इलेक्ट्रोफोरेटिक कोटिंग में अल्ट्राफिल्ट्रेशन (UF) सिस्टम का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोफोरेटिक कोटिंग में वर्कपीस और संबंधित इलेक्ट्रोड को पानी में घुलनशील पेंट में डुबोना और विद्युत धारा लगाना शामिल है। विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्पन्न भौतिक-रासायनिक क्रिया के माध्यम से, पेंट में मौजूद राल, वर्णक और भराव समान रूप से वर्कपीस की सतह (एक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करते हुए) पर जमा हो जाते हैं, जिससे पानी में अघुलनशील फिल्म बनती है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन (UF) सिस्टम और UF झिल्ली इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ED-RO तकनीक को उचित रूप से अपनाना और बढ़ावा देना इलेक्ट्रोफोरेटिक पेंट और पानी के संसाधनों के उपयोग को काफी बढ़ा सकता है, जबकि इलेक्ट्रोफोरेटिक अपशिष्ट जल के निर्वहन को भी कम करता है। UF उपकरण का सही उपयोग और रखरखाव सिस्टम की दक्षता को अधिकतम करता है। पोस्ट-इलेक्ट्रोफोरेटिक UF रिंसिंग फिल्म की सतह पर चिपके हुए तैरते हुए पेंट को हटाता है, उपस्थिति की गुणवत्ता में सुधार करता है और पेंट की रिकवरी को सक्षम बनाता है।

1. अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टम का अवलोकन

अल्ट्राफिल्ट्रेशन (UF) एक झिल्ली पृथक्करण तकनीक है जो UF झिल्ली के पार दबाव अंतर से संचालित होती है, जो यांत्रिक छानने के सिद्धांत पर काम करती है। ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 0.1 से 0.6 MPa तक होता है, जिसमें 1 nm से 0.1 μm तक के छिद्र आकार और 500 से 1,000,000 Da का आणविक भार कटऑफ होता है।

इलेक्ट्रोफोरेटिक पेंट के लिए UF प्रक्रिया में, जब पेंट UF झिल्ली के संपर्क में आता है, तो पानी और अकार्बनिक लवण गुजरते हैं, जबकि राल और वर्णक-आकार के अणु पेंट तरल में बने रहते हैं और इलेक्ट्रोफोरेटिक बाथ में वापस आ जाते हैं।

2. इलेक्ट्रोफोरेटिक कोटिंग में UF झिल्लियों का अनुप्रयोग

UF झिल्लियाँ इलेक्ट्रोफोरेटिक कोटिंग लाइनों में प्रमुख उपकरण हैं। उनके प्राथमिक कार्य हैं:

• UF के माध्यम से बाथ से विआयनीकृत पानी और पेंट सॉल्वैंट्स निकालें ताकि इलेक्ट्रोफोरेटिक वर्कपीस के लिए रिंसिंग पानी प्रदान किया जा सके।

• वर्कपीस की सतह पर चिपके हुए अतिरिक्त पेंट को धो लें और इसे बाथ में वापस कर दें।

लाभ:

• वर्कपीस की सतहों पर ले जाए गए पेंट को पुनर्चक्रित करता है, बंद-लूप परिसंचरण प्राप्त करता है और पेंट खरीद लागत पर ~30% बचाता है।

• कोटिंग के दौरान पेश किए गए अशुद्धता आयनों को हटाने के लिए UF पारगम्य का एक हिस्सा निर्वहन करता है, बाथ चालकता और pH को निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर बनाए रखता है।

• विआयनीकृत पानी के बजाय रिंसिंग पानी के रूप में UF पारगम्य का पुन: उपयोग करता है, लगभग पेंट निर्वहन को समाप्त करता है और अपशिष्ट जल उपचार के बोझ और पर्यावरणीय प्रदूषण को काफी कम करता है।

3. UF सिस्टम का ऑपरेटिंग सिद्धांत और शर्तें

3.1 UF सिद्धांत

UF इलेक्ट्रोफोरेटिक बाथ से अशुद्धता आयनों को हटाता है और बंद लूप में पेश किए गए केशनिक और आयनिक संदूषकों का प्रभावी ढंग से प्रबंधन करता है, जिससे पेंट स्थिरता और फिल्म अखंडता सुनिश्चित होती है।

UF एक झिल्ली पारगमन पृथक्करण तकनीक है जो समाधानों को शुद्ध, अलग या केंद्रित करती है। यह झिल्ली छिद्र आकार के आधार पर एक छानने की प्रक्रिया के रूप में कार्य करता है। झिल्ली के पार दबाव से संचालित, केवल पानी, अकार्बनिक लवण और छोटे अणु गुजरते हैं, जबकि निलंबित ठोस, कोलाइड, प्रोटीन और सूक्ष्मजीव बने रहते हैं। UF कम दबाव में लगातार काम करता है।

दबाव अंतर के तहत, बाथ तरल UF इकाई से गुजरता है। पारगम्य UF टैंक में प्रवाहित होता है, जिसमें ~30% परिसंचरण सहायक टैंक से आता है, जो मुख्य बाथ में लौटने से पहले होता है। UF सिस्टम को न्यूनतम पेंट फीड 10× डिज़ाइन पारगम्य दर होनी चाहिए, जिसमें 20× इष्टतम हो।

3.2 सामान्य स्टार्टअप और संचालन चरण

1. आउटलेट लाइनों में कोई दबाव नहीं होने की पुष्टि करें; पेंट आपूर्ति, रिंस इनलेट/आउटलेट और पारगम्य-से-स्टोरेज वाल्व बंद करें।

2. पेंट परिसंचरण, पारगम्य निर्वहन और सभी दबाव गेज अलगाव वाल्व खोलें।

3. UF पंप शाफ्ट सील कूलेंट इनलेट/आउटलेट वाल्व (0.2 MPa) खोलें।

4. पेंट आपूर्ति पंप शुरू करें।

5. सिस्टम को धीरे-धीरे भरने के लिए पेंट इनलेट को थोड़ा खोलें।

6. इनलेट वाल्व को धीरे-धीरे तब तक खोलें जब तक कि बेसलाइन दबाव 0.15 MPa तक न पहुँच जाए, फिर पंप शुरू करें।

7. इनलेट और आउटलेट वाल्व को तब तक समायोजित करें जब तक कि विभेदक दबाव 0.2 MPa (इनलेट: 0.35 MPa, आउटलेट: 0.15 MPa) तक न पहुँच जाए।

8. झिल्ली लीक की जाँच करें; यदि आवश्यक हो तो O-रिंग या झिल्ली मॉड्यूल बदलें।

9. पारगम्य निर्वहन समय कम से कम 10 मिनट होना चाहिए।

10. पारगम्य-से-स्टोरेज वाल्व खोलें और निर्वहन वाल्व बंद करें।

3.3 UF संचालन के दौरान सावधानियां

1. झिल्ली मॉड्यूल, आवास और सहायक उपकरण को धीरे से संभालें ताकि प्रभाव से होने वाले नुकसान से बचा जा सके।

2. अप्रत्याशित शटडाउन (बिजली की विफलता, आदि) 2 घंटे से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि लंबे समय तक पेंट के अवसादन और अवरोधन को रोकने के लिए तुरंत झिल्लियों को साफ करें।

3. समस्या निवारण के लिए सभी सफाई और इलेक्ट्रोफोरेसिस सिस्टम पैरामीटर रिकॉर्ड करें।

4. इनलेट-आउटलेट दबाव अंतर होना चाहिए <0.08 MPa. यदि इससे अधिक हो जाए तो 25 μm फिल्टर बैग बदलें।

5. पारगम्य वाल्व बंद होने पर कभी भी UF सिस्टम न चलाएं।

6. झिल्ली को नुकसान से बचाने के लिए डिस्चार्ज वाल्व खुला होने पर पंप शुरू न करें।

7. अत्यधिक पारगम्य प्रवाह से बचें; निर्दिष्ट दरों के भीतर वाल्व समायोजित करें।

8. प्रीट्रीटमेंट से रासायनिक कैरीओवर को कम करें। इलेक्ट्रोफोरेसिस से पहले अंतिम रिंसिंग में ड्रिप चालकता होनी चाहिए <10 μS/cm.

पोस्ट-इलेक्ट्रोफोरेटिक UF रिंसिंग तैरते हुए पेंट को हटाता है, उपस्थिति में सुधार करता है और पेंट को पुनर्प्राप्त करता है। उपकरण पोस्ट-फॉस्फेटिंग वाटर रिंस सिस्टम के समान है। अंतिम शुद्ध पानी रिंसिंग संदूषण दोषों को रोकने के लिए अशुद्धता आयनों को हटाता है। अपर्याप्त रिंसिंग के कारण दरारों में द्वितीयक प्रवाह के निशान से बचने के लिए, पूर्ण विसर्जन रिंसिंग की आवश्यकता होती है।

UF रिंसिंग आमतौर पर पेंट कैरीआउट को कम करने के लिए 2–3 चरणों का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए:

• वाहन की सतह का क्षेत्रफल: 80–100 m²

• प्रति वाहन पेंट कैरीआउट: 7–10 L (20% ठोस)

• 1st रिंस: 4–5% ठोस → 2nd रिंस: <1%

• ताजा UF पारगम्य: <0.5% ठोस

ED-RO (UF + रिवर्स ऑस्मोसिस) के साथ, शुद्ध पारगम्य अंतिम रिंसिंग के लिए विआयनीकृत पानी की जगह लेता है, जिससे वास्तविक बंद-लूप पोस्ट-रिंसिंग प्राप्त होता है, जिससे अपशिष्ट जल में भारी कमी आती है और पेंट के उपयोग में काफी सुधार होता है।

UF पारगम्य में पानी और पेंट सह-सॉल्वैंट्स होते हैं। रिंसिंग में उपयोग किया जाता है, यह बंद-लूप सिस्टम पेंट के नुकसान की भरपाई करता है और बाथ चालकता को कम करता है।

4. UF उपकरण सफाई प्रक्रिया और चरण

सफाई समाधान: केंद्रित क्लीनर : शुद्ध पानी = 1:99, तापमान 38–43°C, pH 2.0–2.2। उच्च चिपचिपाहट के कारण, सफाई टैंक में एक पंप का उपयोग करके शुद्ध पानी का परिसंचरण करें जब तक कि >32°C न हो जाए, क्लीनर डालें, 35°C तक परिसंचरण करें, फिर pH को HCl के साथ 2.0 पर समायोजित करें। झिल्ली कोर सफाई के लिए सफाई वाल्व खोलें, pH ≥2.2 बनाए रखें।

प्रक्रिया का कड़ाई से पालन करना आवश्यक है। लंबे समय तक उपयोग के बाद, UF झिल्ली की विफलता हो सकती है: फिल्टर बैग का अवरोधन, अपर्याप्त प्रवाह/दबाव अंतर। प्रक्रिया को अनुकूलित करने और गुणवत्ता में सुधार करने के लिए मुद्दों की पहचान और समाधान के लिए SOP के अनुसार सफाई को ट्रैक करें।

4.1 सावधानियां

1. जब पारगम्य प्रवाह सामान्य का 70% तक गिर जाए तो साफ करें; देरी से अपरिवर्तनीय अवरोधन होता है।

2. प्रिसिजन प्री-फिल्टर (25 μm) झिल्ली के अवरोधन को रोकता है। SOP के अनुसार बैग बदलें और फिल्टर/पाइपिंग को नियमित रूप से साफ करें।

3. अप्रत्याशित शटडाउन के तुरंत बाद साफ करें ताकि झिल्ली के अवरोधन को रोका जा सके।

4. सख्ती से SOP के अनुसार संचालित करें; सभी UF पैरामीटर लॉग करें।