ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО ПЛАСТИКОВОГО ЭЛЕМЕНТА КОНВЕЙЕРА
|
Введение 5
1 Анализ предметной области 9
1.1 Анализ характеристик полимерных материалов, применяемых в пищевой промышленности 9
1.2 Анализ полимерных материалов, применяемых для изготовления конвейерного оборудования, используемого в пищевой промышленности 12
1.3 Санитарно-эпидемологические и гигиенические требования,
применяемые к пищевым пластикам 20
1.4 Патентный поиск 23
1.5 Способы изготовления изделий из термопластов 44
1.5.1 Прессование 44
1.5.2 Литье под давлением 46
1.5.3 Экструзия 53
2 Материалы и методы исследования 61
2.1 Исследуемые материалы 61
2.2 Методы исследования 62
2.2.1 Дифференциальная сканирующая калориметрия 62
2.2.2 Термогравиметрический анализ 63
2.2.3 ИК-спектроскопия 64
2.2.4 Дилатометрия 66
2.2.5 Методика выполнения измерений химического потребления 67
кислорода в воде с использованием фотометрии
3 Выбор и обоснование пластиковых элементов конвейера,
применяемых в пищевой промышленности 70
3.1 Требования заказчика 70
3.2 Исследования физико-механических свойств элементов
конвейерного оборудования импортного и отечественного производства 70
3.2.1 Измерение коэффициентов линейного термического
расширения полимерных образцов 71
3.2.2 Термогравиметрический анализ полимеров методом
сканирования по температуре 74
3.2.3 Дифференциальная сканирующая калориметрия 75
3.2.4 Определение химического состава полимеров 75
3.2.5 Химическое потребление кислорода в пробах воды 76
3.3 Выбор и обоснование материала 76
3.4 Разработка технологического процесса изготовления пластикового
скользящего элемента конвейера 77
Заключение 83
Список использованных источников 84
Приложение
1 Анализ предметной области 9
1.1 Анализ характеристик полимерных материалов, применяемых в пищевой промышленности 9
1.2 Анализ полимерных материалов, применяемых для изготовления конвейерного оборудования, используемого в пищевой промышленности 12
1.3 Санитарно-эпидемологические и гигиенические требования,
применяемые к пищевым пластикам 20
1.4 Патентный поиск 23
1.5 Способы изготовления изделий из термопластов 44
1.5.1 Прессование 44
1.5.2 Литье под давлением 46
1.5.3 Экструзия 53
2 Материалы и методы исследования 61
2.1 Исследуемые материалы 61
2.2 Методы исследования 62
2.2.1 Дифференциальная сканирующая калориметрия 62
2.2.2 Термогравиметрический анализ 63
2.2.3 ИК-спектроскопия 64
2.2.4 Дилатометрия 66
2.2.5 Методика выполнения измерений химического потребления 67
кислорода в воде с использованием фотометрии
3 Выбор и обоснование пластиковых элементов конвейера,
применяемых в пищевой промышленности 70
3.1 Требования заказчика 70
3.2 Исследования физико-механических свойств элементов
конвейерного оборудования импортного и отечественного производства 70
3.2.1 Измерение коэффициентов линейного термического
расширения полимерных образцов 71
3.2.2 Термогравиметрический анализ полимеров методом
сканирования по температуре 74
3.2.3 Дифференциальная сканирующая калориметрия 75
3.2.4 Определение химического состава полимеров 75
3.2.5 Химическое потребление кислорода в пробах воды 76
3.3 Выбор и обоснование материала 76
3.4 Разработка технологического процесса изготовления пластикового
скользящего элемента конвейера 77
Заключение 83
Список использованных источников 84
Приложение
Технология производства пищевых продуктов существенно отличается от остальных химико - технологических производств. Никакая другая отрасль промышленности не предъявляет такие же высокие требования к процессам производства, как отрасли пищевой промышленности. Для всех процессов производства продуктов питания, начиная от получения и обработки сырья до транспортирования и выкладывания готовой продукции на полках магазинов, разработаны строгие нормативы и директивы, обязательные к исполнению.
Важной особенностью технологических процессов пищевых производств является необходимость соблюдения санитарно - гигиенических требований, которые связанны с охраной здоровья потенциальных потребителей.
Специфические условия пищевого производства, такие как: присутствие коррозионно - активных пищевых сред; регулярное использование моющих и дезинфицирующих растворов; повышенные температуры и существенные перепады давления определяет особые требования к подбору материалов для использования в конструкции технологического оборудования.
Промышленное пищевое оборудование, ввиду специфики применения, должно соответствовать ряду технологических требований: быть устойчивым к химическому, физическому и термическому воздействию, в связи с чем, для его производства применяются, как правило, допущенные к применению в пищевой промышленности материалы.
К компонентам индустриального пищевого оборудования предъявляются достаточно жесткие требования, закрепленные на законодательном уровне и обусловленные такими факторами, как: гигиена производства и безопасность здоровья потенциальных потребителей, предотвращение активности бактерий и частые профилактические работы.
Детали и компоненты пищевых машин и аппаратов должны:
- иметь полированную, гладкую, беспористую внутреннюю поверхность;
- не содержать вредных веществ, которые могут проникать в продукт;
- не служить питательной средой для патогенных микроорганизмов;
- не ухудшать органолептические свойства готовой пищевой продукции;
- обеспечивать сохранность биологической ценности продуктов;
- легко подвергаться плановой мойке, чистке и дезинфекции;
- не вступать в реакцию с различными видами щелочей и кислот.
Так же, пищевое оборудование должно обеспечивать защиту пищевых продуктов, в процессе обработки, от загрязнений из окружающей среды. При этом оно должно быть функциональным, удобным и эффективным.
Рассматривая процесс взаимодействия сырья и пищевых продуктов с материалами из которых производят пищевое оборудование, учитываются три важных фактора: нейтральность материала по отношению к обрабатываемому пищевому продукту (отсутствие воздействия пищевого продукта на материал); нейтральность продукта к воздействию на него материала; работоспособность материала с точки зрения выполнения требований технологического процесса.
Материалы, используемые в технологическом оборудовании пищевых производств, можно условно разделить на четыре основных группы:
- конструкционные материалы для деталей пищевого оборудования, не имеющих прямых контактов с пищевым сырьем или продуктом;
- материалы для деталей оборудования, имеющих непосредственный контакт с перерабатываемым сырьем или пищевым продуктом;
- наружные защитные покрытия для деталей, имеющих контакт с сырьем, пищевым продуктом, моющими или дезинфицирующими средствами;
- упаковочные материалы для потребительской и транспортной тары.
Материалы, из которых изготавливают любое пищевое оборудование для индустриального производства продуктов питания должны, в обязательном порядке, быть безвредными для здоровья потребителей готовой продукции, соответствовать требованиям производственной гигиены и быть допущенными для использования на предприятиях пищевой промышленности.
Разнообразные по составу и структуре пищевые полимеры используют в пищевой промышленности, как: конструкционные материалы или покрытия для пищевых машин и аппаратов; тароупаковочные материалы; консервные лаки и эмали; уплотнительные прокладки; рукава продуктопроводов; транспортерные ленты; подшипниковые узлы и многое другое.
Популярность полимеров, в качестве конструкционного материала для изготовления деталей пищевого оборудования, обусловлена рядом свойств: высокая прочность; стойкость к коррозии; хорошая обрабатываемость; малый вес; долгий срок эксплуатации; эстетический внешний вид и прочие. Кроме того, широкое распространение пищевые полимеры получили в качестве материала для упаковки различных пищевых продуктов [1].
Целью работы является сравнительное исследование физикомеханических свойств изделия относительно зарубежного аналога, а также разработка его технологического процесса.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ полимерных материалов для элементов скольжения, применяемых в пищевой промышленности;
2. Выбрать и обосновать материалы и методику исследования;
3. Провести сравнительное исследование зарубежных и отечественных материалов для элементов скольжения конвейера;
4. Разработать технологический процесс изготовления скользящего элемента конвейера.
Объект исследования: полимерный скользящий элемент конвейера. Предмет исследования: свойства полимерных материалов.
Важной особенностью технологических процессов пищевых производств является необходимость соблюдения санитарно - гигиенических требований, которые связанны с охраной здоровья потенциальных потребителей.
Специфические условия пищевого производства, такие как: присутствие коррозионно - активных пищевых сред; регулярное использование моющих и дезинфицирующих растворов; повышенные температуры и существенные перепады давления определяет особые требования к подбору материалов для использования в конструкции технологического оборудования.
Промышленное пищевое оборудование, ввиду специфики применения, должно соответствовать ряду технологических требований: быть устойчивым к химическому, физическому и термическому воздействию, в связи с чем, для его производства применяются, как правило, допущенные к применению в пищевой промышленности материалы.
К компонентам индустриального пищевого оборудования предъявляются достаточно жесткие требования, закрепленные на законодательном уровне и обусловленные такими факторами, как: гигиена производства и безопасность здоровья потенциальных потребителей, предотвращение активности бактерий и частые профилактические работы.
Детали и компоненты пищевых машин и аппаратов должны:
- иметь полированную, гладкую, беспористую внутреннюю поверхность;
- не содержать вредных веществ, которые могут проникать в продукт;
- не служить питательной средой для патогенных микроорганизмов;
- не ухудшать органолептические свойства готовой пищевой продукции;
- обеспечивать сохранность биологической ценности продуктов;
- легко подвергаться плановой мойке, чистке и дезинфекции;
- не вступать в реакцию с различными видами щелочей и кислот.
Так же, пищевое оборудование должно обеспечивать защиту пищевых продуктов, в процессе обработки, от загрязнений из окружающей среды. При этом оно должно быть функциональным, удобным и эффективным.
Рассматривая процесс взаимодействия сырья и пищевых продуктов с материалами из которых производят пищевое оборудование, учитываются три важных фактора: нейтральность материала по отношению к обрабатываемому пищевому продукту (отсутствие воздействия пищевого продукта на материал); нейтральность продукта к воздействию на него материала; работоспособность материала с точки зрения выполнения требований технологического процесса.
Материалы, используемые в технологическом оборудовании пищевых производств, можно условно разделить на четыре основных группы:
- конструкционные материалы для деталей пищевого оборудования, не имеющих прямых контактов с пищевым сырьем или продуктом;
- материалы для деталей оборудования, имеющих непосредственный контакт с перерабатываемым сырьем или пищевым продуктом;
- наружные защитные покрытия для деталей, имеющих контакт с сырьем, пищевым продуктом, моющими или дезинфицирующими средствами;
- упаковочные материалы для потребительской и транспортной тары.
Материалы, из которых изготавливают любое пищевое оборудование для индустриального производства продуктов питания должны, в обязательном порядке, быть безвредными для здоровья потребителей готовой продукции, соответствовать требованиям производственной гигиены и быть допущенными для использования на предприятиях пищевой промышленности.
Разнообразные по составу и структуре пищевые полимеры используют в пищевой промышленности, как: конструкционные материалы или покрытия для пищевых машин и аппаратов; тароупаковочные материалы; консервные лаки и эмали; уплотнительные прокладки; рукава продуктопроводов; транспортерные ленты; подшипниковые узлы и многое другое.
Популярность полимеров, в качестве конструкционного материала для изготовления деталей пищевого оборудования, обусловлена рядом свойств: высокая прочность; стойкость к коррозии; хорошая обрабатываемость; малый вес; долгий срок эксплуатации; эстетический внешний вид и прочие. Кроме того, широкое распространение пищевые полимеры получили в качестве материала для упаковки различных пищевых продуктов [1].
Целью работы является сравнительное исследование физикомеханических свойств изделия относительно зарубежного аналога, а также разработка его технологического процесса.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ полимерных материалов для элементов скольжения, применяемых в пищевой промышленности;
2. Выбрать и обосновать материалы и методику исследования;
3. Провести сравнительное исследование зарубежных и отечественных материалов для элементов скольжения конвейера;
4. Разработать технологический процесс изготовления скользящего элемента конвейера.
Объект исследования: полимерный скользящий элемент конвейера. Предмет исследования: свойства полимерных материалов.
В результате проведенных в работе исследований можно сделать следующие выводы:
1. Проведен анализ полимерных материалов, применяемых для изготовления конвейерного оборудования, используемого в пищевой промышленности.
2. В результате проведённых патентных исследований было установлено, что наиболее оптимальными свойствами для использования в качестве скользящего элемента конвейера обладает полиацеталь, как материал с самым низким коэффициентом трения и высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.
3. Проанализированы способы изготовления изделий из термопластов.
4. Описаны методики исследования полимерных материалов.
5. В результате сравнительных исследований образцов импортного и отечественного производства был выбран полимерный материал (полиацеталь) для скользящего элемента конвейера.
6. Разработан технологический процесс изготовления пластикового скользящего элемента конвейера.
7. Разработан эскиз литьевой формы, выбрано оборудование для изготовления элемента конвейера.
1. Проведен анализ полимерных материалов, применяемых для изготовления конвейерного оборудования, используемого в пищевой промышленности.
2. В результате проведённых патентных исследований было установлено, что наиболее оптимальными свойствами для использования в качестве скользящего элемента конвейера обладает полиацеталь, как материал с самым низким коэффициентом трения и высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.
3. Проанализированы способы изготовления изделий из термопластов.
4. Описаны методики исследования полимерных материалов.
5. В результате сравнительных исследований образцов импортного и отечественного производства был выбран полимерный материал (полиацеталь) для скользящего элемента конвейера.
6. Разработан технологический процесс изготовления пластикового скользящего элемента конвейера.
7. Разработан эскиз литьевой формы, выбрано оборудование для изготовления элемента конвейера.