DetektoRING - Čištění ultrazvukem

Často se v diskuzích objevuje otázka na čištění ultrazvukem. V tomto článku popíšu vlastní zkušenosti s ultrazvukovou vanou CT-400C

Když už něco zajímavého při hledání najdeme, chceme to většinou také vyčistit. Nalézané předměty jsou obaleny vrstvou zeminy kterou lze poměrně snadno odstranit běžným mechanickým čištěním buď kartáčem nebo prostým "odmočením" ve vodě se saponátem, případě jen ve vodě. Problém nastane když je čištěný předmět na povrchu členitý, plný záhybů nebo otvorů - přesně k tomuto účelu se hodí ultrazvuková vana.

Ultrazvuková vana CT-400C

Jak to vlastně funguje?
Ultrazvuk je kmitání na vyšších frekvencích než je schopen člověk slyšet. Používané frekvence v ultrazvukových čističkách jsou v rozsahu 20-25kHz, 40-50kHz, nebo 70kHz. Ultrazvukový měnič, napájený z generátoru transformuje vysokofrekvenční energii na akusticko mechanické kmity. Absorbční látky - tedy medium a čištěné díly v důsledku předmětné absorbce způsobují změnu ultrazvukové energie na tepelnou. Tím je vysvětleno zahřívání media při provozu. Vlivem změny teplot mezi čištěným předmětem a nečistotou dochází v místě jejich styku k částečnému oddělen, a tak se dostává čistící medium mezi stykové místa čištěného předmětu a nečistoty. Vniknutím čistícího media mezi nečistotu a plochu čištěného předmětu se rozrušují postupně síly vážící tyto dvě části k sobě, až k úplnému oddělení. Vlivem podtlaku na místech s uvolněnou soudržností kapalinových molekul dochází k porušení celistvosti kapaliny, následkem toho je, že vznikají v čistícím mediu bubliny. V následující půlperiodě přechází okamžitá hodnota střídavého tlaku v kapalině přes nulovou hodnotu do kladných hodnot, čímž se vzniklé bubliny uzavřou a stlačí. Prudkým stlačením kulové bubliny vzniknou v jejím středu kulové vlny s vysokou mechanickou energií (několik tisíc atmosfér), které definitivně poruší vazbu mezi čištěným předmětem a nečistotou. Tento jev nazýváme kavitací.

Výběr čističky

Při výběru čističky si musíme ujasnit především požadované parametry:
- velikost vany (velikost čištěných předmětů)
- objemová hustota výkonu
- cena

Velikost vany - udává se litrech - je to údaj který vám řekne kolik objemu čištěného předmětu je vlasně vana schopna pojmout. Menší čističky určené pro domácnost mají 0,5 -1 litr. Důležitý je samozřejmě rozměr vany (délka, šířka, hloubka) - vybíráme tak aby se nám do vany vešly předměty které budeme čistit.

Objemová hustota výkonu - udává se ve Wattech na jednotku objemu - tzn. pokud je na štítku čističky uveden údaj 30W-60W a vana má objem 1 litr je objemová hustota výkonu rovna 30W-60W. Čím vyšší je tento výkon tím intenzivnější jsou výše popsané jevy.

Cena - asi netřeba moc rozepisovat - každý zná svoje možnosti. Na trhu jsou čističky od 1000kč až po desetitisíce. Levnější čističky disponují malým objemem a menším výkonem.

Pro naše ůčely k čištění drobností jako jsou šperky, knoflíky, drobný porcelán se hodí bežné levné malé čističky které jsou pimárně určeny pro domácnost. Pokud však máte možnost dostat se levně k čističce s vyšším objemovým výkonem, neváhejte a berte. Vyšší objemový výkon poskytne mnohem širší spektrum použití.

Nedílnou a velice důležitou součástí čištění je čistící roztok (lázeň). Pro čištění porcelánu, skla a drobných kovových předmětů ve vetšině případů dostačuje obyčejná voda s trochou saponátu, případně roztok vody a sody na praní.
Je potřeba si uvědomit jednu velice důležitou věc: ultrazvuková čistička velice dobře čistí nečistoty které nejsou na čištěném předmětu vázány chemicky. Co se týče různých zoxidovaných povrchů, houbovitých povlaků chemicky svázaných s podkladem ( doslova "zažraných") - je situace horší. K takovému čištění potřebujete vyšší objemový výkon nebo čistící roztok přesně určený k rozpouštění takových oxidů.
Jako příklad uvedu třeba rezavý hřebík - nečekejte od čističky s výkonem 30W/l s vodou jako čistící roztok, že rez z hřebíku odstraní. Neodstraní. Ultrazvuk uvolní z takového hřebíku pouze zbytky hlíny a prachu, případně drobnější částečky rzi která snadno opadává. Aby jste hřebík vyčistili od rzi, musíte buď použít vyšší objemový výkon ( hrozí poškození struktury materiálu), nebo použít jako rotztok něco co rez chemicky narušuje.
Ultrazvuk tedy čištění především urychluje. Minci z kvalitního stříbra budete mít v roztoku kyseliny citrónové vyčištěnou za několik minut.
Počítejte také s tím že předměty u kterých požadujete zachování patiny v ultrazvukové čističce čistit nemůžete. Kavitace by vám patinu narušila, nebo úplně odstranila! Na následujících obrázcích můžete vidět jak vypadají měďěné mince po čištění v roztoku vody a saponátu - zřetelně je vidět že na mincích zůstává "houbovitá" chemicky vázaná nečistota a take je vidět jak je poškozen povlak patiny.

Krejcar - poškozená patina

Pětihaléř

Čistící roztok musí splňovat určité parametry protože jeho úkolem je: oplachování čištěného předmětu a přenos kmitů na čištěný předmět. Proto musí mít nízkou viskozitu - podobnou nebo rovnou jako má voda (nepoužívejte oleje) a dobré akustické vlastnosti. Důležitá je také teplota roztoku - teplejší roztok urychluje čištění. Čistíci kapalinu musíte buď vyzkoušet, nebo odvodit podle materiálu který čistíte. Já používám nejčastěji vodu se saponátem, roztok vody a sody. Pokud chci čistit až "na kov" namíchám roztok z kyseliny citronové a vody.

Čistička v akci

Následující obrázky ukazují porcelánový střep před čištěním a po šesti minutách čištění výkonem 30W/litr v roztoku vody a saponátu:

Porcelán před čištěním

Porcelán po čištění

Tipy na závěr

- není nutné plnit celou vanu čistícím roztokem. Pokud je předmět menších rozměrů, připravte si roztok jen do skleněné kádinky a vanu čističky naplňte vodou. Kádinku pak vložte do vany s vodou a předmět do kádinky.
- mince podkládejte gumovou (plastovou) podložkou nebo čistěte v plastovém košíčku aby nedošlo k ohlazení hran o povrch vany.
- nečistěte předměty které mají trhliny na povrchu nebo do hloubky (například naštíplé mince nebo porcelán) - hrozí poškození předmětu.
- pokud se do vany uvolnilo hodně nečistot, vyměňte roztok - usazené nečistoty snižují výkon čističky.
- nečistěte předměty u kterých vyžadujete zachování patiny

Čistička se doma uplatní i tehdy pokud pracujete s elektronikou a potřebujete čistit desky plošných spojů, případně k čištění brýlí a drobných šperků.
Doplnění: až si budu kupovat jinou ultrazvukovou čističku, koupím si nějakou s vyšším výkonem než má CT-400C.

Použité zdroje:

www.hw.cz
ultrazvukové vany

Pokus na závěr: :) kdo čističku máte, zkuste do roztoku vody vložit "panáka" s rumem a po pár minutách "čištění" ochutnat :)