Струйная очистка сухим льдом
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2008 г. ) |
Струйная очистка сухим льдом — это форма очистки углекислым газом , при которой сухой лед , твердая форма углекислого газа , ускоряется в потоке сжатого воздуха и направляется на поверхность для ее очистки.
Этот метод аналогичен другим формам струйной обработки, таким как пескоструйная очистка , очистка пластиковыми шариками или натриевая очистка , в том, что он очищает поверхности с использованием среды, ускоренной в потоке сжатого воздуха, но при струйной очистке сухим льдом в качестве абразивной среды используется сухой лед. Струйная очистка сухим льдом является неабразивным, непроводящим, негорючим и нетоксичным методом.
Струйная очистка сухим льдом является эффективным [1] [ нужна проверка ] метод очистки. Сухой лед изготавливается из регенерированного диоксида углерода, получаемого в результате других промышленных процессов, и является одобренной средой EPA , FDA и USDA . Это также уменьшает или исключает воздействие на сотрудников использования химических чистящих средств.
По сравнению с другими методами струйной обработки, струйная очистка сухим льдом не создает вторичных отходов или химических остатков по мере сублимации сухого льда или обратного перехода в газообразное состояние при попадании на очищаемую поверхность. Струйная очистка сухим льдом не требует очистки абразивной среды. [2] Отходы, включающие только вытесненную среду, можно подмести, пропылесосить или смыть, в зависимости от условий локализации.
Метод
[ редактировать ]
Струйная очистка сухим льдом включает в себя движение гранул на чрезвычайно высоких скоростях. Настоящие гранулы сухого льда довольно мягкие и гораздо менее плотные, чем другие материалы, используемые при струйной очистке (например, песок или пластиковые гранулы). При ударе гранула почти мгновенно сублимируется, передавая минимальную кинетическую энергию поверхности при ударе и вызывая минимальное истирание. Процесс сублимации поглощает большой объем тепла с поверхности, создавая напряжения сдвига из-за теплового удара . [3] Предполагается, что это улучшит очистку, поскольку ожидается, что верхний слой грязи или загрязнений будет передавать больше тепла, чем нижележащий слой , и будет легче отслаиваться. Эффективность и результативность этого процесса зависит от теплопроводности подложки и загрязнителя. Быстрое изменение состояния из твердого состояния в газообразное также вызывает микроскопические ударные волны , которые, как полагают, также помогают удалить загрязняющие вещества.
Оборудование
[ редактировать ]Используемый сухой лед может быть в виде твердых гранул или сколов из более крупного куска льда. Блок стружки льда образует менее плотную ледяную среду и является более деликатным, чем система твердых гранул. Кроме того, гранулы могут быть изготовлены либо путем прессования снега из сухого льда, либо с использованием резервуаров с жидким CO 2 для получения твердых гранул. [4] Сухой лед, изготовленный из спрессованного снега, легче распадается и не так агрессивен для очистки.
Технология струйной очистки сухим льдом берет свое начало от обычной абразивно-струйной обработки . Различия между абразивоструйной машиной и машиной для струйной обработки сухим льдом заключаются в том, как они обрабатывают абразивоструйную среду. В отличие от песка или других сред, сухой лед обычно используется при температуре его сублимации. Другие различия включают в себя системы предотвращения образования на льду заторов, похожих на снежные комы , а также различные материалы, позволяющие работать при очень низких температурах.
Существует два метода струйной обработки сухим льдом: двухшланговый и одинарный. Система с одним шлангом более агрессивна для очистки, поскольку частицы разгоняются до более высоких скоростей.
Двухшланговая струйная очистка сухим льдом была разработана раньше, чем одношланговая система. Двухшланговая струйная очистка сухим льдом очень похожа на систему абразивоструйной очистки с подачей всасывания. По одному шлангу подается сжатый воздух, а из второго шланга засасываются ледяные гранулы за счет эффекта Вентури . По сравнению с одношланговой системой, двухшланговая система подает частицы льда с меньшей силой (приблизительно 5 % для заданной подачи воздуха). Для данного количества сжатого воздуха двухшланговые системы могут иметь меньшее расстояние по вертикали между машиной и аппликатором. Для большинства систем, доступных сегодня, этот предел значительно превышает 7,5 м (25 футов). Двухшланговые системы обычно дешевле производить из-за более простой системы подачи. Эти системы сегодня редко встречаются, поскольку они менее эффективны в большинстве приложений. Их основное преимущество заключается в том, что они позволяют доставлять к аппликатору более мелкие частицы льда, поскольку позднее сочетание теплого воздуха с холодным льдом приводит к меньшей сублимации в шланге. Эти системы позволяют очищать более деликатные поверхности, такие как полупроводники. [ нужна ссылка ]
Первая машина для струйной обработки сухим льдом, вышедшая на рынок, представляла собой одношланговую систему. Он был разработан компанией Cold Jet, LLC в 1986 году. [5] [6] и использует один шланг для подачи воздушных потоков и сухого льда. Одношланговые аппараты для струйной обработки сухим льдом обладают многими преимуществами одношланговых абразивоструйных систем. Чтобы избежать потенциальной опасности, связанной с бункером под давлением, в одношланговых аппаратах для пескоструйной обработки сухим льдом используется быстродействующий воздушный шлюз. В системе с одним шлангом можно использовать более длинный шланг, чем в системе с двумя шлангами, без значительного падения давления, когда лед покидает шланг. Дополнительная мощность достигается за счет увеличения сложности. Одношланговые системы используются там, где более агрессивная очистка является преимуществом. Это позволяет очистить более тяжелые отложения и ускорить очистку средних отложений.
В 2014 году словацкая компания ICS Ice Cleaning Systems запатентовала набор дробящих роликов для уменьшения размера частиц, выходящих из пистолета-аппликатора. Это позволило оператору впервые контролировать фракционный размер каждой гранулы сухого льда. От международного стандарта от 3 мм до 1,5 мм и меньше по желанию. Просто нажатием электронной кнопки. Позволяет наносить на более деликатные поверхности, не причиняя им вреда.
Кроме того, можно было бы направить эти более мелкие фракции гранул сухого льда на несколько поверхностей с различными покрытиями, составами и текстурами, одновременно снижая риск повреждения поверхностей. Хотя ранее применялись устройства для дробления сопел, эти новые дробильные валки обеспечили недостижимую ранее точность и эффективность. В 2020 году предприниматель из Флориды и основатель сообщества DryceNation начал делиться этим методом, который сразу же был хорошо принят индустрией коллекционных автомобилей. Видео в социальных сетях еще больше ускорили этот процесс, который получил широкое признание к 2022 году.
Использование
[ редактировать ]
Струйная очистка сухим льдом используется во многих различных отраслях промышленности. Уникальные свойства сухого льда делают его идеальным решением для очистки во многих коммерческих и производственных помещениях.
Струйная очистка сухим льдом позволяет одновременно очистить множество объектов различной сложной геометрии, поэтому очистка пластиковых и резиновых форм является основным применением этой технологии. [7] Сухой лед заменяет традиционные методы очистки, основанные на ручной чистке и использовании химических чистящих средств. Струйная очистка сухим льдом очищает формы на месте при рабочей температуре, что исключает необходимость остановки производства для очистки. [8]
Пищевая промышленность
[ редактировать ]оборудования можно использовать струйную очистку сухим льдом Для очистки пищевого . [9] Еще в 2004 году Агентство по пищевым стандартам Великобритании задокументировало процесс эффективного обеззараживания поверхностей от Salmonella enteritidis , E. coli и Listeria monocytogenes, так что эти микроорганизмы невозможно обнаружить с помощью обычных микробиологических методов. [10] «В результате двух вспышек сальмонеллеза, связанных с употреблением арахисового масла и детского питания, в 2006–2007 гг. [11] [12] предприняли попытку « Члены GMA , такие как Cargill, переоценить отраслевую практику устранения сальмонеллы в продуктах с низким содержанием влаги», поскольку « вспышки сальмонеллы из-за продуктов с низким содержанием влаги происходят относительно редко, но часто поражают большое количество людей». эта попытка описывает различные методы безводной очистки, [13] включая струйную очистку сухим льдом.
Его также можно использовать для очистки некоторого оборудования без разборки и без возникновения пожара или опасности поражения электрическим током. Агентство по охране окружающей среды рекомендует струйную очистку сухим льдом в качестве альтернативы многим типам очистки на основе растворителей. [14]
Устранение последствий стихийных бедствий
[ редактировать ]Процесс очистки можно использовать для ликвидации последствий стихийных бедствий, включая повреждение плесенью , дымом, пожаром и водой. [15]
Сохранение исторических предметов
[ редактировать ]Из-за неабразивной природы сухого льда и отсутствия вторичных отходов в процессе очистки, струйная очистка сухим льдом используется в по консервации и сохранению исторического наследия проектах . Процесс очистки использовался при консервации военного корабля США «Монитор». [16] и Художественный музей Филадельфии . [17]
Производство полупроводников
[ редактировать ]Поскольку абразивная среда сублимируется без остатка, струйная очистка сухим льдом находит применение в полупроводниковой , аэрокосмической и медицинской промышленности. [18] отрасли.
Металлообработка
[ редактировать ]Процесс очистки также используется в других производственных условиях, например, при очистке производственного оборудования на автоматизированных сварки . линиях [19] очистка композитного инструмента, [20] чистка промышленных печатных машин , [21] очистка форм и оборудования, используемого на литейных заводах , [22] а также для очистки оборудования и инструментов на суше и на море в нефтегазовой отрасли.
Струйная очистка сухим льдом также используется для удаления заусенцев и заусенцев с деталей. [23] и при подготовке поверхности перед покраской.
Безопасность
[ редактировать ]Углекислый газ становится все более токсичным, начиная с концентрации выше 1%. [24] а также может вытеснять кислород , что приводит к асфиксии , если оборудование не используется в вентилируемом помещении. Кроме того, поскольку углекислый газ тяжелее воздуха, для эффективного удаления газа вытяжные отверстия должны располагаться на уровне земли или вблизи нее. При нормальном давлении температура сухого льда составляет -78 °C (-108 °F), и с ним необходимо обращаться в изолирующих перчатках. Для безопасного использования оборудования для очистки сухим льдом необходимы средства защиты глаз и ушей.
История
[ редактировать ]Считается, что ВМС США в 1945 году первыми экспериментировали со струйной очисткой сухим льдом. Они были заинтересованы в использовании этой технологии для различных целей обезжиривания. [25]
В 1959 году компания Unilever подала патент на использование струйной обработки сухим льдом (или струйной обработки водяным льдом, или их комбинации) в качестве метода отделения мяса от костей. [26]
В 1971 году компания Chemotronics International Inc. подала патент на использование струйной обработки сухим льдом для удаления заусенцев и зачистки. [27]
Патент на очистку сухим льдом был подан компанией Lockheed Martin в 1974 году. [28]
Первые патенты на разработку и проектирование современной одношланговой технологии струйной обработки сухим льдом были выданы Дэвиду Муру из компании Cold Jet, LLC в 1986, 1988 годах ( патент США 4 617 064 и патент США 4 744 181 ).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джет, Холод. «Оборудование для струйной очистки и производства сухого льда компании Cold Jet» . coldjet.com . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ «Стройная обработка сухим льдом Apex: Промышленные услуги – Акрон, Огайо» . apexdryiceblasting.com . Проверено 11 июля 2018 г.
- ^ Как работает очистка CO2
- ^ «Высокая плотность CO2 » . Проверено 18 июля 2018 г.
- ^ «Мур, Дэвид Э., патенты США № 4 617 064 и № 4 744 181» . Архивировано из оригинала 28 апреля 2019 года . Проверено 12 июля 2007 г.
- ^ Джет, Холод. «Оборудование для струйной очистки и производства сухого льда компании Cold Jet» . coldjet.com . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ Каллари, Джим. «Очистка сухим льдом приносит большую пользу высокотехнологичному формовщику» . ptonline.com . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ Джет, Холод. «Оборудование для струйной очистки и производства сухого льда компании Cold Jet» . coldjet.com . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ «Тематическое исследование: пекарня внедряет очистку сухим льдом» . Пищевое производство . 15 июня 2017 года . Проверено 22 декабря 2023 г.
- ^ Миллар, Ян (19 сентября 2004 г.). Cold Jet — новый метод очистки и обеззараживания помещений, оборудования, туш и пищевых продуктов пищевой промышленности (PDF) (Технический отчет для Агентства по пищевым стандартам). Стонхейвен , Абердиншир, Шотландия: Microchem Bioscience Limited.
- ^ «Вспышка инфекций сальмонеллы в Теннесси, связанная с арахисовым маслом (ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ)» в нескольких штатах . CDC . Министерство здравоохранения и социальных служб США. 7 марта 2007 г.
- ^ Сотир, Марк Дж.; Эвальд, Гвен; Кимура, Акико С.; Хига, Джеффри И.; Шет, Ананди; Троппи, Скотт; Мейер, Стефани; Хукстра, Р. Майкл; Остин, Яна; Арчер, Джон; Спейн, Мэри; Дейли, Элизабет Р.; Гриффин, Патрисия М.; Группа по расследованию вспышки сальмонеллы Уондсворт (декабрь 2009 г.). «Вспышка инфекций Salmonella Wandsworth и Typhimurium у младенцев и детей ясельного возраста, вызванная коммерческими закусками с овощной оболочкой» (PDF) . Журнал детских инфекционных заболеваний . 28 (12): 1041–1046. дои : 10.1097/INF.0b013e3181af6218 . ПМИД 19779390 . S2CID 37566254 . Очень незначительная коррекция форматирования «Вспышка инфекций Salmonella Wandsworth и Typhimurium у младенцев и детей ясельного возраста, вызванная коммерческими закусками с овощной оболочкой: ОШИБКА». Журнал детских инфекционных заболеваний . 29 (3): 284. Март 2010 г. doi : 10.1097/01.inf.0000369241.58743.90 .
[T]Первый подзаголовок в разделе «Результаты» был неправильным. Подзаголовок должен был появиться как Salmonella Wandsworth.
(В оригинале было « Сальмонелла Уандсворт ».) - ^ Контроль сальмонеллы в продуктах с низким содержанием влаги (PDF) . Ассоциация производителей бакалейных товаров. 4 февраля 2009 г.
- ^ Опасности и альтернативы 1,1,1-трихлорэтана (ТХА) (PDF) (Технический информационный бюллетень). Агентство по охране окружающей среды США. Октябрь 2000 г. EPA 905-F-00-026.
- ^ «Применение | Экологичность – струйная очистка сухим льдом» . gogreendryiceblasting.com . Архивировано из оригинала 10 июля 2018 года . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ Эриксон, Марк Сент-Джон. «Ускорение спасения Монитора» . Dailypress.com . Архивировано из оригинала 11 июля 2018 года . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ «Сохранение сундука с сокровищами» . Филли.com . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ «Очистка сухим льдом в производстве медицинского оборудования» . Технология медицинского дизайна . 11 мая 2017 года . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ «Очистка автоматизированных сварочных линий сухим льдом» . Проверено 11 июля 2018 г.
- ^ Слоан, Джефф. «Да, вы чистите инструментальную доску сухим льдом» . www.compositsworld.com . Проверено 11 июля 2018 г.
- ^ «Очистка печатных машин, валиков и лотков для красок с помощью струйной обработки сухим льдом» . Continentalcarbonic.com . Проверено 11 июля 2018 г.
- ^ Джет, Холод. «Оборудование для струйной очистки и производства сухого льда компании Cold Jet» . coldjet.com . Проверено 11 июля 2018 г.
- ^ «Как сухой лед может помочь производителям медицинского оборудования | Медицинский дизайн и аутсорсинг» . www.medicaldesignandoutsource.com . 3 апреля 2017 года . Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ Фридман, Дэниел. «Токсичность воздействия углекислого газа, симптомы отравления CO 2 , пределы воздействия углекислого газа и ссылки на процедуры тестирования на токсичный газ» . Осмотрите APedia. Архивировано из оригинала 28 сентября 2009 года . Проверено 9 марта 2011 г.
- ^ Фостер, Роберт В. «Стройная очистка углекислым газом (сухим льдом)» (PDF) . old.coldjet.com . Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2007 года . Проверено 24 сентября 2018 г.
- ^ Способ отделения мяса от кости , 21 января 1960 г. , дата обращения 24 сентября 2018 г.
- ^ Метод удаления нежелательных частей изделия путем распыления высокоскоростных частиц сухого льда , 12 июля 1971 г. , получено 24 сентября 2018 г.
- ^ «Патент Lockheed Martin на очистку сухим льдом US4038786A» . Проверено 18 июля 2018 г.