Техника и технология «моющего процесса» - стирки белья и мытья посуды

Оптические  отбеливатели.

  После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют  или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические  моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин - природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828 г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na₆ Al₄ Si₆ S₄ O₂₄, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки). 

Химические  отбеливатели.

  При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и разрушить окрашенные соединения. Часто ими являются природные  красители от ягод или вин. Эту функцию выполняют химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно записывают в виде NaBO₂·H₂O₂·3H₂О. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70°C и выше. 

Отбеливающие  ферменты.

  Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются  и плохо обесцвечиваются химическими  отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки. 

Пенообразователи.

  Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для  успешного отстирывания тканей необходима обильная пена. Однако это представление  справедливо лишь для порошков на основе мыла. В случае синтетических  моющих средств, прямой связи между отстирывающей и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям пенообразования относят аминоспирт C₁₁H₂₃CONHCH₂CH₂OH и оксид амина. 

Смягчители.

  При стирке синтетическими моющими средствами и последующей  сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др.) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют смягчители. Это достигается полосканием в воде с добавкой специальных составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований. В состав смягчителей, которые выпускаются в виде раствора или пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия сушки. 

  2.2. Этапы моющего  процесса. 

  В упрощенном виде процесс стирки сводится к следующим стадиям:

  - адсорбция  (накопление) моющих веществ на  границе раздела «загрязнение - моющий  раствор»;

  - смачивание  загрязненной ткани, отделение  и дисперсирование загрязнений;

  - создание  защитных пленок вокруг отмытых загрязнений. 

  Адсорбция моющих веществ на границе раздела способствует снижению поверхностного натяжения, смачиванию поверхности белья, проникновению  моющего раствора между бельем и  загрязнением и отделению загрязнения. при механическом воздействии на белье загрязнение дробится, и образовавшиеся частицы окружаются защитным слоем, что препятствует осаждению загрязнений на чистое белье.

  Механическое  воздействие на белье осуществляется активацией моющего раствора, которая  заключается в сообщении раствору определенной энергии. Активация способствует смачиванию белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением, равномерному распределению моющих веществ в воде и диспергированию загрязнений.

  Процесс стирки белья завершается образованием равновесной системы, состоящей из загрязненного раствора и отстиранного белья.

  Моющий процесс  — это основа процесса стирки тканей и мойки посуды или других поверхностей, однако весьма разнообразно организовывается механическое воздействие на загрязнения. Это может быть и поток (струи) моющего раствора, и щётки, и схлопывающиеся пузырьки в растворе (ультразвуковые мойки и стиральные машины) и перелопачивание тканевых изделий. Важной характеристикой моющего процесса является температура моющего раствора, т. к. наибольшая эффективность   большинства СМС проявляется при температурах 60-80 градусов. 
 
 
 
 

3. Стирка, принципы  работы и конструкции  стиральных машин. 

  Стирка  тканей — это комплекс тепловых механических и химических воздействий на загрязнённую ткань с помощью моющих средств и удаления загрязнения моющими и ополаскивающими растворами.

  Параметры, характеризующие  качество стирки:

• отстирываемость, определяется сравнением белизны отстиранной и загрязнённой ткани в процентах;
• потеря прочности ткани в процентах, которая показывает уменьшение усилия на разрыв материала после 20 стирок;
• эффективность полоскания, определяемая щёлочностью воды после полоскания в сравнении со щёлочностью водопроводной воды.

      На  параметры стирки влияют как  свойства загрязнений, так и свойства тканей, особенно их способность, поглощать воду, оцениваемая такими характеристиками как водопоглощаемость, намокаемость, капиллярность.

    Большое  значение для определения температуры  стирки имеет также устойчивость  ткани к температурному (тепловому) воздействию. Температура также влияет на скорость течения химических реакций во время стирки. 

  3.1. Классифицируются  бытовых стиральных  машин. 

  Основной принцип  стирки — интенсивное прокачивание моющего раствора через волокна  ткани. С тех пор как трудоёмкий процесс стирки возложили на машины, они претерпели много изменений. Сегодня их ассортимент чрезвычайно разнообразен.  

  Стиральные  машины можно классифицировать по следующим  признакам: 

  По способу  активации моющего раствора стиральные машины делят на машины: 

   - с вращающимися рабочими органами;

    - вибрационные;

    - ультразвуковые;

   - воздушно-пузырьковые. 

     Стиральные машины  активаторного типа  — это самые простые и дешёвые машины, они представляют собой бак для стирки с присоединённым к нему электромотором, который приводит в движение активатор (диск с лопастями), установленный внутри бака. В активаторных машинах моющий раствор активируется вращающимся диском, на одном из плоскостей которого имеются специальные ребра, усиливающие степень активации. Активатор может быть расположен в баке сбоку или на дне. В стиральной машине лопастная мешалка совершает возвратно-поворотные движения относительно вертикальной оси на угол примерно 210 градусов с частотой 50-60 об/мин. В некоторых случаях мешалка совершает более сложные движения, состоящие из возвратно-поворотного и возвратно-поступательного движений.

  Главный недостаток — в таких машинах бельё  постоянно скручивается. Из-за этого  невысоко качество стирки, быстро изнашивается ткань. Кроме того, хозяйке или оператору нужно постоянно находиться рядом, чтобы контролировать процесс стирки. Примером простейшей активаторной машины может служить «Мини-вятка». 

  Стиральная  машина барабанного  типа, по сути, представляет собой бак, к которому подключены системы подачи и слива воды. В таких машинах стирка производится в перфорированном барабане с ребрами на внутренней поверхности для усиления перемешивания белья. Барабан, установленный горизонтально в баке машины, наполняют бельем, после чего в бак наливают воду. Уровень воды должен быть таким, чтобы заполненный бельем барабан был частично погружен в нее. При вращении барабана белье под воздействием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности барабана и поднимается вверх. Подъем происходит до тех пор, пока момент трения белья о внутреннюю поверхность барабана относительно его оси вращения превосходит момент массы относительно этой оси. Когда момент создаваемый массой белья, становится больше момента трения, белье падает в моющий раствор, а затем увлекается барабаном вверх. Процесс этот периодически повторяется. Частоту вращения барабана выбирают так, чтобы белье при стирке поднималось до самой верхней точки барабана и только затем падало в моющий раствор. При этих условиях достигается наибольшая эффективность стирки. В зависимости от вида обрабатываемого материала оптимальная частота вращения барабана при стирке равна 45...60 об/мин. Помимо того, перфорированные рёбра зачерпывают воду снизу барабана и, повернувшись, выливает её сверху на бельё система «дождь». В более дорогих моделях используется система впрыска. При посредстве специального насоса вода бьёт сильной струёй в бельё, распластанное на стенках барабана. Таким образом, вода дополнительно прокачивается через ткань.

  Для предотвращения скручивания белья барабану придается прерывисто-реверсивное вращательное движение по следующей схеме: вращение по часовой стрелке - пауза - вращение против часовой стрелки. Продолжительность этих периодов задают, исходя из вида обрабатываемого материала, степени его загрязненности и других факторов. Наиболее часто применяют следующие схемы вращения (в секундах): 11-4-11; 4-11-4; 12-3-12; 3-12-3. Чем больше время вращения барабана, тем интенсивнее процесс стирки, поэтому схемы 11-4-11 и 12-3-12 применяют для стирки сильно загрязненных хлопчатобумажных тканей, а схемы 4-11-4 и 3-12-3 - для стирки тканей из синтетических материалов.

  Бак и барабан  обычно изготавливают из нержавеющей  стали, у более дешёвых моделей  они выполняются из стали, покрытой эмалью и лаком. В последние годы стали появляться стиральные машины, у которых бак и барабан изготовлены из специальных пластиков и композитных материалов. Для загрузки и дозирования моющих средств служит специальный выдвижной контейнер. В нём несколько отделений, для стирального порошка и жидких моющих средств, которые автоматически смываются в бак при выполнении определённой программы стирки.

  К недостаткам  стиральных машин барабанного типа следует отнести большое время  стирки, меньшую степень отстирываемости  и более высокую остаточную влажность белья после отжима по сравнению с двухбаковыми машинами активаторного типа. Время, стирки белья средней степени загрязненности для машин барабанного типа составляет 10... 15 мин, для активаторных — 3..б мин, остаточная влажность 100—120% вместо 50...60% в активаторных машинах. Остаточную влажность в СМП барабанного типа можно уменьшить путем увеличения частоты вращения барабана при отжиме. В машине такого типа должно быть как минимум две частоты вращения, одна из которых используется для стирки, другая — для отжима. Отношение этих частот для разных машин должно быть от 1:6 до 1:14. 

  По возможности  нагрева моющих растворов стиральные машины делят на:

  - Стиральные машины без нагрева предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. Необходимую температуру моющего раствора получают, смешивая в соответствующих пропорциях горячую и холодную воду. Максимально возможная температура моющего раствора определяется температурой горячей воды, поступающей из водопроводной магистрали.

    - Стиральные машины с полным нагревом имеют встроенные нагревательные элементы, мощности которых достаточно для нагревания холодной воды до необходимой температуры. Такие машины могут работать как от магистрали с горячей и холодной водой, так и от магистрали только с холодной водой.

  - Стиральные машины с дополнительным нагревом предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. От машин без нагрева они отличаются тем, что имеют небольшой по мощности нагревательный элемент, который служит для подогрева моющего раствора, если температура горячей воды, поступающей из магистрали, меньше требуемой, а также для поддержания температуры моющего раствора в процессе стирки на заданном уровне. 

  По числу  баков, в которых происходит стирка и отжим белья, стиральные машины делят на двухбаковые и однобаковые. 

  Двухбаковые - имеют два отдельных бака, расположенных в общем корпусе, один из которых предназначен для стирки белья, другой - для отжима. Белье из одного бака в другой перекладывают вручную. В однобаковых машинах стирка и отжим белья происходит в одном баке. 

  По степени  механизации и автоматизации  процессов обработки белья стиральные машины делят на четыре типа: 

  - малогабаритные (СМ);