面包生产工艺流程图（精选10篇）
1.面包生产工艺流程图 篇一
腐植酸复混肥的生产工艺与技术
随着腐植酸机理研究的不断深化, 我国腐植酸肥料的研制开发及其在农业上的应用有了新的进展。现从腐植酸复混肥的性能、作用、机理、生产工艺特点及农田效果等方面进行探讨与分析, 以推动腐植酸复混肥料在农业上的迅速推广应用。1 腐植酸的性能
腐植酸是一种化学结构相当复杂的胶体无定型高分子有机化合物, 它是由几个相似的结构单元所形成的大分子复合体, 每个单元又以芳香族聚合物为核, 在核的外面带有羧基、酚羟基、羰基、甲氧基等活性基团。这些活性基团使腐植酸具有酸性、亲水性、较强的离子交换能力和吸附能力, 能与 K +、Na+、Ca2+、M g2+、Fe3+、Al3+ 和 NH4 + 形成腐植酸盐, 并能与某些金属离子生成络合物或螯合物。腐植酸由很多极小的球形微粒积聚而成, 内表面大, 其阳离子交换量比矿质胶体大 10～20 倍。
腐植酸可与碱成盐, 其 1 价盐如 NH4 +、Na+、K + 盐为水溶性, 2 价盐如 Ca2+、Mg 2+ 盐和 3 价盐如 Fe3+、Al3+ 盐均不溶于水。
腐植酸具有胶体性质, 在水溶液中呈现出疏松的结构, 加入电解质后会破坏腐植酸胶体溶液的稳定性, 使其凝聚成絮状沉淀。腐植酸的热稳定性差, 在高温下很容易脱羧基、酚羟基而发生裂解, 以致失去原有的活性。
腐植酸具有良好的生理活性, 其分子中所含的多酚基结构参与了植物体内的氧化还原过程, 有活化生物体内多种酶的活性, 促进细胞分裂, 加速作物生长点分化及增强根系发育, 刺激作物生长的作用。它还能抑制土壤中脲酶和硝化菌的活性, 增强作物对养分的吸收, 提高化肥利用率。
腐植酸存在于泥炭、褐煤和风化煤中, 其总含量一般为 30% ～50%。目前统称的腐植酸由胡敏酸(黑腐酸和棕腐酸)和富里酸组成, 富里酸又称黄腐酸, 含量少。由于原生植物、地质年代所经历的变化和环境不同, 其腐植酸含量、成分、结构有很大差异, 直接影响到腐植酸产品的质量和应用效果。一般来讲, 活性基团的含量越高, 调剂肥料中养分释放和供给能力越强。
腐植酸在农业上的应用, 则表现出具有 5 大作用, 即: 改良土壤;增强化肥效能;刺激作物生长;改善作物品质;增强作物抗逆能力。
我国蕴藏着上千亿吨的腐植酸资源, 为发展腐植酸复混肥提供了可靠的物质基础。腐植酸对氮肥分解的抑制机理 2·1腐植酸的脲酶抑制和硝化抑制机理
多元复混肥, 其氮源多采用尿素为原料。
(1)酰胺水解作用
尿素进入土壤后, 在土壤脲酶作用下, 很快发生水解而生成氨。水解后的氨, 一方面与土壤中的水发生水合反应而形成 NH4 + , 使其存在于土壤中供作物吸收利用;另一方面可进入大气而损失。其化学反应过程为：
山西农大陆欣等人研究结果表明, 腐植酸对土壤脲酶活性具有抑制作用, 可维持在 100 天左右。腐植酸在作物生长前期能很好地抑制尿素的水解, 极大减少氮素的挥发及淋溶损失;在作物生长中、后期, 随着腐植酸的消耗, 又能够逐渐减弱其抑制作用, 以适应作物发育旺盛时期对氮素的大量需求。
(2)硝化作用与反硝化作用
尿素施入土壤后经水解和水合作用生成的NH4 +，在土壤亚硝化细菌的作用下，被氧化成NO2-，又在销化细菌的作用下，被进一步氧化成NO3-。其化学反应式为:
NO3-是作物可吸收利用的氮, 但是, NO3-易于移动, 可被淋溶而进入地下水, 污染水质。NO3-在嫌气条件下, 经反硝化作用被还原成N2 O与N2, 形成气态损失, 造成大气污染。其途径主要为: NO3-—NO2-—NO—N2O—N2。反硝化作用主要是一种氮素损失过程, 而且其气态中间产物均可产生一定程度的大气污染。
山西煤化所成绍鑫等人研究结果表明, 腐植酸对硝化细菌活性有抑制作用。经试验研究, 在尿素中添加 2% ～20% 的腐植酸物质, 在土壤中保持 35 天内,总抑制率达 69.3%。62 天后含腐植酸的尿素比普通尿素在土壤中多保留 42% ～50% 的氮。2·2 腐植酸的氨稳定机理
腐植酸具有很大的内表面积和较强的吸附能力。当尿素被水解成 NH3和NH3经水合成NH4+时, 很快被腐植酸吸附, 并与其发生氨化反应生成较稳定的腐植酸铵盐, 一方面减少了氨的挥发损失, 一方面为作物吸收提供了NH4+源, 故腐植酸具有氨稳定的作用。其化学反应式为:
式中R-COOH 代表含有 1 个羧基的腐植酸(HA), 以下同。腐植酸在复混肥生产中的化学反应 3·1腐植酸与氮肥的反应
(1)与碳酸氢铵或氨水的反应
腐植酸不溶于水, 经与碳酸氢铵或氨水氨化后,可生成溶于水的腐植酸铵, 该反应在常温下即可缓慢发生。它易被作物吸收利用, 而且可减少碳酸氢铵或氨水分解造成的氨挥发损失。
(2)与尿素的反应
该反应生成的水溶性腐植酸尿素复合物是一种长效缓释肥料。经试验研究得知, 腐植酸与尿素在物料干燥和常温下不发生化学反应。当物料含有水分时, 随着温度的升高, 化学反应缓慢发生;当温度达100℃以上时, 反应加快, 并随着水分增加而反应增快。该化学反应的结果, 使尿素与腐植酸的混合物料性状由干散变成了湿润, 甚至成稠糊状。3·2 腐植酸与磷肥的反应
(1)与过磷酸钙或重钙中游离酸的反应
式中 Me代表Ca、Mg离子。该反应使水溶性磷被固定，变成枸溶性磷酸盐（MeHPO4）。
（2）与磷酸盐的反应
这些反应表明, 腐植酸对土壤中潜在的磷源有着活化作用, 能使难溶性磷转化成可被作物吸收的有效磷。3·3 腐植酸与钾肥的反应 与氯化钾或硫酸钾的反应
腐植酸钾为胶体化合物, 在土壤中不易随水流失, 而氯化钾、硫酸钾在土壤中则易随水流失。3·4 腐植酸与微肥的反应 如与锌肥的反应 腐植酸复混肥生产的工艺技术 4·1 工艺流程(见图 1)
将已粉碎成< 1 mm 颗粒的各种单体肥料和已粉碎成< 0.25 mm 的腐植酸原料, 按配方要求经计量, 进入混合机中混合搅拌均匀后, 送入造粒机中造粒, 当颗粒达到要求后送入回转干燥机中, 通热烟气(300℃左右)进行并流干燥, 干燥后约 70℃左右的粒肥进入回转冷却机中, 抽冷风(常温)进行逆流通风冷却到 35℃以下, 经筛分机筛分, 合格颗粒经扑粉防结块处理后, 经计量包装即为成品。4·2 工艺技术要点
(1)选择质量高的腐植酸原料煤腐植酸是植物死亡后的残体在微生物作用与化学作用(腐殖化)下, 最终形成的一种比较稳定的大分子天然物质, 详见表 1 和表 2。
各种煤中的腐植酸含量相差很大，总腐植酸含量，低者为20%~30%，高者竟达60%~70%。表1摘录的部分腐植酸含量居中。从表1可以看出，其灰分含量以泥炭为多，褐煤、风化煤较少，腐植酸含量相差不大;但其容重以泥炭为小, 风化煤为大, 褐煤居中。风化煤有弱粘结性, 泥炭、褐煤几乎无粘结性。
从表 2 可看出, 羧基含量从泥炭 HA 到褐煤 HA 再到风化煤 HA , 依次增大;而酚羟基泥炭为多, 褐煤、风化煤为少。上述3 种不同煤炭 HA , 由于其原始植物和腐殖化程度不同, 活性基团组成差异很大, 特别是风化煤 HA 是烟煤长期风化生成的 HA , 其含氧活性基团(羧基)明显增加。故在制造腐植酸复混肥时, 多采用褐煤或风化煤为原料。
由于各地的腐植酸原料煤的质量不同, 要选择那些腐植酸含量较高(40% 以上), 含水量较低(20% 以下), 粒度较细(< 0.25 m m)的品种为宜。腐植酸含量低, 农用效果差。腐植酸原料煤含水高, 成粒难度大,增加制造成本。如果条件允许, 还应尽量选用那些含羧基和酚羟基较高的品种, 以期制得农用效果最佳的腐植酸复混肥。
(2)搞好原材料的预处理 ①对所用的无机原料都必须粉碎到1 mm以下。腐植酸原料煤因其粘结性能差, 要求粒径在 0.25 mm 以下。
②腐植酸要进行氨化处理
因腐植酸不溶于水, 褐煤、风化煤应采取碳酸氢铵或硫酸铵进行氨化预处理, 使其生成水溶性腐植酸铵后再与其它无机肥料混配。
③过磷酸钙或重钙要进行氨化等预处理。
氨化预处理方式有: 加入碳酸氢铵或硫酸铵的氨化法;亦可采用一定比例的钙镁磷肥的方法, 切不可使用石灰(CaCO3 或 Ca(OH)2), 因为石灰是碱性物质, 容易造成局部pH值过高, 而影响磷的有效性。
m(过磷酸钙): m(碳酸氢铵)= 10∶1 为宜, 产品中水溶性P2O5 不会降低。
(3)控制好系统的水平衡要保证系统的正常运转, 在控制系统水平衡时,要注意解决好如下几个问题。
①尿素与过磷酸钙或重钙的配合质量比应控制在 2.5∶1 以下为宜, 若尿素加入比例过大, 则易导致物料的液相量大于烘干时的脱水量, 而发生干燥机结疤现象。
②尽量控制混合后的物料水分在 8% 以下, 这样则有利于造粒机的正常加水(或尿素水溶液)和造粒操作的稳定运行。
③干燥温度不宜太高, 一般控制物料干燥温度在 80℃左右为宜, 应采取低温(烟气温度≤300℃)大风量, 以减少氮的损失和有效磷的退化损失。
(4)改善造粒操作条件 在生产腐植酸复混肥时, 由于添加褐煤或风化煤其粘结性能差, 而且在烘干机前段造粒区, 不存在 2次造粒, 为了得到较高的成球率, 必须采取提高物料的粘结性等措施来改善造粒操作条件。主要有: ①采取热水或加热部分尿素水溶液造粒。
②采用 2 台造粒机串联法造粒, 先将部分尿素水溶液喷入1#造粒机进行造粒, 成球后自动卸入2#造粒机继续造粒, 提高造粒效果。③在配料中加入少量硫酸铵使其生成粘结性较强的复盐，即过磷酸钙或重钙与硫酸铵生成磷酸铵和溶解度较小的硫酸钙以及硫酸铵与硫酸钙的复盐（铵石膏），游离水转化为结晶水，其化学反应式：
④采用热返料造粒。如果腐植酸原料煤粘结性过低，亦可实行2次筛分措施，增加烘干后的筛分，将筛上>5mm的颗粒粉粹后与筛下<1mm的颗粒，以热返料送入的造粒机造粒。
（5）严格控制返料比
腐植酸复混肥的造粒是基于液相理论为基础的颗粒成长原理，也是附聚造粒的理论。为了提高成粒率，要配备有一定数量的小颗粒物料为芯核。为此，采用适宜的返料比是提高造粒的最有效手段。褐煤或风化煤, 其粘结性差难于造粒, 故需要较高的返料比。具体指标要根据实验而定, 并按腐植酸配入比例不同而有所不同。腐植酸原料加入量越高，则需要的返料比越大。一般情况下, 团粒法其返料比在(2～2.5)∶1。4.3 腐植酸复混肥产品质量（见表3）
5腐植酸复混肥的农业应用效果
腐植酸复混肥料也称作增效肥、长效肥、有机无机复合肥, 是一种很有发展前途的好肥料。5·1 提高化肥利用率, 增加肥效
由于腐植酸具有脲酶抑制、硝化抑制和氨稳定的作用, 从而提高氮素的利用率。
腐植酸能与土壤中的 Fe3+、Al3+、Ca2+、M g2+等金属离子结合形成较稳定的络合物, 抑制了这些离子与磷肥中磷酸根的结合, 减少了有效磷固定。它能与不溶性磷化物形成一种磷酸 腐植酸复合体, 并使不溶性磷酸盐活化, 从而提高磷的利用率。
腐植酸能与钾肥和其它微量元素发生络合或螯合反应, 使其生成具有胶体性能的腐植酸钾或腐植酸微量元素盐类, 有利于作物根系的吸收, 并减少其随水而发生的流失, 提高其利用率。
经实验研究得知, 腐植酸复混肥的肥效比等养分的化肥可提高 10～20 个百分点。5·2 改善农产品的品质, 提高优级品率
对玉米、水稻、小麦等粮食作物可提高其蛋白质、淀粉含量;对大豆、花生等可提高其含油量;对棉花可提高其纤维强度;对烟草作物可提高一级品率;尤其对薯类作物可促进薯块膨大和蛋白质、糖分含量显著提高；对果菜作物，可增加其糖分、Vc含量和提高其着色度、口感及一级口率。5·3 提高作物产量, 增加经济收入
经大量农业试验结果表明: 粮食作物, 如玉米、水稻、小麦增产 9.5% ～14.5%;薯类作物, 如甘蔗、甜菜、马铃薯增产 15.4% ～37.6%;油料作物, 如油菜、花生增产 9.4% ～25.0%;蔬菜作物, 如黄瓜、西红柿增产 10.6% ～24.5%;果树作物, 如苹果、梨、桃增产 8.2% ～14.6%;经济作物, 如甘蔗、棉花增产 11.5%～26.0%。比等养分的一般复混肥, 可使作物再增产3～9 个百分点。
2.面包生产工艺流程图 篇二
一、3万吨/年甲乙酮装置生产工艺分析
1. 丁烯提浓单元
本单元塔均采用规整填料塔, 以MTBE装置后的剩余碳四为原料, 用萃取精馏的方法, 以东华科技与烟台大学化工系联合开发的高效二元混合萃取剂为溶剂, 分离丁烷与丁烯。设计进料量为6t/h, 萃取精馏塔顶正丁烷含量大于85%, 汽提塔顶正丁烯含量不小于97%, 在生产过程中, 上述指标未能一直保持合格, 且溶剂再生时脱轻和脱重均利用V003系统进行, 导致提浓单元收率仅有85%, 溶剂再生次数增加。丁烯提浓单元工艺流程见图1。
2. 仲丁醇合成与精制单元
仲丁醇合成与精制采用东华科技技术中心开发的国产化技术, 正丁烯直接水合生成仲丁醇, 生成的仲丁醇经过一系列精制过程精馏得到99wt%纯度以上的仲丁醇半成品。碳四进料泵采用高速离心泵, 附属电机315kw, 正常生产时需要同时启动2台泵才能满足进料要求, 耗电量较高。脱丁烯塔顶采用的常规空冷器, 在夏季温度较高时, 冷却效果不好, 导致脱丁烯塔系统整体压力升高, 不利于操作和产品质量的稳定, 是夏季生产中的一大制约因素。
3. 甲乙酮合成与精制单元
甲乙酮合成与精制单元采用的是目前工业上生产甲乙酮普遍使用的气相脱氢方法。气相脱氢采用氧化锌或锌铜合金为催化剂, 将仲丁醇加热气化, 在反应温度220~300℃、反应压力0.3MPa下, 于脱氢反应器中进行脱氢反应, 反应产物经冷凝分离后送至干燥塔和MEK塔精制得到合格的甲乙酮。干燥塔采用的是加入己烷, 形成三元共沸物的方法进行脱水, 干燥塔回流罐根据操作情况及时进行现场脱水。
4. 氢气压缩与提纯单元
氢气压缩和提纯单元采用的是将来自甲乙酮合成与精制单元的富氢尾气经过压缩和冷却后, 进行变压吸附得到高纯度氢气。吸附塔再生时会产生含少量仲丁醇和甲乙酮的污水, 直接排至污水系统, 对公司污水处理系统的影响较大。
5. 公用工程单元
装置采用的冷媒为40%的乙二醇溶液, 经过冷水机组降至-15℃后通过管网送至甲乙酮合成与精制单元和氢气压缩提纯单元使用, 换热后回冷水机组, 反复循环使用。热媒单元采用的以减四线燃料油为燃料的热油炉, 主要为甲乙酮合成单元提纯稳定的热源, 能耗较高。
中压蒸汽和低压蒸汽的凝结水分别进行了回收, 中压蒸汽凝结水进1#闪蒸罐, 闪蒸汽并入低压蒸汽管网, 凝结水与低压蒸汽凝结水一起进入2#闪蒸罐, 二次闪蒸汽为脱丁烯塔进料加热器提供热源, 罐中凝结水压入热水贮槽, 部分作为各工段伴热用水, 部分外送至公司凝结水站, 凝结水量的波动, 会对伴热效果造成很大的影响。放空罐中平衡驰放气与安全阀放空气都是送至公司火炬系统, 液相通过泵打回仲丁醇中间罐进行处理回收有机相。
二、新建8万吨/年甲乙酮装置工艺优化
1. 丁烯提浓单元
通过近年来对提浓单元的萃取精馏塔生产状况的分析, 除去原料和人为操作因素, 最主要的原因就是萃取精馏塔高过低 (69.8m) , 导致填料高度不够, 该塔碳四处理能力达不到设计要求, 碳四分离效果不稳定, 导致塔顶正丁烯含量一直偏高。新装置对萃取精馏塔改用板式塔, 分为AB两塔串联操作, 其中A塔高度65m, 94层塔盘和顶部一段3.5m的CY规整填料;B塔高度66m, 96层塔盘。塔盘采用的是由华东理工大学设计、苏州伟业石化机械厂生产的导向浮阀塔盘, 塔盘采用四溢流, 板间距为450mm, 极大的提高了萃取精馏塔的处理能力, 而且导向浮阀塔对原料适应范围广, 操作弹性大, 有利于生产平稳和正丁烯收率的稳定。
原有装置萃取剂再生, 脱轻和脱重均是利用再生罐进行, 溶剂内杂质难以脱除彻底, 导致溶剂再生频繁, 效果一直不理想。新建装置再原有基础上, 增加了再生塔系统, 混合罐和一台冷却器。溶剂需要再生时, 将循环萃取剂引入再生塔, MEK轻组分从塔顶流出, 部分打回塔顶作为回流液, 其余被送往混合罐, 塔釜液送往脱杂质塔, 采用真空内加热操作, 塔顶SBA等杂质冷却后进入回流罐, 部分回流, 部分外送罐区杂质罐。塔釜液经过冷却后自流到混合罐, MEK、NFM在混合罐混合, 用循环水将混合后物料进行进一步冷却至80℃以下, 作为再生后的萃取剂通过混合泵返回系统内。再生流程简图见图2。
2. 仲丁醇合成与精制单元
反应进料泵如仍采用高速离心泵, 则电机需要630kw电机, 由于公司内部蒸汽量有富余, 对进料泵选用蒸汽轮机, 既满足了生产需要, 有合理利用蒸汽资源, 节约大量电耗。脱丁烯塔顶空冷器, 用蒸发式空冷器取代了传统空冷器, 表面蒸发空冷器是一种将水冷与空气冷却、传质传热过程融一体, 高效冷凝冷却设备。其传热过程一方面依靠水膜与空气间的显热传递来进行;另一方面利用管外水膜的迅速蒸发来强化管外传热。由于水的汽化潜热很大, 水膜的蒸发强化管外表面的传热, 使设备总体传热效率较单纯的空冷器或水冷器高许多, 有效解决了脱丁烯塔夏季生产的瓶颈问题。
3. 甲乙酮合成与精制单元
本单元的仲丁醇闪蒸罐使用一段时间后, 底部会有重质物聚集, 如未采取措施, 会导致闪蒸罐能耗增大, 严重时影响正常生产。在底部增加一路管线至精馏段重质物塔, 定时将顶部聚集的重质物送至重质物塔处理, 避免重质物的聚集。MEK干燥塔回流罐脱水, 原有流程是直接排进污水管网, 但是排出的水中含10%甚至更高的有机物含量, 主要是甲乙酮、仲丁醇以及微量的己烷, 通过分析, 增加一脱水罐, 用泵将罐中物料送至仲丁醇精馏单元水储罐作为共沸物塔的进料, 回收有机相, 塔底水循环利用, 多余的水通过管线送至污水处理场。使得高有机物含量污水不再直接排放, 减轻污水处理的负荷, 同时回收的甲乙酮等有机相还可以增加一定的经济效益。
4. 氢气压缩与提纯单元
原有装置中氢压机的各级气液分离器中液相都集中排往装置地下污水罐, 与其他工段物料一起返回精馏单元进行回收。通过分析可以看出本单元液相中含大量甲乙酮组分, 回到精馏单元, 则这部分甲乙酮无法回收, 本次新建装置中在本单元增加一个收集罐, 统一送至甲乙酮单元原料罐, 可以避免甲乙酮的损失。
5. 公用工程单元
原有装置中冷媒单元的冷冻液仅在甲乙酮和氢气压缩提纯单元使用, 装置内的平衡系统冷却器使用循环水冷却, 效果一般, 导致不少有效组分进入了平衡放空系统, 新建装置中, 使用冷冻液取代循环水, 提高了冷却效果, 大大降低了有效组分的损耗。新建的热媒单元, 考虑到原有以燃料油为燃料的热媒炉能耗高, 同时利用装置内平衡驰放气, 本次采用的是以平衡驰放气和干气为燃料的热媒炉, 合理利用了资源, 降低了能耗, 同时能向甲乙酮单元提供稳定的热源。
新建装置同时对凝结水回收系统进行了修改, 中低压凝结水同时进1#闪蒸罐, 罐顶闪蒸汽去脱丁烯塔进料加热器, 罐底的热水去丁烯提浓单元的为预萃取塔底再沸器Ⅱ提供热源, 以上2路热源加热后产生的凝结水再回2#闪蒸罐, 部分作为过热蒸汽的减温水, 部分与伴热用热水换热后外送至凝结水回收装置。新装置伴热系统为相对独立系统, 通过与2#闪蒸罐外送凝结水换热保持一定的温度, 为伴热系统提供稳定的热源, 避免了凝结水量的波动对伴热系统的影响。
装置放空罐本次也做了重大修改, 在原有安全阀放空和平衡放空基础上, 增加了一个平衡放空, 增加的一路放空系统, 是为甲乙酮单元的甲乙酮回流罐专用, 考虑到该路平衡放空气的凝液主要为甲乙酮, 按照原有装置设计为单独分开的话则这部分甲乙酮将无法有效回收, 所以本次设计时再放空罐中增加了这一路单独放空, 其中驰放气仍与正常平衡系统的驰放气一同作为热媒单元的燃料, 凝液通过凝液泵单独送至甲乙酮单元粗甲乙酮罐, 进甲乙酮精制部分回收。
结论
1.对萃取精馏塔和溶剂再生系统的设计优化, 提高了提浓单元的处理能力, 稳定丁烯收率, 延长了溶剂使用周期, 提高了萃取效果;使用蒸汽轮机, 不仅能节约大量的电耗, 还充分利用了管网中富余的过热蒸汽的热能;热媒炉使用装置内平衡驰放气作为主要燃料, 减少了平衡驰放气的外排损失, 节省了燃料消耗;甲乙酮单元闪蒸罐增加进重质物塔的管线, 避免了闪蒸罐和加热器的结焦。这些措施不仅使得生产操作稳定, 而且在很大程度上降低了装置的能耗。
2.平衡系统冷却器、氢气压缩单元凝液排放和装置放空罐的工艺修改, 大大降低了装置内有效组分的损耗, 合理利用装置现有流程进行回收, 还能增加一定的经济效益。
3.蒸发式空冷的使用, 解决了困扰夏季生产的重要难题, 为装置长周期稳定运行增加了一份保障。
4.凝结水系统能够更加充分的利用凝结水中的热量, 减少蒸汽的使用;伴热系统独立运行, 伴热效果更加稳定。
5.利用现有流程对含高浓度有机物污水的处理, 不仅使得排放的污水达标, 回收的有机物料还能带来额外的经济效益。
参考文献
[1]张翔.甲乙酮工艺流程及生产消费现状[J].广东化工, 2013 (14) :113-114.
[2]卢小松.炼厂碳四气体资源的综合利用[J].化工管理, 2013 (6) :212-213.
[3]赵旭.关于板式蒸发式空冷器在甲乙酮装置应用的探讨[J].黑龙江科技信息, 2008 (27) :39-39.
3.化工生产工艺流程认识方法的研究 篇三
一、认识化工生产工艺流程的重要性
认识化工生产工艺流程就是我们通常说的摸流程，它是化工技术类专业实践环节教学和训练主要的内容之一，也是要成为合格化工生产工作者首先必须完成的任务之一。和很多在大型化工企业工作毕业生交流过程中得知，他们进入企业后首先要做的就是接收培训，主要内容就是对工艺流程的熟悉，最终要求是达到对生产现场每一个管道内流动介质的所有信息（名称、流向、温度、物化性质等）都要知道，对管路中的阀门、仪表的运行状况也要非常清楚，经多次考核合格后才能取得上岗资格。可见化工生产企业对员工是否掌握生产工艺流程的要求是非常高的，在他们看来熟练掌握化工生产工艺流程是最基本的工作能力。
事实上，当一个化工生产的初学者来到化工生产车间时，面对形形色色的管道、各色各样的设备，就好像刘姥姥是进入了大观园，什么也摸不着头脑，有些人还会产生恐惧感。而对一个优秀的化工生产工作者来说，面前的一切，就犹如一头牛在庖丁眼里一样，对其结构成竹在胸。目前在国内尚没有形成教学生如何摸流程的方法，学生间摸流程时，往往总是不得要领，同时也给实习指导老师和工厂的工人师傅带来了很多烦恼。怎样摸流程、如何摸流程便成了挡在学生面前的一只拦路虎。为了能让学生在实习和实训过程中，有一个引路的牌子，少走一些弯路，达到事半功倍的效果，必须寻找出一个合理的认识化工生产工艺流程的方法。
二、研究过程及认识方法的建立
（一）确认化工生产工艺流程的组成
化工产品的生产过程都比较复杂，主要体现在生产工序多、操控要求高。有时要得到一个化工产品需要经过几十个工序，动用上百个设备。但一点是不变的，那就是任何化工产品的生产过程都包含若干个化学反应、产物分离、物料输送流程、热量传递等单元式的生产过程，因此，为了便于对化工生产工艺流程的认识，可将化工生产工艺流程分割成化学反应、物料分离、物料输送流程及热量传递、物料的计量包装等单元式的工艺流程。
1、物料输送工艺流程
是在化工生产过程中将物料从一个设备输送到另一个设备工序安排的程序。在化工生产过程中会使用很多设备，也就需要将物料在各设备之间转移的工序。
2、传热工艺流程
包括热量传递工艺流程和冷量传递工艺流程，传热工艺流程是化工生产工艺流程的控制部分，化工生产过程中的温度、压力可由它们来调节的。
3、化学反应工艺流程
是化工原料在反应装置里进行化学反应得到新产品工序安排的程序，它是化工生产工艺流程的核心部分。
4、物料分离工艺流程
是将化学反应工艺流程中的生成物分离成高纯度产品各项工序安排的程序，有时也称之为传质工艺流程。能包含吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等多个工序。因此在认识化工生产物料分离工艺流程时可将分离工艺流程再分解成吸收、精馏、过滤、淬取、结晶、干燥等比较简单的单元式物料分离工艺流程。
5、物料计量、包装工艺流程
计量就是在化工生产过程中对原料、中间产物、产品进行量化的过程。包装是为便于产品的储运、对外供应而进行的一种操作。在化工企业中，物料的计量、包装是化工生产过程不可活缺的一部分。准确、快速对物料计量、包装对确保整个化工装置生产过程的安全连续运转，起着非常密切的关系和重要作用。
需要强调是将化工生产工艺流程分割成单元式工艺流程只不过是为了便于认识生产流程的一种理想化设想，在实际化工生产过程中这些单元式工艺流程之间并不存在严格界限，因此，在进行流程分割时千万不能死搬教条，流程的分割没有标准的答案，流程分割的唯一目的就是为了方便认识流程，也就是说怎样认识流程方便就怎样分割流程，否则就没有任何实际意义。
（二）确立构成化工生产工艺流程的基本要素
为了能使认识化工生产工艺流程有一个比较明确的原则和步骤，寻找一个切入口，特确定关键设备、化工管路、测量显示仪表为构成化工生产工艺流程的三个基本要素。
1、关键设备
将在化工生产工艺流程中起主导、决定性作用的设备计之为关键设备。可将反应釜、反应器、反应塔等进行化学反应的设备认为是化学反应工艺流程中的关键设备；泵为流体输送工艺流程中的关键设备，换热器为能量传递工艺流程中的关键设备；精馏塔、吸收塔、过滤器、干燥器等为分离工艺流程中关键设备。
2、化工管路
化工管路是将化工设备有机、科学联系在一起的纽带，也是物料转移的通道。它主要由管子、管件和阀件三部分组成，另外，还有附属于管路的管架、管卡、管撑等管件组成。在化工生产工艺流程中就靠管路把各关键设备联在一起，维持着生产的正常进行。正因为管路在流程中起的是纽带作用，因此在认识流程时就应该顺着管路去找设备，确认流程的走向。
3、化工测量仪表
测量显示仪表是对化工生产过程中的压力、流量、温度、液位等进行测量显示的工具，通过仪表测量的数值可以显示化工生产过程进展情况。在认识化工生产工艺流程时也可以利用测量显示仪表功能帮助认识流程。例如，可以通过管路中两个压力表显示的数值来判断管内物料的走向，利用流量计也可直接了解管内物料走向及流量的大小；利用液位计数值的变化可以明白该容器进出料情况；借助温度测量仪表可推断热量传递的方向。
（三）认识化工生产工艺流程的方法简介
1、基本信息的采集
（1）原料、产品信息的采集
原料和产品是指在化工生产过程中所使用的主、辅材料和通过生产得到主、副产品。它们的相关信息主要包含物料的名称、物理性質和化学性质。
（2）生产设备及操作方式信息的采集
生产设备的信息主要是指化工生产过程中所使用设备的名称、型号等相关信息。操作方式信息是指各化工单元操作所选用方式的信息，例如传热单元，它的操作信息主要是指传热介质、传热方式等信息。
（3）化学反应信息的采集
化学反应信息是指在化工生产过程中所发生的化学变化的相关信息。化学反应信息主要包括：化工生产过程中发生了哪些化学反应（用化学反应方式来表示），化学反应的类型，是化合反应还是裂解反应，是吸热反应还是放热反应等。
2、关键设备的查找和识别
在化工生产过程中起主导、决定性作用的设备计之为关键设备。通常情况下将化工生产过程中使用的泵、换热器、反应器、蒸馏釜、精馏塔、吸收塔等设备确定为关键设备，因为这些设备在生产过程中对生产都起到了决定行的作用。如何查找和识别这些设备呢？最简单的方法就是依据安装在设备上的铭牌或设备的外形来查找这些设备。
3、流程的分解
为了便于对化工生产工艺流程的认识，依据关键设备将该生产工艺流程分解成若干个小的、单元式的工艺流程，有几个关键设备就可以分成几个小的工艺流程。一个化工产品的生产工艺流程通常可分解为物料的计量、输送、传热、化学反应、精馏、吸收、过滤、干燥、包装等单元式的工艺流程。
4、确定管路中物料的名称及其走向
了解管路中物料的名称及其走向是认识化工生产工艺流程的主要任务之一。一个合格的化工生产工作者是能随时随地说出任何管路中的物料的名称及其走向的。
管路中物料的名称主要以采集的基本信息来加以确定。管路中的物料的走向的判断通常是以关键设备为起点，沿着管路的走向，借助管路中的阀门、测量仪表确定管路中物料的走向。例如截止阀的安装具有方向性、输送泵的出口通常安装压力表，利用这些信息可以帮助我们来确定管路中的物料走向。
5、绘制单元式化工工艺流程图
化工工艺流程图是用来表达一个化工厂或化工生产车间工艺流程与相关设备、辅助装置、仪表与控制要求的基本概况，可供化学工程、化工工艺等各专业技术人员使用与参考，是化工企业工程技术人员和管理技术人员使用最多、最频繁的一类图纸。也是即将成为化工生产技术人员了解化工生产过程的最简单、最直接的工具。所以，在我们认识了化工生产工艺流程后就必须要绘制出化工工艺流程图，更是作为一个认识、研究化工生产工艺流程的主要成果。
6、流程的组合并绘制工艺流程总图
依据所了解知识和掌握的信息将已经认识的分解成若干个单元式工艺流程合理的组合在一起，对该化工生产工艺流程进行全面的了解和认识。最后画出完整的化工生产工艺流程图。
三、结语
总之，要认识好化工生产工艺流程，必须先采集相关的基本信息，然后根据设备铭牌和设备外形来查找关键设备，依靠相应的管路及所用测量仪表，将整个流程由大化小、各个击破。牛在庖丁眼里不是一条完整的牛，而是形形色色的骨头和各式各样的器官。最后再由小成大、从片面到全面，彻底认识该生产工艺流程。
特别说明：以上建立的认识化工生产工艺流程的方法和步骤是针对初学者而言的，对掌握了一些化工知识的人在认识流程时，也不一定非得依照这些方法和步骤，可从生产的原料储罐开始，沿着管路一路摸索下去，一直到产品的出料、包装，这样会简单、快捷许多。
课题项目：本文为“高职应用化工技术专业核心课程资源库建设研究”的论文（常州科教城院校基金项目K2011331）。
参考文献：
[1]郭泉．认识化工生产工艺流程．北京：化学工业出版社，2009．□
4.镜架的生产工艺流程 篇四
工序
一、图纸的绘制-三视图和配件图；三视图是要分发到生产线上面使用的，配件图装配生产用，要求比较精确，会直接影响到眼镜架的精确度。
工序
二、开模。开模后按照配件图纸上面数据做出配件。开模一般是要进行金脾（也称眼镜腿）开模，中梁开模。
工序
三、绕圈。按加工图纸的形状，制作出眼核模后放入自动绕圈机进行绕圈。工序
四、打磨。配件开模生产后要去进行打磨处理，方便后面的焊接工序。
工序
五、打弯。金脾在焊接之前要做打弯处理，这个是每个金属眼镜架必要的工序。
工序
六、焊接。焊接在眼镜厂一般也称作烧焊，烧焊是把所做回来的配件进行焊接处理，也就是把绕好的圈线、中梁、金脾、烟斗、夹口、铰链（弹弓）按照图纸要求焊接。
工序七，抛光。眼镜架焊接好以后要进行抛光处理，按照订单的要求抛光一般分光色跟哑色，两种效果抛光的难度不一样。
工序
八、QC。抛光过后要经过专业人员检验是否合格。
五、眼镜架制造流程
1、金属镜架加工工艺流程：
设计开发（出图及小样）――模具冶具加工（冲压用、切削、焊接用）――部品冲压（梁、庄头、腿）――切削（按图对部品进行深加工、角度、寸法、圆环等）――焊接（眼镜各部位的连接加工）――电镀前的表面处理、研磨、滚桷――电镀加工――整装加工（上撑片、网字印刷、上脚套、装托皮、整形、清洗、包装）
2、塑胶眼镜工艺流程
5.生产工艺流程实习报告 篇五
去年的七月刚刚毕业的我来到了自己工作的地方唐山中厚板材有限公司。带着对学校的恋恋不舍，对自己未来的梦想和满腔的热血来到了公司。在劳资科人员的帮助下，我签完了合同，并领了自己的行李，住进了我们的职工宿舍，工作人员非常热心的帮助我们，使我感觉自己不是在异地他乡，好像是在自己的家，同宿舍的人都是我们学校的，有的还认识，我们都心情非常的激动，马上就能自己挣钱了，也可以让父母放心了。
今天是我成为正式职工的第一天，早上起来自己转了转厂区，厂区还真大，各种设备都在运行着，我也不知道都是什么车间。我心想新厂子就是不一样，看看干净的厂房和厂区街道，感觉不像是在钢铁企业，在我的印象中钢铁厂都是粉尘多、噪音大、漫天的红烟，在这你根本看不见那些情况。下午劳资的工作人员给我打电话说要给我们分派工作，就是实习岗位，我们还很纳闷，昨天还说不知道什么时间才能给我们安排，怎么今天就安排了，而且听语气很着急，我们就去开会了。
首先，对我们实行了安全培训，我们公司实行的是三级安全教育，就是公司先进行安全培训，陪训结束了进行安全考试，通过了才派到各个部门，进行二级安全教育。各部门在进行安全培训，考试通过了派到车间，车间进行三级教育，通过了才可以上岗。我们就是走的这样的程序，公司的安全教育机制很好，这样使职工安全得到了保障，什么危险什么不危险自己心中都有了底，工作时也不会犯安全的错误。无论是公司的安全陪训还是车间的陪训，给我们讲解的都非常的详细。还用各种例子增加我们对安全的认识，安全陪训结束了，为我们发了劳动保护用品、手套、衣服、鞋等。并给我们分配了实习岗位，我被分到了炼钢部的精整工段，我开始还不知道精整是干什么的，以前也去过钢铁厂，可也没听说有这个工段呀。反正明天上班就知道是做什么的了，先好好的休息，为明天的工作养足精神，也给同事一个好的印象，也给自己一个好的开始。
早上由工作人员把我们领到工作的地方，安全陪训结束之后，带我们熟悉了一下场地和工作。上了两天白班，我们就被分到了各个班组和他们一起工作，我先学习喷号，就是往铸坯上喷上炉号、型号、定尺等；等熟练了之后，班长交我外售、上账、发坯子等，在这我实习了三个月，学到了很多东西，这里属于连铸和轧钢之间，是连接两部非常重要的地方，这主要是对连铸出来的坯子记上炉号、定尺、型号等，对需要修理的铸坯进行修理，需要缓冷的进行缓冷，连铸出的坯头、坯尾进行切割。轧钢需要什么坯子我们就给他找什么样的，其实我们就是为轧钢服务的。这段时间我们发现了很多问题，我们外售的坯子，有一段时间返回来了好几块，我看了看，这些坯子不是纵裂就是横裂，有的甚至直接断了，铸坯怎么会这样。想了很久也没想明白，如果原因不找出来，生产的成本就会增加，就会影响经济效益，如果发到各户手里，对以后也会早成影响。还好公司很快解决了这个问题，具体怎么解决的我就不知道了，后来出的坯子很少出现那种情况了。其实在精整喷号的工人挺辛苦的，刚出来的坯子有六七百度，非常的热，喷号的时候非常的烤，戴面照都热，公司给我们发冰棍，冰箱里每天都有，公司为工人想的可真周到。我在这里了解了各个型号的船板钢，lrah36、ab/a、ldh36、q235、q345等等，我知道我们公司主要生产船板钢，由于轧钢二期还没有建成，卖一部分铸坯，主要是卖到上海，有些卖到国外。我发现这里有一点小问题，接的坯子是一个数目，往轧钢发的又是一个数目，有的坯子找不到，有的坯子还多。一些不够尺寸的坯子轧钢不要，很大一部分就切废品了，这不是浪费吗？可以卖给一些小企业，我想怎么也比作废强。还有一些有裂纹的坯子，他们就化点钢水添上，打平了就发给轧钢，能压出合格的板子吗？我都不知道他们在糊弄谁。三个月的时期到了，我被调到铁区了，离开了我工作三个月的地方，又来到了一个新的地方。
实习快结束的时候，公司为我们新来的100多名大学生开了个迎新晚会，公司的各位领导对我们非常的重视，特意抽出时间为我们举办晚会，我们感到很温馨，领导为我们搭建了平台，该是我们展示自己的时候了，用好我们学的专业知识，给中厚板注入新的活力，使公司上一个新的台阶，这是领导对我们的期待，也是我们的奋斗的目标。公司还为单身青年举行了联谊会，以解决职工的个人问题，这样的公司谁不愿意付出，处处想的工人，是企业的未来。我能签到这样的公司感到很高兴。
拿到调令之后，我来到了铁区，铁区有两座高炉，我安全陪训完之后，分到了1#高炉。1#高炉是1500m3,是XX建成并投产的。我被分到了运转，运转是高炉生产的重要保障，所以我们要在这进行岗位实习，运转主要有上料、热风炉、矿槽。我在矿槽实习，带我的师傅是一个年纪和我差不多的人，他对我非常的负责，给我讲各个设备的用处，还有注意事项，出现问题怎么解决。有这样的师傅带我，我很高兴。我也学到了很多知识，谁说他的学历不如我，但在这里我是绝对的不如人家。他一直都是这里的骨干，我们领导也是为了我们能尽快的学会，特意安排他带我，我也知道领导这样都是为我们好。公司各个部门都有这样的好领导，公司会越来越好的。有好师傅带我，我很快就熟悉了设备，一些事情也能处理了，不懂的地方我就问他，矿槽主要是为高炉运料，这里有两个矿石料仓，四个烧结料仓，还有六个杂矿料仓，五个焦炭料仓，还有对应的称斗。一条主皮带，一条运矿皮带，一条运焦皮带，两条返矿皮带，两条返焦皮带。这里我知道了高炉是如何称料的，是如何上料的，在学校的时候只知道焦炭和矿石分批上，但并不知道具体是怎么上的，这回我知道了，把学的知识和实际联系了起来，好多以前不懂的现在好像开窍了似的，都明白是怎么回事了。老师讲的有些东西也想起来了，如果不是在这实习，估计我不会想起来。
在这已经干了快三个月了，可是有多东西我还不能独立完成，我发现我要学习的东西太多了。很多都是书本上无法学到的，毕业大半年了，没有刚出校门那种学生气了，多了一份成熟和稳重，也更像一个工人了。上学学的东西也快忘记了，该在空闲的时候拿起书本看看了，现在实践与理论结合，学东西才快，从基础学起，从底层干起，将来才能什么都懂，才能更好的为公司做贡献。现在全球金融危机，公司受到很大的影响，公司进行了改革，在全厂推行5s管理，“5s”是整理（seiri）、整顿（seiton）、清扫（seiso）、清洁（seikeetsu）和素养（shit-suke）这5个词的缩写。因为这5个词日语中罗马拼音的第一个字母都是“s”，所以简称为“5s”，开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的管理，称为“5s”管理。厂区的卫生比以前更好了，设备更清洁了，各种标示牌更醒目了，工厂发生了翻天覆地的变化，这离不开领导的方针政策和职工的努力。还有唐钢总公司对中厚板的大力支持，公司未来改善职工的伙食，把承包出去的食堂收的回来，现在在食堂吃饭的人多了，饭菜质量好了，以前没有多少人在食堂吃饭，因为伙食太吧好了，公司真是为职工做了见好事，记节约的开销，还能为公司带来效益。保驾对公司也收回来了，这样节约了成本，设备维修的更好了，以前他们在矿槽干活，很多就是糊弄，能拖就托，干活也没见积极性，因为他们是给他们的老板干活。现在他们干活都很仔细，积极性也高了。大家都在努力的干活，是公司的效益在好点，共同努力度过金融危机这个难关。
6.药品生产典型工艺流程框图 篇六
药品生产对环境的洁净等级要求与药品的品种、剂型和生产特点有关。常见药品生产的典型工艺流程及环境区域划分如图1-1至图1-9。
粗品或浓缩液活性炭溶剂过 滤结 晶分 离干 燥过 筛混 合包 装入 库贮 存30万级区包装桶清 洁内包装材料清 理
图1-1 非无菌原料药精制、干燥、包装工艺流程框图及环境区域划分
抗生素浓缩液粗品活性炭溶剂玻璃瓶或铝瓶瓶塞纯水注射用水过 滤无菌过滤结 晶分 离喷雾干燥干 燥过 筛混 合装 瓶贴 签装 箱入 库粗 洗清 洗精 洗干燥灭菌冷 却过 滤过 滤10万级区1万级区纸箱标签100级区
图1-2 无菌原料药精制、干燥、包装工艺流程框图及环境区域划分
原辅料粉 碎粗 筛精 筛配 料30万级区崩解剂润湿剂其他包装容器润滑剂崩解剂湿 法干 燥包衣液粗 洗精 洗干 燥配 制包 衣整 粒总 混压 片冲模制 粒干 法直接法玻璃瓶消 毒冷 却分 装冷 却干 燥消 毒包 装入 库包装材料内包装材料
图1-3 片剂生产工艺流程框图及环境区域划分
原辅料粉 碎粗 筛精 筛配 料30万级区填充物制备如粉末,颗粒,小丸等空心胶囊消 毒装 囊内包装材料消 毒包 装外包装材料外包装入 库
图1-4 硬胶囊剂生产工艺流程框图及环境区域划分
原辅料填充泵楔形注入器注入胶 带旋转模润滑油胶浆涂 胶模 压胶 带旋转模胶皮回收废油液切 离胶囊清洗定 型干 燥10万级区质 检包 装入 库图1-5 压制法软胶囊剂生产工艺流程框图及环境区域划分
饮用水安瓿原辅料离子交换切 割过 滤粗 洗配 制粗 滤纯化水蒸 馏过 滤精 洗干燥灭菌冷 却精 滤注射用水灌 装封 口灭菌、检漏印 字纸箱10万级区包装1万级区入 库
图1-6 可灭菌小容量注射剂生产工艺流程框图及环境区域划分
纸盒
饮用水胶塞隔离膜输液瓶原辅料离子交换酸碱处理粗 洗乙醇浸泡瓶外清洗清洁剂清洗称 量浓 配过 滤稀 配粗 滤精 滤纯水化煮 沸过 滤蒸 馏清 洗清 洗清 洗粗 洗清 洗注射用水精 洗过 滤精 洗精 洗灌 装放 膜上 塞翻 塞30万级区1万级区10万级区铝盖100级区扎 口纸箱标签灭菌灯 检加 盖入 库包 装贴 签
图1-7 可灭菌大容量注射剂生产工艺流程框图及环境区域划分 冻干用原料分装用原料玻璃瓶胶塞擦洗消毒配 料擦洗消毒洗 瓶酸碱处理饮用水洗纯化水洗干燥灭菌无菌过滤灌 装冻 干加 塞轧 盖检 查冷 却分 装轧 盖注射用水洗硅 化干燥灭菌灭 菌铝盖10万级区1万级区100级区纸箱目 检封 蜡白蜡纸盖入 库装 箱装 盒贴 签标签
图1-8 注射用无菌分装产品生产工艺流程框图及环境区域划分 胶塞非无菌原料药西林瓶酸碱处理饮用水洗纯化水洗注射用水洗溶解配制灭菌过滤洗 瓶干燥灭菌冷 却A法 B法定量灌装硅 化胶塞塞半干燥灭菌冷冻干燥冷 却胶塞全压塞铝盖轧 盖托盘注入冷冻干燥粉碎过筛分装到容器密 封10万级区生物洁净室A：管制抗生素玻璃瓶冻结法B：托盘冻结法检 查包 装入 库包装材料
7.面包生产工艺流程图 篇七
1 湿法电石泥的应用现状
电石泥是电石水解获得乙炔气体后产生以氢氧化钙 (Ca (OH) 2) 为主的工业废渣。以电石 (Ca C2) 为原料, 加水 (湿法) 生产乙炔, 目前在我国一些工业生产中仍占较大比重。
电石泥的综合利用途径主要是替代石灰生产水泥;同砂子搅拌混合成砌筑砂浆和抹面砂浆;用作化工原料、替代石灰生产蒸压砖等。用电石泥制水泥由于能耗高、产能相对石灰石低、投资较大、占地面积大加之水泥市场饱和等原因, 用电石泥制水泥受到极大限制。用电石泥替代石灰生产蒸压砖, 电石泥可以不用处理就直接作为制砖原料, 工艺简单, 能耗低。
近些年, 利用粉煤灰、炉渣等工业废渣和石灰生产的蒸压砖是国家大力推广的新型环保建材, 是黏土实心砖的理想替代品, 社会需求量极大, 因此用电石泥替代石灰生产蒸压砖成为消耗电石泥的主要途径。
2 电石泥蒸压砖生产现状
随着国家限制和禁止生产、使用黏土实心砖作为墙体材料工作的推进, 粘土实心砖逐步退出了市场, 这就给蒸压砖让出了巨大市场空间。社会对蒸压砖的需求量越来越大, 蒸压砖企业对电石泥的需求量也快速增长, 近几年, 电石泥从最初的无人问津、到处丢弃到价格逐年攀升, 已经成为影响蒸压砖成本的主要原材料, 电石泥在蒸压砖原材料成本中的占比已超过25%。
电石泥具有很高的含水率, 给蒸压砖生产带来很大的困难。如图1 所示, 在蒸压粉煤灰断面分布着许多白色的斑点, 这些斑点的直径有的超过了1 cm, 且数量较多, 这些斑点就是原料中结团的电石泥。含水率很高的电石泥结团在与粉煤灰、炉渣或砂子等原料混合的过程中, 很难被打散, 甚至还形成了更多的结团, 造成作为钙质原料的电石泥无法与其他原料均匀混合, 阻碍了蒸压养护过程中的硅钙水化反应, 同时结团的电石泥在蒸压养护后强度很低, 对蒸压砖的整体抗压抗折强度影响很大, 整体强度较低且质量不稳定。有的生产厂家在没有查明原因的情况下, 一味提高电石泥的添加比例, 却发现蒸压砖的质量出现不增反降的现象。在售后市场, 用户对电石泥蒸压砖意见很大, 拒收或退砖并要求赔偿的事情时有发生, 在建材市场造成了很坏的影响。
为了减轻电石泥结团对蒸压砖生产、销售的不利影响, 充分高效利用电石泥原料的优势, 蒸压砖企业在生产工艺及设备选型上想了不少的办法。
2.1 工艺流程
目前, 电石泥蒸压砖的生产工艺流程主要有以下几种:
原料称重配料 → 混合搅拌 → 轮碾 → 成型 →蒸压养护→成品;
原料称重配料→一次轮碾→二次轮碾→成型→蒸压养护→成品;
原料称重配料→混合搅拌→成型→蒸压养护→成品。
分析上述几种电石泥蒸压砖的生产工艺流程可知, 主要区别是原料称重配料到成型阶段之间的原料混合及处理阶段。原料的混合搅拌主要选用双卧轴强制式搅拌机将按比例配好的原料均匀混合, 轮碾的作用是通过轮碾及对混合料进行二次搅拌和碾压, 使混合料更加均匀, 同时将混合料中结团的电石泥碾散, 消除蒸压砖断面中的白点。但在实际生产实践中, 由于混合搅拌和轮碾的速度较低, 对原料只是起混合作用, 对粉碎原料中的电石泥结团效果甚微, 却增加了设备投资和生产耗能, 因此, 许多已经建好的生产线, 在生产一段时间后, 都将轮碾设备拆除掉, 仅保留双卧轴强制式搅拌机等搅拌工段设备。同时新建的生产线在设计规划时就不再考虑轮碾工段。
也有的用户在原料配料工段前增加筛分设备, 将电石泥原料过筛, 筛除电石泥中大的结团。这种办法对减少和减小蒸压砖断面中的白点有一定作用, 但由于电石泥含水率很高, 造成筛分效率很低, 在筛分的过程中甚至会产生更多的电石泥结团, 且筛余量很大, 筛出的电石泥仍需要处理, 因此, 过筛的办法并不适用。
2.2 降低电石泥原料含水率的方法
电石泥结团的主要原因是原料中含水率太高, 生产厂家为消除结团在降低电石泥原料含水率上也试了不少办法。
a.用装载机等机械设备在原料堆场将含水率高的电石泥和含水率较低的其他制砖原料按比例混合, 然后将混合料堆放一段时间, 让不同含水率的原料之间水分自然匀化, 降低电石泥的含水率。这种原料预混合方式, 各种原料没有经过称重且没有经过充分搅拌, 混合后原料配比非常不准, 电石泥在混合料中分布非常不均匀, 经过后续配料搅拌后, 会造成蒸压砖成品质量不稳定, 甚至出现大量不合格产品。这种办法虽然可以降低电石泥的含水率, 但并没有解决电石泥结团的问题, 反而需要增加原料预混工段, 既耗能又增加了生产成本, 也产生了大量的扬尘。
b. 将电石泥原料在堆场摊开自然晾晒来降低含水率。在晾晒的过程中电石泥中的Ca (OH) 2和空气中的CO2反应后生产Ca CO3, 造成部分电石泥失效, 既浪费了原料、增加了工作量又影响之蒸压砖的质量。
c.用热风将电石泥烘干。这种办法不仅需要投资烘干设备, 消耗大量能源, 而且同样会造成电石泥失效, 因此不经济, 更不可行。
3 电石泥蒸压砖生产流程及设备选型优化
从上述电石泥蒸压砖生产现状来分析, 如何有效利用电石泥, 解决电石泥结团, 提高蒸压砖质量, 需要从工艺流程及设备选型方面来综合考虑。电石泥很高的含水率, 是其难以和其他原料均匀混合、容易结团的主要原因, 因此, 首先应先降低电石泥原料的含水率, 然后再选择合适的设备将结团的电石泥打散。
上面提到的几种降低电石泥含水率的办法, 都有其明显的弊端。本文提出另一种新思路。在混合搅拌工段后增加混合料陈化设备, 将上面提到的原料堆场的混合料陈化移至混合搅拌后。原料经过称重配料和搅拌机搅拌后, 保证了混合料配比的准确性, 也保证了各种原料的混合均匀性。混合料经过陈化一段时间后, 电石泥的含水率降低, 为电石泥结团在后续工段打散做好准备。
根据已投产生产线的经验, 传统的轮碾设备对打散包裹在混合料中的电石泥结团作用甚微, 混合料经过陈化后, 电石泥的水分仍有10 %以上, 应该采用高速冲击的办法将结团打散。经过对比, 选用一种立轴高速混粉机替代轮碾设备, 该设备的主轴转速为500 r/min, 主轴上安装多层多组冲击锤, 陈化后的混合料从混粉机上置的进料口进入混粉机腔体, 在自由下落的过程中, 高速运行的冲击锤对混合料进行多次的冲击, 打散结团的电石泥。该混粉机的进料出料是连续进行的, 生产率很高, 生产过程扬尘很少, 通过控制进料量可调整打散的效果。
根据上述分析, 优化后的电石泥蒸压砖生产流程如下:
原料称重配料→混合搅拌→陈化→高速混粉→成型→蒸压养护→成品。
采用新生产工艺流程生产的电石泥蒸压砖断面, 几乎看不到电石泥结团斑点, 如图2。根据生产厂家反馈的信息, 由于电石泥被充分利用, 电石泥的掺入比例由20 %降到了15 %以下, 蒸压砖成本显著降低, 且质量稳定, 取得了良好的经济效益。
自2012年至今, 参考此生产流程改造和新建的电石泥蒸压砖生产线已有四十多条, 普遍反应效果良好。2013年该蒸压砖生产工艺流程获国家实用新型专利 (ZL201320462800.6) 。
摘要：通过优化生产工艺流程及设备选型消除电石泥蒸压砖中的电石泥结团, 降低电石泥原料添加比例和提高蒸压砖质量, 降低蒸压砖生产成本。
8.阴极铜的生产工艺流程 篇八
铜冶金技术的发展是个漫长的过程，欧洲在公元前二十世纪中期已采用硫化铜矿炼铜，到公元初期的罗马帝国即已普及。16世纪阿里科拉(G.Arricola)在《冶金论》一书中叙述了铜的熔炼和精炼工艺。17世纪末，美国人赖特(D.Wright)用反射炉炼铜，产出锍(冰铜)。1880年开始用转炉吹炼锍，这是炼铜技术的重大进步。铜电解精炼技术也在此阶段发明。
目前冶炼方法主要有火法冶炼与湿法冶炼，前者多用于硫化矿的冶炼，后者一般用于氧化矿的冶炼。冶炼的纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。
一、火法冶炼主要分采矿、选矿、熔炼、电解等步骤。⒈ 阴极铜火法冶炼过程
采矿就是将矿石与废石分离的过程。分离后的矿石运往选矿厂进行选矿。
选矿就是将采矿得到的矿石进行破碎、筛选获得品位较高的铜精矿的过程，包括破碎、浮选、分离、浓缩、脱水等步骤。矿石经过旋回破碎机、中细碎圆锥破碎机进行三级破碎后变成细颗粒状，再经球磨机碾磨成粉状进入浮选池。浮选池内加入药剂，经浮选机不断搅拌，金属吸附在搅拌后形成的泡沫上，泡沫悬浮在池的表面，金属随泡沫流入浮选池边上的槽内得到分离。分离后的矿浆经浓缩和过滤相结合的脱水手段，最后形成铜精矿。通过此过程，含铜量可由原矿的0.5％提高到30％(在干燥状态下)。
熔炼就是将铜精矿冶炼成合格的阳极铜，包括预干燥、闪速熔炼、转炉吹炼、阳极炉精炼及阳极浇铸等工序。经过预干燥，矿的水分降至13％以下；干燥后，矿的水分降至3％以下。经闪速炉熔炼后的产物称“冰铜”，液体状，铜含量50％--75％，与硫混合。“冰铜”经转炉吹炼后的产物是“粗铜”，铜含量98.5％左右。粗铜再经阳极炉精炼并经过圆盘浇铸机浇铸，即形成阳极铜。阳极铜外型与阴极铜相似，但表面缺少光泽，厚度一般为阴极铜的2―3倍，是下一道工序电解中的阳极。
电解就是利用氧化-还原反应原理，阳极的铜电解进入电解液成为Cu离子，Cu离子带正电，流向阴极，在阴极富集，还原为金属铜，吸附在阴极上，阴极铜的纯度高于阳极。一般经过12天(阴极的反应周期)的电解反应，阴极上的铜就是所谓的“阴极铜”。阳极的反应周期24天。刚出炉的阴极铜呈砖红色，表面平整而光亮，铜的含量达99.95％以上。而阳极铜含多种其他元素，经电解后，这些元素在阳极沉淀下来，成为“阳极泥”。阳极泥再经处理可以得到金、银、粗硒和精碲等副产品。
电解的阴极，又称“始极片”，由专门的加工厂生产。始极片有三种：①由阴极铜制成，这种始极片电解后成为阴极铜的一部分；②钛板；③不锈钢板。后两种可以重复使用，又称“永久阴极”。
⒉ 火法冶炼的主要工艺
世纪70年代以前，火法冶炼普遍采用的炼铜设备是鼓风炉、反射炉和电炉。这几种工艺的共同缺点是能耗高、硫利用率低和污染环境。由于全球性的能源和环境问题突出，促使铜冶金技术从80年代起获得飞速发展。传统的冶炼方法逐渐被淘汰，随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼技术，其中最重要的突破是氧气的广泛应用。
⑴ 闪速熔炼
包括国际镍公司闪速炉、奥托昆普闪速炉和旋涡顶吹熔炼3种。
奥托昆普闪速炉自1949年在芬兰Harjavalta冶炼厂投产以来，至今已投产42座。用此法生产的粗铜约占世界粗铜产量的45％左右，居各熔炼方法之首。该法特点是：熔炼速度高、能耗低、可连续而稳定地产出适宜于制酸的高浓度S02烟气，冰铜品位可达60％～70％等。高铜炉渣(含Cu达2.5％)经浮选后可降到0.3％～0.5％。
⑵ 熔池熔炼
包括特尼恩特炼铜法、三菱法、瓦纽柯夫炼钢法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法(富氧底吹熔池熔炼)等8种。
二、湿法冶炼过程
由于铜矿石品位不断下降，难处理的复杂矿增加等原因，人们对湿法冶炼越来越重视。溶剂萃取电积法(SX―EW)提取铜的技术已在美国、智利、赞比亚、秘鲁、澳大利亚和墨西哥等地推广应用，大大提高了铜的回收率并降低了生产成本。
现代湿法炼铜技术有硫酸化焙烧--浸出--电积，浸出--萃取--电积、细菌浸出法等，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼的工序可简单地分为三个步骤：浸出、萃取、电解。
浸出：就是将矿石中铜元素以离子形式分离出来的过程。用于浸出的矿石也许是较深的矿床(就地浸出)，但这种情况很少。比较普遍的是采取堆浸的方式，浸出的对象是低品位矿。
三、再生铜
废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
我国生产再生铜的方法主要有两类： 第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜，所以又称直接利用法； 第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜．然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。
用第二类方法处理含铜废料时，通常又有 3 种不同的流程，即一段法、二段法和三段法。
l 一段法 将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少，但该法在处理成分复杂的杂铜时，产出的烟尘成分复杂，难以处理； 同时精炼操作的炉时长，劳动强度大，生产效率低，金属回收率也较低。二段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜．然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜；或杂铜先经转炉吹炼成粗铜．再在反射炉内精炼成阳极铜。由于这两种方法都要经过两道工序，所以称为二段法。鼓风炉熔炼得到的金属铜杂质含量较高，呈黑色，故称为黑铜。三段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜，黑铜在转炉内吹炼成次粗
中国是世界上最大的铜生产国，但是产量不到需求量的1/3，这使中国成为全球精矿市场最大的购买国家之一。国外铜矿每7年向中国冶炼厂供应的铜精矿加工费报价（美元/吨）/精炼费报价(美分/磅)称为TC/RC.例子：
9.面包生产工艺流程图 篇九
又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增 感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液 体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化 反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合 性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部 分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制 版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学 反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照 后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不 可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这 种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的 电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为 三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生 成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚 合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠 氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由 油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。③光交联型，采 用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其 分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成 一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典 型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限 制分辨率（见感光材料）的提高。为进一步提高分辨率 以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更 短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外(＜250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀 胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1□m以下。
LCD生产线工艺及材料简介
LCD生产线工艺及材料简介
LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。当前LCD液晶显示器正处于发展的鼎盛时代，技术发展非常迅速，已由最初的TN－LCD（扭曲向列相），发展到STN－LCD（超扭曲向列相），再到当前的TFT－LCD（薄膜晶体管）。LCD现已发展成为技术密集、资金密集型的高新技术产业。液晶显示器主要由ITO导电玻璃、液晶、偏光片、封接材料（边框胶）、导电胶、取向层、衬垫料等组成。液晶显示器制造工艺流程就是这些材料的加工和组合过程。液晶显示器的制造是在洁净室环境下进行的，在工艺上可以大体分成清洗与干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目测、电测、贴片、上引线、包装等工序。（1）清洗与干燥工艺
清洗是指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污的工艺。清洗方法是利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发生化学反应和溶解作用，或伴以超生、加热、抽真空等物理措施，使杂质从玻璃表面脱附（或称解吸），然后用大量的高纯热、冷去离子水清洗，从而获得洁净的玻璃表面。经过清洗的玻璃需要经过干燥处理，主要方法有烘干法、甩干法、有机溶剂脱水法和风刀吹干法等。该工艺主要用到的设备有超声波清洗机、等离子清洗机及干燥炉的干燥设备。推荐3M电子氟化液1700（2）光刻工艺
光刻的目的是按照产品设计要求，在导电玻璃上涂敷感光胶，并进行曝光，然后利用光刻胶的保护作用，对ITO导电层进行选择性化学腐蚀，从而在ITO导电玻璃上得到与掩模版完全对应的图形。光刻工艺流程为：涂光刻胶——前烘——显影——坚膜——刻蚀——剥离去膜——水洗光刻工艺主要用到的设备有涂布机曝光机等 推荐Uninwell International光刻胶UN-8111（3）取向排列工艺
此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层，并用特定的方法对限向层进行处理，以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向（排列），此步骤是液晶显示器生产的特有技术。取向排列工艺主要用到的设备有摩擦机等（4）丝印制盒工艺
此步工艺是把两片导电玻璃对叠，利用封接材料贴合起来并固化，制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一。（必须严格控制液晶盒的间距）丝印制盒工艺流程包括：丝印边框及银点、喷衬垫料、对位压合、固化。由于现在对LCD显示条件要求越来越高，在贴合工序中由原来的手动贴合向采用精度较高的全自动贴合设备转换。丝印制盒工艺主要用到的设备有丝网印刷机、喷粉机、贴合机、热压机等。导电浆料推荐Uninwell International BQ系列导电浆料 边框胶推荐Uninwell International UN-9111（5）切割工艺
在LCD生产制作中为提高制作效率、降低成本、形成批量生产，往往在较大玻璃上制作多个液晶显示器，再分割成小单元进行液晶灌注，切割工艺的目的就是把整盒的玻璃分裂独立液晶显示器的单体。切割工艺主要用到的设备有切割机和裂片机等。（6）液晶灌注及封口工艺
液晶灌注的工艺原理是将空盒放置在抽真空的液晶灌注密闭室内，盒中的气体由封口处抽出，然后使封口处接触液晶，并向真空室内充气，液晶在外界气压作用下，被充入空盒内。封口工艺原理是采用密封胶粘接封口，通过挤压回缩等方法，使封口胶恰当地收缩入封口内，再通过紫外光照射，使封口胶固化，形成牢固的封口。液晶灌注及封口工艺要用到的设备有液晶灌注机和整平封口机等。
UV封口胶推荐3MLC-1112和LC1211（7）光台检测及电测工艺
光台检测是根据液晶的旋光特性，在两片相互垂直（或平行）的偏光片之间形成的亮场（或暗场），通过检测人员的肉眼观察以检查产品的质量，通过目测从中挑出废品的过程。电测工艺是对液晶显示器加上电压信号，来观察实际显示状态是否合格正常的过程。一般电测机采用交流驱动的方式进行测试。光台检测及电测工艺主要用到的设备有光台和电测机等。（8）贴片工艺
贴片工艺就是把液晶显示器粘贴偏光片的工序，该工序可分为切割偏光片和粘贴偏光片。在粘贴偏光片过程中，由于玻璃不干净等原因造成偏光片无法牢固贴附于玻璃上，这就需要采用偏光片除泡机消除气泡等。贴片工艺主要用到的设备有切片机、贴片机、偏光片除泡机等。（9）LCD金属引线的连接和加工工艺
LCD的连接就是将LCD上的电极引脚与驱动电路的电极相连，使驱动电压信号能加到LCD上，又称为上引脚。LCD金属引线的连接和加工工艺主要用到的设备有插PIN涂胶机。推荐Uninwell International BQ-6880E（10）盒外丝印装饰图形工艺
该工艺只在客户有特殊要求时才进行加工，是用丝网印刷的的方法在LCD屏的指定位置上漏印出起装饰作用的图形。（11）包装工艺
10.面包生产工艺流程图 篇十
我国的多品种、中小批量生产企业在生产中,部分产品存在复合工艺流程。复合工艺流程是指同一种产品存在多个工艺流程,各个工艺流程的工序数可能相同也可能不同,工艺流程之间可相互替代,但不同的工艺流程所消耗的设备资源及生产效率存在差异。产生复合工艺流程的主要原因有两个:①大多数车间普遍存在普通设备与数控设备共存、功能不一的数控设备共存、数控设备与加工中心共存的现状[1],为充分利用设备资源,同一产品可能需按不同的工艺流程加工;②企业进行技术改进,某些产品存在新旧工艺流程并存现象。学者已对传统的作业车间调度问题(Job Shop scheduling problem,JSP)和柔性作业车间调度问题(flexible Job Shop scheduling problem,FJSP)进行了大量的研究并取得了丰富的成果。但是,传统JSP和FJSP解决方案已不能解决复合工艺流程下批量生产车间调度问题。主要原因有两个:其一是传统JSP和FJSP[2,3,4,5]针对的是单工艺流程而非复合工艺流程,具有复合工艺流程的车间调度问题是在传统的JSP或FJSP基础上增加了工艺流程合理选取的问题,比传统的JSP或FJSP更复杂。其二是传统的JSP和FJSP针对单件调度问题[5,6,7,8]或近似将批量车间调度问题视为单件调度问题,直接采用传统的JSP或FJSP解决方法对批量车间调度问题进行处理的方式不够精细,不利于生产效率的提升。文献[2,3,4,9,10,11]的研究表明,对于批量生产车间调度问题,通过将工序总时间区分为批量启动时间和工序加工时间,并将产品进行合理分批能取得较好的调度效果。
按各工序是否具有可选加工设备分类,复合工艺流程下批量生产车间调度主要有两个研究方向:复合工艺流程下作业车间调度问题(Job Shop scheduling problem with multiple process flows,MPF-JSP)和复合工艺流程下柔性作业车间调度问题(flexible Job Shop scheduling problem with multiple process flows,MPF-FJSP)。本文针对MPF-JSP,建立了一类复合工艺流程下批量生产作业车间多目标优化模型。在此基础上,提出并设计了一种复合工艺流程下作业车间调度多目标优化方法。
1 多目标优化模型
1.1 问题描述
车间需在M台设备上对N种按批量方式生产的产品进行优化调度,同一种产品的工艺流程不唯一,其不同工艺流程的工序数可不同。假设:①产品按等量分批原则分批;②工序在设备k上的加工时间确定,加工批次的装卸时间算在加工时间内;③批量启动时间已知;④加工批次的搬运时间不计;⑤加工批次之间具有相同的优先级;⑥加工批次一旦开始不可中断;⑦加工是非抢占式的。要求:在以上假设条件下进行工艺流程的合理选择和加工顺序的合理安排,在满足一定约束条件下同时使多个性能指标最优。为满足假设条件①需保证下式成立:
Bn=Qn/Lnn=1,2,…,N (1)
其中,Qn、Bn、Ln分别为产品n的生产量、加工批次数量和加工批量;Ln取Qn的约数。
1.2 优化模型
生产车间调度最关注的目标主要有三类:时间、成本、质量。复合工艺流程下的批量生产作业车间调度,因工艺流程可选,故不同工艺流程下各工序所用设备可能不同,批量启动时间及批量启动成本、加工时间及加工成本相应发生变化;同时,不同加工顺序会影响完工时间和制造成本。假定采用不同的工艺流程都需保证加工质量一致,因此,本文以完工时间、制造成本两个性能指标为优化目标,建立批量生产作业车间调度多目标优化模型。
目标函数:
式中,te为全部产品完工时刻;Cm为总制造成本;H为加工批次总数,
式(2)表示最大完工时间最小化,式(3)表示制造成本最小化。
约束条件:
当Xirjk=Xir(j-1)m=1,k≠m时
Eirjk-Eir(j-1)m≥C tirjkLi (4)
当Xirjk=Xir(j-1)m=1,k=m时
Eirjk-Eir(j-1)m≥Stirjk+C tirjkLi (5)
当Xdr2gk=Xir1jk=1且Rir1jdr2gk=1时
Edr2gk-Eir1jk≥Stdr2gk+C tdr2gkLd (6)
当∀j,Xirjk=1时
Eirjk-Sirjk≥Stirjk+C tirjkLi (7)
式中,Sirjk、Eirjk分别为Ji工艺流程r的工序j在设备k上的开始时刻和完成时刻;Rir1jdr2gk为标志变量,d=1,2,…,H;g=1,2,…,No d;若Ji的工艺流程r1的工序j和Jd的工艺流程r2的工序g在同一台设备k上加工且工序j先于工序g,则Rir1jdr2gk为1,否则为0;Ld为加工批次Jd的加工批量。
式(4)表示若Ji上道工序与下道工序所用设备不同,则上道工序完工后才能开始下道工序加工,但可以提前进行准备使上道工序完工后可立即开始加工;式(5)表示若Ji上道工序与下道工序所用设备相同,则Ji下道工序必须在Ji完工后才能开始准备;式(6)表示同一台设备k不能同时加工两个工序;式(7)表示任意工序的完工时间与开始时间之差不能小于其所需时间。
2 算法设计
2.1 定义对象
为便于处理复杂的实体逻辑关系,提高程序设计的可读性、计算效率、可扩展性,引入面向对象技术到算法整个设计过程中。本文共定义了加工设备对象、加工批次对象和染色体对象共三类对象,如图1所示。
各对象之间的逻辑关系如下:①各对象从数据源获取原始信息;②染体色对象CHR(f)根据J(i).Np生成合法的工艺流程编码赋给PFORDER属性;③CHR(f)根据J(i).PF(PFORDER(i)).No,生成合法的加工顺序编码赋给JORDER属性;④CHR(f)根据其PFORDER、JORDER、MACH(k).FREE及J(i).PF(PFORDER(i)).O PR解码得调度矩阵R;⑤CHR(f)根据调度矩阵R计算目标向量O。
2.2 计算流程
基于Pareto寻优思想,提出并设计了改进的快速非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法以求解上述多目标优化调度模型。算法总体计算流程[12,13]如图2所示。
2.3 编码操作
复合工艺流程下批量生产作业车间调度问题包括两个子问题:工艺流程的选择和加工顺序的安排。根据这个特点,采用分段编码,即对各加工批次的工艺流程号和加工顺序分别编码。因引入了面向对象技术,可将两个编码分别赋予染色体对象CHR(f)的PFORDER和JORDER属性。
PFORDER=(2,1,…,1,2) (8)
式(8)所示的PFORDER编码表示加工批次J1、J2、…、JH-1、JH分别选用工艺流程2、1、…、1、2。
JORDER采用基于工序的编码方式,由Not个自然数组成,Not的值由式(10)计算。加工批次号i出现J(i).PF(PFORDER(i)).No次。例如,式(9)的JORDER中的3个1分别代表加工批次J1的工序1、2、3,依此类推。这种编码方式自然保证JORDER编码可行且其任意排列总能产生可行加工顺序。可见,各工艺流程下工序数不同可导致JORDER为变长结构。
JORDER=(1,2,1,3,4,1,3,2,3,…,2,4,4,2) (9)
2.4 种群初始化
设种群规模为Psize,则按如下步骤产生Psize个染色体,完成种群初始化操作。
(1)令f=1;
(2)初始化CHR(f).PFORDER。对PFORDER每一基因位i,随机产生一个1～J(i).Np的自然数赋给PFORDER(i);
(3)按式(10)计算CHR(f)的工序总数Not;
(4)产生一长度为CHR(f).Not的零向量赋给CHR(f).JORDER;
(5)按如下的伪代码给CHR(f).JORDER赋值:
f or p=1 to H-1
在CHR(f).JORDER中随机寻找J(i).PF(PFORDER(i)).No个为0的位置,并将此位置的值赋为i
Next
将CHR(f).JORDER中剩余为0的位置赋为H
(6)令f←f+1;
(7)若f≤Psize,则转步骤(2),否则种群初始化结束。
2.5 非支配排序
非支配排序的目的是计算种群中各染色体的前沿值Ra。将所有染色体进行分层,具体过程如下:找出当前种群中不被任何其他染色体支配的染色体,这些染色体的集合为第1级非支配染色体集,令Ra=1;将第1级非支配集中的染色体从当前种群中去除,然后从剩余染色体中找出非支配染色体集,令Ra=2;依此类推,直到种群中所有染色体的前沿值确定为止。
2.6 拥挤度计算
为增强种群的多样性,引入染色体拥挤度Cd的概念。CHR(f).Cd反映了该染色体周围(同一级)相似染色体的数量,其计算公式为
式中,m为优化目标数;fq(f)为CHR(f)的第q个目标值;max fq、min fq分别为某一前沿面上所有染色体第q个目标的最大值和最小值。
从式(11)可见,拥挤度CHR(f).Cd越大,说明CHR(f)周围的点越稀疏,进化过程中应给以较大的生存概率以保证种群多样性。
2.7 遗传操作
2.7.1 选择操作
选择操作采用二元联赛机制,每次从父代种群中随机选择2个染色体,若二者的Ra不相等,则选择Ra小的染色体,若二者相等,则选择拥挤度大的染色体,将选中的染色体加入配对池POOLPOP,另一个舍弃,直到达到规模Psize/2为止。
2.7.2 交叉操作
因PFORDER为定长结构,JORDER为变长结构,故规定交叉操作只对PFORDER进行。由于PFORDER交叉后,相应加工批次Ji的工序数可能发生变化,因此需对JORDER进行修复。
如图3所示,采用两点交叉法,随机产生1～H的自然数C1和C2并使C1≤C2,将PFORDER1与PFORDER2的C1～C2之间对应的基因值进行对换。根据PFORDER1的C1～C2之间每一个基因值的变化情况,按如图4所示的流程对JORDER1进行修复。同理,根据PFORDER2对JORDER2进行修复。
2.7.3 变异操作
变异操作采用分段方式进行,包括PFORDER的变异和JORDER的变异。变异的原则是两者分别独立变异,即PFORDER变异则JORDER不变异,JORDER变异则PFORDER不变异。
对PFORDER的变异采用单点变异,随机产生一个自然数i(i=1,2,…,H)代表要变异的基因座,再随机产生一个自然数a(a=1,2,…,J(i).Np)代表变异后的工艺流程号,用a取代PFORDER(i),再利用与图4相似的原则对JORDER进行修复。
对JORDER的变异操作设计了两种:逆序变异和两点交换变异。将两种变异方式相结合有利于增强种群多样性和寻优能力。采用这两种变异方式可保证变异后的JORDER仍然可行,不必进行修复。
2.8 解码操作
为充分提高生产率,在算法中采用3种精细化调度技术来减少设备空闲时间。第一,将工序总时间区分为批量启动时间和工序加工时间,使下道工序可以提前准备,一旦上道工序加工完毕可立即开始加工下道工序[2,9];第二,若将同一产品不同加工批次的同一工序前后安排在同一台设备上,则后一道工序省去批量启动时间及批量启动成本;第三,对工序采用“间隙挤压法”[8]进行“插入式”安排以产生活动化调度。整个调度算法的原理如图5所示,其中白色方框代表已安排的时间段,黑色方框、条纹方框分别代表当前待安排工序的批量启动时间段和加工时间段,Fyb为设备k的第y空闲时间段的起始时间,Fye为设备k的第y空闲时间段的结束时间,其值需根据图6流程进行修正。
解码过程如下:
(1)从加工顺序编码JORDER中取出下一道待安排工序,设为Ji的工艺流程r的第j道工序,加工设备为k。
(2)对设备k的每一空闲时间段,按式(12)从左向右依次寻找待安排工序的可插入位置,一旦找到则退出寻找过程。
max(u,Fyb)+Stirjk+CtirjkLi≤Fye (12)
①批量启动时间Stirjk按如下原则确定。若设备k第y空闲时间段前面的工序与待安排工序属于同一产品不同加工批次的同一个工序,则Stirjk=0;否则Stirjk取待安排工序在设备k上的批量启动时间。②工序最早允许开始时间u按如下原则确定。若j=1,则u=Sir1k;若j>1,令j-1工序所用设备为m,分两种情况处理:若k=m(图5b),则令u=Eir(j-1)m;否则(图5c)令u= Eir(j-1)m-Sirlk。
(3)将待安排工序安排在所找到的y空闲时间段内,则其起始时间为max(u,Fyb),结束时间为max(u,Fyb)+Stirjk+CtirjkLi。
(4)根据flag值修正y空闲间段后道工序的批量启动时间、批量启动时刻。
(5)更新设备k的空闲时间表MACH(k).FREE。
2.9 目标值计算及终止条件
根据解码得到的调度矩阵R计算该调度方案对应的目标值,包括最大完工时间te和制造成本Cm。采用基于最大迭代次数的终止方式,即当迭代次数超过最大迭代次数Nmax时退出进化过程。
3 实例分析
为验证本文方法的有效性,以MATLAB 2007为编程环境实现了上述算法,并将其在某船舶零配件企业金属加工车间生产调度中进行应用。该车间在某调度周期内要在7台设备(车床M1、立式铣床M2、磨床M3、卧式铣床M4、立式加工中心M5、卧式加工中心M6、摇臂钻M7)上安排4种产品(P1、P2、P3、P4)的生产,各产品均存在2个工艺流程,编号为1、2,生产量均为200件。产品工艺参数如表1所示,表1中产品P1第一行工序1对应的向量(1,8,30,50,40)分别表示P1的工艺流程1的工序1在设备1上加工,单件加工时间为8min,批量启动时间为30min,加工费率为50元/h,批量启动费率为40元/h,以次类推。取最大迭代次数Nmax为200,种群规划Psize为50。
3.1 复合工艺流程与单一工艺流程的对比
固定加工批量向量L=(100,100,100,100),它表示J1～J4对应的加工批量均为100件,对工艺流程1、工艺流程2和复合工艺流程分别进行优化,得到的Pareto最优解集如图7所示,图8～图10是各工艺流程下某调度方案对应的设备甘特图。
实例分析可知:
(1)由图7和图8可见,工艺流程1下得到了多个Pareto解,但分布过于集中,生产排产柔性不足;在工艺流程1下,4种产品用到了一般数控设备1、2、3、4、7,制造成本较低,但因加工时间长,使得完工时间较长。
(2)由图7和图9可见,工艺流程2下只得到了一个Pareto解,说明生产排产柔性很差;在工艺流程2下,4种产品用到了设备1、2、5、6、7,其中设备5、6为加工中心,制造成本高,但它们能独自完成原来由几台一般数控设备才能完成的多道工序,同时因加工中心加工速度快,使完工时间短于工艺流程1。
(3)由图7和图10可见,复合工艺流程下得到了多个Pareto解且解的个数较多、分布较均匀,生产排产柔性很强;在复合工艺流程下,一般数控设备与加工中心相结合,通过将产品分成多个加工批次,在数控设备和加工中心之间进行负荷均衡分配,使完工时间较短,制造成本位于单一工艺流程1和工艺流程2的制造成本之间。
3.2 复合工艺流程下不同加工批量对比
取复合工艺流程,以4种不同的加工批量方案分别进行优化:①加工批量向量L=(200,200,200,200),②加工批量向量L=(100,100,100,100),③加工批量向量L=(50,50,50,50),④加工批量向量L=(20,20,20,20),得到的Pareto最优解集如图11所示。
实例分析可知:
(1)在一定的范围内,随着加工批量的减小,Pareto解集向“左下”方向平移,说明调度解整体优化;
(2)当加工批量减小到一定幅度后再继续减小加工批量,Pareto解集向“右上”平移,说明调度解整体发生了恶化。
产生以上现象的原因是:加工批量过大时,单个加工批次的加工时间较长,下道工序开工较晚,设备等待时间较长;进行工序插入式安排时可使空闲时间段减少,设备“时间碎片”增多,延长了完工时间;加工批次过少,生产排产柔性差,设备难以得到均衡利用。反之,随着加工批量的减小,加工批次增多,单个加工批次的加工时间缩短、生产排产柔性增强,调度效果逐步得到改善;加工批量减小时,加工批次的增多导致加工批次的批量启动时间所占比例逐渐增大,批量启动成本也逐渐增加;加工批量过小时,批量启动时间所占比例及批量启动成本均大大增加,整体上表现出调度解的质量发生恶化。因此,可以推测,理论上存在一个最优的加工批量方案使得完工时间和生产成本综合效果最佳。然而,问题的“组合爆炸”特点使得这个最优方案的时间成本相当高,甚至缺乏时效性。
4 结论
(1)复合工艺流程下批量生产车间调度多目标优化方法能有效解决复合工艺流程下的批量生产作业车间多目标优化调度问题,帮助调度人员寻找满意调度方案。
(2)复合工艺流程下通过分批将产品不同加工批次按不同的工艺流程进行加工,可达到均衡设备负荷的目的,使批量生产作业车间多目标调度优化效果明显优于单一工艺流程下优化效果。
(3)加工批量大小对复合工艺流程下批量生产作业车间多目标调度效果具有显著影响,理论上存在最优的加工批量方案使调度效果最佳,但准确确定最优的加工批量方案的时间成本很高。
【面包生产工艺流程图】推荐阅读：
风电厂生产工艺流程08-06
板式家具生产工艺流程07-28
做面包300字作文06-25
书是营养面包作文07-03
面包糕点市场渠道分析08-03
不要面包要名片美文10-07
关于狐狸的故事-狐狸面包07-09
那一年面包飘香练习08-20
哲理故事：天才面包师06-27
面包树上的女人小说读书笔记06-29