Curăţarea cu gheaţă carbonică (DRY ICE)

Tehnologii

de Alexandru Goldan

Curăţarea cu gheaţă carbonică (DRY ICE)

Curăţarea industrială a pieselor este astăzi o parte componentă a proceselor industriale moderne. Ea determină capacitatea de funcţionare de mai târziu a produselor, calitatea şi durata de viaţă a acestora. Din ce în ce mai mulţi producători cer o calitate maximă a curăţării,  rentabilitate, cât şi flexibilitate în acţiune.

Gheaţa carbonică - producere, forme de utilizare

Sablarea cu gheață carbonică este cel mai ecologic proces de curățare de pe piață, la ora actuală. În procesul de curățare cu gheață carbonică nu se folosesc solvenți sau chimicale. Materialul folosit la curățare (gheața carbonică) nu este altceva decât forma solidă a dioxidului de carbon, un gaz incolor, insipid, inodor și care are o solubilitate limitată în apă, ce se găsește în mediul natural și care este utilizat și în industria alimentară la răcirea produselor din carne și la fabricarea băuturilor carbogazoase.

Gheața carbonică sub formă de peleți (de 3 mm) este proiectată pe suprafața de curățat cu ajutorul aerului comprimat. Prin impactul produs la temperatura de -78,5°C, între suprafața de curățat și peleții de gheață carbonică, stratul de mizerie se rigidizează, se desprinde de suprafața de bază și cade, alicele de gheață carbonică se evaporă complet în atmosferă, astfel încât nu rezultă mediu rezidual, sau o posibilă contaminare, această metodă fiind astfel de departe cea mai ecologică metodă de curățare.

FIGURA 1.Gheața carbonică –peleți de 3 mm

Curățarea sau sablarea cu gheață carbonică este o metodă de curățare deosebit de eficientă, favorabilă mediului înconjurător și asigură protecție materialului de curățat. Procedeul este similar cu cel de sablare clasică cu nisip, diferența fiind dată de proprietățile gheții carbonice. Procedeul este neabraziv, neconductiv electric, ecologic, steril și fără produși reziduali. În comparație cu curățarea cu jet de aer sau cu apă, curățarea cu gheață carbonică nu lasă un mediu rezidual, rămânând doar murdăria desprinsă de pe suprafața de curățat.

Metodele tradiționale de îndepărtare a lacurilor, a grăsimilor, a produselor de gresare și a mijloacelor de separare, precum și alte asemenea straturi adunate odată cu timpul, necesită multă muncă și un timp îndelungat.

Toate acestea duc la crearea timpilor morți a căror durată costă scump și prejudiciază procesul de producție. Procedeul de curățare cu zăpadă carbonică prezintă una din cele mai importante inovații din sectorul curățirii industriale.

Singura materie primă folosită la fabricarea gheții carbonice (cunoscută și sub denumirea de dry ice) este dioxidul de carbon. Dioxidul de carbon a fost descoperit în secolul al 17-lea, de către omul de știință flamand Jan van Helmont Baptista. La începutul anului 1770, Torbern Bergman a descoperit că un volum egal de gaz CO2 a fost aproape în întregime solubil în apă la o temperatură de 10°C și a observat că solubilitatea acestui gaz scade cu creșterea temperaturii, lucru care l-a inspirat să-l folosească și în producția de ape minerale artificiale. În 1854, Faraday, de asemenea, a reușit să producă gheață uscată la nivel de laborator. Abia în 1925, gheața carbonică a început să fie produsă la scară industrială și se folosea în SUA la transportul alimentelor pe calea ferată, prin menținerea lor la o temperatură scăzută.

Dioxidul de carbon există în trei forme de agregare: solidă (numit zăpadă carbonică), lichid și gaz (figura 2). CO2 gazos se găsește în concentrații scăzute în atmosferă, ca un gaz cu efect de seră. Dioxidul de carbon atmosferic este produs dintr-o activitate vulcanică, de arderea materialelor organice și de procesele de respirație ale tuturor organismelor aerobe.

FIGURA 2. Graficul starii de agregare a CO2 în funcție de temperatura și de presiune

Când gazul CO2 este dizolvat în apă, aceasta face un acid slab: carbonat de acid, de asemenea, cunoscut sub numele de acid carbonic. Acest acid mineral și componentele de bază din apă reacționează între ele. Datorită faptului că dioxidul de carbon este un gaz netoxic și necoroziv, îl face ideal în tratarea apelor reziduale, prin neutralizarea nivelul pH-ului din apă și este, prin urmare, un proces ecologic, sub forma unei injecții de CO2.

CO2 este extras din pământ sau ca produs secundar al rafinării sau fabricării combustibilului biodiesel sau din biomasă. În timpul acestor procese este aspirat și „spălat” pentru a îndepărta impuritățile.

 Tehnologie de obţinere a peleţilor de gheaţă carbonică

Dioxidul de carbon este lichefiat prin compri­mare și răcire la o presiune de aproximativ 400kg/cm2. Presurizat și refrigerat, dioxidul de carbon lichid este introdus direct într-un rezervor crio­genic. Când dioxidul de carbon lichid atinge părțile metalice ale presei, acesta se solidifică, presa fiind la temperatura ambientală, dioxidul de carbon se transformă în zăpadă carbonică. Această zăpadă se comprimă cu ajutorul presei și se poate transforma în peleți sau în blocuri de gheață carbonică. Fluxul de producere a gheții carbonice este ilustrat în figura 3. Peleții sau blocurile de gheață uscată, de culoare alb opac, sunt împinse afară din presă pe un sistem de role. Un ferăstrău pneumatic taie blocurile. Peleții de gheață carbonică sunt puși în containere, care să-i păstreze la rece, astfel subli­marea este menținută la un nivel minim.

 FIGURA 3. Fluxul de producere a gheţii carbonice

 Sablarea cu gheaţă carbonică - efecte, avantaje

Pentru sablarea cu gheață carbonică se folosește, așadar, gheață carbonică provenită din peletizor sau din containere speciale izotermice, împreună cu aerul comprimat, care poate proveni direct din rețeaua clientului sau dintr-un compresor mobil (figura 4)

 

FIGURA 4.Metode de lucru la sablarea cu gheaţă carbonică

Mașinile de sablat (figura 5) pot fi clasificate și după presiunea aerului comprimat folosit (de la 0 la 10 bari sau de la 0 la 16 bari), în funcție de capacitatea rezervorului de gheață carbonică (de la 6 kg la 50 kg) și în funcție de sistemul de propulsie (cu o singură gaură sau cu 2 găuri).

FIGURA 5. Maşina de sablat cu gheaţă carbonică

 În acest proces de curățare cu gheață uscată se poate spune că apar în același timp trei efecte:

  • Efect termic: granulele de gheață car­bonică de temperatură scăzută fac murdăria fria­bilă, spărgând-o și dislocând-o, datorită aderenței diminuate dintre murdărie și suprafață. Aceasta permite gheții carbonice să îndepărteze murdăria.
  • Efect cinetic: când granulele lovesc o suprafață cu viteza sunetului, orice strat de material contaminant de pe suprafața de curățat este crăpat și dislocat.
  • Efect exploziv: gheața carbonică pene­trează murdăria și se transformă, instantaneu, din stare solidă în stare gazoasă, având loc o creștere în volum de 700 de ori. Un efect exploziv, care înlătură murdăria de pe suprafață de curățat (figura 6).

 Avantajele și beneficiile sablării cu gheaţă carbonică:

  • Reducerea întreruperii funcţionării uti­lajelor. Utilajele pot fi curățate prin sablare cu gheață carbonică de multe ori, chiar în timpul func-ționării, eliminându-se necesitatea demontării și remontării.
  • Fără cheltuieli pentru îndepărtarea reziduurilor. Costurile legate de îndepărtarea reziduurilor chimice toxice sau a solvenților sunt elimi­nate, deoarece gheața carbonică se evaporă la contactul cu suprafața curățată.
  • Reducerea cheltuielilor cu forţa de muncă. Sablarea cu gheață carbonică oferă, de multe ori, reducerea manoperei pentru operațiunile de curățare și de întreținere, deoarece procesul este mult mai eficient și mai rapid decât metodele tradi-ționale de curățare. Permite realizarea tratamentu­lui pe mașină, fără a fi necesare operații scumpe de demontare și o oprire îndelungată a mașinii;
  • Reducerea uzurii. Sablarea cu gheață car­bonică nu este abrazivă, determinând o uzură mult mai redusă decât periile de oțel, rașchete etc. Fluxul de particule de gheață carbonică nu este coroziv

TABELUL 1.

Nu există riscul de înțepenire a unor reziduuri de pulberi de sablare în cavități sau în interstiții;

  • Curăţare eficientă şi rapidă. Sistemele de sablare cu gheață carbonică au o viteză de curățare foarte mare și chiar părți care, în mod normal, nu sunt accesibile pot fi rapid curățate, utilizând duzele disponibile. Reziduurile provenite de la mediul de sablare nu rămân blocate și nici detergenți sau materiale de sablare nu rămân pe suprafață. Fiind un sistem care lucrează „uscat“, nu este necesară protejarea componentelor sau a pieselor sensibile la apă sau la produși chimici. Nu este necesară uscarea pieselor după tratament. Curățarea cu gheață carbonică NU este abrazivă.
  • Nu conduce electricitatea. Sablarea cu gheață carbonică nu este conducătoare de electricitate și, de aceea, poate fi utilizată în situații în care alte metode nu sunt potrivite. De exemplu: motoare electrice și echipamente cu componente electrice, pneumatice sau hidraulice pot fi curățate cu această metodă. Se pot curăța instalații sub tensiune de până la 400V.
  • Nepoluantă. Sablarea cu gheață carbonică este complet nepoluantă, deoarece nu se utilizează substanțe chimice toxice sau solvenți. Operatorii nu sunt expuși la fum. Spre deosebire de spălarea sub presiune, nu apar ape poluate.
  • Management al deşeurilor simplificat. Cantitatea de reziduuri este minimă, deoarece mediul de sablare se vaporizează.
  • Reducerea costurilor. Costurile curățării clasice sunt semnificativ mai mari decât costurile curățării cu gheață carbonică.

Domeniile de utilizare cele mai uzuale ale sablării cu gheaţă carbonică sunt:

Curăţarea: matrițelor pentru turnare, fierbinți sau reci, forme de polistiren, matrițe din industria materialelor plastice și a cauciucului, mașini de tipărit, rotative, cuptoare din industria alimentară, motoare, turbine, ascensoare, scări rulante, centrifuge, instalații de containere și cisterne, de ventilație și de climatizare, lemn, metal, jenți, materiale plastice, betoane, pietre naturale sau artificiale, cărămizi, fațade, statui, piese electrice, mobilă din material plastic, tunele, poduri, vapoare etc.

Îndepărtează: grăsimile, uleiurile, resturile de plante, rugina, funinginea,azbestul, crusta, varul, pietrele  de uree, teflonul, bitumul, spuma de poliuretan, grafitti, cauciucurile, găinațul de porumbei, vopselele, lacurile, cleiul, elemente de siguranță, de reparare, alge, licheni etc


Alexandru Goldan este Inginer, Regional Sales Manager Transilvania & Moldova Air Liquide



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord