pro-client
pro-client Dipl.-Ing.(FH) Peter Rosenthal

Unternehmersberatung

a

Die Utraschallreinigung

Reinigung mit Ultraschall - Das Verfahren

Die bekanntesten maschinellen Reinigungsverfahren sind Spritzreinigung (vergleichbar Geschirrspülmaschine) und Bürstenreinigung (vergleichbar Autowaschanlage).

Bei der Ultraschallreinigung wird die Reinigungsflüssigkeit (i. a. Wasser mit speziellem Reinigungsmittel entsprechend der Art der Verschmutzung) mit Ultraschall in entsprechend schnelle Bewegung von über 20.000 Hin- und Herbewegungen pro Sekunde versetzt und damit der Schmutz mechanisch entfernt.

Die Nachteile der Spritzreinigung wie Zeitdauer, schlechte Reinigung in Nischen, systematische bzw. gezielte Bewegung der Düsen oder des Gegenstands erforderlich, nicht anwendbar für kleine und kleinste Teile, schwierig anwendbar bei nicht harten Gegenständen und die Nachteile der Bürstenreinigung wie Schleifspuren der Bürsten, keine/schlechte Reinigung in Nischen, nicht anwendbar für kleine und kleinste Teile, nicht anwendbar bei nicht harten Gegenständen oder Oberflächen werden bei der Reinigung mit Ultraschall vermieden.

Die Reinigung der Oberflächen erfolgt schonend, schnell und ist in der Regel auch für elektrische Bauteile oder zerbrechliche Gegenstände und bei weichen Gegenständen oder Oberflächen anwendbar.

Der Träger des Reinigungsmittels ist meistens Wasser (wässrige Reinigungsverfahren / -mittel). Da sich fast alle Verunreinigungen mit wässrigen Reinigungsverfahren entfernen lassen werden andere Trägerflüssigkeiten sehr selten verwendet. Außerdem sind andere Trägerflüssigkeiten als Wasser in der Regel erheblich teurer, schwieriger / teurer zu entsorgen und oftmals auch gesundheitsschädigend und / oder feuergefährlich.

Der Sammelbegriff Ultraschallreinigung umfaßt in der Regel die Arbeitsschritte Reinigen, Spülen, Konservieren und Trocknen.

Reinigung mit Ultraschall - Reinigen

Bei der Ultraschallreinigung werden i. a. die verschmutzten Gegenstände in einen Korb (einzelne oder wenige größere Teile) oder eine Trommel (viele kleinere Teile, Schüttgut) gelegt und mit diesem/r in ein Becken mit einer Reinigungsflüssigkeit getaucht. Die Reinigungsflüssigkeit ist i. a. Wasser mit speziellem Reinigungsmittel entsprechend der Art der Verschmutzung, häufig auf bis zu 70 °C erwärmt = wässrige Ultraschallreinigung, vergleichbar beim Geschirrspülen Wasser mit Geschirreiniger.

Die Reinigungsflüssigkeit wird durch Ultraschallschwinger (meist piezoelektrische Schwinger am Beckenboden oder Tauchschwinger) in vibrierende Bewegung versetzt. Die typische Beschallungszeit beträgt 1 bis 10 Minuten. Dadurch wird die Verschmutzung von der Reinigungsflüssigkeit sowohl chemisch wie auch "mechanisch" vom Gegenstand gelöst und von der Reinigungsflüssigkeit zum Teil gebunden und ausgeschwemmt.

Zur Unterstützung des Ausschwemmvorgangs insbesondere aus Nischen oder Zwischenräumen können die Gegenstände zusätzlich bewegt werden (z. B. durch Auf- und Abbewegung des Korbes mit einer Bewegungsvorrichtung oder Drehen der Trommel mit einem Antriebsgestell).

Weitere Hinweise:

  • Die Reinigungsflüssigkeit kann entsprechend ihrem Volumen eine bestimmte Menge Schmutz aufnehmen, bevor sie verbraucht ist und gewechselt werden muß.
  • Außerdem wird mit der Entnahme der zu reinigenden Gegenstände stets auch ein Teil der Reinigungsflüssigkeit ausgeschleppt. Ein weiterer Teil der Reinigungsflüssigkeit verdunstet, insbesondere bei erwärmten Reinigungsbädern.
  • Die Flüssigkeitsverluste, die Menge der Gegenstände und ihr Verschmutzungsgrad und das Flüssigkeitsvolumen sind die wichtigsten Kriterien für Verwendungsdauer der Reinigungsflüssigkeit.
  • Um bei hohen Durchsatzmengen die Stillstandszeiten der Ultraschallreinigungsanlage (Zeit für das Wechseln und das Wiederaufheizen des Bades) klein zu halten oder auf die nächtliche Unterbrechung zu beschränken wird üblich das Flüssigkeitsvolumen vergrößert.
  • Dazu wird ein separater, beheizbarer Vorratsbehälter, der ein erheblich größeres Volumen als das Reinigungsbecken hat, mit diesem verbunden und die Reinigungslüssigkeit mit einer Pumpe umgewälzt und dabei zusätzlich gefiltert.

Reinigung mit Ultraschall - Spülen

Nach der Reinigung sind die gesäuberten Gegenstände noch mit Reinigungsflüssigkeit benetzt und müssen daher abgespült werden (vergleichbar beim Geschirrspülen).

Die im Korb oder der Trommel liegenden Gegenstände werden in ein Becken mit Spülflüssigkeit (fließendes oder stehendes klares Wasser (häufig bis zu 70 °C erwärmt, ggf. letzter Spülgang mit VE-Wasser = vollentsalztes Wasser) getaucht. Zur Unterstützung des Spülvorgangs werden die Trommeln zusätzlich bewegt, die Körbe ggf. mehrmals getaucht.

Weitere Hinweise:

  • In stehendem Spülwasser rechnet man je Spülgang mit einer Verdünnung der Benetzungsflüssigkeit auf der Oberfläche des Gegenstandes von 1:10. Soll bei entsprechenden Anforderungen die letzte Spülung mit VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) erfolgen, so muß auf jeden Fall vorgespült werden. Die Verwendungsdauer der Spülfüssigkeit ist von der Menge der eingeschleppten Reinigungsflüssigkeit abhängig.
  • Kleine Teile = relativ große benetzte Oberfläche = große Menge verschleppter Reinigungsflüssigkeit.
    Große Teile = relativ kleine benetzte Oberfläche = kleine Menge verschleppter Reinigungsflüssigkeit.
  • Zur Verringerung der Stillstandszeiten der Anlage wegen des Wechsels und dem anschließenden Wiederaufheizen der Spülflüssigkeit wird bei Trommelanlagen (kleine Teile) meist mit fließendem heißen Wasser gespült.

Reinigung mit Ultraschall - Konservieren

Bei korrosionsempfindlichen Oberflächen wie z. B. bei Eisen kann es erforderlich sein, die gereinigte Oberfläche zu schützen = konservieren.

Hierzu werden die gereinigten und abgespülten Gegenstände in ein Becken (Spülbecken) mit Konservierungsmittel (Wasser mit chemischem Konservierungszusatz vergleichbar bei Geschirrspülmaschinen mit dem Glanzspülen als letzter Spülgang) getaucht.

Reinigung mit Ultraschall - Trocknen

Nach dem Spülen müssen die noch nassen (je nach Spülmethode meist auch noch heißen) Gegenstände getrocknet werden (vergleichbar beim Geschirrspülen). Dazu werden i. a. die im Korb oder der Trommel liegenden Gegenstände mit Heißluft angeblasen = gefönt.

Größere Gegenstände können zur Energieersparnis und/oder zur Beschleunigung des Trocknungsvorgangs auch vorher mit Druckluft abgeblasen = vorgetrocknet werden.