закрыть
Выберите сайт
глобальный
Социальные средства массовой информации
Просмотры:5214 Автор:Рукинба Время публикации: 2026-07-15 Происхождение:Работает
Промышленная очистка, как следует из названия, представляет собой процесс использования физических, химических или биологических действий для удаления загрязнений (почвы) с поверхности основания. Конечная цель – вернуть поверхности в исходное состояние.
На успех промышленной уборки в первую очередь влияют три основных фактора: технология очистки, чистящее оборудование и чистящие средства.
Технологии очистки обычно делятся на три типа:
Химическая очистка. Сюда входят распространенные методы, такие как промывка кислотой, щелочная промывка и очистка растворителем. Эти методы обычно требуют, чтобы чистящее оборудование работало в тандеме с химическими агентами. В традиционной промышленной уборке этот метод остается доминирующим из-за его дешевизны, скорости и удобства.
Физическая очистка: сюда входит струя воды под высоким давлением, турбулентность воздуха, ультразвуковая очистка, электрическая импульсная очистка, дробеструйная очистка, пескоструйная обработка, очистка сухим льдом и механическая очистка. Эти методы основаны на использовании оборудования в сочетании с водой или твердыми частицами. Несмотря на высокую эффективность, оборудование зачастую дорогое, а эксплуатационные расходы относительно высоки.
Биологическая очистка: предполагает использование микробного каталитического действия. Его обычно используют для очистки текстиля и трубопроводов. Однако его применение узко, поскольку требует специфической каталитической активности биологических ферментов.
Существуют различные способы классификации промышленных чистящих средств. Распространенные типы включают чистящие средства на водной, полуводной основе и на основе растворителей. В связи с ростом осведомленности об окружающей среде чистящие средства на основе растворителей постепенно заменяются, что позволяет чистящим средствам на водной основе занять больше места на рынке. В зависимости от уровня pH чистящие средства на водной основе подразделяются на щелочные, кислотные и нейтральные.
Отрасль движется к экологичным, эффективным, энергосберегающим и экономичным решениям. Этот переход предъявляет особые требования к современным очистителям:
Замена традиционных растворителей системами на водной основе.
Разработка продуктов, не содержащих фосфатов, с низким содержанием азота или вообще без азота, не содержащих тяжелых металлов или вредных для окружающей среды веществ.
Разработка концентрированных формул для снижения транспортных расходов.
Обеспечение удобства, идеально подходит для использования при температуре окружающей среды.
Поддержание низких производственных затрат для снижения расходов конечного пользователя.
Прежде чем разрабатывать формулу чистящего средства, мы должны классифицировать загрязнения на основе соответствующего метода мытья.
Распространенные категории загрязнителей:
Загрязнения, растворимые в растворах кислот, щелочей или ферментов: легко удаляются. Мы можем выбрать определенные кислоты, щелочи или ферменты для приготовления растворов для прямого удаления.
Водорастворимые загрязнители. Примеры включают растворимые соли, сахара и крахмалы. Их можно растворить и удалить путем погружения в воду, ультразвука или распыления.
Вододиспергируемые загрязнители: Примеры включают цемент, гипс, известь и пыль. Для этого требуется механическая сила чистящего оборудования в сочетании с водорастворимыми диспергаторами и пенетрантами для смачивания, диспергирования и суспендирования их в воде.
Нерастворимые загрязнения: Примеры включают масла и воски. Они требуют внешней силы, добавок и поверхностно-активных веществ для эмульгирования, омыления или диспергирования. Это позволяет почве отделяться от субстрата и образовывать дисперсионную жидкость, которую можно смыть.
В действительности почвы редко существуют изолированно. Обычно их смешивают и приклеивают к поверхности или глубоко в основу. Факторы окружающей среды также могут вызывать брожение, разложение или образование плесени, создавая сложные загрязнители. Независимо от того, является ли связь реактивной химической силой или физической силой сцепления, процесс очистки должен состоять из четырех важных этапов: растворение, смачивание, эмульгирование/диспергирование и хелатирование.
Общие системы очистки на водной основе делятся на три типа: нейтральные, кислотные и щелочные.
Нейтральные чистящие средства: используются в основном для оснований, не переносящих кислоты и щелочи. Этот процесс основан на синергическом эффекте добавок и поверхностно-активных веществ.
Кислотная очистка: обычно используется для удаления металлической ржавчины и окалины. Для кислых условий доступно меньше добавок. Он основан на реакции между кислотой и ржавчиной/накипью, которая очищает почву. Затем поверхностно-активные вещества эмульгируют и рассеивают мусор. Обычные кислоты включают азотную, соляную, серную, фосфорную, лимонную, щавелевую, уксусную, метансульфоновую, додецилбензолсульфоновую и борную кислоту.
Щелочная очистка: наиболее широко используется в промышленных условиях. Поскольку щелочи могут подвергаться омылению растительными маслами с образованием гидрофильных мыл, они идеально подходят для удаления жира. Обычные щелочи включают NaOH, КОН, карбонат натрия, аммиачную воду и амины спирта.
В промышленной очистке добавки, усиливающие очищающий эффект, называются «строителями» или вспомогательными веществами. К ним относятся хелатирующие диспергаторы, ингибиторы коррозии, пеногасители, консерванты, ферменты и стабилизаторы pH.
Общие категории включают в себя:
Хелатирующие диспергаторы: фосфаты (пирофосфат натрия, STPP и др.), органические фосфонаты (ATMP, HEDP и др.), спиртовые амины (TEA, DEA, MEA и др.), аминокарбоксилаты (NTA, EDTA и др.), гидроксикарбоксилаты (цитраты, тартраты, глюконаты и др.) и производные полиакриловой кислоты.
Ингибиторы коррозии: типы окислительных пленок (хроматы, нитриты и т. д.), типы осаждающих пленок (фосфаты, карбонаты и т. д.) и типы адсорбционных пленок (силикаты, органические амины, имидазолины, триазолы и т. д.).
Пеногасители: силиконовые пеногасители на основе силикона, модифицированные полиэфирами и несиликоновые пеногасители.
Поверхностно-активные вещества играют жизненно важную роль в промышленной очистке. Они уменьшают поверхностное натяжение системы и улучшают проникновение продукта. Это позволяет чистящему средству быстро проникнуть глубоко в почву. Кроме того, поверхностно-активные вещества обеспечивают диспергирование и эмульгирование удаленного масла.
Общие категории поверхностно-активных веществ включают:
Неионогенные: этоксилаты алкилфенолов (серия NP/OP/TX), этоксилаты жирных спиртов (серия AEO), изомерные этоксилаты спиртов (серия XL/XP/TO), этоксилаты вторичных спиртов (серия SAEO), блок-сополимеры EO/PO (серия PE/RPE), этоксилаты метиловых эфиров жирных кислот (FMEE), этоксилаты жирных кислот (EL), этоксилаты жирных аминов. (AC), этоксилаты ацетилендиола и ряд алкилполигликозидов (APG).
Анионные: сульфонаты (LAS, AOS, SAS, OT, MES и т. д.), сульфаты (K12, AES и т. д.), сложные эфиры фосфорной кислоты (алкилфосфаты, фосфаты эфиров спиртов, фосфаты эфиров алкилфенолов) и карбоксилаты (соли жирных кислот).
Катионные: соли четвертичного аммония (1631, 1231 и т. д.).
Амфотерные: бетаины (BS, CAB и т. д.), аминокислоты, оксиды аминов (OB и т. д.) и имидазолины.
При выборе поверхностно-активных веществ мы обычно оцениваем четыре критических параметра в зависимости от их молекулярной структуры: поверхностное натяжение, значение ГЛБ, ККМ (критическая концентрация мицелл) и точка помутнения (или точка Краффта).
Поверхностное натяжение: добавление поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение чистящего средства. Обычные поверхностно-активные вещества могут снизить его примерно до 30 мН/м. Поскольку поверхностное натяжение представляет собой силу сжатия поверхности жидкости, более низкое значение позволяет чистящему средству легче распределяться по подложке и лучше смачивать твердую поверхность.
Значение HLB: представляет собой гидрофильно-липофильный баланс. Более высокий уровень ГЛБ указывает на лучшую гидрофильность, тогда как более низкое значение указывает на плохую гидрофильность.
ГЛБ 1–6: преобладают липофильные свойства; используются в качестве пеногасителей или эмульгаторов типа «без масла».
HLB 7–9: Сбалансированные свойства; обычно используются в качестве смачивающих и проникающих агентов.
ГЛБ > 10: преобладают гидрофильные свойства; обычно используются в качестве эмульгаторов при очистке.
КМЦ: Критическая концентрация мицелл – это самая низкая концентрация, при которой молекулы поверхностно-активного вещества связываются с образованием мицелл. Ниже ККМ молекулы существуют в свободном состоянии, и поверхностное натяжение уменьшается с увеличением концентрации. Как только достигается CMC, поверхностное натяжение достигает минимума. Дальнейшее увеличение концентрации только увеличивает плотность мицелл, увеличивая способность растворять масло.
Точка помутнения (точка Краффта). Для ионных поверхностно-активных веществ растворимость резко увеличивается при определенной температуре, называемой точкой Крафта. Поэтому ионные поверхностно-активные вещества следует использовать при температурах выше их точки Крафта. Неионогенные поверхностно-активные вещества ведут себя противоположно; их растворимость резко падает с повышением температуры, вызывая помутнение или выпадение осадка. Эта температура является точкой помутнения. Неионогенные поверхностно-активные вещества обычно следует использовать ниже или вблизи точки помутнения.
Практический пример: Разработка рецептуры обезжиривателя из алюминиевого сплава
Создание системы:
Для промышленного обезжиривания предпочтительны щелочные системы (такие как гидроксид натрия), поскольку жирные вещества легче омыляются в щелочных условиях.
Для щелочных систем доступны различные вспомогательные вещества, включая глюконат натрия, силикат натрия, STPP и EDTA-2Na. однако при очистке алюминиевых сплавов коррозия является основной проблемой. Алюминий — амфотерный металл, который корродирует как в кислой, так и в щелочной среде. Поэтому:
Содержание щелочи должно строго контролироваться.
Необходимо выбрать подходящую систему ингибирования коррозии.
Выбор поверхностно-активных веществ.
Суть обезжиривания заключается в выборе поверхностно-активных веществ на основе четырех ключевых параметров:
Поверхностное натяжение: Большинство поверхностно-активных веществ могут соответствовать требованию, не превышающему 30 мН/м.
Значение HLB: требуется значение больше 10. Если в качестве основного поверхностно-активного вещества используются изомеризованные этоксилаты спиртов, количество ЭО (оксида этилена) должно быть 5 или выше.
Температура и точка помутнения: при ультразвуковой очистке температура может достигать примерно 50°C. Следовательно, необходимо поверхностно-активное вещество с температурой помутнения выше 50°C, требующее количества ЭО 7 или выше.
Простота использования: Как правило, более высокие значения ЭО приводят к более высоким температурам застывания. Для удобства идеально, чтобы температура застывания не превышала 30°С. Это гарантирует, что поверхностно-активное вещество остается в жидком состоянии при комнатной температуре для максимальной эффективности. Следовательно, для первичного поверхностно-активного вещества выбран диапазон ЭО от 7 до 12.
Синергия и проникновение:
Хотя первичные поверхностно-активные вещества обеспечивают превосходные эмульгирующие и моющие свойства, их смачивающая и проникающая способность ослабевают по мере увеличения количества ЭО (из-за более высокой гидрофильности). Поэтому для смеси необходим смачивающий пенетрант. Для этого идеально подходят ПАВ с ГЛБ 7–9. Для эфиров спиртов обычно выбирают количество ЭО от 4 до 6.
Соображения о липофильной структуре:
Прямая цепь: более сильная эмульгирующая способность.
Разветвленная цепь: превосходная проникающая способность.
Молекулярный размер: более крупные структуры препятствуют проникновению, а чрезмерно мелкие структуры могут потерять поверхностную активность.
Поэтому в качестве пенетрантов обычно предпочтительны поверхностно-активные вещества с липофильной цепью из 8-10 атомов углерода.
Окончательный состав препарата:
Гидроксид натрия: 1–2%
Силикат натрия: 2–3%
Глюконат натрия: 1–2%
ЭДТА-2Na: 1–2%
Пенетрант QH-7: 0,1–0,5 %.
Лютенсол ТО-8: 3–5%
Ингибитор коррозии ФС-11: 0,1–0,5%
Консервант/бактерицид: По мере необходимости.
Вода: Баланс
Процесс очистки:
Разбавить в 10–20 раз. Используйте для очистки погружением при комнатной температуре (для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать ультразвук).
