การประยุกต์ใช้ระบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) ในการเคลือบด้วยไฟฟ้า

การเคลือบด้วยไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการจุ่มชิ้นงานและขั้วไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องลงในสีที่ละลายน้ำได้และใช้กระแสไฟฟ้า ผ่านการกระทำทางเคมีฟิสิกส์ที่เกิดจากสนามไฟฟ้า เรซิน เม็ดสี และสารตัวเติมในสีจะตกตะกอนและสะสมอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของชิ้นงาน (ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้า) เพื่อสร้างฟิล์มที่ไม่ละลายน้ำ ระบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) และเมมเบรน UF มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ การนำเทคโนโลยี ED-RO มาใช้และส่งเสริมอย่างเหมาะสมสามารถเพิ่มการใช้ประโยชน์จากสีเคลือบด้วยไฟฟ้าและทรัพยากรน้ำได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการปล่อยน้ำเสียจากการเคลือบด้วยไฟฟ้าอย่างมาก การใช้และบำรุงรักษาอุปกรณ์ UF อย่างถูกต้องช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบให้สูงสุด การล้าง UF หลังการเคลือบด้วยไฟฟ้าจะขจัดสีที่ลอยอยู่ซึ่งเกาะติดกับพื้นผิวฟิล์ม ช่วยปรับปรุงคุณภาพรูปลักษณ์และช่วยให้สามารถนำสีกลับมาใช้ใหม่ได้

1. ภาพรวมของระบบอัลตราฟิลเตรชัน

อัลตราฟิลเตรชัน (UF) เป็นเทคโนโลยีการแยกเมมเบรนที่ขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของแรงดันทั่วเมมเบรน UF โดยทำงานตามหลักการของการร่อนเชิงกล โดยทั่วไปแรงดันใช้งานจะอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.6 MPa โดยมีขนาดรูพรุนตั้งแต่ 1 nm ถึง 0.1 μm และค่าคัตออฟน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 500 ถึง 1,000,000 Da

ในกระบวนการ UF สำหรับสีเคลือบด้วยไฟฟ้า เมื่อสีสัมผัสกับเมมเบรน UF น้ำและเกลืออนินทรีย์จะผ่านไป ในขณะที่เรซินและโมเลกุลขนาดเม็ดสีจะถูกเก็บไว้ในของเหลวสีและส่งกลับไปยังอ่างเคลือบด้วยไฟฟ้า

2. การประยุกต์ใช้เมมเบรน UF ในการเคลือบด้วยไฟฟ้า

เมมเบรน UF เป็นอุปกรณ์สำคัญในสายการเคลือบด้วยไฟฟ้า หน้าที่หลักของเมมเบรนเหล่านี้คือ:

• สกัดน้ำปราศจากไอออนและตัวทำละลายสีออกจากอ่างผ่าน UF เพื่อให้น้ำล้างสำหรับชิ้นงานเคลือบด้วยไฟฟ้า

• ล้างสีส่วนเกินที่เกาะติดกับพื้นผิวชิ้นงานและส่งกลับไปยังอ่าง

ประโยชน์:

• รีไซเคิลสีที่ติดอยู่บนพื้นผิวชิ้นงาน ทำให้เกิดการหมุนเวียนแบบวงปิดและประหยัดค่าใช้จ่ายในการจัดหาสีได้ประมาณ 30%

• ปล่อยส่วนหนึ่งของสารซึมผ่าน UF เพื่อขจัดไอออนสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลือบ รักษาการนำไฟฟ้าและ pH ของอ่างให้อยู่ในขีดจำกัดที่กำหนด

• นำสารซึมผ่าน UF กลับมาใช้ใหม่เป็นน้ำล้างแทนน้ำปราศจากไอออน ซึ่งช่วยลดการปล่อยสีและลดภาระในการบำบัดน้ำเสียและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

3. หลักการทำงานและเงื่อนไขของระบบ UF

3.1 หลักการ UF

UF ขจัดไอออนสิ่งเจือปนออกจากอ่างเคลือบด้วยไฟฟ้าและจัดการสิ่งปนเปื้อนประจุบวกและประจุลบที่เกิดขึ้นในวงปิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของสีและความสมบูรณ์ของฟิล์ม

UF เป็นเทคโนโลยีการแยกการซึมผ่านของเมมเบรนที่ทำให้บริสุทธิ์ แยก หรือทำให้สารละลายเข้มข้นขึ้น ทำหน้าที่เป็นกระบวนการร่อนตามขนาดรูพรุนของเมมเบรน ขับเคลื่อนด้วยแรงดันทั่วเมมเบรน มีเพียงน้ำ เกลืออนินทรีย์ และโมเลกุลขนาดเล็กเท่านั้นที่ผ่านไป ในขณะที่ของแข็งแขวนลอย คอลลอยด์ โปรตีน และจุลินทรีย์จะถูกเก็บไว้ UF ทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้แรงดันต่ำ

ภายใต้ความแตกต่างของแรงดัน ของเหลวในอ่างจะผ่านหน่วย UF สารซึมผ่านจะไหลไปยังถัง UF โดยมีการหมุนเวียนประมาณ 30% มาจากถังเสริมก่อนที่จะกลับไปยังอ่างหลัก ควรป้อนสีขั้นต่ำเข้าสู่ระบบ UF ที่ 10× อัตราการซึมผ่านที่ออกแบบ โดยมี 20× เป็นค่าที่ดีที่สุด

3.2 ขั้นตอนการเริ่มต้นและใช้งานตามปกติ

1. ยืนยันว่าไม่มีแรงดันในท่อทางออก ปิดวาล์วจ่ายสี ทางเข้า/ออกสำหรับการล้าง และวาล์วสารซึมผ่านไปยังที่เก็บ

2. เปิดการหมุนเวียนสี การปล่อยสารซึมผ่าน และวาล์วแยกเกจวัดแรงดันทั้งหมด

3. เปิดวาล์วทางเข้า/ออกของสารหล่อเย็นซีลเพลาปั๊ม UF (0.2 MPa)

4. สตาร์ทปั๊มจ่ายสี

5. เปิดทางเข้าสีเล็กน้อยเพื่อเติมระบบอย่างช้าๆ

6. ค่อยๆ เปิดวาล์วทางเข้าจนกว่าแรงดันพื้นฐานจะถึง 0.15 MPa จากนั้นสตาร์ทปั๊ม

7. ปรับวาล์วทางเข้าและทางออกจนกว่าแรงดันแตกต่างจะถึง 0.2 MPa (ทางเข้า: 0.35 MPa, ทางออก: 0.15 MPa)

8. ตรวจสอบการรั่วไหลของเมมเบรน เปลี่ยนโอริงหรือโมดูลเมมเบรนหากจำเป็น

9. เวลาปล่อยสารซึมผ่านควรอย่างน้อย 10 นาที

10. เปิดวาล์วสารซึมผ่านไปยังที่เก็บและปิดวาล์วปล่อย

3.3 ข้อควรระวังระหว่างการทำงานของ UF

1. จัดการโมดูลเมมเบรน ตัวเรือน และอุปกรณ์เสริมอย่างเบามือเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการกระแทก

2. การปิดระบบโดยไม่คาดคิด (ไฟฟ้าดับ ฯลฯ) ต้องไม่เกิน 2 ชั่วโมง ทำความสะอาดเมมเบรนทันทีหากใช้เวลานานเพื่อป้องกันการตกตะกอนของสีและการอุดตัน

3. บันทึกพารามิเตอร์การทำความสะอาดและระบบอิเล็กโทรโฟเรซิสทั้งหมดสำหรับการแก้ไขปัญหา

4. แรงดันแตกต่างทางเข้า-ทางออกควรเป็น <0.08 MPa เปลี่ยนถุงกรองขนาด 25 μm หากเกิน

5. ห้ามใช้งานระบบ UF โดยปิดวาล์วสารซึมผ่าน

6. ห้ามสตาร์ทปั๊มโดยเปิดวาล์วปล่อยเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเมมเบรน

7. หลีกเลี่ยงการไหลของสารซึมผ่านมากเกินไป ปรับวาล์วภายในอัตราที่กำหนด

8. ลดการนำสารเคมีจากกระบวนการบำบัดเบื้องต้นให้เหลือน้อยที่สุด การล้างครั้งสุดท้ายก่อนการเคลือบด้วยไฟฟ้าควรมีการนำไฟฟ้าแบบหยด <10 μS/cm

การล้าง UF หลังการเคลือบด้วยไฟฟ้าจะขจัดสีที่ลอยอยู่ ปรับปรุงรูปลักษณ์ และนำสีกลับมาใช้ใหม่ อุปกรณ์คล้ายกับระบบล้างน้ำหลังการฟอสเฟต การล้างน้ำบริสุทธิ์ครั้งสุดท้ายจะขจัดไอออนสิ่งเจือปนเพื่อป้องกันข้อบกพร่องจากการปนเปื้อน เพื่อหลีกเลี่ยงรอยไหลรองในรอยแยกเนื่องจากการล้างไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมีการล้างแบบจุ่มเต็มที่

การล้าง UF โดยทั่วไปใช้ 2–3 ขั้นตอนเพื่อลดการนำสีออก ตัวอย่างเช่น:

• พื้นที่ผิวรถ: 80–100 m²

• การนำสีออกต่อรถ: 7–10 L (ของแข็ง 20%)

• การล้างครั้งที่ 1: ของแข็ง 4–5% → การล้างครั้งที่ 2: <1%

• สารซึมผ่าน UF สด: <0.5% ของแข็ง

ด้วย ED-RO (UF + reverse osmosis) สารซึมผ่านที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์จะมาแทนที่น้ำปราศจากไอออนสำหรับการล้างครั้งสุดท้าย ทำให้เกิดการล้างแบบวงปิดอย่างแท้จริง ลดน้ำเสียลงอย่างมากและปรับปรุงการใช้สีอย่างมีนัยสำคัญ

สารซึมผ่าน UF มีน้ำและตัวทำละลายร่วมของสี ใช้ในการล้าง ระบบวงปิดนี้จะชดเชยการสูญเสียสีและลดการนำไฟฟ้าของอ่าง

4. กระบวนการและขั้นตอนการทำความสะอาดอุปกรณ์ UF

สารละลายทำความสะอาด: น้ำยาทำความสะอาดเข้มข้น : น้ำบริสุทธิ์ = 1:99 อุณหภูมิ 38–43°C, pH 2.0–2.2 เนื่องจากมีความหนืดสูง ให้หมุนเวียนน้ำบริสุทธิ์ในถังทำความสะอาดโดยใช้ปั๊มจนกว่า >32°C เติมน้ำยาทำความสะอาด หมุนเวียนไปที่ 35°C จากนั้นปรับ pH เป็น 2.0 ด้วย HCl เปิดวาล์วทำความสะอาดสำหรับการทำความสะอาดแกนเมมเบรน รักษา pH ≥2.2

การปฏิบัติตามกระบวนการอย่างเคร่งครัดเป็นสิ่งสำคัญ หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ความล้มเหลวของเมมเบรน UF อาจเกิดขึ้น: การอุดตันของถุงกรอง การไหล/แรงดันแตกต่างไม่เพียงพอ ติดตามการทำความสะอาดตาม SOP เพื่อระบุและแก้ไขปัญหา ปรับกระบวนการให้เหมาะสมและปรับปรุงคุณภาพ

4.1 ข้อควรระวัง

1. ทำความสะอาดเมื่อการไหลของสารซึมผ่านลดลงเหลือ 70% ของปกติ ความล่าช้าทำให้เกิดการอุดตันที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

2. ตัวกรองล่วงหน้าที่มีความแม่นยำ (25 μm) ป้องกันการอุดตันของเมมเบรน เปลี่ยนถุงตาม SOP และทำความสะอาดตัวกรอง/ท่ออย่างสม่ำเสมอ

3. ทำความสะอาดทันทีหลังจากการปิดระบบโดยไม่คาดคิดเพื่อป้องกันการอุดตันของเมมเบรน

4. ดำเนินการอย่างเคร่งครัดตาม SOP บันทึกพารามิเตอร์ UF ทั้งหมด

4.2 ขั้นตอนการทำคว