Temizleyici ajanlarda VOC değerinin azaltılması ve maliyetlerin optimize edilmesi konusunda oldukça önemli bir potansiyel mevcuttur. Üreticilerin gereksinimlerinin karşılanması konusu ve doğru ürün seçilmesi, bu anlamda oldukça önemli bir yer teşkil etmektedir.
Otomotiv sektörüne yönelik parça üretimi yapan bir firma için verilen örnek çalışmada, boyanan parçaların kalitesinden ödün vermeden, maliyetlerin optimize edilebileceği gösterilmiştir.
Avrupa Solvent Yönetmeliği’nin sonuçlarından birtanesi, VOC içeren ürünlerde veya malzemelerde,
VOC oranının minimum emisyon yaymasıdır. Su bazlı boyalar, yüksek katı madde içeren boyalar ve geniş bir uygulama alanına sahip elektrostatik sprey boyama sistemleri de bu kapsam içerisindedir.
Bu yönetmelik henüz yürürlüğe girmemekle birlikte, çan, başlık, karıştırma üniteleri ve boruların temizlenmesi konusunda, solventlerin yaygın bir şekilde kullanımına yönelik ilgiyi artırmaktadır. Bu uygulamada kullanılan solventler, genellikle %50 oranında deiyonize su ile seyreltilerek kullanılır.
Üretim prosesleri içerisinde boyama uygulaması olan sistemler sık sık temizlenmelidir. Boyama prosesi sırasında bazen renk değişikliği ya da önceden boya kalıntısı kalmış bölümlerdeki boyaların sökülmesi için yapılan temizleme işlemi ile, hatalı ürün sayısının azaltılması hedeflenmektedir.
Eğer sistemler etkin bir şekilde temizlenmezse, boyalı yüzeylerde, renk farklılaşması, leke oluşması ya da krater oluşumu gibi çok ciddi problemler meydana gelebilecektir.
Birçok boyama sistemleri ve üniteleri, bütil glikol, izopropanol, amin veya boyaların içerisinde bulunan diğer solventler yardımıyla temizlenir. Bu temizleme sırasında solventler %20-50 oranında deiyonize su ile seyreltilerek kullanılırlar.
Bunun sonucunda VOC değeri de aynı oranda değişim gösterir. Bununla beraber, kullanıma hazır solusyonlar da tercih edilebilmektedir. Temizleyici miktarının kullanımı, uygulama çeşidine göre farklılık gösterebilir.
Örneğin otomatik dozajlama ile sirkülasyon uygulanan otomotiv endüstrisinde, boyama hatlarında yapılacak geçici temizlik için 5-20 mililitre arası temizleyici gerekirken, renk değişimi sırasında 2-25 litre ve boyanın değişimi sırasında ise 2-3 m3 temizleyici gerekebilir.
Bu yüzden, her hafta yapılacak temizlik prosesi için, 20 m3 temizleme solventi ihtiyacı olduğu bir gerçektir. Bununla birlikte, miktarlar bu kadar yüksek olduğunda, atık yönetimi oldukça önem kazanacaktır. Ayrıca, VOC kullanımı, çevresel faktörler ve maliyet önemli bir yer tutacaktır.
Temizleyicilerin Önemli Özellikleri
Bir temizleyicinin en önemli özelliği, kullanılan boya ile uyumsuzluk göstermemesi ve boyama sonrası kalan tüm izleri ve lekeleri temizleyebilmesidir. Bununla beraber, boyanın çeşidine göre ve boyama biçimine (robot, sprey, manuel) göre özel gereksinimler de mümkündür.
Köpük:
İçten yüklemeli ve vana ya da boru içi temizleme toplarını içeren, izolasyon fonksiyonlarına sahip elektrostatik sprey boyama sistemlerinde, köpük önemli bir yer teşkil eder. Eğer temizleme prosesi sonrasında, boru iç kısımlarında çok fazla köpük kalırsa, yüksek voltaj nedeni ile ani alevlenme meydana gelebilir.
Bu durum plastik parçaların ve boyalı yüzeylerin zarar görmesine sebep olur. Çok fazla köpük üreten temizleyicilerin kullanılması, boruların iç kısımlarında köpük nedeniyle tıkanmaya neden olabilir. Bu aynı zamanda, yeterli hat temizliğinin olmadığına işarettir.
Sonuç olarak, renk değişimi sonrasında, yeterli temizlik olmadığı için, renk karışımı meydana gelebilecektir. Sistem bir koagülasyon birimine tahliye oluyorsa, yüksek köpük üreten temizleyici kullanımından kaçınılmalıdır. Bu amaçla kullanılan köpük kesici ve diğer kimyasalların maliyetlerinde artma gözlenebilir.
İletkenlik:
İzole bir besleme hattına sahip proseslerde, elektriksel iletkenliği düşük temizleyiciler kullanılmalıdır. Bu sayede ohmik resistans sağlanacaktır.
pH Değeri:
Metalik boyaların kullanıldığı durumlarda, hidrojen gazı üretiminden kaçınmak için en önemli gereksinim, kullanılacak temizleyicinin pH değerinin 10,5’tan yüksek olmaması gerektiğidir.
Bununla birlikte, pH değerinin 7’den az olması da önerilmez çünkü birçok boya tipi, düşük pH’larda çökelme ve sedimentasyona uğrayacağı için fiziksel başka problemler ortaya çıkacaktır.
Malzeme Uyumluluğu:
Eğer kullanılan temizleme kimyasalı, boya ile uyumlu değilse, besleme hatlarında jelleşme, sedimentasyon ve çökelme gibi ciddi problemler yaşanacaktır. Ayrıca bu durum, boya besleme hatları, borular ve hat içi temizleme topu gibi ekipmanlara zarar vereceğinden ekstra masraf oluşmasına yol açacaktır.
Temizleme Testleri:
Uygun temizleyiciyi belirleyebilmek için, daha önce anlatılan kriter ve gereksinimlerin (köpük, iletkenlik, pH, uyumluluk) yanı sıra, laboratuvar ortamında proses edilen bazı testlerin de gerçekleştirilmesi gereklidir. Bunlardan en bilineni, büret test olarak adlandırılan bir metottur.
Büret test, temizleme kimyasallarının test edilmesi için uygulanan oldukça efektif, sonuçların hızlı ve yeterli olarak alındığı bir yöntemdir. Çan testi ise yüksek hızda dönen atomizer (püskürteç) temizliği için kullanılacak kimyasalın seçimi konusunda bilgi veren bir metotdur.
Bu sırada malzemelerin mekanik özelliklerinin de dikkate alınması gerekmektedir. Bununla beraber, hemen hemen tüm uygulamalar için, üretimde yapılacak hat temizliği, daha doğru ve uygulanabilir sonuçlar vermesi açısından kaçınılmazdır.
Maliyet Tasarrufu:
Daha önce de bahsedildiği gibi, boyama sistemlerinde kullanılan temizleyicilerle ilgili geliştirme yapılabilecek ve maliyet tasarrufu sağlayabilecek pek çok imkan bulunmaktadır. Bazı durumlarda, tamamen yeni ve farklı bir ürün kullanılması bile maliyet tasarrufu sağlayabilir.
Ancak mevcut temizleme kimyasalı kullanım sırasından oluşan maliyeti azaltmak veya optimize etmek de mümkündür. Direkt olarak maliyeti azaltmanın bir yolu, daha ucuz fiyatlı muadil bir ürünü kullanmaktan ya da tüketim miktarlarını azatlmaktan geçer.
Buna ek olarak, temizleme ajanının tüketim miktarının azaltılması, VOC değerinin de azalması anlamına gelecektir ki bu da VOC emisyonunu önemli derecede düşürecektir.
Dolaylı maliyet sağlayan faktörleri aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:
1. Kullanılmış temizleme solüsyonlarının, koagülasyon ünitesine (boya çamur ayırma sistemlerine) aktarılması.
2. Atık maliyetlerinin azaltılması.
3. Köpük kesici kullanım miktarının düşürülmesi (koagülasyon ünitesinde).
4. Yüksek performanslı temizleme kimyasallarının kullanılması.
5. Temizleme süresinin düşürülmesi.
6. Genel bakım sırasında kullanılan temizleyici kimyasallara ihtiyacın azaltılması.
7. Hatalı üretimlerin azaltılması.
8. Temizleme kimysalı tüketimlerinin azaltılması.
9. VOC emisyonunun düşürülmesi.
10. Kullanıma hazır ürünler yerine konsantre ürünler tercih edilmesi.
11. CO2 emisyonunun düşürülmesi (Çevresel faktörler).
Söz konusu temizleme ajanları olduğunda, VOC emisyonunun azaltılması ve maliyetlerin düşürülmesi için önemli bir potansiyel mevcuttur. Temizleyici ürünlerin seçimindeki profesyonel bakış açısı, firmanızın ihtiyaçlarının karşılanmasına olanak sağlar.
Solvent bazlı verniklerin temizliğinde kullanılan ajanlar, bir süredir VOC oranı yüksek solventlerin yerine, daha az uçucu maddeler içerir hale gelmiştir. Temizleyicilerin performansı, yüzeyin boyadan ne kadar arındırılabildiğine göre değişiklik gösterdiğinden, bu tip ürünlerde çok az manevra imkanı bulunmaktadır.
Ancak VOC emisyonu azaltılması konusunda oldukça fazla potansiyel mevcuttur ve mümkün olan en iyi uçuculuk ve temizleme performansı kombinasyonunu sağlayan sinerjistik solvent karışımı geliştirilmesi için çok önemli çalışmalar yapılmaktadır.
Yukarıda anlatılan tüm teknik detaylar ışığında, düşük VOC içeren temizleyicilerin, pazara tanıtılması önündeki en büyük engel, bu ürünlerin, bütil asetat ya da xylol gibi temel bazı kimyasallara göre daha pahalı olması olarak açıklanabilir.
Otomotiv Endüstrisi için Tedarikçi Örneği:
Bu örnek, pratik olarak, maliyet tasarrufunun nasıl olabileceğini göstermektedir.
• Boyanacak parçalar: Plastik enjeksiyon ile araç tamponları,
• Islak temizleme ile hava sirkülasyonu,
• 3 aşamalı kaplama: 2K su bazlı astar, 1K su bazlı sonkat boya ve 1K su bazlı vernik,
• Elektrostatik basınçlı hava uygulaması,
• Üretim periyodu: 3 vardiya, haftada 5 gün üretim,
• Temizleyici: Kullanıma hazır ürün,
• Aylık Tüketim: 80 tonluk temizleyici tüketimi ve yaklaşık 100 ton solvent atığı,
• Su şartlandırma için deiyonize su mevcuttur.
Bu çalışmanın amacının, yeni bir temizleme ajanı seçilerek, maliyetlerin azaltılması olduğunu düşünelim. VOC emisyonunun azaltılmasının da bir gereklilik olmadığını varsayalım. Konsantre temizleyicinin 10% oranında deiyonize su ile seyreltilerek kullanılmasının tercih edildiğini düşünelim.
Şu anki atık sisteminin muhafaza edildiğini yani temizleme solventinin, koagülasyon ünitesine ulaşmadan atığa verildiğini dikkate alalım.
Sonuç olarak, mevcut sistemde kullanılan konsantrasyonun ve diğer üretim proseslerinin değişmediğini göz önünüe aldığımızda, firmanın, bu yeni nesil temizleyici çalışması ile, yıllık yaklaşık 70.000 Euro tasarruf sağlayabileceğini düşünebiliriz.
Ayrıca yeni nesil temizleyiciler, elleçleme ve nakliye proseslerinde de ciddi bir kolaylık sağlayacaktır.
Uwe Hilsenbek / Ar-Ge Direktörü - Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG
Murat Bekmez / Kilit Müşteri Yöneticisi - Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG
