Curățătorie chimică

Istoric

Vechii romani foloseau un produs chimic numit amoniac (derivat din urină) și pământ de băț (o argilă care poate absorbi grăsimea și uleiul) pentru a-și curăța togile de lână. Fullonicii erau foarte renumiți, existând cel puțin unul în fiecare oraș de oarecare notorietate, fiind frecvent cel mai mare angajator dintr-un district. Aceste spălătorii își procurau urina de la animalele de fermă sau din vase speciale situate la băile publice. Forța de muncă făcea atât de mulți bani, încât breslele de fulleri (un grup care lucrează într-o singură meserie, în acest caz, fabricarea pământului de fuller, această argilă specială.) erau o forță politică importantă. De asemenea, guvernul a taxat colectarea de urină și a trimis oamenii la închisoare pentru că își udau pantalonii.

Curățarea uscată modernă folosește solvenți care nu folosesc apă pentru a îndepărta murdăria și petele de pe haine. La mijlocul secolului al XIX-lea, Jean Baptiste Jolly a descoperit că solvenții pe bază de petrol (substanțe chimice pe bază de combustibil, cum ar fi benzina sau kerosenul) pot fi folosiți pentru curățarea uscată. Jolly a fost proprietarul unei fabrici de vopseluri franceze. El a observat că fața de masă a devenit mai curată după ce menajera sa a vărsat kerosen pe ea. Din acest motiv, el a dezvoltat un serviciu de curățare a hainelor oamenilor în acest mod, care a devenit cunoscut sub numele de "nettoyage à sec" sau "curățare uscată".

Primele mașini de curățare uscată foloseau solvenți pe bază de petrol, cum ar fi benzina (petrol) și kerosenul. Preocupările legate de incendii l-au determinat pe William Joseph Stoddard, un curățător de rufe din Atlanta, să dezvolte solventul Stoddard ca o alternativă ușor mai puțin inflamabilă la solvenții pe bază de benzină. Guvernul a început să controleze curățătoriile uscate, deoarece solvenții din petrol foarte inflamabili provocau numeroase incendii și explozii.

După Primul Război Mondial, curățătorii au început să folosească solvenți clorurați. Acești solvenți erau mult mai puțin inflamabili decât solvenții din petrol și aveau o putere de curățare îmbunătățită. Până la mijlocul anilor 1930, industria de curățare uscată a adoptat tetracloroetilena (percloroetilenă), numită pe scară largă "perc", ca fiind cel mai bun solvent. Acesta are o putere de curățare excelentă și este stabil, neinflamabil și delicat cu majoritatea hainelor. Cu toate acestea, perc a fost, de asemenea, primul produs chimic clasificat ca fiind cancerigen (un produs chimic care poate cauza cancer.) de către Comisia pentru siguranța produselor de consum (clasificare retrasă ulterior). În 1993, California Air Resources Board a adoptat reglementări pentru a reduce emisiile de perc provenite de la operațiunile de curățare uscată. Industria de curățare uscată este în curs de a înlocui perc cu alte substanțe chimice și/sau metode.

În mod tradițional, procesul de curățare propriu-zis era realizat în "fabrici" centralizate; magazinele de curățenie de pe străzile mari primeau hainele de la clienți, le trimiteau la fabrică și apoi le trimiteau înapoi la magazin, de unde clientul le putea ridica. Acest lucru se datora, în principal, riscului de incendiu sau fumului periculos creat de procesul de curățare. În această perioadă, curățarea uscată era efectuată în două mașini diferite - una pentru procesul de curățare propriu-zis și a doua pentru uscarea hainelor.

Mașinile din această epocă se numeau ventilate; fumul și gazele de eșapament ale uscătorului erau trimise în aer, la fel ca în cazul uscătorului de rufe modern. Acest lucru a contribuit la contaminarea mediului. De asemenea, o mare parte din perc potențial reutilizabil se pierdea în atmosferă. Controale mult mai stricte privind emisiile de solvenți au făcut ca toate mașinile de curățare uscată din lumea occidentală să fie acum complet închise. Niciun fum de solvent nu este evacuat în atmosferă. În mașinile închise, solventul recuperat în timpul procesului de uscare este returnat condensat și distilat. Astfel, acesta poate fi reutilizat pentru a curăța alte încărcături sau poate fi aruncat în siguranță. Majoritatea mașinilor moderne închise încorporează, de asemenea, un senzor de uscare controlat de calculator, care simte automat când majoritatea urmelor de perc au fost eliminate din încărcătură în timpul procesului de uscare. Acest sistem asigură că doar cea mai mică cantitate de vapori de perc va fi eliberată la deschiderea ușii la sfârșitul ciclului.

 
Pompei - Fullonica lui Veranius Hypsaeus. Angajați ai unei fullonica și un client (l), cu hainele atârnând deasupra capului  

Proces

O mașină de curățare uscată este similară unei combinații între o mașină de spălat rufe și un uscător de rufe. Articolele de îmbrăcăminte sunt plasate într-o cameră de spălare/extracție (denumită coș sau tambur). Camera reprezintă nucleul mașinii. Camera de spălare conține un tambur orizontal, perforat, care se rotește în interiorul unui înveliș exterior. Învelișul conține solventul, în timp ce tamburul rotativ conține hainele. Coșul poate conține între aproximativ 10 și 40 kg (20 și 80 lb).

În timpul ciclului de spălare, camera este umplută cu aproximativ o treime din solvent și începe să se rotească, agitând hainele. Temperatura solventului este menținută la 30 de grade Celsius (86 de grade Fahrenheit), deoarece o temperatură mai mare îl poate deteriora. În timpul ciclului de spălare, solventul din cameră este filtrat și apoi introdus înapoi în cameră. Acest lucru este cunoscut sub numele de ciclu și se continuă pe durata spălării. Solventul este apoi îndepărtat și trimis la o unitate de distilare care are atât un cazan, cât și un condensator. Solventul condensat este introdus într-o unitate de separare, unde apa rămasă este separată de solvent și apoi introdusă în rezervorul de "solvent curat". Debitul ideal este de un galon de solvent pe kilogram de haine (aproximativ 8 litri de solvent pe kilogram de haine) pe minut, în funcție de mărimea mașinii.

De asemenea, operatorii verifică dacă există obiecte străine în haine înainte de a le introduce în mașină. Obiecte precum pixurile din plastic se vor dizolva în baia de solvent și pot deteriora textilele dincolo de recuperare. Unii coloranți pentru textile sunt "liberi" (roșul fiind principala problemă) și vor elibera colorant în timpul scufundării în solvent. Operatorii vor curăța la uscat hainele roșii separat de textilele de culoare mai deschisă pentru a evita transferul de culoare. Solventul utilizat trebuie să fie distilat pentru a elimina impuritățile care se pot transfera pe haine. Operatorii au verificat compatibilitatea hainelor cu curățarea uscată, inclusiv a elementelor de închidere. Multe elemente de fixare care decorează îmbrăcămintea fie nu sunt rezistente la solvenți de curățare uscată, fie nu vor rezista la acțiunea mecanică a curățării. Operatorii le vor îndepărta și le vor recupla după curățare. Sau, operatorii le vor înfășura într-un mic protector căptușit. Articolele fragile, cum ar fi cuverturile de pat din pene sau covoarele sau atârnătorile cu ciucuri, pot fi închise într-un sac cu ochiuri de plasă lejere. Densitatea percloroetilenei este de aproximativ 1,7 g/cm³ la temperatura camerei (cu 70% mai grea decât apa), iar greutatea pur și simplu a solventului absorbit poate face ca materialul textil să cedeze sub acțiunea forței normale în timpul ciclului de extracție, cu excepția cazului în care sacul cu ochiuri de plasă oferă un suport mecanic.

Mulți oameni cred că toate urmele sau petele pot fi îndepărtate prin curățare uscată. Nu orice pată poate fi curățată doar prin curățare uscată. Unele trebuie tratate cu solvenți pentru pete; uneori prin jet de abur sau prin înmuiere în lichide speciale de îndepărtare a petelor înainte ca hainele să fie spălate sau curățate în uscat. De asemenea, hainele păstrate în stare murdară pentru o perioadă lungă de timp sunt greu de readus la culoarea și textura lor inițială. Fibrele naturale, cum ar fi lâna, bumbacul și mătasea de culori mai deschise, nu ar trebui lăsate în stare murdară sau murdară pentru perioade lungi de timp, deoarece absorb murdăria în textura lor și este puțin probabil să fie readuse la culoarea și finisajul lor original.

Principalul motiv pentru care spălarea în apă are un rezultat diferit față de curățarea uscată este faptul că apa este un solvent polar, în timp ce curățarea uscată folosește un solvent nepolar.

Un ciclu tipic de spălare durează între 8 și 15 minute, în funcție de tipul de îmbrăcăminte și de gradul de murdărie. În timpul primelor trei minute, murdăria solubilă în solvenți se dizolvă în percloroetilenă, iar murdăria insolubilă, nerezolvată, se desprinde. Este nevoie de aproximativ zece până la douăsprezece minute după ce se desprinde murdăria nefixată pentru a îndepărta murdăria insolubilă de pe haine. Mașinile care utilizează solvenți de hidrocarburi necesită un ciclu de spălare de cel puțin 25 de minute din cauza ratei mult mai lente de dizolvare a murdăriilor solubile în solvenți. De asemenea, se poate adăuga un "săpun" tensioactiv de curățare uscată.

La sfârșitul ciclului de spălare, mașina pornește un ciclu de clătire în care încărcătura de îmbrăcăminte este clătită cu solvent distilat proaspăt din rezervorul de solvent pur. Această clătire cu solvent pur previne decolorarea cauzată de particulele de murdărie care sunt absorbite înapoi pe suprafața hainei din solventul de lucru "murdar".

După ciclul de clătire, mașina începe procesul de extracție, care recuperează solventul de curățare uscată pentru reutilizare. Mașinile moderne recuperează aproximativ 99,99% din solventul utilizat. Ciclul de extracție începe prin scurgerea solventului din camera de spălare și accelerarea coșului la 350-450 rpm, ceea ce face ca o mare parte din solvent să se scurgă din țesătură. Până în acest moment, curățarea se face la temperatură normală, solventul nu este niciodată încălzit în procesul de curățare uscată. Când nu mai poate fi scurs solventul, mașina începe ciclul de uscare.

În timpul ciclului de uscare, hainele sunt puse la răsturnat într-un curent de aer cald (60-63°C/140-145°F) care circulă prin coș, evaporând orice urmă de solvent rămasă după ciclul de centrifugare. Temperatura aerului este controlată pentru a preveni deteriorarea termică a hainelor. Aerul cald evacuat de la mașină trece apoi printr-o unitate de răcire unde vaporii de solvent sunt condensați și returnați în rezervorul de solvent distilat. Mașinile moderne de curățare uscată utilizează un sistem în circuit închis în care aerul răcit este reîncălzit și recirculat. Acest lucru duce la rate ridicate de recuperare a solvenților și la reducerea poluării aerului. La începuturile curățeniei uscate, cantități mari de percloretilenă erau evacuate în atmosferă, deoarece era considerată ieftină și se credea că este inofensivă.

După finalizarea ciclului de uscare, un ciclu de dezodorizare (aerisire) răcește hainele și elimină și mai mult solventul, făcând să circule aerul rece din exterior peste haine și apoi printr-un filtru de recuperare a vaporilor realizat din carbon activ și rășini polimerice. După ciclul de aerare, hainele sunt curate și pregătite pentru presare/finisare.

De fapt, curățarea uscată nu îndepărtează toți solvenții. Nu există standarde guvernamentale privind cantitatea de solvent care poate rămâne în țesătură. Cantități detectabile de solvent rămân în haine, iar hainele din lână rețin cel mai mult solvent.

 
mașină modernă de curățare uscată cu ecran tactil și interfață ușoară  


Mașină modernă de curățare uscată  

Prelucrare cu solvenți

Solventul de lucru din camera de spălare trece prin mai multe etape de filtrare înainte de a fi returnat în camera de spălare. Prima etapă este o capcană pentru nasturi, care împiedică obiectele mici, cum ar fi scame, elemente de fixare, nasturi și monede, să intre în pompa de solvent.

În timp, pe filtrul de scame se acumulează un strat subțire de turte de filtrare (numit mizerie). Mucusul este îndepărtat în mod regulat (de obicei o dată pe zi) și apoi este prelucrat pentru a recupera solventul reținut în el. Multe mașini folosesc "filtre cu discuri de centrifugare", care îndepărtează mizeria de pe filtru prin forță centrifugă, în timp ce acesta este spălat din nou cu solvent.

După filtrul de scame, solventul trece printr-un filtru cu cartuș absorbant. Acest filtru este fabricat din argile activate și cărbune și elimină din solvent solul fin insolubil și reziduurile nevolatile, precum și coloranții. În cele din urmă, solventul trece printr-un filtru de lustruire, care îndepărtează orice murdărie care nu a fost îndepărtată anterior. Solventul curat este apoi returnat în rezervorul de solvent de lucru.

Pentru a spori puterea de curățare, în solventul de lucru se adaugă cantități mici de detergent (0,5%-1,5%), care sunt esențiale pentru funcționalitatea acestuia. Acești detergenți ajută la dizolvarea murdăriilor hidrofile și împiedică murdăria să se redepună pe haine. În funcție de designul mașinii, se utilizează fie un detergent anionic, fie unul cationic.

Deoarece recuperarea solventului este mai mică de 100% și deoarece curățarea uscată nu îndepărtează bine petele pe bază de apă, antreprenorii au dezvoltat procesul de curățare umedă, care constă, în esență, în spălarea cu apă rece și uscarea cu aer, folosind o mașină de spălat și un uscător controlate de un computer. În general, curățarea umedă este încă în curs de îmbunătățire și dezvoltare, deși versiuni cu tehnologie redusă ale acesteia au fost folosite de secole.

 

Simboluri

Oamenii care confecționează haine au simboluri speciale pentru a indica modul în care acestea trebuie să fie curățate. Simbolul internațional de spălătorie GINETEX pentru curățarea uscată este un cerc. Acesta poate avea o literă P în interior pentru a indica solventul de percloroetilenă sau o literă F în interior pentru a indica un solvent de hidrocarburi. O bară sub cerc semnifică faptul că trebuie utilizate doar procese de curățare blânde. Un cerc gol tăiat cu o cruce înseamnă că hainele nu ar trebui curățate uscat.

 
Simbolurile de spălare indică instrucțiunile de îngrijire.  

Deșeuri de curățare chimică

Mucos fiert

Reziduuri de praf fiert - deșeuri generate prin fierberea sau distilarea gunoiului de grajd. Reziduul de praf fiert este un deșeu periculos și va conține solvent, material de filtrare sub formă de pulbere (diatomită), carbon, reziduuri nevolatile, scame, coloranți, grăsimi, solzi și apă. Legile spun cum poate fi aruncat acest material.

Nămol

Nămolul rezidual sau reziduul solid al distilatorului conține solvenți, apă, soluri, carbon și alte reziduuri nevolatile. Materialele îndepărtate de pe fundul alambicurilor la operațiunile de curățare uscată cu solvenți clorurați sunt deșeuri periculoase.

 

Mediu

Perc este clasificat ca fiind un contaminant periculos al aerului de către Agenția de Protecție a Mediului din Statele Unite și trebuie tratat ca deșeu periculos. Pentru a preveni pătrunderea acestuia în apa potabilă, curățătorii care folosesc perc trebuie să ia măsuri speciale de precauție împotriva contaminării site-ului. Proprietarii devin din ce în ce mai reticenți în a permite curățătoriilor uscate să funcționeze în clădirile lor. Atunci când este eliberat în aer, perc poate contribui la formarea smogului atunci când reacționează cu alte substanțe organice volatile de carbon. California a declarat percloroetilena o substanță chimică toxică în 1991, iar utilizarea sa va deveni ilegală în acest stat în 2023.

Unele alternative, cum ar fi CO₂ , evită riscurile toxice ale perc. Însă, CO₂ nu curăță unele forme de murdărie la fel de bine ca perc.

 

Solvenți utilizați

Modern

• Eteri de glicol (dipropilen glicol terț-butil eter) (Rynex) (Solvair) - În multe cazuri, sunt mai eficienți decât percloroetilena (perc). În toate cazurile, sunt mai bune pentru mediu. Eterul terț-butilic de difropilenglicol (DPTB) are un punct de aprindere mult peste standardele actuale ale industriei, deci nu reprezintă un pericol de incendiu. DPTB poate dizolva petele solubile în apă la fel de bine (sau chiar mai bine) ca perc sau alți solvenți de curățare uscată pe bază de glicol eter utilizați în prezent în comerț. Un avantaj deosebit al soluțiilor DPTB-apă ale produsului Rynex în curățarea uscată este că nu se comportă ca un amestec obișnuit. Mai degrabă, Rynex acționează ca o singură substanță. Acest lucru permite o separare mai bine definită la distilarea azeotropică la un punct de fierbere mai scăzut. De asemenea, ajută la recuperarea mai eficientă. Peste 99% din Rynex utilizat poate fi regenerat. De asemenea, îmbunătățește purificarea folosind tehnici de distilare convenționale.
• Hidrocarburi - Acest tip de curățare se aseamănă cel mai mult cu curățarea uscată cu perc standard, dar procesele utilizează solvenți de hidrocarburi, cum ar fi DF-2000 de la Exxon-Mobil sau EcoSolv de la Chevron Phillips. Acești solvenți pe bază de petrol sunt mai puțin agresivi decât perc și necesită un ciclu de curățare mai lung. Deși sunt inflamabili, acești solvenți nu prezintă un risc ridicat de incendiu sau explozie atunci când sunt utilizați în mod corespunzător. Un solvent pe bază de hidrocarburi conține, de asemenea, compuși organici volatili (COV) care contribuie la apariția smogului.
• Siliconul lichid (decametilciclopentasiloxan sau D5) - este mai blând cu hainele decât perc și nu provoacă pierderea culorii. GreenEarth Cleaning percepe o taxă de licență pentru utilizarea acestui solvent. Deși este considerabil mai ecologic, prețul acestuia este mai mult decât dublu față de perc, iar GreenEarth percepe o taxă anuală de afiliere. Se degradează în câteva zile în mediul înconjurător în siliciu și urme de apă și CO₂ . D5 produce deșeuri netoxice și nepericuloase. Dow Corning a efectuat teste de toxicitate care au constatat că siliconul lichid crește incidența tumorilor la șobolanii femele (la șobolanii masculi nu s-a observat niciun efect). Dar cercetările ulterioare au concluzionat că efectele observate la șobolani nu sunt relevante pentru oameni, deoarece calea biologică care duce la formarea tumorilor este unică la șobolani. (170,6 °F/77 °C punct de inflamabilitate).
• Amestecuri de hidrocarburi modificate (Pure Dry)
• Percloroetilenă - Utilizat încă din anii 1940, perc este cel mai comun solvent, "standardul" pentru performanța de curățare și cel mai agresiv agent de curățare. Acesta poate provoca sângerări/pierderi de culoare, în special la temperaturi ridicate, și poate distruge garniturile speciale, nasturii și mărgelele de pe unele articole de îmbrăcăminte. Este mai bun pentru petele pe bază de ulei (care reprezintă aproximativ 10% din pete) decât pentru petele mai comune solubile în apă (cafea, vin, sânge etc.). Perc lasă un miros chimic caracteristic pe haine. Perc este neinflamabil.
• Lichid CO - ₂Consumer Reports a evaluat această metodă mai bine decât metodele convenționale, dar Drycleaning and Laundry Institute a comentat "capacitatea sa de curățare destul de scăzută" într-un raport din 2007. Un alt grup de certificare a industriei, America's Best Cleaners, numără printre membrii săi curățătorii CO₂ . Utilajele sunt costisitoare - cu până la 90.000 de dolari mai mult decât o mașină perc, ceea ce face dificilă accesibilitatea pentru întreprinderile mici. Unii agenți de curățenie care dispun de aceste mașini păstrează mașinile tradiționale la fața locului pentru textilele mai murdare. Alții consideră că enzimele vegetale sunt la fel de eficiente și mai durabile din punct de vedere ecologic. CO₂ - îmbrăcămintea curățată nu emană compuși volatili. Curățarea cu CO₂ este, de asemenea, utilizată pentru refacerea pagubelor produse de incendii și de apă, datorită eficacității sale în eliminarea reziduurilor toxice, a funinginii și a mirosurilor asociate incendiilor. Impactul asupra mediului este foarte redus; dioxidul de carbon este aproape în întregime netoxic, nu persistă în îmbrăcăminte sau în mediu, iar potențialul său de gaze cu efect de seră este mai mic decât cel al multor solvenți organici.
• Curățare umedă - Un sistem care utilizează apă și săpun biodegradabil. Uscătoarele și mașinile de întins controlate de calculator asigură că țesătura își păstrează dimensiunea și forma naturală. Se afirmă că curățarea umedă poate curăța în siguranță majoritatea articolelor de îmbrăcăminte care se curăță numai în uscat, inclusiv pielea, pielea de căprioară, majoritatea lânii, mătasea și raionul. (Cravatele par a fi singura excepție.) Majoritatea curățătorilor de percuție folosesc curățarea umedă pentru unele articole de îmbrăcăminte, dar există doar aproximativ 20 de curățătorii exclusiv umede în SUA.

Istoric

• Tetraclorură de carbon - Foarte toxic.
• Tricloroetan - excesiv de agresiv și dur.
• Solvent Stoddard - Foarte inflamabil și exploziv, punct de aprindere 100°F/38°C.
• CFC-113 - Freon - CFC care distruge stratul de ozon.

 

Curățătorie chimică la domiciliu

Diferite produse comerciale existente astăzi pe piață, cum ar fi Dryel de la Procter & Gamble, permit ca unele elemente ale procesului de curățare uscată să fie efectuate în gospodărie, folosind mașini de spălat rufe de uz casnic. Deși nu reprezintă procesul complet care ar fi efectuat de o curățătorie chimică profesională, acestea permit confortul spălării rufelor la domiciliu și funcționează pentru anumite tipuri de îmbrăcăminte.