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工業洗衣機洗凈率的分析與探討

洗衣機的作用就是要洗去衣物上的污垢,怎樣判斷洗凈效果呢?就引出了洗凈率的概念,洗凈率是為了表示洗凈效果而規定的指標,它是指標準污染布在洗滌前后的反射率差占其污染前后的反射率差的百分比,用白話說就是因洗滌增加的反射率值占因污染降低的反射率值的百分比。

一、影響洗滌效果的因素分析

要分析洗凈效果,需要從洗滌的目的、方法入手,洗滌的目的是為了去除污染,力圖恢復原來的本色。為了達到這一目的,人類在不斷地進行探索和改進洗滌方法,原始的洗滌方法(僅對洗衣而言)就是將衣物浸水后,用手揉搓、用棍棒敲、用腳踩,浸水的作用是為了使污垢溶解,揉搓的作用是產生機械力,污垢吸水后膨脹、溶解,在揉搓的過程中接受機械力而脫離織物,從而達到洗滌的目的。由于污垢的種類很多,有溶于水的、有溶于有機溶劑的、有溶于其它溶劑的,還有不溶的等等,所以洗凈效果往往不很理想。以后人們發現并研究開發了各種洗滌劑(如肥皂、洗衣粉、洗滌劑等),它們的水溶液能夠溶解大部分污垢,有機溶劑能夠溶解油脂類污垢,用不同的溶劑溶解不同的污垢,洗凈效果就基本上滿足了人們的要求,現在人們還在研究更好的洗滌劑,以追求更好的洗滌效果。

出現機器以后,人們就考慮用洗衣機來代替人工洗衣物,洗衣機要起什么作用呢?它就是要產生一種機械力,以代替人工揉搓的力,使已溶解的污垢脫離織物,為了達到這一目的,人們研究了各種各樣的洗衣機,如波輪式、擺動式、滾筒式、攪拌式等等。目前,工業洗衣機的結構主要是滾筒式。滾筒式洗衣機的原理是將勢能轉化為機械力,它的勢能是由電機帶動滾筒轉動產生的,滾筒把織物帶到一定高度后織物自由落下。顯然,落差越大,機械力就越大,洗凈效果就越好。因此,最好的效果是織物從接近滾筒的頂部處落下,但實際中它是無法控制的,國內外的研究表明,當把滾筒看作時鐘時,洗衣機的跌落位置在10點半到1點半的范圍內時,洗凈效果較好,這也是機器設計的一個基本要求。落差的高度還與幾個因素有關,即滾筒(也稱轉籠)直徑、液位、衣物填充量等,滾筒直徑大、液位低、填充量少都可能增大落差,保證和提高落差的高度是機器制造者的重要目標。

在實際中我們認識到,對同種污染、吸水性強的織物比吸水性差的織物難洗凈,如棉布比尼龍絲難洗凈,物料的色澤也影響洗凈效果,如白布比黑布難洗凈,對于同種物料不同種類污染的差別更大,如碳素墨水比草木灰難洗凈。同種物料、同種污染源,其受污染時間長的較時間短的難洗凈,難溶物質比易溶物質難洗凈,如在水中油脂污染比淀粉類污染難洗,而在四氯乙稀中淀粉類污染卻比油脂類污染難洗凈。顯然,織物的質地不同、污染源的性質不同,污染的程度不同,受污染的時間長短不同及所采用的洗滌工藝不同時,洗凈效果是不同的。

綜上可以看出,影響洗凈效果的因素可歸納為如下幾方面:

(1)機器結構(直徑、筋角、轉速等);(2)物料質地、色澤;(3)污染源種類;(4)受污染方式及時間;(5)洗滌劑及洗滌工藝(如洗滌介質溫度、填充量、洗滌時間、次數等)。

二、洗凈率的試驗方法

洗凈率是洗衣機的主要指標之一,人們絞盡腦汁也沒有找到一個理想的考核指標和試驗方法來,作為相對考察的需要,世界各國及國際電工委員會都規定了試驗方法標準,各標準的內容不同但原理是相同的,主要內容是控制影響洗凈效果的因素,統一試驗條件,大體上可分為如下幾項內容:(1)規定人工污染布,主要包括污染布的質地、污染源、污染工藝方法及污染布的檢查和保管及使用期等,其主要目的是要使污染布的質地、污染源和污染程度及期限趨于一致,以盡可能使污染后的反射率趨于一致,使指標對比時趨于合理、公正。(2)規定標準洗滌物,主要包括洗滌物的質地、規格、數量、污染布的相對分布位置等,其目的是使填充量、測點分布情況趨于一致并反映真值;(3)規定洗滌劑成份、含量及用量。(4)規定試驗用水的水質、水量、水溫;(5)規定洗滌工藝,主要包括洗滌和漂洗的時間和次數;(6)規定洗滌后的污染布的整理方法。以上各條都是對試驗條件加以規定,即使如此,仍不能保證試驗結果的再現性。所以IEC及一些國家都規定了以標準洗衣機作為參比機,以洗凈比(標準洗衣機與被試樣機在相同試驗條件上測得的洗凈度之比)表示洗凈效果的方法,并注明只有在必要時才采用。事實上,也就是把除了機器之外的所有影響因素都條件化,以求公平公正。顯然,這個公平公正是相對的,是理想化了的,因為這些條件是不可能相同的。

洗凈率的試驗方法是人為地規定的,因此,不同的標準所對應的洗凈度是不同的,這些標準的最大差異是污染源的種類和污染方法,如果污染很容易被洗去,那么洗凈率值將會較高,但試驗結果的再現性會很差,就會增加試驗次數,影響結果的正確性,反之如果污染很難洗去,就不會很敏銳地反映洗凈效果,洗凈度值就會較低,也不能反映真實情況,這些情況表明,污染源的選擇即污染布的選擇是非常重要的,既要反映真實效果,穩定性要好,又要有較好的標示值,利于人們接受。應該清楚地看到,污染布是人為地為了統一試驗條件而規定的一種特定污染,它與實際洗滌的衣物的污染形式、種類、程度都沒有直接聯系,試驗得出的洗凈度,僅是對污染布而言的,它與實際數值不符,不能代表被洗滌物的洗凈程度。在相同試驗條件下,僅能表明一種趨向,即只是相對地反映洗衣機的洗凈性能。由于同臺機器洗凈率值的再現性較差,在試驗次數較少時,極易出現誤判,而受時間限制,試驗次數又不可能太多,因此在試驗時要充分考慮試驗結果的再現性,這樣才能更準確地反映機器的水平。

三、洗凈率的表示方法及有效范圍

經洗滌、整理后的標準污染布試樣,用光電比色計或白度儀測量其反射率,再根據反射率計算洗凈率。

洗凈率的計算公式是:

洗凈率=
Dr =
式中:Dr——洗凈率,%,
Rw——污染布洗滌后的反射率,%,
Ro——污染布污染前(原布)的反射率,%,
Rs——污染布洗滌前的反射率,%。

使用中,洗衣機的洗凈率是以平均值表示的。

在用污染布做為試樣時,已對制作污染布的原布反射率及污染后的反射率規定了有效范圍,為了避免出現太大的誤差,又對洗滌后的反射率也做出了規定,所以實際上就已經規定出了洗凈率的范圍。

對于IEC標準污染布(國際電工委員會標準)

Rw=65 +2%,Ro=(86~91)%,Rs=25+5%
Dr min =
Dr max =
對于我國家用洗衣機標準規定的污染布,相對于攪拌式參比機的洗凈率:

Dr=(0.7~1)Dr參比機
=(0.7~1)×(35%~50%)
Dr min=0.7×35%=24.5%
Dr max=1×50%=50%

在進行洗凈率試驗時,超出上述范圍的數值無效,應予剔除。

四、工業洗衣機洗凈率分析

工業洗衣機是指額定洗滌容量大于6kg,應用于專業洗滌部門及服務行業使用的洗衣機,目前工業洗衣機的主要結構是滾筒式,在滾筒結構上,有端面開門,側面開門之分,還有一些大型全自動洗衣機為了平衡的需要,把滾筒分成了二倉或三倉。通過對影響洗凈度的因素分析,我們已經看出,從機器結構上看,對洗凈率有影響的部件就是滾筒,主要表現在滾筒直徑、長徑比、筋角高度上,在工藝參數選擇上主要表現在洗滌轉速、填充系數上,填充系數對洗凈率的影響很大,由于該項指標不是固定值,一些制造廠商為了廣告效果,不公開該項系數,隨意標稱額定洗滌容量。大多數用戶又不了解它的作用,只要能將衣物裝進滾筒就認為可行,受到蒙騙。國際標準中推薦的優選值為1/11,即額定洗滌容量(干衣質量,kg)與滾筒內凈容積(去除各部凸起,dm)之比為1:11,簡單地說就是洗1kg衣服,需要11升凈容積,這是洗滌的最佳參數,也是檢驗標稱額定洗滌容量的尺度。對制造廠商來說,目前提高洗滌率的辦法就是保證最大落差高度,而國外的有關報道表明,一些廠商正在研究其他方法,如洗衣球的應用、氣泡洗滌原理、超聲波洗滌等,將來必定會有新的洗滌技術革命?梢哉J為,對于機器結構已定的滾筒洗衣機,當轉速是定值,且其它試驗條件不變時,其洗凈效果就應相對穩定,但不同廠家制造的機器由于其滾筒制造上的差異(假設滾筒直徑、長度相同)如筒壁上的孔徑及開孔率(開孔的面積之和與筒壁的面積之比)及筋角數量和高度的不同,轉速的差別、水位高度的差別,其所能達到的冼凈率是會有差別的,但范圍不應很大。在實際檢驗中,IEC和西歐發達國家標準都沒有規定工業洗衣機的洗凈率,因此也沒有提出標準參比機。國內標準受計劃經濟的影響,偏重增加技術要求,在原行業標準中對產品洗凈率提出過要求,似乎不講洗凈率就不是洗衣機標準了,而忽視對提高指標的技術經濟分析?梢哉J為,進行洗凈率試驗一定要慎重,因為污染布質量產生的影響遠大于產品結構的影響,如有不慎,可能出現誤判。

從用戶使用要求方面看,工業洗衣機使用要求環境和條件均不同于家用洗衣機,家用洗衣機以洗衣為主,工業洗衣機以床上用品、桌布等為主,工藝上的區別就更大了,以國際標準推薦的工業洗衣機程序為例,除了洗、漂、脫之外,還有消毒、漂白、中和步驟。家用洗衣機(滾筒式除外)一般是常溫洗滌,工業洗衣機幾乎全部是加熱洗滌,洗滌劑的使用差別也很大;蛟S可以這樣認為:家用洗衣機偏重于感觀上的洗凈,工業洗衣機偏重于實際衛生指標的實現。工業洗衣機的洗滌效果更大程度上是依靠洗滌技師來研究洗滌工藝,因為洗滌工藝所產生的影響程度遠大于機器結構差異的影響。

目前,我國對工業洗衣機的研究相對滯后,有待我們去開發、試驗新的結構,提高冼凈率,更需要我們去研究新的洗滌方法,進行技術革命,讓衣服洗得更干凈,讓世界變得更美麗。

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