यूवी कोटिंग तकनीक द्वारा वीओसी उत्सर्जन को समाप्त करना: एक केस स्टडी

माइकल केली, एलाइड फोटोकेमिकल, और डेविड हैगूड, फिनिशिंग टेक्नोलॉजी सॉल्यूशंस द्वारा
कल्पना कीजिए कि पाइप और ट्यूब निर्माण प्रक्रिया में लगभग सभी वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) को समाप्त किया जा सकता है, जो प्रति वर्ष हजारों पाउंड VOCs के बराबर है। साथ ही, कल्पना कीजिए कि उत्पादन गति तेज हो, उत्पादन क्षमता बढ़े और प्रति भाग/रैखिक फुट लागत कम हो।

उत्तर अमेरिकी बाज़ार में अधिक कुशल और अनुकूलित विनिर्माण की दिशा में आगे बढ़ने के लिए टिकाऊ विनिर्माण प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं। स्थिरता को कई तरीकों से मापा जा सकता है:
VOC में कमी
कम ऊर्जा खपत
अनुकूलित श्रम बल
उत्पादन की गति बढ़ाना (कम संसाधनों से अधिक उत्पादन)
पूंजी का अधिक कुशल उपयोग
इसके अलावा, उपरोक्त के कई संयोजन भी हो सकते हैं।

हाल ही में, एक प्रमुख ट्यूब निर्माता ने अपनी कोटिंग प्रक्रियाओं के लिए एक नई रणनीति लागू की। निर्माता द्वारा पहले इस्तेमाल किए जाने वाले कोटिंग प्लेटफॉर्म जल-आधारित थे, जिनमें VOCs की मात्रा अधिक होती थी और वे ज्वलनशील भी होते थे। लागू की गई टिकाऊ कोटिंग तकनीक 100% ठोस पराबैंगनी (UV) कोटिंग तकनीक थी। इस लेख में, ग्राहक की प्रारंभिक समस्या, UV कोटिंग प्रक्रिया, समग्र प्रक्रिया में सुधार, लागत बचत और VOC में कमी का सारांश प्रस्तुत किया गया है।
ट्यूब निर्माण में कोटिंग प्रक्रियाएं
निर्माता जल आधारित कोटिंग प्रक्रिया का उपयोग कर रहा था जिससे गंदगी फैलती थी, जैसा कि चित्र 1a और 1b में दिखाया गया है। इस प्रक्रिया से न केवल कोटिंग सामग्री बर्बाद होती थी, बल्कि इससे कारखाने में खतरा भी पैदा होता था जिससे VOC के संपर्क में आने और आग लगने का खतरा बढ़ जाता था। इसके अलावा, ग्राहक मौजूदा जल आधारित कोटिंग प्रक्रिया की तुलना में बेहतर कोटिंग प्रदर्शन चाहता था।

हालांकि कई उद्योग विशेषज्ञ जल-आधारित कोटिंग्स की तुलना सीधे यूवी कोटिंग्स से करते हैं, लेकिन यह तुलना व्यावहारिक नहीं है और भ्रामक हो सकती है। असल में, यूवी कोटिंग, यूवी कोटिंग प्रक्रिया का एक उपसमूह है।

चित्र 1. परियोजना सहभागिता प्रक्रिया

यूवी एक प्रक्रिया है
यूवी एक ऐसी प्रक्रिया है जो महत्वपूर्ण पर्यावरणीय लाभ, समग्र प्रक्रिया में सुधार, उत्पाद के बेहतर प्रदर्शन और प्रति लीनियर फुट कोटिंग लागत में बचत प्रदान करती है। यूवी कोटिंग परियोजना को सफलतापूर्वक लागू करने के लिए, यूवी को तीन मुख्य घटकों वाली प्रक्रिया के रूप में देखा जाना चाहिए – 1) ग्राहक, 2) यूवी अनुप्रयोग और उपचार उपकरण इंटीग्रेटर और 3) कोटिंग प्रौद्योगिकी भागीदार।

यूवी कोटिंग सिस्टम की सफल योजना और कार्यान्वयन के लिए ये तीनों ही महत्वपूर्ण हैं। तो आइए, समग्र परियोजना सहभागिता प्रक्रिया पर एक नज़र डालते हैं (चित्र 1)। अधिकांश मामलों में, इस प्रयास का नेतृत्व यूवी कोटिंग प्रौद्योगिकी भागीदार द्वारा किया जाता है।

किसी भी सफल परियोजना की कुंजी स्पष्ट रूप से परिभाषित जुड़ाव चरणों का होना है, जिसमें अंतर्निहित लचीलापन और विभिन्न प्रकार के ग्राहकों और उनके अनुप्रयोगों के अनुकूल होने की क्षमता हो। ये सात जुड़ाव चरण ग्राहक के साथ सफल परियोजना जुड़ाव का आधार हैं: 1) समग्र प्रक्रिया पर चर्चा; 2) निवेश पर लाभ (ROI) पर चर्चा; 3) उत्पाद विनिर्देश; 4) समग्र प्रक्रिया विनिर्देश; 5) नमूना परीक्षण; 6) RFQ / समग्र परियोजना विनिर्देश; और 7) निरंतर संचार।

इन चरणों का क्रमानुसार पालन किया जा सकता है, कुछ चरण एक साथ हो सकते हैं या इन्हें आपस में बदला जा सकता है, लेकिन सभी चरणों को पूरा करना अनिवार्य है। यह अंतर्निहित लचीलापन प्रतिभागियों के लिए सफलता की उच्चतम संभावना प्रदान करता है। कुछ मामलों में, यूवी प्रक्रिया विशेषज्ञ की सहायता लेना सर्वोत्तम हो सकता है, जिनके पास कोटिंग प्रौद्योगिकी के सभी रूपों में मूल्यवान उद्योग अनुभव हो, और सबसे महत्वपूर्ण बात, यूवी प्रक्रिया में मजबूत अनुभव हो। यह विशेषज्ञ सभी मुद्दों को सुलझा सकता है और कोटिंग प्रौद्योगिकियों का उचित और निष्पक्ष मूल्यांकन करने के लिए एक निष्पक्ष संसाधन के रूप में कार्य कर सकता है।

चरण 1. समग्र प्रक्रिया पर चर्चा
इस चरण में ग्राहक की वर्तमान प्रक्रिया के बारे में प्रारंभिक जानकारी का आदान-प्रदान किया जाता है, जिसमें वर्तमान लेआउट की स्पष्ट परिभाषा और सकारात्मक/नकारात्मक पहलुओं का स्पष्ट रूप से वर्णन शामिल होता है। कई मामलों में, एक पारस्परिक गोपनीयता समझौता (NDA) होना आवश्यक है। इसके बाद, प्रक्रिया सुधार के स्पष्ट लक्ष्य निर्धारित किए जाने चाहिए। इनमें निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं:
स्थिरता – वीओसी में कमी
श्रम में कमी और अनुकूलन
बेहतर गुणवत्ता
लाइन की गति में वृद्धि
फर्श की जगह में कमी
ऊर्जा लागतों की समीक्षा
कोटिंग सिस्टम की रखरखाव क्षमता – स्पेयर पार्ट्स आदि।
इसके बाद, इन पहचाने गए प्रक्रिया सुधारों के आधार पर विशिष्ट मापदंड परिभाषित किए जाते हैं।

चरण 2. निवेश पर प्रतिफल (आरओआई) पर चर्चा
परियोजना के प्रारंभिक चरण में ही उसके निवेश पर प्रतिफल (ROI) को समझना महत्वपूर्ण है। हालांकि परियोजना की मंजूरी के लिए आवश्यक स्तर की विस्तृत जानकारी देना जरूरी नहीं है, फिर भी ग्राहक को वर्तमान लागतों का स्पष्ट विवरण होना चाहिए। इसमें प्रति उत्पाद, प्रति लीनियर फुट आदि की लागत; ऊर्जा लागत; बौद्धिक संपदा (IP) लागत; गुणवत्ता लागत; संचालक/रखरखाव लागत; स्थिरता लागत; और पूंजी की लागत शामिल होनी चाहिए। (ROI कैलकुलेटर के लिए, इस लेख के अंत में देखें।)

चरण 3. उत्पाद विनिर्देश पर चर्चा
आज निर्मित होने वाले हर उत्पाद की तरह, बुनियादी उत्पाद विनिर्देश प्रारंभिक परियोजना चर्चाओं में ही तय कर लिए जाते हैं। कोटिंग अनुप्रयोगों के संदर्भ में, ये उत्पाद विनिर्देश समय के साथ उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विकसित होते रहे हैं और आमतौर पर ग्राहक की वर्तमान कोटिंग प्रक्रिया से पूरे नहीं हो रहे हैं। हम इसे "आज बनाम कल" कहते हैं। यह वर्तमान उत्पाद विनिर्देशों (जो वर्तमान कोटिंग से पूरे नहीं हो रहे हैं) को समझने और भविष्य की यथार्थवादी आवश्यकताओं को परिभाषित करने के बीच संतुलन बनाने का काम है (जो हमेशा एक संतुलनकारी कार्य होता है)।

चरण 4. समग्र प्रक्रिया विनिर्देश

चित्र 2. जल-आधारित कोटिंग प्रक्रिया से यूवी-कोटिंग प्रक्रिया में परिवर्तन करने पर उपलब्ध प्रक्रिया सुधार।

ग्राहक को मौजूदा प्रक्रिया को पूरी तरह से समझना और परिभाषित करना चाहिए, साथ ही मौजूदा प्रक्रियाओं के सकारात्मक और नकारात्मक पहलुओं को भी समझना चाहिए। यूवी सिस्टम इंटीग्रेटर के लिए यह समझना महत्वपूर्ण है, ताकि नई यूवी प्रणाली के डिजाइन में मौजूदा प्रक्रियाओं की सफलता और असफलताओं को ध्यान में रखा जा सके। यहीं पर यूवी प्रक्रिया महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, जिनमें कोटिंग की गति में वृद्धि, कम जगह की आवश्यकता और तापमान और आर्द्रता में कमी शामिल हैं (चित्र 2 देखें)। ग्राहक की विनिर्माण सुविधा का संयुक्त दौरा करना अत्यधिक अनुशंसित है और इससे ग्राहक की आवश्यकताओं और जरूरतों को समझने के लिए एक बेहतरीन ढांचा मिलता है।

चरण 5. प्रदर्शन और परीक्षण
ग्राहक और यूवी सिस्टम इंटीग्रेटर को कोटिंग आपूर्तिकर्ता की सुविधा का दौरा भी करना चाहिए ताकि सभी ग्राहक की यूवी कोटिंग प्रक्रिया के सिमुलेशन में भाग ले सकें। इस दौरान, निम्नलिखित गतिविधियों के फलस्वरूप कई नए विचार और सुझाव सामने आएंगे:
सिमुलेशन, नमूने और परीक्षण
प्रतिस्पर्धी कोटिंग उत्पादों का परीक्षण करके बेंचमार्क निर्धारित करें
सर्वोत्तम प्रथाओं की समीक्षा करें
गुणवत्ता प्रमाणन प्रक्रियाओं की समीक्षा करें
यूवी इंटीग्रेटर्स से मिलें
आगे बढ़ने के लिए विस्तृत कार्य योजना विकसित करें।

चरण 6. आरएफक्यू / समग्र परियोजना विनिर्देश
ग्राहक के आरएफक्यू दस्तावेज़ में प्रक्रिया संबंधी चर्चाओं में परिभाषित नई यूवी कोटिंग प्रक्रिया के लिए सभी प्रासंगिक जानकारी और आवश्यकताएं शामिल होनी चाहिए। दस्तावेज़ में यूवी कोटिंग प्रौद्योगिकी कंपनी द्वारा पहचानी गई सर्वोत्तम कार्यप्रणालियों को शामिल किया जाना चाहिए, जिनमें कोटिंग को वाटर-जैकेटेड हीट सिस्टम के माध्यम से गन टिप तक गर्म करना; टोट हीटिंग और एजिटेशन; और कोटिंग की खपत मापने के लिए तराजू शामिल हो सकते हैं।

चरण 7. निरंतर संचार
ग्राहक, यूवी इंटीग्रेटर और यूवी कोटिंग कंपनी के बीच संचार के साधन अत्यंत महत्वपूर्ण हैं और इन्हें प्रोत्साहित किया जाना चाहिए। आज की तकनीक ज़ूम/कॉन्फ्रेंस कॉल जैसे नियमित सत्रों को शेड्यूल करना और उनमें भाग लेना बहुत सुविधाजनक बनाती है। यूवी उपकरण या सिस्टम की स्थापना के दौरान कोई अप्रत्याशित समस्या नहीं आनी चाहिए।

पाइप निर्माता द्वारा प्राप्त परिणाम
किसी भी यूवी कोटिंग परियोजना में विचार करने योग्य एक महत्वपूर्ण क्षेत्र समग्र लागत बचत है। इस मामले में, निर्माता ने ऊर्जा लागत, श्रम लागत और कोटिंग उपभोग्य सामग्रियों सहित कई क्षेत्रों में बचत की।

ऊर्जा लागत – माइक्रोवेव-संचालित यूवी बनाम इंडक्शन हीटिंग
सामान्य जल-आधारित कोटिंग प्रणालियों में, ट्यूब को पहले या बाद में इंडक्शन हीटिंग की आवश्यकता होती है। इंडक्शन हीटर महंगे होते हैं, अधिक ऊर्जा खपत करते हैं और इनमें रखरखाव संबंधी गंभीर समस्याएं हो सकती हैं। इसके अलावा, जल-आधारित समाधान के लिए 200 किलोवाट इंडक्शन हीटर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जबकि माइक्रोवेव यूवी लैंप केवल 90 किलोवाट ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

तालिका 1. इंडक्शन हीटिंग सिस्टम की तुलना में 10-लैंप वाले माइक्रोवेव यूवी सिस्टम का उपयोग करके 100 किलोवाट/घंटे से अधिक की लागत बचत।
जैसा कि तालिका 1 में देखा गया है, पाइप निर्माता ने यूवी कोटिंग तकनीक को लागू करने के बाद प्रति घंटे 100 किलोवाट से अधिक की बचत की, साथ ही ऊर्जा लागत में प्रति वर्ष 71,000 डॉलर से अधिक की कमी की।

चित्र 3. वार्षिक बिजली लागत बचत का उदाहरण
ऊर्जा की खपत में इस कमी से होने वाली लागत बचत का अनुमान 14.33 सेंट/किलोवाट घंटा की अनुमानित बिजली लागत के आधार पर लगाया गया था। प्रति वर्ष 50 सप्ताहों (प्रति सप्ताह पांच दिन, प्रति शिफ्ट 20 घंटे) के लिए दो शिफ्टों में गणना की गई 100 किलोवाट/घंटे की ऊर्जा खपत में कमी से 71,650 डॉलर की बचत होती है, जैसा कि चित्र 3 में दर्शाया गया है।

श्रम लागत में कमी – ऑपरेटर और रखरखाव
विनिर्माण इकाइयाँ अपने श्रम लागतों का मूल्यांकन करती रहती हैं, ऐसे में यूवी प्रक्रिया ऑपरेटर और रखरखाव के लिए लगने वाले समय में उल्लेखनीय बचत प्रदान करती है। जल-आधारित कोटिंग्स में, गीली कोटिंग सामग्री प्रबंधन उपकरणों पर जम सकती है, जिसे अंततः हटाना पड़ता है।

विनिर्माण संयंत्र के संचालकों ने डाउनस्ट्रीम सामग्री प्रबंधन उपकरणों से जल-आधारित कोटिंग को हटाने/साफ करने में प्रति सप्ताह कुल 28 घंटे का समय व्यतीत किया।

लागत बचत के अलावा (अनुमानित 28 श्रम घंटे x $36 [भारित लागत] प्रति घंटा = $1,008.00 प्रति सप्ताह या $50,400 प्रति वर्ष), ऑपरेटरों के लिए शारीरिक श्रम की आवश्यकताएं निराशाजनक, समय लेने वाली और बेहद खतरनाक हो सकती हैं।

ग्राहक ने प्रत्येक तिमाही में कोटिंग की सफाई का लक्ष्य रखा था, जिसमें श्रम लागत 1,900 डॉलर प्रति तिमाही थी, साथ ही कोटिंग हटाने की लागत भी शामिल थी, कुल मिलाकर 2,500 डॉलर। प्रति वर्ष कुल बचत 10,000 डॉलर थी।

कोटिंग में बचत – जल आधारित बनाम यूवी आधारित
ग्राहक के परिसर में पाइप का उत्पादन 9.625 इंच व्यास के 12,000 टन प्रति माह था। संक्षेप में, यह लगभग 570,000 रैखिक फीट / लगभग 12,700 पाइपों के बराबर है। नई यूवी कोटिंग तकनीक के अनुप्रयोग प्रक्रिया में उच्च मात्रा/कम दबाव वाले स्प्रे गन का उपयोग किया गया, जिसमें 1.5 मिल्स की लक्षित मोटाई थी। कोटिंग को सुखाने का कार्य हेरियस यूवी माइक्रोवेव लैंप के उपयोग से किया गया। कोटिंग लागत और परिवहन/आंतरिक हैंडलिंग लागत में हुई बचत का सारांश तालिका 2 और 3 में दिया गया है।

तालिका 2. कोटिंग लागत की तुलना – प्रति रैखिक फुट यूवी बनाम जल-आधारित कोटिंग

तालिका 3. कम परिवहन लागत और साइट पर सामग्री प्रबंधन में कमी से होने वाली अतिरिक्त बचत।

इसके अतिरिक्त, सामग्री और श्रम लागत में अतिरिक्त बचत और उत्पादन दक्षता प्राप्त की जा सकती है।
यूवी कोटिंग्स को पुनः प्राप्त किया जा सकता है (पानी आधारित कोटिंग्स को नहीं), जिससे कम से कम 96% दक्षता प्राप्त होती है।

ऑपरेटरों को अनुप्रयोग उपकरणों की सफाई और रखरखाव में कम समय लगता है क्योंकि यूवी कोटिंग उच्च तीव्रता वाली यूवी ऊर्जा के संपर्क में आने पर ही सूखती है।

उत्पादन की गति तेज है, और ग्राहक के पास उत्पादन की गति को 100 फीट प्रति मिनट से बढ़ाकर 150 फीट प्रति मिनट करने की क्षमता है - यानी 50% की वृद्धि।

यूवी प्रक्रिया उपकरण में आमतौर पर एक अंतर्निर्मित फ्लशिंग चक्र होता है, जिसे उत्पादन के घंटों के आधार पर ट्रैक और शेड्यूल किया जाता है। इसे ग्राहक की आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम की सफाई के लिए कम जनशक्ति की आवश्यकता होती है।

इस उदाहरण में, ग्राहक को प्रति वर्ष 1,277,400 डॉलर की लागत बचत का एहसास हुआ।

VOC में कमी
यूवी कोटिंग तकनीक के कार्यान्वयन से वीओसी में भी कमी आई, जैसा कि चित्र 4 में देखा जा सकता है।

चित्र 4. यूवी कोटिंग लागू करने के परिणामस्वरूप वीओसी में कमी।

निष्कर्ष
यूवी कोटिंग तकनीक पाइप निर्माताओं को कोटिंग प्रक्रियाओं में वीओसी (वाष्पशील कार्बनिक यौगिक) को लगभग पूरी तरह से समाप्त करने की अनुमति देती है, साथ ही एक टिकाऊ विनिर्माण प्रक्रिया प्रदान करती है जो उत्पादकता और समग्र उत्पाद प्रदर्शन में सुधार करती है। यूवी कोटिंग सिस्टम से लागत में भी काफी बचत होती है। जैसा कि इस लेख में बताया गया है, ग्राहक की कुल बचत सालाना $1,200,000 से अधिक रही, साथ ही 154,000 पाउंड से अधिक वीओसी उत्सर्जन को भी समाप्त किया गया।

अधिक जानकारी और आरओआई कैलकुलेटर तक पहुंचने के लिए, www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ पर जाएं। प्रक्रिया में सुधार और आरओआई कैलकुलेटर के उदाहरण के लिए, www.uvebtechnology.com पर जाएं।

साइड बार
यूवी कोटिंग प्रक्रिया की स्थिरता/पर्यावरणीय लाभ:
वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) रहित
कोई खतरनाक वायु प्रदूषक (एचएपी) नहीं
गैर ज्वलनशील
इसमें कोई विलायक, पानी या फिलर नहीं है।
आर्द्रता या तापमान से संबंधित कोई उत्पादन समस्या नहीं है।

यूवी कोटिंग्स द्वारा प्रदान किए जाने वाले समग्र प्रक्रिया सुधार:
उत्पाद के आकार के आधार पर, 800 से 900 फीट प्रति मिनट तक की तीव्र उत्पादन गति।
35 फीट (रैखिक लंबाई) से कम का छोटा भौतिक आकार।
न्यूनतम कार्य प्रगति पर है
तुरंत सूख जाता है, बाद में सुखाने की कोई आवश्यकता नहीं।
डाउनस्ट्रीम वेट कोटिंग से संबंधित कोई समस्या नहीं है।
तापमान या आर्द्रता संबंधी समस्याओं के लिए कोटिंग में कोई समायोजन नहीं किया जा सकता।
शिफ्ट परिवर्तन, रखरखाव या सप्ताहांत बंद के दौरान कोई विशेष हैंडलिंग/भंडारण नहीं किया जाना चाहिए।
ऑपरेटरों और रखरखाव से जुड़ी श्रम लागत में कमी
अतिरिक्त स्प्रे को पुनः प्राप्त करने, पुनः फ़िल्टर करने और कोटिंग प्रणाली में पुनः डालने की क्षमता

यूवी कोटिंग्स से उत्पाद का बेहतर प्रदर्शन:
आर्द्रता परीक्षण के बेहतर परिणाम
नमक के कोहरे के परीक्षण के शानदार परिणाम
कोटिंग के गुणों और रंग को समायोजित करने की क्षमता
क्लियर कोट, मेटैलिक और रंगीन विकल्प उपलब्ध हैं।

आरओआई कैलकुलेटर द्वारा दर्शाए गए अनुसार प्रति रैखिक फुट कोटिंग की लागत कम है: