Ofset ve flekso baskıda chiller üç noktayı sabit tutar: 8-12 °C nemlendirme suyu, 15-25 °C merdane temperleme devresi ve 18-30 °C CI silindiri. Sıcaklık kayması mürekkep viskozitesini ve silindir çapını değiştirdiği için renk kaymasının ve pas kaçmasının ilk sebebi ısıl kararsızlıktır; çoğu tesiste toplam yük 25-120 kW aralığına düşer.
Matbaada ısı nereden geliyor
Bir baskı makinesi, kâğıda aktardığı mürekkebin taşıdığı enerjinin kat kat fazlasını ısı olarak salar. Ofsette bunun büyük kısmı mekaniktir: yirmiden fazla merdaneden oluşan mürekkep treni, her temas noktasında mürekkep filmini yırtarak inceltir ve bu işin tamamı sürtünme ısısına döner. Vardiya başında 22 °C olan bir merdane yüzeyi, makine bir saat tam hızda çalıştıktan sonra kendi haline bırakılırsa 40 °C bandına çıkar. İkinci kaynak kurutmadır: tabaka ofsette IR ve sıcak hava üfleçleri, UV ve LED-UV ünitelerinde lamba gövdesi, ısı ayarlı (heatset) bobin ofsette ise kurutucudan 110-130 °C ile çıkan kâğıt bandını 30 °C civarına indiren soğutma silindirleri. Bu sonuncusu, dergi ve katalog baskısı yapan tesislerde çoğu zaman binanın en büyük tek ısıl yüküdür.
Flekso tarafında tablo değişir. Merkezi silindirli (CI) makinelerde bütün renk üniteleri tek bir büyük çelik silindirin çevresine dizilidir ve üniteler arasında 40-70 °C sıcak hava üfleyen ara kurutucular çalışır. Bu hava yalnız filmi kurutmaz, silindiri de ısıtır. Silindirin kütlesi büyük olduğu için ısıl ataleti yüksektir; bir kez ısındığında kendiliğinden soğuması saatler alır, dolayısıyla sıcaklığı ancak içinden geçirilen su ile tutulabilir. Buna anilox-rakle sürtünmesi, mürekkep sirkülasyon pompaları ve tünel kurutucunun salon havasına bıraktığı ısı eklenir.
Tesisten tesise değişse de, chiller'ın beslediği devreler pratikte şu başlıklarda tekrar eder:
- Nemlendirme (hazne) suyu. Ofsette kalıbın basmayan bölgelerini temiz tutan su-alkol karışımı sürekli devridaim eder; sıcaklığı kaçtığında alkol buharlaşması ve mikrobiyolojik büyüme birlikte başlar.
- Mürekkep merdanesi ve silindir temperleme. Delikli (cored) merdanelerin içinden geçen su, merdane yüzeyini gün boyu aynı sıcaklıkta tutar; mürekkebin tack değeri ve akışkanlığı buna bağlıdır.
- CI silindiri ve mürekkep sirkülasyonu. Flekso hattında hem silindir gövdesi hem de mürekkep tavaları eşanjör üzerinden soğutulur.
- UV ve LED-UV lamba soğutma. Lambaya verilen elektriksel gücün büyük bölümü ışığa değil ısıya dönüşür; su soğutmalı modüllerde bu ısının tamamı chiller'a gelir.
- Kalıp banyoları, kompresör ara soğutucuları ve solvent geri kazanım. Tek tek küçük, ama sürekli ve kesintisiz yükler.
Tipik çalışma değerleri
Matbaayı diğer proses soğutma alanlarından ayıran şey, aynı makinenin birbirinden farklı üç-dört sıcaklık seviyesi istemesidir. Tek bir su rejimi bütün devreleri karşılamaz. Aşağıdaki aralıklar sektörde sık karşılaşılan değerlerdir; kesin rakam her zaman baskı makinesi üreticisinin devre şemasında yazar ve tesise göre değişir.
| Devre | Tipik gidiş suyu | Tipik ΔT | Belirleyici olan |
|---|---|---|---|
| Nemlendirme suyu | 8-12 °C | 3-5 K | Alkol buharlaşması, bakteri üremesi |
| Merdane temperleme (ofset) | 15-25 °C | 3-5 K | Merdane yüzeyinde 28-32 °C hedefi |
| CI silindiri (flekso) | 18-30 °C | 3-5 K | Çap kararlılığı, ±1 K sabitlik |
| UV / LED-UV lamba | 20-30 °C | 4-8 K | Çiy noktasının üstünde kalmak |
Debi mertebesini kestirmek için tek bir bağıntı yeter: 5 K sıcaklık farkında her 1 m³/h su yaklaşık 5,8 kW ısı taşır. Buradan geriye doğru gidilir; orta boy bir tabaka ofset makinesinin temperleme devresi çoğunlukla 1-3 m³/h, geniş enli bir CI flekso hattı ise 4-8 m³/h ister. KPLN serisinde tabloda verilen su debileri de aynı mantıkla, nominal 12/7 °C rejimindeki 5 K farka karşılık gelir: örneğin KPLN 400.4'ün 69,0 m³/h debisi, 5 K'da tam olarak 401,2 kW eder.
Pratikte en çok yapılan hata, bütün devreleri en düşük sıcaklığa göre kurmaktır. Nemlendirme 8 °C isterken CI silindirine de 8 °C su göndermek hem gereksiz enerji harcar hem de silindir yüzeyinde yoğuşma yaratır. Doğrusu, chiller'ı en düşük seviyeye göre seçip diğer devreleri karışım vanasıyla kendi sıcaklığına yükseltmek ya da iki ayrı sıcaklık seviyesini iki ayrı üniteyle üretmektir.
Bu sektörde dikkat edilecekler
Yoğuşma, çünkü kâğıt suya tahammülsüz
Baskı salonları kâğıdın boyut kararlılığı için genellikle 21-24 °C ve %50-60 bağıl nemde tutulur. 23 °C ve %55 bağıl nemde çiy noktası yaklaşık 13,5 °C'dir. Nemlendirme devresine 8 °C su gönderdiğinizde, bu suyu taşıyan her yalıtımsız boru, kolektör ve vana gövdesi terler. Damlayan su kâğıt üzerinde dalgalanma, kalıp üzerinde leke, zeminde kayma riski demektir; makinenin içine damlarsa iş durur. Bu yüzden çiy noktasının altındaki tüm hat kapalı hücreli malzemeyle yalıtılır ve yalıtımın buhar bariyeri ek yerlerinden kesintisiz geçirilir. Aynı sebeple nemlendirme suyu sıcaklığı, prosesin izin verdiği ölçüde düşük değil, izin verdiği ölçüde yüksek seçilir.
Kâğıt tozu ve püskürtme tozu
Tabaka ofsette arkaya bulaşmayı önlemek için kullanılan nişasta esaslı püskürtme tozu, salon havasında asılı kalır ve her yere yerleşir. Hava soğutmalı bir chiller'ın kondenser kanatları bu ortamda hızla dolar; hava geçişi düştükçe yoğuşma basıncı yükselir, soğutma kapasitesi düşer ve kompresör yüksek basınçtan durur. İkinci etki daha sinsidir: açık tanka giren nişasta tozu ve kâğıt lifi, sudaki bakteri için doğrudan besindir. Tank kapağı kapalı tutulmalı, dönüş hattına pislik tutucu konmalı ve kondenser temizliği vardiya planına yazılmış bir bakım kalemi olmalıdır.
Su kimyası ve dar kanallar
Temperleme merdaneleri ile CI silindirinin içindeki kanallar dardır; birkaç milimetrelik kesitlerde ilerleyen su, taşıdığı kireç ve pas parçacığını orada bırakır. Devrede çelik gövde, bakır boru, pirinç rakor ve alüminyum kolektör bir aradaysa açık tanktaki oksijenle birlikte galvanik korozyon da başlar. Sonuç tek bir merdanenin soğumaması, yani makinenin bir bölgesinde renk kayması olur; sebebi bulmak günler alır. Baskı makinesi üreticisi su kalitesi şartı veriyorsa devre, plakalı eşanjörle chiller tarafından hidrolik olarak ayrılmalı ve makine tarafında şartlandırılmış su dolaştırılmalıdır. Ayrıntı için su kalitesi ve devre ayrımı sayfasına bakılabilir.
Örnek kapasite hesabı
Orta ölçekli bir ambalaj matbaası: 1.300 mm enli sekiz renk CI flekso hattı ve iki adet beş renk tabaka ofset makinesi. Mevcut devreler üzerinden debi ve sıcaklık ölçülmüş. Kullanılan bağıntı Q = m · c · ΔT; m kütlesel debi (kg/s), c suyun özgül ısısı (4,186 kJ/kg·K), ΔT dönüş ile gidiş arasındaki fark. 1 m³ su 1.000 kg alınır.
- Flekso devresi. 6,0 m³/h, gidiş 18 °C, dönüş 22,5 °C, ΔT = 4,5 K. m = 6.000 / 3.600 = 1,67 kg/s. Q = 1,67 × 4,186 × 4,5 = 31,4 kW.
- Ofset devresi. İki makinenin nemlendirme ve merdane devreleri toplam 4,2 m³/h, gidiş 8 °C, dönüş 12,5 °C, ΔT = 4,5 K. m = 4.200 / 3.600 = 1,17 kg/s. Q = 1,17 × 4,186 × 4,5 = 22,0 kW.
- Toplam ve pay. 31,4 + 22,0 = 53,4 kW. Pompa işinin ısıya dönmesi, boru ısı kazançları ve eşanjör kirlenmesi için %10 eklenirse 58,7 kW.
Tek üniteyle çözülecekse, nemlendirme 8 °C istediği için chiller bu seviyeye göre seçilir ve flekso devresi karışım vanasıyla 18 °C'ye yükseltilir. Bu durumda KPLN 55.2'nin 55,8 kW'ı sayısal olarak yakın görünse de yeterli değildir: bu değer 12/7 °C nominal koşulda geçerlidir ve 8 °C gidiş suyunda buharlaşma sıcaklığı düştüğü için kapasite nominalin altına iner. Doğru seçim KPLN 75.2'dir. 13,0 m³/h nominal su debisi, iki devrenin toplamı olan 10,2 m³/h'ı rahat karşılar; 300 litrelik tank kW başına yaklaşık 4 litre tampon hacim demektir ki sürekli çalışan bir baskı hattı için makul bir değerdir. İki modelin verilerini yan yana görmek için karşılaştırma aracını kullanabilirsiniz.
İki seviyeyi ayırmak daha verimli bir çözümdür. 8 °C'lik ofset devresi için KPLN 26.1 (26,7 kW, 4,5 m³/h), 18 °C'lik flekso devresi için KPLN 40.1 (40,7 kW, 7,0 m³/h) uygundur. Buradaki kazanç şudur: 18 °C gidiş suyunda buharlaşma sıcaklığı nominalin üstünde olduğu için ünite 40,7 kW'ın da üzerinde kapasite verir, yani flekso yükünün 31,4 kW'ı rahat karşılanır. Ayrıca hatlardan biri dururken diğerinin ünitesi tam yükte kalmaz. Bütün gam için KPLN serisi ürün listesine, seçim yönteminin ayrıntısı için kapasite hesabı sayfasına bakın.
Chiller olmadığında ne oluyor
Matbaada soğutmanın karşılığı doğrudan ıskarta ve makine duruşudur. Sık görülen zincir şudur:
- Nemlendirme suyu ısınır. 20 °C üstünde alkol ya da alkol ikamesi hızla buharlaşır, karışımın yüzey gerilimi ve iletkenliği değişir. Operatör dengeyi tutturmak için su beslemesini artırır, mürekkep emülsifiye olur; kalıbın basmayan bölgelerinde tonlama, basan bölgelerinde tram şişmesi başlar.
- Hazne tankı biyolojik olarak bozulur. Ilık ve nişasta tozuyla beslenen bir devridaim tankı birkaç gün içinde bulanır, pH kayar, filtreler tıkanır ve karışım vaktinden önce boşaltılıp yenilenir. Bu hem kimyasal gideri hem duruş demektir.
- Merdane sıcaklığı gün boyu tırmanır. Mürekkebin tack değeri düşer, transfer artar, yoğunluk yükselir. Operatör mürekkep ayarını kısar; işin ilk tabakası ile son tabakası arasındaki renk kayması ölçülebilir hale gelir. Tekrar baskılarda aynı rengi tutturmak imkânsızlaşır.
- Flekso mürekkebinin viskozitesi düşer. Akış kabıyla 18-25 saniye aralığında tutulan solvent bazlı bir mürekkepte birkaç derecelik ısınma, mürekkep tipine göre bir-iki saniyelik sapma yaratır. Otomatik viskozite kontrolü bunu solvent oranıyla telafi etmeye çalışırken renk yoğunluğu iş boyunca gezinir.
- CI silindiri büyür. 1.600 mm çapındaki çelik bir silindirin çevresi yaklaşık 5.027 mm'dir. Çeliğin ısıl genleşme katsayısı 12 × 10⁻⁶ 1/K alınırsa, silindir sıcaklığındaki her 1 K'lık artış çevreyi yaklaşık 0,06 mm uzatır. 6 K'lık bir sapma 0,36 mm eder; oysa kaliteli flekso işinde pas toleransı çoğu zaman 0,1 mm mertebesindedir. Yani tek başına silindir sıcaklığı, pas kaçmasının toleransı birkaç katına çıkarmasına yeter.
- Düzeltme duruşları ıskartaya döner. 300 m/dak hızda çalışan bir hatta beş dakikalık bir renk ayarı 1.500 metre malzeme demektir; 1.300 mm ende bu yaklaşık 1.950 m² baskılı filmdir.
- LED-UV modülleri güç kısar. Su giriş sıcaklığı üst sınırı aşınca modüller ışık gücünü düşürür veya kapanır; kürlenmemiş baskı yüzeyi tüm işi ıskarta yapar.
Kurulum ve işletme notları
- Kondenseri, püskürtme tozu ve kâğıt kesim tozu emişlerinin çıkışından uzağa, hava alışı serbest bir yere yerleştirin. Duvar dibi ve iç avlu gibi sıcak havanın geri emildiği noktalar kapasiteyi doğrudan düşürür.
- Çiy noktasının altında çalışan bütün hattı yalıtın; makine içi kolektörleri ve vana gövdelerini de dahil edin. Bir tek yalıtımsız rakor, tabaka üzerine damlamaya yeter.
- Devre sayısı birden fazlaysa her seviyeyi kendi karışım grubuyla ayırın. Ortak dönüş hattında farklı sıcaklıkların karışması, tank sıcaklığını dalgalandırıp kompresörü kısa çevrime sokar.
- Baskı makinesi üreticisi su şartı veriyorsa plakalı eşanjörle ayrım yapın; makine tarafında dolaşan suyu şartlandırın, chiller tarafını açık tank suyuyla bırakın.
- Dönüş hattına pislik tutucu, temperleme devresine ince filtre koyun. Tankı ayda bir açıp dip çamurunu alın; matbaada bu çamur kaçınılmaz olarak birikir.
- Yük iş değişimlerinde basamaklı geliyorsa (makine dururken kurutucular kapanır) tampon hacmi artırın. 200 kW ve üstündeki KPLN 200.2 gibi modellerde tank opsiyonel olduğu için tampon hacim ve pompa grubu tesis tarafında ayrıca projelendirilir.
- Üç vardiya çalışan tesislerde iki küçük ünite, tek büyük üniteye göre daha güvenlidir; birinde bakım varken hat tamamen durmaz. Çok kompresörlü modeller kısmi yükte kademe verdiği için tek üniteyle de belirli bir esneklik sağlanır.
- Boru hattı çatı veya dış cephe geçiyorsa donma koruması planlayın; glikol oranı kapasiteyi ve basınç kaybını değiştirdiği için seçim aşamasında belirtilmelidir.
Matbaa dışında benzer sıcaklık kararlılığı isteyen bir başka alan için plastik enjeksiyon sayfasına bakabilirsiniz.
Seçim için
Devre debilerinizi, gidiş-dönüş sıcaklıklarınızı ve makine sayısını iletirseniz uygun KPLN modelini birlikte belirleyelim: teklif formu.
Bu uygulama için önerilen modeller
KPLN 26.1 Hava Soğutmalı Su Soğutma Grubu (Chiller) — 23.000 kcal/h
- Soğutma gücü
- 26,7kW
- Kompresör
- 1adet
- Su debisi
- 4,5m³/h
Tek başına nemlendirme suyu devresi ya da birkaç tabaka ofset makinesi olan küçük matbaalar için; 4,5 m³/h debi bu devrelerin tipik 1-3 m³/h ihtiyacını karşılar.
KPLN 40.1 Hava Soğutmalı Su Soğutma Grubu (Chiller) — 35.000 kcal/h
- Soğutma gücü
- 40,7kW
- Kompresör
- 1adet
- Su debisi
- 7,0m³/h
18 °C civarında çalışan bir CI flekso silindir ve mürekkep devresi için uygun; yüksek su sıcaklığında nominal 40,7 kW'ın üzerinde kapasite verir.
KPLN 75.2 Hava Soğutmalı Su Soğutma Grubu (Chiller) — 65.000 kcal/h
- Soğutma gücü
- 75,6kW
- Kompresör
- 2adet
- Su debisi
- 13,0m³/h
Flekso ve ofset devrelerinin tek üniteden beslendiği karma tesislerde; 13,0 m³/h debi ve 300 litrelik tank iki devrenin toplamını rahat taşır.
KPLN 125.2 Hava Soğutmalı Su Soğutma Grubu (Chiller) — 100.000 kcal/h
- Soğutma gücü
- 116,3kW
- Kompresör
- 2adet
- Su debisi
- 20,0m³/h
Heatset soğutma silindirleri veya çok sayıda UV ünitesi bulunan büyük tesislerde; iki kompresör kademesi vardiya arası yük değişimini karşılar.
Sıkça sorulanlar
Yaygın çalışma aralığı 8-12 °C'dir; kesin değeri baskı makinesi üreticisi ve kullanılan nemlendirme kimyasalı belirler. Daha düşük sıcaklık her zaman daha iyi değildir: salon 23 °C ve %55 bağıl nemdeyse çiy noktası yaklaşık 13,5 °C'dir, yani suyu gereksiz yere soğutmak yalıtımsız her noktada yoğuşma demektir. Proses izin verdiği ölçüde aralığın üst ucunu tercih edin.
Evet. Chiller en düşük sıcaklığı isteyen devreye (nemlendirme, 8-12 °C) göre seçilir, merdane temperleme ve CI silindir devreleri karışım vanasıyla kendi seviyelerine yükseltilir. Ancak bütün yükün en düşük sıcaklıkta üretilmesi verim kaybıdır. Yük yeterince büyükse iki sıcaklık seviyesini iki ayrı üniteyle üretmek hem daha verimli hem de bakım açısından daha güvenlidir.
Doğrudan etkiler. Nişasta esaslı toz hava soğutmalı kondenserin kanatlarında birikir, hava geçişi azaldıkça yoğuşma basıncı yükselir, kapasite düşer ve ünite yüksek basınçtan durabilir. Aynı toz açık su tankına girdiğinde bakteriye besin olur. Kondenseri toz emiş çıkışlarından uzağa yerleştirin, tank kapağını kapalı tutun ve kanat temizliğini periyodik bakım listesine ekleyin.
Evet, ölçülebilir düzeyde. 1.600 mm çapındaki çelik bir silindirin çevresi yaklaşık 5.027 mm'dir; çeliğin genleşme katsayısı 12 × 10⁻⁶ 1/K alınırsa her 1 K sıcaklık artışı çevreyi yaklaşık 0,06 mm uzatır. 6 K'lık bir sapma 0,36 mm eder. Kaliteli flekso işinde pas toleransı sıklıkla 0,1 mm mertebesinde olduğundan, silindir sıcaklığını ±1 K içinde tutmak baskı kalitesinin doğrudan şartıdır.
Sağlıklı olmaz; aynı model makine farklı hızda, farklı kurutucu donanımıyla çok farklı yük üretir. Doğru yol mevcut devrelerde debiyi ve gidiş-dönüş sıcaklığını ölçüp Q = m · c · ΔT ile hesaplamaktır. Pratik kestirim için: 5 K farkta her 1 m³/h su yaklaşık 5,8 kW taşır. Ölçüm yoksa makine üreticisinin devre şemasındaki ısı atım değerleri esas alınır.
Sıcaklık kararlılığı gerektiren devrelerde önerilmez. Şehir suyunun sıcaklığı mevsime ve güne göre değişir; nemlendirme ve silindir temperleme devrelerinin istediği ±1 K sabitlik bu şekilde tutulamaz. Ayrıca sertlik, merdane ve silindir içindeki dar kanallarda kireç bırakır. Dış hava düşükken enerji kazancı isteniyorsa bu, tesis tarafında ayrı projelendirilmesi gereken bir ön soğutma düzenidir.
Hayır. Chiller kapalı bir su devresi besler; nemlendirme karışımı ve mürekkep, baskı makinesinin kendi devridaim sistemi içinde kalır ve ısısını eşanjör üzerinden chiller suyuna verir. Makine üreticisi su kalitesi şartı koyuyorsa iki taraf plakalı eşanjörle hidrolik olarak da ayrılır; böylece açık tank suyundaki toz ve oksijen makinenin dar kanallarına ulaşmaz.