09.02.2009. Неоходимость в увлажнении

Необходимость увлажнения воздуха в основном возникает в 3 случаях.

1. Использование гигроскопических материалов в технологическом процессе или их хранение внутри здания.

2. Проблема статического электричества

3. Необходимость создания комфортных условий

Давайте рассмотрим их отдельно с указанием на конкретные примеры.

1. Наличие гигроскопических материалов.

В гигроскопических материалах влага пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток, в результате объем материала увеличивается. Этот процесс принципиально отличается от гидрофильной абсорбции, когда поглощенная влага распределяется в межклеточном пространстве, НЕ вызывая увеличения объема материала. Таким образом, именно перепады относительной влажности, а не температуры воздуха приводят к изменениям объема материалов и непосредственно влияют на свойства материалов и параметры производственных циклов. Вот некоторые характерные примеры:

Полиграфия: Бумага поступает в типографию в рулонах, доведенная на бумажной фабрике до определенного значения влагосодержания и упакованная во влагонепроницаемую бумагу для сохранения этой влаги (отчасти по причине продажи бумаги на вес, так как в этом случае чем больше влагосодержание, тем выше отпускная цена). Как только упаковка снимается, бумага начинает выделять влагу в окружающую среду, если она суше, или поглощать влагу, если окружающий воздух окажется более влажным. По мере поглощения влаги клетки бумаги расширяются или, наоборот, сокращаются при выделении влаги. Рулон бумаги может менять свои размеры на десяток сантиметров в длину и ширину. После установки бумажного рулона на печатный станок и по мере его размотки происходит быстрый процесс выделения влаги. При многоцветной печати из-за изменения размеров бумаги цвета могут оказаться в неправильном месте, т.е. произойдет смещение цветов. Конечно, оператор может произвести настройку матричных каландров для компенсации этого эффекта, но при условии нестабильной влажности в течение рабочего дня потребуется слишком частая настройка каландров, приводящая к повышенному расходу бумаги, лишним затратам времени и снижению производительности. Таким образом, стабильность параметров окружающей среды будет явно предпочтительней. При правильном регулировании влажности обеспечивается стабильность качества и размеров бумаги. В результате растет производительность труда, уменьшаются простои и сокращается расход чернил, так как бумага станет поглощать их меньше.

Деревообработка: Во время сушки древесина усыхает, что приводит к образованию трещин, расслоению, растрескиванию и деформации. Вместе с тем, сухая древесина поглощает растворяющие вещества из лакокрасочных покрытий, в результате чего поверхность приобретает шероховатый неглянцевый вид. Если воздух в цехе будет слишком сухим, нанесенные клеевые швы окажутся недолговечными, так как древесина впитает растворитель до момента отвердевания клея.

Текстильное производство: При прохождении волокон через ткацкий станок в случае пересушки они становятся ломкими и рвутся, что приводит к простоям и снижению производительности труда. Вторым побочным эффектом является образование пуха при разрыве волокон, что часто приводит к ухудшению параметров воздуха ниже стандартов OSHA. Особенно остро проблема стоит на хлопкопрядильных фабриках и в цехах по производству асбестовых тормозных колодок. При должном уровне влажности снижается количество разрывов волокон, концентрация пыли в воздухе и повышается производительность оборудования. Административные помещения: В административных помещениях необходимо заботится о дорогой деревянной мебели, панельной обшивке и коврах. Сухой воздух в зимний период вызывает растрескивание и деформацию столов и панельной обшивки, увеличению хрупкости высушенных ковровых волокон, увеличивается содержание пыли в воздухе. Благодаря регулированию влажности параметры воздуха в помещении существенно улучшаются. Снижается уровень концентрации пыли благодаря меньшей хрупкости волокон и более эффективной фильтрации разбухших от влаги частиц пыли.

Производство микросхем: Современные микросхемы с каждым днем становятся все меньше, производители говорят уже о размерах не в микронах, а в ангстремах! Даже незначительное изменение размеров кремниевой пластины при фотомаскировании приводит к относительному смМузеи: Очевидно, что из-за высокой стоимости произведений искусства стабильность требуемых параметров окружающей среды играет немаловажную роль при их долгосрочном хранении. Художники часто говорят о том, что изменение размеров картин приводит к образованию трещин. Дерево, холст и пергамент при сухом воздухе моментально портятся, становятся хрупкими и начинают растрескиваться. Многие передвижные выставки заранее оговаривают требуемый уровень влажности как одно из условий открытия выставки. Военная промышленность: на заводах таких компаний, как Boeing, McDonnel Douglas, Hughes Aircraft и Lockheed, регулирование уровня влажности стало первостепенной задачей после внедрения новых технологий "Стелс". Противорадарное покрытие весьма чувствительно к деформациям в процессе сушки, потому что в результате слишком быстрого процесса высыхания верхнего слоя покрытия образуются трещины, через которые незащищенный металл отражает радиолокационные сигналы.

Первый запущенный в космос челнок потерял несколько теплозащитных плиток по возвращении на землю. Проблема заключалась в том, что была нарушена технология нанесения клея, используемого для крепления этих плиток, по причине плохого контроля уровня влажности в производственном помещении: воздух был пересушен.

Хранение продуктов питания: Мясо может сохранять свой естественный красный цвет БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ НИТРАТОВ, если его хранить в специальных морозильных камерах с повышенным уровнем влажности. Если овощ или фрукт потеряет достаточно много влаги, то клетки сморщатся и никакое увлажнение уже не поможет, поэтому так важно контролировать уровень влажности в местах хранения продуктов до момента их покупки. Яйца теряют до 50 % веса при хранении в сухом месте, поскольку скорлупа является пористым материалом. В инкубаторах сухость воздуха приводит к потере до 25% выводка, и даже после вылупления очень быстрый процесс испарения влаги может привести к испарительному переохлаждению и гибели цыплят. Животные: В зоопарках также понимают важность соблюдения требуемого уровня влажности для приматов и других животных. Зимний сухой воздух нарушает нормальное состояние кожи этих животных, что отрицательно сказывается на их способности к спариванию.

2. Проблема статического электричества

Процесс образования статического электричества резко падает при поддержании уровня влажности выше 35 %. Существует очень много отраслей промышленности, где людям приходится сталкиваться с этой проблемой. Компьютерные залы: Очевидно, что низкий уровень влажности в компьютерном з может вызвать разрушение памяти и элементов микросхем. Достаточно совмещения двух факторов -сухого воздуха и мохерового свитера на одном из сотрудников - чтобы процессор компьютера вышел из строя. Высокоскоростные принтеры могут также стать причиной выхода компьютеров из строя из-за накопления статического заряда на движущихся листах бумаги.

Полиграфия: Помимо проблемы гигроскопичности бумаги во время процесса печати возникает проблема статического электричества. В результате воспламенения паров от статического разряда в чернильных картриджах печатного станка может загореться растворитель. Газетный печатный станок при прохождении через него бумаги может накапливать на валу статический заряд до 2 000 000 В. Этот побочный электрический заряд может пройти не только через бумажное полотно, движущееся через печатный станок, но при уходе в землю задеть оператора станка. Полимерные пленки: Производство полимерных пленок нуждается в регулировании уровня влажности для решения проблем статического электричества, из-за которого происходит налипание пыли на пленку, а также прилипание самой пленки к валикам и частям оборудования. Фотопленки: Большинство промышленных фотолабораторий оснащено системами увлажнения для устранения статического разряда, в результате которого происходит засветка пленки. Это особенно важно при проявлении медицинских рентгеновских снимков.

Производство пороха: Проблема настолько очевидна, что комментарии не требуются.

3. Необходимость создания комфортных условий

Создание комфортных условий не всегда является приоритетной задачей руководителей, но становится все более насущной проблемой. При нормальной влажности помимо устранения дегазации материалов и снижения концентрации пыли, улучшается самочувствие людей. При поддержании нормальной влажности воздуха в помещении люди легче переносят понижение температуры, и это позволяет сэкономить затраты на выработку тепловой энергии, необходимой для обогрева помещения.

Новым источником проблем в современном офисе стало изобретение контактных линз. Линзы обладают достаточной гигроскопичностью. Если воздух очень сухой, они быстро высыхают и деформируются, вызывая неприятные ощущения, а образующаяся на поверхности глазного яблока вязкая пленка способствует ускоренному росту белков и бактерий. Исследования глазных инфекций, возникающих при ношении контактных линз, показывают существенный рост числа этих заболеваний в зимний период.Вначале приводит к накоплению статических зарядов, разряд которыхещению маски на 2 мм. А обычное шелушение человеческой кожи в таком помещении может привести к катастрофическим последствиям. Если микросхему сравнить с Нью-Йорком, то одна единственная чешуйка уничтожит Манхеттен, Бронкс, Гарлем и Куинс вместе взятые. Таким образом, уровень влажности теперь играет важную роль при производстве современной техники. Точное литье по выплавляемым моделям (при производстве деталей реактивных двигателей): Объектом внимания здесь служит не конечный продукт, а гигроскопические материалы, используемые в технологическом процессе. В точном литье сначала выполняют восковую матрицу детали и затем окунают ее в фарфор. Во время сушки и отвердевания фарфора и воска, фарфор даст бόльшую усадку, чем воск, если воздух будет слишком сухим, и на модели появятся трещины. При заливке жидкий металл повторит все эти трещины и в результате получится бракованная отливка, которая не поддается исправлению.