Verdunstung von Kühlschmierstoffen

Verdunstungseinflüsse auf die Aerosolmesstechnik bei der Bewertung von Kühlschmierstoffabscheidern KSS Absauganlagen Gasphase Dampf Ausgasen

Verdunstungseinflüsse auf die Abscheidewirkung von Absauganlagen

Beim Arbeiten mit Kühlschmierstoffen (KSS) verdunstet im Bearbeitungsprozess kontinuierlich Wasser. Dieser Dampf kann derzeit von keinem Aerosolnebelabscheider abgeschieden werden. Das bedeutet, dass regelmäßig Wasser nachgefüllt werden muss, um die Emulsion stabil zu halten. Wichtig dabei ist, den prozentualen Anteil des KSS-Konzentrats im Wasser in festen Abständen zu überprüfen. Hierfür eignet sich ein Refraktometer, mit dem sich die Konzentration schnell und präzise bestimmen lässt.

Der Verdunstungseinfluss auf den gemessenen Abscheidegrad der Absaugung ist vernachlässigbar klein

Es lässt sich sagen, dass beim Verdunstungsprozesses des Kühlschmierstoffes zuerst das Wasser, auf Grund des hohen Anteils an leicht flüchtigen Stoffen, verdunstet. Das im KSS vorhandene Öl (synthetisches Öl oder Mineralöl) ist allerdings so schwer flüchtig, dass der Verdunstungseinfluss auf die Abscheidewirkung der Absauganlage vernachlässigbar klein ist.

Einfluss der Verdunstung auf die Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen

Kommt flüssiger Kühlschmierstoff (KSS) mit der Umgebungsluft in Berührung, verdunstet ein Teil der Flüssigkeit, bis ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen Flüssigkeit und Dampf erreicht ist. In diesem Zustand ist die Luft mit Dampf gesättigt. Durch die Verdunstung verändert sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit. Der Anteil der leicht flüchtigen Stoffe nimmt ab, da das Wasser zuerst verdunstet. Gleichzeitig steigt der Anteil der schwerer flüchtigen Bestandteile an. In der Gasphase sind überwiegend die leicht flüchtigen Komponenten enthalten.

Für eine detaillierte Betrachtung der Verdunstungseinflüsse auf die Aerosolmesstechnik empfehlen wir die vollständige Ausarbeitung von D. Nagel, R. Stockmann und K. Schaber. Diese wurde 2007 unter dem Titel Berechnung der Verdunstungseinflüsse auf die Aerosolmesstechnik bei der Bewertung von Kühlschmierstoffabscheidern in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft veröffentlicht.

Abscheidegrade in Abhängigkeit unterschiedlicher Parameter

Ein detaillierter Vergleich zeigt, dass die Unterschiede zwischen den Abscheidern vor allem bei der Feinstaerosolkonzentration und der Dampfphase sichtbar werden. Bei der Partikelmasse und der Gesamtkonzentration an Kühlschmierstoffen bleiben die Differenzen hingegen gering.

Während Zentrifugal- und Filterabscheider kleinere Partikel meist passieren lassen, zeigt der elektrostatische Abscheider eine höhere Abscheideleistung. Eine Abscheidung des KSS-Dampfes konnte allerdings bei keinem der getesteten Abscheider nachgewiesen werden.

Hier ist ein kurzer Auszug aus dem BGIA-Report (3.4.4):
„Durch die optimierten Abscheidebedingungen beim Einsatz des elektrostatischen Abscheiders ist eine sehr gute Aerosolabscheidung gegeben, sodass hinter dem Abscheider im Reingas nur noch sehr wenige Aerosole vorhanden sind, die die KSS-Dampfkonzentration erhöhen können und dadurch scheinbar eine KSS-Dampfabscheidung bewirken.“

Für ausführlichere Informationen werfen Sie einen Blick in den vollständigen BGIA-Report „Absaugen und Abscheiden von Kühlschmierstoffemissionen an geschlossenen Werkzeugmaschinen“.