DE4309096A1 - Process for recovery of a liquid dissolved in a wash bath - Google Patents
Process for recovery of a liquid dissolved in a wash bathInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung einer in einem Spülbad gelösten Flüssigkeit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for recovering a in a rinsing bath dissolved liquid according to the preamble of claim 1.
Ein Verfahren dieser Art ist beschrieben in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 43 02 115.A method of this kind is described in the unpublished German Patent application P 43 02 115.
Dort wird ein Bad beschrieben, bestehend aus Glykoläthern, das zur Reinigung von Leiterplatinen dient, die von Lötmitteln und/oder Flußmittelrückständen zu befreien sind. In dem Glykolätherbad, dessen Reinigungswirkung mit Ultraschall verstärkt werden kann, werden die Leiterplatinen eingetaucht. Das Bad wird auf einer Tempe ratur von ca. 40 bis 50°C gehalten.There a bath is described, consisting of glycol ethers, which is used for cleaning Printed circuit boards are used to remove solder and / or flux residues are. In the glycol ether bath, the cleaning effect of which is reinforced with ultrasound circuit boards are immersed. The bath is on a tempe temperature of approx. 40 to 50 ° C.
Nach der Reinigung werden die Platinen in einen zweiten Behälter eingetaucht, in dem sie mit Spülwasser von den Glykoläthern befreit werden. Durch die Verschleppung von Glykoläthern in das Wasserbad im zweiten Behälter steigt die Konzentration der Glykoläther in dem zweiten Behälter allmählich an.After cleaning, the boards are immersed in a second container in which they are freed from the glycol ethers with rinse water. By the procrastination The concentration of glycol ethers in the water bath in the second container increases Glycol ether gradually in the second container.
Die Platinen können nach dem Spülvorgang in dem zweiten Behälter in einen dritten Wasserbehälter zur weiteren Reinigung eingebracht werden und anschließend im Luftstrom, vorzugsweise im geheizten Luftstrom, getrocknet werden.After the flushing process, the boards can be placed in a third in the second container Water containers are introduced for further cleaning and then in the Air flow, preferably in a heated air flow, are dried.
Um in einem geschlossenen Kreislauf die in den zweiten Behälter rückgeführte Reini gungsflüssigkeit wiederzugewinnen, ist in der deutschen Patentanmeldung P 43 02 115 vorgeschlagen, Spülbad und Reinigungsflüssigkeit, hier die Glykoläther, mit Hilfe einer Membran zu trennen und die Reinigungsflüssigkeit in den ersten Behälter zu rückzuführen.In a closed circuit, the reini returned to the second container recovery liquid is in German patent application P 43 02 115 suggested rinsing bath and cleaning liquid, here the glycol ether, with the help separate a membrane and add the cleaning fluid to the first container return.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Möglichkeit der Rückgewinnung der Flüssigkeit im zweiten Behälter vorzuschlagen. The object of the invention is to provide an alternative way of recovering the To propose liquid in the second container.
Die Aufgabe wird gelöst durch Anspruch 1.The object is achieved by claim 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in dem zweiten Behälter die darin befindliche Flüssigkeit, die ein Gemisch aus der aus dem ersten in den zweiten Behälter ver schleppten Flüssigkeit und der Flüssigkeit des Spülbades ist, in einem Kreislauf um gewälzt wird. Dabei durchläuft dieses Gemisch einen Verdampfer, vorzugsweise einen Vakuumverdampfer, in dem auf Grund des unterschiedlichen Siededrucks und Siede punktes die beiden Flüssigkeiten voneinander getrennt werden. Die aus dem ersten Behälter verschleppte Flüssigkeit wird in diesen zurückgeführt, die Spülflüssigkeit kann am Ende des Kreislaufes wieder in den zweiten Behälter zurückfließen.According to the invention it is provided that the one located in the second container Liquid containing a mixture of the ver from the first into the second container entrained liquid and the liquid of the rinsing bath is in a cycle is rolled. This mixture passes through an evaporator, preferably one Vacuum evaporator in which due to the different boiling pressure and boiling point the two liquids are separated from each other. The one from the first Carried liquid is returned to this, the rinsing liquid can flow back into the second container at the end of the cycle.
In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, in denen in vorteilhafter Weise ein Synergieeffekt erzielt wird.Preferred embodiments of the invention are in the subclaims Process described in which a synergy effect is achieved in an advantageous manner becomes.
So ist ein zweiter Kreislauf der Spülflüssigkeit in dem zweiten Behälter vorgesehen, in dem zur Verbesserung der Spülwirkung die Spülflüssigkeit mit hoher Strömungsge schwindigkeit umgewälzt wird. In diesen Kreislauf wird eine Wasserstrahlpumpe ein gebracht, die somit zugleich zur Erzielung des Unterdrucks in dem Vakuumverdamp fer eingesetzt wird. Dementsprechend wird der Unterdruck des Vakuumverdampfers ohne zusätzliche Energiezufuhr, sozusagen als Abfallprodukt der ohnehin vorhande nen Ressourcen, erzeugt.A second circuit of the rinsing liquid is thus provided in the second container, in to improve the washing effect, the washing liquid with a high flow rate speed is circulated. A water jet pump is placed in this circuit brought, which at the same time to achieve the negative pressure in the vacuum evaporator fer is used. Accordingly, the vacuum of the vacuum evaporator without additional energy supply, so to speak as a waste product that already exists resources.
Ein Nebeneffekt in dieser Version ist, daß durch die von der Wasserstrahlpumpe aus dem Vakuumverdampfer abgesaugte Luft die Turbulenzen in der Spülflüssigkeit ver größert werden und somit die Spülwirkung weiter vergrößert wird.A side effect in this version is that from the water jet pump Air extracted from the vacuum evaporator verifies the turbulence in the rinsing liquid be enlarged and thus the washing effect is further increased.
In einer weiteren Ausgestaltung läßt sich die Wirkung des Vakuumverdampfers da durch verbessern, daß zugleich Wärme zugeführt wird.In a further embodiment, the effect of the vacuum evaporator can be there by improving that heat is supplied at the same time.
Vorteilhafterweise ist, wie in der deutschen Patentanmeldung P 43 02 115 beschrie ben, im ersten Behälter ein Ultraschallgeber eingesetzt, der die Reinigungswirkung der in diesem Behälter befindlichen Flüssigkeit verstärkt. Der Betrieb des Ultraschallge bers führt zugleich zu einer Erwärmung der Flüssigkeit in dem ersten Behälter, und die dabei anfallende Abwärme kann zur Unterstützung der Verdampfungsgeschwin digkeit in dem Vakuumverdampfer verwendet werden. Somit kann im Idealfall die ohnehin dem Gesamtsystem zugeführte Energie dazu eingesetzt werden, die Abtren nung der Flüssigkeit aus dem Spülbad zu erzielen.It is advantageous, as described in German patent application P 43 02 115 ben, an ultrasound transmitter is used in the first container, which the cleaning effect of Liquid contained in this container reinforced. Operation of the ultrasound ge bers also leads to heating of the liquid in the first container, and the resulting waste heat can support the evaporation rate be used in the vacuum evaporator. Ideally, the energy already supplied to the overall system can be used for the deductions the liquid from the rinsing bath.
Die Reinigung der Flüssigkeit in dem ersten Behälter kann in bevorzugter Weise da durch durchgeführt werden, daß in einem dritten Kreislauf die Flüssigkeit des ersten Behälters über eine Membran geführt wird. Die Rückstände in der Flüssigkeit des er sten Behälters können die Membran nicht passieren und sammeln sich vor ihr, wo sie abgeführt werden. Die in dem Vakuumverdampfer rückgewonnene und in den ersten Behälter zurückzuführende Flüssigkeit kann nun genau in diesen dritten Kreislauf stromaufwärts der Membran eingespeist werden, so daß die zurückgeführte Flüssig keit vor dem Wiedereintritt in den ersten Behälter die Membran passiert und zusätz lich gesäubert wird.The cleaning of the liquid in the first container can preferably be done there be carried out by that in a third circuit the liquid of the first Container is guided over a membrane. The residue in the liquid of the he Most containers cannot pass through the membrane and collect in front of it, where it is be dissipated. The recovered in the vacuum evaporator and in the first Liquid to be returned can now enter this third cycle be fed upstream of the membrane, so that the returned liquid Before re-entry into the first container, the membrane passes through and additional is cleaned.
Als Membran hat sich dabei eine Keramikmembran als geeignet erwiesen.A ceramic membrane has proven to be suitable as the membrane.
Um den Aufwand der Rückgewinnung zu verringern, ist es vorteilhaft, in dem zweiten Behälter statt eines Bades mit größeren Mengen an Spülflüssigkeit eine Sprüheinrich tung vorzusehen, mit Hilfe derer die Flüssigkeit aus dem ersten Bad abgespült wird. Der Trennungsaufwand wird dadurch deutlich verringert, da sehr viel geringere Men gen der Vakuumverdampfung unterworfen werden müssen.To reduce the effort of recovery, it is advantageous in the second Containers instead of a bath with larger amounts of rinsing liquid are sprayers device to be used to rinse off the liquid from the first bath. The separation effort is significantly reduced because of the much smaller menu must be subjected to vacuum evaporation.
Eine praktische Verwendung der Erfindung ist die eingangs beschriebene Säuberung von Leiterplatten in einem Gemisch aus Glykoläthern, wobei nachgeschaltet in Spül bädern die Glykoläther wieder von den Leiterplatten entfernt werden.A practical use of the invention is the cleaning described at the beginning of printed circuit boards in a mixture of glycol ethers, followed by rinsing the glycol ethers are removed from the circuit boards.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine erste Anlage für das erfindungsgemäße Verfahren, und Fig. 1 shows a first plant for the method according to the invention, and
Fig. 2 eine zweite Ausgestaltung der Anlage. Fig. 2 shows a second embodiment of the system.
In Fig. 1 ist ein erster Behälter 18 dargestellt, in dem sich eine Flüssigkeit 10 befin det. Dabei handelt es sich bei dem geschilderten Anwendungsfall um ein Glykoläther gemisch, das je nach Zusammensetzung einen Siedepunkt von mindestens 120°C, ge gebenenfalls bis ca. 220°C aufweist. Zu reinigende Gegenstände können Leiterplati nen sein, die nach der Montage von Halbleitern und elektronischen Bauteilen verlötet wurden und jetzt von den Lötmitteln und Flußmittelrückständen zu befreien sind. An dere Anwendungsgebiete sind mechanische oder optische Teile, die in dem Bad 10 im Behälter 18 entfettet werden.In Fig. 1, a first container 18 is shown, in which a liquid 10 is det. The application described is a glycol ether mixture which, depending on the composition, has a boiling point of at least 120 ° C, possibly up to approx. 220 ° C. Objects to be cleaned can be printed circuit boards that were soldered after the assembly of semiconductors and electronic components and are now to be freed from the solder and flux residues. Other areas of application are mechanical or optical parts that are degreased in the bath 10 in the container 18 .
Ein Ultraschallgeber 24 ist dargestellt, er dient der Unterstützung der Reinigungswir kung. Sein Betrieb führt, wie weiter unten noch zu erläutern ist, aufgrund der zuge führten und von ihm wieder abgestrahlten Energie zu einer Erwärmung des Bades 10.An ultrasonic transmitter 24 is shown, it serves to support the cleaning effect. Its operation leads, as will be explained further below, to heating of the bath 10 due to the energy supplied and radiated by it again.
Nach der Reinigung der im Bad 10 für eine gewisse Zeit verbliebenen Gegenstände werden diese in den Behälter 20 überführt, in dem sich ein Spülbad 12 befindet. Im vorliegenden Falle handelt es sich dabei um Wasser. Im Laufe des Betriebes werden Glykoläther mit den herausgenommenen Gegenständen in das Bad 12 im Behälter 20 verschleppt. Aus diesem Grunde ist ein dritter Behälter 22 vorgesehen, der ebenfalls ein Spülbad 14 enthält, hier wieder aus Wasser. Da dieser Teil der Anlage, ebenso wie die Trocknungsstation 16 für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung ohne Be deutung ist, ist auf eine detaillierte Darstellung der Wirkungsweise dieses Teiles ver zichtet worden, es wird verwiesen auf die nicht vorveröffentlichte europäische Patent anmeldung 92 113 503, in der ein derartiger Aufbau dargestellt ist, insbesondere die Rückgewinnung von Reinigungsflüssigkeit über Adsorberharze beschrieben ist.After cleaning the objects remaining in the bath 10 for a certain time, they are transferred to the container 20 in which there is a rinsing bath 12 . In the present case, it is water. In the course of operation, glycol ethers with the objects removed are carried off into the bath 12 in the container 20 . For this reason, a third container 22 is provided, which also contains a rinsing bath 14 , here again made of water. Since this part of the system, as well as the drying station 16 for the explanation of the present invention is irrelevant, a detailed description of the operation of this part has been omitted, reference is made to the unpublished European patent application 92 113 503, in such a structure is shown, in particular the recovery of cleaning liquid is described via adsorber resins.
Dem Behälter 18 mit der Reinigungsflüssigkeit 10 ist ein Kreislauf 26 zugeordnet, mit Hilfe dessen die Reinigungsflüssigkeit umgewälzt und über eine Keramikmembran 30 in einer Mikrofiltrationskammer 28 geführt wird. Die Reinigungsflüssigkeit 10 kann die Keramikmembran passieren, die Verunreinigungen werden somit abfiltriert und, wie schematisch dargestellt, in einem Behälter 32 aufgefangen und entsorgt.A circuit 26 is assigned to the container 18 with the cleaning liquid 10 , with the aid of which the cleaning liquid is circulated and guided over a ceramic membrane 30 in a microfiltration chamber 28 . The cleaning liquid 10 can pass through the ceramic membrane, the impurities are thus filtered off and, as shown schematically, collected in a container 32 and disposed of.
Auch dem Behälter 20 mit der Spülflüssigkeit 12 sind Kreisläufe zugeordnet, ein Kreislauf 34 dient der Umwälzung der Spülflüssigkeit, wodurch die Reinigungswir kung verbessert wird und Konzentrationen der verschleppten Reinigungsflüssigkeit vermieden werden. Dazu ist eine hier nicht dargestellte Pumpe dem Kreislauf zuge ordnet, die für einen Durchsatz im vorliegenden Falle von etwa 50 l/min sorgt. Damit kann der Inhalt des Behälters 12, der etwa 50 l beträgt, einmal pro Minute umgewälzt werden.Circuits are also assigned to the container 20 with the rinsing liquid 12 , a circuit 34 serves to circulate the rinsing liquid, whereby the cleaning effect is improved and concentrations of the carried-over cleaning liquid are avoided. For this purpose, a pump, not shown here, is assigned to the circuit, which ensures a throughput in the present case of about 50 l / min. The contents of the container 12 , which is approximately 50 l, can thus be circulated once per minute.
Ein weiterer Kreislauf 36 ist vorgesehen, der der Rückgewinnung der verschleppten Reinigungsflüssigkeit dient. Dazu wird in diesem Kreislauf der Inhalt des Bades 12 durch einen Vakuumverdampfer geleitet. In diesem Verdampfer wird ein Unterdruck von etwa 200 mbar eingestellt, der durch eine Wasserstrahlpumpe 38, die durch den Kreislauf 34 betrieben wird, erzeugt wird. Da die Siedepunkte der Glykoläther je nach Zusammensetzung im Bereich zwischen 120°C und 230°C liegen, lassen sich die Glykoläther von dem Wasser trennen. Das Wasser wird als Dampf, der wieder kon densiert, zurückgeführt in den Behälter 20, die Glykoläther werden über eine Leitung 42 in den Behälter 18 gebracht.Another circuit 36 is provided, which is used to recover the carried-over cleaning liquid. For this purpose, the content of the bath 12 is passed through a vacuum evaporator in this circuit. In this evaporator, a negative pressure of about 200 mbar is set, which is generated by a water jet pump 38 , which is operated by the circuit 34 . Since the boiling points of the glycol ethers are between 120 ° C and 230 ° C, depending on their composition, the glycol ethers can be separated from the water. The water is returned as vapor, which condenses again, back into the container 20 , the glycol ethers are brought into the container 18 via a line 42 .
Diese Leitung 42 mündet in den Kreislauf 26 des ersten Behälters 18, und zwar in ei ne Stelle, die stromauf der Keramikmembran 30 liegt. Auf diese Weise ist sicherge stellt, daß der in den Behälter 20 gelangte Schmutz, der bei der Verdampfung des Wassers im Vakuumverdampfer ebenso wie die Glykoläther zurückbleibt und mit die sen wieder zurückgeführt wird in den Behälter 18, nicht in das Bad 10 gelangt, son dern vorher bereits die Keramikmembran 30 in der Mikrofilterstation 28 wirksam wird und auch diesen Schmutz ausfiltert.This line 42 opens into the circuit 26 of the first container 18 , specifically in a position upstream of the ceramic membrane 30 . In this way it is sichge that the dirt that got into the container 20 , which remains in the evaporation of the water in the vacuum evaporator as well as the glycol ether and is returned with the sen in the container 18 , does not get into the bath 10 , but son the ceramic membrane 30 already takes effect in the microfilter station 28 and also filters out this dirt.
Nun reicht aber allein der Unterdruck in dem Vakuumverdampfer nicht hin, um die beabsichtigte Trennung zu erzeugen, vielmehr ist noch Wärmezufuhr zumindest er wünscht. Das Bad 10 stellt sich auf eine Temperatur von ca. 40 bis 50°C ein, die für die Reinigungswirkung optimal ist. Durch die Ultraschallerzeugung in dem Geber 24 jedoch wird weitere Energie hinzugeführt. Diese kann, beispielsweise durch einen Wärmetauscher, wieder abgegeben werden und dient zur Erwärmung des Gemisches im Kreislauf 36, so daß die Verdampfungswirkung unterstützt wird.Now, however, the vacuum in the vacuum evaporator alone is not sufficient to produce the intended separation; rather, heat is at least still desired. The bath 10 adjusts itself to a temperature of approx. 40 to 50 ° C, which is optimal for the cleaning effect. However, additional energy is added by the ultrasound generation in the transmitter 24 . This can be released again, for example by means of a heat exchanger, and is used to heat the mixture in the circuit 36 , so that the evaporation effect is supported.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Fig. 2 ist vorgesehen, daß der Kreislauf 34, der mit dem oben genannten hohen Durchsatz arbeitet, an seiner Aus trittsstelle eine Düse 44 aufweist, aus der die Spülflüssigkeit austritt. Die zu reinigen den Gegenstände können hier abgesprüht werden, was zu einer hohen Spülwirkung führt. Zugleich ist die Menge des benötigten Spülbades deutlich geringer, was durch den Flüssigkeitsspiegel 46 angedeutet ist. Damit ist die Menge des im Vakuumver dampfer zur Trennung zu verdampfenden Wassers deutlich weniger, nur etwa 10 bis 20% der Menge nach der Ausführungsform in Fig. 1, so daß die Trennung von Reinigungsflüssigkeit und Spülflüssigkeit mit sehr viel geringerem Aufwand zu be werkstelligen ist.In a further embodiment of the invention in Fig. 2 it is provided that the circuit 34 , which works with the above-mentioned high throughput, has at its exit point a nozzle 44 from which the flushing liquid emerges. The objects to be cleaned can be sprayed off here, which leads to a high rinsing effect. At the same time, the amount of rinsing bath required is significantly less, which is indicated by the liquid level 46 . So that the amount of evaporator in the vacuum to be evaporated water is significantly less, only about 10 to 20% of the amount according to the embodiment in Fig. 1, so that the separation of cleaning liquid and rinsing liquid can be done with much less effort.
Wichtig für das beschriebene Verfahren ist, daß es dadurch ermöglicht wird, alle ver schleppte Reinigungsflüssigkeit zurückzugewinnen und somit einen Prozeß darzustel len, in dem weder Spülflüssigkeit, hier Wasser, erneuert werden muß noch Reini gungsmittel, hier Glykoläther, in die Umwelt abgegeben werden. Auch verunreinigtes Wasser gelangt nicht aus dem Kreislauf heraus und muß nicht entsorgt werden. Somit ist der Prozeß sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich vorteilhaft.It is important for the described method that it enables all ver recovered trailed cleaning fluid and thus represent a process len, in which neither rinsing liquid, here water, has to be replaced nor Reini agents, here glycol ether, are released into the environment. Also contaminated Water does not come out of the circuit and does not have to be disposed of. Consequently the process is both ecologically and economically advantageous.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, daß man
das Spülbad (12) mit den gelösten Anteilen der Flüssigkeit (10) in niedriger Kon zentration in einem ersten Kreislauf (36) umwälzt,
in dem ersten Umwälzkreislauf (36) einen Vakuumverdampfer (40) vorsieht,
mit dem Vakuumverdampfer (40) die gelöste Flüssigkeit (10) von der Spülflüssig keit (12) trennt, und
diese im Vakuumverdampfer (40) gewonnene Flüssigkeit (10) in den ersten Behäl ter (18) zurückführt.1. A method for recovering a liquid ( 10 ) dissolved in a rinsing bath ( 12 ), a first container ( 18 ) containing this liquid ( 10 ) in high concentration and a second container ( 20 ) the rinsing bath ( 12 ) with portions of the liquid ( 10 ) in lower concentration, and wherein the boiling point of one liquid, preferably that of the rinsing liquid ( 12 ), is lower than the boiling point of the other liquid, preferably that of the dissolved liquid ( 10 ),
characterized in that one
circulates the rinsing bath ( 12 ) with the dissolved portions of the liquid ( 10 ) in a low concentration in a first circuit ( 36 ),
a vacuum evaporator ( 40 ) is provided in the first circulation circuit ( 36 ),
with the vacuum evaporator ( 40 ) separates the dissolved liquid ( 10 ) from the rinsing liquid ( 12 ), and
this liquid ( 10 ) recovered in the vacuum evaporator ( 40 ) is returned to the first container ( 18 ).
dem ersten Behälter (18) ein dritter Kreislauf (26) zugeordnet ist, in dem die Flüs sigkeit (10) im ersten Behälter (18) umgewälzt wird,
in dem Kreislauf (26) eine semipermeable Membran (30) vorgesehen ist, die die Flüssigkeit (10) passieren läßt und Verunreinigungen zurückhält,
die Verunreinigungen zur Entsorgung (32) abgeführt werden, und
die im Vakuumverdampfer (40) zurückgewonnene Flüssigkeit (10) in den dritten Kreislauf (26) stromaufwärts der Membran (30) eingespeist wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
the first container ( 18 ) is assigned a third circuit ( 26 ) in which the liquid ( 10 ) is circulated in the first container ( 18 ),
a semipermeable membrane ( 30 ) is provided in the circuit ( 26 ) which allows the liquid ( 10 ) to pass through and retains impurities,
the contaminants are removed for disposal ( 32 ), and
the liquid ( 10 ) recovered in the vacuum evaporator ( 40 ) is fed into the third circuit ( 26 ) upstream of the membrane ( 30 ).
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