فصل اول – معرفی طرح
1-2-مشخصات محصول
1-1-2- نام و کاربرد محصول:
ایجاد و راه انداری یک فضای کارگاهی و کارخانه ای جهت تولید رنگ های شیمیایی
2-1-2-مشخصات فنی محصول
تولید رنگ صنعتی در مقیاس متوسط با استفاده از ترکیبات نوین و طیف های نوظهور
3-1-2-معرفی روشهای تولید
استفاده از روش صنعتی تولید رنگ
4-1-2-تشریح مختصر فرایند
تولید رنگ
فصل دوم
تعیین ظرفیت
فصل دوم – تعیین ظرفیت
2-2-تعیین ظرفیت تولید
| ردیف |
نام محصول |
ظرفیت تولید سالانه (لیتر ) |
ظرفیت تولید ماهانه ( لیتر ) |
ظرفیت تولید روزانه ( لیتر ) |
| 1 |
رنگ های درجه 1 صنعتی |
216000 |
18000 |
600 |
| 2 |
رنگ های درجه 2 صنعتی |
180000 |
15000 |
500 |
| 3 |
رنگ های درجه 3 صنعتی |
180000 |
15000 |
500 |
| 4 |
رنگ های جاده ای – درجه 1 |
216000 |
18000 |
600 |
| 5 |
رنگ های جاده ای – درجه 2 |
180000 |
15000 |
500 |
| 6 |
رنگ های ساختمانی - روغنی |
252000 |
21000 |
700 |
| 7 |
رنگ های ساختمانی - معمولی |
252000 |
21000 |
700 |
-3-برآورد میزان مصرف مواد اولیه و قطعات خریدنی
| ردیف |
نام ماده اولیه/ قطعات خریدنی |
مشخصات فنی |
مورد مصرف در محصول |
میزان مصرف |
مصرف سالیانه |
منبع تامین |
| در محصول |
مقدار |
واحد |
داخلی |
|
| 1 |
ترانسوفار تولید |
- |
- |
- |
6 |
|
* |
|
| |
| 2 |
سیستم گرم نگهدار |
Ra32i |
جهت ترکیب مواد شیمیایی و ترکیبی |
|
3 |
|
* |
|
| 3 |
سیستم تخلیه اتوماتیک |
Ta - Candi |
|
|
3 |
|
* |
|
| 4 |
سیستم برودتی و حرارتی |
Xi 5 - ZR |
|
|
6 |
|
* |
|
-4-معرفی دستگاه ها و تجهیزات تولید
| ردیف |
نام ماشین آلات/ |
مشخصات فنی |
تعداد |
منبع تامین |
| تجهیزات تولید |
داخلی |
خارجی |
| 1 |
سیستم تخلیه و پاکسازی اتوماتیک |
Lexan Rs21s |
2 |
* |
|
| 2 |
سیستم نگهداری 2 زمانه |
|
1 |
* |
|
| 3 |
سیستم حرارت سنج |
|
1 |
* |
|
| 4 |
دیگ های ترکیبی تولید |
24A Cio |
3 |
* |
|
| 5 |
مخلوط کن بزرگ حرارتی |
Tx - Zimax |
5 |
|
* |
شرح فرایند و اطلاعات فنی مورد نیاز
مقدمه :
برای آشنایی با تاریخچه و سابقه صنعت رنگ کشور به سالهای 1300 باز می گردیم که هنوز رنگ در داخل کشور تولید نمی شد و استادکاران نقاش، رنگ مورد نیاز برای رنگ آمیزی کاخها و ابنیه دولتی را با استفاده از مواد گیاهی و معدنی در پای کار، به صورت دستی و با فرمولهای سنتی تولید می کردند.
در سال 1318، اولین واحد رنگسازی امروزی به نام رنگسازی ایران اقدام به تولید و عرضه رنگ روغنی کارخانه‌ای نمود و پس از آن شرکتهای رنگ سرو و رنگ شمس فعالیت رنگسازی خود را آغاز نمودند. در آن سالها هنوز رنگ روغنی کارخانه‌ای با استفاده از روغن های گیاهی و پودرهای معدنی تولید می شد و این امر تا سال 1341 که اولین محصول رنگ روغنی با استفاده از رزین الکید توسط شرکت پلاسکار به بازار عرضه گردید، ادامه داشت.
رنگ پلاستیک بر پایه پلی وینیل استات برای مصارف ساختمانی نیز برای اولین بار در سال 1338 توسط شرکت پلاسکار تولید و عرضه شد و پس از آن شرکتهای هاویلوکس ،رنگین، دیروپ، سوپر رنگ از سال 1341 تا 1347 به تدریج، رنگ پلاستیک خود را به بازار عرضه نمودند.
در واقع می توان گفت که در سال 1344 صنعت رنگسازی در ایران شکل تازه ای یافت و واحدهای متعددی فعالیت خود را آغاز نمودند. شرکتهای تاباشیمی، دیروپ ایران، رنگین، سوپررنگ و پارس پامچال از جمله شرکتهایی هستند که در این سال پا به عرضه صنعت رنگ کشور گذاشته و محصولات جدیدی مانند لاکهای روی چوب، رنگهای هوا خشک و کوره‌ای صنعتی و رنگهای تعمیری خودرو را به بازار عرضه نمودند.
از اواخر دهه 50 تعداد واحدهای تولیدکننده رنگ افزایش یافت و امروز صنعت رنگ کشور با بیش از 350 واحد صنعتی مجاز با مجموع ظرفیت 900 هزارتن در سال تولید انواع رنگهای ساختمانی و صنعتی و همچنین صدها واحد غیر مجاز مشغول به فعالیت می باشد.
صنعت تولید رزینهای مورد مصرف در رنگسازی نیز در کشور سابقه ای طولانی دارد. برای بررسی تاریخچه این صنعت به سال 1344 باز می‌گردیم که برای اولین بار رزین الکید بوسیله رنگسازی ایران و رزین پلی‌وینیل‌استات نیز توسط پلاسکار تولید گردید و پس از آن شرکتهای پارس سادولین، دیروپ ایران اقدام به تولید رزین الکید و هو خست ایران به تولید رزین پلی‌وینیل‌استات همت گماردند. و امروز صنعت رزین کشور با بیش از 120 واحد صنعتی و مجموع ظرفیت 750 هزارتن در سال قادر است انواع رزینهای پلی‌وینیل‌استات و کوپلیمرهای آن، انواع رزینهای الکید و اصلاح شده آن، آمینو رزینها، انواع پلی‌استر غیراشباع، رزینهای اکریلیک و رزین فنولیک را تولید نماید.
رنگ ها:
تنوع رنگ ها بسیار زیاد است:
1- رنگ روغنی معمولی که با تینر یا بنزین رقیق می شود برای کارهای ساده و معمولی استفاده می شود. استفاده از ریتاردر در رنگ روغنی باعث چسبندگی بیشتر کار می شود اما خشک شدن این رنگ طولانی و یا نیاز به خشک کن دارد.
2- رنگ پلی اتیلن که با تینر و ترجیحا با ریتاردر رقیق می شود. کیفیت متوسطی دارد ، سریع تر خشک می شود و چسبندگی متوسطی دارد که از رنگ روغنی بهتر است.
3- رنگ P.V.C که با ریتاردر رقیق می شود و کیفیت خوبی دارد و خیلی زود خشک می شود. رنگ پلی اتیلن و PVC دارای بیس رنگی هستند که با جوهر های رنگی مختلف رنگ می پذیرد و تنوع آن زیاد است.
4- رنگ پیگمنت: برای چاپ پارچه استفاده می شود و دارای بیس و خمیر رنگ بوده و کیفیت مناسبی برای چاپ پارچه دارد.
5- رنگ اورونیت: برای چاپ پارچه استفاده می شود و دارای بیس و خمیر رنگ بوده و کیفیتی خاص و برجسته روی پارچه ها می گذارد.
6- رنگ آب شور برای چاپ کارتن و مقوا استفاده می شود.
7- رنگ پلاستیک قابل شستو شو برای پارچه استفاده می شود و ارزان تر از سایر رنگ ها است.
8- رنگ پخت بالا: برای رنگ روی کاغذ گل چینی و گل ملامین کاربرد دارد و قیمت بالایی داشته و برگهایی مخصوص به خود دارد.
9- رنگ ترانسفر یا برگردان که روی کاغذ معمولی چاپ می شود و با حرارت و پرس داغ روی لباس عمل چاپ انجام می شود.
10- پودر در رنگ های مختلف که با خمیر مخصوصی مخلوط شده و با آب حل می شود و برای چاپ اسکرچ استفاده می شود.
البته از انواع مرکب نیز می توان بهره برد.
حلال ها شامل آب برای رنگ های پلاستیک و برای سایر رنگ ها از ریتاردر – تینر – بنزین – نفت و حلال ویژه 410 شرکت نفت استفاده می شود.
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی می‌کنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی می‌باشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان ، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.
نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی می‌باشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی می‌باشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل می‌کند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.
پنبه یک کربوهیدرات می‌باشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد می‌شود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود.
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها ، رنگ با الیاف ترکیب می‌شود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب می‌شوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.
رنگ دانه‌ای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که می‌توانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده می‌شوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار می‌رود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف ، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده می‌شود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم ، کروم و آهن استفاده می‌شود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها می‌باشد.
رنگ خمیری
رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته ، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف ، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار می‌دهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.
رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته می‌شوند، در درون خود پارچه ، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها ، رنگهای آزو می‌باشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل می‌شود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.
رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول می‌باشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته می‌شود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل می‌شود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل می‌شود.
کامپوزیت چیست ؟
مواد کامپوزیتی مواد مهندسی ای هستند که از دو یا چند جزء تشکیل شده اند به گونه ای که این مواد مجزا و در مقیاس ماکروسکوپی قابل تشخیص هستند. کامپوزیت از دو قسمت اصلی ماتریکس و تقویت کننده تشکیل شده است. ماتریکس با احاطه کردن تقویت کننده آن را در محل نسبی خودش نگه می دارد. تقویت کننده موجب بهبود خواص مکانیکی ساختار میگردد. به طور کلی تقویت کننده میتواند به صورت فیبرهای کوتاه و یا بلند و پیوسته باشد
تعریف ASM: به ترکیب ماکروسکوپی دو یا چند مادهٔ مجزا که سطح مشترک مشخصی بین آنها وجود داشته باشد، کامپوزیت گفته می‌شود. [1]
دسته‌بندی کامپوزیتها از لحاظ فاز زمینه
CMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ سرامیکی)
PMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ پلیمری)
MMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ فلزی)
دسته‌بندی کامپوزیتها از لحاظ نوع تقویت کننده
FRC (کامپوزیت‌های تقویت شده با فیبر)
PRC (کامپوزیت‌های تقویت شده توسط ذرات)
کامپوزیت‌های سبز(کامپوزیت‌های تجزیه‌پذیر زیستی)
در اینگونه کامپوزیتها، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند،ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند. [2]
مزایای مواد کامپوزیتی
مهم‌ترین مزیت مواد کامپوزیتی آن است که با توجه به نیازها، می‌توان مواد جدیدی با خواص مطلوب تولید کرد. به طور کلی مواد کامپوزیتی دارای مزایای زیر هستند:
مقاومت مکانیکی نسبت به وزن بالا
مقاومت در برابر خوردگی بالا
خصوصیات خستگی عالی نسبت به فلزات
خواص عایق حرارتی خوب
کاربردها
الیاف شیشه (فایبرگلاس) یکی از پرکاربردترین کامپوزیت‌هاست. الیاف شیشه (فایبرگلاس) یک کامپوزیت با زمینه پلیمری است که توسط الیافهای شیشه تقویت شده است. الیاف شیشه متداول‌ترین الیاف مصرفی کامپوزیتها در ایران و جهان است . انواع الیاف شیشه عبارتند از انواع E ، C ، S و کوارتز. ترکیب الیاف شیشه نوع E یا الکتریکی ، از جنس آلومینیوم و بور و سیلیکات کلسیم بوده و دارای مقاومت ویژه الکتریکی بالایی است. الیاف شیشه نوع S ، تقریباْْ 40 درصد پایداری بیشتری نسبت به الیاف شیشه نوع E دارند. الیاف شیشه نوع C یا الیاف شیشه شیمیایی ، دارای ترکیب بور و سیلیکات کربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد پیشین پایداری شیمیایی بیشتری به ویژه در محیط‌های اسیدی دارد.الیاف شیشه کوارتز ، بیشتر در مواردی که ویژگی دی‌الکتریک پایین نیاز باشد، مانند پوشش آنتن‌ها و یا رادارهای هواپیما استفاده می‌شوند.
بسپار یا پلیمر :
بسپار یا پلیمر ماده‌ای شامل مولکول‌های بزرگی است که از واحدهای کوچک تکرار شونده که تکپار یا مونومر نامیده می شود، ساخته شده است.
نام
واژه «پلیمر» از کلمات یونانی «پلی» به معنای بسیار و «مر» به معنی قسمت، پاره یا قطعه گرفته شده است. در زبان فارسی به آن «بسپار» اطلاق می‌کنند.