DK155627B

DK155627B - Fremgangsmaade og apparat til renhedskontrol ved maaling af elektrisk ledningsevne

Info

Publication number: DK155627B
Application number: DK279883A
Authority: DK
Inventors: Rudolf Juenger
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1989-04-24
Also published as: DK155627C; DE3224016A1; CA1214979A; DE3224016C2; EP0097827A3; DK279883D0; EP0097827A2; ATE35864T1; US4515641A; DK279883A; EP0097827B1; US4586523A

Description

i

DK 15S627 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat og en fremgangsmåde til kontrol af renhedsgraden for metalliske overflader i beholdere, apparater eller rørledninger og af den i indledningen til krav 1 angivne art. Opfindelsen 5 har frem for alt interesse i de tilfælde hvor man skal kontrol lere renheden på utilgængelige eller ikke synlige steder, dvs. på de indre vægge af sådanne beholdere, apparater eller rør. Ofte giver man i praksis helt afkald på at foretage en kontrolforanstaltning på grund af den manglende mulighed for visuel ind-10 sigt eller på grund af omstændigheden ved kontrol af sådanne indre flader. Renhed forudsættes i disse tilfælde på simpel måde ud fra den erfaring, at beholderen, apparatet eller røret i almindelighed plejer at være rengjort efter rengøringsforanstaltninger under definerede betingelser. I de tilfælde, hvor 15 man ikke vil give afkald på en renhedskontrol, kan man gribe til følgende foranstaltninger: - undersøgelse af vaskevæsken efter at den træder ud fra det apparat der skal rengøres, idet denne væske bedømmes visuelt eller ved eksakte analytiske metoder.

20 - undersøgelse af forureningen ved tilbagevejning ("Seifen,

Fette, Ole, Wachse" 1953, side 488-489, 514-516, 540-542, 568-569, 597-599, 622-625, 645-647).

- registrering af radiaktiv reststråling fra forureningen, hvortil der er sat et sporstof ("Fette, Seifen, Anstrichmittel" 25 80 (1978), side 43-50, 80-85, 118-124).

Ulemperne ved sådanne foranstaltninger ligger lige for: enten kan renhedsgraden kun bedømmes groft eller den kan ikke mere bedømmes på grund af grænsen for analytiske målemetoder i området for ringe mængder. Desuden er disse foranstaltninger 30 omstændelige, tidsrøvende eller endog betænkelige (hvad det sidstnævnte angår fx tilfældet med radioaktiv registrering). Omstændelige og tidsrøvende er eksempelvis rengøringsprocesser, hvor det kommer an på en ubetinget renhed af de indre vægge, som fx ved lagring og forarbejdning af levnedsmidler eller 35 drikkevarer. Her må man af hensyn til sikkerheden forlænge rengøringsprocessen i lang tid, således at der kan garanteres absolut renhed.

Der kendes desuden en foranstaltning, hvormed man kan

DK 155627B

2 bestemme de ved rengøringsprocessen for forureninger frigjorte metaloverflader ved hjælp af disse frilagte metaloverfladers bidrag til et elektrolytisk systems ledningsevne. Således følger man ifølge "Deutsche Textiltechnik" 10 (1960), side 589-593 ved hjælp 5 af diskontinuerlig måling af den elektrolytiske ledningsevne mellem to platintråde en standardiseret fedtforurening påført to platintråde og fjernelsen af overfladebelægningen, idet modstanden måles ved hjælp af en Wheatston's bro. Som den tilstræbte idealindretning for denne metode nævnes en "selvskrivende 10 målebro". På grund af begrænsninger for væsker med dårligt ledende anionisk eller sågar ikke-ioniske tensider må der tilsættes en elektrolyt hvorved rengøringsresultatet kan påvirkes (fx ved polyfosfatholdige rengøringsmidler). En udvidelse af fremgangsmåden til andre metaller end platin, som fx det ved 15 opbygning af beholdere, apparater og rørledninger sædvanlige syrebestandige, rustfri stål og aluminium nævnes ikke.

Der bestod således et behov for en fremgangsmåde til renhedskontrol på metalliske flader, som ikke har de ovennævnte ulemper, og som frem for alt kan anvendes hurtigt, kontinuerligt, 20 pålideligt og universelt til de forskellige metaller og en mangfoldighed af vaskemidler og rengøringsprocesser for de mest forskelligartede tilsmudsninger.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at apparatet er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 25 angivne. Til løsning af opgaven tjener tillige fremgangsmåden ifølge krav 11 - 19.

Denne fremgangsmåde gennemføres fortrinsvis således, at man opretholder rengøringsprocessen så længe, at man har nået mindst 90, 95 ja sågar 99% af den ledningsevne, som i 30 forvejen er blevet målt med utilsmudsede elektroder. Den slutledningsevne der skal opnås afhænger hovedsagelig af anvendelsesformålet for den pågældende beholder, det pågældende rør eller det pågældende apparat. Eksempelvis tilstræber man ved levnedsmiddelbearbejdning en ledningsevneværdi på ca. 99% af 35 den ledningsevneværdi der måltes med utilsmudsede elektroder.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen målte ledningsevneværdier for rengøringsvæsker ligger fortrinsvis i området mellem 5 og 200 mS·cm , særligt foretrukket i området mellem 3

DK 155627 B

5 og 100 mS*cm ^ og ganske særligt foretrukket i et området -1 mellem 5 og 80 mS-cm . Sædvanlige rengøringsvæsker der anvendes inden for levnedsmiddelindustrien har en ledningsevneværdi mellem 20 og 80 mS-cm \ 5 De rengøringsvæsker der skal anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan eksempelvis være sammensat af følgende grundkomponenter: uorganiske stoffer (baser, syrer, salte) som hovedbestanddel, sekvestreringsmiddel, tensid.

Rengøringsvæskens temperatur ligger fortrinsvis i drift-10 temperaturområdet; det er den temperatur, som beholderen eller røret ved drift skal holdes på til det anvendelsesformål den er beregnet til. Det foretrækkes at rengøringsvæskens temperatur ligger over forureningernes smeltetemperatur.

Det foretrækkes at man gennemfører fremgangsmåden ifølge 15 opfindelsen med et apparat, hvor der i beholderens eller rørets væg isoleret er indlejret en metalplade, eller hvor der på beholderens eller rørets væg isoleret er påklæbet en metalplade, idet metalpladen i hvert tilfælde er den ene elektrode og beholder- eller rørvæggen er den anden elektrode. Til indlejring af 20 metalpladen i væggen kan der anvendes en kunstharpiks.

Materialet til de to metalelektroder i apparatet ifølge opfindelsen kan med hensyn til den elektrokemiske spændingsrække være ens eller forskellige. Det foretrækkes at der anvendes elektroder af det samme materiale.

25 Ved anvendelse af forskellige elektrodematerialer anven des der fortrinsvis metaller med en potentialeforskel på højst 10 mV.

Ligeledes kan de to metalelektroder være ens eller forskellige med hensyn til deres overfladeruhed. I tilfælde af for-30 skellig overfladeruhed kan den mindre elektrode have såvel en større som en mindre ruhedsdybde end den større elektrode. Dette vil afhænge af om de pågældende smudsdele hæfter bedre ved en større ruhedsdybde end ved en ringere ruhedsdybde. Af hensyn til renhedskontrollens repræsentativitet skal den mindre elek-35 trode fortrinsvis være således udformet, at smudspartiklerne hæfter stærkere på denne end på den større elektrode (beholdereller rørvæg).

4

DK 155627 B

Det indbyrdes forhold mellem de to elektroders overfladestørrelse har i praksis ingen indflydelse på ledningsevnemålingens nøjagtighed.

Renhedskontrollen er mere repræsentativ jo større måle-5 elektrodens overflade er. Ganske vist aftager målenøjagtigheden med tiltagende overflade af måleelektroden. Måleelektrodens overflade skal være mindst lige så stor eller større end de smudspartikler der skal løsgøres. Dette gælder navnlig når rengøringsprocessen ikke består af en ensartet fjernelse eller 10 bortemulgering af forureningerne, men først af en indtrængning af rengøringsvæsken i disse forureninger og til sidst adskillelse fra væggen i form af smudspartikler ved hjælp af mekanisk påvirkning. Overfladen af den mindre elektrode skal fortrinsvis være større end den gennemsnitlige overflade af de smudspartik-15 ler der fjernes på denne måde. Særligt foretrækkes det at den mindre elektrodes flade er mellem 5 og 50 gange større end den gennemsnitlige flade af de smudspartikler, der bliver fjernet.

Det er fordelagtigt, når måleelektroden befinder sig 20 ved det sted, hvor der er den kraftigste tilsmudsning af beholderen eller røret. Det sted hvor der er størst tilsmudsning kan fx være beholderens bund eller grænsezonen mellem væske og det derover liggende gasrum eller mellem to ikke blandbare væsker.

25 I tilfælde af at beholderen eller røret besprøjtes kraftigt med en strøm af rengøringsvæske er styrken og ensartetheden i strømningslaget ikke kritisk. Svingninger i ledningsevnen, som optræder på grund af besprøjtningsorganets arbejdsrytme, kan på kendt måde i vidt omfang dæmpes ved hjælp af 30 en kompensator i målekredsen, hvorved der opnås en beroligelse af måleværdiangivelsen.

Eremgangsmåden ifølge opfindelsen til renhedskontrol ved måling af den elektriske ledningsevne udmærker sig ved at den kontinuerligt, hurtigt, pålideligt og universelt kan 35 anvendes til forskellige beholder- og rørmaterialer, de mest forskelligartede tilsmudsninger og en mangfoldighed af vaskevæsker .

DK 155627B

5

Fremgangsmåden egner sig ikke blot til at fastslå slutpunktet for en rengøringsproces der er opnået, når der måles den ledningsevneværdi, der blev vundet med rene elektroder, fian kan således også følge den samlede rengøringsproces ved 5 måling, således at der ud fra den resulterende ledningsevnekurve kan opnås oplysninger om detaljer ved rengøringsprocessen, de anvendte rengøringsvæsker eller tilsmudsningerne.

Således kan man fx hurtigt bestemme brugsværdien af forskellige vaskemidler, hvilket navnlig er af stor interes-10 se til udformning af nye vaskemidler eller til nye anvendelse af kendte rengøringsmidler eller til over for kunder at demonstrere rengøringsmidlers ydeevne.

I almindelighed vil man ved en rengøringsproces, der fører til fuldstændig fjernelse af forureningerne, ved pro-15 cessens afslutning opnå en ledningsevneværdi på højst 99%, regnet i forhold til den forurenede opløsnings ledningsevne ntålt med absolut rene elektroder. De rene elektroders ledningsevneværdi skal bestemmes med en rengøringsvæske, der så vidt mulig indeholder den samme mængde af forureninger ved den samme 20 temperatur, som i almindelighed foreligger i rengøringsvæsken efter afslutning af den omhandlede rengøringsproces. Værdien på 99% kan derfor næppe overskrides, da de sidste forureninger adsorberes kraftigt af overfladen ved normale rengøringsprocesser.

25 ·Hvis der allerede er indbygget måleelektroder til kontrol af rengøringsvæsken, så opretholder man rengøringsprocessen indtil den med måleelektroderne målte ledningsevneværdi svarer til den værdi, der måles mellem de to, til kontrol af rengøringsprocessen beregnede elektroder.

30 En detalje under en rengørinsproces, der kan fastlægges ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er fx virkningen af en tilbagetilsmudsning ved kemisk omdannelse af allerede fjernede smudsprodukter og deres fornyede belægning på elektroderne.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan man også over-35 våge den efter rengøringsprocessen efterfølgende skylleproces til fjernelse af rengøringsvæske (ledningsevnefald).

På grund af disse fordele er fremgangsmåden ifølge op- 6

DK 155627 B

findelsen i særligt omfang velegnet til rengøringskontrol til anvendelse i drikkevare- og levnedsmiddelsektoren, hvor der stilles de højeste krav med hensyn til renheden. Her anvendes der i almindelighed kraftige alkaliske og sure rengøringsvæs-5 ker.

Opfindelsen belyses nærmere i det følgende ved hjælp af forsøgseksempler og under henvisning til tegningen. På tegningen viser fig. 1 en forsøgstank set forfra og 10 fig. 2 et snit AA gennemførsøgstanken på fig. 1.

Eksempel 1

Til overvågning af rengøringsforløbet på tankvægge med 15 tilsmudsning af forskellig herkomst anvendtes der en forsøgstank 1 som vist på fig. 1 og 2. Forsøgstanken 1, der står på fødder 11 har på forsiden en dør 2, der over hængsler 12 er forbundet med forsøgstanken 1 og som kan lukke over et dørlukkegreb 13. I døren 2 er der indsat en gennemsigtig skive 3, hvorigennem 20 det er muligt at iagttage tankens indre rum. På indersiden af glasskiven 3 er der påklæbet en elektrode 4, der ligesom forsøgstanken 1 og døren 2 består af VA, dvs. syrebestandigt, rustfrit stål. Ligeledes er overfladebeskaffenheden hos elektroden 4 og hos indervæggene i forsøgstanken 1 identiske. Over 25 elektrisk ledende kabler 7 og 8 er henholdsvis forsøgstanken 1 og elektroden 4 forbundet med et ledningsevnemåleapparat.

Ved hjælp af i sig selv kendte midler oversprøjtedes de indre tankvægge og dørindervæggen kraftigt med rengøringsvæske. Hertil føres rengøringsvæsken gennem et rengøringsvæs-30 ketilføringsrør 5 til et drejeligt sprøjterør 10. Sprøjterøret 10 har til siden opadrettede udtrædningshuller 14, hvorigennem rengøringsvæsken sprøjtes ind i tankindret. Rengøringsvæsken føres gennem en ikke vist pumpe og en ligeledes ikke vist ledning til tilføringsrøret 5, mens sprøjterøret 10 ved hjælp af 35 en ikke vist motor drejes omkring tilføringsrørets 5 akse. Til dette formål er tilføringsrøret 5 med sprøjterøret 10 drejeligt lejret i et leje 9. Rengøringsvæsken samles på forsøgstankens 1 bund og bortledes gennem en udløbsstuds 6.

7

DK 155627 B

Til gennemføring af en rengøring af vægge tilsmudset med humleharpiks anvendtes der som rengøringsvæske inhiberet fosforsyre, fosfonsyre, tensid og antiskummiddel som en stabil blanding i vand ved koncentrationer fra 1% (svarende til 7 mS•cm-"*’) 5 til 3% (svarende til 21 mS-cm .

Den endnu utilsmudsede elektrode 4 blev først med en kunstharpiks klæbet på forsøgstankens 1 glasskive 3. såvel tankvægge som elektroden 4 bestod af syrebestandigt, rustfrit stål. Overfladerne på tankvæggene og på elektroden 4 havde 10 den samme ruhedsdybde. Ved den kraftige påsprøjtning med den ovennævnte 1%1 s rengøringsvæske måltes en ledningsevne på 7 mS*cm 1 ved 20°C . Denne ledningsevnemåleværdi blev registreret som værdien for den utilsmudsede elektrode.

Derefter blev den fra forsøgstanken atter fjernede elek-15 trode 4, der var 10 cm lang, 5 cm bred og 1 mm tyk, belagt med humleharpiksekstrakt på følgende måde: fortynding af humleharpiksekstrakten med metanol i forholdet 1:1, påføring af fortyndingen på elektroden 4 med en pensel, 20 - tørring af den påførte belægning en dag ved stuetemperatur.

Efter at elektroden 4 atter var klæbet på glasskiven 3 blev tankvægge og den tilsmudsede elektrode 4 kraftigt besprøjtet med rengøringsvæsken. Ved rengøringens begyndelse udgjorde den målte ledningsevneværdi praktisk 0 mS*cm ved 20°C og den 25 steg kontinuerligt i løbet af en time op til ca. 6,9 mS*cm ^ hvorpå rengøringsprocessen blev afsluttet. Elektroden havde derefter det oprindelige blanke udseende.

Til sidst blev tankvæggene og elektroden 4 spulet med vand indtil ledningsevneværdien var sunket til 0 mS-cm 30 Dette forsøg viser tydeligt at man med fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan kontrollere rengøringsforløbet, rengøringsresultatet og den derefter følgende skylleproces på en meget fordelagtig og navnlig økonomisk måde.

35 Eksempel 2

Ved rengøring af ølfade anvender man som regel et sprøj-

DK 155627 B

8 tehoved med dyseindsats, som nedefra indføres i fadet. Med det i fadet indførte sprøjtehoved kan fadets indervæg på alle sider besprøjtes med rengøringsvæske, som sammen med det løsgjorte smuds flyder nedad. Ølfade består i overvejende grad af alu-5 minium.

Til rengøring af aluminiumsølfade anvendes nu et af VA bestående sprøjtehoved, som i enden er fastgjort til et elektrisk ikke ledende polyætylenrør, som den ene elektrode og aluminiumsfadet anvendes som den anden elektrode. Sprøjte-10 hovedet er gennem en elektrisk ledende tråd forbundet med ledningsevnemåleapparatet. Fadet stilles på en elektrisk ledende kontakt som ligeledes er forbundet ledende med ledningsevnemåleapparatet.

Til bestemmelse af den rene elektrodes ledningsevneværdi 15 indføres sprøjtehovedet i et rent fad og væggene besprøjtes med rengøringsvæske ved den til rengøring sædvanlige temperatur .

Under rengøringen af et tilsmudset aluminiumsølfad måles nu ledningsevneværdien og rengøringsprocessen fortsættes ind-20 til man næsten har nået ledningsevneværdien for den rene elektrode .

Denne form for kontrol af rengøringsprocessen kan særlig gunstigt gennemføres ved automatiske fadrengøringsmaskiner med flere rengørings- og skyllestationer, hvor ledningsevne-25 værdien i hvert tilfælde måles ved den sidste rengøringsstation og ved den sidste skyllestation. Den videre transport af fadene sker i hvert tilfælde når de pågældende i forvejen bestemte ledningsevneværdier er nået.

30 35

Claims

1. Apparat til udførelse af en fremgangsmåde til kontrol af en rengøringsproces af de indre vægge, bestående af metal, på beholdere eller rør ved overstrømning eller besprøjtning ^ af de indre vægge med højalkaliske eller stærkt sure rengøringsvæsker og måling af rengøringsvæskens elektriske lednings-ningsevne mellem to elektroder, kendetegnet ved, at beholder- respektive rørvæggen udgør i det mindste én af elektroderne, idet de to elektroder er to i forhold til hinanden 10 isolerede dele af metal, der er ledende forbundet med et ledningsevnemåleapparat, og hvor den anden elektrode også er en del af beholder- eller rørvæggen eller er et i beholderen indført sprøjtehoved, som tjener til overskylning eller besprøjtning af beholderens indre vægge.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en metalplade er isoleret indlejret i beholderens eller rørets væg, idet metalpladen udgør den ene elektrode og beholderens eller rørets væg den anden elektrode.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en 20 metalplade er klæbet isoleret på beholderens eller rørets væg, idet metalpladen udgør den ene elektrode og beholdervæggen eller rørvæggen udgør den anden elektrode.

4. Apparat - ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at der mellem materialet i den ene 25 elektrode og materialet i den anden elektrode højst er en potentialeforskel på 10 mV.

5. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved, at de to elektroder består af det samme materiale.

6. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at de to elektroder er udformet om en større og en mindre elektrode og overfladen på den mindre elektrode har en større ruhedsdybde end overfladen på den større elektrode.

7. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, DK 155627 B 10 . kendetegnet ved, at de to elektroder er udformet som en større og en mindre elektrode og overfladen på den mindre elektrode har en mindre ruhedsdybde end overfladen på den større elektrode.

8. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7/ kendetegnet ved, at den mindre elektrodes flade er større end den gennemsnitlige flade for de smudspartikler, der fjernes.

9. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, 10 kendetegnet ved, at den mindre elektrodes flade er mellem 5 og 50 gange større end den gennemsnitlige overflade af de smudspartikler, der fjernes.

10. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at den mindre elektrode ligger i om- 15 rådet for den største tilsmudsning.

11. Fremgangsmåde til kontrol af en rengøringsproces af af metal bestående indre vægge af beholdere eller rør ved overstrømning eller besprøjtning med højalkaliske eller stærkt sure rengøringsvæsker under anvendelse af et apparat ifølge 20 et hvilket som helst af kravene 1-10, kendetegnet ved, at man under den samtidige overstrømning eller besprøjtning af to elektroder, hvor den ene elektrode eventuelt er et ind i beholderen indført sprøjtehoved, der er elektrisk isoleret fra beholderen, måler ledningsevnen af rengøringsvæsken mel-25 lem de to elektroder og opretholder rengøringsprocessen så længe, at der opnås i det væsentlige samme ledningsevne, som blev målt forinden med utilsmudsede elektroder, respektive beholderindervæg.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, 3Q at man opretholder rengøringsprocessen, indtil den måle ledningsevne er nået op på mindst 90% af den ledningsevne, der er målt i forvejen med utilsmudsede elektroder.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 11 eller 12, kendetegnet ved, at man opretholder rengøringsprocessen indtil den 35 målte ledningsevne er nået op på mindst 95% af den ledningsevne, der er målt i forvejen med utilsmudsede elektroder.

14. Fremgangsmåde ifølge krav li, 12 eller 13, kende- DK 155627B tegnet ved, at rengøringsprocessen opretholdes, indtil den målte ledningsevne er nået op på mindst 99% af den værdi, der tidligere er målt med utilsmudsede elektroder.

15. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 5 11-14, kendetegnet ved, at rengøringsvæskens led- -1 ningsevneværdi ligger mellem 5 og 200 mS-cm

16. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 11-15, kendetegnet ved, at rengøringsvæskens ledningsevneværdi ligger mellem 5 og 100 mS’cm

17. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 11-16, kendetegnet ved, at rengøringsvæskens ledningsevneværdi ligger mellem 5 og 80 mS*cm~^.

18. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 11-17, kendetegnet ved, at rengøringsvæskens tempera- 15 tur ligger i driftstemperaturens område.

19. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 11-•17, kendetegnet ved, at rengøringsvæskens temperatur ligger over forureningernes sme1tetemperatur.

20 25 30 35