Матеріальний баланс виробництва емалі ХВ-16 чорної

№ пп	Найменування компонентів	Кількість, мас.%, На основу	Густина, кг/м3	Молеку-лярна маса, г/моль	Масло-ємкість, г/100 г	Теплоєм-кість, кДж/кг·С0
1	ПСХ-ЛС	8,9	1480	897	-
2	ГФ-01	3,5	947	302	-
3	Дибутилфталат	3,55	1050	136	-
4	Бутилацетат	25,05	880	148	-
5	Ацетон	25,05	790	-	-	2,14
6	Толуол	31,65	870	-	-
7	Сажа К-354	2,3	2100	-	100	2,11
	Усього:	100.0

5 Матеріальний баланс виробництва емалі ХВ-16 чорної

5.1 Рецептура емалі ХВ-16 та її аналіз

Таблиця 5.1 - Рецептура емалі ХВ-16 та фізичні константи компонентів

Аналіз рецептури емалі ХВ-16 робимо з метою визначення співвідношення пігмент-плівкотвірне для диспергування в бісерному млині.

Знаходимо обємну концентрацію пігментів в емалі

   ,

де V_пігм – об’єм, що займає пігмент,
     V_плівк – об’єм, що займає плівкотвірне.

 ,

ОКП_ем = 7,7 %.

Розрахунок критичної об’ємної концентрації пігментів робимо по маслоємності першого роду М_I.

,

де d_пігм, d_плівк – відповідно щільність суміші пігментної частини і щільність лаку.

,   

КОКП = 30,6 %.

Розраховуємо об’ємну концентрацію пігментної суспензії для диспергування методом “концентрованих” паст. Для цього розраховуємо співвідношення плівкотвірного та пігмента в “концентрованій” пасті:

ОКП_{конц.пасті} = 0,85 · КОКП,

ОКП_{конц.пасті} = 30,6 · 0,85 = 26 %.

Розраховуємо кількість лака ГФ-01 (42 %-ної концентрації), необхідного для змочування 100 г пігмента

V, см³            m, г

Пігмент                             26                 54,6

Плівкотвірне (100 %)      74                  81,4

Розраховуємо, виходячи з рецептури, необхідну кількість плівкотвірного на дану масу пігмента по пропорції:

54,6 – 81,4,

2,3 – х,                               х = 3,43 г або 8,16 г лаку ГФ-01 (с.з. = 42 %)

А це менше, ніж рецептурна кількість алкіда (маса ГФ-01 = 3,5 г), тобто диспергувати методом “концентрованих” паст неможливо. На підставі цього, як обладнання для диспергування, ми обрали кульовий млин.

5.2 Розрахунок матеріального балансу процесу виробництва емалі ХВ-16

5.2.1 Розрахунок завантаження в млин.

Обєм млина – 4 м³ , коефіцієнт заповнення φ = 0,8, коефіцієнт заповнення стальними шарами ψ = 0,25. Тоді робочий об'єм шарового млина складе:

V_p = V_п · φ,

V_p = 4 · 0,8 = 3,2 м³

Розрахуємо об´єм, що займають стальні кулі:

V_куль = V_р · ψ,

V_куль = 0,25 · 3,2 = 0,8 м³, а V_{матеріала} = 2,4 м³.

Розрахуємо об'єм, що займає 1 тона емалі:

,

де G_і – маса  компонента, що приходиться на 1 тону основи, кг;
     d_і – густина компонента, кг/ м³.

V_т = 89 / 1480 + 35 / 947 + 35,5 / 1050 + 250,5 / 880 + 250,5 / 790 + 316,5 / 870 + 23 /2100,
V_т = 1,107 м³.

Щільність суспензії тоді дорівнює:

1000 кг – 1,107 м³,

х кг – 1 м³,             х = 903 кг/м³.

Розраховуємо завантаження в кульовий млин по компонентам і складаємо в  таблицю 5.2.

Загальне завантаження до шарового млина складе:

1000 кг - 1,107 м³,

х кг - 2,4 м³,          х = 2168 кг.

Або по компонентам:

смола ПСХ-ЛС:  100 - 8,9,

2168 – х,     х = 193 кг.

Відповідно розрахуємо інші компоненти:

ГФ-01	75,9 кг
ДБФ	77 кг
БА	543 кг
Ацетон	543 кг
Толуол	686,2 кг
Сажа	49,9 кг
РАЗОМ	2168 кг

Таблиця 5.2 – Матеріальний баланс виробництва емалі ХВ-16 в кульовому млині

Стадії технологічного процесу і компоненти	Завантажено, кг	Витрати, кг	Вихід, кг
1	2	3	4
1.Виготовлення основи плівотвірного ПСХ-ЛС Бутилацетат Ацетон РАЗОМ	193 543 543 1279	1 1 1 3	192 542 542 1276

Продовження таблиці 5.2

2.Диспергування сажі в кульвому млині млині Сажа ГФ-01 ДБФ Толуол РАЗОМ 3.Постановка на “тип” РАЗОМ 4.Фільтрування та фасу-вання емалі РАЗОМ

50 76 77 686 889 2162,5 2162

0,5 0,5 0,5 1 2,5 0,5 32

49,5 75,5 76,5 685 886,5 2162 2130

5.2.2 Розрахунок втрат

Перераховуємо втрати 32,5 кг пасти в кульовому млині на вихідні компоненти відповідно до рецептури пігментної суспензії.

Смола ПСХ-ЛС:  100 - 8,9,

 32,5 – х,        х = 2,9 кг.

Відповідно розрахуємо інші компоненти

ГФ-01	1,1 кг
ДБФ	1,2 кг
БА	8,1 кг
Ацетон	8,1 кг
Толуол	10 кг
Сажа	0,8 кг
РАЗОМ	32,5 кг

Знаходимо завантаження, втрати і вихід на одну тону пігментної суспензії і заносимо в таблицю 5.3.

Смола ПСХ-ЛС:     2130 – 193,

1000 – х,        х = 90,6 кг.

Відповідно розрахуємо інші компоненти

ГФ-01	35,7 кг
ДБФ	36,2 кг
БА	255 кг
Ацетон	255 кг
Толуол	322 кг
Сажа	23,5 кг
РАЗОМ	1018 кг

Відповідно розрахуємо втрати

Смола ПСХ-ЛС:     38 - 3,9,

18 – х, х = 1,9 кг.

Відповідно розрахуємо інші компоненти

ГФ-01	0,8 кг
ДБФ	0,8 кг
БА	4,3 кг
Ацетон	4,3 кг
Толуол	5,3 кг
Сажа	0,6 кг
РАЗОМ	18 кг

Заносимо дані в таблицю 5.3.

Таблиця 5.3 – Завантажувальні норми виробництва емалі