Čistiace médiá - atlas technológie CleanWiki

Účinok mokrých chemických čistiacich procesov je primárne určený silou použitého čističa v rozpúšťadle. Platí nasledujúce:

Polárne znečistenie (vodné chladivá a mazivá, leštiace pasty, prísady, soli, ako aj triesky, odieranie a iné pevné látky) sú ľahko rozpustné v polárnom prostredí (voda), ale zle rozpustné v nepolárnych prostrediach. Nepolárne látky, ako sú tuky a oleje, sa dobre rozpúšťajú v nepolárnych rozpúšťadlách a zle v polárnych rozpúšťadlách. Najbežnejším čistiacim prostriedkom používaným v konvenčných procesoch mokrého čistenia sú vodné čističe, chlórované uhľovodíky (CHC), nehalogénované uhľovodíky (CHC), polárne rozpúšťadlá a čističe na báze rastlinného oleja.

Vodné médiá, ktoré sú dostupné ako alkalické, neutrálne a kyslé čistiace prostriedky, sa výhodne používajú, keď je potrebné zvládnuť veľmi vysoký čistiaci objem a/alebo je potrebné vykonať úlohy jemného čistenia.

Nehalogénované uhľovodíky (HC) majú dobrú rozpúšťaciu schopnosť pre živočíšne, rastlinné a minerálne tuky a oleje a tiež vysokú kompatibilitu s materiálmi. Pomocou týchto čistiacich prostriedkov možno spoľahlivo vyčistiť veľkú časť obrábacích olejov a tukov používaných v moderných výrobných procesoch. Častice, ktoré sú v skutočnosti nerozpustné v rozpúšťadle, napríklad triesky, sa z oleja odstránia, pretože stratia svoju priľnavosť k povrchu. Chlórované uhľovodíky (CHC) ponúkajú obzvlášť efektívne odmasťovanie a sušenie kovov aj pre komponenty so zložitou geometriou. Sú uprednostňované pri spracovaní obrobkov s olejmi obsahujúcimi chlór.

Obsah

Polárne rozpúšťadlá

Polárne rozpúšťadlá kombinujú výhody čistenia vodou a rozpúšťadlami. Vďaka svojim vyváženým vlastnostiam rozpúšťať tuky a vodu je možné tieto čističe použiť na odstránenie nepolárnych nečistôt, ako sú mastnota a olej, súčasne s polárnymi nečistotami.

Čistiace prostriedky na báze rastlinného oleja

Čistiace prostriedky na báze rastlinného oleja, ktoré sú vyrobené napríklad zo sójového oleja, repkového oleja alebo kokosového oleja, sa používajú ako náhrady za uhľovodíkové čistiace prostriedky vo forme esterov mastných kyselín. Sú vhodné pre rôzne procesy, ako je ponorenie, postrek a čistenie. Tuhé látky, disperzie, kvapalina, pelety a superkritický oxid uhličitý, ako aj plazmová a laserová energia sa používajú menej často a v súvislosti so špeciálnymi čistiacimi procesmi.

Na dosiahnutie čo najefektívnejšej požadovanej čistoty v procese čistenia je potrebné čistiace médium prispôsobené kontaminácii (polárne - nepolárne). Sortiment čistiacich médií sa neustále rozširuje o nové výrobky, ktorých vývoj je založený na zvyšujúcich sa požiadavkách.

úloha

Odstráňte a transportujte preč nečistoty
Rozpúšťanie, riedenie, emulgovanie, vytesňovanie a odplavovanie (nežiaducich) fyzikálne absorbovaných látok na (kovovom) povrchu

Ciele/požiadavky

Splnenie požiadaviek na čistotu povrchu d. H. Absencia rušivých nečistôt, ako sú oleje, tuky, prach, hrdza, oxidové vrstvy, rozpustné soli, iná kontaminácia časticami atď.
Kompatibilné s materiálmi
Žiadne vedľajšie reakcie s nečistotami
Šetrné k životnému prostrediu, nízka toxicita (bezpečnosť pri práci)
Súlad s právnymi predpismi: VOC, nariadenie o nebezpečných látkach, smernica Tensid a oveľa viac. m.

Postup

Vodné čistenie
Čistenie pomocou rozpúšťadiel: HC, CHC, ďalšie
Špeciálny postup

Ovplyvňujúce faktory

Typ kontaminácie: oleje, tuky, vosky, emulzie, prach, brusivá a oveľa viac. m.
Materiály, ktoré sa majú čistiť: oceľ, liatina, farebné kovy, sklo, plasty atď.
Geometria komponentov: otvory, závity, podrezanie, brúsené alebo točené povrchy atď.
Teplota a doba spracovania, koncentrácia, technológia zariadenia a procesu
Rozsah a kvalita opatrení na údržbu kúpeľne

kontrola kvality

Analýza čistoty (napr. Podľa VDA 19 a VDA 19.2)
Optické hodnotenie
Použitie inštrumentálnej analýzy, napríklad SEM-EDX

Vodné médiá

Čistiaci účinok vodných čistiacich prostriedkov je založený na dvoch skupinách zložiek - buildery a povrchovo aktívne látky. Povrchovo aktívne látky sú povrchovo aktívne látky, ktoré menia vlastnosti rozhrania povrchov. Ako povrchovo aktívne zložky môžu povrchovo aktívne látky „kĺzať“ medzi nečistotami a materiálom, uvoľňovať nečistoty a rozptýliť ich v premývacej tekutine. Buildery sú anorganické soli, ktoré zvyšujú pH vody, uľahčujú odstraňovanie pevných častíc a zvyšujú čistiaci účinok povrchovo aktívnych látok v podobe synergického efektu. Vodné čistiace prostriedky navyše obsahujú zložky, ktoré spadajú do skupiny komplexotvorných látok, konzervačných látok a inhibítorov korózie. Používajú sa na reguláciu tvrdosti vody, na prevenciu tvorby pevných kovových mydiel a na zabezpečenie protikoróznej ochrany vyčistených častí a čistiaceho systému.

Vodné čistiace prostriedky sa používajú pri čistení komponentov ako neutrálne, alkalické a kyslé čistiace prostriedky: Neutrálne čističe s hodnotou pH v rozmedzí 6 - 9 sa používajú na stredné a konečné čistenie ocele, liatiny, zliatin ľahkých kovov, farebných kovov, skla, keramiky a väčšiny plastov. Polárne nečistoty, ako sú soli alebo pigmenty, sa dajú ľahko odstrániť. Nepolárne nečistoty (tuky, oleje) sa odstraňujú hlavne pomocou princípov disperzie a emulgácie. Odmasťovací účinok je preto podstatne menší ako pri alkalických čistiacich prostriedkoch. Vodné médiá s hodnotou pH> 7 sa nazývajú zásadité. Pri čistení priemyselných častí sa rozlišujú slabo alkalické čistiace prostriedky (hodnota pH 9 až 12) a silne zásadité médiá s hodnotou pH vyššou ako 12. Čistiace prostriedky sa prispôsobia príslušnej úlohe čistenia pridaním zásad, ako sú hydroxidy alkalických kovov, uhličitany alkalických kovov, fosforečnany a kremičitany.

Neutrálny prací prostriedok

Neutrálne čistiace prostriedky sú vodné čistiace prostriedky s hodnotou pH v neutrálnom rozmedzí (zvyčajne pH 6 až 9). Hlavnou zložkou neutrálnych čistiacich prostriedkov je voda, do ktorej sa pridávajú povrchovo aktívne látky, ako sú povrchovo aktívne látky a emulgátory. Na čistenie komponentov citlivých na koróziu sa často pridávajú inhibítory korózie. Anorganické zložky vo veľkej miere chýbajú. Mechanizmy zapojené do čistenia sú dispergácia a emulgácia olejov a častíc nečistôt priľnavých k povrchu zložky a rozpúšťanie polárnych látok, ako napr. B. Soli.

Alkalické čistiace prostriedky

Alkalické čistiace prostriedky sú najbežnejšie používaným vodným médiom v kovospracujúcom priemysle a môžu odstraňovať polárne aj nepolárne nečistoty. Silne zásadité roztoky sú tiež schopné rozpúšťať povrchové oxidy. Ich použitie však vyžaduje test kompatibility materiálov.

Kyselinové čističe

Kyselinové čistiace prostriedky, ktoré zvyčajne pozostávajú z kyslej zložky vo forme anorganických alebo organických kyselín alebo kyslých solí, vo vode rozpustných organických rozpúšťadiel (alkoholy, estery) a povrchovo aktívnych látok, veľmi účinne odstraňujú anorganické znečistenie, ako je odieranie kovov, prach a pigmenty. Typickou aplikáciou je tiež odstraňovanie hrdze alebo vodného kameňa. Na druhej strane mastnotu a olej možno odstrániť pomocou kyslých čistiacich prostriedkov iba v obmedzenej miere.

Úloha: čistenie povrchu

Krok 1: Povrchovo aktívne látky z vodnej fázy difundujú do medznej vrstvy oleja a vody a v dôsledku rozširovacieho tlaku viac-menej rovnomernú olejovú vrstvu tlačia k sebe, až kým sa nevytvoria kvapky, ktoré iba voľne priľnú k povrchu a dajú sa ľahko zmyť. Nečistoty rozpustené a dispergované v oleji sa odstránia aj pomocou „valiacich sa“ olejových kvapiek.

Krok 2: V ďalšom kroku sa zvyšná tenká olejová vrstva odstráni vytesňovacou reakciou povrchovo aktívnych látok a builderov a pigmenty sa dispergujú. Procesy, ktoré sú určené mechanizmami adsorpcie-desorpcie a ktoré prebiehajú pomaly až do dosiahnutia rovnovážneho stavu, sú výrazne urýchlené použitím anorganických builderov (synergizmus builderov a povrchovo aktívnych látok).

Výsledkom týchto dvoch krokov čistenia je teraz hydrofilný kovový povrch, ktorý je možné aktivovať alebo pasivovať ďalšími zložkami čističa.

podmienky

Ekonomika

Spracovaním vodného čistiaceho média (filtrácia, odlučovač oleja, mikro a ultrafiltrácia, adsorpčná filtrácia) je možné dosiahnuť dlhú životnosť kúpeľa, čo môže znížiť náklady. Šetria sa tým zdroje - voda (oplachová kaskáda, technológia výparníka), čistiace prostriedky (recyklácia), energia.

ekológia

Úplná aeróbna biologická odbúrateľnosť v súlade s nariadením o detergentoch (ES) č. 648/2004 Substitúcia látok, ktoré môžu tvoriť komplexy s katiónmi kovov v čistiacom kúpeli, a zabrániť tak remobilizácii ťažkých kovov z pôd, splaškových kalov atď.

Kompatibilita materiálov

Prispôsobenie čistiaceho média čisteným materiálom - optimálne výsledky čistenia s minimálnym napadnutím materiálu. Pred stanovením postupu sa musí vykonať test kompatibility materiálu.

Ovplyvňujúce faktory

Materiály

Vodné médium musí byť prispôsobené materiálom, ktoré sa majú čistiť (zásaditosť, vybavenie s inhibítormi, obsah solí atď.). Pre rôzne materiály sú k dispozícii špeciálne vhodné médiá. Univerzálne použiteľné vodné médiá sú vhodné na čistenie kombinovaných materiálov a procesov, pri ktorých sa majú rôzne materiály (napr. Hliník a mosadz) čistiť v jednom čistiacom systéme (zmes materiálov).

znečistenie

Pigmenty a štiepky/emulzie - tuky/oleje a vosky

Geometria dielu

Možné použitie vodného média je obmedzené zložitými geometriami dielov (hlboko zaslepené otvory, podrezania atď.). Podporná mechanika (tlakové zaplavenie, striekanie) môže vylepšiť výsledok čistenia pri zložitej geometrii súčasti. Výhodné zabalenie dielov môže tiež zvýšiť účinnosť vodného média.

kontrola kvality

Monitorovanie procesov

Na zaistenie stálej kvality čistenia sa odporúča skontrolovať parametre procesu - teplotu, tlak postreku alebo výkon ultrazvuku, kvalitu oplachovej vody - v stanovených intervaloch. Ďalej je potrebné merať koncentráciu zložiek detergentu a povrchovo aktívnych látok - stanovenie varovných a akčných limitov, uchovanie kúpeľňových kariet.

Príprava kúpeľa

Použitím demulgačnej zmesi povrchovo aktívnych látok je možné ľahšie odstrániť olej z čistiaceho kúpeľa a znížiť tak spotrebu povrchovo aktívnych látok. Rozumné a nákladovo nenáročné použitie recyklačných technológií, ako sú odlučovače oleja, mikro alebo ultrafiltrácia, je možné iba pri použití demulgujúcich zmesí povrchovo aktívnych látok. (Systémové požiadavky: skimmer pre povrch vane potápačských systémov)

hodnotenie

Kontrola kvality čistenia z hľadiska kontaminácie časticami sa môže uskutočňovať pomocou optických metód (mikroskopy). Meranie povrchového napätia (napr. Testovacie farby) sa môže použiť na hodnotenie odstránenia zvyškov filmu.

Čistiace prostriedky na báze rozpúšťadiel

Chlórované uhľovodíky (CHC)

Väčšinu organických rozpúšťadiel používaných na čistenie možno podľa ich čistiacich vlastností a oblasti použitia rozdeliť na uhľovodíky, uhľovodíky obsahujúce kyslík a chlórované uhľovodíky.

Po zákaze freónov na účely čistenia v Nemecku v roku 1993 sa freóny používali ako zjavná a menej škodlivá alternatíva k atmosfére. Aj keď majú CHC vynikajúce čistiace vlastnosti, sú problematické kvôli vysokej toxicite. CHC sú kvapalné uhľovodíky, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka v základnej molekule nahradených atómami chlóru. Majú niekoľko fyzikálnych a chemických vlastností, vďaka ktorým sú takmer nenahraditeľní pre určité úlohy čistenia. Patria sem nízke rýchlosti odparovania, nízke povrchové napätie, veľmi silná schopnosť rozpúšťania tukov a vysoká chemická stabilita. V súčasnosti sú v Nemecku povolené na čistenie povrchov iba tri chlórované uhľovodíky.

Uhľovodíky

Terpény
Aromatické látky
Alifatický
Špeciálny benzín
biely duch
Vysoké kotly

Skupina uhľovodíkov zahrnuje zmesi hlavne nepolárnych zlúčenín (polarita rozpúšťadla) a používa sa väčšinou na odmasťovanie kovov podľa princípu „podobné rozpúšťa podobné“. Bod vzplanutia uhľovodíkov sa zvyšuje s podielom molekúl s dlhým reťazcom v zmesi. Podľa svojho zloženia sú zaradené do tried VbF AI až AIII alebo sa nepovažujú za osoby s rizikom požiaru.

Uhľovodíky obsahujúce kyslík

Alkoholy
Aldehydy
Ketóny
Ester
Éter

Čističe zo skupiny uhľovodíkov obsahujúcich kyslík majú väčšinou polárnu a nepolárnu časť molekuly (polarita rozpúšťadla) a používajú sa, keď sa dá očakávať nepolárne aj polárne znečistenie. Pre svoju vysokú horľavosť sa väčšinou zaraďujú do VbF tried AI alebo AII.

Čistič MPC

Pri tom nečistoty nechodia do roztoku, ako je to napríklad v prípade bežných rozpúšťadiel. Uvoľňujú sa z mikro fáz takzvaným prenosom mikro fáz do vodného prostredia. Vďaka tomu je veľmi ľahké odfiltrovať nečistoty z čistiaceho kúpeľa. To umožňuje dosiahnuť extrémne dlhú životnosť kúpeľa, čo výrazne znižuje prevádzkové náklady.

výhody

Tradične existujú dva rôzne čistiace systémy - rozpúšťadlá a čističe povrchovo aktívnych látok - ktoré sa vyznačujú svojimi príslušnými výhodami: Špecialitou technológie MPC je, že výhody tu opísaných tradičných rozpúšťadiel a čističov povrchovo aktívnych látok sú kombinované bez toho, aby boli akceptované ich nevýhody. To znamená, že čistiace systémy MPC® sú tiež schopné čistiť najrôznejšie nečistoty, ako sú oleje a chladiace mazivá, v jednom procese.