Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Май » 4 » Роль и специфика научных открытий в прогрессе промышленного производства.
19:20
Роль и специфика научных открытий в прогрессе промышленного производства.

    Ранее мы поверхностно рассмотрели ряд вопросов, касающихся промышленного производства и научно-технического прогресса, сегодня сопоставим три термина: промышленность, технология, и наука.
     Промышленное производство это процесс получения продукции, при этом используется специфическое оборудование, которое чаще всего, не отличается высокой точностью, и сочетает оптимальную себестоимость при максимальной производительности. Чаще всего, промышленное оборудование не предназначено для тонкой регулировки процесса и работает по принципу “черного ящика”, то есть, не позволяет напрямую учитывать специфику происходящих в нем процессов, и вносить тонкие коррективы в настройки.
     Отработка технологий включает оптимизацию параметров тех или иных процессов на пилотных и/или лабораторных установках. При отработке технологических тонкостей процесса, как правило, так же не учитываются особенности процессов в веществе на микро уровне и в области квантовой механики. При этом получают зависимости регулируемых в процессе настройки промышленного оборудования параметров (температура, давление, расход, частота вращения, и пр.) от показателей производственного цикла, и наоборот. Найденные зависимости можно использовать при настройке и запуске любого однотипного промышленного оборудования.
     Научные исследования направлены на выявление и понимание общих закономерностей происходящих в веществе (системе) процессов превращения материи и энергии. Учитывается максимальное количество факторов, производится построение взаимных зависимостей различных величин, с целью обнаружения ранее неизвестных эффектов. Как следствие, требуется совершенное и очень точное оборудование, не имеющее практически ничего общего с промышленным оборудованием, используемым для реализации производственного процесса.
    Например, в исследованиях, связанных с органической химией, часто применяют методы ЯМР, газовой хроматографии, ИК-спектроскопии, и др. Стоимость современного газового хроматографа с масс-спектрометром начинается примерно с 500-700 тыс. р., примерно с таких же цифр начинается стоимость небольшого промышленного экструдера. Установка для снятия ЯМР спектров стоит не менее 1 миллиона евро, ее обслуживание обходится в сопоставимые расходы. Нигде в промышленности установка для ЯМР никак не может быть использована. Хотя, хроматографы могут серьезно помочь в работе промышленных лабораторий, например, лаборатории ОТК.
                                Специфика процессов и число проб.
    Если обратиться к числу экспериментов, то, для промышленности вообще не характерно проводить опыты. Если и производится настройка оборудования (например, при выборе рецептуры или переходе на новое сырье) то число образцов составляет всего 2-7, при этом объем каждого не менее 1-2 тонн сырья (меньшее количество просто размажется по промышленному оборудованию и мы не получим приемлемых значений снимаемых показателей).
    При отработке технологий целью является оптимизация показателей, поэтому готовят до нескольких десятков опытных образцов. Масса образца колеблется в пределах 0,5 – 4 кг (для химпрома полимерной промышленности или сферы органической химии). Примерно на такие объемы обычно рассчитаны лабораторные и пилотные установки, имитирующие процессы, происходящие в промышленном оборудования.
    Для сферы научных исследований характерно большое число образцов. Обычно от нескольких сотен (на статью или тезисы конференции) до нескольких десятков тысяч (для кандидатской или докторской диссертации). Например, для своей кандидатской диссертации по растворимости металлоорганических соединений, я произвел около 9 тысяч измерений растворимости, получив около 3 тысяч итоговых значений. Объем материала на один экспериментальный образец, в научных исследованиях, составляет порядка 0,01-3 грамма.
    Отдельно можно сказать о чистоте веществ. Для химпрома важно работать именно с теми соединениями, которые оптимально подходят по технико-экономическим показателям. То есть, с тем, что “по карману” промышленникам. При отработке технологий можно поэкспериментировать с более чистыми или более дорогими материалами, если они себя оправдают, тогда переходить к их внедрению в производство.
    При научных исследованиям приходится работать только с максимально чистыми веществами, что бы выявить все эффекты и особенности процессов. Если это доступно, то можно умышленно ввести в исходники фиксированные количеств примесей, и проследить на изменении всех показателей под влиянием примесей. Это поможет при отработке технологий учитывать чистоту вещества при выборе сырья (по принципу “цена-качество”).
                                                             Итоги.
    Первым появилась именно промышленность, как стремление человека создать устройства и материалы, облегчающие его жизнь. С течением времени человек начал задумываться о специфике тех или иных явлений и процессов, что породило науку.
    Наука всегда базировалась на открытиях, которые всегда делаются на базе большого массива накопленного материала. Отдельным талантом необходимо обладать именно для того, что бы окинуть взором все это море информации и увидеть характерные особенности, указывающие на те, или иные специфические закономерности. Так, в свое время Д.И. Менделеев открыл периодический закон химических элементов, а Э. Резерфорд предложил свою модель строения атома, подобным образом двигались И. Ньютон, Дж. Уатт, В. Петров и др. Всегда новые открытия базировались на фундаменте из ранее накопленного материала.
    Одним из путей накопления экспериментального материала всегда была отработка технологий, ибо она сочетала достаточно глубокий анализ рассматриваемых эффектов с весомым числом опытов. Главным источником экспериментальных данных на сегодняшний день, все же, остается научная работа.

Категория: Пища для размышлений | Просмотров: 442 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]