Témata

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

V podstatě existují tři možnosti, jak s vyčerpanými emulzemi naložit. Prvním z nich je externí likvidace, tedy vyčerpané emulze předávat k likvidaci odborné firmě. Druhou možností je pořízení vlastní deemulgační stanice a vyčištěnou odpadní vodu pak vypouštět do kanalizace a olej předávat k likvidaci. Nebo pořízení vlastní vakuové odparky a vzniklý destilát recyklovat ve výrobním procesu a koncentráty předávat k likvidaci.

Pro malé provozy produkující maximálně pár desítek tun vyčerpaných emulzí ročně je nejvhodnější variantou emulze předat odborné firmě k likvidaci. Ale náklady na likvidaci tímto způsobem stabilně rok od roku rostou. Větším provozům se vyplácí využít alternativní řešení. Kompletní řešení čištění průmyslových odpadních vod včetně vakuových odparek Aquadest zajišťuje společnost Kovofiniš.

Schéma čistění řezných emulzí

Deemulgace jako částečné řešení

Emulze je heterogenní směs dvou kapalin, které se vzájemně samovolně nesměšují. Tento koloidní systém se skládá z dispergované kapaliny a disperzního prostředí. Podle spojité fáze se emulze rozdělují na emulze typu voda v oleji nebo typu olej ve vodě.

Většina průmyslových procesních emulzí je typu olej ve vodě. Emulze jsou termodynamicky nestabilní a mají tendenci se „rozpadat“ na dvoufázový systém voda + olej. Emulze se proto ve většině případů stabilizují emulgátorem. Emulgátor je povrchově aktivní látka, která zabraňuje samovolnému rozpadu emulze.

V současné době se stále častěji využívají neionogenní emulgátory. Jejich emulgační účinek je velmi silný a nezávisí na pH, a často ani na iontové síle. Je natolik silný, že znemožňuje čištění znehodnocených řezných emulzí klasickou deemulgací.

Vakuová odparka Aquadest-K od společnosti Kovofiniš snižuje objem nebezpečného odpadu až o 95 %.Při deemulgaci se do roztoku přidávají kyseliny, flokulanty a koagulanty, které mají za cíl emulzi rozrazit a oddělit od sebe olejovou a vodní fázi. Přidané chemické látky však výrazně zvyšují zasolenost čištěného roztoku. Konkrétně se jedná o sledovaný parametr RAS (rozpuštěné anorganické soli). Vzniklou solnost z vody dále nelze jednoduše odstranit.
Nerezový trubkový tepelný výměník pro cirkulaci koncentrátu uvnitř vakuové odparky (slouží k ohřevu roztoku ve varné komoře vakuové odparky)

V případě vypouštění vyčištěné vody je parametr RAS jedním ze zpoplatněných ukazatelů a zvýšená solnost se promítne do poplatků za vypouštěné znečištění. Deemulgací vyčištěnou vodu nelze v některých lokalitách vůbec vypouštět do kanalizace kvůli přísným limitům.

Vakuové odpařování jako spolehlivé řešení

Řešením pro většinu druhů emulzí je vakuové odpařování. Při odpařování dochází k oddělení látek s různou teplotou varu. V tomto případě se odpařuje disperzní prostředí – voda. Při procesu se nepoužívá žádná přídavná chemie, která by výsledný produkt zasolila. Produktem je vyčištěná voda – destilát. Vysoce kvalitní destiláty je možné znovu použít pro další technologické procesy.

Oleje a další složky emulzí jsou v drtivé většině látky s vysokou teplotou varu. Při podmínkách vakuové destilace netěkají a jsou tedy koncentrovány v destilačním zbytku – koncentrátu. Koncentrát je nutné předat jako nebezpečný odpad specializované firmě k likvidaci. Nicméně objem tekutého nebezpečného odpadu je snížen až o 95 %. Z 20 litrů obráběcích emulzí vznikne zhruba 1 litr koncentrátu a 19 litrů destilátu k opětovnému použití. Při separaci oleje z koncentrátu se dá získat vysoce kvalitní olej s minimálním obsahem vody. Tento olej lze dále prodat jako palivo.

Pro řezné emulze jsou nejvhodnější vakuové odparky Aquadest-K s tepelným čerpadlem a nucenou cirkulací. Pracovní tlak je 6 až 7 kPa, při kterém je hodnota varu vody 35–40 °C. Energetická náročnost těchto odparek je 0,15 kWh na litr destilátu.

Ekonomika celého provozu vakuové odparky závisí na množství spotřebovaných emulzí. Při vysokém vytížení odparky je návratnost investice do dvou let. Návratnost investice závisí na celé řadě faktorů, mezi hlavními jsou objem spotřebovaných řezných emulzí, náklady na externí likvidaci a náklady za vodné a stočné.


Porovnání technologií chemické deemulgace a vakuového odpařování
Pro zvětšení klikněte na tabulku.

Závěr

Každý z uvedených způsobů má své ekologické a hlavně ekonomické opodstatnění. Pro malé objemy jakýchkoliv emulzí vychází nejlépe externí likvidace specializovanou firmou. Pro vyšší objemy se již vyplatí uvažovat o úpravě emulzí pomocí deemulgační stanice nebo technologie založené na vakuovém odpařování.

Kovofiniš

Ing. Pavel Kovanda jr.

pavel.kovanda.jr@kovofinis.cz

www.kovofinis.cz

Vydání #12
Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit