 мм
Высший сорт Первый сорт Высший сорт Первый сорт Высший сорт Первый сорт
1. Прочность при растяжении, МПа (кгс/см2), не менее: . . . . . .
в продольном направлении 14,7 (150) 14,7 (150) 14,7 (150) 13,7 (140) 14,7 (150) 13,7 (140)
в поперечном направлении 11,8 (120) 11,8 (120) 12,7 (130) 11,8 (120) 13,7 (140) 12,7 (130)
2. Относительное удлинение при разрыве, %, не менее: . . . . . .
в продольном направлении 150 100 300 200 330 250
в поперечном направлении 150 130 350 300 400 300
3. Статический коэффициент трения - - 0,1-0,5 0,1-0,5
4. Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом, не более - - 1·1016 1·1016

Технические требования:
· Пленка не должна иметь трещин, запрессованных складов, разрывов и отверстий.
· Смещение пленки по торцу рулона допускается в пределах допуска по ширине.
· По физико-механическим и электрическим показателям полиэтиленовая пленка должна соответствовать требованиям к нормам.
· Пленка для упаковки пищевых продуктов должна соответствовать следующим показателям:
а)пленка не должна придавать дистиллированной воде постороннего запаха и привкуса выше 1 балла и изменять цвет и прозрачность дистиллированной воды;
б)концентрация формальдегида в водной вытяжке не должна превышать 0,1 мг/л.
в)При несоответствии этим требованиям пленку допускается использовать для других целей.
К упаковочным материалам, предназначенным для контакта с пищевой продукцией, предъявляются наиболее жесткие требования. При выборе упаковочного материала для таких видов продукции в первую очередь следует обеспечить необходимый уровень санитарно-гигиенических характеристик. Обязательным условием применения упаковочного материала для указанной продукции должно быть наличие гигиенического сертификата, подтверждающего физиологическую безвредность упаковки для человека.
Санитарно-гигиенические требования включают следующие положения:
· В состав упаковочного материала не должны входить высокотоксичные вещества, обладающие кумулятивными свойствами и специфическим действием на организм (канцерогенность, мутагенность, аллергенность и др.);
· Упаковочный материал не должен изменять органолептические и физиологические свойства продукции, а также выделять вредные вещества в количествах, превышающих допустимые с гигиенической точки зрения уровни миграции.
При гигиенической оценке пригодности материалов для контакта с пищевыми продуктами учитываются также следующие факторы:
· Отсутствие миграции в пищевые продукты чужеродных химических веществ, входящих в состав материалов, в количествах, превышающих гигиенический норматив;
· Отсутствие стимулирующего действия материала или его компонентов на развитие микрофлоры;
· Отсутствие химических реакций или других взаимодействий между материалом и пищевым продуктом [3].
1.2 Выбор и обоснование рецепта.
Для производства пищевой пленки для пакетов используют такие полимеры как ПЭВП (НД), ПП, ПЭНП (ВД). В таблице 2 представлены свойства и цены этих полимеров.
Таблица 2 - Свойства и цены ПП, ПЭВП, ПЭНП [4].
Свойство ПП ПЭВП(НД) ПЭНП(ВД)
1 2 3 4
Газопроницаемость: Водяной пар 0,7 0,3 1,3
Кислород 240 600 550
Химическая стойкость: Кислоты Щелочи Растворители Хор. Отл. Отл. Отл. Отл. Отл. Хор. Хор. Хор.
Температура эксплуатации, F -20-200 -20-250 -70-180
Прозрачность Прозр. Прозр. Прозр.
Пригодность для печати Хор. Уд. Уд.
Притягивание пыли Высокое Высокое Высокое
Стойкость к механическим повреждениям 110 38 112
Коробление 0,02 0,04 0,03
Жесткость (МУ, фунт/кв.дюйм) 200 150 10
Прочность на удар 1 10 20
Прочность на разрыв (по Элбмендорфу, г/мил) 25 30 100
Ломкость 300 100 400
Стоимость, руб./кг 89 100,53 110,51
Показатель текучести расплава (ПТР), г/10 мин 0,2-23 0,1-17 0,3-20

Анализ свойств полимеров, приведенных в таблице 3, показал, что ПЭНП (ВД) наиболее подходящее сырье для производства пищевой пленки методом рукавной экструзии или экструзии с раздувом, т.к. этот полимер имеет хорошие показатели прочности на удар, отличную химическую стойкость, а также низкую стоимость. ПТР полиэтилена низкой плотности составляет 0,3-20 г/10 мин.
Данное изделие выпускается по рецепту, представленному в таблице 3.
Таблица3 - Рецепт полиэтиленовой пленки марки Н.
Название ингредиента Количество
Полимер ПЭНП(ВД) 90%
Добавка термостабилизатор 10%

ПЭНП(ВД) - это разветвлённый, неполярный полимер, имеет кристаллическую структуру, степень кристалличности 60-75%.
Полимеризация этилена при высоком давлении - получение ПЭНП(ВД) .
По одному из самых распространенных методов полиэтилен получают полимеризацией этилена под давлением 100-350 МПа при 190-300°С в присутствии кислорода. Полимеризация этилена в присутствии кислорода протекает по радикальному механизму. При взаимодействии этилена с кислородом образуются свободные радикалы R•, реагирующие с молекулами этилена:
R•+ CH2=CH2 ? RCH2 -CH2•
Таким образом происходит инициирование полимеризации.
Рост цепи происходит за счет присоединения к образовавшемуся радикалу молекул этилена:
RCH2 CH2• + nCH2=CH2 ? R(CH2 ? CH2 )nCH2CH2 •
Обрыв цепи может идти путем рекомбинации макрорадикалов
~ CH2? CH2• + • CH2 ? CH2 ~ ? ~ CH2? CH2?CH2? CH2 ~
или диспропорционирования:
~ CH2? CH2• + • CH2 ? CH2 ~ ? ~ CH2? CH3+CH2= CH ~
В результате последней реакции на концах макромолекул полиэтилена появляются метильные и ненасыщенные группы.
В ходе полимеризации может происходить передача кинетической цепи от первичных или макрорадикалов на макромолекулы полимера:
~ CH2? CH2• + ~ CH2? CH2?CH2? CH2 ~ ?
? ~ CH2? CH3 + ~ CH2? ?H?CH2? CH2 ~
R• + ~ CH2? CH2?CH2? CH2 ~ ? RH+ ~ CH2? ?H?CH2? CH2 ~
Образовавшиеся из макромолекул полимера радикалы способны присоединять молекулы мономера:
~ CH2? ?H?CH2? CH2 ~ + mCH2=CH2?
?~ CH2? CH?CH2? CH2 ~
|
(CH2 ? CH2) m-1?CH2?CH2 •
В результате этих процессов в макромолекулах полиэтилена образуются боковые ответвления - этильные, пропильные, бутильные группы и даже более длинные цепи.
Наибольшее распространение для полимеризации этилена при высоком давлении получил метод двухкаскадного сжатия, одним из вариантов которого является следующий (рисунок 1).





Рисунок 1. Технологическая схема полимеризации этилена при высоком давлении в присутствии кислорода: 1?хранилище этилена; 2,4?смесители; 3?компрессор первого каскада; 5?компрессор второго каскада; 6?трубчатый реактор; 7?отделитель высокого давления; 8?отделитель низкого давления; 9?экструдер-гранулятор; 10?циклон; 11?бункер; 12?дозатор; 13?автоматические весы; 14?мешкозашивочная машина.
Свежий этилен с газоразделительной установки, смешанный с возвратным этиленом, из хранилища 1 поступает в смеситель 2, где к нему добавляется инициатор - кислород в количестве 0,002?0,006% (об.). Затем этилен поступает в компрессор первого каскада 3, в котором сжимается до 25?30 МПа. Сжатый этилен пропускается через смазкоотделитель и холодильник в смеситель 4, где смешивается с возвратным этиленом, поступающим из отделителя высокого давления 7. После этого следует дополнительное сжатие этилена в компрессоре второго каскада 5 до 150?300 МПа. Затем этилен вводится в трубчатый реактор 6, состоящий из последовательно соединенных теплообменников типа «труба в трубе». В наружной трубе протекает перегретая вода, которая является обогревающей для первой зоны и охлаждающей для второй и третьей зон. Разделение реактора на зоны условное. В первой зоне этилен подогревается до 150?190°С, во второй и третьей ? полимеризуется. Во второй зоне температура этилена за счет экзотермического эффекта полимеризации повышается до 240?270°С, а в третьей несколько снижается.
Смесь расплава полиэтилена и газообразного этилена из трубчатого реактора 6 поступает в отделитель высокого давления 7, где давления снижается до 25 МПа. Из отделителя 7 этилен возвращается через циклон, фильтр и холодильник (на схеме не показаны) в смеситель 4, а расплавленный полиэтилен подается в отделитель низкого давления 8, в котором давление снижается до 0,13?0,18 МПа. Отделяющийся здесь этилен поступает вначале на щелочную очистку, а затем через систему циклон - холодильник ? фильтр (на схеме не показаны) возвращается в смеситель 2; расплавленный полиэтилен направляется в экструдер-гранулятор 9. Гранулы полиэтилена подаются пневмотранспортом в циклон 10, откуда они поступают в бункер 11 и через дозатор 12 засыпаются в бумажные или полиэтиленовые мешки, находящиеся на автоматических весах 13. Мешки зашиваются на машине 14[5, c.74-79].
Наиболее подходящая марка для производства пищевой пленки, марка Н. Данная марка разрешена для контакта с пищевыми продуктами Госсанэпиднадзором РФ. Показатель текучести расплава 2,0 г/мин. Перерабатывается методом экструзии.
Физические и технологические свойства ПЭНП(ВД) представлены в таблице 4[6, c.1005-1006].
Свойства ПЭНП(ВД) . ПЭНП(ВД) обладает высокой химической стойкостью к различным средам. Он очень стоек к действию кислот, щелочей и водных растворов различных веществ. На него не действует даже концентрированная соляная и плавиковая кислоты. ПЭНП(ВД) не стоек по отношению к окислителям. Азотная кислота даже при довольно низкой концентрации окисляет полиэтилен. При повышении температуры до 50оС наблюдается разрушение полиэтилена в концентрированной кислоте уже на вторые сутки. Жидкий и газообразный хлор, фтор разрушают полиэтилен, а бром и йод поглощаются и диффундируют сквозь полимер.
ПЭНП(ВД) при 20оС не растворяется в органических растворителях. Однако некоторые растворители вызывают его набухание. При 80оС и выше ПЭНП(ВД) растворяется во многих органических растворителях, особенно в алифатических и ароматических углеводородах и их галогенпроизводных. Степень набухания и растворимость зависит от природы растворителя, продолжительности его воздействия, температуры и толщины изделия. При практическом использовании изделий из ПЭНП(ВД) следует учитывать конкретные условия их эксплуатации.

Таблица 4- Свойства полиэтилена [6, c.1005-1006].
Показатели ПЭНП(ВД)
Плотность, г/см3 0,919-0,929
Характеристич. Вязкость, дл/г 1,5-0,8
Темп-ра плавления, °С 108-112
Темп-ра хрупкости, °С -120 - -80
Теплопроводность, Вт/(м*К) Кал/(сек*см*°С) 0,33-0,36 7,8*10-4-8,5*10-4
Уд.теплоемкость при20-25°С кдж/(кг*К) кал/(г*°С) 1,88-2,51 0,45-0,60
Темп-рный коэфф. линейного расщирения(0-100°С), °С-1 2,1*10-4-5,5*10-4
Темп-рный коэфф. объемного расщирения(0100°С), °С-1 6*10-4-16*10-4
Морозостойкость, °С -70
Прочность, МН/м2,(кгс/см2) при растяжении при изгибе при срезе 17-10(170-100) 20-17(200-170) 17-14(170-140)
Прочность на разрыв, мН/м 3,1
Предел текучести, МН/м2,(кгс/см2) 9-16(90-160)
Относительное удлинение, % в начале течения при разрыве 15-20 800-500
Модуль упругости при изгибе МН/м2,(кгс/см2) 120-260 (1200-2600)
Сопротивление раздиру, кн/м 70-90
Водопоглощение за 24 ч при 20°С,% 0,01
Влагопроницаемость, кг/(м*сек*н/м2) [г/(см*ч*мм рт. Ст.)] 3,12*10-16 [1,5*10-9]
Газопроницаемость Р*1019,м2/(сек*н/м2) [Р*1010, см2/(сек*см рм. ст.)] По азоту По кислороду 50,2 [0,66] 179,4[2,36]
Диэлекрич. проницаемость при 1 кгц-1Мгц(20°С) 2,2-2,3
Тангенс угла диэлектрич. потерь при 1 кгц-1Мгц(20°С) 0,0003
Уд. объемное элекртрич. сопротивление, Том*м (ом*см) 1000(1017)
Ударная вязкость с надрезом, кгс/см2 Не ломается
Твердость по Бринеллю, Мн/м2,(кгс/мм2) 17-25(1,7-2,5)
Степень кристалличности,% 55
Максимальнвя усадка,% 80
Усадочное натяжение, МПа 1,7-2,8
Температура усадки пленки, °С 65-120

Увеличение массы образцов ПЭНП(ВД) плотностью 0,92 г/см3 после выдержки в воде в течение от 1 месяца до 1 года составляет 0,04-0,15% соответственно. При дальнейшей выдержке образцов в воде до трех лет при 20оС его масса не увеличивается. При повышении температуры поглощение воды полиэтиленом немного увеличивается и составляет примерно 0,35% после выдержки образцов в течение трех лет.
ПЭНП(ВД) характеризуется низкой газо- и паропроницаемостью. По мере увеличения плотности / кристалличности / полиэтилена проницаемость уменьшается.
Готовые изделия из ПЭНП(ВД), испытывающие механические нагрузки, под влиянием окружающей среды могут растрескиваться, несмотря на то, что сам материал стоек к действию, как механической нагрузки, так и окружающей среды отдельно взятых. Это явление называется растрескиванием под напряжением. В изделиях механическая нагрузка может создаваться внутренним давлением в трубах, емкостях, при укладке ящиков и т. п., а также внутренними напряжениями, возникающими в готовых изделиях вследствие отклонения от оптимальных режимов их изготовления. Таким образом, долговечность изделий из ПЭНП(ВД) зависит как от свойств исходного полиэтилена, так и качества полученного из него изделия, а также от условий эксплуатации.
Растрескивание ПЭНП(ВД) может происходить на воздухе в присутствии СО, СО2, паров влаги, однако этот процесс происходит медленно. Ускорение процесса растрескивания наблюдается в присутствии различных активных сред. Это в основном низковязкие полярные жидкости, в которых сочетаются низкое поверхностное натяжение и способность адсорбироваться на поверхности полимера. Обычно стойкость к растрескиванию определяют в водном растворе поверхностно-активного вещества. Стойкость к растрескиванию под напряжением в поверхностно-активных средах повышается с увеличением молекулярного веса полиэтилена. Кроме того, она зависит от режима изготовления изделия и условий его эксплуатации.
Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотн........

Список используемых источников

1. Центр пакетных технологий. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: < publications/pvd_pakety.html>.
2. ГОСТ 10354-82 - Пленка полиэтиленовая. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2007. - 22 с.
3. Торговля и общественное питание: Санитарно-эпидемиологические требования к организациям торговли пищевыми продуктами. Выпуск 8 (59).
4. Полиэтилен и его свойства [Электронный ресурс]. - page/smoli-polietilen.html
5. Брацихин Е.А. Технология пластических масс/ Е.А.Брацыхин, И.О. Шульгина; ?Л.: Химия, 1982.- 328 с.
6. Энциклопедия полимеров/ Под редакцией В. А. Каргина - М.: Советская энциклопедия, 1972. - т. 1 ?1224с.
7. Полимерная индустрия энциклопедии [Электронный ресурс].? Режим доступа: < information/articles/42/>
8. Термостабилизатор. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: wp-content/uploads/2011/09/Argutherm-AO-18-LD_термостабилизатор.pdf
9. Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов / С.В. Власов, Л.Б. Кандырин, В.Н. Кулезнев и др. - М.: Мир, 2006. - 600 с.
10. Сайт о химии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: < encyklopedia/2/3407.html>
11. Лебедева, Т.М. Экструзия полимерных пленок и листов / Т.М. Лебедева. - СПб.: ЦОП «Профессия» , 2009. - 216 с.
12. Гравиметрический блендер-дозатор // Группа компаний Полимер сервис - 2004-2011, [Электронный ресурс]. - URL: catalog/cat-101-dozatori-dlya-polimernogo-proizvodstva/
13. Гравиметрический блендер-дозатор Shini // Шини. Полимерные технологии - 2012, [Электронный ресурс]. - URL: products_Gravimetric_Blenders-SGB.html
14. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин и др.; под ред. А.А. Берлика. - СПб.: Профессия, 2008. - 560 с
15. ООО «ОРЕЕНТАЛ ГРУПП» [ Электронный ресурс]. - URL:
16. Производство изделий из полимерных материалов: учеб. пособие / В.К. Крыжановский, М.Л. Кербер, В.В. Бурлов, А.Д. Паниматченко; под ред. А.А. Берлика. - СПб.: Профессия, 2008. - 460 с
17. Экструзия / В.И. Бухгалтер, С.И. Гецас, В.Л. Диденко, М.С. Курженкова. - 2-е изд., перераб. - Л.: Химия, 2000. - 112с
18. Раувендааль К. Экструзия полимеров / Пер. с англ.и под ред. А. Я. Малкина. - СПб.: Профессия, 2008. - 768 с.
19. Ким В.С. Теория и практика экструзии полимеров: учеб. пособие для вузов / В.С. Ким. - М.: Химия, КолоС, 2005. - 568 с
20. Абдель-Бари, Е.М. Полимерные пленки / Е.М. Абдель-Бари: пер. с англ. под. ред. Г.Е. Заикова. - СПб.: Профессия, 2006. - 352 с
21. Микаэли В. Экструзионные головки для пластмасс и резины: конструкции и технические расчеты / Пер. с англ. и ред. В.П. Володина. - СПб.: Профессия, 2007. - 472 с
22. Характеристика экструзионной установки // Ника групп 2011, [Электронный ресурс]. - URL: rus/equipment/div2/111.html
23. Завод полимерного машиностроения [Электронный ресурс]. - URL: >24. ГОСТ Р 51760-2011 - Тара потребительская полимерная. Общие технические условия. - М.: Стандартоинформ, 2012.
25. Черных, Е.В. Основные расчеты в курсовом и дипломном проектировании: методические указания / Е. В. Черных. - Новосибирск: НТИ (филиал) МГУДТ, 2008. - 60с.
26. Международный государственный стандарт ГОСТ 16337-77, «Полиэтилен низкой плотности»?М.: ИПК издательство стандартов, 1988.
27. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопастности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М: Стандартинформ, 2006. - 49 с.





Перейти к полному тексту работы


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.