منتشر شده: چهارشنبه, ۲۶ ژوئیهٔ ۲۰۱۷
اصلاح شده: دوشنبه, ۲۸ اوت ۲۰۲۳
ثابت شده: لباس‌ها را با تقویت حباب‌های نانو تمیز کنید
شستشو، مواد شوینده و حباب های بسیار ریز
شستشوی سطوح و لباس‌ها یکی از زمینه‌های امیدوارکننده‌ای است که نانوحباب‌ها در آینده در آنها «تفاوت ایجاد می‌کنند». همه می دانند، اما اغلب متوجه نمی شوند که فاضلاب لباسشویی بخش بزرگی از آلودگی آب را به همراه دارد. کاهش مقدار مواد شوینده، به آلودگی کمتر کمک می کند، شستن لباس ها بدون مواد شوینده، به شدت به محیط زیست کمک می کند.
این مهم است که بفهمیم یک شوینده چگونه کار می‌کند و بدانیم چرا نانوحباب‌ها می‌توانند برنامه‌های تمیز کردن را متحول کنند. یک فرآیند شستشوی کارآمد نیاز به انجام یک سری اقدامات دارد: اولین اقدام، نرم شدن آلودگی یا لکه از پارچه است. سپس باید آلودگی ناشی از لکه یا کثیفی را روی تمام آب پخش کند که به آن امولسیون کننده نیز می گویند. پس از پراکندگی ذرات یا لک های کثیف لباس در آب، آخرین اقدام در فرآیند تمیز کردن، معلق نگه داشتن ذرات یا عوامل کثیف کننده لباس است. این مهم است زیرا در هنگام آبکشی کثیفی نباید دوباره به پارچه بچسبد.
برای آب لباسشویی، یکی از خواص، مهم کشش سطحی است. آب به دلیل انسجام قوی بین مولکول های آب، کشش سطحی بالایی دارد. وقتی مقدار کمی آب روی سطحی باشد، آب به صورت قطره در کنار هم می ماند. پدیده ای شناخته شده که همه ما آن را دیده ایم.
در چرخه شستشو، وقتی قطرات آب کنار هم می مانند، کارآمد نیست، آب باید با کاهش کشش سطحی پخش شود. کشش سطحی پایین تر، ترشوندگی آب را بهبود می بخشد. امروزه برای کاهش کشش سطحی یک ماده شوینده اضافه می کنیم و عنصر مهم برای کاهش کشش سطحی یک سورفکتانت است. نانوحباب ها می توانند کشش سطحی آب را کاهش دهند، مقادیر زیادی اکسیژن در حباب ها آب را منفی می کند. یک رویکرد علمی برای محاسبه بار منفی، اندازه‌گیری پتانسیل زتا است.
سورفکتانت های مختلفی وجود دارد و یک شوینده می تواند چندین مورد از آنها را داشته باشد. طبقه بندی خواص سورفکتانت ها در آب بر اساس بار یونی یا الکتریکی آنها است. آنیون (بار منفی)، غیر یونی (بدون بار)، کاتیون (بار مثبت) و آمفوتریک (بار مثبت یا منفی). مواد شوینده بیشتر از سورفکتانت‌ها، مانند سفیدکننده‌ها، بازدارنده‌های ضد خوردگی، عوامل ضد میکروبی، نرم‌کننده‌ها، عطرها، بیشتر است، اما در این مقاله، ما فقط بر روی سورفکتانت تمرکز می‌کنیم، زیرا مورد مهم می باشد.
جدا از آب و مواد شوینده به عنوان انرژی شیمیایی، نیاز به انرژی حرارتی و مکانیکی نیز وجود دارد. انرژی حرارتی دمای آب است که حل کردن برخی از کثیفی‌ها را آسان‌تر می‌کند. ماشین لباسشویی با چرخاندن یا چرخاندن و حرکت آب انرژی مکانیکی را تامین می کند. البته می توان از دست یا سنگ در رودخانه نیز برای کوبیدن کثیفی از روی لباس نیز استفاده کرد. برخی از مطالعات می گویند که بخش مکانیکی فرآیند شستشو می تواند 50 درصد باشد. سهم دما حداکثر 10٪ در کل چرخه شستشو است.
ما در مورد فرآیند شستشو بحث کرده‌ایم و توضیح داده‌ایم که نانوحباب‌ها کشش سطحی آب را مانند یک سورفکتانت کاهش می‌دهند. حباب‌های نانو بسیار کوچک هستند، بنابراین به عمق منافذ یا الیاف هر ماده‌ای می‌روند. این امر فرآیند شستشو با نانوحباب ها را بیشتر بهبود می بخشد. حال بیایید نگاهی به نوآوری های ماشین های لباسشویی بیندازیم، به ویژه با افزودن گاز به فرآیند شستشو.
محصولات شوینده نانوحباب
سانیو ایرواش (Sanyo AirWash)
ماشین لباسشویی سانیو که در سال 2006 با نام Aqua AirWash معرفی شد، از هوا و ازن برای تمیز کردن لباس‌ها استفاده می‌کند. این دستگاه با بازیافت آب، میزان آب مصرفی در چرخه شستشو را تا حد زیادی کاهش می دهد. در فرآیند تمیز کردن بازیافت، ایرواش از گاز ازن برای ضد عفونی کردن آب استفاده می کند. ازن به از بین بردن باکتری ها در فرآیند شستشو کمک می کند و تمام بوهای لباس ها را از بین می برد. Sanyo Aqua AirWash ادعا می کند که نیمی از آب مصرف می شود. یک چرخه کامل شستشو به طور متوسط مصرف 50 لیتر آب است. برخی از برنامه های شستشوی ایرواش دارای مرحله بدون مواد شوینده، مرحله نگهدارنده قالب، مرحله بخار ازن می باشد. این دستگاه هرگز موفقیت بزرگی نداشت، فقط در ژاپن عرضه شد، مشکل دستگاه احتمالاً این بود که خیلی جلوتر از زمان خود تولید شده بود. علاوه بر این، فاقد یک برنامه بازاریابی خوب برای آموزش مجدد مصرف کننده و توضیح مزایای آن بود. بین سال های 2008 و 2010 پاناسونیک سانیو را تصاحب کرد.
حباب محیط زیستی یا ایکوحباب های سامسونگ
در سال 2010 نوبت به تولیدکننده ماشین‌های لباسشویی کره‌ای سامسونگ رسید تا فناوری گاز حباب‌های زیست محیطی را معرفی کند. در ایالات متحده سامسونگ این فناوری را با نام PowerFoam منتشر می کند. فناوری ecobubble™ ادعا می‌کند که این اولین ماشین لباسشویی در بازار است که حباب‌های خاصی تولید می‌کند و از همان ابتدا عملکرد عالی را ممکن می‌سازد، بنابراین آب سرد مانند آب گرم در شستشو کارآمد خواهد بود. این حباب‌های غنی از صابون، کشش سطحی آب را کاهش می‌دهند و عمیق‌تر نفوذ می‌کنند و سریعتر در پارچه‌ها حل می‌شوند، بنابراین می‌توانید در مصرف انرژی صرفه‌جویی کرده و همچنان نتایج عالی کسب کنید. واشرهای ایکوحباب دارای قسمت خاصی به نام Bubble Generatorیعنی سازنده های حباب هستند. درست با شروع چرخه شستشو، ژنراتور از اولین ورودی آب استفاده کرده، یک محلول شوینده غلیظ ایجاد می کند و مقادیر زیادی هوا را به جریان می کشد و این مخلوط را به سرعت به داخل درام شستشو پمپ می کند. پس از فشار دادن دکمه "شروع" می توانید یک بالشتک در حال افزایش از حباب های غنی از صابون را مشاهده کنید. این فناوری نحوه ورود مواد شوینده به لباس را به طور کامل ارتقا می دهد. این حباب های خاص به سرعت، عمیق و یکنواخت در پارچه ها فرو می روند و سپس کاملاً آبکشی می شوند.
مولد حباب حتی در برابر باقی مانده یا لکه صابون نیز عمل می کند زیرا مواد شوینده به طور مداوم حل می شوند. سامسونگ همچنین ادعا می کند که حباب نرم و نافذ حتی از لباس های ظریف مانند پارچه های ضد آب محافظت می کند. تعداد زیادی حباب ریز حاصل از مخلوط، کشش سطحی بین لکه و پارچه را افزایش می دهد و به مواد شوینده اجازه می دهد فوراً به لکه نفوذ کند. محلول شوینده آب، با حباب، حدود 40 برابر سریعتر جذب می شود.
توشیبا زابون (Toshiba Zaboon)
توشیبا در تابستان 2017 در ژاپن ماشین لباسشویی نانوحباب موسوم به زابون را عرضه کرد. توشیبا اولین شرکتی است که از اصطلاح رسمی ISOیعنی حباب های بسیار ریز برای حباب های نانو استفاده کرد. این یک تبلیغ بسیار خوب برای صنعت نانوحباب برای افزایش آگاهی در سطح مصرف کننده و کسب و کار است. توشیبا ادعا می کند این ماشین قدرت شستشوی شگفت انگیزی دارد زیرا 10.000.000.000 حباب و مواد شوینده شستشو، کثیفی را از روی الیاف پارچه پاک می کند. نانوحباب این قدرت را دارد که اثر بخشی پاک کننده مواد شوینده (سورفکتانت) را افزایش دهد. فوم در اندازه نانو به طور محکم در پشت الیاف نفوذ می کند و باعث می شود کثیفی از بین برود. جریان قدرتمند آب از نانوحباب ها استفاده می کند! شوینده نانوحباب باعث افزایش اثربخشی مواد پاک کننده شده و محکم به داخل الیاف نفوذ می کند. Ultraman یا ابر قهرمان که یک کرکتر یا قهرمان مانگا (مجله های تصویری) است توسط توشیبا برای ماشین لباسشویی نانوحباب زابون معرفی شد.
واشر اولتراسونیک دستی شارپ (Sharp Handy Ultrasonic Washer)
شارپ "ماشین لباس شویی اولتراسونیک دستی" را معرفی کرد، این محصول متفاوت از سه ماشین لباسشویی ذکر شده قبلی است. همچنین، مفهوم تولید حباب متفاوت است زیرا شارپ از فناوری اولتراسونیک استفاده می کند. واشر اولتراسونیک 38000 ارتعاش اولتراسونیک در ثانیه تولید می‌کند، ارتعاش اولتراسونیک باعث ایجاد حباب‌های ریز در آب می‌شود و این حباب‌ها اغلب کوتاه مدت هستند و در اثر لرزش می ترکند و یک جریان آب شوک ایجاد می‌کنند که به خارج شدن لکه از پارچه کمک می‌کند. در حال حاضر واشر آلتراسونیک دستی در آمازون با قیمت 165 دلار (مارس 2022) به فروش می رسد. واشر اولتراسونیک از فرکانس اولتراسوند 38 کیلوهرتز با توان 7 وات استفاده می کند.
این روند به وضوح در حال پیشرفت است، شستشو با گازها یا حباب در ماشین های لباسشویی، یا با تزریق حباب یا تولید حباب و ایجاد حفره توسط امواج فراصوت. مقیاس اولتراسونیک برای حجم‌های بزرگ‌تر آب دشوار است، اما همانطور که در واشر شارپ دیده‌ایم، در از بین بردن لکه و تمیز کردن لکه‌ها روی سطوح کوچک موفق است. فناوری حباب برای کاهش مقدار مواد شوینده کار می کند و دمای شستشو بیشتر کاهش می یابد و در عین حال عملکرد تمیز کردن یکسان یا بهتری دارد. در حال حاضر، مقدار حباب های تولید شده توسط ماشین های لباسشویی مختلف، محدود است، شاید حدود یک میلیون در هر میلی لیتر، مولدهای حباب صنعتی ذکر شده در وب سایت آکنیتی می توانند میلیاردها حباب در هر میلی لیتر تولید کنند. امروزه نصب فناوری تولید حباب پیشرفته در ماشین لباسشویی گران است. برای تولید حباب های نانو به پمپ های قوی تر در ماشین لباسشویی و تجهیزات اضافی نیاز دارد. سازنده ماشین لباسشویی که می خواهد فردا رهبر بازار شود، اولین کسی است که بر اجرای فناوری قیمت تسلط پیدا می کند و از رقبای خود پیشی می گیرد. همچنین، او باید بر کاهش مواد شوینده تسلط داشته باشد تا مصرف کننده را متقاعد کند که ماشین لباسشویی گران‌تری بخرد. در حال حاضر، این فناوری از آنچه که اکنون در ماشین‌های لباسشویی اجرا می‌شود جلوتر است، اما قیمت‌گذاری برای آنچه که قابل اجرا است محدود است. برای تولیدکنندگان مواد شوینده، انتظار نمی رود که به زودی بدون مواد شوینده شستشو کنیم، اما به نظر من کاهش 40 درصدی میزان مواد شوینده بسیار امکان پذیر است. در سیستم‌های تمیز کردن استخرها، حباب‌ها می‌توانند میزان مواد ضدعفونی‌کننده را تا 40 درصد کاهش دهند، اما این چیزی است که نیاز به پست وبلاگ دیگری دارد.