De algemene benaming van het apparaat is carbonaatverwijderingssysteem. In de dagelijkse praktijk spreekt men liever van een carbonaat uitvries-unit, maar dat is eigenlijk niet juist, want vriezen doet de machine niet. Koelen wel. En ook op gezette tijden verwarmen om het koelelement te bevrijden van de daaraan aangekoekte carbonaatkristallen. Voor vele producten en toepassingen is alkalisch (elektrolytisch) verzinken een uitermate geschikte en vaak gekozen techniek maar het onvermijdelijk gevormde carbonaat is duidelijk niet bevorderlijk voor de kwaliteit van het proces. Eigenlijk wil je er maar een heel beperkte hoeveelheid in hebben. In principe geldt: Hoe lager het carbonaatgehalte in zinkbaden hoe beter je kunt verzinken. Carbonaat ontstaat in alkalische zinkbaden doordat er tijdens het elektrolytisch verzinken lucht in de baden komt. De kooldioxide die zich in die lucht bevindt gaat een reactie aan met één van de componenten in het bad waardoor zich natriumcarbonaat of kortweg ‘soda’ vormt. Hoe hoger het carbonaatgehalte in de zinkvloeistof, hoe moeilijker de kwaliteit van de zinklaag is te sturen en hoe meer stroom je gebruikt. Er moeten dan steeds glansmiddelen worden toegevoegd om de gewenste glansgraad te bereiken. Op een gegeven moment is de concentratie carbonaat zo hoog dat het verzinkproces gewoon niet meer goed werkt. Er zit dan maar één ding op: het hele proces stil leggen en al het overtollige carbonaat uit de baden verwijderen.

Jan Harm Schippers: “Al jaren deden we dat tussen Kerst en Oud en Nieuw, zo’n vier a vijf productiedagen waren we eraan kwijt. We moesten de baden leegpompen, koud laten worden waardoor de soda uitkristalliseert en die natte brij er dan handmatig uitscheppen. Als je daar mee klaar was, kon je de badvloeistof weer terugpompen in de baden, maar je raakte altijd een deel van het badvloeistof kwijt bij het uitscheppen. Er moest dus nieuwe vloeistof aangemaakt worden. En de natte brij moest je in veel big bags stoppen die afgevoerd moesten worden. Als we dan in het nieuwe jaar begonnen, zagen de producten uit de baden er fantastisch uit, maar in loop van de maanden werd dat weer langzaam minder. Nu hebben we een constante kwaliteit, kunnen we tegen de Kerst langer werk aannemen en hoeven we niet meer ieder jaar aan klanten uit te leggen dat we met Kerst twee weken dicht gaan. Omdat het apparaat hier het eerste in de Benelux is, was het natuurlijk wel een beetje spannend of het echt goed zou gaan werken, maar wij zijn er heel tevreden over. Veel concullega’s zitten overigens met hetzelfde probleem.”

Vierkante droge pakketjes

Het apparaat heeft z’n roots in Amerika. Daar is het ontwikkeld door een bedrijf dat MacDermid Envio Solutions ongeveer vijf jaar geleden heeft overgenomen. Op een gegeven moment is besloten het apparaat niet alleen in de VS op de markt te brengen, maar ook in Europa en Azië. Een exemplaar is toen naar de MacDermid-vestiging in Italië verscheept om het eens goed te bekijken en in te kunnen schatten of het in Europa verder ontwikkeld en in productie genomen kon worden. “In Italië zei de betreffende ingenieur dat het apparaat wel kansen bood, maar dat het verbeterd moest worden”, zegt Laurens Wessels van MacDermid Envio Solutions. “Toen de verbeterde versie beschikbaar kwam, is die in Italië uitgetest bij een bedrijf. Verzinkerij Schippers is nu de tweede klant voor het apparaat in Europa en dus de eerste in de Benelux. De eerste gesprekken daarover zijn eind vorig jaar gestart en in juni-juli dit jaar is er proefgedraaid. Na de zomervakantie is er nog wat ‘fine tuning’ gedaan en sindsdien draait het apparaat constant. Het haalt het carbonaat uit het proces en maakt daarvan vierkante droge pakketjes die vanaf een afvoerband in een opvangbak vallen. In de regel heeft men er geen omkijken naar.”

Voor een compleet beeld van het ontstaan van de soda schetst Jan Harm Schippers het proces van elektrolytisch verzinken: “Van een grote diversiteit aan opdrachtgevers krijgen we allerlei producten in allerlei soorten en maten binnen. Die gaan natuurlijk eerst de voorbehandeling in waar ze chemisch ontvet worden op een temperatuur van 60 tot 870 graden. Het vet smelt er als het ware af. Daarna wordt er gespoeld en vervolgens gebeitst om de walshuid ervan af te halen en de lassen schoon te maken. Dan wordt er weer gespoeld en vervolgens elektrolytisch ontvet waarna het materiaal helemaal schoon is en klaar voor het verzinkproces. Tijdens het verzinken ontstaat het carbonaat. Vroeger hadden we hier ook wel een apparaat om dat te verwijderen, maar dat werkte gewoon niet goed. De koude kristallen gingen alleen maar aan de binnenkant zitten en vervolgens gaf het apparaat aan dat die wel koud genoeg was, terwijl dat eigenlijk helemaal niet zo was. De rand koekte enorm aan en je moest vaak met je hand erin om het allemaal los te steken en eruit te halen. Het is een sterk alkalische oplossing; dus niet zo’n fijne klus om te doen.”

Afvoer van de kristalmassa

Het nieuwe apparaat maakt dat werk overbodig. In het apparaat bevindt zich een koeltank. Het daarin aanwezige koelelement verlaagd de temperatuur tot ‘winterse waarden’ waardoor er zich kleine kristallen in de vloeistof vormen. Die kristallen worden met behulp van luchtdruk via een filter gescheiden van de badvloeistof en met behulp van perslucht tot vierkante pakketjes ter grootte van een gebaksdoos gevormd. De droog geblazen kristalpakketjes komen daarna in een verzamelbak.

Een klein deel van de kristallen koekt aan op het koelelement waardoor de efficiëntie van het koelelement af kan nemen.  Grote verbetering is dat het apparaat automatisch om de zes uur gaat verwarmen in plaats van koelen. Hierdoor lossen de aangegroeide kristallen op en komt het koelelement weer helemaal vrij voor een nieuwe koelcyclus. De zinkvloeistof gaat weer terug naar het bad. De pakketjes worden steeds lager naarmate het carbonaatgehalte in de baden afneemt. Het afvoeren van de kristalmassa is nu ook veel makkelijker.

Jan Harm Schippers: “We halen er nu veel meer kristallen uit dan voorheen en in de vorm van droge stof. De afvoer verandert. We gaan de soda gecontroleerd en gedoseerd afvoeren via onze waterzuivering. Als je water toevoegt aan de kristallen lossen ze direct op en dan kunnen we het zelf beetje bij beetje door de waterzuivering laten lopen waar het afbreekt. We moeten dan wel de juiste pH in de waterzuivering in de gaten houden en erop letten dat de verwijdering van eventueel aanwezige metalen uit de waterzuivering doorgaat. Je wilt geen verhoogde zinkconcentratie in het afvalwater.”

Goedkoper

Laurens Wessels voegt hieraan toe: “Je kunt dit inderdaad toepassen. Ik ben nog aan het uitzoeken in hoeverre het economisch is. Soda verhoogt de pH van de waterzuivering, maar die moet binnen een bepaalde grens blijven. Je hebt dus zuur nodig om de pH stabiel en binnen de grenzen te houden. De kosten daarvoor  moet je vergelijken met de afvoerkosten van de soda en dan kun je de balans opmaken. Die gegevens daartoe heb ik nu nog niet, maar ik vermoed dat het zin heeft. Als je het over geld hebt, moeten we ook gaan kijken naar de energierekening. Die zou lager moeten worden, omdat de geleidbaarheid van de vloeistof beter is bij een laag carbonaatgehalte. Dan hoef je minder vermogen in de baden te stoppen om dezelfde stroming erin krijgen. Het energieverbruik kennen nog niet, maar het ligt voor de hand dat het lager is dan in 2020. Met de hoge energieprijzen tegenwoordig telt iedere verlaging van energiegebruik. En verder ligt het voor de hand dat je nu minder glansmiddel hoeft toe te voegen omdat die door het lage carbonaatgehalte beter hun werk kunnen doen. De baden worden beter bestuurbaar en de producten krijgen over het algemeen een egaler en glanzender uiterlijk.”