Журнал "Новости полиграфии", 2006, N 8
"Бархатный сезон" производственных помещений - гарантия высокого качества печатной продукции
В.И. Штоляков, к.т.н., доцент МГУП

Температура воздуха в производственных помещениях и относительная влажность воздуха в них - это два взаимосвязанных параметра, влияющих на работоспособность обслуживающего персонала и, соответственно, на производительность полиграфического оборудования.
Относительная влажность воздуха (Q) - это количество водяных паров, содержащееся в 1 м3 воздуха при определенной температуре по сравнению с максимальным количеством воды при той же температуре и в том же объеме. Если при t = 20оС в 1 м3 воздуха содержится 17,3 г воды, то это максимальное значение влажности (Q = 100%), при которой в помещении наблюдается туман. Если при той же температуре в том же объеме воздуха будет находиться 8,65 г воды, то относительная влажность равна 50%.
Давно уже доказано, что оптимальные климатические условия для человека - температура 18-24оС и Q = 50-60% для всех сезонов и всех категорий работ в производственных помещениях. В этих условиях организм здорового человека поддерживает равновесную относительную влажность поверхности тела порядка 70-80%. При относительной влажности воздуха в рабочих помещениях меньше этого значения организму человека приходится интенсивно восстанавливать нарушенное равновесие, что может приводить к его быстрой утомляемости. Сухой воздух в помещении уменьшает толщину слизистой оболочки носоглотки, нашего биологического фильтра, что приводит к снижению защитных функций человеческого организма к различным инфекциям. Недаром так называемый "бархатный сезон" характеризуется идеальными условиями, когда температура и относительная влажность воздуха находятся в норме (температура в пределах 18-24оС, а Q в пределах 50-70%), что обеспечивает комфортные условия для человеческого организма, когда соблюдается тепловой баланс.
Основной причиной понижения относительной влажности воздуха в цехе в зимний период является то, что при низкой температуре наружный воздух имеет низкое содержание влаги. Например, при температуре наружного воздуха -10оС и Q = 100% (на улице туман) его влагосодержание составит только 2,36 г/м3. Попадая через вентиляцию в цех и нагреваясь до 20оС, он создаст в помещении только 13%-ю относительную влажность, поэтому такой воздух требует увлажнения до состояния равновесной влажности. Этим объясняется и тот факт, что наибольшее количество заболеваний гриппом работников предприятий приходится в основном на зимний период.
Если в цехе нарушается допустимый температурный режим в ту или иную сторону, а величина относительной влажности воздуха становится меньше 48%, то начинают проявляться негативные явления, влияющие на ход производственного процесса.
В первую очередь это сказывается на "поведении" бумаги и картона, которые являются гигроскопичным материалом (картон - в большей степени гигроскопичен из-за своей большой массы и величины средней объемной плотности). Эти материалы способны быстро адаптироваться к окружающим условиям: при большой относительной влажности они впитывают влагу, а при пониженной - интенсивно ее теряют. В том и другом случае это приводит к нарушению геометрических параметров бумаги, вызывая ее коробление, деформацию и изменение механических характеристик. В первую очередь это относится к листовой бумаге и картону, которые быстрее реагируют на условия цеха в отличие от рулонного материала, защищенного в некоторой степени от внешней среды своей формой.
Статическое электричество - явление, напрямую связанное с нарушением климатических условий в рабочих помещениях. Пыление бумаги при печатании обусловлено наличием слабо закрепленных частиц на ее поверхности, таких как бумажные волокна, зерна наполнителя, ворсинки и пр. Если бумага не очищена от пыли, то бумажная пыль, находясь во взвешенном состоянии, является переносчиком статического электричества и трудно поддается удалению даже путем интенсивной вентиляции. Особенно это заметно на мелованных сортах бумаги, когда она начинает терять влагу, попадая в помещение с низкой относительной влажностью. Быстрое высыхание бумаги в условиях пониженной влажности сопровождается нарушением поверхности мелованного слоя, увеличивая тем самым количество бумажной пыли. Наличие бумажной пыли вызывает загрязнение краски и увлажняющего раствора в офсетной печатной машине, изменение оптической плотности оттиска, искажение графических элементов изображения и другие нарушения.
Бумага представляет собой диэлектрик, заряд которого зависит от ее влагосодержания. Из практики известно, чем суше бумага, тем больше она заряжается. В первом приближении рулон и стопа бумаги представляют собой электрические конденсаторы большой емкости. В процессе транспортировки бумаги, особенно в зимнее время, в результате температурных перепадов и механического воздействия на нее происходит накопление электрических зарядов. Это явление возникает при механических разрывах бумаги, в процессе разъединения контактируемых поверхностей, так называемая контактная электризация. Это проявляется при отделении бумаги в зоне печатного контакта от офсетного полотна, при подаче листов самонакладом, при размотке и проводке бумажной ленты через печатные секции машины.
Монтажные и копировальные участки, где осуществляется изготовление форм традиционным фотохимическим способом, достаточно критичны к климатическим условиям. Понижение относительной влажности воздуха вызывает:
- накопление электростатически заряженной пыли на поверхности стекол, пленок, формных пластинах;
- искажение штриховых элементов изображения, появление марашек;
- появление воздушных карманов в копировальных рамах;
- изменение линейных размеров пленок при изменении температурного режима в цехе.
Цех офсетной печати необходимо в первую очередь обеспечить нормальными климатическими условиями. При заниженной относительной влажности воздуха происходят следующие нарушения:
- интенсивное высыхание пробельных элементов печатной формы, что приводит к ее тенению и требует от печатника увеличения подачи увлажняющего раствора. Это вызывает эмульгирование офсетной краски (образование эмульсии "масло в воде" или "вода в масле") и, как следствие, снижается качество печатной продукции из-за появления полос и разводов на оттисках;
- нарушение стационарного печатного процесса в результате частых технологических остановок печатной машины приводит к снижению ее производительности и, соответственно, повышению себестоимости печатной продукции.
Флексографские печатные процессы, особенно на бумажной подложке, также критичны к изменению климатических условий (электростатика, интенсивное накопление бумажной пыли). Послепечатные процессы имеют аналогичные нарушения (электростатика, нарушение режимов закрепления лака, фольги, коробление обложек, нарушение размеров при вырубке и пр.). Однако цена брака на финишных операциях значительно выше, т.к. в цене почти готового продукта заложена стоимость уже проведенных предыдущих операций.
В заключение следует сказать о том, что создание нормальных климатических условий в производственных помещениях требует определенных финансовых вложений для организации систем увлажнения и поддержания температуры, которые нужно "привязывать" конкретно к условиям типографии. Однако, как показала практика, подобные риски оправданы, благодаря повышению эффективности производства и улучшению условий труда работников предприятия.

Вино

В случае хранения вина, повышение относительной влажности воздуха может значительно понизить испарение вина из дубовых бочек. За счёт поддержания идеальной влажности воздуха можно избежать сложных процедур "герметизации" бочек и связанных с ними расходов. Это не только помогает сберечь время и деньги в виноделии, но и повышает качество производимого вина.

Бумага

Цеха по изготовлению бумаги и склады для её хранения также выигрывают от управления климатическими условиями. Поскольку бумажные изделия легко вбирают в себя или теряют влагу, для обеспечения адекватного или повышенного качества выпускаемых готовых изделий важно беспрерывно поддерживать требуемый уровень влажности воздуха. Это также помогает сократить время простоя и снизить процент брака. Для поддержания идеального содержания влаги (от 5% до 7%) в бумажных изделиях требуется поддерживать относительную влажность воздуха на уровне от 40% до 50%. 
Другие преимущества при производстве бумажных изделий с надлежащем поддержании требуемой влажности воздуха являются: избавление от статического электричества, повышенная гибкость, неизменность размеров, улучшение условия для нанесения чернил, значительное снижение запылённости воздуха и охлаждения засчёт испарения остатков влаги.

Дерево

Одним из ключевых условий для улучшения работы и повышения качества изделий в деревообрабатывающей промышленности является надлежащее поддержание РСВ (равновесного содержания влаги). РСВ - это то содержание влаги, когда древесные волокна ни теряют своей влаги, ни впитывают новой. При поддержании РСВ на стабильном уровне минимизируются изменения в содержании влаги при уходе за изделиями. Это фактически устраняет многие из проблем, связанных с качеством изделий деревообрабатывающей промышленности.
В случае деревянных изделий обычно равновесное содержание влаги бывает в диапазоне от 6% до 11% в зависимости от географического расположения и климатических условий. Для достижения этого необходимо поддерживать влажность воздуха в диапазоне от 25% до 50%. Поскольку дерево обретает размерную стабильность в точке насыщения влагой его волокон, меры, принятые во избежание потерь влаги или превышения содержания влаги над этим уровнем, помогают устранить такие неблагоприятные явления как съёживание, разбухание, коробление, раскол или растрескивание. При поддержании заданного уровня равновесного содержания влаги удаётся избежать ненужного напряжения деревянных волокон или ненадлежащего изменения размеров деревянных изделий. Это приводит как к более высокому качеству изделий, так и к более высоким доходам.

Текстильная промышленность

Как и в случае других областей промышленности, в текстильной промышленности использование системы увлажнения воздуха обычно также дают значительные преимущества. При надлежащем поддержании уровня влажности воздуха, обычно в диапазоне от 50% до 60%, как правило, повышается качество, уменьшается время простоев и снижается процент брака. Это происходит потому, что при идеальном уровне влажности воздуха возрастает прочность на растяжении фактически всех натуральных волокон. За счёт повышения производительности и сокращения отходов растёт рентабельность текстильного производства.
В дополнение к этому, можно избавиться от статического электричества, сделав пряжу более пригодной для обработки, а сам процесс её обработки более управляемым, в результате чего меньше волокон пряжи. Это также помогает контролировать загрязнение воздуха частицами хлопка и остаточным линтом (волокном хлопчатника). Поскольку рекомендуется эксплуатировать вязальное оборудование при влажности воздуха 55%, система увлажнения создаёт идеальные климатические условия как для оборудования, так и для сырья.
Во многих других отраслях промышленности внедрение систем увлажнения также позволяет повысить производительность оборудования и рентабельность производства. При необходимости охлаждения, повышения влажности воздуха или снижения запылённости туманообразующие системы создают идеальные климатические условия.

Достоинства промышленных систем увлажнения

• Обеспечивается поддержание РСВ (равновесного содержания влаги) на надлежащем уровне;
• Снижается статическое электричество;
• Содержание влаги поддерживается на идеальном уровне;
• Обеспечивается максимальная стабильность свойств изделий и создаётся больше возможностей для их обработки;
• Сокращается частота пожаров из-за запылённости воздуха;
• Сокращается уровень испарений.

Рекомендации по увлажнению воздуха:

• Для продления срока службы сопел используйте сопла из нержавеющей стали с противокапельным устройством и автоматическим спускным клапаном.
• Системы трубопроводов из нержавеющей стали производятся по заказу в соответствии с вашими потребностями.
• Возможность заказать элементы с желаемым расстоянием между соплами для систем верхней разводки и колец для сопел из нержавеющей стали для систем, использующих вентиляторы.
• Высокопроизводительные насосы выпускаются в диапазоне от 4 до 200 л/мин. Модели насосов 4-12 л/мин прошли сертификацию для использования под открытым небом и в закрытых помещениях лабораториями Underwriters Laboratories (UL) (имеется оборудование для любого электрического напряжения). Стандартные модели насосов рассчитаны на рабочее давление 70 бар.
• Устройства управления определяются Вашими требованиями: устройства для управления влажностью, температурой и таймерами.

Промышленные системы увлажнения.

Можно самостоятельно собрать информацию, выполнить расчеты, приобрести промышленные или бытовые увлажнители воздуха, приборы контроля влажности. Но лучше обратиться к профессионалам. Специалисты компании подберут для вас атомайзеры оптимальной мощности, посоветуют, какой гигрометр или термогигрометр необходим именно в ваших условиях, произведут расчет системы увлажнения воздуха, ее монтаж, пуск в эксплуатацию. Компании поставляют различные промышленные увлажнители воздуха.
Кроме промышленных увлажнителей, в помещениях должны быть установлены приборы контроля микроклимата, а деревообрабатывающему производству не помешают влагомеры, с помощью которых осуществляется мониторинг влажности древесины. Промышленные приборы для увлажнения атмосферы и контроля влажности монтируются в течение не более чем недели.
Результаты работы промышленного увлажнителя.
Установив промышленные увлажнители воздуха, вы вскоре заметите, что:
• атомайзеры просты в эксплуатации, не требуют специального обслуживающего персонала, дополнительных затрат;
• содержание пыли в атмосфере помещения снизилось на 65-70%;
• значительно уменьшился объем отбраковки сырья, производственного брака;
• улучшились качественные характеристики готовой продукции;
• заметно снизилась заболеваемость персонала.

Если все вышеперечисленное суммировать, перевести в денежное выражение, то экономия затрат всего за несколько месяцев покроет расходы на приобретение промышленных увлажнителей воздуха.

Промышленные увлажнители воздуха находят свое применение в следующих областях:

• Печатная промышленность/Упаковка
• Электронная промышленность
• Табачная промышленность 
• Пищевая промышленность 
• Деревообработка
• Текстильная промышленность
• Офисные помещения
• Музеи
• Хранилища для вина
• Растениеводство
и др. 

Когда становится заметно, что комнатная растительность на грани выживания, а в горле постоянно першит и оно часто болит, — это явный признак того, что пора принимать меры по борьбе с повышенной сухостью воздуха. Очевидно, что проще всего это сделать с помощью специального устройства — увлажнителя воздуха. Практика применения увлажнителей воздуха и научные исследования в этой области доказали, что работа увлажнителей благоприятно сказывается на микроклимате в доме.

Но в жизни, как правило, многое происходит не по науке, и в разных руках одинаковые приборы работают по-разному. Как же правильно выбрать из обширного ассортимента увлажнителей тот, что наиболее удачно подойдет в конкретных обстоятельствах, и рационально им пользоваться? Для начала стоит ознакомиться с принципом действия самых распространенных типов увлажнителей, попытаться найти в них полезные качества и недостатки, а уже потом, учитывая их, и остановить свой выбор на конкретной модели.

Некоторые пункты в разделах, описывающих недостатки и достоинства, повторяются, и что перевесит — польза или вред от конкретного качества прибора, — можно определить только в конкретных обстоятельствах.

Традиционные («холодные») увлажнители

Простейшие увлажнители, работающие по принципу естественного испарения со сменными бумажными кассетами с антибактериальной пропиткой, рассчитанными в среднем на 2–3 месяца работы. Вода пропитывает кассеты, поднимаясь из поддона, встроенный вентилятор пропускает через них воздух, увлажняя его. Схожий результат получается после влажной уборке. В более дорогих моделях вместо кассет — пластиковые диски с впитывающей влагу поверхностью. Так как на испарителях скапливается грязь, то кассеты через установленное время заменяются, диски — промываются. Производительность «холодных» увлажнителей — 3,5–8 литров в сутки, электрическая мощность — 20–50 Вт. Стоимость — 1500 до 2500 рублей. Цена кассет — от 200 до 900 рублей, в зависимости от модели

Недостатки

  • Неэкономичность: требуется очищенная, а лучше дистиллированная вода, потому что применение водопроводной воды делает замену кассет частой — оба варианта удорожают пользование.
  • Негигиеничность: на кассетах старых моделей скапливаются вредные микроорганизмы, распространяемые затем в воздухе помещения.
  • Ограничение сферы применения: максимально доступный уровень влажности — не более 60% — не позволяет использовать его в оранжереях и зимних садах.

Достоинства

  • Простота эксплуатации
  • Безопасность: отсутствие горячих деталей позволяет применять их в детских комнатах и спальнях.
  • Очистка: помимо увлажнения воздух естественным образом очищается.
  • Ограничение по уровню влажности: он будет постоянным, естественным для данной местности, независимо от продолжительности работы, и не превысит нормального уровня в 60%.
  • Возможность повышения производительности: достаточно поставить увлажнитель рядом с источником тепла или в месте наибольшей циркуляции воздуха.
  • Низкое энергопотребление: его мощность всего 20–50 Вт.

Выбрать данный тип увлажнителя можно, например, в детскую комнату. Тихий, бесшумный и безопасный увлажнитель, требующий минимального ухода и контроля.

При подборе традиционного увлажнителя постарайтесь выбрать модель, не нуждающуюся в регулярной замене фильтров и картриджей. С ней меньше хлопот.

Паровые увлажнители

Паровой увлажнитель нагревательным элементом доводит воду до кипения, а паром насыщает воздух. Ясно, что пар не содержит никаких примесей в виде солей или микроорганизмов — соли выпадают в осадок внутри прибора, а микробы уничтожаются. Вода может использоваться любая: чем больше в ней солей, тем выше сила тока и значительнее испарение. Если вода очень жесткая, с рабочей части увлажнителя достаточно время от времени счищать накипь. Паровые увлажнители повышают температуру воздуха в помещении, однако это часто бывает весьма кстати.

Поскольку увлажнение происходит принудительно, то, чтобы не перестараться, желательно иметь в комплекте гигростат в виде датчика, срабатывающего и отключающего увлажнитель при определенном уровне влажности. В большинстве паровых увлажнителей обычно гигростат не имеется, и его надо покупать отдельно, а стоит он чуть меньше, чем сам увлажнитель. Производительность паровых увлажнителей 7–16 литров в сутки при потребляемой мощности 300– 600 Вт.

Недостатки

  • Неэкономичность: большое энергопотребление, необходимость приобретать дополнительное устройство — гигрометр.
  • Негигиеничность: избыток воды, которого трудно избежать, конденсируется на холодных стенах — отсюда плесень.
  • Высокая температура: определенный риск при использовании в детской комнате — ребенок может попасть под струю горячего пара или обжечься о горячий корпус.

Достоинства

  • Экономичность: отсутствие расходных материалов в виде сменных кассет-испарителей.
  • Многоцелевое использование: для ароматерапии и как ингалятор.

Выбрать паровой увлажнитель целесообразно если есть необходимость в повышенной влажности, например в парниках или при разведении тропических растений, которым необходима повышенная влажность. Также паровые увлажнители одни из самых дешевых.

Ультразвуковые увлажнители

Увлажнители воздуха, использующие ультразвук, высокочастотными колебаниями превращают воду в водяную взвесь, напоминающую аэрозоль из мельчайших капель. Через него вентилятор прогоняет воздух, содержащийся в комнате. С точки зрения опасно высокой температуры они совершенно безобидны даже для детей — у выбрасываемых паров температура комнатная. Ультразвуковой прибор оснащен встроенным гигростатом, поэтому переувлажнение и образование конденсата исключены.

Сложнее с использованием воды: ультразвуковой увлажнитель не отделяет ее от содержащихся примесей. Соли превращаются в мельчайший порошок и распыляются по помещению. Поэтому в месте, где он работает — на полу, и на близлежащих предметах, — появляется белый налет. Естественно, что порошок приходится и вдыхать. Избежать этого можно, если использовать дистиллированную воду или встроенный фильтр, задерживающий вредные частицы и бактерии. Фильтра хватает на год, при условии систематической работы увлажнителя, а стоит он гораздо дороже фильтра для «холодных» увлажнителей — до трети стоимости всего прибора. Воздух, насыщенный аэрозолем, говорят врачи, вредно сказывается при развитии легких у детей, да и у взрослых вдыхание мельчайших капель воды может привести к заболеваниям дыхательных путей.

Производительность ультразвуковых увлажнителей 7–12 литров в сутки при потребляемой мощности 40–50 Вт. Стоимость — от 3000 до 6000 рублей.

Недостатки

  • Неэкономичность: необходимость использования деминерализованной или дистиллированной воды, высокая цена фильтра.
  • Негигиеничность: аэрозоль с примесью солей вреден для дыхания.
  • Характерный для вскипающей воды шум.

Достоинства

  • Экономичность: невысокое энергопотребление.
  • Гигиеничность: встроенный фильтр задерживает вредные частицы и бактерии.
  • Компактность, высокая производительность.
  • Достижение любого уровня влажности (вплоть до 100%) и его автоматическое сохранение.

Как видим, выбрать увлажнитель и просто и сложно одновременно. Главное определиться с целями, для которых он вам нужен. И так скажем, для кого в основном он будет использоваться. И уже исходя из своих требований и возможностей делать свой выбор.

Источник: Климат Легион

Современный уровень полиграфического производства в России характеризуется резким повышением требований к качеству печати. Это является последствием рыночных требований к рекламной, упаковочной и иллюстрационной продукции. Создаются новые типографии, срочно модернизируются действующие производства. Приобретается новая высокоточная и высокопроизводительная высокоавтоматизированная техника, на которую тратятся огромные средства. На рынке присутствует огромный выбор великолепных расходных материалов, но качество печатной продукции в ряде случаев оставляет желать лучшего. Почему же это происходит?
Анализ факторов, влияющих на качество воспроизведения полиграфических изображений, при использовании современных печатных машин, лучших полиграфических материалов и наличии высококвалифицированного персонала показывает, что решающее значение на стабильность качества продукции оказывают два совершенно не полиграфических фактора – это температура воздуха в помещении и относительная влажность.
Если в помещениях типографии температура воздуха выходит за рамки диапазона 18…24 о С, а относительная влажность ниже 48%, наблюдается резкое ухудшение условий печати. Это характерно как для листовых, так и рулонных печатных машин. С чем же это связано?

1. Офсетная печать. При низкой относительной влажности воздуха в помещении начинают интенсивно сохнуть пробельные элементы печатных форм, что, как правило, приводит к их “тенению”. Для устранения этого явления печатник даёт машине больше увлажняющего раствора, что приводит к увеличению эмульгирования офсетной краски. Эмульгированная офсетная краска не может обеспечить требуемую оптическую плотность растровых и штриховых элементов изображения, для устранения этого явления увеличивают толщину наносимого красочного слоя, что приводит к “растискиванию” растровых точек и искажению цветопередачи. Такие оттиски плохо сохнут, “отмарываются” в стопе и при дальнейшей обработке продукции. Растёт количества брака, увеличивается себестоимость продукции. Толстый слой офсетной эмульгированной краски отрицательно сказывается на работе офсетного резинового полотна, его чаще приходится смывать, а в ряде случаев даже может наступить его продавливание и выход из строя. Частые технологические остановки приводят к резкому снижению полезной производительности печатной машины, а это прямые убытки. О том, как трудно в последствии работать с оттисками, которые отмарывают, я думаю, все знают.
2. Бумага является очень гигроскопичным материалом. С бумажных фабрик она поступает, имея, как правило, равновесную относительную влажность порядка 45%. Попадая в помещение с низкой относительной влажностью, она начинает резко сохнуть, края бумаги загибаются, она теряет плоскостность, что приводит к сбоям в работе самонакладов и листопроводящей системы печатной машины. Что за этим следует всем известно. Частые остановки машины, снижение производительности, увеличение отходов бумаги и использования краски. В рулонных печатных машинах наблюдается несколько иная ситуация. Так как бумага при размотке резко начинает сохнуть, происходит её деформация от секции к секции, что затрудняет приводку изображения, а в некоторых случаях даже приводит к появлению морщин. Скорость печати снижается, растет количество брака. В качестве примера можно привести результаты замера влажности бумаги в одной из крупнейших типографий центрально-европейской части России в зимний период. При температуре наружного воздуха –12 о С, температуре в цехе 20 о С, относительная влажность в цехе офсетной печати составляла 6%. Однако в зоне рольной зарядки относительная влажность воздуха имела значение порядка 28%. При этом бумага с исходной равновесной относительной влажностью 46% начинала интенсивно сохнуть и на выходе печатной машины уже не превышала 6%. Таким образом, увлажнение воздуха в помещении происходило за счет испарения влаги из бумаги. Соответственно имелись определенные трудности в приводке изображения и в дальнейшем процессе обработки таких тетрадей.
3. Электростатика. Основным переносчиком статического электричества в полиграфических цехах, является бумажная пыль, которая находится во взвешенном заряженном состоянии в воздухе, и не может быть удалена даже путем интенсивной вентиляции помещений. Специфика бумаги как диэлектрика, состоит в том, что чем она суше, тем больше подвержена зарядке статическим электричеством. Рулоны и пачки бумаги, представляют собой, идеальные электрические конденсаторы большой емкости. В процессе транспортировки, особенно в зимнее время, когда бумага подвергается большим перепадам температур, внутри рулонов происходит накопление электрического заряда, который в дальнейшем очень трудно удалить в помещениях с низкой относительной влажностью воздуха. Для примера, замеры электростатического потенциала рулонов бумаги 168 формата проведенные в типографии «МОЛОДАЯ ГВАРДИЯ» в зимний период, показали, что их потенциал колеблется от 20 до 50 кВ. Поле создаваемое такими заряженными рулонами бумаги, наводит статическое электричество на достаточно большом расстоянии от их местонахождения. Особенно хорошо при этом заряжается находящаяся в воздухе бумажная пыль. Электростатика начинает мешать нормальной проводке бумаги в полиграфических машинах, вызывает сбои в электронных блоках управления, оказывает негативное влияние на самочувствие обслуживающего персонала. В результате снижается производительность полиграфического оборудования и качество печатной продукции. В тоже время повышение относительной влажности воздуха до 50…60% практически на 80% убивают процесс пылеобразования. Бумажная пыль забирает в себя влагу, становится электропроводной и нелетучей, резко уменьшается её концентрация в воздухе, влияние статического электричества заметно уменьшается.
4. Картон является ещё более гигроскопичным материалом, чем бумага. В силу своей большей грамматуры и рыхлости масса картона имеет в своем составе большее количество влаги. Интенсивно испаряясь в помещениях с низкой относительной влажностью воздуха, картон резко меняет свои геометрические размеры и плоскостность. Возникают трудности с приводкой изображений, неравномерность пропечатки плашек и т.п. Особенно это заметно при работе на одно и двухкрасочных печатных машинах. Не меньше трудностей встречается и при дальнейшей обработки продукции, так как изображения смещаются относительно друг друга и не совпадают с конфигурацией ножей вырубных и биговальных штампов.
5. Бумажная пыль. Её возникновение зависит от многих факторов, но одним из главных является быстрое высыхание бумаги при попадании ее в помещение с низкой относительной влажностью воздуха. Особенно заметно это на мелованных сортах бумаги. При быстром высыхании происходит интенсивное нарушение целостности мелованного слоя. Помимо пыления, такая бумага начинает “выщипываться” в процессе печати. Бумажная пыль начинает накапливаться в красочных корытах, на офсетной резине, печатной форме. Появляются “марашки”, непропечатка плашек, машину приходится часто останавливать и смывать – следствие – потери времени, увеличение расхода дорогостоящих полиграфических материалов, снижение рентабельности производства.
6. Монтажные и копировальные процессы. Высококачественную печать можно получить только с идеально изготовленных печатных форм. Это характерно для всех видов печати. При низкой относительной влажности в помещениях монтажных и копировальных участков на фотопленках, оптических стеклах и офсетных пластинах появляется больше количество статически заряженной пыли, которую невозможно убрать даже с применением специальных антистатических жидкостей и средств. Это приводит к появлению марашек на пробельных участках форм, к искажению микроштриховых элементов изображений. Электростатика даже может привести к образованию воздушных карманов в копировальных рамах, что влечет за собой плохой прижим пленки и монтажей к форме и искажению изображений.
7. При трафаретной печати особенно с использованием воднорастворимых красок и паст, происходит их интенсивное высыхание на печатной форме, что приводит к необходимости ее частой смывки. Снижается глянцевость красочных изображений из-за интенсивной сушки оттисков и нарушения целостности внешней поверхности красочного слоя за счет выхода через него паров воды. При многокрасочной печати больших форматов на бумаге и картоне, наблюдается изменение геометрических размеров запечатываемого материала, что приводит к браку при приводке изображений. Электростатика мешает правильной транспортировке запечатанных оттисков.
8. Цифровая печать с использованием электрофотографических процессов и струйных широкоформатных плоттеров так же очень критична к изменениям относительной влажности и температуры в помещениях. Ей присущи те же проблемы, что и для традиционных способов печати, но кроме этого накладываются особенности изменения электропроводности воздуха и бумаги, при различной влажности. От этого зависит равномерность и четкость нанесения красочного слоя, особенности его закрепления на оттиске, производительность оборудования.
9. Флексографские печатные процессы, особенно на бумаге, во многом также критичны к температуре и относительной влажности, как и офсетные. При низкой относительной влажности, которая приводит к усиленному пылению бумаги, происходит интенсивное накопление бумажной пыли в красочных корытах и на анилоксовых валах. Из-за высокой скорости испарения воды и растворителя из краски (при низкой относительной влажности воздуха) нарушается целостность верхнего слоя красочной пленки на оттиске, что приводит к снижению глянцевости изображения, уменьшению степени адгезии краски к запечатываемому материалу, отмарыванию при дальнейшей обработке. Краска начинает пузыриться в красочном корыте, что приводит неравномерности нанесения её на печатную форму, а, следовательно и на запечатываемую поверхность. Эти явления особенно заметны при печати и на не впитывающих материалах. Электростатика, возникающая при низкой относительной влажности воздуха, мешает нормальному процессу печати и дальнейшей обработке запечатанной рулонной продукции.
10. Послепечатные процессы. Электростатика, быстрое высыхание холодных клеевых дисперсий, водных лаков, различная скорость высыхания отдельных элементов печатной продукции, коробление переплетных крышек и обложек – вот далеко не полный перечень основных причин, для решения которых в помещениях нужно поддерживать относительную влажность воздуха не ниже 50%. Брак при финишной обработке продукции наиболее дорогой, так как в него вложен оплаченный труд предыдущих операций.
11. Влияние относительной влажности на человеческий организм не менее заметно, чем на технологические процессы. Здоровый человеческий организм поддерживает на поверхности кожи равновесную относительную влажность порядка 70…80%. Если относительная влажность окружающей среды значительно ниже этих показателей, организму приходится более интенсивно заниматься термо и влагорегуляцией, что приводит к быстрой его утомляемости, старению. Сухой воздух уменьшает толщину слизистой оболочки носоглотки - естественного человеческого фильтра, что приводит к снижению защитных функций организма к различным инфекциям. Этим и объясняется тот факт, что эпидемии гриппа бывают в основном в холодный период года. Многочисленные исследования в этой области показывают, что оптимальной температурой и относительной влажностью для среды обитания человека являются является температура воздуха 18…24 о С и относительная влажность 50…60%. Недаром, так называемый «Бархатный сезон» имеет физические характеристики, которые характеризуются колебаниями температуры в пределах 18…24 о С и относительной влажности 50…70%. Воздух содержит минимальное количество пыли, кожа и слизистая оболочка человека находится практически в идеальных условиях, организм отдыхает, нормализуются все жизненно важные процессы.
12. Психологический фактор. Многим руководителям полиграфических предприятий хорошо известно, сколько нервной энергии они тратят на улаживание конфликтных ситуаций с заказчиками при предъявлении ими претензий по качеству, не допечатке тиража, перерасходу бумаги. Эти ситуации приводят к внутренним конфликтам, завышению норм расходования бумаги, удорожанию продукции. К сожалению, многие руководители из-за большого объема различных забот и финансовых затруднений, откладывают решение климатических проблем на будущее не задумываясь, что многие из этих ситуаций возникли именно из-за низкой влажности воздуха в помещениях типографии. В то же время, проведя мероприятия по нормализации климатики, можно смело ожидать быстрой окупаемости капиталовложений за счет повышения эффективности производства, проявить заботу о здоровье работников, уменьшить количество конфликтов.

Таким образом, нормализуя микроклимат в помещениях типографии можно добиться значительного повышения эффективности производства и условий труда персонала. По оценкам специалистов это экономия основных расходных материалов (бумага, краска) до 5%, отказ от использования многих вспомогательных материалов, повышение коэффициента использования полезной мощности полиграфического оборудования до 20% за счет сокращения времени на непроизводственные остановки оборудования.
В одной из типографий, где нами была установлена система увлажнения воздуха, нам заявили, что производительность их труда в холодный период года выросла в два раза, а экономия краски составила около 40 кг в месяц. Правда, в этой типографии установлены двухкрасочные офсетные машины и в зимний период времени, для того чтобы получать высококачественное полноцветное изображение, печатникам приходилось сразу после печати двух прогонов двумя красками, смывать красочный аппарат и печатать оставшиеся цвета.
За рубежом этими проблемами начали серьезно заниматься ещё 30…35 лет назад, изыскивая дополнительные резервы роста эффективности производства. Только в Западной Европе существует 8 известных автору компаний, занимающихся производством систем увлажнения воздуха для промышленных предприятий. Такие системы используются в полиграфической, текстильной, швейной, пищевой, деревообрабатывающей и многих других отраслях промышленности.

Так что же такое относительная влажность воздуха? Относительная влажность воздуха это количество воды, содержащейся в воздухе при определенной температуре по сравнению с максимальным количеством воды, которое может содержаться в воздухе при той же температуре. Например, если в воздухе при температуре 20 о С содержится 17,3 г\м 3, в помещении будет наблюдаться туман и относительная влажность воздуха имеет значение порядка 100%. При той же температуре и содержании воды в воздухе порядка 8,65 г\м 3 относительная влажность воздуха будет иметь значение 50%.
Основной причиной понижения относительной влажности воздуха в производственных помещениях в зимний период является то, что наружный воздух при низких температурах содержит низкое количество влаги. Например при температуре наружного воздуха –10 о С, даже при 100% относительной влажности на улице (туман) в воздухе содержится только 2,36 г\м 3 воды. Попадая в производственные помещения через вентиляцию и нагреваясь до 20 о С, такой воздух создаст в помещениях только 13% относительную влажность. Таким образом, если в помещении не будет установлена специальная система увлажнения воздуха, влага начнет интенсивно испаряться из всех предметов, находящихся в данном помещении, до тех пор, пока не будет достигнуто, состояние равновесной влажности.
Системы увлажнения воздуха. В настоящее время в различных областях промышленности применяются два основных класса увлажнителей воздуха – изотермические и адиабатические.
Изотермические увлажнители построены на принципе испарения воды путем ее нагрева. 
В увлажнителях адиабатического типа происходит распыление воды в воздухе в виде монодисперсной воздушно-водяной смеси. Вода интенсивно испаряется, потребляя тепло из окружающей среды. При этом, в результате перехода воды из жидкого состояния в парообразное, происходит понижение температуры окружающего воздуха. Таким образом, наряду с увлажнением происходит удаление избыточного тепла. Поскольку процесс происходит без поступления тепловой энергии от специальных источников, он называется адиабатическим.
Изотермические увлажнители достаточно энергоемки - (750 Вт\л). По сравнению с адиабатическими (40 Вт\л), они имеют ограниченный срок применения из-за постепенного нарастания накипи и выхода из строя нагревательных элементов. 
В настоящее время на рынке представлено 7 иностранных и одна Российская компания производители систем увлажнения воздуха. С 2001г компания «Электрограф» разработала и начала производство систем увлажнения воздуха для промышленных предприятий. В настоящее время в России и за рубежом работает более 160 таких систем.

Источник: Иванов А.Ю.,
кандидат технических наук, доцент.

АДИАБАТИЧЕСКОЕ И ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ УВЛАЖНЕНИЕ ВОЗДУХА

Адиабатическое увлажнение воздуха, изотермическое увлажнение воздуха

Увлажнение воздуха играет особую роль в обеспечении комфортности климатических условий в зимний период, когда, даже при высокой относительной влажности атмосферного воздуха, его абсолютное влагосодержание является, как правило, чрезвычайно низким. Поступая в помещение, воздух нагревается. При этом его абсолютное влагосодержание остается неизменным, а относительная влажность резко падает до 5-10%. Для сравнения следует указать, что относительная влажность воздуха в пустыне Сахара не опускается ниже 15%!!! Для поддержания относительной влажности на комфортном уровне 50% при комнатной температуре 20°С требуется искусственное увлажнение воздуха, причем зачастую достаточно интенсивное.

Помимо обеспечения комфорта, поддержание необходимого уровня влажности является также чрезвычайно важным с санитарно-гигиенической точки зрения. Известно, что бактериальная флора (pneumococcus, staphylococcus, streptococcus) угнетается в 20 раз интенсивнее при относительной влажности воздуха от 45 до 55%, чем при влажности воздуха выше 70% и ниже 20%.

Наряду с обеспечением комфорта, поддержание определенного влажностного режима чрезвычайно важно в ряде промышленных производств, где отступление от регламентируемых значений влажности воздуха приводит к нарушениям технологических процессов, увеличению выхода брака и в ряде случаев создает угрозу безопасности обслуживающего персонала. К ним относятся: текстильное и типографское производство, деревообработка, театры, концертные залы и студии звукозаписи, фотолаборатории, табачные склады, музеи и библиотеки, медицина, электронная промышленность, точное литье, ракетно-космические технологии, пищевая промышленность.

Наибольшее практическое использование получили два типа увлажнителей: изотермические увлажнители воздуха (или паровые увлажнители) и адиабатические увлажнители воздуха (или распылительные увлажнители).

Изотермическое увлажнение воздуха проще реализуется аппаратно, но обладает большим энергопотреблением, что связано с необходимостью компенсации скрытой теплоты испарения воды в ходе парообразования за счет внешних источников. Генерация 1 кг/час влаги в изотермических увлажнителях воздуха требует 750 Вт электроэнергии. По этой причине данный тип увлажнителей воздуха используется в бытовых и полупромышленных целях при потребности в увлажнении, как правило, не более 100 кг пара/час. Преимущества изотермических увлажнителей воздуха - простота эксплуатации, низкий уровень шума. 

Адиабатическое увлажнение воздуха экономичнее на 1-2 порядка. В адиабатических увлажнителях воздуха на производство 1 кг/час влаги требуется от 4 до 116 Вт электроэнергии, которая затрачивается на процесс распыления воды до тонкодисперсного аэрозоля. Дополнительная энергия на переход аэрозоля в парообразное состояние поступает за счет снижения температуры окружающего воздуха на 3-5°С. Это свойство адиабатических увлажнителей воздуха можно с успехом использовать там, где помимо увлажнения требуется компенсировать значительные тепловые избытки, например, в типографских цехах, или нельзя допустить повышения температуры, например, в холодильных камерах. В связи с этим на крупных промышленных объектах чаще используются адиабатические методы увлажнения воздуха. К недостаткам адиабатических увлажнителей воздуха следует отнести более высокий, по сравнению с изотермическими увлажнителями, уровень шума и особые требования к качественному составу воды.