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Industrielle Teilereinigung

« So optimieren Sie die Badstandzeiten »

Die qualitätsgerechte industrielle Teilereinigung ist die Voraussetzung für den Erfolg nachgeschalteter Prozesse und stellt die ordnungsgemäße Verwendung fertiger Produkte sicher. Die konkreten Anforderungen an die Sauberkeit bestimmen, welche technischen Voraussetzungen für die Reinigung geschaffen werden müssen. Wirtschaftliche Erwägungen bei der Investition sollten darüber hinaus die laufenden Betriebskosten einschließen. Durch moderne Ausrüstungen für Prozessüberwachung und die Badpflege lässt sich zum Beispiel die Standzeit von Bädern verlängern.

Ablauf der Teilereinigung mit wässrigen Reinigern

Die industrielle Teilereinigung erfolgt häufig mit Wasser, in dem waschaktive Substanzen aufgelöst sind. Diese binden die Verunreinigungen aus vorangegangenen Bearbeitungsschritten. Das Wasser nimmt die Schmutzfracht auf. Wenn das Vermögen, Verunreinigungen aufzunehmen erschöpft ist und die Wirkung der Reinigung nicht mehr ausreicht, erfolgt ein Badwechsel. Der Zeitraum zwischen zwei Badwechseln wird oft auf der Grundlage von Erfahrungen festgelegt. Wird die Zeitspanne zu lang gewählt, kommt es bei den nachfolgenden Prozessschritten zu Qualitätsverlusten. Um das sicher auszuschließen, erfolgt der Wechsel der Badflüssigkeit häufig zu früh.

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Durch eine klare Definition und Überwachung von Parametern, die den Zustand des Bades beschreiben, lässt sich der richtige Zeitpunkt feststellen. Dieser Zeitpunkt kann durch den Einsatz von zeitgemäßer Aufbereitungstechnik stark hinausgezögert werden. Ziel ist es, die Schmutzfracht und verbrauchte Reinigungsmittel aus dem Bad auszuschleusen. Dafür steht eine Reihe von Verfahren der Stofftrennung zur Verfügung. Für die Auswahl der geeigneten Prozesse sind die Art der Verunreinigungen und die verwendeten Reiniger entscheidend.

Industrielle Reinigung von Metallen

Metalle werden in den meisten Fällen unter Einsatz von Kühlschmierstoffen spanend bearbeitet. Auf den Oberflächen bleibt ein öliger Film zurück, an den sich feine Späne und Staub anlagern. Weitere Verunreinigungen, von denen Metall zu reinigen ist, können Tiefziehöle, Walzöle und Polierpasten sein.

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Zu den Verschmutzungen zählen auch Oxidationsprodukte, wie Rost auf Eisenmetallen oder Grünspan auf Kupferlegierungen. Die Mittel für die industrielle Teilereinigung müssen auf die Werkstoffe der Bauteile abgestimmt sein.

Aufbereitungstechniken

Die Verschmutzungen, die bei der Teilereinigung von den Oberflächen entfernt werden, lassen sich grob in feste, nichtwassermischbare flüssige und wassermischbare Stoffe einteilen. Am Aggregatzustand und der Mischbarkeit mit der Reinigungslösung orientieren sich die Aufbereitungsverfahren, die für die Verlängerung der Badstandzeiten genutzt werden. Zum Einsatz kommen häufig:

  • Schwerkraftabscheidung,
  • Koaleszenzabscheidung,
  • Zentrifugalabscheidung und
  • Filtration

Werden besondere Anforderungen an die Sauberkeit der Reinigungslösung gestellt kommen auch aufwändigere Verfahren infrage, wie zum Beispiel

  • Mikrofiltration,
  • Ultrafiltration,
  • Umkehrosmose oder
  • Destillation

Die dabei eingesetzten Ausrüstungen können direkt in den Kreislauf eingebaut werden, der die Reinigungsflüssigkeit umwälzt (Vollstromaufbereitung) oder im Bypass unabhängig von diesem Kreislauf (Nebenstromaufbereitung) betrieben werden. Um die Prozesse zu optimieren, die zur Verlängerung der Badstandzeiten dienen, werden häufig beide Varianten nebeneinander eingesetzt. Die Aggregate in der Nebenstromaufbereitung lassen sich nach Bedarf zu- oder abschalten.

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Schwerkraft- und Koaleszenzabscheidung

Freie Öle und grobe Feststoffe, die beim Reinigen von Werkstücken in das Bad gelangen, lassen sich physikalisch aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte trennen. Vorteilhaft ist dabei, dass sich das Verfahren nicht auf die Zusammensetzung der Reinigungslösung auswirkt. Die Abscheider bestehen aus einem Behälter, in dem die Flüssigkeit ruhen kann. Leichte Öle schwimmen an die Oberfläche und können dort abgesaugt oder abgeleitet werden. In Koaleszenzabscheidern wird dieser Prozess durch Einbauten unterstützt, an denen sich das Öl sammelt.

Schwere Bestandteile aus der Teilereinigung sinken als Schlamm zu Boden. Von dort können sie mit Förderschnecken entnommen werden. In Dreiphasentrennern laufen beide Vorgänge parallel ab.

Badstandzeiten durch Zentrifugalabscheidung verlängern

In Zentrifugalabscheidern, auch Separatoren genannt, lassen sich Feststoffe oder Öle aus der Reinigungsflüssigkeit schneller entfernen als in Schwerkraftabscheidern. Das Prinzip beruht ebenfalls auf der unterschiedlichen Dichte der Phasen. Durch schnelle Drehbewegungen werden die schweren Bestandteile an die Außenwand geschleudert, die leichtere Phase sammelt sich in der Mitte. Beide Phasen werden getrennt gesammelt und abgeleitet. Der kürzeren Bearbeitungszeit stehen höhere Anschaffungskosten gegenüber.

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Filtration für eine längere Standzeiten

Die industrielle Teilereinigung bringt häufig Schmutzeinträge in Form von Schwebstoffen hervor, die sich in Filtern zurückhalten lassen. Um ein Zusetzen der Poren im Filtermaterial zu vermeiden, werden dabei zuerst grobporige Filter eingesetzt, hinter die Geräte mit zunehmend kleineren Poren geschaltet werden. Durch die gute Reinigungsleistung der Filter lassen sich deutlich längere Badstandzeiten erreichen. Nachteilig ist, dass das Filtermaterial zusammen mit dem Schmutz entsorgt werden muss.

Mikrofiltration, Ultrafiltration und Umkehrosmose

Mikrofiltration, Ultrafiltration und Umkehrosmose gehören zu den Membrantechniken. Die Beschaffenheit der Membranen bewirkt, dass kleinste Partikel, organische Moleküle oder Salze aus der Reinigungsflüssigkeit entfernt werden können. In der Aufbereitung von Bädern für die industrielle Reinigung spielen diese Techniken nur dann eine Rolle, wenn eine Feinstreinigung mit sehr geringen Partikelgrößen im Restschmutz gefordert wird.

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Destillation zur Wasserrückgewinnung

Die Destillation wird in der Aufbereitung von Badflüssigkeiten für die industrielle Teilereinigung hauptsächlich für die Rückgewinnung des Wassers eingesetzt. Grundlage für das Verfahren sind die unterschiedlichen Siedepunkte der Bestandteile. Mit dieser Technik lassen sich im Wasser gelöste Stoffe abtrennen. Zur Verlängerung der Badstandzeiten trägt sie dadurch bei, dass sich die Konzentration dieser Stoffe auf ein zulässiges Niveau beschränken lässt.

Überwachung des Badzustandes

Bei der Überwachung des Badzustandes für die industrielle Teilereinigung werden regelmäßig die Konzentration des Reinigungsmittels und der Anteil von Schmutz im Bad ermittelt. Unter- bzw. überschreitet der Wert den zuvor festgelegten Grenzwert, sind Maßnahmen erforderlich, die die zulässigen Betriebsbedingungen wiederherstellen.

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Dazu gehört die automatische oder manuelle Nachdosierung des Reinigers oder die Inbetriebnahme von temporär im Bypass eingesetzten Reinigungsstufen für die Badflüssigkeit. Zusätzlich zur Badkontrolle gibt die Überprüfung der Restverschmutzung auf den gereinigten Teilen Aufschluss über den Zustand des Bades und die Wirksamkeit des Verfahrens.