Woda w produkcji szkła jest wykorzystywana na wiele sposobów, dlatego jej jakość ma duże znaczenie dla wydajności całego procesu. Uzdatnianie wody w przemyśle szklarskim obejmuje najczęściej proces odwróconej osmozy oraz zmiękczanie wody. Dobór odpowiedniego rozwiązania warto zostawić ekspertom.
Spis treści:
- Przemysł szklarski – co warto wiedzieć?
- Woda w przemyśle szklarskim – wymagania
- Metody uzdatniania wody w przemyśle szklarskim
- Uzdatnianie wody dla przemysłu szklarskiego – podsumowanie
Przemysł szklarski – co warto wiedzieć?
Szkło i wyroby szklane wytwarza w Polsce około 100 przedsiębiorstw[1]. Ponieważ w produkcji dominują przede wszystkim opakowania oraz szkło budowlane, perspektywy dalszego rozwoju przemysłu szklarskiego wydają się bardzo obiecujące. Prawdopodobnie do poprawy sytuacji w tym sektorze przyczyni się również stopniowe odchodzenie od tworzyw sztucznych.
Aby sprostać wyzwaniom efektywności energetycznej i wymaganiom stawianym przez obrońców środowiska, procesy produkcyjne związane z cyklem wytwórczym szkła podlegają ciągłemu doskonaleniu, a do tego niezbędna jest czysta woda o odpowiednich parametrach.
Właściwie przeprowadzone uzdatnianie wody w przemyśle szklarskim gwarantuje wysoką jakość produktów końcowych oraz chroni urządzenia produkcyjne przed przedwczesnym wyeksploatowaniem.
Czym jest szkło i jak powstaje?
Szkło powstaje podczas wytapiania, przy czym w zależności od rodzaju wyrobu finalnego, sam proces produkcyjny może mieć dodatkowo specyficzne cechy. Typowe szkło charakteryzuje się sztywnością i kruchością, nie ma przewodności cieplnej i elektrycznej oraz nie wchodzi w reakcje z większością ze znanych związków chemicznych. Surowce niezbędne do produkcji szkła to piasek, soda, wapień, środki klarujące, preparaty barwiące oraz woda o odpowiednich parametrach fizykochemicznych i wysokiej czystości mikrobiologicznej. Jeśli chcesz wiedzieć, jak uzdatniać wodę dla przemysłu szklarskiego, koniecznie zapytaj eksperta.
Woda w przemyśle szklarskim – wymagania
Wykorzystanie wody w procesie produkcji szkła zależy od stosowanego obiegu wody w zakładzie. W hutach z obiegiem zamkniętym świeżą wodę pobiera się na uzupełnienie ewentualnych strat w wyniku parowania lub wymiany części wody (odświeżanie obiegów). Jeśli w zakładzie nie ma obiegów zamkniętych, wówczas wodę pobiera się w sposób ciągły z wodociągów. Inny sposób zaopatrzenia huty w wodę to usytuowanie jej w pobliżu naturalnych zbiorników wodnych, takich jak rzeki czy jeziora.
Bez względu jednak na rodzaj źródła czy obiegu, profesjonalny system uzdatniania wody do produkcji szkła i wyrobów szklarskich dobiera się zawsze na podstawie profesjonalnego badania wody.
Duża część wody w procesie produkcji szkła jest zużywana do celów chłodniczych. Przyjmuje się, że powinna wówczas spełniać kilka warunków:
- Odpowiednia temperatura, która nie powoduje zakłóceń w przebiegu procesów technologicznych
- Brak substancji powodujących powstawanie osadów, które zwiększają opory hydrauliczne i utrudniają wymianę ciepła (mangan i żelazo w wodzie)
- Brak substancji powodujących korozję i kamień w wodzie (jony wapnia i magnezu)
Woda w hutach szkła bywa także wykorzystywana do mycia urządzeń i podłóg. W takim przypadku dodaje się do niej preparaty chemiczne podnoszące efektywność usuwania zanieczyszczeń powstających na urządzeniach w czasie procesów produkcyjnych. Można zatem wymienić kilka dodatkowych parametrów warunkujących zastosowanie wody do specjalnych celów:
- Woda o niskiej twardości węglanowej niezbędna do chłodzenia walcarek i odprężarek podczas produkcji szkła polerowanego
- Woda zimna o stałej temperaturze 2-15°C zawierająca dodatkowe związki do polerowania i chłodzenia taśmy szkła polerowanego
- Woda o maksymalnym stężeniu zawiesin do 100 mg/l przeznaczona do produkcji w obiegu zamkniętym
Do cięcia szkła stosuje się technologię waterjet polegającą na wykorzystaniu skoncentrowanej energii wąskiego strumienia wody sprężonego do maksymalnego ciśnienia roboczego 4200 barów. Wypływająca z głowicy tnącej woda zmieszana ze ścierniwem nabiera bardzo dużej prędkości (zależnie od ciśnienia nawet 800 m/s), a powstająca energia kinetyczna umożliwia przecinanie materiałów nawet tak twardych jak tytan. W przemyśle szklarskim uzdatnianie wody do waterjet odgrywa kluczową rolę w niemal wszystkich procesach produkcyjnych.
Korzyści płynące z uzdatniania wody w przemyśle szklarskim
Specyficzne wymagania produktowe w branży szklarskiej można spełnić tylko i wyłącznie, dzięki odpowiednio dobranym metodom uzdatniania wody, które gwarantują:
- Niższe zużycie świeżej wody i kosztów utylizacji ścieków
- Niższe zużycie energii
- Niższe koszty konserwacji, obsługi i czyszczenia maszyn szklarskich
- Wydłużenie czasu bezawaryjnej pracy maszyn i linii produkcyjnych
- Mniejsze zużycie narzędzi diamentowych
- Niższe ryzyko korozji
- Wydajność procesów na wysokim poziomie
Metody uzdatniania wody w przemyśle szklarskim
W celu zachowania najwyższej jakości szkła jako produktu finalnego, warto korzystać ze sprawdzonych rozwiązań polecanych przez najlepszych specjalistów w branży, przy czym najbardziej typowe procesy uzdatniania wody w przemyśle szklarskim to:
- Zmiękczanie wody (redukcja stężenia jonów wapnia i magnezu, eliminacja osadu z kamienia kotłowego)
- Odżelazianie i odmanganianie (redukcja osadów oraz poprawa barwy wody)
- Dozowanie chemikaliów (korekta pH, ochrona maszyn i urządzeń)
- Odwrócona osmoza (redukcja zanieczyszczeń prowadząca do uzyskania bardzo czystej wody)
Metody uzdatniania wody dla przemysłu szklarskiego często zależą od źródła jej pozyskiwania, a co za tym idzie parametrów fizykochemicznych. Na potrzeby urządzeń myjących konieczna jest zazwyczaj demineralizacja wody w przemyśle szklarskim. Tego typu systemy uzdatniania obejmują najczęściej mechaniczne filtry narurowe, przemysłowe zmiękczacze wody oraz przemysłową odwróconą osmozę. Opcjonalnie stosowane są urządzenia poprawiające przewodność wody w zbiornikach magazynowych, a także inne filtry wody w obiegu zamkniętym.
Przemysłowe zmiękczanie wody
W przemyśle szklarskim bardzo powszechnym problemem jest wysoki stopień twardości wody, zarówno w kontekście jakości procesu produkcyjnego, jak i w kwestiach technologicznych.
Aby skutecznie wyeliminować ryzyko związane z osadzaniem kamienia kotłowego montuje się przemysłowe zmiękczacze wody. Proces redukcji stopnia twardości wody odbywa się w nich na drodze wymiany jonowej, czyli tak samo jak w urządzeniach przystosowanych do pracy w gospodarstwach domowych. Do zmiękczania wody zazwyczaj stosuje się silnie kwaśne kationity pracujące w cyklu sodowym.
Jednym z najważniejszych elementów przemysłowego zmiękczacza wody jest głowica sterująca procesem, przy czym najczęściej wykorzystywane są zawory czasowo-objętościowe. Zalecam tym samym, aby zwracać szczególną uwagę na producenta tego komponentu oraz rodzaj zastosowanych materiałów w myśl zasady – im lepsza jakość głowicy, tym niższe ryzyko wystąpienia awarii i dłuższa żywotność urządzenia.
Piotr Pisarski
Przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze wody
Żelazo i mangan w wodzie wykazują tendencję do wytrącania się z niej w formie nierozpuszczalnych osadów wewnątrz instalacji i maszyn. To z kolei prowadzi do zmniejszenia światła przewodów, spadków wydajności i gorszych efektów produkcyjnych.
Woda przeznaczona do wzbogacania piasku powinna być pozbawiona domieszek substancji chemicznych, które powodują zanieczyszczenie wyrobu końcowego. Właśnie dlatego stężenie obu metali nie może przekraczać wartości określonych przez normy wody pitnej. Jeśli zatem woda pochodzi z ujęcia głębinowego lub powierzchniowego (w których przekroczenia żelaza i manganu zdarzają się bardzo często), system uzdatniania wody dla przemysłu szklarskiego powinien obejmować również przemysłowe odżelaziacze wody.
Przemysłowa odwrócona osmoza
Ponieważ produkcja szkła w wielu przypadkach oznacza wyśrubowane standardy jakości wody, doskonale sprawdza się w tym przypadku przemysłowa odwrócona osmoza, która zatrzymuje niemal wszystkie zanieczyszczenia, w tym metale ciężkie, drobnoustroje oraz związki chloru. Membrana osmotyczna filtruje wodę z dokładnością do pojedynczych jonów, osiągając skuteczność na poziomie nawet 98 proc., a jednocześnie charakteryzuje się świetną wydajnością oraz długą żywotnością. W tym kontekście, oraz ze względu na częste zapychanie membran (fouling), niezwykle ważny jest regularny i prawidłowy serwis systemu odwróconej osmozy.
Jeśli rośnie ciśnienie transmembranowe, przewodność wody wzrasta o około 10 proc., i mniej więcej o tyle samo spada przepływ strumienia filtratu, zalecam czyszczenie membrany osmotycznej.
Piotr Pisarski
Chemiczna korekta wody
W procesie produkcji szkła istotną rolę odgrywa także kondycjonowanie wody. Korekta parametrów fizykochemicznych za pomocą specjalistycznych preparatów jest niezwykle skutecznym narzędziem do walki z kamieniem kotłowym, korozją, a nawet ze skażeniem mikrobiologicznym.
Uzdatnianie wody dla przemysłu szklarskiego – podsumowanie
Rozwój nowoczesnych technologii umożliwił opracowanie wielu skutecznych technik filtracji wody. Ze względu na różnorodne wymagania jakościowe stawiane wodzie przemysłowej, system uzdatniania należy jednak dobierać zgodnie z indywidualnymi wymaganiami procesowymi. W praktyce warto sięgać po dedykowane rozwiązania dostarczane przez profesjonalistów.
