Zakładowe powietrze do czyszczenia suchym lodem

Do czyszczenia suchym lodem możemy wykorzystać sprężone powietrze pochodzące albo ze spalinowej sprężarki przewoźnej, albo z zakładowej instalacji pneumatycznej.

Wymagania nt. jakości powietrza

Wymagania co do jakości się nie zmieniają. W obu przypadkach musi to być powietrze pozbawione wilgoci, cząstek oleju i pyłów. O jakości sprężonego powietrza w czyszczeniu suchym lodem możesz przeczytać w artykule pt. „Kompresor spalinowy do czyszczenia suchym lodem”.

Wyposażenie instalacji sprężonego powietrza

Gdy wykorzystane będzie powietrze pochodzące z zakładowej instalacji pneumatycznej, to zamiast chłodnicy końcowej stosowany jest osuszacz chłodniczy lub adsorpcyjny. Za to w instalacji nie ma podgrzewacza sprężonego powietrza.

Różnica pomiędzy osuszaczami polega na osiąganym ciśnieniowym punkcie rosy:

• Osuszacz chłodniczy – ciśnieniowy punkt rosy +3 ºC
• Osuszacz adsorpcyjny – ciśnieniowy punkt rosy -40 ºC

Powyższe punkty rosy są najbardziej powszechne w zakładach, ale konstrukcje osuszaczy gwarantują również inne poziomy dostosowane do potrzeb produkcyjnych.

Kryteria podejmowania decyzji

Zakładając, że masz wybór źródła sprężonego powietrza, czyli spalinowy kompresor lub zakładową instalację, to które będzie lepszym wyborem?

Decyzja powinna być podjęta po analizie następujących czynników:

Jakość sprężonego powietrza – który z systemów gwarantuje lepszą jakość sprężonego powietrza. Zbyt dużo wilgoci to gwarancja zmniejszenia skuteczności czyszczenia, przerwy na rozmrożenie przewodu wydmuchowego, aplikatora i dyszy. Lód wodny może też rysować wirnik dozujący i tworzyć nieszczelności w układzie dozowania. Skutkować to będzie w przyszłości przedmuchem do zbiornika na suchy lód.

Dostępna wielkość przyłącza – większość maszyn do czyszczenia granulatem suchego lodu 3 mm przyłącza się do instalacji sprężonego powietrza przewodem o średnicy ¾” lub 1”. Jeżeli przyłącze do instalacji zakładowej jest mniejszej średnicy, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że nie osiągniesz wymaganego ciśnienia. Kiedyś podczas czyszczenia form do produkcji styropianowych kształtek zrobiłem test dla dyszy Cold Jet 523 Stealh. Ciśnienie docelowe na sprężarkach wynosiło 7 bar. W miejscu wykonywania testów była możliwość podłączenia się do przyłącza ½”, ¾” i 1”. Ciśnienia odnotowane na maszynie do czyszczenia suchym lodem wynosiły odpowiednio 4,5 bar, 5,9 bar i 6,0 bar. Warto dodać, że skuteczność i wydajność czyszczenia przy ciśnieniu 4,5 bar nie była zadowalająca. A co jeżeli w innym zakładzie nie będzie możliwości przyłączenia się do instalacji o średnicy minimum 3/4” ?

Koszt, skuteczność i czas czyszczenia suchym lodem – czynnik, który powinien odgrywać największą rolę w podejmowaniu decyzji. Poniżej przedstawiam wykres pokazujący zapotrzebowanie na sprężone powietrze w zależności od ciśnienia w dyszy, stworzony na podstawie informacji zawartych w instrukcji obsługi maszyny do czyszczenia suchym lodem Karcher IB15/120. Zastosowana dysza o wielkości L i średnicy wewnętrznej 8 mm.

Drugi wykres przedstawia koszt zakładowego sprężonego powietrza w zależności od ustawionego ciśnienia na sprężarce. Wprawdzie jest on mniejszy niż koszt suchego lodu, ale należy mieć świadomość, że sprężone powietrze nie jest za darmo.

Do obliczenia wykorzystałem parametry sprężarki zmiennoobrotowej z falownikiem Gardner Denver o mocy znamionowej silnika 45kW (jako najbardziej ekonomicznego rozwiązania), cenę zużywanej energii elektrycznej netto 0,85 zł/kWh oraz narzut na koszty serwisu, napraw i amortyzację w wysokości 18%. Zużycie sprężonego powietrza pomnożone przez jego koszt dało w wyniku koszt sprężonego powietrza w czyszczeniu suchym lodem przy określonym ciśnieniu powietrza.

Ograniczenia w instalacji

Warto jeszcze dodać informację o ograniczeniach w zakładowej sieci sprężonego powietrza. Stałe dążenia do ograniczania kosztów powodują zmniejszanie ciśnienia sprężonego powietrza w instalacji. Każde obniżenie ciśnienia powietrza o 1 bar to oszczędność ok. 7% kosztów energii elektrycznej niezbędnej do jego wytworzenia. Może się tak zdarzyć, że nie będzie możliwości podwyższenia ciśnienia w instalacji np. do 9 bar. Bo albo nie ma już takiej wersji sprężarki, albo maszyny produkcyjne nie są dostosowane do pracy pod takim ciśnieniem.

Co oznacza dostępność ciśnienia 6-7 bar?

Potencjalne kłopoty w czyszczeniu trudnych zabrudzeń, ograniczoną skuteczność, wydłużony czas czyszczenia i wyższe koszty suchego lodu.

Niestety brakuje w tym artykule trzeciego wykresu pokazującego wydajność powierzchniową czyszczenia np. żywicy z powierzchni zbiornika, nagaru z powierzchni kotła albo tworzywa sztucznego w ekstruderze. O tego typu opracowania z testów trzeba byłoby poprosić oferentów maszyn do czyszczenia suchym lodem.

Czyszczenie suchym lodem zbiornika do impregnacji próżniowej

Pamiętam jeden przypadek, gdzie w zakładzie wykonującym impregnację próżniową uzwojeń silników, z powodu awarii w zbiorniku zżelowała żywica.

a

Usuwanie jej przy dostępnym ciśnieniu 3-5 bar, dyszy ColdJet 523HF było bardzo powolne. Ciśnienie wahało się w zależności od prac w zakładzie. Poczekaliśmy do drugiej zmiany i ciśnienie ustabilizowało się do 5 bar. Nawet największa dawka suchego lodu 2,3 kg/min nie pomagała. Minutowy koszt lodu wyniósłby przy dzisiejszej cenie 5 zł/kg * 2,3 kg/min = 11,50 zł/min.

Skuteczność prawie zerowa, bo kwadrat ok. 20 x 20cm czyszczony byłby w godzinę, ale po chwili testów i szybkim wyliczeniu przerwaliśmy czyszczenie.

Koszt czyszczenia wynosił 17.250 zł/m2 i nie był do zaakceptowania przez zlecającego usługę.

Na szczęście mieliśmy ze sobą spalinową sprężarkę przewoźną o odpowiedniej mocy i odpowiedniej wersji ciśnieniowej. Zastosowaliśmy ciśnienie 9,5 bar, dyszę ColdJet 533SF i dawkę suchego lodu 1,5 kg/min (koszt 7,50 zł/min). Wydajność powierzchniowa wyniosła ok. 1,5 m2/h, a koszt czyszczenia ok. 300 zł/m2.

Do tego trzeba byłoby dodać koszt sprężonego powietrza, który jest wyższy przy sprężarkach przewoźnych, ale i tak całkowity koszt był znacznie niższy w porównaniu z dostępnym powietrzem zakładowym.

Porady w sprawie zakładowego sprężonego powietrza

• Zweryfikuj czy masz odpowiednie przyłącze blisko miejsca czyszczenia granulatem suchego lodu 3 mm (minimum ¾”, najlepiej 1”).
• Zweryfikuj, jakie największe stabilne ciśnienie jest dostępne na przyłączu.
• Zweryfikuj, czy masz odpowiednią dostępną ilość sprężonego powietrza przy tym ciśnieniu dla planowanej do użycia dyszy (popatrz na wykres lub spytaj dostawcę maszyny do czyszczenia suchym lodem) – informacja o zapotrzebowaniu na powietrze tylko przy jednym normatywnym ciśnieniu nie jest wystarczająca.
• Jeżeli sprężone powietrze z zakładowej instalacji sprężonego powietrza nie spełnia wymogów (jakości lub wydajności), a masz trudne i powtarzające się zanieczyszczenia, to rozważ zakup nowej sprężarki dedykowanej do prac czyszczenia suchym lodem. Inwestycja w technologię może wydawać się wysoka, ale podstawowa korzyść z technologii czyszczenia suchym lodem to skrócenie czasu czyszczenia, zwiększenie produkcji miesięcznej i wygenerowanie dodatkowych zysków, które spłacają inwestycję. Z tego względu nowe urządzenia i tak powinny spłacić się bardzo szybko, jeżeli dobrze dobierzesz swój sprzęt.

Niezależnie od tego, czy będziesz potrzebował spalinowej sprężarki przewoźnej, czy stacjonarnej sprężarki stało lub zmiennoobrotowej to w sprawie doboru sprężarki, lub urządzeń do uzdatniania sprężonego powietrza chętnie pomogę – wystarczy zadzwonić lub wysłać swoje zgłoszenie.