Maschinentechnik

Die beiden folgenden Abbildungen zeigen den prinzipiellen Aufbau derzeit auf dem Markt verfügbarer Maschinen. Die Vorderansicht zeigt die für die Bedienung wesentlichen Elemente. In der Rückansicht werden die für den Lösemittelkreislauf benötigten Bauteile aufgeführt.

Die Lösemittelaufbereitung hat starken Einfluss auf die Reinigungsqualität, die sich unter anderem anhand des Geruchs, der Sauberkeit der Ware und dem Leuchten der Farben bewerten lässt [2].

Schmutzeintrag der Ware und der eingesetzten Reinigungsverstärker verursachen Verunreinigungen des Lösemittels. Reinigungsverstärker enthalten Tenside, die wasserlösliche Verunreinigungen an sich binden und nicht durch Filtration des Lösemittels entfernt werden können.

Filtersysteme entfernen unlöslichen Grob- und Pigmentschmutz, wohingegen gelöste Schmutzbestandteile (vorwiegend durch Tenside dispergierter Schmutz) durch Destillation oder durch Aktivkohlefilter entfernt werden [4] [5].

Auf dem Markt werden Reinigungsmaschinen mit Destillation, mit Filtersystemen oder einer Kombination aus beidem angeboten, wobei sowohl die Investitionskosten als auch die Energiekosten bei einer Reinigungsmaschine mit Destillation höher sind als bei Maschinen ohne Destillation.

Bei der Destillation werden Lösemittel, Schmutzpartikel und Wasser sauber voneinander getrennt. Das Lösemittel wird bis zum Siedepunkt erhitzt und verdampft. Der Lösemitteldampf wird an einem Wärmetauscher abgekühlt und verflüssigt. Dieser Wärmetauscher wird durch Einsatz von kaltem Wasser auf einem niedrigen Temperaturniveau gehalten. Das reine Lösemittel fließt über einen Wasserabscheider in einen Tank (Reintank) und wird für nachfolgende Reinigungsprozesse wiederverwendet. Das sich im Wasserabscheider ansammelnde Wasser (Kontaktwasser) muss regelmäßig entfernt werden. Das Kontaktwasser lässt sich besonders gut vom Lösemittel trennen, wenn der Dichteunterschied zum Wasser groß und die Löslichkeit mit Wasser klein ist.

Fremdbestandteile bzw. Verunreinigungen aus dem Lösemittel verbleiben in der Destillationskammer. Dieser so genannte Destillationsrückstand bzw. Destillationsschlamm wird in geeigneten Behältern gesammelt und in regelmäßigen Abständen als Sondermüll entsorgt [4].

MERKE: Entsorgungskosten hängen stark von der Art des Lösemittels ab. Lösemittelverluste z.B. durch regelmäßiges und richtig durchgeführtes Reinigen der Destillationskammer vermeiden!

Für Maschinen mit Destillation haben Maschinenhersteller weitere Methoden zur Energieeinsparung entwickelt. Niveausensoren, die das Lösemittelniveau in der Trommel an die Warenmenge anpassen, verringern die zu destillierende Lösemittelmenge nach dem Reinigungsprozess.

Destillationslose Maschinen bieten die Vorteile von geringem Energieverbrauch, keinen Energiebedarf zum Beheizen der Destillation und geringeren Platzbedarf [6] [7] [8]. Die Lösemittelaufbereitung bei diesen Maschinen erfolgt durch Filtration des Lösemittels mit Entfernung von partikulärem Schmutz. Zur Entfernung gelöster Farbpigmente im Lösemittel wird das Lösemittel über Aktivkohlefilter geleitet, die allerdings regelmäßiger Kontrolle und Wartung bedürfen und somit wartungs- und pflegeintensiv für die Betreiber sind [9].

MERKE: Bei Maschinen ohne Destillation ist der Energieverbrauch geringer, jedoch der Pflege- und Instandhaltungsaufwand sowie die Vergrauung der Ware höher!

 

1-Bad- und 2-Bad-Verfahren

Reinigungsmaschinen besitzen neben dem Reintank noch mindestens einen Arbeitstank. Im Reintank befindet sich das aufbereitete, saubere Lösemittel. Der Arbeitstank enthält zurückgeführtes Lösemittel aus dem zweiten Bad (Spülbad) der vorherigen Charge, das für das erste Bad (Reinigungsbad) des nächsten Postens eingesetzt wird.

Prinzipiell unterscheidet man die Reinigung in zwei Verfahren; das 1-Bad- und das 2-Bad-Verfahren.

Beim 1-Bad-Verfahren wird die Trommel zur Reinigung mit Lösemittel aus dem Arbeitstank und dem Reintank befüllt. Während des Reinigungsprozesses wird das Lösemittel im sogenannten „Filterkreislauf“ über den Schleuderfilter umgewälzt, um Schmutzpartikel sowie Flusen und Farbpigmente aus dem Lösemittel zu entfernen. Nach Prozessende wird das Lösemittel zurück in den Arbeitstank gepumpt. Unmittelbar danach erfolgt die Trocknung der Ware.

MERKE: 1-Bad-Verfahren sind für leicht verschmutzte Ware geeignet. 1-Bad-Verfahren haben eine kurze Programmdauer. Der Energiebedarf von 1-Bad-Reinigungsprogrammen mit Destillation ist nur geringfügig niedriger als der Energiebedarf von 2-Bad-Verfahren mit Destillation!

Im Vergleich dazu wird das Zweibad-Verfahren für stärker verschmutzte Ware eingesetzt.

Beispiel für ein mögliches 2-Bad-Verfahren bei Maschinen mit Destillation:

Erstes Bad (Reinigen, 6 min)

  • Flottenverhältnis: 3 l/kg (niedriges Niveau)
  • Lösemittel aus Arbeitstank (2. Bad aus vorheriger Charge)
  • Reversierung (Drehen/Stillstand): 13 s / 4 s
  • Zwischenschleudern 90 s bei 400 U/min (g-Faktor um 70)
  • Ablass in Destillationsblase

Zweites Bad (Spülen, 18 min)

  • Flottenverhältnis: 5 l/kg (hohes Niveau)
  • Reversierung (Drehen/Stillstand): 13 s / 4 s
  • Lösemittel aus Arbeitstank in Trommel, Auffüllen aus Reintank mit Dosierung von Reinigungsverstärker
  • Ablass in Arbeitstank mit Endschleudern für 300 s bei 600 min-1 (g-Faktor 165)

Trocknung mit Abkühlung der Ware (ca. 35 - 40 min, abhängig von Warenart sowie Lösemittelart und -konzentration)

  • Reversierung (Drehen Links/Stillstand/Drehen Rechts): 30 s / 2 s / 10 s
  • Trommeleingangstemperatur lösemittelabhängig bis zu 75 °C