工业洗衣机的洗涤应用及技术分析

工业洗衣机的洗涤应用及技术分析

洗衣机的作用就是要洗去衣物上的污垢，怎样判断洗净效果呢？就引出了洗净率的概念，洗净率是为了表示洗净效果而规定的指标，它是指标准污染布在洗涤前后的反射率差占其污染前后的反射率差的百分比，用白话说就是因洗涤增加的反射率值占因污染降低的反射率值的百分比。

一、影响洗涤效果的因素分析

要分析洗净效果，需要从洗涤的目的、方法入手，洗涤的目的是为了去除污染，力图恢复原来的本色。为了达到这一目的，人类在不断地进行探索和改进洗涤方法，原始的洗涤方法(仅对洗衣而言)就是将衣物浸水后，用手揉搓、用棍棒敲、用脚踩，浸水的作用是为了使污垢溶解，揉搓的作用是产生机械力，污垢吸水后膨胀、溶解，在揉搓的过程中接受机械力而脱离织物，从而达到洗涤的目的。由于污垢的种类很多，有溶于水的、有溶于有机溶剂的、有溶于其它溶剂的，还有不溶的等等，所以洗净效果往往不很理想。以后人们发现并研究开发了各种洗涤剂(如肥皂、洗衣粉、洗涤剂等)，它们的水溶液能够溶解大部分污垢，有机溶剂能够溶解油脂类污垢，用不同的溶剂溶解不同的污垢，洗净效果就基本上满足了人们的要求，现在人们还在研究更好的洗涤剂，以追求更好的洗涤效果。

出现机器以后，人们就考虑用洗衣机来代替人工洗衣物，洗衣机要起什么作用呢？它就是要产生一种机械力，以代替人工揉搓的力，使已溶解的污垢脱离织物，为了达到这一目的，人们研究了各种各样的洗衣机，如波轮式、摆动式、滚筒式、搅拌式等等。目前，工业洗衣机的结构主要是滚筒式。滚筒式洗衣机的原理是将势能转化为机械力，它的势能是由电机带动滚筒转动产生的，滚筒把织物带到一定高度后织物自由落下。显然，落差越大，机械力就越大，洗净效果就越好。因此，最好的效果是织物从接近滚筒的顶部处落下，但实际中它是无法控制的，国内外的研究表明，当把滚筒看作时钟时，洗衣机的跌落位置在10点半到1点半的范围内时，洗净效果较好，这也是机器设计的一个基本要求。落差的高度还与几个因素有关，即滚筒(也称转笼)直径、液位、衣物填充量等，滚筒直径大、液位低、填充量少都可能增大落差，保证和提高落差的高度是机器制造者的重要目标。

在实际中我们认识到，对同种污染、吸水性强的织物比吸水性差的织物难洗净，如棉布比尼龙丝难洗净，物料的色泽也影响洗净效果，如白布比黑布难洗净，对于同种物料不同种类污染的差别更大，如碳素墨水比草木灰难洗净。同种物料、同种污染源，其受污染时间长的较时间短的难洗净，难溶物质比易溶物质难洗净，如在水中油脂污染比淀粉类污染难洗，而在四氯乙稀中淀粉类污染却比油脂类污染难洗净。显然，织物的质地不同、污染源的性质不同，污染的程度不同，受污染的时间长短不同及所采用的洗涤工艺不同时，洗净效果是不同的。

综上可以看出，影响洗净效果的因素可归纳为如下几方面：

(1)机器结构(直径、筋角、转速等)；(2)物料质地、色泽；(3)污染源种类；(4)受污染方式及时间；(5)洗涤剂及洗涤工艺(如洗涤介质温度、填充量、洗涤时间、次数等)。

二、洗净率的试验方法

洗净率是洗衣机的主要指标之一，人们绞尽脑汁也没有找到一个理想的考核指标和试验方法来，作为相对考察的需要，世界各国及国际电工委员会都规定了试验方法标准，各标准的内容不同但原理是相同的，主要内容是控制影响洗净效果的因素，统一试验条件，大体上可分为如下几项内容：(1)规定人工污染布，主要包括污染布的质地、污染源、污染工艺方法及污染布的检查和保管及使用期等，其主要目的是要使污染布的质地、污染源和污染程度及期限趋于一致，以尽可能使污染后的反射率趋于一致，使指标对比时趋于合理、公正。(2)规定标准洗涤物，主要包括洗涤物的质地、规格、数量、污染布的相对分布位置等，其目的是使填充量、测点分布情况趋于一致并反映真值；(3)规定洗涤剂成份、含量及用量。(4)规定试验用水的水质、水量、水温；(5)规定洗涤工艺，主要包括洗涤和漂洗的时间和次数；(6)规定洗涤后的污染布的整理方法。以上各条都是对试验条件加以规定，即使如此，仍不能保证试验结果的再现性。所以IEC及一些国家都规定了以标准洗衣机作为参比机，以洗净比(标准洗衣机与被试样机在相同试验条件上测得的洗净度之比)表示洗净效果的方法，并注明只有在必要时才采用。事实上，也就是把除了机器之外的所有影响因素都条件化，以求公平公正。显然，这个公平公正是相对的，是理想化了的，因为这些条件是不可能相同的。

洗净率的试验方法是人为地规定的，因此，不同的标准所对应的洗净度是不同的，这些标准的最大差异是污染源的种类和污染方法，如果污染很容易被洗去，那么洗净率值将会较高，但试验结果的再现性会很差，就会增加试验次数，影响结果的正确性，反之如果污染很难洗去，就不会很敏锐地反映洗净效果，洗净度值就会较低，也不能反映真实情况，这些情况表明，污染源的选择即污染布的选择是非常重要的，既要反映真实效果，稳定性要好，又要有较好的标示值，利于人们接受。应该清楚地看到，污染布是人为地为了统一试验条件而规定的一种特定污染，它与实际洗涤的衣物的污染形式、种类、程度都没有直接联系，试验得出的洗净度，仅是对污染布而言的，它与实际数值不符，不能代表被洗涤物的洗净程度。在相同试验条件下，仅能表明一种趋向，即只是相对地反映洗衣机的洗净性能。由于同台机器洗净率值的再现性较差，在试验次数较少时，极易出现误判，而受时间限制，试验次数又不可能太多，因此在试验时要充分考虑试验结果的再现性，这样才能更准确地反映机器的水平。

三、洗净率的表示方法及有效范围

经洗涤、整理后的标准污染布试样，用光电比色计或白度仪测量其反射率，再根据反射率计算洗净率。
洗净率的计算公式是：

洗净率=

Dr =

式中：Dr——洗净率，%，

Rw——污染布洗涤后的反射率，%，

Ro——污染布污染前(原布)的反射率，%，

Rs——污染布洗涤前的反射率，%。

使用中，洗衣机的洗净率是以平均值表示的。

在用污染布做为试样时，已对制作污染布的原布反射率及污染后的反射率规定了有效范围，为了避免出现太大的误差，又对洗涤后的反射率也做出了规定，所以实际上就已经规定出了洗净率的范围。

对于IEC标准污染布(国际电工委员会标准)

Rw=65 2%，Ro=(86～91)%，Rs=25 5%

Dr min =

Dr max =

对于我国家用洗衣机标准规定的污染布，相对于搅拌式参比机的洗净率：

Dr=(0.7～1)Dr参比机

=(0.7～1)×(35%～50%)

Dr min=0.7×35%=24.5%

Dr max=1×50%=50%

在进行洗净率试验时，超出上述范围的数值无效，应予剔除。

四、工业洗衣机洗净率分析

工业洗衣机是指额定洗涤容量大于6kg，应用于专业洗涤部门及服务行业使用的洗衣机，目前工业洗衣机的主要结构是滚筒式，在滚筒结构上，有端面开门，侧面开门之分，还有一些大型全自动洗衣机为了平衡的需要，把滚筒分成了二仓或三仓。通过对影响洗净度的因素分析，我们已经看出，从机器结构上看，对洗净率有影响的部件就是滚筒，主要表现在滚筒直径、长径比、筋角高度上，在工艺参数选择上主要表现在洗涤转速、填充系数上，填充系数对洗净率的影响很大，由于该项指标不是固定值，一些制造厂商为了广告效果，不公开该项系数，随意标称额定洗涤容量。大多数用户又不了解它的作用，只要能将衣物装进滚筒就认为可行，受到蒙骗。国际标准中推荐的优选值为1/11，即额定洗涤容量(干衣质量，kg)与滚筒内净容积(去除各部凸起，dm)之比为1：11，简单地说就是洗1kg衣服，需要11升净容积，这是洗涤的最佳参数，也是检验标称额定洗涤容量的尺度。对制造厂商来说，目前提高洗涤率的办法就是保证最大落差高度，而国外的有关报道表明，一些厂商正在研究其他方法，如洗衣球的应用、气泡洗涤原理、超声波洗涤等，将来必定会有新的洗涤技术革命。可以认为，对于机器结构已定的滚筒洗衣机，当转速是定值，且其它试验条件不变时，其洗净效果就应相对稳定，但不同厂家制造的机器由于其滚筒制造上的差异(假设滚筒直径、长度相同)如筒壁上的孔径及开孔率(开孔的面积之和与筒壁的面积之比)及筋角数量和高度的不同，转速的差别、水位高度的差别，其所能达到的冼净率是会有差别的，但范围不应很大。在实际检验中，IEC和西欧发达国家标准都没有规定工业洗衣机的洗净率，因此也没有提出标准参比机。国内标准受计划经济的影响，偏重增加技术要求，在原行业标准中对产品洗净率提出过要求，似乎不讲洗净率就不是洗衣机标准了，而忽视对提高指标的技术经济分析。可以认为，进行洗净率试验一定要慎重，因为污染布质量产生的影响远大于产品结构的影响，如有不慎，可能出现误判。

从用户使用要求方面看，工业洗衣机使用要求环境和条件均不同于家用洗衣机，家用洗衣机以洗衣为主，工业洗衣机以床上用品、桌布等为主，工艺上的区别就更大了，以国际标准推荐的工业洗衣机程序为例，除了洗、漂、脱之外，还有消毒、漂白、中和步骤。家用洗衣机(滚筒式除外)一般是常温洗涤，工业洗衣机几乎全部是加热洗涤，洗涤剂的使用差别也很大。或许可以这样认为：家用洗衣机偏重于感观上的洗净，工业洗衣机偏重于实际卫生指标的实现。工业洗衣机的洗涤效果更大程度上是依靠洗涤技师来研究洗涤工艺，因为洗涤工艺所产生的影响程度远大于机器结构差异的影响。

目前，我国对工业洗衣机的研究相对滞后，有待我们去开发、试验新的结构，提高冼净率，更需要我们去研究新的洗涤方法，进行技术革命，让衣服洗得更干净，让世界变得更美丽。