12 Mai 2020  |  Prétraitement
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 01/2020

Ökologische Niedertemperatur-Entfettung mit hervorragender Reinigungswirkung

Die Beschichtung eines Werkstücks erfordert speziell aufeinander abgestimmte Vorbehandlungsschritte. Oft müssen definierte Qualitätsanforderungen erfüllt werden. Die anschliessende Beschichtung dient dazu, das Objekt vor Korrosion zu schützen, technische Anforderungen zu erfüllen oder dem Endprodukt eine dekorativ ansprechende Oberfläche zu verleihen.

Le revêtement d’une pièce nécessite des phases de prétraitement spécialement coordonnées. Souvent, des exigences de qualité bien définies doivent être satisfaites. Le revêtement ultérieur sert à protéger l’objet contre la corrosion, à satisfaire des exigences techniques ou encore à conférer au produit final une surface décorative attrayante.

Für eine technisch und optisch einwandfreie Beschichtung bedarf es einer gründlichen Reinigung der Oberfläche. Entfernt werden müssen dabei Schmutz, Fett, Öl, Späne, Staub, Oxide und sonstige nicht erwünschte Anhaftungen. Erst danach kann die funktionelle Schicht fehlerfrei aufgebracht werden.
 
Entfernen von Verunreinigungen
In der Galvanotechnik sind verschiedenste chemische Verfahren zum Reinigen und Entfetten bekannt. Die erste Reinigungsstufe umfasst meistens das Entfernen von groben Verunreinigungen wie Fetten, Ölen sowie Staub und Spänen. In den weiteren Stufen, wie zum Beispiel dem elektrolytischen Entfetten, Dekapieren sowie Beizen, werden feinere Anhaftungen wie Pigmentschmutz und Oxide von der Oberfläche entfernt. Im Folgenden wird besonders auf die erste Reinigungsstufe, die Tauch- beziehungsweise Abkochentfettung, eingegangen.
Viele der gebräuchlichen Tauch- oder Abkochentfettungen beruhen meistens auf einer hoch alkalischen Basis mit einem emulgierenden Tensid-System. Dabei sind hohe Temperaturen von bis zu 90 °C nötig, um Fette in die flüssige Phase zu überführen, so dass diese besser emulgiert werden können. Teilweise werden auch nicht emulgierende, so genannte «demulgierende» Entfettungen eingesetzt, in denen das Öl bei ruhender Flüssigkeit auf der Oberfläche aufschwimmt und sich mechanisch mittels Skimmer und Ölabscheider entfernen lässt. Alle auf dieser Basis zusammengesetzten Prozesslösungen besitzen eine hohe Salzfracht und verfügen über eine sehr begrenzte Standzeit, die zu hohen Kosten bei der Beschaffung der Chemie sowie der anschliessenden Entsorgung der verbrauchten Lösung führen. Unter ökonomischen sowie ökologischen Gesichtspunkten muss geprüft werden, ob der durch hohe Temperaturen verursachte Energieeinsatz noch gerechtfertigt ist.
Galvanotechnisch werden vor allem Grundmaterialien wie Stahl, Kupfer, Aluminium, Zink und deren Legierungen beschichtet. Kunststoffe bilden hier eher eine Ausnahme und werden in der Regel in sehr speziellen Prozessen vorbehandelt; darauf wird hier nicht weiter eingegangen. Die chemischen Eigenschaften der vorstehend genannten Werkstoffe bedingen eine Vielzahl von Entfettungen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen.
 
Schematischer Aufbau einer automatisierten Dosierung für den Endlosbetrieb von ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN.
 

ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN – von der Natur abgeschaut

Die Hauptaufgabe einer Tauchentfettung ist, wie bereits genannt, die Entfernung von mechanischen Verunreinigungen wie Späne, Staub und Pigmenten. Diese Feststoffe lassen sich theoretisch durch Filtrieren entfernen. Wenn es nun gelingt, auch die Bearbeitungsöle aus der Prozesslösung zu eliminieren, kann die Standzeit einer Entfettung massiv verlängert werden. Genau hier ist der Ansatz des ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN-Systems. Die Entölung beziehungsweise Entfettung der Werkstückoberfläche erfolgt auch hier auf die klassisch konventionelle Art mithilfe von kationischen und nichtionischen Tensiden und Emulgatoren. Somit liegt das Öl anschliessend im emulgierten Zustand vor. An dieser Stelle kommen die Bakterien ins Spiel.
ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN ist eine Tauchentfettung, die das eingetragene Öl mit Hilfe von aeroben HCB-Bakterien entfernen kann. Dafür werden jedoch keine speziell gezüchteten Bakterienkulturen eingesetzt. Vielmehr entstammen diese der Umwelt. Unser gesamter Lebensraum, Erde, Luft und Wasser, enthalten hydrocarbonoklastische Bakterien (HCB) in sehr geringen Konzentrationen. Sie sind in der Lage, Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Mineralölprodukte, aufzubrechen und sich davon zu ernähren. Bei einem erhöhten Nahrungsangebot wächst die Population sehr stark an.
In den bei der mechanischen Bearbeitung eingesetzten Bearbeitungsölen und Bohremulsionen finden sich deshalb HCB-Kulturen in verhältnismässig hoher Konzentration. Sie ernähren sich von den verwendeten Ölen und bauen sie dadurch ab. Bei diesem Zersetzungsprozess fallen im wesentlichen Wasser und Kohlendioxid an. Gelingt es nun, die für HCB-Kulturen idealen Lebensbedingungen zu schaffen, kann anfallendes Öl in einem solchen Milieu gezielt entfernt und kontinuierlich abgebaut werden. Auf diesem Prinzip beruhen die Arbeitsweise und das enorme Potenzial der biologischen Entfettung. Die HCB-Bakterien «fressen» das eingetragene, emulgierte Öl und setzen es biologisch und schadstofffrei zu Kohlendioxid und Wasser um. Werden die Parameter wie Salzgehalt, Alkalität, Temperatur sowie das Nahrungs- und Sauerstoffangebot im optimalen Arbeitsfenster gehalten, kann der Prozess mit unbegrenzter Standzeit betrieben werden.
Bei den HCB-Kulturen handelt es sich um aerobe Bakterien. Um den für aerobe Lebewesen zum Überleben nötige Sauerstoff zur Verfügung zu stellen, wird grundsätzlich eine Lufteinblasung empfohlen. Bei längeren arbeitsfreien Zeiten sollten die Bakterien auch «gefüttert» werden, damit sie nicht «verhungern». Während längerer Betriebspausen kann es daher sinnvoll sein, der Entfettung absichtlich etwas Öl zuzugeben. Ansonsten könnte es verhältnismässig lange dauern, bis sich nach dem Produktionsstart wieder HCB-Populationen mit ausreichender Aufnahmekapazität gebildet haben.

Parameter:
  • Bioclean-Starter: 30 bis 50 ml/l
  • Bioclean-Tensid: 3 bis 5 ml/l
  • Temperatur: maximal 45 °C
  • pH-Wert: 8.8 bis 9.4
  • Lufteinblasung: zwingend erforderlich

Unbegrenzte Anwendungsbereiche
Da es sich bei ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN in der Hauptsache um ein Tensid-Gemisch im mild-alkalischen Bereich handelt, ist diese Reinigungslösung für sehr viele Werkstoffe geeignet. Ein chemischer Angriff auf Stahl, Buntmetalle, Aluminium- und Zinklegierungen findet nicht statt. Selbst Kunststoffe können darin gereinigt werden. Durch die zusätzlich verhältnismässig niedrige Prozesstemperatur sind der Anwendung praktisch keine Grenzen gesetzt.
Unter der Voraussetzung, dass keine bakteriziden Substanzen eingeschleppt werden, ist theoretisch eine unbegrenzte Standzeit möglich. Zur Einhaltung der vorstehend genannten Parameter lässt sich eine entsprechende Dosierung auch automatisieren. Der BIOCLEAN-Reaktor, der für den korrekten pH-Wert sorgt, die Luftzufuhr sicherstellt und die Zusätze dosiert, gewährleistet eine sichere Prozessführung. Seine Hauptaufgabe ist die Abtrennung anfallender Feststoffe sowie der abgestorbenen Biomasse aus der Reinigungslösung. Die Grösse des Reaktors wird dabei an das Volumen der Entfettungslösung und die zu erwartende eingeschleppte Ölfracht angepasst.
Grundsätzlich ist der Betrieb dieses Systems aber auch immer ohne den bislang empfohlenen Reaktor möglich.

Abwassersituation
ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN ist praktisch ein Neutralreiniger. Ein regelmässiger Neuansatz ist nicht vorgesehen, womit auch keine Konzentrate zur Entsorgung anfallen. Bei ordnungsgemässer Anwendung bleiben keine Öle oder Fette in der Prozesslösung oder dem Spülwasser zurück. Soweit nicht anderweitig Giftstoffe in die Entfettung gelangen, kann das Spülwasser direkt der Neutralisation zugeführt werden. Abgestorbene Bakterien bilden eine natürliche Biomasse, die sich, bei entsprechender Abtrennung, mit dem gewerblichen Abfall entsorgen lässt. Ansonsten kann die Entsorgung zusammen mit dem Galvanikschlamm erfolgen.
Vorzüge von BIOCLEAN im Vergleich zu konventionellen Entfettungen:
  • Geeignet als Tauch- und Spritzreiniger
  • Geringer Chemieeinsatz
  • Geringe Abfallmengen
  • Geringes Gefährdungspotential: pH–Wert 8.8 bis 9.4
  • Geringer Energieeinsatz: Temperatur 40 bis 45 °C
  • Kontinuierliche Standzeit
  • Geeignet für Stahl, Buntmetalle, Zink- und Aluminiumlegierungen sowie Kunststoffe
  • Nachhaltig und Ressourcenschonend
  • Wenig arbeitszeitintensiv: keine Entsorgung und Neuansätze
 
Fazit
Der Einsatz von ENPREP LIQUIPUR BIOCLEAN empfiehlt sich immer in der ersten Reinigungsstufe als klassische «Vor-Entfettung» und rechnet sich vor allem immer dann, wenn kontinuierlich hohe Frachten an mineralölhaltigen Stoffen eingetragen werden. Das nachhaltige ökologische Reinigungssystem ist für ein weites Teilespektrum unterschiedlichster Werkstoffe einsetzbar und senkt durch den Niedertemperaturbetrieb deutlich die Energiekosten.
 
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27 Janvier 2015  |  Prétraitement

Endlich nicht mehr ätzend

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