روغن های امولسیون شونده روغن­ های قابل حل در آب هستند که به واسطه این قابلیت، دارای مزایای متعددی می ­باشند. این محصولات علاوه بر روانکاری، وظیفه خنک کاری و شویندگی را نیز بر عهده دارند. ویژگی­ های دیگری مانند ایجاد محافظت موثر در برابر خوردگی برای قطعات و ماشین آلات، نگه داری کف در وضعیت قابل کنترل، ماندگاری و طول عمر مناسب امولسیون، سازگار بودن با پوست انسان و محیط زیست و قابلیت جداسازی و دفع آسان پس از دوره مصرف، خصوصیاتی هستند که از این دسته از روانکارها انتظار می­رود.

رعایت برخی قواعد و دستورالعمل­ ها در زمان استفاده از این دسته روغن­ ها می­تواند به میزان زیادی به بهبود عملکرد این محصولات بیانجامد و باعث افزایش طول عمر امولسیون، پیشگیری از بروز مشکلات احتمالی و بهینه شدن مصرف محصول گردد. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می­گردد.

1- شستشو و آماده سازی مخزن

عمر مفید روغن های امولسیون شونده به میزان زیادی وابسته به نحوه شستشوی سیستم، قبل از شارژ محصول است. رسیدن به عمر مفید مطلوب تنها زمانی حاصل می­شود که مخازن به درستی شستشو و ضد عفونی شده باشند. برای این منظور لازم است از شوینده مناسب جهت شستشوی مقاطع مختلف دستگاه، مسیر انتقال امولسیون، مجاری و قسمت ­های غیر قابل دسترس استفاده گردد. برای این منظور شرکت کیمیاگران بهزیست محصول بهزیست 1202 را تولید و به مشتریان ارائه کرده است. این شوینده علاوه بر پاک کردن آلودگی ­های ظاهری از قسمت­ های مختلف، خاصیت ضد عفونی کننده داشته و باعث از بین رفتن آلودگی­ های میکروبی نیز می­شود.

یک فرایند کامل و مناسب از شستشوی مخزن از قرار زیر است:

• قبل از تخلیه مایع قبلی، بهزیست 1202 را به نسبت 2 تا 3 درصد حجم مایع موجود اضافه کرده و به مدت 24 تا 48 ساعت در سیستم گردش دهید.
• مخزن را تخلیه نمایید.
• براده­ ها و آلودگی­ های موجود داخل مخزن را تمیز کنید.
• امولسیون 1 تا 2 درصد از محصولی که قرار بر شارژ آن است، به مقداری که قابل گردش در سیستم باشد تهیه کرده و به مدت 12 تا 24 ساعت در سیستم گردش دهید.
• مخزن را تخلیه نموده و امولسیون جدید را شارژ کنید.

لازم به ذکر است فرایند ذکر شده در بالا با توجه به شرایط مختلف در سیستم­ ها می­تواند تغییر کند اما رعایت هر چه بیشتر موارد مذکور، شرایط مطلوب ­تری را در پی خواهد داشت.

همچنین در مدت زمانی که شوینده به امولسیون اولیه اضافه شده است، در دستگاه هایی که نیاز به صافی سطح بالایی در قطعه ندارند امکان ادامه تولید قطعه وجود دارد اما برای قطعات با صافی سطح بالا بهتر است تولید متوقف شود چرا که این شوینده موجب کاهش روانکاری امولسیون می­گردد.

2- اختلاط روغن های امولسیون شونده با آب

روش­ های مختلفی برای اختلاط وجود دارد که به ترتیب اولویت در زیر بیان می شود:

2-1- استفاده از دستگاه جت میکس

بهترین روش برای اختلاط روغن های امولسیون شونده با آب استفاده از دستگاه جت میکس است. این تجهیز در عین سادگی بسیار کار آمد بوده و امولسیون یکدست و پایداری را تهیه می­کند. این دستگاه دارای ورودی آب، لوله مکش روغن و خروجی امولسیون است. لوله مکش روغن در داخل بشکه قرار گرفته و آب با فشار حداقل 2 bar به ورودی آن متصل می­شود. در اثر فشار منفی ایجاد شده در بشکه، روغن از مسیر لوله مکش شده و در مسیر آب تشکیل امولسیون را داده و از خروجی خارج می شود.

در کنار دستگاه، یک شیر تنظیم غلظت وجود دارد که با آن می توان مقدار غلظت امولسیون خروجی را مشخص کرد.

2-2- استفاده از هوای فشرده

در این روش بایستی ابتدا آب با کیفیت مناسب را در داخل یک مخزن جداگانه ریخته و با قرار دادن خروجی هوای فشرده در داخل آن، تلاطم لازم را ایجاد کرد. سپس روغن به آرامی در محل متلاطم ریخته می­شود و هوادهی تا زمانی ادامه پیدا می­کند که تمام روغن در داخل آب حل شود.

2-3- استفاده از همزن مکانیکی

بایستی ابتدا آب با کیفیت مناسب را داخل مخزن دارای همزن ریخته و با فعال کردن همزن تلاطم لازم را ایجاد کرد. سپس همانند روش قبل روغن به آرامی به محل متلاطم اضافه می­شود و اختلاط تا زمانی ادامه پیدا می­کند که تمام روغن در آب حل شود.

نکته: رعایت این امر الزامی است که بایستی روغن را به آب اضافه کرد نه بالعکس. در صورتی که آب بر روی روغن ریخته شود امولسیون معکوس اتفاق افتاده و با تشکیل واکس­ های پایدار، اختلاط انجام نخواهد شد.

3- کیفیت آب مصرفی برای تهیه امولسیون

کیفیت آب مصرفی در تعیین خصوصیات امولسیون از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. رنج مناسب و توصیه شده برای مولفه­ های مختلف آب در جدول زیر ذکر شده است:

نمک­ های موجود در آب به دو شکل تک ظرفیتی مانند سدیم و دو ظرفیتی مانند کلسیم هستند. نمک های تک ظرفیتی تاثیر نامطلوبی بر روی امولگاتورها گذاشته و باعث بی ثباتی امولسیون و در نهایت جدا شدن روغن از آب می­شوند. نمک­ های دو ظرفیتی نیز با اسیدهای چرب موجود در امولسیون واکنش داده و تولید نمک ­های غیر قابل حل در آب می­کنند که بصورت لرد هایی بر روی سطح مایع دیده می­شود.

با بوجود آمدن این لردها از حفاظت در برابر خوردگی کم میشود، پایداری امولسیون کاهش می یابد و با استفاده طولانی­ تر، باقیمانده های نمک روی اجزای دستگاه تشکیل می­شود. سختی آب همچنین بر رفتار کف کنندگی امولسیون ­ها تأثیر می­گذارد. اگر از آب نرم برای مخلوط کردن استفاده شود، ممکن است مشکلات کف سازی ایجاد شود.

وجود هدایت الکتریکی و کلرور بالای آب مصرفی نیز مهمترین عامل در بروز زنگ زدگی قطعات و تجهیزات است. خصوصا در پروسه ­هایی که مایع با دو یا چند فلز در تماس است، هدایت الکتریکی بالای مایع می­تواند باعث ایجاد خوردگی گالوانیک شود. دمای توصیه شده برای آب مصرفی بین 15 تا 20 درجه سانتیگراد است. دمای پایین می­تواند منجر به ایجاد مشکل در اختلاط امولسیون شود.

4- نگهداری امولسیون

برای نگهداری امولسیون در مدت زمان طولانی توصیه می­شود موارد زیر رعایت گردد.

4-1- بازدید و کنترل چشمی

اولین و ساده­ ترین شرط در نگهداری امولسیون بازدید روزانه مخزن و امولسیون است که می­تواند توسط اپراتور دستگاه یا کارشناسان مربوطه انجام شود. سطح مایع موجود در مخزن، رنگ و بوی امولسیون، ایجاد کف، لرد یا تجمع روغن­های سرگردان در سطح امولسیون، عدم صافی سطح روی قطعه، تغییر رنگ قطعه و ابزار و سایر اشکالات احتمالی مواردی هستند که به سادگی قابل مشاهده بوده و بایستی دلایل ایجاد آنها بررسی شود.

4-2- کنترل غلظت

غلظت امولسیون بایستی در محدوده مشخص و ثابت باشد. مقدار غلظت معمولا توسط مصرف کننده و با توجه به پروسه کاری تعیین می­گردد. غلظت پیشنهادی برای اغلب محصولات شرکت کیمیاگران بهزیست 5 درصد بوده و حداقل غلظت مجاز نیز 3 درصد است. برای مقادیر بالاتر غلظت در پروسه های خاص محدودیتی وجود ندارد. جهت کنترل غلظت امولسیون از دستگاه ریفرکتومتر استفاده می­شود. نکته قابل توجه در استفاده از این تجهیز کالیبره کردن آن در فواصل معین و در نظر گرفتن ضریب ریفرکتومتر برای محصولات مختلف است.

4-3- کنترل pH

یکی از مهمترین مولفه­ هایی که در بررسی سلامت امولسیون مورد بررسی قرار می­گیرد pH آن است. محدوده نرمال pH در روغن­ های امولسیون شونده 8 تا 9 است. با افت pH در محیط­ های آبی شرایط برای رشد باکتری ­ها مناسب شده و خصوصا با رشد باکتری­ های بی هوازی امولسیون دچار بوگرفتگی و فساد می­شود. برای جلوگیری از رشد باکتری بایستی pH مایع را در محدوده مذکور نگه داشت. نصب سیستم هوادهی در مخزن، انجام سیرکوله در مواقعی که دستگاه متوقف است و سرریز منظم روغن عوامل موثری در کنترل آلودگی میکروبی هستند.

محصول ضد میکروب بهزیست 2030 برای مواقعی طراحی و تولید شده است که رشد باکتری در امولسیون رخ داده و برای متوقف کردن و از بین آنها این محصول به مخزن اضافه می­گردد. نسبت مورد نیاز این آنتی باکتری با توجه به مقدار pH  امولسیون متغییر است اما بطور معمول می توان آن را به مقدار یک لیتر در هر هزار لیتر به مخزن افزود.

در صورتی که به دلایلی مانند استفاده بیش از اندازه از ضد میکروب یا سایر افزودنی­ های قلیایی، pH بیش از حد مجاز بالا رفته باشد، احتمال ایجاد حساسیت پوستی در تماس پوست با امولسیون وجود خواهد داشت. در این مواقع بهتر است با افزودن امولسیون 5/0 درصد به سیستم و کاهش غلظت، pH را به حد نرمال رساند و از افزودن مواد اسیدی به مخزن خودداری کرد.

برای اندازه گیری pH  می­توان از کاغذ تورنسل ( Tornasol paper)، دستگاه پرتابل اندازه گیری pH  یا دستگاه دیجیتال استفاده نمود.

کاغذ تورنسل

دستگاه پرتابل اندازه گیری pH

دستگاه دیجیتال اندازه­ گیری pH

4-4- کنترل هدایت الکتریکی

عامل مهم دیگری که در عملکرد مطلوب امولسیون تاثیر زیادی دارد، هدایت الکتریکی مایع است. هدایت الکتریکی در اثر عوامل مختلفی مانند تجمع براده­ های فلزی در امولسیون و استفاده از آب با کیفیت نامطلوب افزایش یافته و منجر به خوردگی و زنگ زدگی در قطعات و تجهیزات می­شود. اثر دیگر این عامل کاهش پایداری امولسیون و ایجاد دوفازی در آن است. ساده ­ترین راه برای اندازه­ گیری هدایت الکتریکی، استفاده از هدایت ­سنج قابل حمل است.

4-5- کنترل قلیائیت

روش دیگر تعیین غلظت، تیتراسیون است که اغلب از طریق رنگ سنجی یا اندازه­ گیری مداوم pH انجام می­شود. در روش رنگ سنجی یک نشانگر رنگی به امولسیون اضافه می شود که باعث تغییر رنگ مایع می­گردد. با افزودن یک اسید به عنوان تیترانت و اندازه­گیری حجم اسید مصرفی به میزانی که رنگ مایع به حالت اولیه بازگردد، قلیائیت ماده اندازه­ گیری می­شود. با مقایسه مقدار بدست آمده با قلیائیت اعلام شده توسط سازنده در غلظت مشخص، می­توان غلظت مایع را تعیین کرد.  

6-6- کنترل دما

برای عملکرد بهتر امولسیون از نظر روانکای، خنک کاری و کاهش میزان مصرف، لازم است دمای کاری امولسیون تحت کنترل باشد. دمای مناسب کاری برای امولسیون­ها 25 تا 35 درجه سانتیگراد است. برای کنترل دمای مایع می­توان از چیلر مناسب استفاده نمود.

4-7- فیلتراسیون و جمع آوری روغن ­های سرگردان

در طول دوره استفاده از امولسیون آلودگی ­های زیادی وارد آن می­شود. این آلودگی ها شامل براده ­های حاصل از ماشین کاری، روغن­ های نشت کرده از دستگاه و سایر آلودگی ­های محیطی هستند که بایستی از سیستم دفع شوند. برای جدا کردن آلودگی­ های جامد می­توان از فیلترهای مناسب مانند فیلترهای فلزی، پارچ ه­ای، کانوایر، فیلترهای سانترفیوژ، فیلتر پرس و غیره استفاده نمود.

تجمع براده ­ها باعث مشکلات فراوانی می­شود که مهمترین آنها افزایش هدایت الکتریکی مایع و ایجاد زنگ زدگی در سیستم است. برای جمع آوری روغن­ های سرگردان نیز می­توان از اویل اسکیمر و پمپ وکیوم استفاده کرد. روغن­ های سرگردان برای ماندگاری امولسیون بسیار مضر هستند، بطوری که بر روی سطح امولسیون تجمع کرده و مانع رسیدن هوا به امولسیون می­شوند.

در نتیجه محیط مناسبی برای رشد باکتری­ های بی هوازی فراهم آورده و با اسیدی کردن محیط امولسیون، باعث فساد آن می­ شوند.

اویل اسکیمر

4-9- تعویض دوره­ای امولسیون

زمان تعویض امولسیون بستگی به شرایط نگهداری و پروسه کاری مشتری دارد. اما توصیه می­گردد در فواصل 6 ماهه یا حداکثر یک ساله مخازن طبق دستورالعمل شستشو، لایروبی و دوباره شارژ گردد.

5- انبار داری

در انبارش روغن­ های امولسیون شونده لازم است موارد زیر در نظر گرفته شود:

• بشکه­ها بر روی پایه مناسب قرار داده شود.
• بشکه­ها باید داخل انبار مسقف نگهداری شود.
• بهترین دما برای نگهداری روغن 10 تا 40 درجه سانتی گراد است.
• بهترین زمان مصرف برای روغن های امولسیون شونده 6 ماه از تاریخ تولید در شرایط ذکر شده می باشد.
• بهتر است در انبارش محصولات مختلف، تفکیکی میان گروه ­های مختلف محصولات در نظر گرفته شود و هر گروه به صورت جداگانه انبار شود.