Limpieza en seco - Dry cleaning
La limpieza en seco es cualquier proceso de limpieza de prendas de vestir y textiles que utilice un disolvente que no sea agua .
La limpieza en seco todavía implica líquido, pero la ropa se sumerge en un disolvente líquido sin agua, tetracloroetileno (percloroetileno), conocido en la industria como "perc", que es el disolvente más utilizado. Los disolventes alternativos son 1-bromopropano y alcoholes de petróleo.
La mayoría de las fibras naturales se pueden lavar con agua, pero algunas fibras sintéticas (p. Ej., Viscosa , lyocell , modal y cupro ) reaccionan mal con el agua y deben limpiarse en seco.
Historia
La limpieza en seco se originó con el empresario estadounidense Thomas L. Jennings . Jennings se refirió a su método como "fregado en seco".
El operador francés de tintorerías Jean Baptiste Jolly desarrolló su propio método utilizando queroseno y gasolina para limpiar telas. Abrió la primera tintorería en París en 1845.
Las preocupaciones sobre la inflamabilidad llevaron a William Joseph Stoddard, un tintorería de Atlanta , a desarrollar el solvente Stoddard (aguarrás) como una alternativa ligeramente menos inflamable a los solventes a base de gasolina. El uso de solventes de petróleo altamente inflamables causó muchos incendios y explosiones, lo que resultó en una regulación gubernamental de las tintorerías. Después de la Primera Guerra Mundial , las tintorerías comenzaron a usar solventes clorados . Estos disolventes eran mucho menos inflamables que los disolventes derivados del petróleo y tenían un poder limpiador mejorado.
Cambiar a tetracloroetileno
A mediados de la década de 1930, la industria de la limpieza en seco había adoptado tetracloroetileno (percloroetileno), o PCE para abreviar, como disolvente. Tiene un excelente poder de limpieza, no es inflamable y es compatible con la mayoría de las prendas. Debido a que es estable, el tetracloroetileno se recicla fácilmente.
Infraestructura
Los negocios de limpieza en seco, desde la perspectiva del cliente, son plantas o tiendas de entrega . Una planta hace limpieza en el sitio. Una tienda recibe las prendas de los clientes, las envía a una gran planta y luego devuelve la prenda limpia a la tienda para que el cliente la recoja. El tiempo de respuesta es más largo para una tienda que para una planta local. Sin embargo, administrar una planta requiere más trabajo para el propietario de la empresa. Desde 2010, en algunos mercados, se han utilizado aplicaciones web para programar la entrega a domicilio de bajo costo para la limpieza en seco.
Este ciclo minimizó el riesgo de incendio o humos peligrosos creados por el proceso de limpieza. En ese momento, la limpieza en seco se realizaba en dos máquinas diferentes, una para el proceso de limpieza y la segunda para eliminar el solvente de las prendas.
Las máquinas de esta época se describieron como ventiladas ; sus escapes de secado fueron expulsados a la atmósfera, al igual que muchos escapes de secadoras modernas. Esto no solo contribuyó a la contaminación ambiental, sino que también se perdió en la atmósfera mucho PCE potencialmente reutilizable. Controles mucho más estrictos sobre las emisiones de solventes han asegurado que todas las máquinas de limpieza en seco en el mundo occidental estén ahora completamente cerradas y que no se ventilen vapores de solventes a la atmósfera. En las máquinas cerradas, el solvente recuperado durante el proceso de secado se devuelve condensado y destilado, por lo que puede reutilizarse para limpiar cargas adicionales o desecharse de manera segura. La mayoría de las máquinas cerradas modernas también incorporan un sensor de secado controlado por computadora, que detecta automáticamente cuándo se han eliminado todos los rastros detectables de PCE. Este sistema garantiza que solo se liberen pequeñas cantidades de humos de PCE al final del ciclo.
Mecanismo
En términos de mecanismo, la limpieza en seco solubiliza selectivamente las manchas en el artículo. Los disolventes no son polares y tienden a extraer de forma selectiva compuestos que provocan manchas. De lo contrario, estas manchas solo se disolverían en mezclas de detergentes acuosos a altas temperaturas, lo que podría dañar los tejidos delicados.
Los disolventes no polares también son buenos para algunos tejidos, especialmente los tejidos naturales, ya que el disolvente no interactúa con ningún grupo polar dentro del tejido. El agua se une a estos grupos polares, lo que provoca la hinchazón y el estiramiento de las proteínas dentro de las fibras durante el lavado. Además, la unión de las moléculas de agua interfiere con las atracciones débiles dentro de la fibra, lo que resulta en la pérdida de la forma original de la fibra. Después del ciclo de lavado, las moléculas de agua se secarán. Sin embargo, la forma original de las fibras ya ha sido distorsionada y esto comúnmente da como resultado una contracción. Los disolventes no polares evitan esta interacción, protegiendo los tejidos más delicados.
El uso de un solvente eficaz junto con la fricción mecánica del tambor elimina eficazmente las manchas.
Proceso
Una máquina de limpieza en seco es similar a una combinación de lavadora doméstica y secadora de ropa. Las prendas se colocan en la cámara de lavado o extracción (denominada "cesta" o "tambor"), que constituye el núcleo de la máquina. La cámara de lavado contiene un tambor perforado horizontal que gira dentro de una carcasa exterior. La cáscara contiene el solvente mientras que el tambor giratorio sostiene la carga de la prenda. La capacidad de la cesta es de aproximadamente 10 a 40 kg (22 a 88 lb).
Durante el ciclo de lavado, la cámara se llena aproximadamente un tercio de solvente y comienza a girar, agitando la ropa. La temperatura del solvente se mantiene a 30 grados Celsius (86 grados Fahrenheit), ya que una temperatura más alta puede dañarlo. Durante el ciclo de lavado, el disolvente de la cámara (comúnmente conocido como "jaula" o "caja de aparejos") pasa a través de una cámara de filtración y luego se devuelve a la "jaula". Esto se conoce como ciclo y se continúa durante la duración del lavado. A continuación, el disolvente se elimina y se envía a una unidad de destilación que consta de una caldera y un condensador . El solvente condensado se alimenta a una unidad de separación donde el agua restante se separa del solvente y luego se alimenta al tanque de 'solvente limpio'. El caudal ideal es de aproximadamente 8 litros de disolvente por kilogramo de prendas por minuto, dependiendo del tamaño de la máquina.
Las prendas también se revisan en busca de objetos extraños. Objetos como bolígrafos de plástico pueden disolverse en el baño de disolvente y dañar los tejidos. Algunos tintes textiles son "sueltos" y desprenderán el tinte durante la inmersión en disolvente. Los artículos frágiles, como colchas de plumas o alfombras o tapices con borlas, se pueden guardar en una bolsa de malla suelta. La densidad del percloroetileno es de alrededor de 1,7 g / cm 3 a temperatura ambiente (70% más pesado que el agua), y el peso del solvente absorbido puede hacer que el tejido falle bajo fuerza normal durante el ciclo de extracción, a menos que la bolsa de malla proporcione soporte mecánico.
No todas las manchas pueden eliminarse mediante limpieza en seco. Algunos necesitan ser tratados con solventes para manchas, a veces con chorro de vapor o remojándolos en líquidos quitamanchas especiales, antes de lavar o limpiar en seco las prendas. Además, las prendas almacenadas en condiciones sucias durante mucho tiempo son difíciles de devolver a su color y textura originales.
Un ciclo de lavado típico dura de 8 a 15 minutos, según el tipo de prenda y el grado de suciedad. Durante los primeros tres minutos, la tierra soluble en solvente se disuelve en el percloroetileno y la tierra suelta e insoluble se desprende. Se necesitan de 10 a 12 minutos después de que se desprende la tierra suelta para eliminar la tierra insoluble incrustada de las prendas. Las máquinas que utilizan disolventes de hidrocarburos requieren un ciclo de lavado de al menos 25 minutos debido a la velocidad de solvatación mucho más lenta de las suciedades solubles en disolventes. También se puede añadir un "jabón" tensioactivo de limpieza en seco .
Al final del ciclo de lavado, la máquina inicia un ciclo de enjuague donde la carga de la prenda se enjuaga con solvente recién destilado dispensado desde el tanque de solvente. Este enjuague con solvente puro evita la decoloración causada por las partículas de suciedad que se absorben en la superficie de la prenda desde el solvente de trabajo "sucio".
Luego del ciclo de enjuague, la máquina inicia el proceso de extracción, que recupera el solvente para su reutilización. Las máquinas modernas recuperan aproximadamente el 99,99% del disolvente empleado. El ciclo de extracción comienza drenando el solvente de la cámara de lavado y acelerando la canasta a 350–450 rpm , haciendo que gran parte del solvente se libere de la tela. Hasta este momento, la limpieza se realiza a temperatura normal, ya que el disolvente nunca se calienta en el proceso de limpieza en seco. Cuando ya no se puede centrifugar más disolvente, la máquina inicia el ciclo de secado.
Durante el ciclo de secado, las prendas se giran en una corriente de aire caliente (60–63 ° C / 140–145 ° F) que circula a través de la canasta, evaporando las trazas de solvente que quedan después del ciclo de centrifugado. La temperatura del aire se controla para evitar que el calor dañe las prendas. El aire caliente que sale de la máquina pasa luego a través de una unidad enfriadora donde los vapores de solvente se condensan y regresan al tanque de solvente destilado. Las modernas máquinas de limpieza en seco utilizan un sistema de circuito cerrado en el que el aire enfriado se recalienta y recircula. Esto da como resultado altas tasas de recuperación de solventes y una menor contaminación del aire. En los primeros días de la limpieza en seco, se expulsaron grandes cantidades de percloroetileno a la atmósfera porque se consideraba barato y se creía que era inofensivo.
Una vez finalizado el ciclo de secado, un ciclo de desodorización ( aireación ) enfría las prendas y elimina los restos de disolvente, haciendo circular aire exterior frío sobre las prendas y luego a través de un filtro de recuperación de vapor hecho de carbón activado y resinas poliméricas. Después del ciclo de aireación, las prendas están limpias y listas para planchar y terminar.
Procesamiento de solventes
El disolvente de trabajo de la cámara de lavado pasa por varios pasos de filtración antes de volver a la cámara de lavado. El primer paso es una trampa de botones, que evita que pequeños objetos como pelusa, sujetadores, botones y monedas entren en la bomba de disolvente.
Con el tiempo, se acumula una fina capa de torta de filtración (llamada "suciedad") en el filtro de pelusa. El estiércol se retira con regularidad (normalmente una vez al día) y luego se procesa para recuperar el disolvente atrapado en el estiércol. Muchas máquinas utilizan " filtros de disco giratorio ", que eliminan la suciedad del filtro mediante la fuerza centrífuga mientras se vuelve a lavar con disolvente.
Después del filtro de pelusa, el solvente pasa a través de un filtro de cartucho absorbente . Este filtro, que contiene arcillas activadas y carbón vegetal, elimina la suciedad fina insoluble y los residuos no volátiles, junto con los tintes del solvente. Finalmente, el solvente pasa a través de un filtro pulidor, que elimina la suciedad no removida previamente. Luego, el solvente limpio se devuelve al tanque de solvente de trabajo. El residuo de polvo cocido es el nombre del material de desecho que se genera al cocinar o destilar el estiércol. Contendrá solvente, material filtrante en polvo (diatomita), carbón, residuos no volátiles, pelusa, tintes, grasa, suciedad y agua. El lodo de desecho o el residuo sólido del alambique contiene solvente, agua, suelos, carbón y otros residuos no volátiles. Los filtros usados son otra forma de desperdicio al igual que las aguas residuales.
Para mejorar el poder de limpieza, se agregan pequeñas cantidades de detergente (0.5–1.5%) al solvente de trabajo y son esenciales para su funcionalidad. Estos detergentes emulsionan la suciedad hidrófoba y evitan que la suciedad se vuelva a depositar en las prendas. Dependiendo del diseño de la máquina, se utiliza un detergente aniónico o catiónico.
Simbolos
El símbolo internacional de lavandería GINETEX para la limpieza en seco es un círculo. Puede tener la letra P en su interior para indicar disolvente de percloroetileno, o la letra F para indicar un disolvente inflamable (Feuergefährliches Schwerbenzin). Una barra debajo del círculo indica que solo se recomiendan procesos de limpieza suaves. Un círculo vacío tachado indica que no se permite la limpieza en seco.
Símbolo de limpieza profesional
Lavado en seco, solo solvente de hidrocarburo (HCS)
Limpieza suave con disolventes de hidrocarburos
Limpieza muy suave con disolventes de hidrocarburos.
Lavado en seco, solo tetracloroetileno (PCE)
Limpieza suave con PCE
Limpieza muy suave con PCE
No lavar en seco
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Disolventes utilizados
Percloroetileno
El percloroetileno (PCE o tetracloroetileno) se utiliza desde la década de 1930. El PCE es el solvente más común, el "estándar" para el rendimiento de limpieza. Es un disolvente de limpieza muy eficaz. Es térmicamente estable, reciclable y de baja toxicidad. Sin embargo, puede causar sangrado / pérdida de color, especialmente a temperaturas más altas. En algunos casos, puede dañar adornos, botones y abalorios especiales en algunas prendas. Es mejor para las manchas a base de aceite (que representan aproximadamente el 10% de las manchas) que las manchas solubles en agua más comunes (café, vino, sangre, etc.). La toxicidad del tetracloroetileno "es de moderada a baja" y "los informes de lesiones humanas son poco comunes a pesar de su amplio uso en la limpieza en seco y desengrasado".
Hidrocarburos
Los hidrocarburos están representados por productos como DF-2000 de Exxon-Mobil o EcoSolv de Chevron Phillips y Pure Dry. Estos solventes a base de petróleo son menos agresivos pero también menos efectivos que el PCE. Aunque es combustible, el riesgo de incendio o explosión se puede minimizar cuando se usa correctamente. Sin embargo, los hidrocarburos son contaminantes. Los hidrocarburos retienen alrededor del 10-12% del mercado.
Tricloroetileno
El tricloroetileno es más agresivo que el PCE, pero se usa muy raramente. Con propiedades desengrasantes superiores, a menudo se usaba para la limpieza de ropa de trabajo industrial / monos en el pasado. El TCE está clasificado como cancerígeno para los seres humanos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos .
CO 2 supercrítico
El CO 2 supercrítico es una alternativa al PCE; sin embargo, es inferior a la hora de eliminar algunas formas de suciedad. Los tensioactivos aditivos mejoran la eficacia del CO 2. El dióxido de carbono casi no es tóxico. El potencial de gases de efecto invernadero también es menor que el de muchos disolventes orgánicos.
El proceso de limpieza en seco implica cargar una cámara sellada que se carga con ropa usando dióxido de carbono gaseoso de un recipiente de almacenamiento a aproximadamente 200 a 300 psi. Este paso en el proceso se inicia como precaución para evitar un choque térmico en la cámara de limpieza. A continuación, se bombea dióxido de carbono líquido a la cámara de limpieza desde un recipiente de almacenamiento separado mediante una bomba accionada hidráulicamente o eléctricamente (que preferiblemente tiene pistones dobles). La bomba aumenta la presión del dióxido de carbono líquido a aproximadamente 900 a 1500 psi. Un subenfriador separado reduce la temperatura del dióxido de carbono de 2 a 3 grados Celsius por debajo del punto de ebullición en un esfuerzo por prevenir la cavitación que podría conducir a la degradación prematura de la bomba.
Consumer Reports calificó el CO 2 supercrítico comosuperior a los métodos convencionales, pero el Drycleaning and Laundry Institute comentó sobre su "capacidad de limpieza bastante baja" en un informe de 2007. El CO 2 supercríticoes, en general, un disolvente suave que reduce su capacidad para atacar agresivamente las manchas.
Una deficiencia del CO 2 supercrítico es que su conductividad eléctrica es baja. Como se mencionó en la sección Mecanismos, la limpieza en seco utiliza propiedades químicas y mecánicas para eliminar las manchas. Cuando el solvente interactúa con la superficie de la tela, la fricción disloca la suciedad. Al mismo tiempo, la fricción también genera una carga eléctrica. Las telas son conductores muy deficientes y, por lo tanto, esta acumulación se descarga a través del solvente. Esta descarga no ocurre en el dióxido de carbono líquido y la acumulación de una carga eléctrica en la superficie de la tela atrae la suciedad hacia la superficie, lo que disminuye su eficiencia de limpieza. Para compensar la escasa solubilidad y conductividad del dióxido de carbono supercrítico, la investigación se ha centrado en los aditivos. Para una mayor solubilidad, el 2-propanol ha mostrado mayores efectos de limpieza para el dióxido de carbono líquido, ya que aumenta la capacidad del solvente para disolver compuestos polares.
La maquinaria para el uso de CO 2 supercrítico es cara: hasta $ 90 000 más que una máquina PCE, lo que dificulta la asequibilidad para las pequeñas empresas. Algunos limpiadores con estas máquinas mantienen las máquinas tradicionales en el lugar para los textiles más sucios, pero otros encuentran que las enzimas vegetales son igualmente efectivas y más sostenibles para el medio ambiente.
Otros disolventes: de nicho, emergentes, etc.
Durante décadas, se han realizado esfuerzos para reemplazar el PCE. Estas alternativas no han demostrado ser económicas hasta ahora:
- Disolvente Stoddard : inflamable y explosivo, punto de inflamación de 100 ° F / 38 ° C
- CFC-113 (Freón-113), un CFC . Ahora prohibido por no favorecer el ozono.
- Decametilciclopentasiloxano ("silicona líquida"), llamado D5 para abreviar. Fue popularizado por GreenEarth Cleaning. Es más caro que el PCE. Se degrada en cuestión de días en el medio ambiente.
- El dibutoximetano (SolvonK4) es un disolvente bipolar que elimina las manchas a base de agua y las manchas a base de aceite.
- Los disolventes bromados ( bromuro de n-propilo , Fabrisolv, DrySolv) son disolventes con valores de KB más altos que PCE. Esto permite una limpieza más rápida, pero puede dañar algunas cuentas sintéticas y lentejuelas si no se usa correctamente. En cuanto a la salud, se han informado riesgos asociados con la nPB, como entumecimiento de los nervios. La exposición a los solventes en una tintorería típica se considera muy por debajo de los niveles requeridos para causar algún riesgo. Ambientalmente, está aprobado por la EPA de EE. UU. Se encuentra entre los disolventes más caros, pero es una limpieza más rápida, temperaturas más bajas y tiempos de secado rápidos.
Ver también
Notas
Referencias
enlaces externos
- Resumen de peligros proporcionado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos .
- Tema de seguridad y salud de NIOSH: limpieza en seco