A vizes bázisú tisztítórendszerek
A vizes bázisú tisztítórendszerek folyamatorientált gépesítése
Kiváló tisztítási hatásfok az alkalmazáshoz illeszkedő tervezésnek köszönhetően
Egy vízbázisú tisztítórendszerbe való befektetés esetén a legfontosabb kérdések közé tartozik a minőség, a teljesítmény, a folyamat megbízhatósága és a költséghatékonyság. Az ördög a részletekben rejlik: a választ a berendezés különböző egységei fogják megadni.
A hatékony tisztítási folyamatok kapacitásuk alapján különböztethetők meg, mégpedig a gyors, megbízható és alacsony költségű tisztítási hatásfoknak megfelelően. Ez egyrészt olyan vegyszerek alkalmazását igényli, amelyek hatása és tulajdonságai a lehető leginkább megfelelnek a tisztítandó feladatnak, illetve a folyamat jellemzőinek. Másrészt a rendszer minősége, teljesítménye, a folyamat stabilitása és így a hatékonyság is a főbb egységek (például munkakamra, kínálat és folyadékkezelő modulok) interakciójától függ, csakúgy, mint az energiafelhasználás megtakarítási lehetőségeinek kiaknázásától.
A tisztítóközeg megválasztása
„A hasonló a hasonlónak örül” kémiai elvnek megfelelve az azonos tulajdonságú anyagok azonos tulajdonságú anyagokat oldanak. A vizes bázisú tisztítórendszer olyan vizes bázisú (poláris) szennyeződéseket távolít el, mint például hűtő-, kenőanyagok, emulziók, polírozópaszták, részecskék, sók vagy kopásszemcsék. A tisztítószerek semleges, lúgos vagy savas kémhatású készítményekben szerezhetők be. Ezeket a tisztítás mellett a részek felületének foszfátozásánál, aktiválásánál, rozsdamentesítésekor is alkalmazzák, vagy ha a tisztítási ciklust egy termikus sorjázás vagy nitridálás előzi meg.
A vegyszerek meghatározása előtt ajánlott ellenőrizni az anyaggal való kompatibilitását, illetve a tisztítási próba folyamán elérhető eredményeket. Magától értetődik, hogy a tisztítóanyagnak megfelelőnek kell lennie az adott alkalmazott eljáráshoz, például a porlasztáshoz, annak érdekében, hogy kizárjon olyan későbbi folyamatproblémákat, mint például a habzás.
Kamrás rendszer vagy többtankos tisztítósor
A vizes közvetítőközeget alkalmazó tisztítás során a felhasználó választhat egy vagy több munkakamrás, folyamatos üzemű rendszer vagy egy többtankos tisztítósor között. Egykamrás rendszerben a tisztítás, öblítés és szárítás folyamata egy zárt munkakamrában történik, azaz a tisztítófolyadék megy a termékhez.
Viszont a többtankos merítéses tisztítósoron a termék megy a folyadékhoz. A sorba rendezhető kezelőfürdők száma gyakorlatilag végtelen, azzal az előnnyel, hogy nagyon magas hígítási hatás érhető el. Ennek megfelelően a finom és ultrafinom tisztítások ezen típusú berendezések klasszikus alkalmazástartományai. A többtankos merítéses tisztítósorok további előnye a nagyon nagy átmenő teljesítmény kezelésénél jön elő, mivel több tételt is képes szimultán kezelni.
A rendszer lelke: a munkakamra
A maradékfólia-típusú és szemcsés szennyeződés, korrózióvédelem, illetve a termék kiszáradásához kapcsolódó előírásoknak megfelelően a minőség és a megbízhatóság erőteljesen függ a munkakamrában végbemenő folyamatoktól. A legfontosabb tényezők kiválasztásával együtt fontos az eljárás, a kezelések sorrendje, időtartama és a hőmérséklet. Másrészről a tankok számának meg kell felelnie az alkalmazott tisztításnak, öblítésnek, és – ahol lehet – a rozsdásodás elleni kezelésnek.
Ezen túl a berendezés tulajdonságait, mint például a speciális porlasztást, merítést és ultrahangos tisztítóegységeket vagy akár azok működési jellemzőit pontosan meg kell határozni. További lényeges minőségi tényező az alkalmazott szárítási eljárás a szükséges részszáradásokhoz, például a kifúvásos, forró levegős, vákuumos vagy infravörös szárítás. A viszonylag új keletű infravörös technológiával kombinált vákuumos szárítás bevezetésével például meglehetősen nagy energia-hatékonyság érhető el az egyszerű geometrikus formájú elemeknél.
A munkakamrában pozícionált elemek elhelyezése fontos kritérium, mégis gyakran alábecsülik jelentőségűket a tisztítás hatásfokára. A tisztítófolyadékok és mechanikai rendszerek, például ultrahangos és porlasztásos eszközök által könnyen körbejárható összes elem energiát, időt, s ezáltal pénzt takarít meg. Ezt a munkakamrában egy gördülősoros egység (amelynek a lehető legjobban „nyitottnak” kell lennie), illetve kerek drótból készült termékkosarak és hordozóelemek biztosítják.
Szigorúbb tisztasági előírások esetén a gördülősoros egység egy speciális finomtisztító változata is alkalmazható a standard típus helyett. A még kifinomultabb szerkezet javítja a folyadék-hozzáférést, azonban csökkenti a betehető termék súlyát. Tapasztalatok szerint a tisztítási alkalmazások, specifikációk mintegy 90 százaléka eleget tesz ezeknek a standard módszereknek. Ezek természetesen kevésbé költségesek, mint az egyedi kialakítású megoldások, például a speciális részterületekre tűhegyű porlasztás alkalmazó jet-rendszer vagy a magas nyomású porlasztásos technológiák.
Nagyobb átmenő teljesítmény a rövidebb üresjáratoknak köszönhetően
A gyors tisztítási folyamatok magas átmenő teljesítményt, ezáltal alacsony tételenkénti költséget biztosítanak. A tisztítási sebesség többnyire a munkakamra feltöltéséhez, a lecsöpögtetéshez és a kirakodáshoz szükséges időtől függ, amire általában üresjáratként hivatkoznak. A vizes tisztítási rendszernél a kamra jobbára a gravitációnak vagy egy szivattyús rendszernek köszönhetően csöpög le. Bár a gravitációs módszer költséghatékony, mégis több időt vesz igénybe, mint az összes folyadék kiszivattyúzása a kamrából. Az erős szivattyúk és nagyátmérőjű csövezés csökkenti a nem hatékony üresjáratokat, így nagyobb átmenő teljesítmény érhető el. Amelyik tisztítórendszerben ez nem elég a termékmennyiség kezelésére, az egy vagy több további kamrával szerelhető fel.
Költséghatékony folyamatbiztonság
A vizes folyamatok rendszeres folyamatellenőrzést igényelnek, amelynek az olyan főbb folyamatparamétereket kell lefednie, mint például a tisztítószer-koncentráció, az öblítő víz minősége vagy a részecsketerhelések az állandó tisztítási eredmény érdekében. Ezek a lehetőségek a savbázisú térfogat-elemzés és a vezetőképesség-mérés. Ebben az összefüggésben az a kérdés merül fel, hogy kell-e a fürdőfolyadékokat kezelni, és ha igen, miként. A folyamat műszaki feltételei és ezáltal a legköltséghatékonyabb befektetés alapján a legegyszerűbb megközelítés, ha egyszerűen minden egyes fürdőt kiürítünk. Ugyanakkor a szükséges fürdőcsere gyakoriságától függően nagyon magas üzemeltetési költségek merülnek fel a víz- és vegyszermennyiség, illetve a folyadék felmelegítéséhez szükséges energia-bevitel miatt. Ráadásul a kezelési költségeket és az időszakos berendezések leállását is figyelembe kell venni.
Számos lehetőség létezik a folyadék élettartamának meghosszabbítására: a munkakamra megtöltése és a lecsöpögtetés folyamán a folyadékok teljes áramlási szűrése (például zsákos vagy patronos típusú szűrőkkel) a részecskék és más szilárd idegenanyagok eltávolítását biztosítja. Emellett az öblítőfolyadék kezelésére egy párologtató/porlasztó egység is a rendszerbe integrálható, amely vagy az energiaigény alapján szabályozható, vagy pedig folyamatosan működtethető. A porlasztáshoz/párologtatáshoz szükséges energia részben vagy teljes egészében felhasználható a tisztítófolyadék felfűtéséhez. Amikor a rendszer maximális kihasználtság mellett működik, a folyamatos párologtató/porlasztó folyamat energiaigénye nagyon magas, ami korlátozza a fürdő felfűtésének energiahasznosítási mutatóját.
A változást a Combitherm GmbH-val és a Stuttgarti Egyetem Energia Management és Racionális Energiafelhasználás Intézményével (IER) együttműködve a Dürr Ecoclean által kifejlesztett magas kilépő hőmérséklettel működő hőszivattyú hozta. Ez a rendszer a párologtatási körforgásba kerülő kondenzációs hőt használja fel a közeg elpárologtatásához. A rendszer a gőz minőségétől független, zárt hőszivattyús körre támaszkodik. Maximális igénybevétel esetén és folyamatos öblítőfolyadékos kezeléssel így a kezelt ipari víz literenkénti energiaigénye 75 százalékkal csökkent.
A tisztítófolyadék minőségét befolyásoló másik tényező a folyadéktankok formája. Egy általános konfigurációban ezek a berendezés alsó részére szerelt szögletes tankok, amelyeket gyakran csak fémlemezpanelekkel választanak el egymástól. Az ilyen tankok sarkaiban és széleinél, ahol az áramlás stagnálni tűnik, a részecskék és a szenny könnyen felgyűlik. Ezzel szemben az oldószeres technológiában alkalmazott kerek függőleges tankok sokkal jobb folyási jellemzőket nyújtanak. A tankokban megakadályozzák a szennyeződések lerakódását, aminek eredményeképpen a fürdők élettartama meghosszabbodik.
Tisztítási kísérletek
A helyes technológia, a berendezés jellemzőinek és adottságainak megválasztásánál felmerülő kérdésekre a Dürr Ecoclean saját központjában (Tech Centers) kifejlesztett tisztítási vizsgálatok adnak választ, ahol minden egyes folyamatot a legapróbb részletekig pontosítottak. Ugyanakkor az egytankos, többkamrás és többtankos merítéses tisztítósorokat is magába foglaló filderstadti vállalat extenzív berendezés portfóliója lehetővé teszi minden egyes rendszer számára, hogy az méretek, folyamattechnológia, folyadékkezelés és szárítás szempontjából az adott feladatnak megfelelően egyedi kivitelben legyen elérhető.
Szükségtelen megemlíteni, hogy egy új tisztítórendszer megtervezésénél a beruházás előtti elemzés általában az aktuális igények alapján történik. Azonban fontos a jövőre is gondolni. Az ügyfélkör szerkezetét, illetve a termékskálában rejlő potenciális változásokat is figyelembe kell venni a vizsgálat során, mivel ezek megnövelhetik a megváltozott tisztítási követelményeket. A rendszernek éppen ezért könnyen bővíthetőnek és frissíthetőnek kell lennie.
Doris Schulz
<QR> www.durr-ecoclean.com
Fotók: Dürr Ecoclean GmbH