تصميم تركيبة عامل التنظيف الصناعي

1. التنظيف الصناعي

كما يوحي الاسم، يشير التنظيف الصناعي إلى عملية إزالة الملوثات (الأوساخ) المتكونة على أسطح المواد بفعل العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وغيرها، وذلك لاستعادة السطح إلى حالته الأصلية. يتأثر التنظيف الصناعي بشكل رئيسي بثلاثة جوانب أساسية: تقنيات التنظيف، ومعدات التنظيف، ومواد التنظيف. تشمل تقنيات التنظيف ما يلي: (1) التنظيف الكيميائي، ويشمل التخليل التقليدي، والغسل القلوي، والتنظيف بالمذيبات، وغيرها. يتطلب هذا النوع من التنظيف عادةً استخدام معدات تنظيف مع مواد تنظيف. في التنظيف الصناعي التقليدي، يتميز هذا النوع بانخفاض تكلفته وسرعته وسهولة استخدامه، وقد احتل مكانة رائدة لفترة طويلة؛ (2) التنظيف الفيزيائي، ويشمل التنظيف بنفث الماء عالي الضغط، والتنظيف بالهواء المضغوط، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية، والتنظيف بالنبضات الكهربائية، والتنظيف بالرمل، والتنظيف بالثلج الجاف، والتنظيف بالكشط الميكانيكي، وغيرها. يعتمد هذا النوع من التنظيف بشكل أساسي على معدات التنظيف، بالإضافة إلى الماء النظيف والجسيمات الصلبة، وغيرها. يتميز بكفاءة تنظيف عالية، ولكن عادةً ما تكون المعدات باهظة الثمن وتكلفة استخدامها مرتفعة. (3) يعتمد التنظيف البيولوجي على التأثير التحفيزي للكائنات الدقيقة، ويُستخدم بكثرة في تنظيف المنسوجات والأنابيب. مع ذلك، ونظرًا لمتطلباته الخاصة بالنشاط التحفيزي للإنزيمات البيولوجية، فإن نطاق استخدامه محدود نسبيًا. توجد طرق تصنيف عديدة لعوامل التنظيف الصناعية، ومن أكثرها شيوعًا عوامل التنظيف المائية، وشبه المائية، والمذيبة. ومع ازدياد الوعي البيئي، تُستبدل عوامل التنظيف المذيبة تدريجيًا بعوامل التنظيف المائية، التي ستشغل حيزًا أكبر. يمكن تقسيم عوامل التنظيف المائية إلى عوامل قلوية، وحمضية، ومتعادلة، وفقًا لقيم الأس الهيدروجيني المختلفة. تتطور عوامل التنظيف نحو حماية البيئة، والكفاءة العالية، وتوفير الطاقة، والاقتصاد، مما يفرض عليها المتطلبات التالية: أن تحل عوامل التنظيف المائية محل التنظيف التقليدي بالمذيبات؛ وأن تخلو من الفوسفور، وأن تكون منخفضة النيتروجين أو خالية منه تمامًا، وأن تخلو من المعادن الثقيلة والمواد الضارة بالبيئة؛ كما يجب أن تتطور عوامل التنظيف نحو التركيز (لتقليل تكاليف النقل)، والتخصيص، والتطبيق العملي. ظروف استخدام مواد التنظيف أكثر ملاءمة، ويفضل أن يكون ذلك في درجة حرارة الغرفة؛ تكلفة إنتاج مواد التنظيف منخفضة لتقليل تكلفة الاستخدام للعملاء.

2. مبادئ تصميم تركيبات مواد التنظيف المائية

قبل تصميم تركيبة عامل التنظيف، نقوم عادةً بتصنيف الملوثات. ويمكن تصنيف الملوثات الشائعة وفقًا لطرق التنظيف.

(1) الملوثات التي يمكن إذابتها في محاليل الأحماض أو القلويات أو الإنزيمات: يسهل إزالة هذه الملوثات. بالنسبة لهذه الملوثات، يمكننا اختيار أحماض أو قلويات محددة، أو
الإنزيمات، تحضيرها في محاليل، وإزالة الملوثات مباشرة.

(2) الملوثات القابلة للذوبان في الماء: يمكن إذابة هذه الملوثات، مثل الأملاح القابلة للذوبان والسكريات والنشويات، وإزالتها من سطح الركيزة من خلال طرق مثل النقع في الماء والمعالجة بالموجات فوق الصوتية والرش.

(3) الملوثات القابلة للتشتت في الماء: يمكن ترطيب الملوثات مثل الأسمنت والجبس والجير والغبار وتشتيتها وتعليقها في الماء لإزالتها بمساعدة القوة الميكانيكية لمعدات التنظيف والمشتتات القابلة للذوبان في الماء والمواد المخترقة وما إلى ذلك.

(4) الأوساخ غير القابلة للذوبان في الماء: تحتاج الملوثات، مثل الزيوت والشموع، إلى الاستحلاب والتصبين والتشتيت في ظروف محددة بمساعدة قوى خارجية ومواد مضافة ومستحلبات لفصلها عن سطح الركيزة، وتكوين معلق، وإزالتها من سطح الركيزة. مع ذلك، لا توجد معظم الأوساخ في شكل واحد، بل تكون مختلطة وتلتصق بالسطح أو في أعماق الركيزة. أحيانًا، تحت تأثير عوامل خارجية، قد تتخمر أو تتحلل أو تتعفن، مكونةً ملوثات أكثر تعقيدًا. ولكن بغض النظر عما إذا كانت ملوثات تفاعلية ناتجة عن روابط كيميائية أو ملوثات لاصقة ناتجة عن روابط فيزيائية، فإن تنظيفها جيدًا يتطلب أربع خطوات رئيسية: الذوبان، والترطيب، والاستحلاب والتشتيت، والتخليب.