Aplikasi Sistem Ultrafiltrasi (UF) dalam Industri Pelapisan Elektroforetik
Pelapisan elektroforesis adalah metode pelapisan di mana benda kerja dan elektroda yang sesuai dimasukkan ke dalam lapisan yang larut dalam air, dihubungkan ke sumber daya listrik, dan resin, pigmen, dan pengisi dalam lapisan tersebut diendapkan dan ditempatkan secara seragam pada permukaan lapisan sebagai elektroda untuk membentuk lapisan film yang tidak larut dalam air dengan mengandalkan aksi fisik dan kimia yang dihasilkan oleh medan listrik. Ultrafiltrasi dan ultrafilter memainkan peran penting dalam proses pelapisan elektroforesis. Pemanfaatan dan promosi teknologi ED-RO yang lebih baik dapat lebih meningkatkan tingkat pemanfaatan pelapisan elektroforesis dan sumber daya air, serta sangat mengurangi pembuangan limbah elektroforesis. Penggunaan dan pemeliharaan peralatan ultrafiltrasi yang benar dan efektif akan meningkatkan tingkat pemanfaatan sistem ultrafiltrasi. Tujuan pembersihan ultrafiltrasi (UF) setelah elektroforesis adalah untuk menghilangkan cat mengambang yang menempel pada permukaan lapisan elektroforesis, meningkatkan kualitas tampilan lapisan, dan memulihkan lapisan elektroforesis.
Deskripsi singkat sistem ultrafiltrasi
Ultrafiltrasi (UF) adalah teknologi pemisahan membran. Ini adalah proses pemisahan larutan berdasarkan prinsip penyaringan mekanis, yang didorong oleh perbedaan tekanan antara kedua sisi membran UF. Tekanan yang digunakan biasanya (0,1 ~ 0,6) MPa, diameter pori pemisahan adalah 1 nm ~ 0,1 μm, dan berat molekul yang ditahan sekitar 500 ~ 1.000.000. Dalam proses UF cat elektroforesis, ketika cat elektroforesis bersentuhan dengan membran UF, larutan dan garam anorganik dapat melewati membran UF, sedangkan molekul yang ukurannya mirip dengan resin dan pigmen tidak dapat melewati membran UF, dan tertahan dalam larutan cat dan diangkut kembali ke tangki elektroforesis.
Penerapan ultrafilter dalam pelapisan elektroforesis Ultrafilter merupakan peralatan kunci dalam lini pelapisan elektroforesis. Tujuan utama ultrafilter adalah untuk mendapatkan air deionisasi dan pelarut cat dari tangki elektroforesis melalui perangkat UF, menyediakan air pencuci untuk bagian-bagian elektroforesis, dan membersihkan cat elektroforesis berlebih yang menempel pada benda kerja elektroforesis dan mengembalikannya ke tangki elektroforesis. Dengan cara ini, cat elektroforesis dari permukaan benda kerja dapat didaur ulang, dan sirkulasi sirkuit tertutup dapat diwujudkan, menghemat 30% biaya pembelian cat elektroforesis bagi perusahaan. Kedua, sebagian cairan UF dapat dibuang untuk menghilangkan ion pengotor yang masuk ke tangki elektroforesis selama proses pengecatan, sehingga kandungan pengotor cairan kerja tangki elektroforesis dapat dijaga dalam kisaran konduktivitas dan nilai pH yang ditentukan dalam proses, dan cairan UF dapat didaur ulang sebagai pengganti air deionisasi sebagai air pencuci benda kerja setelah elektroforesis, dan cat elektroforesis pada dasarnya tidak dibuang. Hal ini menghindari beban pengolahan air limbah yang dibuang oleh pembersihan langsung dengan air deionisasi dan mengurangi pencemaran lingkungan.
Prinsip kerja sistem ultrafiltrasi Ultrafiltrasi digunakan untuk menghilangkan ion pengotor dalam cairan kerja cat elektroforesis dan secara efektif menutup sumber polusi kation dan anion, untuk memastikan stabilitas larutan cat dan integritas lapisan cat. Ultrafiltrasi (UF) adalah teknologi pemisahan permeasi membran yang dapat memurnikan, memisahkan, atau memekatkan larutan. Proses ultrafiltrasi dapat dipahami sebagai proses penyaringan yang terkait dengan ukuran pori membran. Dengan tekanan di kedua sisi membran sebagai gaya penggerak dan membran ultrafiltrasi sebagai media filter, di bawah tekanan tertentu, ketika larutan mengalir melalui permukaan membran, hanya air, garam anorganik, dan molekul kecil yang diizinkan untuk melewati membran, sementara padatan tersuspensi, koloid, protein, dan mikroorganisme serta makromolekul lainnya dalam air jaringan diizinkan untuk melewatinya, sehingga mencapai tujuan pemurnian, pemisahan, dan pemekatan larutan. Ultrafiltrasi adalah operasi kontinu bertekanan rendah.
Cairan tangki cat elektroforesis disaring melalui filter ultrafiltrasi dan membran ultrafiltrasi samping di bawah perbedaan tekanan, dan mengalir melalui cairan ke tangki ultrafiltrasi. Sekitar 30% sirkulasi cairan ultrafiltrasi berasal dari tangki bantu elektroforesis, dan kemudian kembali ke tangki elektroforesis. Jumlah minimum cat yang masuk ke sistem ultrafiltrasi adalah 10 kali hasil air yang dirancang, dan jumlah cat optimal adalah 20 kali hasil air yang dirancang.
Prosedur pengoperasian sistem ultrafiltrasi
1) Pastikan tidak ada tekanan pada pipa keluar, tutup katup pasokan cat, katup masuk pembersih, katup keluar pembersih, dan katup tangki penyimpanan cairan; 2) Buka katup sirkulasi cat, katup pembuangan cairan, dan semua katup isolasi pengukur tekanan; 3) Buka katup masuk dan keluar pendingin pada segel poros pompa ultrafiltrasi (tekanan 0,2 MPa); 4) Hidupkan pompa pasokan cat; 5) Buka sedikit katup masuk cat untuk perlahan-lahan memasukkan cat ke dalam sistem ultrafiltrasi; 6) Buka perlahan katup masuk cat hingga tekanan pada garis dasar mencapai 0,15 MPa, lalu hidupkan pompa. 7) Sesuaikan perlahan katup masuk dan keluar hingga perbedaan tekanan mencapai 0,2 MPa, dan tekanan masuk dan keluar masing-masing adalah 0,35 MPa dan 0,15 MPa. 8) Periksa apakah membran ultrafiltrasi bocor. Jika masih ada kebocoran, O-ring dan kelompok membran harus segera diganti. 9) Waktu pengeluaran cairan permeabel minimal harus 10 menit. 10) Buka katup yang mengalirkan cairan ke alat penyimpanan, lalu tutup katup pengeluaran cairan pemisah.
Tindakan pencegahan dalam penggunaan instalasi ultrafiltrasi1) Komponen, penutup, dan aksesori ultrafiltrasi harus ditangani dengan hati-hati untuk mencegah kerusakan; 2) Waktu pemadaman listrik mendadak atau penghentian tak terduga lainnya tidak boleh melebihi 2 jam; Jika waktu penghentian terlalu lama, elemen membran ultrafiltrasi harus segera dibersihkan untuk menghindari pengendapan cat yang menyumbat elemen membran ultrafiltrasi; 3) Catat parameter sistem pembersihan dan sistem elektroforesis secara detail untuk mencegah dan mengatasi masalah; 4) Perbedaan tekanan antara saluran masuk dan keluar filter harus 0,08 MPa, kantung filter ultrafiltrasi harus diganti tepat waktu, dan akurasi filtrasi kurang dari atau sama dengan 25 μm; 5) Jangan menjalankan sistem ultrafiltrasi saat katup cairan tertutup; 6) Jangan menghidupkan pompa saat katup pembuangan terbuka untuk menghindari kerusakan tekanan pada membran ultrafiltrasi; 7) Jumlah filtrat yang besar dilarang, dan katup pembuka harus disesuaikan di bawah jumlah filtrat yang ditentukan. 8) Minimalkan penggunaan bahan kimia dalam proses pra-perlakuan logam, dan konduktivitas tetesan bilasan terakhir sebelum memasuki tangki elektroforesis harus lebih rendah dari 10us/cm.
Sistem pembersihan ultrafiltrasi (UF) yang digunakan setelah elektroforesis bertujuan untuk menghilangkan cat mengambang yang menempel pada permukaan lapisan elektroforesis, memperbaiki tampilan lapisan, dan memulihkan cat elektroforesis. Peralatan yang digunakan sama dengan peralatan pencucian air setelah pra-perawatan fosfat. Tujuan pencucian akhir dengan air murni adalah untuk menghilangkan ion pengotor dan mencegah pembentukan noda polusi dan lapisan film. Untuk mencegah munculnya bekas aliran sekunder pada celah setelah pembersihan yang tidak memadai, diperlukan proses pencucian dengan perendaman penuh. Pencucian ultrafiltrasi umumnya dilakukan 2-3 kali untuk mengurangi jumlah cat yang dikeluarkan, misalnya: Luas bodi mobil 80-100 meter persegi, dan setiap bodi mobil mengeluarkan 7-10 liter cairan dengan kandungan padatan 20%. Ketika kandungan padatan pada pencucian air pertama adalah 4%-5%, pencucian air kedua dapat mencapai kurang dari 1%. Kandungan padatan cairan ultrafiltrasi segar umumnya kurang dari 0,5%. Dalam kasus penghilangan ion pengotor dan padatan, cairan UE-RO digunakan sebagai pengganti air murni untuk pencucian akhir dengan air murni, sehingga mewujudkan pembersihan pasca-elektroforesis tertutup sepenuhnya, yang dapat sangat mengurangi pembuangan limbah elektroforesis dan secara signifikan meningkatkan tingkat pemanfaatan lapisan elektroforesis. Penghilangan ion pengotor dalam larutan kerja cat elektroforesis dan sumber polusi kation dan anion yang masuk melalui sirkuit tertutup yang efektif memastikan stabilitas larutan cat dan integritas lapisan cat. Dalam sistem cat elektroforesis, larutan permeasi yang dihasilkan oleh ultrafiltrasi mengandung air dan zat pelarut cat. Sistem sirkulasi berulang ini dapat mengkompensasi kehilangan cat ketika cairan digunakan dalam proses pencucian cat. Melalui cairan tersebut, konduktivitas cat dapat dikurangi.
Proses pembersihan dan tahapan peralatan ultrafiltrasi elektroforesis Larutan pembersih pekat dan air murni dengan perbandingan 1:99, suhu dikontrol antara 38~43℃, PH=2~2,2. Karena larutan pembersih bersifat lengket, maka di dalam tangki pembersih digunakan pompa pembersih untuk mengalirkan air murni hingga suhu di atas 32℃, kemudian tambahkan larutan pembersih untuk mengalirkan hingga 35℃, tambahkan asam klorida untuk menyesuaikan nilai PH menjadi 2, lalu buka katup pembersih untuk membersihkan inti membran. Jaga PH minimal 2,2 selama pembersihan. Sistem ultrafiltrasi harus dioperasikan sesuai dengan persyaratan proses. Setelah penggantian membran ultrafiltrasi dalam sistem ultrafiltrasi untuk jangka waktu tertentu, terjadi kegagalan: kantung filter tersumbat, dan perbedaan tekanan aliran membran ultrafiltrasi tidak dapat memenuhi persyaratan proses. Oleh karena itu, mengingat masalah di atas, operator harus memantau proses pembersihan secara ketat sesuai dengan persyaratan operasi dan parameter proses, untuk menemukan penyebab dan menghilangkan kesalahan. Untuk mengoptimalkan proses, meningkatkan proses, dan meningkatkan kualitas produk. Catatan: 1) Ketika permeabilitas komponen membran ultrafiltrasi turun hingga 70% dari nilai normal, membran tersebut harus dibersihkan. Jika pembersihan ditunda, akan menyebabkan penyumbatan, dan akan sulit untuk mengembalikan aliran semula dalam kasus yang serius; 2) Sistem ultrafiltrasi dilengkapi dengan filter presisi untuk mencegah penyumbatan elemen membran, dengan akurasi 25μm. Kantung filter harus diganti secara ketat sesuai dengan persyaratan proses, dan filter serta pipa harus dibersihkan secara teratur; 3) Jika terjadi penghentian mendadak karena kegagalan, pembersihan harus dilakukan tepat waktu sesuai dengan peraturan untuk mencegah penyumbatan bagian membran; 4) Operasikan secara ketat sesuai dengan aturan pengoperasian dan catat parameter pengoperasian sistem ultrafiltrasi UF secara detail untuk referensi.
Langkah-langkah pembersihan1) Tutup katup masuk dan keluar cat pada rakitan membran ultrafiltrasi yang akan dibersihkan; 2) Buang cat secara menyeluruh pada rakitan membran ultrafiltrasi yang perlu dibersihkan; 3) Buka katup masuk dan keluar pompa pembersih; 4) Buka katup masuk dan keluar pipa pembersih ke pipa membran; 5) Buka katup masuk dan keluar rakitan membran ultrafiltrasi yang dibutuhkan; 6) Hidupkan pompa pembersih; 7) Bersihkan cat pada membran ultrafiltrasi dengan air deionisasi yang mengalir (inspeksi visual air jernih); 8) Siapkan larutan pembersih sesuai dengan formula pembersih (nilai pH disesuaikan menjadi 2~3, kertas uji), siklus 2 jam~3 jam, bersihkan hingga penetrasi mencapai 600 L/jam, dan buang larutan pembersih; 9) Suhu cairan selama pembersihan tidak boleh melebihi 45℃. Jika suhu terlalu tinggi, mesin harus dihentikan untuk didinginkan dan kemudian lanjutkan pembersihan, dan cairan pembersih harus dibuang; 10) Bersihkan dengan air deionisasi yang mengalir selama 30 menit untuk mengeringkan cairan pembersih. Jika penyumbatan parah, waktu pembersihan dapat diperpanjang. 11) Segel membran dengan air deionisasi atau larutan UF untuk digunakan. Sistem ultrafiltrasi mengontrol konsentrasi ion pengotor yang masuk ke benda kerja untuk memastikan kualitas pelapisan. Dalam pengoperasian sistem ini, perhatian harus diberikan pada pengoperasian sistem secara terus menerus setelah dijalankan, dan pengoperasian terputus-putus dilarang keras untuk mencegah pengeringan membran ultrafiltrasi. Resin dan pigmen yang kering menempel pada membran ultrafiltrasi dan tidak dapat dibersihkan secara menyeluruh, yang akan sangat memengaruhi permeabilitas air dan masa pakai membran ultrafiltrasi. Laju keluaran air membran ultrafiltrasi menurun seiring waktu pengoperasian, sehingga harus dibersihkan sekali selama 30 ~ 40 hari berturut-turut untuk memastikan air ultrafiltrasi yang dibutuhkan untuk pelarutan dan pencucian ultrafiltrasi.
Kesimpulan Pelapisan elektroforesis adalah metode pembentukan lapisan khusus, yang merupakan teknologi konstruksi paling praktis untuk pelapis berbasis air. Metode ini memiliki karakteristik larut dalam air, tidak beracun, dan mudah dikendalikan secara otomatis, sehingga perlu dilakukan daur ulang cat elektroforesis dan pengurangan limbah. Pemulihan lapisan elektroforesis umumnya menggunakan ultrafiltrasi atau osmosis terbalik, tetapi prinsip kerjanya pada dasarnya berbeda, dan proses penggunaannya umumnya ada dua jenis: ultrafiltrasi (UF): pemisahan polimer dan elektrolit, juga dapat dikatakan sebagai pemisahan air cat, tekanan kerja sekitar 1 Kg, sekitar 3 kali tekanan osmotik, pori membran besar. Osmosis terbalik (RO): memurnikan atau memekatkan larutan, yaitu, mewujudkan pemisahan zat organik dan zat anorganik. Tekanan kerja sekitar 25 Kg, yang sekitar 50 kali tekanan osmotik, dan lubang membran kecil.
