Serie Limpieza Industrial Verde y Limpia Parte 2: Piezas de alto rendimiento sosteniblemente limpias

Mantener su proceso de producción de piezas verde sin sacrificar limpieza

En la Parte 1 de la Serie Limpieza Industrial Verde y Limpia, discutimos Consideraciones Ambientales para Disolventes Verdes de Limpieza de Piezas. En este artículo, nos centramos en mantener su proceso de producción de piezas verde Y limpio. En industria donde tiempo de producción, volumen y calidad son críticos, es cada vez más importante asegurar que sus piezas de producción cumplan resultados deseados y especificaciones establecidas. La limpieza de piezas es gran parte de esta ecuación.

Es igualmente importante para cualquier fabricante considerar el "coste total de propiedad" al considerar el proceso de limpieza. Los gerentes de instalaciones deben dominar los extensos procesos y químicas de limpieza disponibles que proporcionen nivel de rendimiento requerido y cumplan estándares EH&S. Estos gerentes DEBEN aprender diferencias entre soluciones de limpieza acuosas y de disolvente, y ventajas/desventajas de cada proceso para asegurar que su proceso de producción de piezas sea verde Y limpio.

Química primero

El rendimiento de limpieza está directamente relacionado con selección de equipo y proceso químico adecuado (solución de limpieza, compatibilidad con suciedad, concentración, temperatura, período de exposición adecuado y acción mecánica requerida). Se necesita la combinación correcta de todos estos ingredientes para lograr máximos resultados en producción, calidad, seguridad de personal y requisitos ambientales.

Cualquier agente de limpieza o soluciones de baño acumuladas clasificadas como peligrosas son objetivo de manejo/eliminación especial porque generalmente son:

• Carcinógenos (causantes de cáncer)
• Bioacumulativos (se acumulan en tejido celular humano)
• Tóxicos (venenosos)
• Afectan la mayoría de sistemas de tratamiento de aguas residuales (no bio-amigables)
• Deben cumplir preocupaciones ambientales (EPA, OSHA, ACGIH, NIOSH, etc.)

En EE. UU., estas sustancias reguladas por EPA, Clean Water Act, Clean Air Act y otras preocupaciones regulatorias como cumplimiento local. El reto final es encontrar equilibrio entre rendimiento, preocupaciones EH&S y coste de operaciones. Lograr un objetivo a veces choca con otro, ese es el equilibrio para mantener su proceso de producción de piezas verde Y limpio.

Limpieza Acuosa General

Proceso consiste en agua mezclada y componentes químicos solubles en agua. Compuestos pueden incluir aditivos (surfactantes, disolventes, ácidos, agentes alcalinizantes e inhibidores) para mejorar rendimiento o necesidades específicas. Compuestos ideales clasificados como bajos o sin compuestos orgánicos volátiles (COV), sin contaminantes atmosféricos peligrosos (HAPs), no inflamables ni combustibles, y sin potencial de calentamiento global (GWP).

Normalmente diluidos con agua entre 2-15% química, estos productos enjuagan fácilmente con agua. Hay varios en mercado, generalmente diseñados para uso con todo tipo de lavadores por pulverización e inmersión. Algunas empresas añaden ultrasónicos u otras acciones mecánicas para mejorar eliminación de partículas. Químicas acuosas incluyen emulsionantes, no emulsionantes (separadores de aceite), ácidas (pH <4), neutras (pH 4-9), y alcalinas (pH 9-12,5).

Con acuoso vienen aditamentos: los sistemas acuosos deben incorporar:

• Fuente de agua fresca para reposición por pérdidas en sistemas de escape, arrastre en piezas, evaporación, múltiples etapas de enjuague, dilución por desbordes a drenaje o reciclaje.
• Calidad de agua de enjuague importante según calidad requerida: desde enjuague sin manchas a pureza en limpieza crítica como médica.
• Coste de esta agua – especialmente eliminación o reciclaje – varía según tasas, cargos y factores locales.
• Si se requieren etapas de enjuague adicionales – se necesita espacio adicional.
• Típicamente se requiere sistema automatizado de manipulación de materiales para mover trabajo entre etapas. Aumenta coste.
• Coste de generar agua RO o DI debe considerarse en coste operativo total.
• En algunos casos, usuario limitado a galones totales en tiempo determinado. Volumen requerido para producción no siempre disponible.
• Vida del baño – reemplazar o reciclar. Conlleva química y agua de reemplazo = coste y tiempo.
• Tiempo de proceso analítico para monitorizar/probar % concentración química en baño para asegurar rango deseado.
• Eliminación de baño contaminado o suciedades removidas – tiempo y dinero.
• Variedad de productos limpiados puede requerir diversos químicos.
• Numerosas otras acciones a veces requeridas según proceso/aplicación: scrubber de aire, etc.

Desengrase General con Disolvente

Proceso más común usado por muchos fabricantes hoy. Especificaciones de limpieza actuales para limpieza de precisión y crítica indican que la mayoría de piezas metálicas no pueden tener residuos de contaminante o agua de enjuague, aumentando interés en agentes de limpieza con disolvente. Importante notar que uso de disolvente en fabricación crece. Además de especificaciones mencionadas, limpieza con disolvente aumenta por rendimiento superior vs incapacidad del agua en ciertos criterios, espaciado de componentes, y proceso de secado restrictivo. Compatibilidad de materiales es área mayor donde disolvente es superior.

A diferencia de limpiadores acuosos que deben emparejarse a proceso específico por sustratos, disolventes generalmente ofrecen:

• Compatibilidad multi-metal
• Compatibilidad multi-lubricantes
• Facilidad de aplicación
• Secado asegurado
• Tensión superficial muy baja (capacidad de penetrar y evaporar rápido)
• Menor requisito de espacio
• Menor consumo energético y por tanto menor coste operativo
• Cero vertido a drenaje

Usuarios evalúan estos procesos para lugar de trabajo más seguro mejorando throughput productivo dentro de coste operativo esperado. Basado en preocupaciones regulatorias, muchos fabricantes químicos han dedicado recursos a I+D.

Tendencia actual: Sistemas de Desengrase al Vacío – Innovación con rendimiento en paquete compacto

Recientemente, nueva generación de sistemas de limpieza con disolvente combinada con nuevos disolventes emergentes como alcoholes modificados e hidrocarburos refinados ha reemplazado algunos sistemas acuosos y de disolvente tradicionales.

Sistemas de desengrase al vacío pueden reducir drásticamente consumo de disolvente y ofrecer al operador máximo aislamiento del proceso. Estas nuevas máquinas y disolventes altamente calificados ofrecen:

• Operación de proceso cerrada / aislada de personal y área ambiente
• Límites PEL altos para seguridad de personal
• GWPs bajos
• Tensión superficial baja para penetración/evaporación superior
• Clasificaciones COV bajas
• No inflamables
• Baja huella de carbono / más eficiente energéticamente
• Compatibilidad multi-metal/lubricantes
• Secado rápido (generalmente sin residuos)
• Nada que drenar
• Sin consumo de agua
• Emisiones de aire ultra-bajas
• Múltiples opciones de proceso: ultrasónicos, rotación, inmersión, pulverización, etc.
• Capacidad de secado superior por extracción al vacío
• Destilación a bordo asegura calidad continua de disolvente en todas fases mientras consolida corriente de residuos reduciendo coste de eliminación.
• Protección contra corrosión a demanda (si requerida)
• Algunas selecciones de disolvente funcionan igual de bien en suelos polares y no polares, limpiando variedad de suelos en un solo equipo

"y siempre recuerde – el disolvente penetrará donde el agua nunca llegará – y lo que entra debe salir para estar limpio!"

Estos sistemas ofrecen el "coste total de propiedad" más económico sobre sistemas tradicionales hoy. Su popularidad crece día a día globalmente.

Elegir limpieza acuosa o con disolvente

Usar proceso acuoso o disolvente es elección del fabricante, pero la química y equipo correctos ayudarán a mejorar y mantener su proceso de producción de piezas verde Y limpio. Las muchas características y aspectos de ambos procesos deben evaluarse. Pruebas de compatibilidad y eficiencia deben realizarse antes de seleccionar nuevo proceso. Tales pruebas podrían probar que un proceso es superior a otro y/o indicar que no es el más apropiado para necesidades específicas.

Considere desarrollar matriz como la siguiente para identificar mejores opciones para su aplicación manufacturera.

Nota Técnica: Si sus operaciones de limpieza incluyen eliminación de suelos polares y no polares, es posible combinar operaciones en una sola estación usando el disolvente correcto.

Mantener su proceso de producción verde – Simplificar eliminación y reducir costes

Tómese tiempo para evaluar objetivos que prioriza:

• Throughput productivo
• Requisitos EH&S para personal
• Especificaciones de limpieza
• Coste de eliminación de residuos
• Actualizar equipo de limpieza existente
• Cambio de proceso futuro
• Coste total de operaciones

Recomiendo contactar diversos habilitadores de tecnología para desarrollar matriz de datos que ayude a "llenar los espacios". Busque organizaciones profesionales confiables como Productivity que proporcionen información y soporte precisos.

Cada dólar que ahorre volviéndose "más verde" en su proceso se multiplicará de numerosas formas:

• Menor consumo químico
• Menor eliminación de residuos
• Menos rechazos
• Calidad mejorada
• Menor exposición de personal a operaciones/químicos
• Menor energía consumida

Todo esto y más suma ahorro considerable para su empresa y medio ambiente a largo plazo. ¡Puede ser verde y limpio en el mundo actual!

Productivity y socios, KYZEN / Gosiger pueden realizar evaluación gratuita de proceso y análisis de limpieza en sus piezas para verificar resultados antes de comprometerse. Contáctenos hoy para comenzar su viaje de limpieza verde.

Para leer Parte 1 de nuestra Serie Limpieza Industrial Verde y Limpia vaya a artículo Consideraciones Ambientales para Disolventes Verdes de Limpieza de Piezas.

Escrito por Joe McChesney, Global Products Line Manager – Solvents para Kyzen.

Joe McChesney es Global Products Line Manager – Solvents para KYZEN Corporation. Más de 40 años experiencia en procesos de limpieza con disolventes y acuosos desde diseño conceptual a operación en campo. KYZEN es líder global en químicas de limpieza de precisión ambientalmente responsables, cumplimiento RoHS para industrias desde electrónica y empaquetado avanzado a acabado de metales y aplicaciones aeroespaciales.

Fuentes de Referencia