Химическое оборудование для лабораторий и производств
Статьи
>>
Химическое оборудование для лабораторий и производств
|
Химическая отрасль – основа целого ряда производственных и научных секторов, от агрохимии до фармацевтики, от нефтехимии до экологии. Химическая промышленность играет ключевую роль в развитии технологий, науки и экономики как нашей страны, так и всего мира. Правильное проектирование и оснащение химических лабораторий и производственных предприятий имеет ключевое значение – речь идет о безопасности, точности и результативности.
Химическое оборудование – это совокупность специализированных устройств, аппаратов и инструментов, предназначенных для проведения технологических процессов, исследований и экспериментов в области химии, включая подготовку, обработку, анализ и хранение различных веществ. Оно охватывает устройства, которые превращают сырье в продукцию с заданными характеристиками посредством предварительной обработки, проведения химических реакций, разделения полученных компонентов и их последующей очистки.
Современные химические лаборатории и предприятия используют обширный спектр оборудования – тысячи номенклатурных позиций различных приборов и аппаратов. Выбор оборудования всецело зависит от конкретных аналитических и производственных задач. В данном материалы мы рассмотрим теоретический аспект вопроса – наиболее частые классификации химических приборов, а также предложим примеры оборудования, которое есть в нашем каталоге – собственного производства или поставляемого от ведущих мировых поставщиков.
Классификации химического оборудования
Не существует универсальной классификации химического оборудования, рассмотрим наиболее часто упоминаемые в специализированной литературе.
1. По решаемым задачам
Аналитическое оборудование (оборудование для химического анализа)
Применяется для определения состава, структуры и характеристик веществ. Незаменимо в лабораториях контроля качества, научных исследованиях и технологических испытаниях. К этой же группе относятся измерительные приборы – это устройства, применяемые для определения различных параметров, величин или характеристик.
Примеры аналитического оборудования:
Испытательное оборудование
Используется для испытаний химических веществ, материалов, изделий и систем в заданных условиях с целью оценки их свойств, состава, устойчивости к воздействию различных факторов, а также соответствия установленным стандартам и нормативам. Подходит как для исследований, так и для контроля стабильности продукции. Такое оборудование используется в научных, лабораторных и производственных условиях для контроля качества, разработки новых веществ и анализа химических реакций.
Вспомогательное оборудование
Этот класс оборудования для химической технологии обеспечивает поддержание необходимых условий для проведения основного технологического процесса и всех требуемых вспомогательных процессов. Такое оборудование не изменяет состав или структуру химических веществ напрямую, но без него невозможно обеспечить непрерывность, точность и безопасность химических процессов. Оно выполняет обслуживающие и поддерживающие функции, к которым относятся:
- Подготовка и подача сырья (например, жидкостные насосы и дозаторы, газовые (вакуумные) насосы, мельницы, паровые стерилизаторы, фильтры, шланги );
- Удаление отходов и продуктов реакции ( вакуумные системы и насосы );
- Теплообмен и охлаждение (термостаты жидкостные и твердотельные, теплообменники, холодильники и морозильные шкафы, нагревательные печи );
- Создание необходимых условий для реакций (вакуумные установки, компрессоры, генераторы газов, лабораторный фильтры );
- Контроль и управление параметрами (датчики, контроллеры, автоматизированные системы управления, программное обеспечение ).
В отдельный вид выносят лабораторную посуду из стекла и расходники.
2. По применению в производстве / производственное
Предыдущая классификация не охватывает огромный пласт оборудования, хотя его можно смело назвать основным химическим оборудованием для предприятий. Речь идет про класс оборудования для производства тех или иных продуктов. Это такие приборы и устройства, которые оказывают непосредственное влияние на производство необходимого продукта с заданными параметрами. Важно, чтобы производственное оборудование было эффективным и безопасным.
К этом классу относят химические реакторы всех типов (в том числе кислотостойкие, вязкие, автоклавные, каскады реакторов ), биореакторы и ферментеры, диспергаторы / гомогенизаторы, друк-фильтры и нутч-фильтры, мешалки, роторные испарители, планетарные смесители, сушилки (вакуумные, распылительные, лиофильные и др.), центрифуги, концентраторы, испарители и дистилляторы, экстракторы.
Фактически, внутри класса производственного химического оборудования могут быть выделены подклассы (виды) по самым разным критериям: по конкретным технологическим процессам, задачам, материалу изготовления оборудования, объему и пр. Во многом, представленные ниже варианты классификаций применимы к этому общему классу. Однако, основой типологии производственного оборудования мы считаем тип задач с точки зрения этапа производства, поэтому его рассмотрим здесь, а остальные классификации вынесем в самостоятельные пункты.
По типам производственных задач все оборудование для химических предприятий делится на:
- Лабораторное – для опытов, анализов и разработки технологий.
- Пилотное оборудование – для отработки процессов перед масштабированием.
- Промышленное – для серийного выпуска продукции.
Многие, указанные выше виды производственного оборудование из каталога «Тирит» представлены в лабораторных, пилотных и промышленных версиях.
3. По типам технологического процесса
- Для процессов механической обработки применяются питатели, дозирующие устройства, грохоты, классификаторы, мельницы, дробилки и смесители.
- Для гидромеханических операций применяются насосы, диспергаторы, гомогенизаторы, фильтры, сепараторы, центрифуги, отстойники, циклоны, электрофильтры, а также аппараты, обеспечивающие перемешивание жидкостей механическим или циркуляционным способом. Гидромеханические устройства могут быть предназначены для работы с однородными или неоднородными системами, газовыми или жидкостными.
- Для теплового обмена применяются термостаты (жидкостные или твердотельные), рекуператоры, регенераторы, контактные теплообменники, тепловые трубы, печи и охладители различного назначения.
- Для процессов массообмена применяются ректификационные колонны, аппараты для экстракции, адсорберы, ионообменные установки, устройства для диффузионных и мембранных процессов, сушильные камеры, испарители, в том числе роторные и пленочные.
- Для осуществления химических реакций синтеза служат реакторы, автоклавы (реакторы высокого давления), а также каскады реакторов.
4. По типам технологических задач
В основе этой классификации более мелкий критерий в сравнении с предыдущей – конкретный тип задач процесса (требуемая функция).
- Для нагрева / охлаждения: термостаты, печи, холодильные установки и пр.
- Для нагнетания давления: компрессоры и вакуумные насосы и пр.
- Для перемешивания: лабораторные и промышленные мешалки, химические реакторы с мешалками, шейкеры и пр.
- Для измельчения и диспергирования: лабораторные мельницы, диспергаторы, гомогенизаторы и пр.
- Для концентрирования веществ: роторные испарители, ректификационные колонны, экстракторы.
5. По материалу изготовления
- Металлическое оборудование – основа конструкции изготавливается из нержавеющей стали, Hastelloy, титана или других металлов и сплавов, стойких коррозии, агрессивным средам и механическим повреждениям, широко применяется в процессах требующих нагнетания высокого давления. В каталоге «Тирит» самое запрашиваемое оборудование из металла – это реакторы, нутч-фильтры и друк-фильтры.
- Стеклянное оборудование – как правило, выполняется из стойкого боросиликатного стекла, обеспечивает визуальный контроль за процессами. Например, стеклянные реакторы. Также в эту категорию входит лабораторная посуда.
- Тефлоновое оборудование – изготавливается или из металла, но с покрытием из PTFE, или целиком из тефлона, что обеспечивает максимальную химическую стойкость. Самое частое применение тефлон находит в производстве химических реакторов и мешалок для них.
- Пластиковое оборудование – из полипропилена, полиэтилена, ПВХ и др. Чаще всего используется для вспомогательных производственных процессов: канализации, вентиляции, кроме того, из пластиков часто изготавливают резервуары и емкости для хранения не агрессивных сред.
6. По применимости к задачам производства
- Универсальное – подходит для широкого спектра задач. Например, стандартные лабораторные реакторы.
- Специализированное – рассчитано на конкретные методики. Например, анализаторы катализаторов.
- Специальное – разрабатывается под уникальные условия. Например, автоклавы высокого давления и температуры.
7. По принципу действия
По характеру воздействия на продукт технологическое оборудование для химической отрасли делится на машины и аппараты.
Машина – механическое устройство, состоящее из согласованно работающих частей и осуществляющее определённые целесообразные движения для преобразования энергии, материала или информации. В соответствии с данным определением различают три класса машин: машины-двигатели (преобразуют энергию), технологические (преобразуют материалы) и вычислительные машины (преобразуют информацию).
Аппаратом называют инженерное сооружение, несущее в себе реакционное пространство (рабочий объем) и снабженное энергетическими и контрольно-измерительными средствами ведения и управления технологическим процессом.
8. По формату / условиям работы
- Непрерывное – исходный состав подается в устройство и выводится из него без остановки. Например, трубчатые реакторы или проточные гомогенизаторы.
- Полунепрерывное – постоянная загрузка с периодическим процессом выгрузки готовой продукции. Например, автоклавы с загрузкой партий.
- Периодическое действие – процесс запускается и завершается для каждой партии отдельно. Пример, стандартный лабораторный реактор.
9. По конструкции
Данная классификация относится к некоторым категориям оборудования для химических процессов, например, и более всего к химическим реакторам.
- Емкостные – полые установки, в которых теплообмен происходит через поверхность аппарата или испарение жидкого реагента, а перемешивание осуществляется при помощи мешалок или барботирования.
- Колонные – вертикальные цилиндрические аппараты, в которых тепло- и массообмен реализуется при помощи тарелок, насадок, разбрызгивателей, барботеров.
- Трубчатые – используются для газификации и реакций теплообмена через стенки трубок.
10. Классификация Международной патентной классификации (МПК)
Классификатор МПК достаточно объемный, опирается на широкую совокупность классификационных признаков, для упрощения, в нашем обзорном материалы мы приведем только основные виды оборудования:
- Варочные устройства.
- Устройства для разделения веществ: твердых от твердых, жидких и газов, жидких от жидких и газов, газов от газов.
- Аппараты для смешивания, в том числе для перемешивания одного компонента.
- Приборы для специализированных физических и химических процессов, например, катализа.
- Оборудование общего назначения для химических лабораторий, сюда, согласно классификатору, относится любое оборудование, применимое именно в лабораторных условиях.
Требования к химическому оборудованию, химическим лабораториям и предприятиям
Требования к химическому оборудованию
При проектировании нового оборудования для химического анализа и производства важно не только учитывать ключевые показатели качества и особенности эксплуатации оборудования, но и ориентироваться на актуальные направления развития отрасли. Основные требования, предъявляемые к оборудованию:
- Рабочая эффективность оборудования – достижение оптимальной производительности на единицу времени с применением современных, преимущественно непрерывных и высокоинтенсивных процессов, базирующихся на последних научных достижениях. Важными аспектами являются полная механизация и автоматизация вспомогательных функций.
- Надежность в эксплуатации в механическом плане, включающая:
- прочность – способность агрегата выдерживать эксплуатационные нагрузки;
- устойчивость – сохранение конструкцией формы и работоспособности в условиях работы;
- жесткость – противодействие деформации;
- долговечность – функционирование в течение запланированного срока службы;
- герметичность – исключение контакта обрабатываемых веществ с внешней средой, чего можно достичь при минимальном количестве разъемных соединений.
- Совершенство конструкции, выражающееся в:
- простоте устройства (сама конструкция должна быть максимально простой);
- компактности и легкости;
- экономичности в использовании дорогих материалов;
- удобстве изготовления, эксплуатации и ремонта;
- Эксплуатационные характеристики, включающие:
- легкость монтажа, демонтажа, сборки и техобслуживания;
- возможность контроля параметров и автоматизированного управления;
- безопасность, отсутствие шума и вибраций при работе;
- экологичность – отсутствие вредного влияния на окружающую среду.
- Удобство транспортировки – оборудование должно доставляться к месту установки как в собранном виде, так и поэлементно.
- Патентная свобода – исключение правовых ограничений при производстве и реализации оборудования как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
- Экономическая целесообразность – новая разработка должна превосходить существующие аналоги по технико-экономическим показателям. Важным условием является экономическое обоснование её создания и внедрения на всех этапах.
- Соответствие нормам стандартизации и унификации:
- стандартизация – сведение разнообразия моделей к проверенным и эффективно работающим образцам;
- унификация – уменьшение количества типов и размеров изделий для их универсального применения в типовых процессах различных производств.
- Соблюдение действующих норм и технической документации, регулирующих проектирование оборудования.
Химическое производство сопряжено с повышенной опасностью, поэтому не только непосредственно к оборудованию предъявляются жесткие требования, но и к химическим лабораториям и предприятиям в целом.
Требования к химическим лабораториям
Химические лаборатории, независимо от их назначения (аналитические, исследовательские, учебные или производственные), должны соответствовать строгим нормативам, обеспечивающим безопасность персонала, точность исследований и экологическую чистоту. Основные требования включают:
- Безопасность и охрана труда
Лаборатория обязана быть оборудована системами вентиляции, аварийного отключения электроэнергии, средствами пожаротушения и вытяжными шкафами. Обязательны индивидуальные средства защиты (перчатки, халаты, очки) и наличие инструкции по действиям в аварийных ситуациях.
- Санитарно-гигиенические условия
Все помещения должны регулярно убираться, иметь достаточное освещение, водоснабжение, системы утилизации отходов и специальную мебель, стойкую к химическому воздействию.
- Контроль качества и точности измерений
Используемое лабораторное оборудование должно проходить регулярную поверку и калибровку. Рабочие методики и протоколы исследований должны быть стандартизированы и соответствовать требованиям ГОСТ, ISO и других нормативных документов.
- Организация хранения реагентов и образцов
Все химические вещества обязаны храниться в соответствии с классами опасности, температурными режимами и совместимостью. Должны быть подписанные емкости, журналы учета и инструкции по обращению с реагентами.
- Квалификация персонала
Лаборанты и исследователи должны иметь профильное образование и проходить регулярное повышение квалификации и инструктаж по технике безопасности.
Требования к химическим предприятиям
- Производственная безопасность
Все технологические процессы должны быть автоматизированы, по возможности герметизированы, чтобы минимизировать выбросы, утечки и риски для персонала. Необходим постоянный контроль за давлением, температурой, уровнем веществ и другими параметрами.
- Экологические нормы
Предприятие обязано иметь системы очистки выбросов, фильтрации сточных вод, утилизации и переработки отходов. Допустимые уровни загрязняющих веществ должны строго соответствовать экологическим стандартам и нормативам.
- Сертификация продукции
Готовая продукция должна соответствовать заявленным техническим условиям, иметь сертификаты качества и безопасности. Контроль качества должен осуществляться на всех этапах производства.
- Техническое состояние оборудования
Все установки, аппараты и трубопроводы обязаны регулярно проходить техосмотры, диагностику и ремонт. Устаревшее или изношенное оборудование должно своевременно заменяться.
- Квалификация и обучение персонала
Работники химического производства должны быть обучены правилам эксплуатации оборудования, мерам безопасности, а также уметь действовать в случае чрезвычайной ситуации.
- Документация и контроль
Предприятие должно вести строгую отчетность по всем производственным, экологическим и безопасностным показателям. Необходима разработка и соблюдение технологических регламентов, планов ликвидации аварий и инструкций по охране труда.
Эксплуатация и срок службы химического оборудования
Соблюдение базовых рекомендаций по эксплуатации позволяет продлить срок службы химического оборудования, повысить эффективность технологических процессов и минимизировать риск аварий и неисправностей. Правильная эксплуатация – это не только техническая необходимость, но и гарантия безопасной и устойчивой работы предприятия или лаборатории. К основным рекомендациям относят поддержание чистоты, знание технической документации и соблюдение условий эксплуатации, регулярное техническое обслуживание и калибровка, хранение оборудования в рекомендованных условиях.
Срок службы химического оборудования – это установленный или фактически достигнутый период эксплуатации, в течение которого оборудование сохраняет работоспособность при соблюдении всех норм по техническому обслуживанию и условиям эксплуатации. От продолжительности этого периода зависит надежность производственных процессов, экономическая эффективность предприятия, а также безопасность персонала и окружающей среды.
Срок службы может значительно варьироваться в зависимости от следующих факторов:
- Тип оборудования – различные виды оборудования имеют разный ресурс. Например, теплообменники и реакторы могут эксплуатироваться от 10 Материалы изготовления – химическая среда может быть агрессивной, поэтому срок службы сильно зависит от коррозионной стойкости материалов.
до 20 лет, тогда как насосы и мешалки — от 5 до 10 лет, в зависимости от условий работы.
- Материалы изготовления – химическая среда может быть агрессивной, поэтому срок службы сильно зависит от коррозионной стойкости материалов.
- Условия эксплуатации – повышенные температуры, давление, вибрации и химическая нагрузка сокращают срок службы. Например, автоклав, работающий при высоком давлении, требует более частой диагностики и ремонта, чем стандартный химический реактор.
- Регулярность обслуживания – своевременные профилактические меры (замена уплотнителей, смазка узлов, очистка от накипи и отложений) позволяют существенно продлить срок эксплуатации оборудования.
Поставки химического оборудования от компании «Тирит»
Компания «Тирит» – ведущий производитель и поставщик химического оборудования. У нас вы можете купить химическое оборудование для самых разных аналитических, испытательных и производственных задач. Нас выгодно отличают следующие качества:
- Собственное производство реакторов, фильтров, смесителей, пилотных установок
- Индивидуальное изготовление под техническое задание
- Работаем только с проверенными зарубежными и российскими поставщиками
- Проектируем лаборатории и производственные участки под ключ
- Обеспечиваем монтаж, пусконаладку, обучение персонала
- Оборудование сертифицировано по стандартам ТР ТС, DQ, IQ, OQ, PQ, GMP/GLP (в зависимости от конкретного устройства)
Свяжитесь с нами через e-mail: info@tirit.org, по телефонам +7 (495) 223-18-03, 8-800-600-18-03 или оставьте онлайн-заявку на сайте. Мы подберем оборудование под любые задачи, от стандартных до уникальных, и обеспечим надежную реализацию проекта.
|
