Nachhaltigkeit in der gewerblichen Wäscherei. Modul 2 Maschinentechnologie. Kapitel 1. Sinnerscher Kreis

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1 Leonardo da Vinci Projekt Nachhaltigkeit in der gewerblichen Wäscherei Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 1

2 Inhalt Sinnerscher Kreis Mechanikeffekte Chemische Effekte Temperatureffekte Zeiteffekte Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 2

3 Sinnerscher Kreis Chemie Temperatur T Chemie Temp. T Zeit t Mechanik M Zeit t Mech. M Waschprozess a: Temperatur konstant Chemie konstant Mechanik hoch Zeit - verkürzt Waschprozess b: Temperatur niedrig Chemie hoch Mechanik schwach Zeit - verlängert Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 3

4 Mechanik die Bewegung der Wäsche in der Waschschleudermaschine wird durch die Bewegung der Trommel verursacht die Intensität hängt von der Geschwindigkeit der Trommel ab, d.h. der Anzahl Umdrehungen pro Minute abhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit kann die Mechanik (wenige Umdrehungen schwache Mechanik, hohe Anzahl Umdrehungen starke Mechanik) beeinflusst werden liegt die Drehgeschwindigkeit der Trommel unter der Drehgeschwindigkeit der Textilien, so fällt die Wäsche durch das Eigengewicht im so genannten Fallwinkel α nach unten Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 4

5 Mechanik Die Waschmechanik wird beeinflusst durch Beladungsverhältnis (Quotient Trommelvolumen in dm 3 zur Wäsche in kg, angegeben in dm 3 /kg oder mit dem einfachen Zahlenverhältnis, wie z.b. 12:1 Flottenverhältnis (Flottenstand in der Trommel) während des Wasch- bzw. Spülprozesses, definiert als Quotient vom Gesamtwasservolumen in der Waschschleudermaschine zur Wäsche in kg, angegeben in dm 3 /kg oder mit dem einfachen Zahlenverhältnis, wie z.b. 5:1; Bei einem niedrigen Flottenniveau steigt die Mechanik auf Grund höherer Reibungskräfte zwischen den Textilien. Bauart der Waschtrommel: in unterteilten Trommeln kann die Mechanik bedingt wirken; gleiches gilt bei einem verkleinerten Trommeldurchmesser Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 5

6 Chemie TRAUM DER WÄSCHERIN (R. Berneiser, K. Ueberschär, Lehrbuch der Textilreinigung, VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1980) Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 6

7 Chemie Der Wasserverbrauch in Waschschleudermaschinen der gewerblichen Wäscherei hängt von folgenden Faktoren ab: angewandte Technologie Art des Textils und der Verschmutzung Flottenverhältnis (Maßgeblicher Beeinflussungsfaktor, unterschiedlich in den Prozessphasen) Art und Anzahl der Spülphasen Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 7

8 Chemie Hauptinhaltsstoffe: Oberflächenaktive Agentien (Seifen, anionisch, kationisch) Sequestriermittel (TPPNa, Zeolith A, NTA, EDTA etc.) Builder (Natiumcarbonat, Natriummetasilikat, Natriumsulfat, Natriumperborat etc.) Enzyme (Proteinasen, Lipasen, Cellulasen, Oxido-Reduktasen) TAED system Phosphonate Organische Copolymere Schaumstabilisierer (Alkylamide) NaCMC (Natriumssalz der Carboxymethylcellulose) Fluoreszierende Aufheller (FBA) Parfüm Farbstoff (ultramarin, Blaustich bewirkt optische Weißheit ) Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 8

9 Chemie Bleich-/Desinfektionsmittel mit Chlor (Natriumhypochlorid, Chloramine, Isocyanurate) mit Agentien deren Wirkung auf Aktivsauerstoff beruht (Wasserstoffperoxid, Natriumperborat, Peressigsäure) H 2 O 2 + OH- H 2 O + HOO - H 2 O 2 + CH 3 COOH H 2 O + CH 3 COOOH Bleichaktivatoren (TAED), modifizierte Systeme (H 2 O 2 /TAED/ACL) zur Bleiche in Continueanlagen Foellner, B., Bohnen, J., Kruessmann, H., Proceedings of the 40th wfk-international Detergency Conference, April 30th May 3rd, (2001), Strasbourg, France, pp Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 9

10 Temperatur bei erhöhter Temperatur steigt die kinetische Energie der Tensidionen, welches die effektive Schmutzentfernung erleichtert erhöhte Sorptionsgeschwindigkeit (Anlagerung an Grenzfläche Textil- Wasser) Studien haben hinsichtlich der Qualität des Waschergebnisses gezeigt, dass es keine deutlichen Unterschiede in der Schmutzentfernung bei 60 C, 65 C, 82 C und sogar bei 92 C gab Auswahl der Waschtemperatur sollte in Abstimmung auf ggf. erforderliche Desinfektion erfolgen Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 10

11 Temperatur 9 8 Peressigsäure g/l Peracetic acid [g l -1 ] ACL1 (10 o C, ph=9), ph reduction after 60min ACL1 (20 o C, ph=9), ph reduction after 40min ACL1 (30 o C, ph=9), ph reduction after 20min Time [h] Einfluss der Reaktionstemperatur und der Zeit der ph-wert Reduktion auf die Konzentration der Peressigsäure im System ACL/H 2 O 2 ; ph Reduktion nach 60 min (10 C), 40 min (20 C) und 20 min (30 C) B. Foellner, J. Bohnen, H. Kruessmann, Proceedings of wfk 40 th International Detergency Conference, April 30 th May 3 rd, Strasbourg, France, 2001 Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 11

12 Temperatur 10 9 Anzahl Bakterien Number of bacteria Initial 38 o C 55 o C 60 o C Temperature of main washing Temperatur Hauptwäsche 65 o C Anzahl überlebensfähiger Bakterien (Streptococcus faecalis) auf ½ quadrat- inch Textil nach dem Spülen in Abhängigkeit von der Waschtemperatur Kelsey, J.C., Path, M.C., Wagg, R.E., BLRA Bulletin, 9 (15), (1969); 9 (16), (1969) Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 12

13 Zeit und die Waschzeit steht im umgekehrten Verhältnis zur Waschmittelkonzentration und der angewandten Mechanik das Waschmittel braucht eine bestimmte Kontaktzeit um die gewünschten Reaktionen zwischen Faser, Schmutz und Waschmittel zu erzielen mit zunehmender Zeit wird das gewünschte Verhältnis von Faseroberfläche zur Waschflotte (Volumen) erreicht. Verlängerte Zeit beeinflusst die Emulsionskraft des Waschmittels und kann zur Wiederablagerung von Pigmentschmutz auf der Faser führen Wiederablagerung von Pigmentschmutz führt zu Vergrauung und (mechanischer) Textilschädigung Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 13

14 Zeit und wie die Temperatur, so spielt auch die Zeit, während der die Temperatur gehalten wird, bei der Desinfektion eine wichtige Rolle die Dauer das Hauptwaschganges sollte 10 Minuten betragen, zusätzlich 4 Minuten bei 65 C in Waschschleudermaschinen mit hoher Beladekapazität sollten 65 C für 8 Minuten gehalten werden. (Gesamtdauer 18 Minuten) erhöhte Temperaturen bis zu 71 o C können mit verkürzter Waschzeit verbunden werden (Basiswaschzeitverkürzung bis zu 3 Minuten Zeitspanne, bei der desinfektionswirksame Temperatur gehalten werden muss: 4 bzw. 8 Minuten (thermische/chemothermische Desinfektion) Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 14

15 Zeit und Washing efficiency [%] Waschwirkung in % Protogal Sd Maxatase Absence Zeit Time in [min] min. Einfluss der Zeit auf die Waschwirkung enzymatischer Waschmittel Modul 2 Maschinentechnologie Kapitel 1 Sinnerscher Kreis 15