چکیده
در این مقاله به بررسی آلودگی میکروبی مایعات فلزکاری امولسیونی و محلول در آب ، تاثیرات و عوارض آن و روشهای رفع آن می پردازیم.
تعریف مایعات فلزکاری Metal working fluids(MWF):
در صنعت فلزکاری که می تواند شامل:
تراشکاری – فرزکاری – سنگ زنی – بروچ – دنده زنی – اسپارک و وایرکات و . . . . .باشد؛ با توجه اینکه براده ( بخش کوچکی از قطعه ) از روی قطعه اصلی برداشته ( کنده ) میشود ، به دلیل اصطکاک حرارت بالایی ایجاد می شود, اگر حرارت ایجاد شده تعدیل نیابد باعث آسیب به قطعه فلز، دستگاه و اپراتور می شود پس برای رفع این حرارت زیاد از مایعات فلزکاری استفاده می شود.
مایعات فلزکاری علاوه بر خنک کنندگی کاربردهای دیگری اعم از روان کنندگی، ضد خوردگی و … نیز دارند که آنها را بهینه کرده است.
مایعات فلزکاری یا به اختصار MWF(Metal Working Fluids) به سه نوع اصلی:
1- روغن خالص ( غیر امتزاج پذیر با آب ) ( Neat Oil ) ( مشهور به روغنهای برشی )
2- امولسیون شونده با آب( Emulsion ) ( مشهور به آب صابون ، روغن حل شونده )
3- حل شونده در آب( Soluble ) ( مشهور به آب تراش ، آب سنگ)
طبقه بندی می شوند که با توجه به نیاز صنعت مورد استفاده قرار می گیرند.
آلودگی میکروبی در MWF
می دانیم که در هر محیطی که آب وجود دارد، وجود میکروارگانیسم ها (انواع باکتری, قارچ, مخمر) محتمل است.
سه گروه عمده از میکروب ها شامل باکتری های هوازی و بی هوازی و قارچ ها مایعات فلزکاری صنعتی را مورد حمله قرار می دهند
فرض کنید فرمولی از مایع فلزکاری داریم که شامل پارافین، نوعی استر و آب است (فرمول آب صابون).
اگر باکتری در این محیط رشد کند، (مثلا سودوموناس) باعث تجزیه ترکیبات نفتالیک و پارافینی می شود،
- به علاوه اگر این مایع شامل ترکیبات ضد خوردگی و امولسیفایر باشد نیز توسط سودوموناس ها تجزیه شده و ساختار آب صابون از هم پاشیده شده و کارایی اولیه را نخواهد د
این میکروب ها که از آنها به احیاکننده های سولفات نیز یاد می شود؛ باعث تولید هیدروژن سولفید شده که بوی تخم مرغ گندیده ایجاد می کند و برای کارگران تولید آزار دهنده است.
- قارچ ها نیز با رشد در محیط مایع باعث تولید بوی متعفن می شود و حتی در محیط روغنی(neat oil ) نیز رشد کرده و ضررهای بسیاری می رسانند.
بسیاری از مایعات مورد استفاده در فلزکاری بازیافت شده و چندین بار مورد مصرف قرار می گیرند اما آیا رشد میکروبها همچین امری را امکان پذیر می سازد؟
در جواب باید گفت خیر.
زیرا اولا رشد میکروب می توانند امولسیفایرها را تخریب کند و آب صابون دوفاز و غیرقابل استفاده شود
دوما بوی نامطبوع، رشد کپک و تخریب میکروبی آنها را غیر قابل استفاده خواهد کرد.
حال برای رفع این مشکل چه راه حلی وجود دارد؟
استفاده از بایوسایدها، استفاده از اشعه uv
بایوسایدهای مختلفی تحت عنوان محصولات تجاری متنوع به فروش می رسند که قابل مخلوط کردن با مایعات فلزکاری اند.
این بایوسایدها باعث بیشتر کردن عمر مایع و رفع بوی نامطلوب در محیط کار می شوند.
چرا میکروب ها در مایعات فلزکاری MWF رشد می کنند؟
- حرارت بالای سطح فلزکاری
- و همچنین وجود مواد مغذی مثل پارافین که میکروارگانیسم ها از آنها تغذیه کرده رشد آنها را چند برابر می کند.
- خیلی مواقع رقیق کردن مایعات فلزکاری باعث رشد میکروارگانیسم ها می شود.
همچنین رشد میکروب ها باعث خوردگی و آسیب به فلز می شود که خسارات اقتصادی خواهد داشت.
می توان با انجام تست های اولیه بایوساید مناسبی برای مصرف انتخاب کرد که از ضررهای بسیار جلوگیری کرده و دفعات استفاده از مایع فلزکاری(مثلا آب صابون) را بیشتر کند.
برای انتخاب بایوساید باید به چه نکته هایی توجه کرد؟
- سایز سیستم که میزان چرخش و استفاده از آب صابون را مستقیم تعیین می کند(در واقع هر چه حجم آب صابون مورد استفاده بیشتر باشد؛ از بایوساید بیشتر و یا قوی تری باید استفاده کرد.)
- نوع فلز: بایوسایدها ترکیبات شیمیایی هستند که از دو راه ( آزاد کردن فرمالدهید و بدون آزاد کردن فرمالدهید) باعث از بین رفتن میکروب ها می شوند.
- اما باید توجه داشت که خود ملکول بایوساید در فلز ایجاد خوردگی نکند.
- و مورد بعد میزان آلودگی میکروبی است. هر چقدر محیطی بیشتر در معرض آلودگی باشد بایوساید قوی تری لازم است.( برای مثال یک کارگاه تراشکاری پس از دفعات مختصر استفاده از آب صابون مجبور به تعویض آن به خاطر گندیدگی بوده ؛ احتمالا آلودگی بیشتری دارد .)
- به نیمه عمر بایوساید نیز باید توجه کرد و مینیمم غلظت جلوگیری کننده(MIC) که این دو مورد توسط کارخانه تولید کننده بایوساید می تواند در اختیار مصرف کننده قرار بگیرد.
تست های مایعات فلزکاری
تست هایی برای اندازه گیری میزان آلودگی امولسیونهای فلزکاری ابداع شده که در مطالعات مختلف به آنها اشاره شده است.لینک مطلب
که نتیجه ی این تست ها به انتخاب بایوساید مناسب و پیداکردن میکروارگانیسم آلوده کننده در مایعات فلزکاری منجر می شود و راه حل مناسب ارائه می کند.
اجرای این تست ها به کارخانه های بزرگ پیشنهاد می شود.
اما کارگاه های کوچکی که با مشکل آلودگی روبه رو هستند می توانند با توجه به نوع فلز و نوع مایع فلزکاری بایوساید مورد نظر خود را انتخاب کنند.
محصولات تجاری از شرکت های بزرگ تولید نگهدارنده و بایوساید وجود دارد مانند Kathon 886MW , grotanol 3025 , acticide LA 1206.
ما در شرکت فراسبز با مطالعات اولیه گسترده و تست های میکروبی محصولات مشابه نمونه های بالا را تولید کرده و در اختیار تولید کنندگان مایعات فلزکاری و کارگاه های فلزکاری مختلف قرار می دهیم.
در ادامه تعدادی از بایوسایدهای مایعات فلزکاری MWF شرکت فراسبزآریا جم:
- منابع:
- https://www.springer.com/gp/book/9780751402124
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22543351/
- مقایسه کارایی بایوسایدهای فرمالدهیدی و غیرفرمالدهیدی در از بین بردن آلودگی مایعات فلزکاری مس سرچشمه
