Химчистка - Dry cleaning

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Химическая чистка - это любой процесс чистки одежды и текстиля с использованием растворителя, отличного от воды .

Химическая чистка по-прежнему включает жидкую чистку, но одежду вместо этого замачивают в безводном жидком растворителе, тетрахлорэтилене (перхлорэтилене), известном в промышленности как «перхлорэтилен», который является наиболее широко используемым растворителем. Альтернативными растворителями являются 1-бромпропан и уайт-спирит.

Большинство натуральных волокон можно мыть в воде, но некоторые синтетические материалы (например, вискоза , лиоцелл , модал и купро ) плохо реагируют с водой и должны подвергаться химической чистке.

История

Говорят, что химическая чистка была создана французским оператором красильной фабрики Жаном Батистом Джолли, который использовал керосин и бензин для чистки тканей. Он открыл первую химчистку в Париже в 1845 году.

Проблемы воспламеняемости привели к тому, что Уильям Джозеф Стоддард, химчистка из Атланты , разработал растворитель Стоддарда (уайт-спирит) в качестве немного менее воспламеняемой альтернативы растворителям на основе бензина. Использование легковоспламеняющихся нефтяных растворителей вызвало множество пожаров и взрывов, что привело к правительственному регулированию химчисток. После Первой мировой войны химчистки начали использовать хлорированные растворители. Эти растворители были гораздо менее воспламеняемыми, чем нефтяные растворители, и обладали улучшенной очищающей способностью.

Переход на тетрахлорэтилен

К середине 1930-х годов промышленность химической чистки приняла тетрахлорэтилен (перхлорэтилен), или сокращенно PCE, в качестве растворителя. Он обладает отличной чистящей способностью, негорючий и совместим с большинством предметов одежды. Поскольку тетрахлорэтилен стабилен, его легко рециркулировать.

Инфраструктура

С точки зрения клиента, химчистка - это либо заводы, либо дропшиппинг . Завод делает на месте уборки. Магазин прямой поставки получает одежду от покупателей, отправляет ее на крупный завод, а затем вычищенную одежду возвращает в магазин для забора покупателем. Срок выполнения заказов у ​​дроп-цеха больше, чем у местного завода. Однако управление заводом требует от владельца бизнеса больше работы. С 2010 года на некоторых рынках веб-приложения использовались для планирования недорогой доставки на дом для химчистки.

Этот цикл сводил к минимуму риск возгорания или опасных паров, создаваемых процессом очистки. В то время химическая чистка проводилась на двух разных машинах: одна для процесса чистки, а вторая - для удаления растворителя с одежды.

Машины этой эпохи описывались как вентилируемые ; их выхлопные газы были выброшены в атмосферу, как и выхлопные газы многих современных сушильных машин. Это не только внесло вклад в загрязнение окружающей среды, но и в атмосферу было потеряно много потенциально многоразового ПХЭ. Более строгий контроль за выбросами растворителей обеспечил, что все машины химической чистки в западном мире теперь полностью закрыты, и пары растворителей не выбрасываются в атмосферу. В закрытых машинах растворитель, регенерированный в процессе сушки, возвращается в конденсированном и дистиллированном виде, поэтому его можно повторно использовать для очистки других загрузок или безопасно утилизировать. Большинство современных закрытых машин также имеют управляемый компьютером датчик сушки, который автоматически определяет, когда все обнаруживаемые следы PCE удалены. Эта система гарантирует, что только небольшое количество паров PCE будет выпущено в конце цикла.

Механизм

Состав целлюлозы, основной составляющей хлопка. Многие группы ОН связывают воду, что приводит к набуханию ткани и образованию складок, которые сводятся к минимуму при обработке этих материалов тетрахлорэтиленом и другими растворителями для химической чистки.

С точки зрения механизма, химчистка избирательно растворяет пятна на изделии. В растворителях не являются полярными и , как правило, выборочно экстракт соединений, вызывающего пятна. В противном случае эти пятна растворялись бы только в водных смесях моющих средств при высоких температурах, потенциально повреждая деликатные ткани.

Неполярные растворители также хороши для некоторых тканей, особенно для натуральных тканей, поскольку растворитель не взаимодействует с какими-либо полярными группами в ткани. Вода связывается с этими полярными группами, что приводит к набуханию и растяжению белков внутри волокон во время стирки. Кроме того, связывание молекул воды препятствует слабому притяжению внутри волокна, что приводит к потере первоначальной формы волокна. После стирки молекулы воды высохнут. Однако первоначальная форма волокон уже была искажена, что обычно приводит к усадке. Неполярные растворители предотвращают это взаимодействие, защищая более деликатные ткани.

Использование эффективного растворителя в сочетании с механическим трением от галтовки эффективно удаляет пятна.

Процесс

Современная химчистка с сенсорным экраном и управлением SPS, производитель EazyClean, тип EC124, фотография сделана до установки.
Серия 3 Химчистка с ПЛК-управлением, производитель, BÖWE Textile Cleaning Германия

Машина химчистки похожа на комбинацию домашней стиральной машины и сушилки для одежды. Одежда помещается в камеру для стирки или извлечения (называемую «корзиной» или «барабаном»), которая составляет ядро ​​машины. В моечной камере находится горизонтальный перфорированный барабан, который вращается внутри внешней оболочки. Оболочка удерживает растворитель, а вращающийся барабан удерживает белье. Вместимость корзины составляет от 10 до 40 кг (от 22 до 88 фунтов).

Во время цикла стирки камера наполняется примерно на треть растворителем и начинает вращаться, взбалтывая одежду. Температура растворителя поддерживается на уровне 30 градусов по Цельсию (86 градусов по Фаренгейту), так как более высокая температура может повредить его. Во время цикла промывки растворитель в камере (обычно называемой «клеткой» или «ящиком для снастей») проходит через фильтрующую камеру и затем возвращается в «клетку». Это называется циклом и продолжается в течение всего времени стирки. Затем растворитель удаляется и отправляется в дистилляционную установку, состоящую из бойлера и конденсатора . Сконденсированный растворитель подается в блок сепаратора, где любая оставшаяся вода отделяется от растворителя, а затем подается в резервуар «чистого растворителя». Идеальная скорость потока составляет примерно 8 литров растворителя на килограмм одежды в минуту, в зависимости от размера машины.

Одежда также проверяется на наличие посторонних предметов. Такие предметы, как пластиковые ручки, могут растворяться в ванне с растворителем, повреждая ткани. Некоторые текстильные красители «рыхлые» и теряют краску при погружении в растворитель. Хрупкие предметы, такие как покрывала с перьями, коврики с кисточками или занавески, могут быть помещены в свободный сетчатый мешок. Плотность перхлорэтилена составляет около 1,7 г / см 3 при комнатной температуре (70% тяжелее воды), и чистой массе поглощенного растворителя может вызвать текстильной сбой при нормальной силе во время цикла экстракции , если сетка мешок не обеспечивает механическую опору.

Не все пятна можно удалить с помощью химчистки. Некоторые из них необходимо обработать растворителями пятен - иногда струей пара или замачиванием в специальных жидкостях для удаления пятен - перед стиркой или химической чисткой. Кроме того, вещам, которые долго хранились в загрязненном состоянии, трудно вернуть их первоначальный цвет и текстуру.

Обычный цикл стирки длится 8–15 минут в зависимости от типа одежды и степени загрязнения. В течение первых трех минут почвы, растворимые в растворителе, растворяются в перхлорэтилене, и рыхлая нерастворимая грязь отрывается. После того, как рыхлая почва отошла, потребуется 10–12 минут, чтобы удалить притертую нерастворимую грязь с одежды. Для машин, использующих углеводородные растворители, требуется цикл стирки продолжительностью не менее 25 минут из-за гораздо более низкой скорости сольватации загрязнений, растворимых в растворителе. Также может быть добавлено «мыло» с поверхностно-активным веществом для химической чистки .

В конце цикла стирки машина запускает цикл полоскания, при котором белье ополаскивается свежедистиллированным растворителем, выдаваемым из бака для растворителя. Это ополаскивание чистым растворителем предотвращает обесцвечивание, вызванное поглощением частиц грязи обратно на поверхность одежды из-за «грязного» рабочего растворителя.

После цикла ополаскивания машина начинает процесс экстракции, который восстанавливает растворитель для повторного использования. Современные машины восстанавливают примерно 99,99% использованного растворителя. Цикл экстракции начинается с слива растворителя из стиральной камеры и ускорения корзины до 350–450  об / мин , в результате чего большая часть растворителя вылетает из ткани. До этого времени чистка выполняется при нормальной температуре, так как в процессе сухой чистки растворитель никогда не нагревается. Когда растворитель больше не выходит, машина запускает цикл сушки.

Во время цикла сушки белье переворачивается в потоке теплого воздуха (60–63 ° C / 140–145 ° F), который циркулирует через корзину, испаряя следы растворителя, оставшиеся после цикла отжима. Температура воздуха контролируется, чтобы предотвратить повреждение одежды из-за перегрева. Отработанный теплый воздух из машины затем проходит через чиллер, где пары растворителя конденсируются и возвращаются в резервуар для дистиллированного растворителя. Современные машины для химической чистки используют замкнутую систему, в которой охлажденный воздух повторно нагревается и рециркулируется. Это приводит к высокой степени восстановления растворителя и снижению загрязнения воздуха. На заре химической чистки большие количества перхлорэтилена выбрасывались в атмосферу, потому что он считался дешевым и безвредным.

Многие химчистки помещают чистую одежду в тонкие прозрачные пластиковые пакеты для одежды.

После завершения цикла сушки цикл дезодорирования ( аэрации ) охлаждает одежду и удаляет дальнейшие следы растворителя путем циркуляции холодного наружного воздуха по одежде, а затем через фильтр для улавливания паров, сделанный из активированного угля и полимерных смол. После цикла аэрации одежда чистая и готова к глажке и отделке.

Обработка растворителем

Серия Firbimatic Saver. Эта машина использует фильтрацию активированной глины вместо дистилляции. Он потребляет гораздо меньше энергии, чем обычные методы.

Рабочий растворитель из промывочной камеры проходит несколько этапов фильтрации, прежде чем вернуться в промывочную камеру. Первый шаг - это ловушка для пуговиц, которая предотвращает попадание мелких предметов, таких как ворс, застежки, пуговицы и монеты в насос для растворителя.

Со временем на фильтре для ворса накапливается тонкий слой фильтрационной корки (называемый «гадостью»). Грязь регулярно удаляется (обычно один раз в день), а затем обрабатывается для восстановления растворителя, застрявшего в навозе. Во многих машинах используются «вращающиеся дисковые фильтры », которые удаляют грязь из фильтра за счет центробежной силы, пока он снова промывается растворителем.

После фильтра для ворса растворитель проходит через абсорбционный картриджный фильтр. Этот фильтр, содержащий активированные глины и древесный уголь, удаляет мелкие нерастворимые загрязнения и нелетучие остатки, а также красители из растворителя. Наконец, растворитель проходит через полировальный фильтр, который удаляет все ранее не удаленные загрязнения. Затем чистый растворитель возвращается в рабочий бак для растворителя. Остатки вареного порошка - это отходы, образующиеся при варке или дистилляции навоза. Он будет содержать растворитель, порошкообразный фильтрующий материал (диатомит), уголь, нелетучие остатки, пух, красители, жир, загрязнения и воду. Отходы или твердые остатки из перегонного куба содержат растворитель, воду, почву, углерод и другие нелетучие остатки. Использованные фильтры - это еще одна форма отходов, как и сточные воды.

Для повышения чистящей способности в рабочий растворитель добавляют небольшое количество моющего средства (0,5–1,5%), которое необходимо для его функциональности. Эти моющие средства эмульгируют гидрофобные загрязнения и предотвращают повторное осаждение загрязнений на одежде. В зависимости от конструкции машины используется анионное или катионное моющее средство.

Символы

Международный GINETEX символ белья для сухой уборки представляет собой круг. Внутри него может быть буква P для обозначения перхлорэтиленового растворителя или буква F для обозначения легковоспламеняющегося растворителя (Feuergefährliches Schwerbenzin). Полоса под кружком указывает на то, что рекомендуются только мягкие процессы очистки. Зачеркнутый пустой кружок означает, что химчистка запрещена.

Используемые растворители

Перхлорэтилен

Перхлорэтилен - основной растворитель, используемый в химической чистке.

Перхлорэтилен (PCE или тетрахлорэтилен) используется с 1930-х годов. PCE является наиболее распространенным растворителем, «стандартом» для очистки. Это очень эффективный очищающий растворитель. Он термически стабилен, пригоден для вторичной переработки и имеет низкую токсичность. Однако это может вызвать потемнение / потерю цвета, особенно при более высоких температурах. В некоторых случаях это может повредить специальную окантовку, пуговицы и бусины на некоторых предметах одежды. Он лучше удаляет пятна на масляной основе (на которые приходится около 10% пятен), чем более распространенные водорастворимые пятна (кофе, вино, кровь и т. Д.). Токсичность тетрахлорэтилена «от умеренной до низкой» и «Сообщения о человеческих травмах редки, несмотря на его широкое использование в химической чистке и обезжиривании».

Углеводороды

Углеводороды представлены такими продуктами, как Exxon-Mobil DF-2000 или Chevron Phillips EcoSolv и Pure Dry. Эти растворители на нефтяной основе менее агрессивны, но и менее эффективны, чем PCE. Несмотря на то, что он горючий, риск возгорания или взрыва можно свести к минимуму при правильном использовании. Однако углеводороды являются загрязнителями. Углеводороды удерживают около 10-12% рынка.

Современная химчистка для работы с различными растворителями.

Трихлорэтилен

Трихлорэтилен более агрессивен, чем PCE, но используется очень редко. Обладая превосходными обезжиривающими свойствами, в прошлом он часто использовался для промышленной чистки спецодежды / спецодежды. Агентство по охране окружающей среды США классифицирует ТВК как канцерогенные для человека .

Сверхкритический CO 2

Сверхкритический CO 2 - альтернатива PCE; тем не менее, он хуже удаляет некоторые виды грязи. Добавки поверхностно-активных веществ улучшают эффективность CO 2. Двуокись углерода почти полностью нетоксична. Потенциал парниковых газов также ниже, чем у многих органических растворителей.

Процесс химической чистки включает в себя загрузку герметичной камеры, в которую загружена одежда, с использованием газообразного диоксида углерода из емкости для хранения примерно до 200–300 фунтов на квадратный дюйм. Этот этап процесса инициируется в качестве меры предосторожности, чтобы избежать теплового удара в камере очистки. Затем жидкий диоксид углерода закачивается в камеру очистки из отдельной емкости для хранения с помощью насоса с гидравлическим или электрическим приводом (который предпочтительно имеет двойные поршни). Насос увеличивает давление жидкой двуокиси углерода примерно до 900-1500 фунтов на квадратный дюйм. Отдельный переохладитель снижает температуру углекислого газа на 2–3 градуса Цельсия ниже точки кипения, чтобы предотвратить кавитацию, которая может привести к преждевременной поломке насоса.

Consumer Reports оценил сверхкритический CO 2 выше, чем обычные методы, но Институт химической чистки и прачечной прокомментировал его «довольно низкую очищающую способность» в отчете 2007 года. В целом сверхкритический CO 2 является мягким растворителем, который снижает его способность агрессивно воздействовать на пятна.

Одним из недостатков сверхкритического CO 2 является низкая электропроводность. Как упоминалось в разделе «Механизмы», химическая чистка использует как химические, так и механические свойства для удаления пятен. Когда растворитель взаимодействует с поверхностью ткани, трение перемещает грязь. В то же время трение создает электрический заряд. Ткани - очень плохие проводники, поэтому обычно эти наросты выводятся через растворитель. Этот разряд не происходит в жидком диоксиде углерода, и накопление электрического заряда на поверхности ткани притягивает грязь обратно на поверхность, что снижает ее эффективность очистки. Чтобы компенсировать плохую растворимость и проводимость сверхкритического диоксида углерода, исследования были сосредоточены на добавках. Что касается повышенной растворимости, 2-пропанол показал повышенный очищающий эффект для жидкого диоксида углерода, поскольку он увеличивает способность растворителя растворять полярные соединения.

Оборудование для использования сверхкритического CO 2 стоит дорого - на 90 000 долларов больше, чем установка PCE, что затрудняет доступность для малых предприятий. Некоторые чистящие средства с этими машинами оставляют традиционные машины на месте для более сильно загрязненных тканей, но другие считают, что растительные ферменты столь же эффективны и более экологически безопасны.

Прочие растворители: нишевые, развивающиеся и др.

На протяжении десятилетий предпринимались попытки заменить PCE. Эти альтернативы пока не доказали свою экономичность:

  • Растворитель Стоддарда - легковоспламеняющийся и взрывоопасный, температура вспышки 100 ° F / 38 ° C
  • CFC-113 (Фреон-113), CFC . Теперь запрещен как озонобезопасный.
  • Декаметилциклопентасилоксан («жидкий силикон»), сокращенно D5. Его популяризировала компания GreenEarth Cleaning. Это дороже PCE. В окружающей среде он разлагается в течение нескольких дней.
  • Дибутоксиметан (SolvonK4) - биполярный растворитель, удаляющий пятна на водной и масляной основе.
  • Бромированные растворители ( н-пропилбромид , Fabrisolv, DrySolv) представляют собой растворители с более высокими значениями KB, чем PCE. Это позволяет ускорить очистку, но при неправильном использовании может повредить некоторые синтетические бусины и блестки. С точки зрения здоровья сообщается о рисках, связанных с НПВ, таких как онемение нервов. Считается, что воздействие растворителей в типичной химчистке намного ниже уровней, необходимых для возникновения любого риска. С экологической точки зрения он одобрен Агентством по охране окружающей среды США. Это один из более дорогих растворителей, но он обеспечивает более быструю очистку, более низкие температуры и быстрое высыхание.

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

Внешние ссылки