Негізгі технологиялық өзгертулер мен үрдістер

Химиялық технология - бұл шикізатты өнімдер мен бұйымдарға өңдеудің әдістері және үрдістері жайлы ғылым. Химия - технологиялық үрдіс бір – біріне байланысты үш базистік элементерден тұрады: шикізат, жабдықтар, энергия. Олар ғылыми-техникалық прогрестің деңгейі, күйі және экономикасымен байланысты. Бұл базистік элементтердің бір-бірімен байланысы белгілі бір реттілікпен орындалатын арнайы технологиялық операциялардың жеке сатыларында анық байқалады. Процестер, өзгертулер және операциялардың негізінде объективті сипатқа ие болған заңдар мен заңдылықтар жатыр, бірақ сонымен бірге технология арнайы, жеке заңдылықтар мен тәуелділіктер негізінде де ұйымдастырылады. Технологиялық процесс жалпы және арнайы заңдылықтар мен принциптерге сүйенген сайын, оның оңтайлылығы жоғары және шығарылатын өнім сапасы жақсы болады.

Шикізат технологияның базистік элементі ретінде дайын өнімдер мен материалдар алу үшін өңдеуге түседі. Төменде 3-ші бөлімде гидроизоляциялық материалдар өндірісінде қолданылатын шикізаттар жайлы толық мәліметтер көрсетілген. Гидроизоляциялық материалдар технологиясындағы негізгі шикізат ретінде, мұнай, тас көмір, ағаш өңдеу өрдірісінің өнімдері болып есептелетін органикалық қосылыстар кеңінен қолданылады. Кейде битум, конифоль сияқты табиғи органикалық қосылыстар, сонымен бірге өндіріс қалдықтары мен екінші реттік шикізаттар да қолданылады.

Қондырғылар мен жабдықтар технологияяның екінші базистік элементі ретінде өндірістегі технологиялық операцияларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Өндірістің қазіргі замаңғы қондырғылармен жабдықталу дәрежесі жоғары болған сайын өндірістің тиімділігі мен өнімнің сапасы да жоғары болады.

Технологияның үшінші базистік элементі энергия қондырғыларды және де өндірістік үрдісті әрекетке келтіреді. Қазіргі кезде гидроизоляциялық материалдарды өндіретін кәсіпорындарда негізінен қатты, сұйық және газ тәрізді отынды жағу арқылы өндірілетін электр және жылу энергиясы қолданылады.

Гидроизоляциялық материалдар өндірісінде жалпы заңдылықтар мен принциптерге сүйенетін және қондырғылар мен жабдықтар әрекетінің кинематикалық сызбасы ұқсас болған, үш типтік процесс пен өзгертуді бөліп көрсетуге болады. Негізгі үрдістер мен өзгерулерге мыналар жатады:

- дайындық жұмыстары;

- үлестенген шикізаттық материалдарды арасластыру;

- араласпаны қалыптау және тығыздау;

- материалдар мен бұйымдарды арнайы өңдеу.

Сонымен бірге өнімді тасымалдау, қоймаға оранластыру, сақтау, өнім сапасын бақылау сияқты қосалқы операцияладың да маңызы зор.

Дайындық жұмыстарының негізгі мақсаты, шикізатқа технолгиялық операциялардың кезекті циклдерінен ыңғайлы өтуге мүмкіндік беретін технологиялық күй беру болып табылады.

Қолданылатын шикізаттың түріне байланысты дайындық жұмыстары төмендегілерді қамтиды: майдалау, ұнтақтау, көбіндіру және басқа да шикізатты жоғары дисперсті күйге өткізу тәсілдері; бөлшектердің бетін тазалау және фракциялау; байыту, яғни массасы және сапалық көрсеткіштері бойынша шикізаттың біртектілігін арттыру. Бұл көбнесе бөлшектердің беттік белсенділігін арттыру немесе оның полярлылығы мен беттік кернеулілігін өзгерту мақсатында физика-химиялық өңдеумен бірге жүреді. Дайындау жұмыстарына сонымен бірге компоненттерді қыздыру, қажетті болған жағдайда кептіру және ылғалдандыру да жатады. Бұл операциялардың әрқайсысы белгілі бір физикалық, физика-химиялық заңдылықтарға негізделген. Мысалы, майдалау және ұнтақтау – майдаланатын бөлшектердің диаметрін кішірейту арқылы беттік ауданын арттыру және келесі араластыру мен фракциялау сатыларында жұмсалатын беттік бос энергияның жылдам артуына негізделген. Байыту таңдалған тәсілге байланысты, гравитация, сепарция, флотация т.б. заңдылықтарға негізделеді. Материалды қыздыру немесе салқындату негізінде жылу алмасу заңдылықтары жатыр және жылу беру тәсілдеріне байланысты жылу өткізгіштік заңы (Фурье заңы), конвекция (Ньютон заңы) және сәулелендіру (Больцман, Кирхгоф заңы) заңдылықтарына бағынады.

Үлестенген шикізаттық компоненттерді араластыру гидроизоляциялық материалдар технологиясындағы негізгі операция болып есептеледі. Шикізаттық компоненттерді араластыру үрдісі, жұғу, еру, ісіну, бір – бірімен қатнаста болатын бір немесе бірнеше фазалардан тұратын гетерегенді жүйелердің қалыптасуы үрдістерінің заңдылықтары негізінде жүреді. Фаза деп жүйенің басқа бөліктерінен беттік ерекшеленетін, бірдей құрам және қасиеттерге ие болған жүйенің бөлігін айтады. Гиббстің фазалар ережесі бойынша тепе-теңдіктегі жүйелердің компоненттері, фазалары және еркіндік дәрежесі сандарының арасындағы қатнасты сипаттайды. Фазалар ережесіне сәйкес, тепе-теңдіктегі физикалық жүйелер үшін еркіндік дәрежесі сандарының қосындысы мен фазалар саны, компоненттер санын екіге көбейткенге тең.

Ф = K – С + 2

Бұндағы С – еркіндік дәрежесі сандары, яғни жүйенің тепе-теңдігін бұзбастан өзгертуге мүмкін болған жағдайлар саны (температура, қысым, концентрация т.б), ол барлық жағдайда нөлден үлкен немесе тең болады, сондықтан Ф ≤ K + 2 теңдеуі орындалады, Ф – жүйедегі фазалар саны, К – жүйедегі компоненттер саны.

Физика-химиялық талдаудың үздіксіздік принципіне сәйкес – жүйенің компоненттері тұрақты болған кезде, жүйе күйінің параметрлері (қысым, температура, көлем) үздіксіз өзгерген жағдайда, жүйенің қасиеттері де үздіксіз өзгереді. Жүйе гомогенді немесе гетерогенді болуы мүмкін.

Гидроизоляциялық материалдар өндірісінде гомогенді жүйелерден бір ғана фазадан тұратын нағыз ерітінділер қолданылады. Гетерогенді жүйелерден гидроизоляциялық материалдар технологиясында – концентрациясы дисперсті жүйенің көлем немесе масса бірлігіндегі дисперсті фазаның массасымен өрнектелетін сұйық эмульсия немесе суспензиялар да қолданылады.

Өндірісте кең қолданылатын араластыру тәсілі – сыртқы энергия көзінен алынатын механикалық энергиямен араластыру болып табылады. Көп қолданылатын араластырғыштар мәжбүрлі әрекеттегі роторлы араластырғыштар.

Қалыптау және тығыздау үрдісі қажетті тығыздықтағы және пішіндегі бұйымдар алуға мүмікндік береді. Тығыздау кезінде араласпа бөлшектерінің бір-біріне жақындауы нәтижесінде молекулалық күш өрісінің қайта топтасуы және теңесуі жүзеге асып, молекулалардың бір – бірмен және оқшауланатын конструкция бетімен ұстасуы жүреді.

Суоқшаулағыш материалдар өндірісіндегі негізгі операцияларға қалыптау және тығыздау, каландерлеу, экструзия, престеу, көбіктендіру, бүрку, сіңіру т.б. сияқты операциялар жатады.