水清洗系统往往占地面积大，需要大量的资本投资，耗电速度惊人，维护密集，并需要处理水和废水处理系统。大多数年轻的工程师觉得这些限制已经被锁在石头上了，但是还有另一种清除的选择，一个来自历史书上的选择。如果你愿意回到“未来”，是时候重温蒸汽脱脂了。

几十年来，蒸汽脱脂一直是精加工行业的首选清洁技术。这种情况在20世纪90年代结束，当时臭氧问题迫使最流行的蒸汽脱脂溶剂逐步淘汰，水基系统填补了空白。今天，大多数精密清洗是使用水技术进行的。但水清洗系统往往占地面积大，需要大量的资本投资，耗电速度惊人，维护密集，并需要处理水和废水处理系统。大多数年轻的工程师觉得这些限制已经被锁在石头上了，但是还有另一种清除的选择，一个来自历史书上的选择。如果你愿意回到“未来”，是时候重温蒸汽脱脂了。

蒸气脱脂的概念

在某种程度上，“蒸汽脱脂”一词是用词不当的。当然，在溶剂“毯子”的蒸汽中清洁是可能的，溶剂蒸汽在零件上冷凝成液体。但为了在蒸汽脱脂机中更快、更可靠地清洗，零件通常浸泡在液体溶剂中。在那里，液体包围着零件，并进入所有的角落和缝隙，以最大限度地提高溶剂接触和清洁度。

蒸气脱脂的原理很简单。图1展示了现代、高效、双油缸脱脂机的设计。蒸汽脱脂器将液体煮沸成蒸汽，包含蒸汽，将蒸汽冷却回液体，并收集这种纯化的液体以持续使用。因此，蒸汽脱脂机不仅是零件清洁系统，而且是一个紧密、快速、高效的回收系统，可以捕获和刷新溶剂，几乎没有浪费。

溶剂被放置在“煮沸”池中(图1中左下腔)，并被加热到沸点，通常是100-170°F(38-77°C)，这取决于溶剂。热量可以通过电加热元件、热水盘管、蒸汽盘管或“热泵”制冷机组提供。

值得注意的是，即使是一个小型的水清洗系统，在加热清洗溶液时也会比同等容量的蒸汽脱脂器消耗多得多的能量。由于水比蒸汽脱脂溶剂有更高的比热和更高的汽化潜热，所以会产生更高的能量消耗。水的这一基本特性也解释了为什么在水系统中清洗后，需要如此多的btu来干燥部件。相比之下，一些小型蒸汽脱脂机在120伏电源下工作。

一旦沸腾，溶剂就会产生一种清澈、致密的蒸汽，通过机器上升，取代脱脂剂中的空气。最终，蒸汽上升到达较低的冷盘管，称为“主冷凝盘管”。这些线圈冷却溶剂蒸汽，并将溶剂冷凝回液体状态。这种液体滴入冷凝槽，冷凝槽位于主冷凝线圈下方，围绕机器的内圆周。在那里，它是通过一个水分离器，蒸馏任何水可能已经凝结在冷凝线圈和从溶剂中除去

此时，蒸馏过的溶剂从水分离器(图1中右下室)被引导回漂洗底壳。由于漂洗底壳已经充满了清洁的溶剂，添加清洁的，新蒸馏的溶剂将导致底壳溢出到煮沸底壳，完成蒸馏循环。添加这种新鲜，纯净的溶剂，保持一贯清洁的冲洗水池，也允许污染和颗粒被洗回煮沸的水池和集中在那里。

设备注意事项

许多选择可以使蒸汽脱脂过程更简单，更清洁和更快，其中一些如图1所示。冲洗池通常配有循环过滤系统，以去除不溶性污染(颗粒)。另一种常见的选择是为冲洗池安装超声波换能器，以加强清洁。自动化提升机可以使技术人员从系统中升降部件，同时确保适当的循环时间和部件移动，从而减少溶剂的使用和更一致的清洁。

现代蒸汽脱脂机的另一个重要特征是第二组冷却盘管，位于主冷凝盘管的上方(如图1所示)。称为“干舷式制冷机”，这些冷却盘管总是比主冷凝器冷，通常在-20°F(-29°C)左右。它们的目的是降低蒸汽层上方空气的温度和湿度，以减少溶剂从饱和蒸汽层扩散到空气中，从而减少溶剂的损失。此外，由于干板式冷水机对蒸汽毯上面的区域进行除湿，将最小的水凝结在主冷凝盘管上，这有助于保持溶剂的完整性。

(注意干舷式冷水机线圈不用于在脱脂剂中包含溶剂毯。这是主冷凝线圈的工作。如果蒸汽毯从主冷凝盘管上方上升到干板式冷水机组盘管的区域，则说明主冷凝盘管有问题，需要咨询制冷技术人员。)

最后，脱脂剂的另一个选择是安装“过热”线圈。这些线圈将蒸汽毯过热，使其高于溶剂的“正常”沸点。这种过热的蒸汽迅速加热新清洗的零件，并确保所有凝聚的溶剂在零件汽化和回收下的蒸汽毯。这个过程保证了零件在从系统中取出之前是干燥的，从而最大限度地减少了溶剂的拖出和溶剂的消耗。

美国有十多家蒸汽脱脂剂制造商，世界上也有几十家。根据清洗应用和工艺要求，该技术可以处理最大的零件和最高的体积。当设计、操作和维护得当时，这些大型机器可以以最小的溶剂消耗达到极高的效率。

成本比较

尽管历史证明了蒸汽脱脂剂的性能优势，但许多工程师担心这些系统的运行成本。毕竟，水基本上是免费的，而臭氧安全溶剂每桶要花费1500 - 10000美元。蒸汽脱脂器的运行成本真的比水净化系统低吗?

评估不同类型清洗系统的运行成本的最佳方法是在每个清洗部分的成本基础上进行比较。这种方法提供了一个苹果与苹果之间的比较，可以说明水清洁的隐藏成本。

首先，将采办和安装费用列成表格。其中包括清洁系统的直接资本成本(硬件本身，加上支持系统，废水处理系统，等等)，以及间接资本成本(占地面积，设施的电力系统升级，管道成本，等等)。

下一步是估算两个系统的直接运营成本。这个估计包括溶剂和水的成本、能源成本、人工成本、废物处理成本、因清洁周期的快慢而变化的库存成本，以及与清洁系统有关的任何其他直接费用。工程师还需要考虑操作和维护清洁设备所需的人员时间。蒸气脱脂剂通常几乎不需要维护;水溶液系统可能更加复杂和耗时。

然后是溶剂成本。虽然溶剂的选择过程超出了本文的范围，但评估溶剂的成本很简单。估计溶剂成本的正确方法不是比较每磅的成本，而是比较每个清洗零件的成本。例如，现代的蒸汽脱脂机将使用大约0.062磅的溶剂/小时/英尺 ² 使用时溶剂/空气界面。一个典型的10加仑脱脂机大约有2.5英尺的溶剂/空气界面，所以在一个8小时的工作时间里，它将损失大约1.25磅的溶剂(不到一杯)。如果溶剂的价格大约为每磅3美元，那么一天清洗的溶剂成本低于4美元，而每个零件的成本，假设那天清洗了1000个零件，是每零件0.00372美元。

当这些成本被制成表格，然后除以系统清洗的部件总数时，清洗的真正成本就变得显而易见了。

经济、环保的清洁

几十年来，蒸汽脱脂过程已被证明是制造工程师最一致和“头痛”的清洁过程。蒸汽脱脂已经达到了一个完整的循环，许多工程师已经意识到它是一种安全、经济和环保的清洁方法。能源需求和新的环境问题使人们对蒸汽脱脂过程越来越感兴趣。如果目前的水清洗系统达到其生命周期的结束，现在是时候探索蒸汽脱脂作为您的制造工厂的替代方案。

为了以最经济、最环保的方式获得预期的效果，必须对脱脂系统进行适当的配置、操作和维护。除了硬件问题外，正确的溶剂选择需要仔细分析，而溶剂的选择取决于要去除的污染。在分析应用程序时，总是首先确定杂质，然后选择去除这些杂质的化学物质，以及正确使用所选溶剂的设备。

很明显，蒸汽脱脂的概念正在复兴。在当今世界，质量、可靠性和能源效率是最重要的，旧的蒸汽脱脂过程值得重新审视，作为一个现代的、对地球友好的和具有成本效益的清洁过程。

*水和溶剂在这些体系中很容易分离，因为它们通常互不相容。较轻的水浮在较重的溶剂上，水很容易分离并排出系统。

侧边:为什么要考虑蒸汽脱脂?

一个合理的设计，操作和维护的蒸汽脱脂过程提供了许多优势与水清洁剂和其他选择。蒸汽脱脂剂和溶剂:

• 使用最小的地板空间
• 尽量减少能源消耗
• 尽量减少溶剂消耗
• 蒸馏和回收溶剂继续使用
• 尽量减少废物处置
• 尽量减少接触化学物质
• 提供一致的，可重复的清洁性能
• 可以完全自动化
• 易于维护
• 不需要药剂师跑吗
• 能否轻松清理复杂的配置
• 每件清洁成本最低吗

边栏:溶剂溶液

在20世纪90年代之前，最常见的两种蒸汽脱脂溶剂是CFC-113和1-1-1-三氯乙烷。1996年1月1日，根据《清洁空气法》(Clean Air Act)的定义，这些“I类臭氧消耗物质”的生产被终止，从那时起，工业就一直依靠库存为生。稀缺性推高了价格，使得这些清洁剂作为精密清洁剂除了在最奇特的用途之外不切实际。

一组破坏性较小的清洁剂，被称为“II类臭氧消耗物质”，被推荐给用户作为临时清洁选择。其中最受欢迎的是一种叫做HCFC-141b的溶剂。然而，HCFC-141b的生产在2003年1月1日停止，在溶剂清洗应用中使用这种材料在1997年被禁止。

幸运的是，供应商已经开发出了更环保的替代品。较新的基于氢氟碳化合物的流体和基于正丙基溴的溶剂具有零或最小的臭氧损耗和低全球变暖潜力，同时提供持续、负担得起的高质量清洁。此外，先进的产品管理程序可以帮助确保这些化学品在蒸汽脱脂应用中最安全、最有效的使用。


有关蒸汽脱脂的更多信息，请访问www.microcare.com．