Produkcja ciągła - Continuous production

Produkcja ciągła to przepływowa metoda produkcji wykorzystywana do wytwarzania , produkcji lub przetwarzania materiałów bez przerw. Produkcja ciągła nazywana jest procesem ciągłym lub procesem ciągłego przepływu, ponieważ materiały, zarówno suche, jak i płyny, które są przetwarzane, są w ciągłym ruchu, przechodzą reakcje chemiczne lub są poddawane obróbce mechanicznej lub cieplnej. Przetwarzanie ciągłe kontrastuje z produkcją seryjną .

Ciągła zwykle oznacza pracę 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu z rzadkimi przestojami konserwacyjnymi, takimi jak półroczne lub roczne. Niektóre zakłady chemiczne mogą działać dłużej niż rok lub dwa lata bez przestojów. Wielkie piece mogą działać od czterech do dziesięciu lat bez przerwy.

Wspólne procesy

Ciągła linia produkcyjna do robienia spaghetti

Niektóre typowe procesy ciągłe to:

Pracownicy produkcyjni w produkcji ciągłej zwykle pracują na zmiany rotacyjne .

Procesy są prowadzone w sposób ciągły ze względów praktycznych i ekonomicznych. Większość z tych branż jest bardzo kapitałochłonna, dlatego kierownictwo jest bardzo zaniepokojone straconym czasem operacyjnym.

Zamykanie i uruchamianie wielu ciągłych procesów zazwyczaj skutkuje niską jakością produktu, który musi zostać ponownie przetworzony lub zutylizowany. Wiele zbiorników, zbiorników i rur nie może być wypełnionych materiałami ze względu na niepożądane reakcje chemiczne, osadzanie się zawieszonych materiałów lub krystalizację lub twardnienie materiałów. Ponadto temperatury i ciśnienia w cyklu cyklicznym podczas uruchamiania i wyłączania niektórych procesów (piec liniowych, kotłów, wielkich pieców, zbiorników ciśnieniowych itp.) mogą powodować zmęczenie metalu lub inne zużycie spowodowane cyklami ciśnieniowymi lub termicznymi.

W bardziej złożonych operacjach istnieją sekwencyjne procedury wyłączania i uruchamiania, które muszą być dokładnie przestrzegane w celu ochrony personelu i sprzętu. Zazwyczaj uruchomienie lub wyłączenie zajmuje kilka godzin.

Procesy ciągłe wykorzystują sterowanie procesem do automatyzacji i kontrolowania zmiennych operacyjnych, takich jak natężenia przepływu, poziomy w zbiornikach, ciśnienia, temperatury i prędkości maszyny.

Procesy półciągłe

Wiele procesów, takich jak linie montażowe i lekka produkcja, które można łatwo wyłączyć i ponownie uruchomić, uważa się dziś za półciągłe. W razie potrzeby mogą pracować na jedną lub dwie zmiany.

Historia

Najstarszym procesem ciągłego przepływu jest wielki piec do produkcji surówki . Wielki piec jest okresowo ładowany rudą, paliwem i topnikiem oraz okresowo spuszczany z roztopionej surówki i żużla; jednak reakcja chemiczna redukcji żelaza i krzemu, a następnie utleniania krzemu jest ciągła.

Procesy półciągłe, takie jak produkcja maszynowa papierosów, zostały nazwane „ciągłymi”, gdy się pojawiły.

Wiele współczesnych, naprawdę ciągłych procesów, pierwotnie było operacjami wsadowymi.

Cromford młyn z 1771 roku, zaprojektowany przez Richard Arkwright był pierwszą fabrykę w użyciu procesu ciągłego od surowca do gotowego produktu w serii operacji.

Maszyna papiernicza Fourdrinier , opatentowana w 1799 roku, była jednym z najwcześniejszych procesów produkcji ciągłej ery rewolucji przemysłowej . Wyprodukowała ciągłą wstęgę papieru, która została uformowana, sprasowana, wysuszona i zwinięta w rolkę. Wcześniej papier był wytwarzany w pojedynczych arkuszach. Maszyna papiernicza wpłynęła na inne procesy ciągłe, takie jak ciągłe walcowanie żelaza, a później stali.

Kolejnym wczesnym ciągłym procesem był młyn mączny Olivera Evansa (ok. 1785), który był w pełni zautomatyzowany.

Wczesna produkcja chemiczna i rafinacja ropy naftowej odbywała się partiami, dopóki kontrola procesu nie została wystarczająco rozwinięta, aby umożliwić zdalną kontrolę i automatyzację ciągłego przetwarzania. Procesy zaczęły działać nieprzerwanie w XIX wieku. Na początku XX wieku procesy ciągłe były powszechne.

Wyłączenia

Oprócz przeprowadzania konserwacji, przestoje występują również podczas modyfikacji procesu. Obejmują one instalowanie nowego sprzętu w głównym przebiegu procesu lub wiązanie lub tworzenie przepisów dotyczących powiązanych podprocesów lub sprzętu, który można zainstalować podczas trwania procesu.

Zamykanie skomplikowanych procesów może zająć tygodnie lub miesiące planowania. Zazwyczaj odbywa się seria spotkań w celu koordynacji i planowania. Zazwyczaj dotyczą one różnych działów, takich jak konserwacja, energetyka, inżynieria, bezpieczeństwo i jednostki operacyjne.

Wszystkie prace są wykonywane zgodnie ze starannie uporządkowanym harmonogramem, który obejmuje różne branże, takie jak monterzy rur, ślusarze, elektrycy, mechanicy, robotnicy itp. oraz niezbędny sprzęt (dźwigi, sprzęt mobilny, sprężarki powietrza, spawarki, rusztowania itp.) oraz wszystkie materiały eksploatacyjne (części zamienne, stal, rury, przewody, nakrętki i śruby) oraz przepisy dotyczące zasilania na wypadek, gdyby zasilanie zostało również wyłączone w ramach przerwy. Często część prac wykonuje jeden lub więcej wykonawców zewnętrznych, zwłaszcza jeśli zainstalowano nowy sprzęt.

Bezpieczeństwo

Spotkania dotyczące bezpieczeństwa odbywają się zazwyczaj przed i podczas przestojów. Inne środki bezpieczeństwa obejmują zapewnienie odpowiedniej wentylacji gorących obszarów lub obszarów, w których tlen może zostać wyczerpany lub mogą występować toksyczne gazy oraz sprawdzanie zbiorników i innych zamkniętych obszarów pod kątem odpowiednich poziomów tlenu i zapewnienie braku toksycznych lub wybuchowych gazów. Wszelkie maszyny, na których będą prowadzone prace, muszą być odłączone elektrycznie, zwykle poprzez rozrusznik silnika, aby nie mogły działać. Powszechną praktyką jest zakładanie kłódki na rozrusznik silnika, którą może otworzyć tylko osoba lub osoby, które są lub są zagrożone podczas wykonywania pracy. Inne środki rozłączające obejmują usuwanie sprzęgieł między silnikiem a sprzętem lub użycie środków mechanicznych, aby uniemożliwić ruch sprzętu. Zawory na rurach podłączonych do statków, do których wejdą pracownicy, są przykute i zamknięte na klucz, chyba że zostaną podjęte inne środki, aby zapewnić, że nic nie przejdzie przez rury.

Procesor ciągły (sprzęt)

Produkcja ciągła może być uzupełniona za pomocą procesora ciągłego . Przetwornice ciągłe są przeznaczone do ciągłego mieszania lepkich produktów, wykorzystując połączenie mieszania i przenoszenia. Łopatki w komorze mieszania (beczce) są zamontowane na dwóch współbieżnych wałach, które odpowiadają za mieszanie materiału. Beczki i łopatki są wyprofilowane w taki sposób, że łopatki tworzą między sobą działanie samoczynnego wycierania, minimalizując gromadzenie się produktu, z wyjątkiem normalnych luzów roboczych ruchomych części. Beczki mogą być również podgrzewane lub chłodzone w celu optymalizacji cyklu mieszania. W przeciwieństwie do ekstrudera, obszar mieszania objętości pustych w procesorze ciągłym jest spójny na całej długości beczki, zapewniając lepsze mieszanie i niewielki lub zerowy wzrost ciśnienia. Procesor ciągły działa poprzez dozowanie proszków, granulek, płynów itp. do komory mieszania maszyny. Kilka zmiennych pozwala procesorowi ciągłemu na wszechstronność dla szerokiej gamy operacji mieszania:

  1. Temperatura lufy
  2. Prędkość mieszadła
  3. Szybkość podawania, dokładność podawania accuracy
  4. Czas retencji (funkcja szybkości podawania i objętości produktu w komorze mieszania)

Procesory ciągłe są wykorzystywane w następujących procesach:

  • Mieszanie
  • Mieszanie
  • Ugniatanie
  • Strzyżenie
  • Krystalizacja
  • Hermetyzacja
  • Uszczelka

Procesor ciągły ma nieograniczone możliwości mieszania materiałów, ale udowodnił swoją zdolność do mieszania:

  • Tworzywa sztuczne
  • Kleje
  • Pigmenty
  • Kompozyty
  • cukierek
  • Guma
  • Pasta
  • Tonery
  • Masło orzechowe
  • Spaghetti/Makaron
  • Odpady

Bibliografia

Źródła i dalsza lektura

  • RH Perry, CH Chilton, DW Green (red), Podręcznik inżynierów chemicznych Perry'ego (7 wydanie) , McGraw-Hill (1997), ISBN  978-0-07-049841-9
  • Każda z głównych gałęzi przemysłu ma zazwyczaj jeden lub więcej magazynów branżowych, w których stale zamieszczane są artykuły o operacjach zakładu, nowym sprzęcie i procesach oraz porady dotyczące obsługi i konserwacji. Magazyny branżowe to jeden z najlepszych sposobów na informowanie o najnowszych osiągnięciach.