能源成本的上升正在影响全球的商业和工业制造企业。天然气、电力和柴油的空前增长预计不会很快放缓。欧洲和亚洲的天然气和电力价格处于历史高点,美国的天然气价格预计今年将翻一番。1能源供应的不确定性对生产产生了负面影响,全球企业都面临着削减制造成本的巨大压力。2

制造商有机会减少能源消耗,包括明显消耗能源的供暖、制冷和照明。但还有其他常识性的生产解决方案可以节省能源。一是零件清洗。

彻底的清洁是必要的,以创造一个高质量的,原始的表面,准备油漆,粉末涂层或其他整理过程。但是,随着制造出来的零件越来越小、越来越复杂,要达到该行业严格的质量标准就变得更加困难。生产碎屑,如机加工、冲压或冷却油、灰尘、金属屑、标记墨水、指纹和其他土壤必须清除。任何残留的微粒或残留物都会对零件的外观或性能产生负面影响。诀窍是用最节能、最经济的方式清洁零件。

蒸汽脱脂:一种节能清洁选择

蒸汽脱脂是最节能和环保的选择之一的零件清洁和准备。与其他零件清洗方法(包括水性或水基清洗)相比,这一点尤其正确。

蒸汽脱脂是一种闭环系统,使用溶剂型清洗液进行清洁。蒸汽脱脂器有两个腔室。在第一个腔室中,清洗液加热到沸腾,然后产生蒸汽云上升,与机器顶部的冷却盘管相遇。这些冷却盘管使蒸汽凝结并恢复到液体状态。然后,这些液体被引回第二个室,称为冲洗室。

被污染的部件浸在第一个腔内连续过滤和蒸馏的清洗液中,以溶解或除去部件表面的土壤。然后将它们转移到第二个腔室进行液体冲洗。当零件从冲洗液中提出来时,它们经历一个简短的蒸汽冲洗和干燥过程。任何剩余的清洗液滴回蒸汽脱脂器进行过滤和再利用。经过典型的清洗周期约6-20分钟每批,零件出来干净,冲洗,干燥,准备油漆或涂层。

蒸汽脱脂提供了显著的能源节约,特别是当与水清洗系统相比,可以非常能源密集型的运行。这是一个比较。

能源密集型的水清洗

大多数水清洗机有水平布局,并使用升降机或输送机通过一系列的浸槽移动部件。一个典型的水处理系统有一个洗涤槽和两个到五个反向流动级联冲洗槽,每分钟需要2-5加仑的去离子水。水溶液清洗机通常比相同容量的蒸汽脱脂机大50-150%,因为需要更多的罐,更大的泵,鼓风机,过滤器等。通常情况下,这些机器消耗约18-20千瓦时的电力。大多数水清洗系统有3个或更多的水箱与超声波激励,增加另外1-2千瓦时的消耗。此外,水系统清洗周期往往持续20-40分钟。

有六个领域的水清洗系统,使他们非常能源密集型。这些都是:

  1. 动力来自于大量的高压泵,这些泵将水输送到机器周围,机器可能非常庞大;
  2. 加热清洗水所需的能量;
  3. 备用抽电;
  4. 干燥零件所需的能量;
  5. 处理、净化水再用或处理所需的能源;
  6. 为周围环境降温和除湿所需要的能量。

所有这些额外的工作都是必需的,因为水分子的固有性质。基本上,水有高的表面张力和高的蒸发潜热。考虑一下这些基本特征。

大多数水清洗机有水平布局,并使用一系列的热水洗涤和漂洗槽。
大多数水清洗机有水平布局,并使用一系列的热水洗涤和漂洗槽。

高表面张力是水清洗的一个问题。它阻止水进入狭小的空间。这就是为什么用户首先需要(a)加热水,然后(b)使用添加剂来提高清洁能力,降低表面张力,最后需要(c)使用大型泵将水和添加剂的混合物喷到微小的部件中。

另一个需要考虑的问题是备用电源。在一些公司,水系统永远不会关闭,因为达到温度的成本和重新加热水的延迟。因此,即使在闲置的情况下,水系统至少会再消耗2-5千瓦时的电力,一小时又一小时,即使没有进行清洁操作。

然后,蒸发的高潜热使水成为慢干的清洁剂。在大多数情况下,水必须完全从零件上清除,以防止闪光生锈或残留残留物的表面斑点。它需要大量的热量和巨大的,能量吸取气刀从组件中去除水残留。

在这一点上,水已经带走了污染-除了清洁添加剂,水现在可能含有油,油脂,颗粒等。这些水、添加剂和污染现在必须在废水处理系统中进行处理,以重新净化水。正常的处理设施包括反渗透系统和多层去电离过滤器。显然,这需要额外的电力和更多的泵来将废水通过这些净化过程。

最后是周边地区的降温除湿。水清洗通常为工厂环境增加水分和一些热量,需要空调来维持空气的湿度和温度。

节能蒸汽脱脂

一般来说,现代的不可燃蒸汽脱脂清洗液具有低表面张力、低粘度、高密度和低潜热的特点。这意味着它们更容易清洁,更少的加热,更少的泵,没有气刀等等。没有水加热,这节省了电力。相反,清洁液加热到略高于室温,这只需要很少的电力。此外:

  1. 清洗液靠重力移动,所以不需要大的泵来推动清洗液,节省电力;
  2. 蒸汽脱脂器上没有鼓风机或“气刀”,这节省了电力。清洗液被保留在机器内部,清洗出来的部件是干燥的。事实上,电动风扇和通风柜不建议靠近蒸汽脱脂机,因为这会增加清洗液的损耗,所以在那里也能省电;
  3. 无需待机模式;
  4. 不需要废物处理,这节省了电力,因为脱脂机是自动的,固有的和持续的再净化和再蒸馏溶剂;
  5. 没有增加工厂环境的湿度,因此减少了空调和环境负荷。
蒸汽脱脂是一种闭环系统,使用溶剂型清洗液进行清洁。
蒸汽脱脂是一种闭环系统,使用溶剂型清洗液进行清洁。

最终的结果是,典型的蒸汽脱脂机在清洁时使用约7千瓦时或电力,在待机(夜间)模式下使用十分之一的能源;许多最小的机器使用标准的家用电器连接。与此形成鲜明对比的是,水净化系统的耗电量以成百上千安培计,通常需要440伏的电路和大的电源面板来管理电力负载。与蒸汽脱脂法相比,蒸汽脱脂法的节能效果显著。

这只是一个开始

通过蒸汽脱脂来节约能源只是一个开始。其他节省,从更快的吞吐量到更高的收益率和更少的缺陷,都有助于提高盈利能力。简而言之:随着能源成本的上升和充足供水的可获得性成为全球关注的问题,转向高效溶剂清洁是有意义的。蒸汽脱脂和进步的下一代清洗液提供了成功的关键清洁,节能,更好的口袋和长期可持续的选择。

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参考文献

[1] https://www.cnbc.com/2021/10/08/natural-gas-prices-are-skyrocketing-globally-what-it-means-for-the-us.html

2 https://www.yuenergy.co.uk/energy-saving-manufacturing-warehousing-logistics-guide/