यूवी कोटिंग्स प्रौद्योगिकी के साथ वीओसी उत्सर्जन को समाप्त करना: एक केस स्टडी

माइकल केली, एलाइड फोटोकेमिकल, और डेविड हैगुड, फिनिशिंग टेक्नोलॉजी सॉल्यूशंस द्वारा
कल्पना कीजिए कि पाइप और ट्यूब निर्माण प्रक्रिया में लगभग सभी VOCs (वाष्पशील कार्बनिक यौगिक) को हटाया जा सके, जो प्रति वर्ष 10,000 पाउंड VOCs के बराबर है। साथ ही, अधिक उत्पादन क्षमता और प्रति पार्ट/रैखिक फुट कम लागत के साथ तेज़ गति से उत्पादन की भी कल्पना कीजिए।

उत्तरी अमेरिकी बाज़ार में अधिक कुशल और अनुकूलित विनिर्माण की दिशा में आगे बढ़ने के लिए टिकाऊ विनिर्माण प्रक्रियाएँ महत्वपूर्ण हैं। टिकाऊपन को कई तरीकों से मापा जा सकता है:
VOC में कमी
कम ऊर्जा उपयोग
अनुकूलित श्रम कार्यबल
तेज़ विनिर्माण उत्पादन (कम से अधिक)
पूंजी का अधिक कुशल उपयोग
इसके अलावा, उपरोक्त के कई संयोजन

हाल ही में, एक प्रमुख ट्यूब निर्माता ने अपने कोटिंग कार्यों के लिए एक नई रणनीति लागू की है। निर्माता के पिछले कोटिंग प्लेटफ़ॉर्म जल-आधारित थे, जिनमें VOCs की मात्रा अधिक होती है और ये ज्वलनशील भी होते हैं। जिस टिकाऊ कोटिंग प्लेटफ़ॉर्म को लागू किया गया, वह 100% ठोस पराबैंगनी (UV) कोटिंग तकनीक थी। इस लेख में, ग्राहक की प्रारंभिक समस्या, UV कोटिंग प्रक्रिया, समग्र प्रक्रिया सुधार, लागत बचत और VOC में कमी का सारांश दिया गया है।
ट्यूब निर्माण में कोटिंग संचालन
निर्माता जल-आधारित कोटिंग प्रक्रिया का उपयोग कर रहा था, जिससे गंदगी फैल गई, जैसा कि चित्र 1a और 1b में दिखाया गया है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप न केवल कोटिंग सामग्री बर्बाद हुई, बल्कि इससे दुकान के फर्श पर खतरा भी पैदा हुआ जिससे VOC का जोखिम और आग लगने का खतरा बढ़ गया। इसके अलावा, ग्राहक वर्तमान जल-आधारित कोटिंग प्रक्रिया की तुलना में बेहतर कोटिंग प्रदर्शन चाहता था।

हालाँकि कई उद्योग विशेषज्ञ सीधे तौर पर जल-आधारित कोटिंग्स की तुलना यूवी कोटिंग्स से करते हैं, लेकिन यह वास्तविक तुलना नहीं है और भ्रामक भी हो सकती है। वास्तविक यूवी कोटिंग, यूवी कोटिंग प्रक्रिया का एक उपसमूह है।

चित्र 1. परियोजना संलग्नता प्रक्रिया

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

ये तीनों ही यूवी कोटिंग प्रणाली की सफल योजना और कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण हैं। तो, आइए समग्र परियोजना प्रक्रिया (चित्र 1) पर एक नज़र डालें। ज़्यादातर 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, अंतर्निहित लचीलेपन और विभिन्न प्रकार के ग्राहकों और उनके अनुप्रयोगों के अनुकूल होने की क्षमता का होना है। ये सात जुड़ाव चरण ग्राहक के साथ एक सफल परियोजना जुड़ाव का आधार हैं: 1) समग्र प्रक्रिया चर्चा; 2) ROI चर्चा; 3) उत्पाद विनिर्देश; 4) समग्र प्रक्रिया विनिर्देश; 5) नमूना परीक्षण; 6) RFQ / समग्र परियोजना विनिर्देश; और 7) निरंतर संचार।

इन संलग्नता चरणों का क्रमिक रूप से पालन किया जा सकता है, कुछ एक साथ हो सकते हैं या उनकी अदला-बदली की जा सकती है, लेकिन इन सभी को पूरा करना आवश्यक है। यह अंतर्निहित लचीलापन प्रतिभागियों के लिए सफलता की सर्वोच्च संभावना प्रदान करता है। कुछ मामलों में, सभी प्रकार की कोटिंग तकनीक में मूल्यवान उद्योग अनुभव वाले, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण, मज़बूत यूवी प्रक्रिया अनुभव वाले संसाधन के रूप में एक यूवी प्रक्रिया विशेषज्ञ को शामिल करना सबसे अच्छा हो सकता है। यह विशेषज्ञ सभी मुद्दों को समझ सकता है और कोटिंग तकनीकों का उचित और निष्पक्ष मूल्यांकन करने के लिए एक तटस्थ संसाधन के रूप में कार्य कर सकता है।

चरण 1. समग्र प्रक्रिया चर्चा
यहीं पर ग्राहक की वर्तमान प्रक्रिया के बारे में प्रारंभिक जानकारी का आदान-प्रदान होता है, जिसमें वर्तमान लेआउट की स्पष्ट परिभाषा और सकारात्मक/नकारात्मक पहलू स्पष्ट रूप से परिभाषित होते हैं। कई मामलों में, एक पारस्परिक गोपनीयता समझौता (एनडीए) होना चाहिए। इसके बाद, प्रक्रिया सुधार के स्पष्ट रूप से परिभाषित लक्ष्यों की पहचान की जानी चाहिए। इनमें शामिल हो सकते हैं:
स्थिरता - VOC में कमी
श्रम में कमी और अनुकूलन
बेहतर गुणवत्ता
लाइन की गति में वृद्धि
फर्श की जगह में कमी
ऊर्जा लागत की समीक्षा
कोटिंग प्रणाली की रखरखाव क्षमता - स्पेयर पार्ट्स, आदि।
इसके बाद, इन पहचाने गए प्रक्रिया सुधारों के आधार पर विशिष्ट मीट्रिक परिभाषित किए जाते हैं।

चरण 2. निवेश पर लाभ (आरओआई) चर्चा
प्रारंभिक चरणों में परियोजना के ROI को समझना महत्वपूर्ण है। हालाँकि विवरण का स्तर परियोजना अनुमोदन के लिए आवश्यक स्तर का होना आवश्यक नहीं है, ग्राहक को वर्तमान लागतों की स्पष्ट रूपरेखा अवश्य होनी चाहिए। इनमें प्रति उत्पाद लागत, प्रति रैखिक फुट लागत, आदि; ऊर्जा लागत; बौद्धिक संपदा (IP) लागत; गुणवत्ता लागत; ऑपरेटर/रखरखाव लागत; स्थिरता लागत; और पूँजी लागत शामिल होनी चाहिए। (ROI कैलकुलेटर तक पहुँचने के लिए, इस लेख के अंत में देखें।)

चरण 3. उत्पाद विनिर्देश चर्चा
आज निर्मित प्रत्येक उत्पाद की तरह, मूल उत्पाद विनिर्देश प्रारंभिक परियोजना चर्चाओं में परिभाषित किए जाते हैं। कोटिंग अनुप्रयोगों के संबंध में, ये उत्पाद विनिर्देश उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए समय के साथ विकसित हुए हैं और आमतौर पर ग्राहक की वर्तमान कोटिंग प्रक्रिया के साथ पूरा नहीं हो पा रहे हैं। हम इसे "आज बनाम कल" कहते हैं। यह वर्तमान उत्पाद विनिर्देशों (जो वर्तमान कोटिंग के साथ पूरा नहीं हो पा रहे हैं) को समझने और भविष्य की यथार्थवादी आवश्यकताओं (जो हमेशा एक संतुलनकारी कार्य होता है) को परिभाषित करने के बीच एक संतुलन है।

चरण 4. समग्र प्रक्रिया विनिर्देश

चित्र 2. जल-आधारित कोटिंग प्रक्रिया से यूवी-कोटिंग प्रक्रिया में जाने पर उपलब्ध प्रक्रिया सुधार

ग्राहक को मौजूदा प्रक्रिया को पूरी तरह से समझना और परिभाषित करना चाहिए, साथ ही मौजूदा प्रथाओं के सकारात्मक और नकारात्मक पहलुओं को भी समझना चाहिए। यूवी सिस्टम इंटीग्रेटर के लिए यह समझना ज़रूरी है, ताकि नए यूवी सिस्टम के डिज़ाइन में उन चीज़ों पर विचार किया जा सके जो ठीक चल रही हैं और जो नहीं। यहीं पर यूवी प्रक्रिया महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, जिसमें कोटिंग की गति में वृद्धि, फर्श की जगह की आवश्यकता में कमी, और तापमान और आर्द्रता में कमी शामिल हो सकती है (चित्र 2 देखें)। ग्राहक की निर्माण सुविधा का संयुक्त दौरा अत्यधिक अनुशंसित है और यह ग्राहक की ज़रूरतों और अपेक्षाओं को समझने के लिए एक बेहतरीन ढाँचा प्रदान करता है।

चरण 5. प्रदर्शन और परीक्षण रन
ग्राहक और यूवी सिस्टम इंटीग्रेटर को कोटिंग्स आपूर्तिकर्ता की सुविधा का भी दौरा करना चाहिए ताकि सभी ग्राहक की यूवी कोटिंग प्रक्रिया के सिमुलेशन में भाग ले सकें। इस दौरान, निम्नलिखित गतिविधियों के माध्यम से कई नए विचार और सुझाव सामने आएंगे:
सिमुलेशन, नमूने और परीक्षण
प्रतिस्पर्धी कोटिंग उत्पादों का परीक्षण करके बेंचमार्क
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 चर्चाओं में परिभाषित नई यूवी कोटिंग प्रक्रिया के लिए सभी प्रासंगिक जानकारी और आवश्यकताएँ शामिल होनी चाहिए। दस्तावेज़ में यूवी कोटिंग प्रौद्योगिकी कंपनी द्वारा पहचानी गई सर्वोत्तम प्रथाओं को शामिल किया जाना चाहिए, जिसमें वॉटर-जैकेटेड हीट सिस्टम के माध्यम से कोटिंग को गन टिप तक गर्म करना; टोट हीटिंग और एज़िटेशन; और कोटिंग की खपत मापने के लिए स्केल शामिल हो सकते हैं।

चरण 7. निरंतर संचार
ग्राहक, यूवी इंटीग्रेटर और यूवी कोटिंग्स कंपनी के बीच संचार के साधन महत्वपूर्ण हैं और इन्हें प्रोत्साहित किया जाना चाहिए। आजकल की तकनीक नियमित ज़ूम/कॉन्फ़्रेंस-प्रकार की कॉल शेड्यूल करना और उनमें भाग लेना बहुत सुविधाजनक बना देती है। यूवी उपकरण या सिस्टम की स्थापना के समय कोई आश्चर्य नहीं होना चाहिए।

पाइप निर्माता द्वारा प्राप्त परिणाम
किसी भी यूवी कोटिंग परियोजना में विचारणीय एक महत्वपूर्ण क्षेत्र समग्र लागत बचत है। इस मामले में, निर्माता को ऊर्जा लागत, श्रम लागत और कोटिंग उपभोग्य सामग्रियों सहित कई क्षेत्रों में बचत हुई।

ऊर्जा लागत - माइक्रोवेव-संचालित यूवी बनाम प्रेरण हीटिंग
सामान्य जल-आधारित कोटिंग प्रणालियों में, ट्यूब को प्रेरण से पहले या बाद में गर्म करने की आवश्यकता होती है। प्रेरण हीटर महंगे होते हैं, ऊर्जा की अधिक खपत करते हैं और इनके रखरखाव में गंभीर समस्याएँ हो सकती हैं। इसके अलावा, जल-आधारित समाधान के लिए 200 किलोवाट प्रेरण हीटर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जबकि माइक्रोवेव यूवी लैंप के लिए 90 किलोवाट ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

तालिका 1. 10-लैंप माइक्रोवेव यूवी प्रणाली बनाम इंडक्शन हीटिंग प्रणाली का उपयोग करके 100 किलोवाट/घंटा से अधिक की लागत बचत
जैसा कि तालिका 1 में देखा जा सकता है, पाइप निर्माता को यूवी कोटिंग प्रौद्योगिकी लागू करने के बाद प्रति घंटे 100 किलोवाट से अधिक की बचत हुई, साथ ही प्रति वर्ष ऊर्जा लागत में 71,000 डॉलर से अधिक की कमी भी हुई।

चित्र 3. वार्षिक बिजली लागत बचत का चित्रण
इस कम ऊर्जा खपत के लिए लागत बचत का अनुमान 14.33 सेंट/किलोवाट घंटा की अनुमानित बिजली लागत के आधार पर लगाया गया था। ऊर्जा खपत में 100 किलोवाट/घंटा की कमी, प्रति वर्ष 50 सप्ताह (प्रति सप्ताह पाँच दिन, प्रति शिफ्ट 20 घंटे) के लिए दो शिफ्टों में गणना करने पर, $71,650 की बचत होती है, जैसा कि चित्र 3 में दर्शाया गया है।

श्रम लागत में कमी - ऑपरेटर और रखरखाव
जैसे-जैसे निर्माण संस्थाएँ अपनी श्रम लागत का मूल्यांकन करती रहती हैं, यूवी प्रक्रिया ऑपरेटर और रखरखाव के मानव घंटों से संबंधित अद्वितीय बचत प्रदान करती है। जल-आधारित कोटिंग्स के साथ, गीली कोटिंग सामग्री हैंडलिंग उपकरणों पर जम सकती है, जिसे अंततः हटाना आवश्यक होता है।

विनिर्माण सुविधा के संचालकों को अपने डाउनस्ट्रीम सामग्री हैंडलिंग उपकरणों से जल आधारित कोटिंग को हटाने/साफ करने में प्रति सप्ताह कुल 28 घंटे का समय लगा।

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

ग्राहक ने हर तिमाही में कोटिंग की सफ़ाई का लक्ष्य रखा, जिसमें प्रति तिमाही $1,900 की मज़दूरी और कोटिंग हटाने की लागत शामिल थी, कुल मिलाकर $2,500। प्रति वर्ष कुल बचत $10,000 के बराबर थी।

कोटिंग बचत - जल आधारित बनाम यूवी
ग्राहक स्थल पर 9.625 इंच व्यास वाले पाइप का उत्पादन 12,000 टन प्रति माह था। संक्षेप में, यह लगभग 570,000 रैखिक फुट / लगभग 12,700 टुकड़ों के बराबर है। नई यूवी कोटिंग तकनीक की अनुप्रयोग प्रक्रिया में 1.5 मिलीमीटर की विशिष्ट लक्ष्य मोटाई वाली उच्च-मात्रा/निम्न-दाब स्प्रे गन शामिल थीं। हेरेअस यूवी माइक्रोवेव लैंप के उपयोग से क्योरिंग की गई। कोटिंग लागत और परिवहन/आंतरिक हैंडलिंग लागत में बचत का सारांश तालिका 2 और 3 में दिया गया है।

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

तालिका 3. कम आवक परिवहन लागत और साइट पर कम सामग्री हैंडलिंग से अतिरिक्त बचत

इसके अतिरिक्त, अतिरिक्त सामग्री और श्रम लागत बचत और उत्पादन क्षमता प्राप्त की जा सकती है।
यू.वी. कोटिंग्स पुनः प्राप्त करने योग्य हैं (जल आधारित कोटिंग्स नहीं), जिससे कम से कम 96% दक्षता प्राप्त होती है।

ऑपरेटरों को अनुप्रयोग उपकरणों की सफाई और रखरखाव में कम समय खर्च करना पड़ता है, क्योंकि UV कोटिंग तब तक नहीं सूखती, जब तक कि उसे उच्च तीव्रता वाली UV ऊर्जा के संपर्क में न लाया जाए।

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

यूवी प्रक्रिया उपकरण में आमतौर पर एक अंतर्निर्मित फ्लशिंग चक्र होता है, जिसे उत्पादन के घंटों के अनुसार ट्रैक और शेड्यूल किया जाता है। इसे ग्राहक की ज़रूरतों के अनुसार समायोजित किया जा सकता है, जिससे सिस्टम की सफाई के लिए कम कर्मचारियों 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 प्रौद्योगिकी के कार्यान्वयन से वीओसी में भी कमी आई, जैसा कि चित्र 4 में देखा जा सकता है।

चित्र 4. यूवी कोटिंग कार्यान्वयन के परिणामस्वरूप VOC में कमी

निष्कर्ष
यूवी कोटिंग तकनीक पाइप निर्माताओं को अपने कोटिंग कार्यों में वीओसी को लगभग पूरी तरह से खत्म करने में सक्षम बनाती है, साथ ही एक टिकाऊ विनिर्माण प्रक्रिया भी प्रदान करती है जो उत्पादकता और समग्र उत्पाद प्रदर्शन में सुधार करती है। यूवी कोटिंग प्रणालियाँ लागत में भी उल्लेखनीय बचत करती हैं। 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 समाप्त किया गया।

अधिक जानकारी और ROI कैलकुलेटर तक पहुँचने के लिए, www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ पर जाएँ। अतिरिक्त प्रक्रिया सुधारों और ROI कैलकुलेटर के उदाहरण के लिए, www.uvebtechnology.com पर जाएँ।

साइड बार
यूवी कोटिंग प्रक्रिया स्थिरता / पर्यावरणीय लाभ:
कोई वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) नहीं
कोई खतरनाक वायु प्रदूषक (HAPs) नहीं
गैर ज्वलनशील
कोई विलायक, पानी या भराव नहीं
आर्द्रता या तापमान उत्पादन संबंधी कोई समस्या नहीं

यूवी कोटिंग्स द्वारा प्रस्तुत 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 पदचिह्न
न्यूनतम कार्य-प्रक्रिया
बिना किसी पश्चात-उपचार आवश्यकता के तुरंत सूखा
डाउनस्ट्रीम में गीली कोटिंग की कोई समस्या नहीं
तापमान या आर्द्रता संबंधी समस्याओं के लिए कोई कोटिंग समायोजन नहीं
शिफ्ट परिवर्तन, रखरखाव या सप्ताहांत शटडाउन के दौरान कोई विशेष हैंडलिंग/भंडारण नहीं
ऑपरेटरों और रखरखाव से जुड़ी जनशक्ति लागत में कमी
ओवरस्प्रे को पुनः प्राप्त करने, पुनः फ़िल्टर करने और कोटिंग प्रणाली में पुनः शामिल करने की क्षमता

यूवी कोटिंग्स के साथ बेहतर उत्पाद प्रदर्शन:
आर्द्रता परीक्षण के बेहतर परिणाम
महान नमक कोहरे परीक्षण के परिणाम
कोटिंग विशेषताओं और रंग को समायोजित करने की क्षमता
स्पष्ट कोट, धातु और रंग उपलब्ध हैं

ROI कैलकुलेटर द्वारा दर्शाई गई प्रति रैखिक फुट कोटिंग लागत कम है: