水基清洗剂浓度监测 | 为高质量清洗带来稳定性

发布时间: 2021年09月30日 浏览次数:686

 

水是一种通用溶剂

最廉洁、最环保,也能保证有效性

在有高度清洁要求的行业得到了广泛普及

对其清洗剂浓度的监控

成为清洁质量稳定性的关键

 

 

为什么维护清洗剂很重要?

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对于水基清洗,客户要见证零件表面上立竿见影的清洗效果。而对于清洗设备和清洗服务的提供者,清洗液维护对零水基清洗而言也非常重要。

除了水基清洗设备的物理参数(例如温度、喷雾压力和流量、暴露时间、喷嘴设计和冲击角度以及零件和喷嘴之间的相对运动),清洗剂选择及其浓度控制是工艺稳定性的关键,可为高质量清洗带来稳定性。

△ 图源:Proceco Ltd

在零件清洗过程中,由于清洗剂与零件污染物相互作用,会慢慢消耗,浓度下降,这会对零件的水基清洗过程及质量产生逐渐恶化的影响。此外,从零件上去除的污染物会积聚在清洗液中,并会继续消耗清洗剂。因此,所使用的零件清洁设备必须具有以下方法:

  • 测量清洗溶剂浓度并启动适当的补充,以防止浓度过度波动。
  • 从水基清洗中去除累积污染物的方法解决方案。

伴随着清洗质量的问题,还有整个清洗操作的生命周期以及经济性问题,包括设备、能源、消耗品和劳动力的成本。

 

水基清洗剂是如何分类的?

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水基清洗剂是有利于地球的环保清洗剂类型。不仅可以通过溶解污染物来去除污垢(去除油脂、蜡、硅胶、粘合剂、焦油、树液、昆虫、污垢和打磨残留物),而且还可以与污染物发生化学反应,使它们更容易溶于水。

△  图源:Crc-canada

大多数水基清洗剂含有多种其他成分以增强清洁效果。它们的浓度将影响和改变清洁过程。这些其他材料可以包括:

  • 洗涤剂或表面活性剂:这些是具有润湿和乳化特性的材料,可以将污垢带入原本不会去的溶液中。
  • 碱性强化:向溶液中添加碱度来提高水中洗涤剂的功效。
  • 乳化剂:这些液体可以将油带入水溶液中。由于亲油性的,可与油脂进行结合,将油脂颗粒包裹。
  • 皂化剂:这些物质会与脂肪酸和其他羧基反应形成可溶于水溶液的水溶性皂。
  • 螯合剂:这些材料与硬水中的钙、镁和其他金属结合,会降低清洗剂的整体清洁能力。螯合剂一次可以与一种以上的金属离子结合。

 

如何测量清洗剂浓度?

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根据污染物和基材的化学性质,可以选择不同种类的清洗剂。您的清洗剂供应商应该推荐浓度感应方法,它可能会感应到以下之一:

  • PH,作为重负荷腐蚀性清洗剂溶液碱度的量度。
  • 电导率,作为设定浓度与实际浓度之间的相关性。这是一种间接措施,不仅受残留洗涤剂浓度的影响,还受清洗溶液中积聚的污染物种类和程度的影响。
  • 表面张力作为溶液中剩余表面活性剂的量度。表面活性剂是洗涤剂中的关键成分,因为它们有助于水性清洁液在污染物和基材之间渗透。
  • 定制滴定作为其他基本成分存在的量度。

在这些方法中,表面张力的测量是与清洗剂清洁效果最直接相关的测量方法。

△ 气泡法表面张力仪的原理  图源:翁开尔

 

如何从水基清洗液中提取污染物?

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要从清洗溶液中提取的污染物可以表征为:

  • 大尺寸固体,无论是漂浮的、下沉的还是悬浮的。
  • 悬浮或溶解在水中的小尺寸污染物。
  • 脂肪和油,乳化或漂浮。

漂浮的固体可以通过撇渣输送机撇去溶液罐的表面并排放到废物处理容器中。

沉淀在罐底的固体可以通过自动污泥清除系统进行提取,该系统由拖动输送机组成,刮罐底部并排放到废物处理容器中。

悬浮固体,取决于它们的比重和颗粒大小,可以通过以下方式按颗粒大小的降序进行分离:

  • 离心分离机。
  • 单级或多级过滤系统校准到清洁度规范中允许的指定粒径 。
  • 微过滤膜(低至0.1微米粒径)和超滤膜 (UF)(小至 0.01 微米粒径)。 
  • 絮凝,将化学品(混凝剂)添加到溶液中,将非沉降颗粒聚集成更大、更重的固体块,称为絮凝体。这种絮状物会沉淀在水箱底部,可以去除、脱水、压滤和处理。硫酸铝(明矾)是最常见的用于水净化的混凝剂。

△ 超滤膜设备 图源:国初科技

除了尽量减少对环境影响,溶解的污染物、轻度污染的碱性洗涤液和漂洗水可以通过以下方式进行处理:

蒸发:机械蒸汽再压缩 (MVP) 蒸发器作为对水基零件清洁或表面精加工应用的补充程序,在大多数情况下,馏出液达到或超过工艺水纯度要求,无需进一步处理即可重复使用。可以回收高达 98% 的工业过程用水,并显著降低废水运输和处理成本,同时提高过程质量。

△  ÉCO-SMART ®机械蒸汽再压缩 (MVR) 蒸发器   图源:PROCECO

浮油和油脂可以通过以下方式分离:

  •  带式撇渣器。
  •  磁盘分离器。
  •  根据两种流体的密度差异将罐表面连续倾析到流体分离器中。

另外,乳化油可以通过超滤膜分离。

 

零件清洁系统和操作的终身经济性

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除了上面提到的质量和经济问题外,还有三个对终身经济影响很大的因素:

  • 耗水量:循环水基零件清洗系统总是比非循环系统更经济。较低的工艺温度总是会减少蒸发损失,从而减少补充水的消耗,以及加热所需的能量。压缩空气、排气除雾在多阶段工艺中可实现以上经济性。
  • 废水处理:每次更换水箱都意味着生产中断、水箱清洁的维护人工、废水的运输和处理成本。上述所有功能将有助于延长水箱寿命。
  • 能源消耗:所有用水量上升的问题在能源消耗中都同等重要。