Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
www.prowatech.ch1
„Reinwasser, das ankommt!“
Leiterplattentagung 2019
Uitikon ZH
Referenten:
Stephan Dietrich Herbert Hauser
ProWaTech AG
CH-8416 Flaach ZH
Telefon: +41 (0)52 224 06 50
E-Mail: [email protected]
GS SWISS PCB AG
CH-6403 Küssnacht SZ
Telefon: +41 (0)41 854 48 00
E-Mail: [email protected]
www.prowatech.ch2
Referent: Herbert Hauser
Inhaltsangabe:
✓ Wir stellen uns vor
✓ Problemstellung
✓ Durchführung einer Expertise
✓ Definition von Rein- und Reinstwasser
✓ Verfahren zur Erzeugung von Reinstwasser
✓ Neue Reinstwasseranlage mit Ringleitung
✓ Erfahrungen nach 20 Monaten
www.prowatech.ch3
✓ Vertrieb, Herstellung, Lieferung, Service:
Prozesswasser-, Recycling- und Abwasseranlagendurch die ProWaTech AG
✓ Beratung/Schulung durch die Hauser + Walz GmbH
✓ Service verstärkt durch Übernahme der ROME GmbH
Firmenprofil
Wir stellen uns vor…
www.prowatech.ch4
• GS Swiss PCB, Küssnacht am Rigi
• Umsatz ca. 40 Mio CHF
• Mitarbeiter ca. 175
• Export 80%
Fokus : Flexibel, miniaturisiert, hoch zuverlässig
Wir stellen uns vor…
Features down to 15µm Substrate thickness
from 12.5µm (0.5 mil)
Laser vias
≥ Ø20µm
Semi-additives PCB
(15 µm / 15 µm)
www.prowatech.ch5
Problemstellung
➢ Fleckenbildung auf der Ware
➢ wöchentliche Reinigung der Produktionsanlagen
➢ Produktionsstillstand durch Fleckenbildung
➢ höhe Anforderungen an Spülwasser durch weitere Miniaturisierung
Reinwasser, das ankommt!
Abstrich des Spülwassers
auf Lactose TTC-Agar30 °C im Brutkasten (1-2 Tage)
REM / EDX-Untersuchung:
Schwefel-Signal auf verfärbte
Kupfer-Oberfläche
S
Oberfläche angegriffen
kristalline Fremdphase
www.prowatech.ch6
Durchführung einer Expertise
Reinwasser, das ankommt!
Erfassung der Betriebsdaten (IST-SOLL):
✓ Wasserquantitäten und -qualitäten✓ Lage der Verbraucher✓ vorhandene Prozesswasseranlagen
Problemstellung:
✓ Problemzonen: Erzeugung, Lagerung, Verteilung, Stichleitungen✓ Qualitätsprobleme durch erhöhte Keimzahlen✓ Hoher Aufwand: chemische Reinigung und Wechsel Absolutfilter (0,2 µm)
Lösung:
✓ Neuplanung: Reinstwassererzeugung und Ringleitung✓ Ziel: < 100 KBE/ml, < 1.0 µS/cm
www.prowatech.ch7
TrinkwasserTVO
WHO Richtlinie
Oberflächen
unbestimmte Begriffe!
PharmaPharmakopöen
European Ph.
USP
LaborASTM, CAP, NCCLS, DIN ISO 3696
HalbleiterSC XXX M
E1 bis E4
VDI 2083
Trinkwasser
Stadtwasser
Leitungswasser
gereinigtes Wasser
Aqua purificata
WFI
Aqua ad Injectabila
Highly Purified Water
ReinstwasserReinstwasser
Ultra-
Reinstwasser
Hochreines
WasserEnthärtetes Wasser
Weichwasser
Reinwasser
Aqua Dest.
Bi-Dest Wasser, Tri-Dest. Wasser
Definition von Prozesswasser (Normen)
Reinstwasser
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch8
Anforderungen an Prozesswasser (ProWaTech AG)
Bereich Leitwert
(µS/cm)
Ionen
(mg/l)
Keimzahl
(KBE/ml)
Organika
(TOC, mg/l)
Endotoxine
(LAL-Test,
EU/ml)
Kreislaufwasser < 15,0 < 10,0 100 - 10‘000 0,1 - 3,0 -
Reinwasser < 15,0 < 10,0 < 300 0,1 - 2,0 -
Reinstwasser < 1,00 < 1,00 < 100 < 0,5 -
Highly Purified
Water
gemäss Ph. Eur.
< 1,10 (20°C)
(< 5 ppt)< 10
(100 ml)< 0,5 < 0,25
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch9
Rückhaltung durch Umkehrosmose (RO)
99 - 100 %
98 - 99 %
99 - 99,5 %
25 - 99 %
0 %, ggf. NaOH oder Entgasung
Partikel
Mikroorganismen,
Pyrogene
Ionen
organische
Verbindungen
Gase (Kohlensäure)
Verunreinigung Rückhaltung
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch10
Rückhaltung durch Ionenaustausch (IAT)
99.5 - 100 % (abhängig Harztyp)
90 - 99 %
50 - 99 %
0 % ?
Partikel
Mikroorganismen,
Pyrogene
Ionen
organische
Verbindungen
Kohlensäure
Verunreinigung Rückhaltung
98 - 100 % (abhängig Harztyp)
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch11
Vergleich RO, IAT und EDI
Reinwasser, das ankommt!
Ionentauscher Umkehrosmose Elektro-Deionisation
Vorteile:
• einfache
Handhabung
• hohe
Wasserreinheit
• hohe Leistungen
Vorteile:
• Rückhaltung von
Bakterien und
Pyrogenen
• physikalisches
Verfahren
Vorteile:
• hohe Reinheit
• geringer Energiebedarf
• kompakte Bauform
• geringe Verkeimung
Nachteile:
• chemische
Regeneration
• mikrobiologische
Belastung
• diskontinuierlicher
Prozess
Nachteile:
• Ionen- und
Gasschlupf
• hoher
Abwasseranfall
Nachteile:
• aufwändige
Vorbehandlung (RO)
• hohe Investitionen
www.prowatech.ch12
Leitungsmaterial für Reinstwasser
Reinwasser, das ankommt!
PP / WNF PVDF / WNF 316L / orbital
Kosten (Fallbeispiel) CHF 24‘000.00 CHF 63‘000.00 CHF 83‘000.00
Zeitstandfestigkeit +++ +++ ++++
chem. Beständigkeit +++ +++++ ++
UV-Beständigkeit + ++ ++++
Leach Out +++ ++++ +
Totraum / Oberfläche ++ ++++ +++
thermische Stabilität ++ +++ ++++
200 m
Material +
Montage
www.prowatech.ch13
Schläuche zur Befüllung
Reinwasser, das ankommt!
gewickelter Lebensmittel- FDA-konformer Schlauch
PE-Schlauch Schlauch (Tri-Clamp)
Schläuche innen glatt, spalt- und weichmacherfrei, hochflexibel (müssen geleert werden)
… sowie totraumarme Schlauchkupplungen
www.prowatech.ch14
Reinwasser, das ankommt!
Qualität Verfahren Betriebskosten
pro m3
Stadtwasser
teilenthärtetes
Wasser
-
Enthärtung (EH)
CHF 02.50
CHF 03.40*
Permeat
(15 µS/cm)
Reinstwasser
(1 µS/cm)
EH / Umkehrosmose (RO)
RO / Ionenaustausch (IAT)
CHF 04.80*
CHF 05.00*
* inkl. Frisch-/Abwassergebühren (Annahme: CHF 2.50/m3)
Typische Betriebskosten
www.prowatech.ch15
UmkehrosmoseEnthärtung
Frisch-
wasser
12 Verbraucher
< 0,5 µS/cm < 0,1 mg/l C < 10 KBE/ml
Reinwasser, das ankommt!
Konzept der neuen Reinstwasseranlage
UV-Entkeimung
IonenaustauschPermeat Reinstwasser
Investition:
ca. CHF 250‘000.00
schlüsselfertige Lieferung
www.prowatech.ch16
Reinstwasseranlage, Teil 1
Frisch-
wasser
Pendel-Enthärtung
2x 3 m3/h
Eluate
Kanal
NaCl
LI
°fH
PI
Umkehrosmose
2x 2 m3/h
Retentat
Kanal
QI
°fH
PI PI FI µS
BF10
LI
Permeattank
Ionen-
austauscher
Permeatspeicher
1,9 m3
PI PI FI µS
Reinwasser, das ankommt!
Ionen-
austauscher
www.prowatech.ch17
Reinstwasseranlage, Teil 2
Ionenaustauscher, 5 m3/h, Reihen-Wechselschaltung
BF10
LI
Permeattank
1,9 m3
µS
supplyreturn
BF10
LI
Reinwasser, das ankommt!
LI
HCl
H2O
µSµS
NaOH
H2O
LI
2x Kationen 2x Anionen Regenerierstation
µS
Eluate
Schlussneutralisation
µS
µS
Permeat
Loop
Reinstwasser
2,1 m3
Reinst-
wasser
Permeat-
tank
www.prowatech.ch18
Ionen-
austauscher
Loop
supply
Reinst-
wasser
Neutra.
µS
UV-Entkeimung
400 J/m2FU
Loop
returnTI PIFI
BF10
LI
Reinstwasser
2,1 m3
PIFI µS
FI
12 Verbraucher
< 0,5 µS/cm, < 10 KBE/ml
8,3 - 1,5 m3/h
DN 40 - 20, 1,8 -1,7 m/sec.
Reynolds-Zahl Re > 10‘000
PP natur, WNF-geschweisst
Rohre < 3d
Kautschuk, dampfdicht
totraumarme Ventile
(spaltlose Dichtungen)
Reinwasser, das ankommt!
Ringleitung, ca. 300 m
Reinstwasseranlage, Teil 3
www.prowatech.ch19
Visualisierung
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch20
Reinwasser, das ankommt!
Visualisierung
www.prowatech.ch21
Reinwasser, das ankommt!
Software-Tool:
Vermeidung von Fehlern, mehr Flexibilität, keine Kosten für Software-Anpassung
Visualisierung
www.prowatech.ch22
Layout
Reinwasser, das ankommt!
ca. 40 m2 Grundfläche bei 2,5 m Raumhöhe
www.prowatech.ch23
Layout (Ringleitung)
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch24
Bilder der realisierten Anlage, Teil 1
Reinwasser, das ankommt!
Ionenaustauscher Pumpstation und UV Messtechnik
www.prowatech.ch25
Bilder der realisierten Anlage, Teil 2
Reinwasser, das ankommt!
Stichleitungen isolierte Ringleitung
www.prowatech.ch26
Erfahrungen
…seit 20 Monaten in Betrieb:
+ Reinigung alle 1-2 Wochen
+ keinerlei Fleckenbildung auf der Ware
+ Prozessüberwachung konnte reduziert werden
+ schneller Wartung durch eine sichere und schnelle Befüllung
+ konstante Wasserqualität (Temperatur und Leitwert)
- höhere Eluatmenge bei Regenerieren als erwartet
- Volumen Permeat- zu Reinwassertank nicht optimal
Reinwasser, das ankommt!
www.prowatech.ch27
Leitwert
Anzahl Messwerte: 355593
Zeitraum: 16 Monate
Ziel: Leitwert kleiner 1 µS
Mit einer Systemverfügbarkeit
von fast 100 %
µS
www.prowatech.ch28
„Reinwasser, das ankommt!“
Leiterplattentagung 2019
Uitikon ZH
Referenten:
Stephan Dietrich Herbert Hauser
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!