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Anzahl Durchsuchen:5214 Autor:Ruqinba veröffentlichen Zeit: 2026-07-15 Herkunft:Powered
Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der industriellen Reinigung um den Prozess, bei dem physikalische, chemische oder biologische Maßnahmen eingesetzt werden, um Verunreinigungen (Verschmutzungen) von der Oberfläche eines Substrats zu entfernen. Das ultimative Ziel besteht darin, die Oberfläche wieder in ihren ursprünglichen Zustand zu versetzen.
Der Erfolg der Industriereinigung wird im Wesentlichen von drei Faktoren beeinflusst: Reinigungstechnik, Reinigungsgeräten und Reinigungsmitteln.
Reinigungstechnologien werden im Allgemeinen in drei Typen eingeteilt:
Chemische Reinigung: Dazu gehören gängige Methoden wie Säurewäsche, alkalische Reinigung und Lösungsmittelreinigung. Diese Methoden erfordern typischerweise, dass Reinigungsgeräte mit chemischen Mitteln zusammenarbeiten. In der konventionellen industriellen Reinigung bleibt diese Methode aufgrund ihrer geringen Kosten, Geschwindigkeit und Bequemlichkeit die vorherrschende Methode.
Physikalische Reinigung: Dazu gehören Hochdruckwasserstrahlen, Luftturbulenzen, Ultraschallreinigung, Elektroimpulsreinigung, Kugelstrahlen, Sandstrahlen, Trockeneisreinigung und mechanisches Schaben. Diese Methoden basieren auf Geräten, die mit Wasser oder festen Partikeln gepaart sind. Obwohl die Ausrüstung hocheffizient ist, ist sie oft teuer und die Betriebskosten sind relativ hoch.
Biologische Reinigung: Dies beinhaltet den Einsatz mikrobieller katalytischer Wirkungen. Es wird häufig zur Reinigung von Textilien und Rohrleitungen verwendet. Seine Anwendung ist jedoch begrenzt, da eine spezifische katalytische Aktivität biologischer Enzyme erforderlich ist.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, industrielle Reinigungsmittel zu klassifizieren. Zu den gängigen Typen gehören wasserbasierte, halbwässrige und lösungsmittelbasierte Reiniger. Aufgrund des steigenden Umweltbewusstseins werden lösungsmittelbasierte Reiniger nach und nach ersetzt, wodurch wasserbasierte Reiniger immer mehr Marktanteile einnehmen. Basierend auf dem pH-Wert werden wasserbasierte Reiniger weiter in alkalische, saure und neutrale Typen unterteilt.
Die Branche strebt nach umweltfreundlichen, effizienten, energiesparenden und wirtschaftlichen Lösungen. Dieser Übergang stellt spezifische Anforderungen an moderne Reinigungskräfte:
Ersetzen traditioneller Lösungsmittel durch wasserbasierte Systeme.
Formulierung von Produkten, die phosphatfrei, stickstoffarm bis stickstofffrei und frei von Schwermetallen oder umweltschädlichen Substanzen sind.
Entwicklung konzentrierter Formeln zur Reduzierung der Transportkosten.
Gewährleistet Komfort, ideal für den Einsatz bei Umgebungstemperaturen.
Aufrechterhaltung niedriger Produktionskosten, um die Kosten des Endverbrauchers zu senken.
Bevor wir eine Reinigungsmittelformel entwerfen, müssen wir die Verunreinigungen anhand der geeigneten Waschmethode klassifizieren.
Häufige Schadstoffkategorien:
In Säuren, Laugen oder Enzymlösungen lösliche Verunreinigungen: Diese lassen sich leicht entfernen. Wir können spezifische Säuren, Laugen oder Enzyme auswählen, um Lösungen für die direkte Entfernung vorzubereiten.
Wasserlösliche Verunreinigungen: Beispiele hierfür sind lösliche Salze, Zucker und Stärke. Diese können durch Eintauchen in Wasser, Ultraschall oder Sprühen gelöst und weggetragen werden.
Wasserdispergierbare Verunreinigungen: Beispiele hierfür sind Zement, Gips, Kalk und Staub. Diese erfordern die mechanische Kraft von Reinigungsgeräten in Kombination mit wasserlöslichen Dispergiermitteln und Eindringmitteln, um sie im Wasser zu benetzen, zu dispergieren und zu suspendieren.
Unlösliche Verschmutzungen: Beispiele hierfür sind Öle und Wachse. Diese erfordern äußere Kräfte, Zusatzstoffe und Tenside , um eine Emulgierung, Verseifung oder Dispersion durchzuführen. Dadurch kann sich der Boden vom Untergrund lösen und eine Dispersionsflüssigkeit bilden, die abgewaschen werden kann.
Tatsächlich existieren Böden selten isoliert. Sie werden normalerweise miteinander vermischt und auf die Oberfläche oder tief im Untergrund geklebt. Umweltfaktoren können auch zu Gärung, Zersetzung oder Schimmel führen, wodurch komplexe Schadstoffe entstehen. Unabhängig davon, ob es sich bei der Bindung um eine reaktive chemische Kraft oder eine physikalische Adhäsionskraft handelt, muss der Reinigungsprozess vier entscheidende Schritte durchlaufen: Auflösung, Benetzung, Emulgierung/Dispersion und Chelatisierung.
Gängige Reinigungssysteme auf Wasserbasis werden in drei Typen eingeteilt: neutral, sauer und alkalisch.
Neutralreiniger: Wird hauptsächlich für Untergründe verwendet, die keine Säuren oder Laugen vertragen. Das Verfahren beruht auf der synergistischen Wirkung von Additiven und Tensiden.
Saure Reinigung: Wird im Allgemeinen zur Entfernung von Metallrost und Ablagerungen verwendet. Für saure Bedingungen stehen weniger Zusatzstoffe zur Verfügung. Es beruht auf der Reaktion zwischen der Säure und dem Rost/Zunder, um den Boden abzulösen. Anschließend emulgieren und verteilen Tenside die Ablagerungen. Zu den üblichen Säuren gehören Salpetersäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Methansulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure und Borsäure.
Alkalische Reinigung: Am häufigsten in industriellen Umgebungen eingesetzt. Da Alkalien mit Pflanzenölen zu hydrophilen Seifen verseifen können, eignen sie sich hervorragend zur Fettentfernung. Zu den üblichen Alkalien gehören NaOH, KOH, Natriumcarbonat, Ammoniakwasser und Alkoholamine.
In der industriellen Reinigung werden Zusatzstoffe, die die Reinigungswirkung verstärken, als „Builder“ oder Hilfsstoffe bezeichnet. Dazu gehören chelatbildende Dispergiermittel, Korrosionsinhibitoren, Entschäumer, Konservierungsmittel, Enzyme und pH-Stabilisatoren.
Zu den gängigen Kategorien gehören:
Chelatbildende Dispergiermittel: Phosphate (Natriumpyrophosphat, STPP usw.), organische Phosphonate (ATMP, HEDP usw.), Alkoholamine (TEA, DEA, MEA usw.), Aminocarboxylate (NTA, EDTA usw.), Hydroxycarboxylate (Citrate, Tartrate, Gluconate usw.) und Polyacrylsäurederivate.
Korrosionsinhibitoren: Oxidierende Filmtypen (Chromate, Nitrite usw.), Niederschlagsfilmtypen (Phosphate, Carbonate usw.) und Adsorptionsfilmtypen (Silikate, organische Amine, Imidazoline, Triazole usw.).
Entschäumer: Silikonbasierte, polyethermodifizierte Silikon- und Nicht-Silikon-Entschäumer.
Tenside spielen in der industriellen Reinigung eine entscheidende Rolle. Sie verringern die Oberflächenspannung des Systems und verbessern die Penetration des Produkts. Dadurch kann das Reinigungsmittel schnell tief in den Boden eindringen. Darüber hinaus sorgen Tenside für die Dispergierung und Emulgierung des entfernten Öls.
Zu den gängigen Kategorien von Tensiden gehören:
Nichtionisch: Alkylphenolethoxylate (NP/OP/TX-Serie), Fettalkoholethoxylate (AEO-Serie), isomere Alkoholethoxylate (XL/XP/TO-Serie), sekundäre Alkoholethoxylate (SAEO-Serie), EO/PO-Blockcopolymere (PE/RPE-Serie), Fettsäuremethylesterethoxylate (FMEE), Fettsäureethoxylate (EL), Fettaminethoxylate (AC), Acetylendiolethoxylate und Alkylpolyglycoside (APG)-Reihe.
Anionisch: Sulfonate (LAS, AOS, SAS, OT, MES usw.), Sulfate (K12, AES usw.), Phosphatester (Alkylphosphate, Alkoholetherphosphate, Alkylphenoletherphosphate) und Carboxylate (Fettsäuresalze).
Kationisch: Quartäre Ammoniumsalze (1631, 1231 usw.).
Amphoter: Betaine (BS, CAB usw.), Aminosäuren, Aminoxide (OB usw.) und Imidazoline.
Bei der Auswahl von Tensiden bewerten wir in der Regel vier kritische Parameter anhand ihrer Molekülstruktur: Oberflächenspannung, HLB-Wert, CMC (kritische Mizellenkonzentration) und Trübungspunkt (oder Krafft-Punkt).
Oberflächenspannung: Der Zusatz von Tensiden senkt die Oberflächenspannung des Reinigungsmittels. Herkömmliche Tenside können ihn auf ca. 30 mN/m reduzieren. Da die Oberflächenspannung die Kontraktionskraft der Flüssigkeitsoberfläche darstellt, ermöglicht ein niedrigerer Wert, dass sich der Reiniger leichter auf dem Untergrund verteilt und die feste Oberfläche besser benetzt.
HLB-Wert: Dies stellt das Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht dar. Ein höherer HLB-Wert weist auf eine bessere Hydrophilie hin, während ein niedrigerer Wert auf eine schlechtere Hydrophilie hinweist.
HLB 1–6: Lipophile Eigenschaften dominieren; als Entschäumer oder W/O-Emulgatorhilfsmittel eingesetzt.
HLB 7–9: Ausgewogene Eigenschaften; werden häufig als Benetzungs- und Durchdringungsmittel verwendet.
HLB > 10: Hydrophile Eigenschaften dominieren; werden häufig als Emulgatoren bei der Reinigung verwendet.
CMC: Die kritische Mizellenkonzentration ist die niedrigste Konzentration, bei der sich Tensidmoleküle zu Mizellen verbinden. Unterhalb der CMC liegen die Moleküle in einem freien Zustand vor und die Oberflächenspannung nimmt mit steigender Konzentration ab. Sobald die CMC erreicht ist, erreicht die Oberflächenspannung ihr Minimum. Weitere Konzentrationserhöhungen erhöhen nur die Mizellendichte und erhöhen so die Fähigkeit, Öl aufzulösen.
Trübungspunkt (Krafft-Punkt): Bei ionischen Tensiden steigt die Löslichkeit bei einer bestimmten Temperatur, dem Krafft-Punkt, stark an. Daher sollten ionische Tenside bei Temperaturen oberhalb ihres Krafft-Punktes verwendet werden. Nichtionische Tenside verhalten sich entgegengesetzt; Ihre Löslichkeit nimmt mit steigender Temperatur stark ab, was zu Trübungen oder Ausfällungen führt. Diese Temperatur ist der Cloud Point. Nichtionische Tenside sollten im Allgemeinen unterhalb oder nahe ihrem Trübungspunkt verwendet werden.
Fallstudie: Design der Entfetterformulierung für Aluminiumlegierungen
Etablierung des Systems:
Für die industrielle Entfettung werden alkalische Systeme (z. B. Natriumhydroxid) bevorzugt, da Fettstoffe unter alkalischen Bedingungen leichter verseifen.
Für alkalische Systeme stehen verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung, darunter Natriumgluconat, Natriumsilikat, STPP und EDTA-2Na. Bei der Reinigung von Aluminiumlegierungen ist jedoch Korrosion ein Hauptanliegen. Aluminium ist ein amphoteres Metall, das sowohl unter sauren als auch alkalischen Bedingungen korrodiert. Daher:
Der Alkaligehalt muss streng kontrolliert werden.
Es muss ein geeignetes Korrosionsschutzsystem ausgewählt werden.
Tensidauswahl:
Der Kern der Entfettung liegt in der Auswahl von Tensiden anhand der vier Schlüsselparameter:
Oberflächenspannung: Die meisten Tenside können die Anforderung erfüllen, 30 mN/m nicht zu überschreiten.
HLB-Wert: Ein Wert größer als 10 ist erforderlich. Wenn isomerisierte Alkoholethoxylate als primäres Tensid verwendet werden, sollte der EO-Wert (Ethylenoxid) 5 oder höher sein.
Temperatur und Trübungspunkt: Bei der Ultraschallreinigung können die Temperaturen etwa 50 °C erreichen. Daher ist ein Tensid mit einem Trübungspunkt über 50 °C erforderlich, was einen EO-Wert von 7 oder höher erfordert.
Benutzerfreundlichkeit: Im Allgemeinen führen höhere EO-Werte zu höheren Stockpunkten. Der Einfachheit halber ist es ideal, wenn der Fließpunkt 30 °C nicht überschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass das Tensid bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand bleibt und so eine maximale Effizienz gewährleistet. Folglich wird für das primäre Tensid ein EO-Bereich von 7 bis 12 gewählt.
Synergie und Penetration:
Während primäre Tenside eine hervorragende Emulgierung und Reinigungswirkung bieten, schwächt sich ihre Benetzungs- und Penetrationskraft mit zunehmender EO-Anzahl ab (aufgrund der höheren Hydrophilie). Daher ist für die Mischung ein benetzendes Eindringmittel erforderlich. Ideal hierfür sind Tenside mit einem HLB-Wert von 7–9. Für Alkoholether wird typischerweise eine EO-Zahl zwischen 4 und 6 gewählt.
Überlegungen zur lipophilen Struktur:
Geradkettig: Stärkere Emulgierkraft.
Verzweigte Kette: Überragende Durchschlagskraft.
Molekülgröße: Größere Strukturen erschweren das Eindringen, während zu kleine Strukturen möglicherweise an Oberflächenaktivität verlieren.
Als Penetrationsförderer werden daher im Allgemeinen Tenside mit einer lipophilen Kette von 8 bis 10 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
Endgültige Zusammensetzung der Formulierung:
Natriumhydroxid: 1–2 %
Natriumsilikat: 2–3 %
Natriumgluconat: 1–2 %
EDTA-2Na: 1–2 %
Eindringmittel QH-7: 0,1–0,5 %
Lutensol TO-8: 3–5 %
Korrosionsinhibitor FS-11: 0,1–0,5 %
Konservierungsmittel/Bakterizid: Nach Bedarf
Wasser: Gleichgewicht
Reinigungsverfahren:
10–20-fach verdünnen. Für die Tauchreinigung bei Raumtemperatur verwenden (für beste Ergebnisse wird Ultraschallunterstützung empfohlen).
