REINIGEN & VORBEHANDELN

Badstandzeit - ie länger, desto besser

Die Wirtschaftlichkeit wässriger Reinigungsprozesse hängtentscheidend von der Standzeit der Bäder ab. Durch verschiedeneMaßnahmen und Verfahren lässt sich der Badzustand deutlich längerstabil halten. Neben der Effizienz erhöht dies die Anlagenverfügbarkeitund ist darüber hinaus ein Beitrag zum Umweltschutz.

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REINIGEN & VORBEHANDELN

Um die Verunreinigungen aus der

Waschflotte auszutragen, werden am

Markt unterschiedliche Systeme ange­boten - vom einfachen Beutelfilter

und Skimmer bis zu Mikro- und Ultra­

filtrations- sowie Umkehrosmoseanla­

gen. Für die Überwachung der Reini­

gerkonzentration stehen ebenfalls ein­

fach handhabbare, zuverlässige Geräte

zur Verfügung.

Verschmulzungder Bäder vermeiden

Entsprechend dem Motto: Was

nicht in das Reinigungsbad einge­

bracht wird, braucht auch nicht ent­

fernt zu werden, tragen einfache Maß­

nahmen im Vorfeld der Reinigung zur

Verlängerung der Badstandzeit bei. So

lässt sich beispielsweise der Eintrag

flüssiger Verschmutzungen In dieBäder reduzieren, wenn Öle, Emulsio­

nen und Kühlschmiermittel vor der

Reinigung gut von den Teilen abtrop­

fen können.Noch effektiver werden die Rück­

stände der Bearbeitungsmedien durch

Schleudern der Teile verringert. Die

Anzahl der Späne und Partikel könnendurch Rütteln, Schütteln oder Abbla-

DerPioffenphasenlrenner arbeitetauf

physikalischer Basis. Durch Gravitationund Kooleszenz entfernt er Verunreinigun­gen aus Prozessbödern. (Bild CBC!>emie)

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sen der Werkstücke vor dem Wasch­

prozess minimiert werden. Das Reini­

gungsbehältnis kann ebenfalls eineSchmutzquelle darstellen - sei es

durch Korrosion, eine beschädigte

Beschichtung oder durch die Ver­

schleppung von verschmutztem Reini­

gungsmedium.

Badstandzeit - Reinigerspielt wichtige Rolle

Neben der Reinigungswirkung, die

gewährleistet, dass die geforderte Sau­

berkeit reproduzierbar erzielt wird, ist

das Demulgierverhalten ein wichtigesKriterium bei der Auswahl des Reini­

gers. Es hat entscheidenden Einfluss

auf die Standzeit der Bäder: Während

des Reinigungsprozesses verbinden

sich eingebrachte Fette mit Tensiden

aus dem Reiniger. Die Reinigungswir­

kung nimmt dadurch kontinuierlich

ab, sichtbar wird dies durch einezunehmende, milchig-weiße Verfär­

bung der Waschflotte.

Demulgierende Reiniger lösen die

Bindung zwischen Ölen und Tensiden

wieder. Die Ölbestandteile können

sich im Reinigungsbad absetzen und

über den Skimmer oder Ölabscheider

Bei der PEC-Anlage ist dem Bandfiltereine Feinfiltration mit Kerzenfilternochgeschaltet - eine kompakte Lösungfürden Austrag partikulärer Verunreini-gungen (Bild-Po")

der Reinigungsanlage ausgetragen

werden. Die Tenside stehen größten­teils wieder als aktive Waschsubstan­

zen in den Bädern zur Verfügung. Eine

optimale Wirkung lässt sich nur erzie­

len, wenn der Demulgator exakt auf

die Art der eingebrachten Fette undÖle sowie auf die Tenside und Additi­

ve des Reinigers abgestimmt ist.

Komponentenfür die Badaufbereitung

Durch die eingetragenen Schmutz­

stoffe ist für alle Reinigungs- und Spül­bäder eine kontinuierliche Aufberei­

tung erforderlich. Welche Komponen­

ten dafür eingesetzt werden, hängt von

den Sauberkeitsanforderungen an das

Bauteil, der Art und Menge der Verun­

reinigungen sowie vom Reiniger ab.

FeststoH-Filtration

Die Filtration ist eine sehr effektiveMaßnahme, um Feststoffe (zum Bei­

spiel Späne, Partikel, Schlacke und

Schleifstaub) aus Reinigungs- und

Spülbädern zu entfernen. Während bei

der Haupt- oder Vollstromfiltration

jeweils das gesamte Badvolumen fil­triert wird, durchläuft bei der Teil-

Zyklonfiltereignen sich zum Austraggroßer Mengen Metal/späne bei derGrobreinigung (Bild Dürr fcocleon)

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Die zu reinigende Flüssigkeit gelangt aus einem Bandfilterzum Zentrifuga~

Separator, in dem durch Zentrifugalkraft die Feststoffe abgesch iedenwerden. Der nochgeschaltete Ölabsche ider entfernt Fremdöle. (Bild STAJ

stromfiltration nur ein Teil der Reini­

gungs- oder Spülflüssigkeit den Filtra­

tionsprozess.

Die einfachste Variante ist der

Beutelfilter. Die Reinigungsflüssigkeit

dringt durch den Filterbeutel, der die

partikulären Verunreinigungen zurück­

hält.

Kerzenfilter kommen häufig zum

Einsatz, wenn höhere Anforderungen

an das Aufbereitungsergebnis gestellt

werden. Dabei wird die Flüssigkeit

unter Druck in die Filterkerze geleitet.

Verunreinigungen bleiben an der

Kerzenoberfläche beziehungsweise im

Innern der Filterkerze hängen, das

gereinigte Medium gelangt zurück in

den Kreislauf.

Bandfilter werden eingesetzt, wenn

eine große Anzahl grober Partikel aus­

getragen werden sollen. Bei dieser

Variante durchdringt die Flüssigkeit

ein auf dem Gerät aufliegendes Filter­

medium (meist Endlospapier), das die

Verunreinigungen zurückhält.

Ebenfalls für den Austrag großer

Spänemengen geeignet sind Zyklonfil­

ter. Bei dieser so genannten beschleu­

nigten Schwerkraftabscheidung wirddie mit päncn ver hmutzre Flü ig­keit rungcnrial in d n Zyklon eingc-

trörnt lind unter Dru k nach 1I00cn

rotiert . Die Xlctall pän ,dic hwcrcral Wa 'r ind, werden dur h dieRotat ion bewegurig an di Wandung

de Zyklon ged rüc kt lind fallen an-

chlicßcnd in cinc Ab hlämmvor­ri htung. D ie ge re inigte Fl ü igkc it

Dieser neue Hochleistungs-Magnel­abscheider scheidet sowohl magnetisier­bore Partikel als auch andere Schmutz­anteile höherer Dichtemit hohemWirkungsgradab (Bild Cymot«)

gelangt über ein Rohr in der Mitte des

Zyklons wieder in den Reinigungs­

kreislauf. Durch den Einsatz modernerZyklon-Magnetabscheider-Techn 010­

gie, die sowohl metallische als auch

nichtmetallische Partikel abscheiden

kann, lassen sich Wirkungsgrad und

Effizienz erheblich steigern.

Die Wahl des Filtersystems und-materials hängt einerseits vom Flüs­

sigkeitsdurchsatz und Reinigungsme­

dium ab, andererseits von Menge, Artund Größe der zu entfernenden Verun­

reinigungen. Anzahl und Größe der in

den Reinigungs- und Spülbädern zir­

kulierenden Partikel können durch

Flüssigkeitsproben über Membranen

bestimmt werden. Maßgebend für die

Filtrationsqualität, und damit auch die

Einhaltung partikulärer Restschmutz­

anforderungen, ist die Feinheit des

eingesetzten Filters.

Badpflege mitSchwerkraftverfahrenÖl und Fett, das nicht emulgiert in

der Flüssigkeit vorliegt sowie feine

partikuläre Verunreinigungen, lassen

sich durch einen an das Reinigungs­

system angeschlossenen Schwerkraft-

abscheider austragen. In der Praxishaben sich zahlreiche Schwerkraftver­

fahren etabliert:Skimmer entfernen aufschwim­

mendes Öl von der Badoberflächedurch Bänder, Scheiben oder Schläu­

che, an denen der Ölfilm haften bleibt.

Das aufgenommene Öl und Fett wird

in einen Behälter am Gerät abgestreift.

Emulgierte Verunreinigungen und

Feststoffe können mit einem Skimmer

nicht ausgetragen werden.

Der nächst höhere Schritt ist der

Einsatz eines Koaleszenzabscheiders

oder Plattenphasentrenners zur Be­

schleunigung der so genannten Zwei­phasentrennung. Das Wasser-Öl-Ge­

misch wird im Nebenstrom in einen

separaten Behälter mit mehreren, mit

einander verbundenen Kammern

gepumpt und beruhigt. Der Weg für das

Aufsteigen der Öltröpfchen vergrößert

sich. Dies fördert das Zusammenfließen

von kleinen zu größeren Öltröpfchen(Koaleszenz) und beschleunigt dadurch

das Aufschwimmen der Ölphase an die

Oberfläche. Die Ölphase wird dann

abgezogen und entsorgt, die Wasserpha­

se wieder in das System zurückge-

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pumpt. Einströmturbulenzen oder ein

zu hoher Durchsatz können dazu

führen, dass die Öltröpfchen wieder

mitgerissen beziehungsweise über­

haupt nicht entfernt werden.Absetzbecken, in denen die Reini­

gungsflüssigkeit über einen längeren

Zeitraum ruht, eigenen sich für Abtren­

nung von aufschwimmenden Verunrei­nigungen (Fette, Öle) und sich abset­

zendem Schmutz (Späne, Metallstaub).

Der Nachteil dieser Lösung ist, dass sie

sehr viel Platz benötigt.

Separatoren und Zentrifugen er­

möglichen dagegen auf kleinstemRaum und in kürzester Zeit den Aus­

trag von Feststoffen bis zu einer Parti­

kelgröße von 2 um, wie beispielsweise

Läppschlamm sowie freien Ölen und

Fetten. Die Trennung der unterschied­

lichen Phasen basiert auf dem spezifi­

schen Gewicht der Stoffe und der

Beschleunigung.

Verdampfung und Vakuumdestillation

Diese Verfahren beruhen auf dem

Prinzip, dass sich Flüssigkeiten und in

ihnen gelöste Stoffe durch Destillation

vergleichsweise einfach trennen las­

sen. Bei der Verdampfung wird dasWasser-Öl-Gemisch aus den Reini­

gungsbädern unter atmosphärischem

Druck erhitzt. Da der Siedepunkt von

Wasser unter dem von Öl liegt, geht esfrüher in den dampfförmigen Zustand

über. Der Dampf wird anschließendkondensiert und steht wieder als Pro­

zesswasser zur Verfügung.

Die Schmutzphase, in der meist

auch ein gewisser Anteil Reiniger ent­

halten ist, wird entsorgt. Leicht flüchti­

ge Öle, die mit dem Dampf ausgetra­

gen werden, lassen sich über einenKondensat-Ölabscheider abtrennen.

Die Vakuumdestillation nutzt die

Tatsache, dass Verdampfungsprozesse

unter Vakuum bereits bei deutlich ge­

ringen Temperaturen ablaufen. Da bei

beiden Verfahren die zur Verdampfung

erforderliche Energie zurückgewonnen

wird, arbeiten sie energiesparend.

MembranfiltrationMembranfiltration steht als Überbe­

griff für verschiedene Verfahren zur

Abtrennung von Verunreinigungen

sowie zur Frischwasserbehandlung.

Ihre Wirkung basiert auf Druck undunterschiedlichen Membranmateriali­

en. Die zurückgehaltenen Bestandteile

werden regelmäßig durch Rückspülfil­

ter aus der Membran entfernt und aus

der Anlage ausgetragen.Anlagen für die Mikro- und Ultrafil­

tration gewinnen bei der Aufbereitung

von Reinigungs- und Spülbädern

zunehmend an Bedeutung. Ob es sichum eine Mikro- oder Ultrafiltration

handelt, hängt von der Feinheit der

verwendeten Filtermembranen ab.

Bei der Ultrafiltration werden Werte

bis 0,01 um erreicht. Die Flüssigkeit aus

den Bädern wird dazu unter Druck imQuerstrom- oder Cross-Flow-Verfahren

parallel an der Membran vorbeigeführt.

Dabei werden die Verunreinigungen

vom Waschmedium getrennt. Um zu

verhindern, dass auch Reinigersubstan­

zen ausgetragen werden, müssenDruckunterschied und Membranmate­

rial optimal auf die Reinigung abge­stimmt sein. Mit der Mikro- und Ultra­

filtration lassen sich im Einmal-Durch­

gang sehr hohe Abscheideraten erzielen.

Nanofiltration und Umkehrosmose

dienen im Gegensatz zur Mikro- undUltrafiltration nicht der Bad-, sondern

der Frischwasseraufbereitung. In

Umkehrosmoseanlagen wird für den

Reinigungs- oder Spülprozess erforder­

liches Frischwasser unter hohem

Druck voll entsalzt. Ist für den Prozess

kein VE-Wasser notwendig, kann mit

der Nanofiltration gearbeitet werden.

Das Frischwasser wird durch dieses

Verfahren bei Niederdruck bis zu

einem gewissen Grad entionisiert.

Aufbereitetes WasserverhindertAufsalzungen

Bei der wässrigen Reinigung nimmt

die Wassermenge durch Verdunstungkontinuierlich ab, der Salzgehalt im Bad

Bei der Vakuumdestillation wird das Wasser-ÖJ.Gemisch durchErhitzen unterVakuum getrennl. Durch anschließende Kondensationdes WasserdampFes stehtdas gereinigte Wasser wieder Für denReinigungsprozess zur Verfügung. (Bild ' H20J

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MikroFiltrationsanlagenermöglichen durch Druckund verschiedene Membranen den Auslrag Fein­sler Verschmulzungen im so genannlen Cross­Flow-oder Querslrom-VerFahren (Bild ' MKR M Izg rJ

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Mit welchen Maßnahmen lässt sich die Badsteinzeit verlängern? Welche Korn­ponenten sind bei welcher Anwendung sinnvoll? Wann bringt der Einsatz vonvoll-beziehungsweise teilentsolztem Wasser Vorteile? Antworten auf diese undviele weitere Fragen, bietet die Parts2c1eon , internationale Fochmesse fürTeilereinigung und Teiletrocknung. Sie findet von 18 . bis 20. Oktober 2005 inEssen statt.

Weitere Informationen: fairXperts GmbH, Neuffen, Tel. 07025/84 34.(),www.ports2c1con.de

steigt. Um das für eine lange Badstand­

zeit erforderliche Gleichgewicht wieder

herzustellen, empfiehlt es sich, VE­

Wasser oder enthärtetes beziehungswei­

se teilentsalztes Wasser nachzusetzen.

Die Art wie Reiniger nachdosiert

wird, hat ebenfalls Einfluss auf die

Badstandzeit. Werden Reiniger und

Wasser separat dem Bad zugegeben,kann dies zu unerwünschten Reaktio­

nen führen wie beispielsweise Ver­blocken von Filtern und Düsen. Ver­

hindern lässt sich dies, wenn zunächst

Wasser und Reiniger im richtigen

Mischungsverhältnis angesetzt und

dann gemeinsam in die Anlage einge­

bracht werden.

Kontrolledes Reinigungsbades

Im Vergleich zu anderen Ferti­

gungsprozesses wie beispielsweise der

mechanischen Bearbeitung wird der

Reinigungsprozess immer noch selten

kontinuierlich kontrolliert. Sowohl für

eine lange Badstandzeit als auch hohe

Prozesssicherheit spielt dies jedoch

eine wichtige Rolle. Denn die im Rei­

nigungssystem enthaltenen wasch­aktiven Substanzen, Builder und Ten­

side (Netzmittel), werden im Wasch­

prozess in unterschiedlichem Maße

verbraucht.

Um das Nachlassen der Reinigungs­

wirkung zu verhindern, werden die

Reinigerkomponenten nach dosiert.

Maßstab dabei ist häufig der Verbrauch

des Builders. Dies trägt jedoch demunterschiedlichen Verbrauch und Aus­

trag von Builder und Netzmittel nicht

Rechnung und führt dazu, dass die

Qualität der Wasch- und Spülbäderdurch eine zu hohe Builderkonzentra­

tion beeinträchtigt wird.

Um dem vorzubeugen, empfiehlt

sich eine kontinuierliche Kontrolle der

Konzentration freier Tenside - die

maßgeblich die Reinigungswirkungbestimmen - durch das Messen der

dynamischen Oberflächenspannung.

Die Industrie bietet dafür Messsyste­me zur Off- und Online-Erfassung

der Tensidkonzentration, die einfach

handhabbar sind. Doris Schulz

Kleine und kompakl gebaute Querstrom.fillralions­anlogen ermöglichen die effiziente Abscheidung von

Fremdölen, disperg ierten Feinstporlikeln und Mikro-organ ismen aus wössr igen Lösungen {Bild ' Pali}

Die Umkehrosmose kommt be i der Frischwasseraufbe.

reitung zum Einsatz . Dos von diesen Anlogen erzeugteVE·Wasser wird zum Nochselzen der Reinigungsbödersowie als Spülwasser verwendet. {Bild ' Heuer}

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