Змістовий модуль 2. Технології пріоритетних галузей

Тема 10. Технологічні основи виробництва в електронній промисловості

Мета роботи: поглибити, узагальнити знання студентів про:

– види продукції електронної промисловості;

– важливість продукції в формуванні систем технологій в різних галузях народного господарства;

– формування технологічних схем виробництва в електронній промисловості;

– основні технологічні процеси електронної промисловості.

План вивчення теми

1. Методи отримання алмазоподібних плівок і вимоги до обладнання.

2. Значення електроніки як галузі промисловості.

3. Класифікація інтегральних схем і технологія їх виготовлення.

4. Технологія напівпровідникових інтегральних мікросхем.

Методичні рекомендації до самостійної роботи

Необхідно засвоїти, що важливими видами продукції в електронній промисловості є алмазоподібні плівки, які мають велике значення для створення принципово нових активних елементів для мікроелектроніки та оптоелектроніки. Алмазоподібні плівки (АПП) можуть застосовуватись як зносостійкі, маскувальні, пасиву вальні покриття оптичних дисків пам’яті, лазерів тощо.

Значення електроніки в галузі промисловості має велике значення. Галузь науки і техніки, яка вивчає і виробляє інтегральні схеми (ІС), називається мікроелектронікою, вивчає технологічні, фізичні і конструктивні особливості електро- і радіоелементів. При створенні мікросхем необхідно враховувати сумісність матеріалів (шарів), стабільність властивостей, відтворюваність і надійність.

Інтегральні мікросхеми поділяють на окремі класи за такими ознаками: технологією виготовлення, ступнем інтеграції, функціональним призначенням тощо.

Виробництво продукції мікроелементів має свої виробничі та технологічні процеси.

Виробничий процес охоплює такі функції підприємства: планування, науково-технічні та конструкторські розроблення, проектування, матеріально-технічне та контрольно-випробувальне забезпечення, технологію виготовлення виробів, пакування, зберігання та внутрішнє транспортування виробів.

Технологічний процес є складовою частиною виробничого, але складається лише з технологічних операцій, які полягають у виготовленні, контролі та випробуванні виробів.

Технологічні процеси виготовлення напівпровідникових інтегральних мікро схем поділяють на заготівельні, оброблювальні та складальні.

До заготівельних процесів належать вирощування монокристалів, виготовлення з них пластин (розрізування монокристалів на пластини, шліфування, полірування, контроль і пакування пластин), виготовлення фотошаблонів/ трафаретів/ корпусів для мікросхем тощо.

Оброблювальні процеси пов’язані з формуванням інтегральних мікросхем у при поверхневому шарі монокристалевої напівпровідникової пластини.

Складні процеси містять операції, пов’язані з монтуванням кристалів, на яких сформована інтегральна мікросхема, у корпусах, приварюванням виводів, перевіренням параметрів, герметизацією корпусів.

Питання для самоконтролю

1. Особливості формування технологічних схем виробництва в електронній промисловості.

2. Види продукції електронної промисловості.

3. Необхідність розвитку та роль продукції в формуванні систем технологій в різних галузях народного господарства.

4. Фактори, які обумовлюють структуру систем технологій електронної промисловості.

Тести

1. Електронікою називають:

а) науку про електронні процеси у вакуумі, газах, рідинах і напівпровідниках, які відбуваються за різних температур під дією електричних і магнітних полів;

б) науку про економічні процеси у вакуумі, газах, рідинах і напівпровідниках, які відбуваються за різних температур під дією електричних і магнітних полів.

 

2. Мікроелектроніка – це:

а) частина технічної електроніки, яка розроблює, виготовляє продукцію;

б) частина технічної електроніки, яка розроблює, виготовляє мікросхеми та конструкційно-допоміжні пристрої.

 

3. Алмазоподібні плівки – це:

а) метастабільні вуглецеві і вуглецеві плівки, що містять водень, властивості яких (твердість, щільність, хімічна стійкість, оптичні та електричні властивості) близькі до алмазу, але структура відрізняється від алмазної. Структура АПП амфорна, але можуть бути і вкраплення алмазної фази. Вміст водню – до 25%;

б) метастабільні вуглецеві і вуглецеві плівки, що містять водень, властивості яких (твердість, щільність, хімічна стійкість, оптичні та електричні властивості) близькі до діаманту, але структура відрізняється. Структура АПП амфорна, але можуть бути і вкраплення діамантової фази. Вміст водню – до 45%.

 

4. Основною продукцією мікроелектроніки є:

а) інтегральні мікросхеми;

б) алмазоподібні плівки;

в) напівпровідникові мікросхеми.

 

5. Інтегральна схема – це:

а) електронний пристрій, в якому скомпоновані всі або частина елементів електричної схеми і які з’єднані між собою на одному напівпровідниковому кристалі або діелектричній підкладці;

б) електронний пристрій, в якому скомпоновані всі або частина елементів електричної схеми і які не з’єднані між собою.

Бібліографічний список

[6;7;11;13;15]

Тема 12. Технології у сільськогосподарському комплексі

Мета роботи: поглибити, узагальнити знання студентів про:

– технологію виробництва хліба та хлібобулочних виробів та цукру;

– технологію виробництва м’яса молока та м’ясо-молочних продуктів;

– виробництво етилового спирту із зброджуваних матеріалів.

План вивчення теми

1. Технологія виробництва хліба та хлібобулочних виробів.

2. Технологія виробництва м’яса молока та м’ясо-молочних продуктів.

3. Виробництво етилового спирту із зброджуваних матеріалів.

Методичні рекомендації до самостійної роботи

Виробництво хлібобулочних виробів можна розділити на такі етапи: зберігання і підготовка сировини до виробництва, приготування тіста, оброблення тіста, випікання тістових заготовок, охолодження і зберігання хліба. Кожен з цих етапів включає низку технологічних операцій, що забезпечують виготовлення виробів.

Загальна тривалість технологічного процесу виготовлення основних видів хлібобулочних виробів становить 8-10 год.

М'ясна промисловість є однією з найбільших галузей харчової промисловості. Вона виробляє харчову продукцію, цінну технічну продукцію, кормові і медичні препарати. До них входять: м'ясо; субпродукти: лівер (серце, печінка, легені, діафрагма із селезінкою), голови вим'я, шлунок, м’ясна обрізь, кров та ін.; солоності; шинкові вироби; ковбасні вироби; м'ясні банкові консерви і концентрати; харчові тваринні жири; технічні жири; кормова мука і борошно. Це також продукти з крові: кров'яні ковбаси, альбумін, кров'яна сироватка, гематоген, кровозамінювачі, білковий гідролізат, технічний альбумін,що використовується у виробництві клею, текстильній промисловості,фотографії як піноутворювач; шкіри для шкіряного і хутряного виробництва і желатин.

Підприємства м'ясної промисловості можуть бути найпростіші,такі як бойня, холодобойня, м'ясопереробні заводи, ковбасні фабрики,заводи органопрепаратів, клейові і желатинові виробництва, а можуть бути м'ясокомбінати.

Технологічний процес забою худоби включає такі операції: оглушення, знекровлювання, забіловка і знімання шкіри, витягування внутрішніх органів, подовжнє розпилювання туш, туалет, оцінка якості м'яса і зважування.

Молочний ринок України останні декілька років має тенденцію до реструктуризації, а саме укрупнення. На сьогоднішній день завдяки високій культурі виробництва, переобладнанню молокозаводів без використання консервантів виробник може забезпечити термін реалізації молокопродуктів у 10 - 30 діб.

Молоко, що надійшло на молокозаводи (6,5 млрд. л), було перероблене на вершкове масло, казеїн і сухе молоко - 63%; тверді або плавлені сири - 19%; кисломолочні продукти - 11%; цільне молоко -4%; морозиво - 3%. Ринок готової молокопродукції у зв'язку зрізними нормами витрат на сировину має інший дольовий розподіл.

Ринок цільного молока підрозділяється на два основні сегменти - розливне і пікетоване. Споживає Україна молока приблизно 2 млрд. л за рік, або більш ніж 40 л на душу населення. Сегмент фасованого молока (20%) включає в себе пастеризоване, топлене і оброблене при високій температурі. Перше має термін реалізації до одного тижня, останнє - декілька місяців.

До кисломолочних відносять продукти, що виготовлені методом заквашування спеціальними біокультурами цільного молока або цільних вершків. Біокультури, що використовують, розділяють нагрибкові (для виготовлення кефіру) і бактеріальну мікрофлору для усіх останніх кисломолочних продуктів.

Асортимент традиційних для України кисломолочних продуктів це три основні групи: ряжанка, кефір і сир. Йогурт - це продукт, виготовлений з цільного молока методом заквашування за допомогою ацидофільних бактерій. У залежності від бактеріального штаму і наповнювачів, що використовують, йогурт може бути питний або десертний.

Етиловий спирт широко застосовується у промисловості. Близько 150 галузей промисловості використовують його як сировину або допоміжний матеріал. Це хімічна промисловість, електротехнічна, парфумерна, фармацевтична й інші. Він є також основою для вироблення деяких алкогольних напоїв (горілка, коньяк, лікери й ін.); у кондитерській промисловості для готування начинки; у виробництві соків і морсів для забезпечення їх зберігання; у виноробстві для припинення бродіння вин і додання їм стабільності.

Етиловий спирт - це безбарвна рідина, що має пекучий смак і характерний запах. Однак запах йому додають домішки, сам етиловий спирт запаху не має. Температура кипіння спирту 78,35 °С, щільність 789,27 кг/м3.

У промисловості поширені два методи одержання етилового спирту: біохімічний і хімічний. Біохімічний метод заснований на зброджуванні сахарів дріжджами. Хімічний метод заснований або на гідролізі целюлози, або на каталітичній гідратації етилену. У провідних країнах світу етиловий спирт, в основному, стримують синтезом з етилену. Це зв'язано з тим, що сільськогосподарська сировина стає усе дорожчою, крім того, значна частина цієї сировини може бути використана для харчування. Собівартість синтетичного етилового спирту стала нижчою, що і забезпечує йому переважне поширення.

В Україні розповсюджений біохімічний метод. Для використання в харчовій промисловості спирт отримують з зернових культур,картоплі, буряка, меляси. Для технічних цілей широко використовується спирт, вироблений із продуктів гідролізу деревини і відходів целюлозного виробництва. Для технічних цілей може бути використаний спирт-сирець зі вмістом етанолу 88 %. У харчовій, парфумерній, медичній галузях застосовують спирт-ректифікат, що випускається трьох сортів: екстра; вищого очищення; I сорт. Вміст етанолу відповідно 96,5 %; 96,2 %; 96,0 %. В основному сорти спирту відрізняються вмістом домішок.

Питання для самоконтролю

1. На які етапи можна поділити виробництво хлібу та хлібобулочних виробів?

2. Які операції включає технологічний процес забою худоби?

3. На які основні сегменти поділяється ринок цільного молока?

4. Які продукти відносять до кисломолочних?

5. Етиловий спирт це -?

Тести

1. Яка тривалість технологічного виготовлення основних видів хлібобулочних виробів:

а) 3-5 годин;

б) 5-7 годин;

в) 8-10 годин.

2. Стерилізація – це:

а) теплова обробка молока при температурі понад 100⁰С;

б) теплова обробка молока при температурі від 63⁰ С.

 

3. Пастеризація – це:

а) теплова обробка молока при температурі понад 100⁰С;

б) теплова обробка молока при температурі від 63⁰С.

 

4. Яка температура кипіння етилового спирту:

а) 30⁰ С;

б) 60⁰ С;

в) 78,35⁰ С.

Бібліографічний список

[1;2;3;6;7;11;13;15]

Тема 13. Технології транспортної галузі економіки

Мета роботи: засвоєння, поглиблення, узагальнення знання студентів про:

– види транспорту та транспортних перевезень;

– залізничний транспорт, автомобільний транспорт;

– повітряний транспорт, трубопровідний транспорт.

План вивчення теми

1. Призначення транспорту. Види транспорту та транспортних перевезень.

2. Особливості різних видів транспорту.

3. Напрямки розвитку транспортної енергетики.

Методичні рекомендації до самостійної роботи

Транспорт (від лат. trans — через і portare — нести) — сукупність засобів, призначених для переміщення людей, вантажів, сигналів та інформації з одного місця в інше.

Поняття транспорту містить у собі кілька аспектів; грубо їх можна поділити на:

— інфраструктуру;

— транспортні засоби;

— керування.

Інфраструктура включає транспортні мережі або шляхи сполучення (дороги, залізничні колії, повітряні коридори, канали, трубопроводи, мости, тунелі,водні шляхи та ін.), а також транспортні вузли або термінали, де виробляється перевантаження вантажу чи пересадка пасажирів з одного виду транспорту на інший (наприклад, аеропорти, залізничні станції, автобусні зупинки).

Транспортними засобами звичайно виступають автомобілі, велосипеди, автобуси, потяги, літаки. Під керуванням розуміється контроль над системою, наприклад сигнали світлофора, стрілки на залізничних коліях, керування польотами тощо, а також правила (серед іншого, правила фінансування системи: платні дороги, податок на паливо та ін.).

У широкому сенсі, розробка мереж — завдання цивільної інженерії і міського планування, розробка транспортних засобів — механічної інженерії і спеціалізованих розділів прикладної науки, а керування звичайно спеціалізовано в рамках тієї чи іншої мережі, що відноситься до дослідження керування або системної інженерії.

Транспорт поділяється на три категорії: транспорт загального користування, транспорт незагального користування і особистий або індивідуальний транспорт. Транспорт загального користування не слід плутати із громадським транспортом (громадський транспорт є частиною транспорту загального користування). Транспорт загального користування обслуговує торгівлю (перевозить товари) і населення (пасажирські перевезення). Транспорт незагального користування — внутрішньовиробничий і внутрішньовідомчий транспорт. Нарешті, особистий транспорт — це легкові автомобілі, мотоцикли, мопеди, велосипеди, яхти, приватні літаки.

Персональний автоматичний транспорт утворює нову категорію, тому що поєднує в собі риси міського громадського транспорту і особистого автотранспорту.

Залізничний транспорт був одночасно і продуктом, і мотором промислової революції. Виникнувши на початку XIX століття (перший паровоз був побудований у 1804 році), до середини того ж століття він став найважливішим транспортом промислових країн того часу. До кінця XIX століття сумарна довжина залізниць перевалила за мільйон кілометрів. Залізниці зв'язали внутрішні промислові райони з морськими портами. Уздовж залізниць зростали нові промислові міста. Проте після Другої світової війни залізниця почала втрачати своє значення. На вантажних перевезеннях вона не витримувала конкуренції автомобільного транспорту, на пасажирських — літаків (на великих відстанях) і особистого автомобіля (на коротких відстанях). Проте колапсу залізниць, як передбачав багато хто в п'ятидесятих-шестидесятих роках, не відбулося. Залізниці мають багато переваг — високу вантажопідйомність, надійність, порівняно високу швидкість. Тепер залізницями перевозять найрізноманітніші вантажі, але в основному — масові, такі як сировина, сільгосппродукція. Уведення контейнерів, що полегшують перевантаження, також підвищило конкурентоспроможність залізниць.

Більш того, починаючи з останнього десятиліття XX століття залізниці переживають своєрідний ренесанс. Спочатку в Японії, а зараз і в Європі була створена система швидкісних залізниць, що допускають рух з швидкостями до 300 кілометрів на годину. Такі залізниці стали серйозним конкурентом авіаліній на невеликих відстанях. Як і раніше, висока роль приміських залізниць і метрополітенів. Електрифіковані залізниці (а до теперішнього часу більшість залізниць з інтенсивним рухом електрифікована) набагато екологічніші автомобільного транспорту.

Транспортні засоби: локомотиви й вагони.

Шляхи сполучення: залізничний шлях, мости, тунелі.

Сигналізація й керування: залізнична сигналізація.

Транспортні вузли: залізничні станції й вокзали.

Енергетичне забезпечення: контактна мережа и тягові підстанції (на електрифікованих залізницях), пункти заправки та екіпіровки локомотивів.

Автомобільний транспорт зараз — найпоширеніший вид транспорту. Автомобільний транспорт молодше залізничного і водного, перші автомобілі з’явилися в наприкінці XIX століття. Після Другої світової війни автомобільний транспорт почав складати конкуренцію залізниці. Переваги автомобільного транспорту — маневреність, гнучкість, швидкість. Вантажні автомобілі перевозять нині практично всі види вантажів, але навіть на великих відстанях (до 5 і більше тис. км) автопотяги (вантажівка-тягач і причіп або напівпричіп) успішно конкурують із залізницею при перевезенні цінних вантажів для яких критична швидкість доставки, наприклад швидкопсувних продуктів.

Абсолютна більшість нині існуючих автомобілів — автомобілі індивідуального користування (легкові). Їх використовують, як правило, для поїздок на відстані до двохсот кілометрів.

Громадський автомобільний транспорт. Широко поширені також автобуси (багатомісні пасажирські автомобілі з місткістю від 8 пасажирів). Для експлуатації в містах і передмістях нині використовуються переважно міські автобуси з низькою підлогою, а для міжміських і міжнародних рейсових і туристичних перевезень — міжміські і туристичні лайнери (кочі). Останні відрізняються від міських моделей компоновкою з підвищеним рівнем підлоги (для розміщення під ним багажних відсіків), комфортабельним салоном тільки з сидячими місцями, наявністю додаткових зручностей (кухні, гардероба, туалету). У зв'язку з підвищенням в кінці XX століття комфортності туристичних автобусів, вони цілком успішно конкурують в області перевезення туристів із залізницею.

Автомобільний транспорт вимагає хороших доріг. Зараз в розвинених країнах існує мережа автомагістралей — багатосмугових доріг без перехресть, на яких допускаються швидкості руху понад 100 кілометрів на годину.

Незважаючи на переваги, автомобільний транспорт має багато недоліків. Легкові автомобілі — найвитратніший транспорт у порівнянні з іншими видами транспорту в перерахунку на одного пасажира. Основна частка (63%) екологічної шкоди планети пов'язана з автотранспортом. Значна екологічна шкода завдається навколишньому середовищу і суспільству на всіх стадіях виробництва, експлуатації і утилізації автомобілів, палива, масел, покришок, будівництва доріг та інших об'єктів автомобільної інфраструктури. Зокрема, оксиди азоту і сірки, що викидаються в атмосферу при спалюванні палива, викликають кислотні дощі.

Транспортний засіб: різні типи автомобілів — легкові, автобуси, вантажні.

Шляхи сполучення: автомобільні дороги, мости, тунелі, шляхопроводи, естакади.

Сигналізація та керування: правила дорожнього руху, світлофори, дорожні знаки, автотранспортні інспекції.

Транспортні вузли: автостанції, автовокзали, автостоянки.

Енергетичне забезпечення: автомобільні заправні станції (АЗС), контактна мережа.

Технічне забезпечення: СТО, парки (автобусний, тролейбусний), автодорожні служби.

Повітряний транспорт — найшвидший і в той же час найдорожчий вид транспорту. Основна сфера застосування повітряного транспорту — пасажирські перевезення на відстанях понад 1000 км. Також здійснюються і вантажні перевезення, але їхня частка дуже низька. В основному авіатранспортом перевозять швидкопсувні продукти і особливо цінні вантажі, а також пошту. У багатьох важкодоступних районах (у горах, районах Крайньої Півночі) повітряному транспорту немає альтернатив. У таких випадках, коли в місці посадки відсутній аеродром (наприклад, доставка наукових груп у важкодоступні райони) використовують не літаки, а гелікоптери, які не потребують посадочної смуги. Велика проблема сучасних літаків — шум, вироблюваний ними при зльоті, який значно псує якість життя мешканців розташованих поряд з аеропортами районів.

У даний час поняття авіація і повітряний транспорт фактично стали синонімами, оскільки повітряні перевезення здійснюються виключно повітряними, важчими повітря. Проте перші повітряні судна були легші повітря. У 1709 році була запущена перша повітряна куля. Втім, повітряні кулі були некеровані. До кінця XIX століття домінувати в повітрі стали величезні повітряні кораблі — дирижаблі. Їхнє золоте століття припало на першу половину XX століття, коли пасажирські дирижаблі здійснювали регулярні перельоти між Європою і Америкою. Епоха дирижаблів кінчилася в1937 році, коли прямо в аеропорту Нью-Йорка згорів німецький пасажирський дирижабль-лайнер «Гінденбург». У кінці XX століття поновився інтерес до дирижаблів: тепер замість вибухонебезпечного водню застосовується інертний гелій, дирижаблі хоч і багато повільніші за літаки, та зате набагато економічніші. Проте до цих пір сфера їхнього застосування залишається маргінальною: рекламні і розважальні польоти, спостереження за дорожнім рухом.

Транспортні засоби: літаки і гелікоптери.

Шляхи сполучення: повітряні коридори.

Сигналізація і керування: авіамаяки, диспетчерська служба.

Транспортні вузли: аеропорти.

Трубопровідний транспорт досить незвичайний. Він не має транспортних засобів, точніше, сама інфраструктура «за сумісництвом» є транспортним засобом. Трубопровідний транспорт дешевший за залізничний і навіть водний. Він не вимагає великого персоналу. Основний тип вантажів — рідкі (нафта, нафтопродукти) або газоподібні. Труби укладають на землі або під землею, а також на естакадах. Рух вантажу забезпечують насосні станції.

Існують експериментальні трубопроводи в яких тверді сипкі вантажі переміщаються в змішаному з водою вигляді. Інші приклади трубопроводу для твердих вантажів — пневмопошта, сміттєпровід. Найповсякденніший вид трубопровідного транспорту — водопровід і каналізація. Відбувається постійна передача.

Транспорт — один з основних споживачів енергії, він також спалює більшу частину світового обсягу палива. Паливні двигуни забруднюють повітря. Інші негативні приклади впливу транспорту на навколишнє середовище це:

— затори (пробки) на дорогах;

— токсичні зливи з доріг і парковок, які забруднюють запаси прісної води;

— зростання міст, яке поглинає житла тварин і сільськогосподарські землі.

Використання безмоторних видів транспорту — велосипедів і пішого ходу — знижує споживання палива.

Незадовільний стан вітчизняної інноваційної та високотехнологічної складової транспортної галузі пояснюється

— недостатнім рівнем інвестування,

— низьким рівнем тарифів на соціально значимі пасажирські перевезення, що підлягають державному регулюванню;

— обмеженим фінансуванням з державного та місцевих бюджетів;

— відсутністю коштів на просте відтворення основних фондів внаслідок заниження їх вартості та недостатнього рівня амортизаційних відрахувань;

— відсутністю інвестицій на умовах концесій,

— відсутністю державно-приватного партнерства;

— недосконалістю механізмів лізингу.

Нестача інвестицій призвела до стрімкого старіння рухомого складу та транспортної інфраструктури.

Питання для самоконтролю

1. Транспорт – це?

2. На які аспекти можна поділити поняття транспорту?

3. На які категорії поділяється транспорт?

4. Які переваги має автомобільний транспорт?

5. Назвіть негативні приклади впливу транспорту на навколишнє середовище.

Тести

1. Транспортними засобами залізниці є:

а) локомотиви і вагони;

б) різні типи автомобілів;

в) літаки і гелікоптери.

 

2. Автомобільними транспортними вузлами є:

а) залізничні станції й вокзали;

б) автостанції, автовокзали, автостоянки;

в) аеропорти.

 

3. Повітряними транспортними засобами є:

а) локомотиви і вагони;

б) різні типи автомобілів;

в) літаки і гелікоптери.

 

4. Залізничними транспортними вузлами є:

а) залізничні станції й вокзали;

б) автостанції, автовокзали, автостоянки;

в) аеропорти.

Бібліографічний список

[6;11;13;15]