عوامل تأثير گذار بر تهیه و توليد آب مصرفی مناسب دستگاه های چاپ و چاپخانه ها

در این مقاله سعی بر این است که به صورت مختصر و چکیده مروری بر عوامل تأثير گذار بر تهیه و توليد آب مناسب دستگاه های چاپ و چاپخانه ها اشاره شود.

عوامل و فرآیندهای تاثیر پذیر از آب مصرفی در دستگاه های چاپ از جمله سیستمهای خنک کننده مانند سیستم گردش آب نوردها و سیستم خنک کننده لامپ های یووی و خنک کننده سیرکولاتور محلول رطوبت دهی (داروی آب) می باشند.
از این رو آب نقشی حیاتی در سلامت و همچنین کنترل فرایند دستگاه چاپ بازی می کند.
با توجه به ماهیت چاپ افست که متأثر از ترکیب مناسب آب و مرکب و بالانس آنها می باشد، کنترل و تنظیم فاکتور آب مصرفی در دستگاه های چاپ افست از اهمیت حیاتی برخوردار می باشد. توجه داشته باشید هدف استفاده از این سیستم ها علاوه بر کنترل فرایند چاپ، کاهش نرخ رسوب گذاری در کلیه سیستمهای مرتبط با آب و محافظت از اجزای دستگاه که شامل آلیاژهای کربن استیل، استینلس استیل، مس، برنج و … می باشند در جهت افزایش راندمان و طول عمر این سیستم ها می باشد.

خواص داروهای آب یا محلول رطوبت دهی در ماشین چاپ (Fountain Solution)

یکی از وظایف محلول رطوبت دهی در چاپ افست کمک به کاهش کشش سطحی جهت انتقال بهتر آب به مناطق آب دوست پلیت چاپی و کمک به تمیز نگه داشتن این مناطق به کمک ترکیبات موجود در محلول و الکل ایزوپروپیل می باشد.
از این رو انتقال مناسب و یکنواخت داروی آب مستلزم حضور آب با مشخصات قابل قبول جهت اختلاط با محلول رطوبت دهی می باشد.
محلولهای رطوبت دهی (دارو آب) نیاز به رسانایی الکتریکیconductivity و سختی مشخص می باشند لذا شرکتهای تولید کننده این محلول ها در گذشته محصولات متفاوتی با توجه به انواع سختی آب مختلف (نرم، سخت، متوسط) ارایه می کردند.
اما امروزه با توجه به امکان بهره برداری از سیستمهای تصفیه آب در چاپخانه می توان با تنظیم رسانایی الکتریکی آب ورودی تانک محلول رطوبت دهی یخچال به میزان ۱۰۰ الی ۶۰۰ میکروزیمنس بر سانتی متر و pH آب نرم (PW) بین ۷تا۹ (آب قبل از اختلاط با محلول رطوبت دهی) به میزان مناسب آن دست یافت.
استفاده از تجهیزات اندازه گیری کالیبره شده در اندازه گیری مشخصات آب مصرفی نقش مهمی در کنترل این پارامترها دارد. فاکتورهای قابل اندازه گیری آنلاین مانند رسانایی الکتریکی conductivity و pH آب، در محل استفاده سهولت و عمومیت بیشتری داشته و در خصوص اندازه گیری فاکتورهای بیشتر مانند سختی کل، یونهای موجود در آب و شفافیت آب و عوامل میکروبی محلول در آب نیاز به نمونه گیری و ارسال نمونه آب خام به آزمایشگاه های معتبر می باشد.
لذا در اختیار داشتن ترانزمیترهای آنلاین و قابل حمل و با قابلیت کالیبره شدن و همچنین رفرکتومتر جهت اندازه گیری درصد الکل محلول در آب سیستم خنک کننده در چاپخانه امری ضروری است. با در اختیار داشتن این موارد می توان به صورت دوره ای به علاوه بر اندازه گیری انحراف سنسورهای تجهیزات یخچال مانند الکواسمارت، الکوکنترل، pH متر و conductivity متر سیستم داخلی دستگاه چاپ، آنها را کالیبره نمود.
از آنجا که آب خام مصرفی در برخی نقاط از آب شهری و برخی نقاط دیگر از آب چاه یا دیگر آبهای زیرزمینی تهیه می شوند، بهتر است به صورت سالیانه آب مصرفی از لحاظ میکروبی و شیمیایی در آزمایشگاه های معتبر بررسی و تحلیل شوند تا از آسیب های بهداشتی به پرسنل و ایرادات کیفی و فنی از جمله تشکیل لایه های بیوفیلم و کربناته در ماشین آلات جلوگیری کرد.
با توجه به الزام استاندارد سازی پارامترهای مصرفی در چاپ و علی الخصوص آب مصرفی، به علت یکسان نبودن مشخصات و سختی آب ورودی در هر منطقه نیاز به تجهیز هر چاپخانه به سیستم تصفیه، تخلیص و گندزایی آب با مشخصات و ظرفیت تولید متناسب با آن مجموعه الزامی می باشد.
علاوه بر دستگاه های چاپ، دیگر مصارف هر مجموعه اعم از آب آشامیدنی سالم و آب صنعتی برای سیستم موتورخانه و تاسیسات، سیستمهای رطوبت زنی محیط چاپخانه، دستگاه های پیش از چاپ و دیگر تجهیزاتی که با آب خنک کاری یا شستشو می شوند، بابت رعایت الزامات بهداشتی، طول عمر بیشتر تجهیزات و بهبود کیفیت تولید می بایستی از آب مصرفی تصفیه شده برخوردار باشند.

نکات مهم در انتخاب نوع و ظرفیت دستگاه تصفیه:

در این قسمت به برخی از سیستمهای تصفیه آب در دسترس اشاره میکنیم:

سختی گیرهای مغناطیسی و الکترومغناطیسی:

ماهیت کارکرد این نوع از سختی گیرها، صرفاْ تعدیل پتانسیل رسوب گذاری و یا طولانی کردن فرایند ترسیب با ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف لوله های انتقال سیال (میدان مغناطیسی ایجاد شده در محل نصب) می باشد که با نیروی جریان الکتریسیته در سیستمهای الکترومغناطیسی و نیروی قطبش در سیستمهای مغناطیسی مانع از ترسیب جامدات محلول در آب می شوند، اما رسوبات را به هیچ عنوان از بین نبرده و صرفا شکل ملکولهای یون رسوب گذار کربنات کلسیم را از شکل چند وجهی رسوب گذار “کلسیت” متاثر از میدان مغناطیسی به شکل مدور با چیدمان غیر رسوب گذار “آرگونیت” و با تمایل رسوب گذاری کمتر تبدیل می کند. پایداری این شکل مولکولی در بازه زمانی کوتاهی علی الخصوص در مجاورت سیال با تغییرات دما T به حالت اولیه بازگشته و به روند سابق باز می گردند، لذا گزینه مناسبی جهت سیستمهای تاسیسات و ماشین آلات تولیدی نمی باشند و ریسک رسوب گذاری در سیستم به صورت لحظه ای وجود خواهد داشت و امکان تهیه محلول داروی آب مناسب و بالانس آب و مرکب در ماشین چاپ وجود نخواهد داشت. ایجاد خوردگی لوله در محل نصب و عدم کارایی اینگونه سیستمها در آبهای با سختی بالا نیز از دیگر معایب آن می باشد.

سختی گیرهای رزینی:

در این سیستمها از ماده جاذب یونی (رزین تبادل یونی) جهت تبادل یون سدیم با یون کربنات کلسیم و منیزیم استفاده می شود که در محفظه استوانه ای مانند، اختلاط آب ورودی با رزین اتفاق می افتد. رزین ها به مرور در اثر جذب یونهای رسوب گذار اشباع شده و دیگر یونهای Na+ برای تبادل در سطح رزین باقی نمانده و نیازمند به احیای یونی توسط محلول آب نمک خواهند بود. طی این فرایند علیرغم قطع فرایند تولید آب نرم، مقدار زیادی اتلاف آب و آلودگی سدیمی در محیط زیست خواهیم داشت. از معایب این نوع سیستمها، حجم بزرگ سیستم، راهبری بسیار سخت، مصرف بالای مواد شیمیایی و آلایندگی زیاد محیط زیستی آن و هزینه خرید و نگهداری بالای آن می باشد.

سیستمهای اسمز معکوس یا RO (Reverse Osmosis):

دستگاه اسمز معکوس RO از مرسوم ترین سیستم های تصفیه آب است که از قانون کلی اسمزی تمایل تراوش آب شیرین به سمت آب شور استفاده می کند. جهت معکوس سازی این فرایند با به کار گیری پمپ ایجاد فشار، آب خام را پس از گذراندن چند مرحله فیلتر پیش تصفیه و تزریق مواد شیمیایی از غشای نیمه تراوا با حفره های یک ده هزارم میکرون که فیلتر ممبران نامیده می شود با فشار عبور می دهند. چون تقریبا فقط آب خالص می تواند از غشاء عبور کند به این صورت آب خالص در یک طرف غشاء و آب تغلیظ شده از املاح در طرف دیگر بوجود می آید. این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است و در نتیجه عناصر با وزن کمتر از ۳۷ دالتون از منافذ غشاء عبور می کنند در حالی که مولکول های بزرگ تر قادر به عبور از غشاء نیستند. طی فرایند Reverse Osmosis، حدود ۹۵ تا ۹۹.۵ درصد نمک ها، املاح موجود در آب و آلودگی های بیولوژیک به صورت فیزیکی حذف می شوند.

دستاوردهای استفاده از سیستمهای RO

-مصرف انرژی کمتر نسبت به سیستمهای تقطیری، هزینه نگهداری پایین، حجم و سایز کوچک سیستم نسبت به روشهای دیگر، راهبری و نصب و راه اندازی آسان، مصرف پایین مواد شیمیایی نسبت به سیستمهای تبادل یونی و دائم کار بودن سیستم بدون نیاز به توقف های دوره ای، عدم عبور هرگونه میکروارگانیزم و پاتوژن از ممبران ها و امکان تولید آب با مشخصات فنی مطلوب و با ثبات و بهداشتی از مزایای این نوع سیستم ها می باشد.

محاسبه صحیح ظرفیت مورد نیاز مجموعه و تامین آب خام مورد نیاز:
مهم‌ترین موضوع در طراحی سیستمهای تصفیه آب ظرفیت سنجی مناسب این سیستمها نسبت به میزان مصرف “واحد /ساعت” می باشد. در این باره تخمین دقیق آب مصرفی ماشینهای چاپ با در نظر گرفتن تعداد دستگاه ها، میزان سرریز، تبخیر و کندانس مورد نیاز سیکلهای بسته خنک کاری، ظرفیت یخچالهای خنک کننده محلول رطوبت دهی و میزان تبخیر آنها، تعداد نفرات استفاده کننده از آب آشامیدنی و تاسیسات نیازمند به آب تصفیه مانند سیستمهای رطوبت دهی سالنهای تولید با در نظر گرفتن ضریب اطمینان به علاوه احتساب ظرفیت مازاد الزامی است.

نرخ بازیابی Recovery Rate :

با نگاه به سیر نزولی بارش ها و بحران کمبود آب در کشور و احترام به مسایل زیست محیطی، منطقی است طراحی سیستم تصفیه آب به گونه ای باشد که حداکثر نرخ منطقی بازیابی در سیستم تصفیه آب طبق گزارش نرم افزارهای طراحی RO در نظر گرفته شود.
شرکتهای سازنده با در نظر گرفتن المانهای موازی و سری ممبرانها و بازگرداندن مجدد پساب تولیدی در چرخه تصفیه به کاهش میزان پساب و افزایش نرخ تصفیه آب کمک می کنند. با این رویکرد در فصل های کم آب میتوان آب بیشتری ذخیره نمود و با مصرف کمتر آب کمک شایانی به محیط زیست نمود.

تعبیه پیش فیلترهای لازم:

الزام بررسی منبع آب خام ورودی و مشخصات و عوامل تاثیر گذار بر کیفیت آب خام ورودی مهمترین نکته در ثبات کیفیت آب تولیدی دستگاه تصفیه و سهولت نگهداری و سلامت آن می باشد. برای مثال در مکان هایی که از آب چاه به عنوان آب ورودی دستگاه تصفیه استفاده می شود، با توجه به احتمال نفوذ آبهای سطحی و آلودگی چاه های فاضلاب جذبی مجاور یا بالادستی و احتمال بالای میکروبی شدن بستر آبهای زیرزمینی را فراهم ساخته و پیش بینی و تعبیه پیش فیلترهای کاهنده گل و لای مانند دیسک فیلترها، فیلترهای کیسه ای، کارتریجی و حتی احداث حوضچه های آرامش، انعقاد و لخته سازی ، فیلترهای شنی sand filter و میکرونی جهت تعدیل عوامل آلودگی آب خام امری الزامی می باشد.
از آنجا که میکروارگانیسم ها در آب و محیط مخازن ذخیره آب و هر محلی از سیکل گردش آب که هر سه فاکتور رطوبت، تخلخل و دمای مناسب رشد فراهم باشد امکان تکثیر دارند، تعبیه فرایندهای بازدارنده مانند لامپ یووی UV مخصوص سیستمهای تصفیه آب در ابتدای مسیر ورودی آب خام به جهت جلوگیری از تکثیر آلودگی در مخازن الزامی می باشد. کنترل دوره ای عملکرد و در نظر گرفتن عمر مفید لامپ یووی و تامین برق مصرفی سالم و محافظت شده جهت ترانس آن نیز نکته ای مهم در عملکرد آن می باشد.
کلر موجود در آب خام مصرفی و حضور بیش از اندازه استاندارد آن (>0.2ppm) موجب از اکسید شدن سطح موثر غشاهای فیلتر ممبران می شود. لذا کنترل کلر موجود در آب و تعبیه فیلترهای کربن فعال در ورودی آب خام و تزریق سدیم متا بی سولفیت سدیم SMBS (در راستای حذف اکسیژن و نهایتا کاهش فعالیت اکسیداسیون یون کلر) نقش به سزایی در این خصوص دارد. در این باره توصیه می شود از کیت های اندازه گیری کلر به صورت دوره ای استفاده شود.
در انتهای بخش پیش تصفیه دستگاه RO نیز از فیلترهای میکرونی (۱-۵ میکرون) و فیلترهای کارتریجی جهت کاهش ذرات معلق و گل و لای می توان استفاده نمود که نحوه نگهداری، تعویض و شستشوی به موقع آنها امری الزامی بوده که به افزایش طول عمر ممبرانها کمک میکند.
جهت طراحی و ساخت دستگاه بر اساس نوع املاح موجود در آب خام ورودی نیاز به آزمایش آب خام ورودی توسط آزمایشگاه معتبر و جمع آوری و بررسی اطلاعات اولیه صحیح می باشد. لذا پس از محاسبه نیاز مصرفی هر مجموعه می توان با مراجعه به کتابچه های راهنمای ماشین چاپ و متعلقات آن مانند سیستم شستشو و غیره، مشخصات مورد نیاز را استخراج نموده تا به تامین کننده دستگاه آب شیرین کن (RO) ارائه شود.
در خصوص استاندارد آب آشامیدنی نیز می توان با مراجعه به جدول استاندارد سازمان بهداشت جهانی، مقادیر مجاز را مشاهده نمود.
تزریق نوع مناسب آنتی اسکالانت با توجه به میزان ریکاوری سیستم و کنترل تداوم تزریق آن در جهت کاهش پتانسیل رسوب گذاری یونهای خانواده کربنات کلسیم، رسوبات سولفات و از بین بردن کلوییدها جهت کاهش ایجاد ضریب ترسیب و گرفتگی بر روی ممبران ها و بهبود عملکرد و طول عمر آنها از الزامات نگهداری صحیح این سیستم ها می باشد.