Сухая чистка - Dry cleaning

Для французского фильма см. Химчистка (пленка).

Сухая чистка любой процесс очистки для одежда и текстиль с помощью растворитель Кроме как воды. Современный процесс химической чистки был разработан и запатентован Томас Л. Дженнингс.[1]

В сухой чистке по-прежнему используется жидкость, но она названа так потому, что термин «мокрая» относится к воде; одежду вместо этого замачивают в безводном жидком растворителе, тетрахлорэтилен (перхлорэтилен), известный в промышленности как «перхлорэтилен», который является наиболее широко используемым растворителем. Альтернативные растворители: 1-бромпропан и нефтяные спирты.[2]

Большинство натуральных волокон можно стирать в воде, но некоторые синтетические ткани (например, вискоза, лиоцелл, модальный, и купро ) плохо реагирует с водой и требует химической чистки.[3]

История

Томас Л. Дженнингс является изобретателем и первым запатентовал коммерческий процесс химической чистки, известный как «сухая чистка», 3 марта 1821 г. (номер патента: US 3,306X).[4] Он был первым афроамериканцем, получившим какой-либо патент, хотя его пытались помешать; оппоненты утверждали, что характер процесса был опасным.

Один из первых приверженцев коммерческого "сухого белья", использующий скипидар был Веселый Белин в Париже в 1825 году.[5]Об использовании в современной химической чистке растворителей, не содержащих воду, для удаления грязи и пятен с одежды было сообщено еще в 1855 году. нефть растворители на основе признаны французским оператором красильных заводов Жан Батист Джолли, который предложил новую услугу, которая стала известна как неттояж в сек- то есть химчистка.[6][7] Проблемы с воспламеняемостью привели Уильям Джозеф Стоддард, химчистка от Атланта, развивать Растворитель Стоддарда (уайт-спирит) как немного менее легковоспламеняющийся альтернатива бензиновым растворителям. Использование легковоспламеняющихся нефтяных растворителей привело к множеству пожаров и взрывов, что привело к правительственному регулированию химчисток. После Первая Мировая Война, химчистки начали использовать хлорированный растворители. Эти растворители были гораздо менее воспламеняемыми, чем нефтяные растворители, и обладали улучшенной очищающей способностью.[нужна цитата ]

Переход на тетрахлорэтилен

К середине 1930-х годов промышленность химической чистки 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 перерабатывать.[2]

Инфраструктура

Химчистка, с точки зрения клиента, либо растения или магазины падения.[8] А завод делает уборку на месте.[8] Магазин по продаже одежды получает одежду от покупателей, отправляет ее на крупный завод, а затем очищенную одежду возвращает в магазин для забора покупателем.[8] Срок выполнения заказов у ​​дроп-цеха больше, чем у местного завода.[8] Однако управление заводом требует от владельца бизнеса больше работы.[8] С 2010 года на некоторых рынках веб-приложения использовались для планирования недорогой доставки на дом для химчистки.[8]

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 вентилируемый; их выхлопные газы выбрасывались в атмосферу, как и выхлопы многих современных сушильных машин. Это не только способствовало загрязнению окружающей среды, но и потеря в атмосферу потенциально многоразового PCE. Гораздо 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.[нужна цитата ] В закрытых машинах растворитель, рекуперированный 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 ОН группы связывает воду, что приводит к набуханию ткани и образованию складок, что сводится к минимуму при обработке этих материалов тетрахлорэтиленом и другими растворителями для химической чистки.

С точки зрения механизма, химическая чистка избирательно растворяет пятна на изделии. В растворители неполярны и имеют тенденцию выборочно извлекать соединения, вызывающие пятна. В противном случае эти пятна растворялись бы только в водных смесях моющих средств при высоких температурах, потенциально повреждая деликатные ткани.

Неполярные растворители также подходят 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, и это 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.

Обработать

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 белья. 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. Кожух удерживает растворитель, в то время как вращающийся барабан удерживает белье. Вместимость корзины составляет от 10 до 40 кг (от 22 до 88 фунтов).[нужна цитата ]

Во время цикла стирки камера заполняется 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, а затем возвращается в «клетку». Это называется циклом и продолжается во время стирки. Затем растворитель удаляют и отправляют в дистилляция блок, состоящий из котел и конденсатор. Сконденсированный растворитель подается в сепаратор, 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 пластик ручки могут раствориться в ванне с растворителем и повредить ткань. Немного текстиля красители "рыхлые" и при погружении в растворитель теряют краску. Хрупкие предметы, такие как покрывала с перьями, коврики с кисточками или портьеры, можно поместить в свободный сетчатый мешок. В плотность перхлорэтилена составляет около 1,7 г / см3 при комнатной температуре (на 70% тяжелее воды), и чистый вес абсорбированного растворителя может привести к разрушению ткани под действием нормальной силы во время цикла экстракции, если сетчатый мешок не обеспечивает механической поддержки.

Не все пятна можно удалить химчисткой. Некоторые из них необходимо обработать растворителями пятен - иногда струей пара или замачиванием в специальных жидкостях для удаления пятен - перед стиркой или химчисткой. Кроме того, одежду, хранившуюся в течение длительного времени в загрязненном состоянии, трудно вернуть к первоначальному цвету и текстуре.

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 почву с одежды. Машины, использующие углеводородные растворители, требуют цикла стирки продолжительностью не менее 25 минут из-за гораздо более низкой скорости сольватации загрязнений, растворимых в растворителе. Химчистка поверхностно-активное вещество также может быть добавлено «мыло».

В конце цикла стирки машина запускает цикл полоскания, при котором белье ополаскивается свежедистиллированным растворителем, выдаваемым из бака для растворителя. Ополаскивание чистым растворителем предотвращает обесцвечивание, вызванное попаданием 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 моечной камеры и ускорения корзины до 350–450об / 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 выливается, 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 дезодорирующий (аэрация ) цикл охлаждает одежду и удаляет дальнейшие следы растворителя путем циркуляции холодного наружного воздуха по одежде, а затем через фильтр для улавливания паров, сделанный из Активированный уголь и полимерные смолы. После цикла аэрации одежда чистая и готова к глажению и отделке.

Обработка растворителем

Серия Firbimatic Saver. В этом аппарате вместо дистилляции используется фильтрация с использованием активированной глины. Он потребляет гораздо меньше энергии, чем обычные методы.

Рабочий растворитель из моечной камеры проходит через несколько фильтрация шаги перед возвратом в моечную 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 тонкий слой фильтровальный пирог (называемый «гадостью») накапливается на фильтре для ворса. Грязь регулярно удаляется (обычно один раз в день), а затем обрабатывается для восстановления растворителя, оставшегося в навозе. Многие машины используют "спин" дисковые фильтры ", которые удаляют грязь из фильтра центробежная сила пока его снова промывают растворителем.

После фильтра для ворса растворитель проходит через поглощающий патронный 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), углерод, нелетучие остатки, пух, красители, жир, грязь 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 небольшое количество моющее средство (0,5–1,5%) добавляются к рабочему растворителю и необходимы для его функциональности. Эти моющие средства эмульгируют гидрофобный почвы и не допускайте повторного осаждения почвы на одежде. В зависимости от конструкции машины используется анионное или катионное моющее средство.

Символы

Международный GINETEX символ прачечной для химчистки - 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 процедуры очистки. Зачеркнутый пустой кружок означает, что химчистка не разрешена.[9]

  • Символ профессиональной очистки

  • Сухая чистка, только углеводородный растворитель (HCS)

  • Бережная очистка углеводородными растворителями

  • Очень бережная очистка углеводородными растворителями

  • Химчистка, тетрахлорэтилен Только (PCE)

  • Бережная очистка с помощью PCE

  • Очень бережная очистка с помощью PCE

  • Не подвергать химической чистке

Тетрахлорэтилен является основным растворителем, используемым в химической чистке.

Используемые растворители

Перхлорэтилен

Перхлорэтилен (PCE, или тетрахлорэтилен) используется с 1930-х годов. PCE - наиболее распространенный растворитель, «стандарт» 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».[10]

Углеводороды

Углеводороды представлены такими продуктами как Exxon-Mobil DF-2000 или Шеврон Филлипс EcoSolv и Pure Dry. Эти нефть растворители на основе менее агрессивны, но и менее эффективны, чем PCE. Несмотря на то, что он горючий, при правильном использовании риск возгорания или взрыва можно свести к минимуму. 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. ТВК классифицируется как канцерогенное для человека Агентство по охране окружающей среды США.[11]

Сверхкритический CO2

Сверхкритический CO2 является альтернативой PCE; тем не менее, он хуже удаляет некоторые виды грязи.[12] Добавочные поверхностно-активные вещества улучшают эффективность CO2.[13]Двуокись углерода практически нетоксична. Потенциал парниковых газов также ниже, чем у многих органических растворителей.

Потребительские отчеты расчетный сверхкритический CO2 превосходит обычные методы, но Институт Химчистки и Прачечной прокомментировал его «довольно низкую очищающую способность» в отчете 2007 года.[14] Сверхкритический CO2 В целом это мягкий растворитель, который снижает его способность агрессивно воздействовать на пятна.

Один дефицит сверхкритического CO2 в том, что его электропроводность низкая. 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 возникает 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 продемонстрировал повышенный очищающий эффект для жидкого диоксида углерода, поскольку он увеличивает способность растворителя растворять полярные соединения.[15]

Оборудование для использования сверхкритического CO2 стоит дорого - до 90 000 долларов больше, чем компьютер PCE, что затрудняет доступность для малого бизнеса. 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 - легковоспламеняющиеся и взрывоопасные, 100 ° F / 38 ° C точка возгорания
  • ХФУ-113 (Фреон-113), а CFC. Теперь запрещен как озонобезопасный.
  • Декаметилциклопентасилоксан («жидкий силикон»), сокращенно D5. Его популяризировала компания GreenEarth Cleaning.[16] Это дороже PCE. В окружающей среде он разлагается за несколько дней.
  • Дибутоксиметан (SolvonK4) - это биполярный растворитель, удаляющий пятна на водной и масляной основе.[17]
  • Бромированные растворители (н-пропилбромид, Fabrisolv, DrySolv) - растворители с более высокой KB-значения чем PCE. Это обеспечивает более быструю очистку, но может повредить некоторые синтетические бусины и блестки при неправильном использовании. С точки зрения здоровья сообщается о рисках, связанных с НПВ, таких как онемение нервов.[18] Считается, что воздействие растворителей в типичной химчистке намного ниже уровней, необходимых для возникновения любого риска.[19] С экологической точки зрения он одобрен Агентством по охране окружающей среды США. Это один из самых дорогих растворителей, но он обеспечивает более быструю очистку, более низкие температуры и быстрое высыхание.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Томас Дженнингс". Национальный зал славы изобретателей. Получено 4 декабря, 2019.
  2. ^ а б Дэвид К. Тирселл "Химчистка" в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. Дои:10.1002 / 14356007.a09_049
  3. ^ Хантер, Дженнифер (22 мая 2019 г.). «Химчистка шерстяных свитеров? Не беспокойтесь». Нью-Йорк Таймс. Получено 30 мая 2019.
  4. ^ «Патент США: 3,306X». Справочник американских патентов на инструмент и оборудование. Получено 4 декабря, 2019.
  5. ^ Хазенклевер, Каспар Д. (2001). «Химчистка - Обработка текстиля растворителем». В Wypych, Георгий (ред.). Справочник растворителей. Издательство ChemTec. п. 883. ISBN  9781895198249.
  6. ^ «Как работает химчистка». Science.howstuffworks.com. Получено 2006-03-30.
  7. ^ «Как начать бизнес прачечной / химчистки в Нигерии». Jalingo.co. Получено 2018-01-04.
  8. ^ а б c d е ж Ли, Санни (1 октября 2019 г.). «Неопределенное будущее химчистки по соседству». Схема. Получено 2019-10-11.
  9. ^ «Профессиональные символы ухода за текстилем». GINETEX - Швейцарская ассоциация по маркировке текстиля. Архивировано из оригинал на 2013-05-28. Получено 2013-07-18.
  10. ^ Э.-Л. Дреер; Т. Р. Торкельсон; К. К. Бейтель (2011). «Хлорэтаны и хлорэтилены». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.o06_o01. ISBN  978-3527306732.
  11. ^ EPA публикует окончательную оценку состояния здоровья ТВК [1] Сентябрь 2011 г. Проверено 28 сентября 2011 г.
  12. ^ «Химчистка с использованием CO2 получает награду [Science] Resource». Resource.wur.nl. 2010-10-12. Архивировано из оригинал на 2012-03-12. Получено 2013-03-14.
  13. ^ «Как мы можем использовать диоксид углерода в качестве растворителя?». Современные темы школьной науки. Получено 2016-08-29.
  14. ^ Институт химчистки и прачечной. «Белая книга DLI: ключевая информация об отраслевых растворителях». Западная уборщица и прачечная, Август 2007 г.
  15. ^ [2], Townsend, Carl W .; Сидни Чао и Эдна М. Пурер, «Система очистки жидким углекислым газом, использующая жидкость для рассеивания статического электричества» 
  16. ^ Тарантола, Эндрю. "Есть лучший способ химчистить вашу одежду". Gizmodo. Получено 2016-08-29.
  17. ^ Ceballos, Diana M .; Уиттакер, Стивен Дж .; Ли, Ын Гён; Робертс, Дженнифер; Штрайхер, Роберт; Нуриан, Фариба; Гонг, Вэй; Бродуотер, Кендра (2016). «Профессиональное воздействие новых растворителей для химической чистки: углеводороды с высокой температурой вспышки и бутилаль». Журнал гигиены труда и окружающей среды. 13 (10): 759–769. Дои:10.1080/15459624.2016.1177648. ЧВК  5511734. PMID  27105306.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  18. ^ «ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ 1-Бромпропан» В архиве 2013-11-06 в Wayback Machine Июль 2003 г. Проверено 22 января 2014 г.
  19. ^ Azimi Pirsaraei, S. R .; Хаванин, А; Асилиан, Х; Сулейманян, А (2009). «Профессиональное воздействие перхлорэтилена в химчистках в Тегеране, Иран». Промышленное здоровье. 47 (2): 155–9. Дои:10.2486 / indhealth.47.155. PMID  19367044.

внешняя ссылка