Роль липидной компоненты в структуре и свойствах
Объекты исследования
Методы исследования
Исследование свойств резиновых смесей на основе СКИ-3, содержащих соевый белок
Изучение влияния соевой муки на свойства резиновых смесей на основе СКИ-3
Обсуждение результатов
Охрана труда
Характеристики токсичных веществ и меры безопасности
Анализ потенциальных опасностей и вредностей при выполнении экспериментальных исследований
Вентиляция и отопление
Шум и вибрация
Предупреждение пожаров и взрывов
Очистка сточных вод
Выводы
Навигация
Очистка сточных вод
Модификация биологически активными системами синтетического полиизопрена
113091
знак
44
таблицы
16
изображений
8.2. Очистка сточных вод
Химические предприятия потребляют большие количество свежей воды. Она используется в производственном цикле, на вспомогательных участках, для бытовых целей. Вода может быть охлаждающим агентом в теплообменной аппаратуре, ее используют для мытья полов, оборудования. И вода, в конечном счете превращается в сточную. Выделяют следующие группы сточных вод: производственные, бытовые и атмосферные.
Вода нам необходима для охлаждения валков вальцев, пресс-форм вулканизационнго пресса, после прохождения в которых она считается условно чистой, следовательно, ее можно вернуть в процесс (рис. 7.2.). Для этого предназначен специальный насос, с помощью которого осуществляется рецикл воды.
Рис 8.2. Принципиальная схема рециркуляции воды.
Для очистки производственных сточных вод от различных примесей и загрязнений используют механические методы очистки, например процеживание: сточные воды процеживают через решетки и сита с целью извлечения из них крупных примесей для предотвращения засорения труб и каналов. Решетки устанавливают на пути движения жидкости.
В качестве растворителя в работе использовался ацетон, утилизация которого проводилась путём сливания в специальную ёмкость для слива органических веществ, с дальнейшей передачей специализированным службам (занимающимся утилизацией химических отходов).
8.3. Утилизация отходов
При выполнении экспериментальных исследований возможно образование отходов на каждой стадии:
Приготовление резиновой смеси – получение брака посредством излишнего или неправильного добавления ингредиентов;
Вулканизация резиновых смесей – брак за счёт явления недовулканизации и перевулканизации смеси;
Вырубка образцов – получение нестандартных образцов (тупой нож), остатки листов резины, непригодных для вырезки образцов;
Физико-механические испытания - после однократного испытания образцы приходят в негодность и не возможно их дальнейшее испытание.
При выполнении работы брак был по минимуму, после испытаний образцы выбрасывались в мусорный контейнер бытовых отходов.
Способы утилизации отходов - для производства, налаженного в промышленных масштабах возможны следующие способы утилизации отходов: изготовление резиновой крошки, которую применяют при производстве резиновых ковриков, изготовление звукоизолирующей и виброгасящей плитки для трамвайных путей и железнодорожных переездов и т.п.
8.4. Контроль состояния окружающей среды
Для контроля состояния окружающей среды проводится мониторинг источников загрязнения, который включает в себя, присутствующий в данной работе, точечный стационарный источник загрязнения (вредные испарения использовавшегося растворителя). При организации систем мониторинга обычно исходят из установления приоритетов на основе имеющейся совокупности критериев. Для мониторинга загрязнений был рекомендован следующий перечень: 1) величина фактического или потенциально возможного влияния на здоровье и благополучие человека, на климат или экосистемы (сухопутные и водные); 2) склонность к деградации в окружающей природной среде и накоплению в организме человека и пищевых цепочках; 3) возможность химической трансформации в физических и биологических системах, в результате чего вторичные (дочерние) вещества могут оказаться более токсичными или вредными; 4) мобильность (подвижность); 5) фактические или возможные тренды (тенденции) концентраций в окружающей среде и в организме человека; 6) частота и/или величина воздействия; 7) возможность измерений на данном уровне в различных средах; 8) значение для оценки положения в окружающей природной среде; 9) пригодность с точки зрения всеобщего распространения для равномерных измерений в глобальной и субрегиональной программах.
8.5. Эколого-экономическая оценка
В ходе данной работы загрязнение окружающей среды могло производиться при использовании сыпучих ингредиентов и паров ацетона. Поскольку трудно оценить влияние на окружающую среду проведения дипломной работы из-за малого количества используемых веществ, можно сказать, что ущерб, нанесенный окружающей среде незначительный.
Отсутствие на территории нашей страны климатических зон, пригодных для произрастания каучуконосных растений, делает наиболее перспективным поиск путей направленной модификации синтетических каучукоподобных полимеров с целью получения материала, способного заменить натуральный каучук (НК) по технически важным физико-химическим параметрам
НК обладает лучшими свойствами по сравнению с синтетическими аналогами, что связано с наличием в нём белковых включений. Поэтому, модификация СКИ белковыми фрагментами, представляется, одним из наиболее перспективных способов улучшения потребительских свойств СКИ. Модификация синтетического каучука должна обеспечивать улучшение свойств смесей и резин по целому ряду показателей: когезионных свойств смесей, упруго-гистерезисных, адгезионных и усталостных свойств резин.
Целью нашей исследовательской работы являлось изучение физико-механических свойств цис-1,4-полиизопрена, модифицированного биологически активными системами.
Проведенные исследования показали, что модифицированный синтетический цис-1,4-полиизопрен обладает лучшими вулканизационными характеристиками, относительно контрольного каучука, а именно сократилось время достижения оптимума вулканизации, увеличилась скорость вулканизации. Проведенный нами эксперимент не нанес значительного ущерба окружающей среде: не производились вредные выбросы в атмосферу. Исследовательская работа проводилась для улучшения физико-механических свойств и конкурентоспособности с НК.
Полученный материал найдет свое применение в изделиях, в которых необходим высокий модуль и малое время вулканизации.
В настоящее время способ утилизации, модифицированного СКИ-3 липидами и белками не изменился. Утилизация полученного материала является темой последующих работ.
Заключение
1. При проведении работы выбросы в атмосферу были сведены к минимуму и проводились все меры для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу.
2. Для очистки сточных вод в лаборатории использовались все необходимые методы очистки.
3. В данной работе не предусмотрены способы утилизации отходов.
4. Для контроля состояния окружающей среды предусмотрен мониторинг источников загрязнения.
5. Проведенный эксперимент не нанес значительного ущерба окружающей среде и был разработан конкурентоспособный материал.
9. Экономическая часть.
Введение
В связи со все возрастающим применением в промышленности белков, ведутся интенсивные работы по модификации и изучению их свойств.
Модификация проводится с целью повышения эффективности путем добавления специальных добавок (модификаторов), способствующих лучшему взаимодействию их с каучуком, что ведет к улучшению свойств резин.
В данной работе стоит задача исследования влияния белкового комплекса липидов на структуру и свойства полиизопренового каучука. Таким образом, представляется перспективным использование комплекса на основе липидов с белками для улучшения прочностных и вулканизационных характеристик полиизопрена.
Экономическая часть состоит из трёх частей:
• Расчета затрат на проведение работ;
• Расчёт сетевого графика;
• Расчета экономической эффективности.
Таблица 9.1
Суммарные затраты на проведение исследования.
Затраты на электроэнергию
| Наименование оборудования | Мощность, кВт | Кол-во часов | Расход, кВтч | Тариф, 1 кВтч | Сумма, руб. |
| Вальцы | 3,5 | 0,5 | 1,75 | 0,50 | 0,88 |
| Вулканизационный пресс | 7,8 | 0,5 | 3,90 | 0,50 | 1,95 |
| Сушильный шкаф | 1,3 | 30 | 4,00 | 0,50 | 27,00 |
| Разрывная машина | 0,52 | 12 | 6,24 | 0,50 | 3,12 |
| Аналитические весы | 0,5 | 24 | 12,00 | 0,50 | 6,00 |
| Инстрон 1122 | 3,7 | 20 | 74,00 | 0,50 | 37,00 |
| Ксерокс | 4,2 | 5 | 21,00 | 0,50 | 10,50 |
| итого | 86,45 |
Таблица 9.2
Затраты на воду для технологических целей.
| Наименование оборудования | Расход, м3/час | Кол-во часов | Кол-во воды | Тариф | Сумма, руб. |
| Вальцы | 0,83 | 0,5 | 0,415 | 7,07 | 2,93 |
| итого | 2,93 |
Расчет амортизации приборов и оборудования.
Формула расчета: p=∑ S*N*t/365*10
Где S - стоимость единицы оборудования, руб.
N - норма амортизации оборудования, %
t - время использования, дни
Таблица 9.3
Отчисления на оборудование.
| Наименование оборудования | Стоимость, руб. | Срок, дни | Норма аморт., % | Сумма отчисл., руб. |
| Вальцы | 35261.5 | 0.02 | 10 | 0.19 |
| Вулкан. пресс | 75289.0 | 0.02 | 10 | 0.41 |
| Инстрон 1122 | 45325.1 | 0.83 | 10 | 10.31 |
| Ксерокс | 21280.0 | 0.21 | 10 | 1.22 |
| Итого | 12.13 |
Накладные расходы составляют 100% от заработной платы
Таблица 9.4
Расчет материальных и сырьевых затрат.
| Наименование ресурса | Единица измерения | Цена, руб. | Кол-во ресурса | Сумма затрат,руб. |
| СКИ-3 | кг | 15.00 | 0.100 | 1.50 |
| Стеариновая к-та | кг | 15.12 | 0.002 | 0.03 |
| Оксид цинка | кг | 7.00 | 0.005 | 0.04 |
| Сульфенамид Ц | кг | 54.00 | 0.001 | 0.05 |
| Сера | кг | 3.80 | 0.002 | 0.01 |
| Итого | - | - | - | 1.63 |
| Транспортно-заготовительные затраты | - | - | - | 0.21 |
| всего | - | - | - | 1.84 |
Транспортно-заготовительные расходы составляют 5-10% от стоимости материально-сырьевых затрат.
Таблица 9.5
Расчет сетевого графика табличным методом.
Параметры работ сетевого графика.
| События | Вид работ | Ожидаемая продолжительность работ |
| 1-2 | Выдача задания на дипломную работу | 1 |
| 2-3 | Сбор литературы для теоритической части | 20 |
| 2-4 | Задание по экономической части | 1 |
| 2-5 | Задание по охране труда и экологии | 1 |
| 3-6 | Оформление теоретической части | 17 |
| 4-7 | Построение сетевого графика | 5 |
| 4-8 | Сбор литературы по эконом, части | 4 |
| 5-8 | Сбор литературы по охране труда | 10 |
| 5-10 | Оформление строительного раздела | 10 |
| 6-8 | Сбор литературы по экспериментальной части | 10 |
| 7-9 | Расчет экономической части | 5 |
| 8-9 | Оформление расчетной эконом, части | 2 |
| 8-10 | Оформление охраны труда | 2 |
| 8-11 | Выполнение экспериментальной части | 5 |
| 9-15 | Оформление эконом, части в диплом | 1 |
| 10-15 | Оформление охраны труда и экологии в диплом | 1 |
| 11-12 | Обработка экспериментальных данных | 7 |
| 12-13 | Оформление математической обработки | 4 |
| 13-14 | Обсуждение результатов | 5 |
| 14-15 | Оформление экспериментальной части | 15 |
| 15-18 | Подготовка к защите | 15 |
| 18-19 | Защита | 2 |
|
|
Таблица 9.6
Параметры сетевого графика.
| Событие | Параметр сети | |||||
| 1-2 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 2-3 | 1 | 20 | 21 | 1 | 20 | 21 |
| 2-4 | 1 | 1 | 2 | 43 | 1 | 44 |
| 2-5 | 1 | 1 | 2 | 37 | 1 | 38 |
| 3-6 | 21 | 17 | 38 | 21 | 17 | 38 |
| 4-7 | 2 | 5 | 7 | 73 | 5 | 78 |
| 4-8 | 2 | 4 | 6 | 44 | 4 | 48 |
| 5-8 | 2 | 10 | 12 | 38 | 10 | 48 |
| 5-10 | 2 | 10 | 12 | 73 | 10 | 83 |
| 6-8 | 38 | 10 | 48 | 38 | 10 | 48 |
| 7-9 | 7 | 5 | 12 | 78 | 5 | 83 |
| 8-9 | 48 | 2 | 50 | 81 | 2 | 83 |
| 8-10 | 48 | 2 | 50 | 81 | 2 | 83 |
| 8-11 | 48 | 5 | 53 | 48 | 5 | 53 |
| 9-15 | 50 | 1 | 51 | 83 | 1 | 84 |
| 10-15 | 50 | 1 | 51 | 83 | 1 | 84 |
| 11-12 | 53 | 7 | 60 | 53 | 7 | 60 |
| 12-13 | 60 | 4 | 64 | 60 | 4 | 64 |
| 13-14 | 64 | 5 | 69 | 64 | 5 | 69 |
| 14-15 | 69 | 15 | 84 | 69 | 15 | 84 |
| 15-18 | 84 | 15 | 99 | 84 | 15 | 99 |
| 18-19 | 99 | 1 | 100 | 99 | 1 | 100 |
Транспортно-заготовительные расходы составляют 5-10% от стоимости материальных и сырьевых затрат.
Таблица 9.7
Расчет заработной платы и начисления на социальное страхование.
| Специальность работников | Часовая ставка оклад, руб. | Отраб. время, час | Основная з/п, руб |
| Руководитель | 15,8 | 32 | 158.00 |
| Консультанты: | |||
| По экономике | 15,8 | 4 | 63.20 |
| По охр. Труда | 15,8 | 5 | 79.00 |
| Дополнительная з/п | 36.45 | ||
| Отчисления на соцстрах | 56.10 | ||
| Итого: | 392.75 |
Взносы на социальное стррахование определяются в размере установленном в процентах от общей суммы основной и дополнительной заработной платы. Для работников в химической промышленности составляет 14%.
Таблица 9.8
Суммарные затраты на выполнение работы.
| Наименование затрат | Сумма, руб. | Доля в общих затратах, % |
| Затраты на сырье и | 86.45 | 9.89 |
| транспортно- | ||
| заготовительные расходы | ||
| Заработная плата с | 392.75 | 44.94 |
| отчислениями | ||
| Энергетические затраты | 82.42 | 9.43 |
| Амортизационные | 12.13 | 1.39 |
| отчисления | ||
| Накладные расходы | 300.2 | 34.35 |
| Итого: | 873.95 | 100 |
Экономическая оценка результатов работы.
Поскольку отсутствует необходимая информация по количественной оценке экономической эффективности результатов теоретической работы, поэтому производится качественная оценка научно-технической эффективности этих результатов. Она носит экспертно-вероятностный характер и производится посредством априорного ранжирования оценок экспертов. Для проведения экспертной оценки используются девять основных факторов, характеризующих научно-техническую и экономическую эффективность теоретических работ (табл. 9.9). Корректировочные коэффициенты характеризуют значимость рассматриваемых факторов с точки зрения комплексной оценки научно-технической и экономической эффективности работы (принимаются от 1,0-1,4).
Таблица 9.9
Экономическая оценка результатов работы.
| Наименование факторов | Условное обозначение | Знак включения в результирующий показатель | Корректировоч-ный коэффициент |
| Важность и актуальность темы исследования | Э1 | + | 1,4 |
| Значимость, комплексность, организационный уровень работы | Э2 | + | 1,3 |
| Степень научной новизны работы | Э3 | + | 1,3 |
| Научно-техническая сложность метода анализа и исследования, используемых в работе | Э4 | + | 1,2 |
| Уровень технической оснащенности рабочего места | Э5 | - | 1,0 |
| Общая сметная стоимость проведения работы | Э6 | - | 1,0 |
| Продолжительность проведения работы | Э7 | - | 1,2 |
| Предполагаемый срок внедрения результатов работы в научно-производственную практику | Э8 | - | 1,0 |
| Предполагаемая сфера внедрения результатов работы в научно-производственную практику (научно-информативная ценность работы) | Э9 | + | 1,2 |
В таблице 9.10 представлена расшифровка факторов с соответствующими внутрифакторными рангами. Использование при проведении коллективной экспертной оценки "двойных рангов" (т.е. внутрифакторных и межфакторных), а также различных знаков влияния и сравнительно большого количества основных факторов позволяет добиться большей степени вероятности достоверной оценки результирующей научно-технической и экономической эффективности работ.
Таблица 9.10
Оценка результирующей научно-технической и экономической эффективности работ.
| Факторы и их характеристики | Ранги факторных характеристик |
| Важность и актуальность темы исследования | 1 |
| Значимость, комплексность, организационный уровень работы | 2 |
| Степень научной новизны работы | 3 |
| Научно-техническая сложность метода анализа и исследования, используемых в работе | 1 |
| Уровень технической оснащенности рабочего места | 2 |
| Общая сметная стоимость проведения работы | 1 |
| Продолжительность проведения работы | 1 |
| Предполагаемый срок внедрения результатов работы в научно-производственную практику | 4 |
| Предполагаемая сфера внедрения результатов работы в научно-производственную практику (научно-информативная ценность работы) | 1 |
Величина результирующей комплексной балльной оценки научно-технической и экономической эффективности теоретических работ (Эт) определяется по формуле
Эт=∑Ki*Эi/n , (баллов) (9.1)
i=1
где Эi- дифференцированная оценка научно-технической и экономической эффективности теоретической работы по характеризующему её i-му основному фактору (в баллах). Эi = 1-5; знаки влияния факторов на Эт: "+", "-";
Ki- корректировочный коэффициент эффективности i-го фактора, учитывающий степень влияния этого фактора на результирующий показатель эффективности Эт; Ki = l,0 - 1,4;
n - число учитываемых основных i-х факторов, характеризующих рассматриваемую эффективность Эт*n = 9.
Предложенный в данной дипломной работе метод модификации 1,4-цис-полиизопренового каучука (СКИ-3) и резиновых смесей на его основе липидами и белками является очень перспективным, и в этом направлении еще ведется научная работа.
Эт = (1,4*1+1,3*2+1,3*3+1,2*1-1,0*2-1,0*1-1,2*1-1,0*4+1,2*1)/9 = 0,23, что соответствует среднему уровню эффективности теоретической работы.
В настоящее время эталоном для каучуков общего назначения является натуральный каучук, который широко используется за рубежом. В нашей стране большое распространение получили синтетические каучуки, в частности СКИ-3. Однако СКИ-3 уступает НК по ряду важных свойств: когезионной прочности, сопротивлению раздиру и другим. Поэтому актуальной проблемой является приближение свойств СКИ-3 к уровню свойств НК путем химической модификации.
Существенно поднять уровень свойств СКИ-3 можно путем введения в него не каучуковых компонентов НК или их синтетических аналогов как физических добавок, также модификацией.
Приведенные ранее исследования по модификации СКИ-3 липидами и белками, как на стадии синтеза, так и в процессе переработки, показали перспективность данного процесса.
Целью нашего исследования, было изучение влияния липидов и белковых фрагментов на свойства СПИ и полученных эластомерных композиций на его основе.
Таким образом, проведенная экспериментальная работа показала, как благоприятно влияют введённые группы на комплекс свойств 1,4-цис-полиизопренового каучука.
Чтобы обосновать экономический эффект от введения липидного остатка биомассы проводим упрощённый расчёт без учёта затрат. При получении экспериментального материала помимо стандартных компонентов (см. табл. 8.4) вводился липидный остаток биомассы в количестве 0,005 м.ч.. Себестоимость 1 кг смеси без белковых включений составляет 14,82 рубля, а поскольку вводимая биомасса является отходами другого производства – то себестоимость 1 кг получаемого продукта снижается на 0,005% и составляет 14,81. В результате при увеличении эксплуатационных характеристик материала наблюдается небольшое снижение экономических затрат.
0 комментариев