МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ»
КИРОВСКИЙ ФИЛИАЛ
Дисциплина
Техника и технология
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема
Техника и технология «моющего процесса» - стирки белья и мытья посуды
Студент: Криницына Нина Михайловна
Специальность: 080507 (5,5 лет)
Отделение: заочное курс: 2
г. Киров 2011г.
1. Введение
Моющий процесс является одной из самых распространённых технологий в сфере сервиса и используется на всех предприятиях общепита (мойка посуды), прачечных и автомойках. Цель моющего процесса — удаление загрязнений с тканей и тогда его принято называть стиркой или с поверхностей, например кузовов автомобилей, посуды и т. д. - тогда процесс называют мойкой. В зависимости от особенностей загрязнений и характера очищаемого объекта конструируется и техника, реализующая процесс. Так моющий процесс реализуют «моющие» пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, автомоечное оборудование. Широкое распространение моющего процесса как технологии удалении загрязнений с поверхностей или ткани стало возможно благодаря появлению синтетических моющих средств (СМС). С древнейших времен в качестве моющих веществ употреблялись щелочные соли (пота - из растительной золы, природная сода), гидрофильные глины, способствующие растворению в воде загрязнений, сок или водная вытяжка из некоторых растений. Все эти природные моющие средства быстро утратили свое значение с возникновением в XIX веке мыловаренной промышленности. Промышленный выпуск синтетических моющих средств (СМС) впервые был осуществлен в Германии в 30-х годах XX в. С 50-х годов их производство резко возросло во всех промышленно развитых странах.
Стирка — это довольно сложный процесс, заключающийся в сочетании механического и физико-химического воздействий на ткань.
При стирке в стиральных машинах в зависимости от ее типа механическое действие осуществляется:
- Посредством вращения активатора (диска с выступающими ребрами) в баке с моющим раствором, активатор обычно монтируется в дно или на стенку бака стиральной машины
- Посредством вращения перфорированного барабана в баке с моющим раствором
- Поворотно-реверсивным движением мешалки
- Активацией моющего раствора с помощью вибратора
- Впрыскиванием мощных струй моющего раствора
Подавляющую часть мирового парка машин составляют машины барабанного типа, обладающие, прежде всего тем преимуществом, что стирка, полоскание и отжим производятся без изъятия белья из барабана. Это позволяет сделать процесс автоматизированным, т. е. стирка от начала и до выемки выстиранного белья происходит без вмешательства человека.
В нашей стране, а также во многих странах Азии значительную часть парка составляют машины активаторного типа. Важным преимуществом этих машин является их экономичность. Особенно актуально это преимущество в Азии, где электроэнергия дорогая. Для сравнения: активаторная машина DWF-5580 фирмы DAEWOO потребляет в 10 (!) раз меньше электроэнергии для стирки такого же количества белья, чем барабанная. Активатором служит воздушно-пузырьковый генератор, а наличие центрифуги позволяет автоматизировать процесс стирки. Но эта машина относится к активаторным машинам нового поколения. В других машинах активаторного типа процесс стирки требует присутствия оператора. В моей работе я рассмотрю механизм воздействия синтетических моющих средств на загрязнения, основные этапы моющего процесса, а также технику, реализующую моющий процесс.
2. Механизм воздействия СМС и этапы моющего процесса
Моющее действие проявляется в сложных процессах взаимодействия загрязнений, моющих средств и поверхностей, которые определяют процессы физико-химической абсорбции, смачивания, эмульгирования, пенообразования и стабилизации. Рассмотрим подробнее эти понятия.
Абсорбция — это поглощение одного вещества другим, в данном случае моющего вещества загрязнением на ткани или поверхности, а процесс называется абсорбция, так как одно вещество в твёрдой фазе. Процесс абсорбции уменьшает прочность загрязнений, их сопротивляемость механическим воздействиям, а также способствует образованию микротрещин на поверхности загрязнений.
Смачивание - заключается в растекании капли жидкости по очищаемой поверхности. Вещества, способствующие смачиванию водой, называются гидрофильными, а вещества, отталкивающие воду и способствующие растворению масел, жира и т. д. — гидрофобными.
Основой моющих средств являются так называемые поверхностно-активные вещества (ПАВ), задача которых оторвать грязь от нитей ткани. Молекула ПАВ состоит из двух частей гидрофильной и гидрофобной. Гидрофобная часть молекулы способствует проникновению ПАВ в микротрещины (обеспечивает смачиваемость ткани), а гидрофильная, ориентированная в сторону водного раствора, понижает поверхностное натяжение воды.
Эмульгирование - под действием моющих веществ образуется эмульсия. Эмульсией называется смесь жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде мелких капель. Кроме того, благодаря проникновению ПАВ в микротрещины частиц загрязнения, они разрушаются и измельчаются.
Пенообразование - при растворении СМС в воде происходит реакция гидролиза. В результате образуется обильная пена, которая и втягивает в себя (абсорбирует или, как иногда говорят, сортирует) частицы грязи, содержащиеся в воде и на ткани или поверхности.
Стабилизация - в СМС содержатся полимеры, способные предотвращать десорбцию. Частицы грязи ведь могут и снова осесть на ткань или поверхность, а полимеры этому препятствуют. Вводятся в состав порошка и силикаты, хотя баки и барабаны стиральных и посудомоечных машин, части автомоек делаются из нержавеющей стали или специальных сплавов, дополнительная защита от коррозии не повредит. Молекулы моющего средства абсорбируются на загрязнениях и отстиранной ткани, что препятствует укрупнению частиц и оседанию их на поверхности. В результате частицы загрязнения стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним.
2.1 Моющая способность СМС
Моющая способность современных СМС не определяется обилием пены. Более того, есть поверхностно-активные вещества, вовсе не дающие пены и, тем не менее, превосходно удаляющие загрязнения. Практически пена нужна лишь при ручной стирке вещей из тонкой ткани, вязаных вещей и некоторых других, которые стирают, не смачивая сильно, чтобы при сушке они не потеряли формы. Обильная и устойчивая пена в моющих растворах резко осложняет стирку в стиральных машинах. Во-первых, из-за пены снижается механическое воздействие на ткань, необходимое для удаления грязи, во-вторых, при обильной пене моющий раствор может переливаться через край. Поэтому для стирки в стиральных машинах выпускаются мало пенящиеся средства, содержащие стабилизаторы пены. При стирке такими средствами количество пены невелико и, главное, мало зависит от температуры (а, как известно, при использовании многих обычных моющих средств пены тем больше, чем выше температуры стирального раствора).
К названию отечественных моющих средств, предназначенных для стирки в стиральных машинах, часто добавляют слово “автомат” (например, Эра-автомат, “Лотос-автомат”). Ими можно стирать, конечно, и вручную.
Существуют и другие функциональные добавки: активаторы разложения химического отбеливателя, гидротропы - вещества, улучшающие растворимость компонентов, комлексоны - вещества, связывающие соли железа, и т. д.
Итак, поступающие в продажу моющие средства различных по свойствам, назначению, могут быть порошкообразными, жидкими, в виде паст. Из всего многообразия этих средств надо выбрать то, которое вас больше устраивает.
В быту, не говоря о промышленности, мойке подвергают разные предметы и объекты. Загрязняющие вещества бывают самые разнообразные, но чаще всего они малорастворимые или нерастворимы в воде. Такие вещества, как правило, являются гидрофобными, поскольку водой не смачиваются и с водой не взаимодействуют. Поэтому нужны и различные моющие средства. Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос - по-гречески означает страх, боязнь. Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео - по-гречески - люблю, а гидрофильность - любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.
Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью, адсорбироваться на пограничной поверхности, т.е. обладать поверхностной активностью. В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков). Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой.
Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния. Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах, что важно при стирке тканей из искусственных волокон. Наконец, концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из жиров. Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.
Оптические отбеливатели.
После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин - природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828 г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na6
Al4
Si6
S4
O24
, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).
Химические отбеливатели.
При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и разрушить окрашенные соединения. Часто ими являются природные красители от ягод или вин. Эту функцию выполняют химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно записывают в виде NaBO2
·H2
O2
·3H2
О. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70°C и выше.
Отбеливающие ферменты.
Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.
Пенообразователи.
Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного отстирывания тканей необходима обильная пена. Однако это представление справедливо лишь для порошков на основе мыла. В случае синтетических моющих средств, прямой связи между отстирывающей и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям пенообразования относят аминоспирт C11
H23
CONHCH2
CH2
OH и оксид амина.
Смягчители.
При стирке синтетическими моющими средствами и последующей сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др.) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют смягчители. Это достигается полосканием в воде с добавкой специальных составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований. В состав смягчителей, которые выпускаются в виде раствора или пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия сушки.
2.2 Этапы моющего процесса
В упрощенном виде процесс стирки сводится к следующим стадиям:
- адсорбция (накопление) моющих веществ на границе раздела «загрязнение - моющий раствор»;
- смачивание загрязненной ткани, отделение и дисперсирование загрязнений;
- создание защитных пленок вокруг отмытых загрязнений.
Адсорбция моющих веществ на границе раздела способствует снижению поверхностного натяжения, смачиванию поверхности белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением и отделению загрязнения. при механическом воздействии на белье загрязнение дробится, и образовавшиеся частицы окружаются защитным слоем, что препятствует осаждению загрязнений на чистое белье.
Механическое воздействие на белье осуществляется активацией моющего раствора, которая заключается в сообщении раствору определенной энергии. Активация способствует смачиванию белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением, равномерному распределению моющих веществ в воде и диспергированию загрязнений.
Процесс стирки белья завершается образованием равновесной системы, состоящей из загрязненного раствора и отстиранного белья.
Моющий процесс — это основа процесса стирки тканей и мойки посуды или других поверхностей, однако весьма разнообразно организовывается механическое воздействие на загрязнения. Это может быть и поток (струи) моющего раствора, и щётки, и схлопывающиеся пузырьки в растворе (ультразвуковые мойки и стиральные машины) и перелопачивание тканевых изделий. Важной характеристикой моющего процесса является температура моющего раствора, т. к. наибольшая эффективность большинства СМС проявляется при температурах 60-80 градусов.
3. Стирка, принципы работы и конструкции стиральных машин
Стирка тканей — это комплекс тепловых механических и химических воздействий на загрязнённую ткань с помощью моющих средств и удаления загрязнения моющими и ополаскивающими растворами.
Параметры, характеризующие качество стирки:
·отстирываемость, определяется сравнением белизны отстиранной и загрязнённой ткани в процентах;
·потеря прочности ткани в процентах, которая показывает уменьшение усилия на разрыв материала после 20 стирок;
·эффективность полоскания, определяемая щёлочностью воды после полоскания в сравнении со щёлочностью водопроводной воды.
На параметры стирки влияют как свойства загрязнений, так и свойства тканей, особенно их способность, поглощать воду, оцениваемая такими характеристиками как водопоглощаемость, намокаемость, капиллярность.
Большое значение для определения температуры стирки имеет также устойчивость ткани к температурному (тепловому) воздействию. Температура также влияет на скорость течения химических реакций во время стирки.
3.1. Классифицируются бытовых стиральных машин
Основной принцип стирки — интенсивное прокачивание моющего раствора через волокна ткани. С тех пор как трудоёмкий процесс стирки возложили на машины, они претерпели много изменений. Сегодня их ассортимент чрезвычайно разнообразен.
Стиральные машины можно классифицировать по следующим признакам:
По способу активации моющего раствора стиральные машины делят на машины:
- с вращающимися рабочими органами;
- вибрационные;
- ультразвуковые;
- воздушно-пузырьковые.
Стиральные машины активаторного типа — это самые простые и дешёвые машины, они представляют собой бак для стирки с присоединённым к нему электромотором, который приводит в движение активатор (диск с лопастями), установленный внутри бака. В активаторных машинах моющий раствор активируется вращающимся диском, на одном из плоскостей которого имеются специальные ребра, усиливающие степень активации. Активатор может быть расположен в баке сбоку или на дне. В стиральной машине лопастная мешалка совершает возвратно-поворотные движения относительно вертикальной оси на угол примерно 210 градусов с частотой 50-60 об/мин. В некоторых случаях мешалка совершает более сложные движения, состоящие из возвратно-поворотного и возвратно-поступательного движений.
Главный недостаток — в таких машинах бельё постоянно скручивается. Из-за этого невысоко качество стирки, быстро изнашивается ткань. Кроме того, хозяйке или оператору нужно постоянно находиться рядом, чтобы контролировать процесс стирки. Примером простейшей активаторной машины может служить «Мини-вятка».
Стиральная машина барабанного типа, по сути, представляет собой бак, к которому подключены системы подачи и слива воды. В таких машинах стирка производится в перфорированном барабане с ребрами на внутренней поверхности для усиления перемешивания белья. Барабан, установленный горизонтально в баке машины, наполняют бельем, после чего в бак наливают воду. Уровень воды должен быть таким, чтобы заполненный бельем барабан был частично погружен в нее. При вращении барабана белье под воздействием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности барабана и поднимается вверх. Подъем происходит до тех пор, пока момент трения белья о внутреннюю поверхность барабана относительно его оси вращения превосходит момент массы относительно этой оси. Когда момент создаваемый массой белья, становится больше момента трения, белье падает в моющий раствор, а затем увлекается барабаном вверх. Процесс этот периодически повторяется. Частоту вращения барабана выбирают так, чтобы белье при стирке поднималось до самой верхней точки барабана и только затем падало в моющий раствор. При этих условиях достигается наибольшая эффективность стирки. В зависимости от вида обрабатываемого материала оптимальная частота вращения барабана при стирке равна 45...60 об/мин. Помимо того, перфорированные рёбра зачерпывают воду снизу барабана и, повернувшись, выливает её сверху на бельё система «дождь». В более дорогих моделях используется система впрыска. При посредстве специального насоса вода бьёт сильной струёй в бельё, распластанное на стенках барабана. Таким образом, вода дополнительно прокачивается через ткань.
Для предотвращения скручивания белья барабану придается прерывисто-реверсивное вращательное движение по следующей схеме: вращение по часовой стрелке - пауза - вращение против часовой стрелки. Продолжительность этих периодов задают, исходя из вида обрабатываемого материала, степени его загрязненности и других факторов. Наиболее часто применяют следующие схемы вращения (в секундах): 11-4-11; 4-11-4; 12-3-12; 3-12-3. Чем больше время вращения барабана, тем интенсивнее процесс стирки, поэтому схемы 11-4-11 и 12-3-12 применяют для стирки сильно загрязненных хлопчатобумажных тканей, а схемы 4-11-4 и 3-12-3 - для стирки тканей из синтетических материалов.
Бак и барабан обычно изготавливают из нержавеющей стали, у более дешёвых моделей они выполняются из стали, покрытой эмалью и лаком. В последние годы стали появляться стиральные машины, у которых бак и барабан изготовлены из специальных пластиков и композитных материалов. Для загрузки и дозирования моющих средств служит специальный выдвижной контейнер. В нём несколько отделений, для стирального порошка и жидких моющих средств, которые автоматически смываются в бак при выполнении определённой программы стирки.
К недостаткам стиральных машин барабанного типа следует отнести большое время стирки, меньшую степень отстирываемости и более высокую остаточную влажность белья после отжима по сравнению с двухбаковыми машинами активаторного типа. Время, стирки белья средней степени загрязненности для машин барабанного типа составляет 10... 15 мин, для активаторных — 3..б мин, остаточная влажность 100—120% вместо 50...60% в активаторных машинах. Остаточную влажность в СМП барабанного типа можно уменьшить путем увеличения частоты вращения барабана при отжиме. В машине такого типа должно быть как минимум две частоты вращения, одна из которых используется для стирки, другая — для отжима. Отношение этих частот для разных машин должно быть от 1:6 до 1:14.
По возможности нагрева моющих растворов стиральные машины делят на:
- Стиральные машины без нагрева предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. Необходимую температуру моющего раствора получают, смешивая в соответствующих пропорциях горячую и холодную воду. Максимально возможная температура моющего раствора определяется температурой горячей воды, поступающей из водопроводной магистрали.
- Стиральные машины с полным нагревом имеют встроенные нагревательные элементы, мощности которых достаточно для нагревания холодной воды до необходимой температуры. Такие машины могут работать как от магистрали с горячей и холодной водой, так и от магистрали только с холодной водой.
- Стиральные машины с дополнительным нагревом предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. От машин без нагрева они отличаются тем, что имеют небольшой по мощности нагревательный элемент, который служит для подогрева моющего раствора, если температура горячей воды, поступающей из магистрали, меньше требуемой, а также для поддержания температуры моющего раствора в процессе стирки на заданном уровне.
По числу баков, в которых происходит стирка и отжим белья, стиральные машины делят на двухбаковые и однобаковые.
Двухбаковые - имеют два отдельных бака, расположенных в общем корпусе, один из которых предназначен для стирки белья, другой - для отжима. Белье из одного бака в другой перекладывают вручную. В однобаковых машинах стирка и отжим белья происходит в одном баке.
По степени механизации и автоматизации процессов обработки белья стиральные машины делят на четыре типа:
- малогабаритные (СМ);
- с устройством ручного отжима (СМР);
- полуавтоматические (СМП);
- автоматические (СМА), автоматические стирально-сушильные
Машины типа СМ не имеют устройства для отжима белья. В таких машинах механизированы только операции стирки и полоскания. Машины типа СМР имеют устройство для отжима с ручным приводом, типа СМП (полуавтоматические) - устройство для отжима, приводимое в действие электродвигателем. В машинах типа СМА (автоматические) все операции по обработке белья механизированы и автоматизированы. Последовательность выполнения машиной операции по обработке белья задается программным устройством (командоаппаратом).
По степени участия человека машины подразделяются:
Автоматические.
Процесс стирки полностью автоматический. Участие человека необходимо только для загрузки белья и стирального средства, установки программы стирки и выгрузки белья. Заполнение машины водой, стирка, полоскание, отжим выполняются автоматически в соответствии с выбранной программой.
Полуавтомат.
В процессе стирки требуется участие человека. Заполнение водой и слив грязной воды выполняется вручную.
Автоматические стиральные машины можно разделить на две основные группы:
Машины с фронтальной загрузкой бывают только барабанного типа. Загрузка белья в таких машинах осуществляется через люк, расположенный горизонтально на фронтальной стороне
Преимущества:
- вместительный барабан;
- наличие моделей с небольшой глубиной и шириной;
- возможность встраивания под столешницу на кухне;
- возможность поставить, что-то сверху.
Машины с вертикальной загрузкой могут иметь как горизонтальный, так и вертикальный барабан (последний тип стиральных машин популярен в Америке и странах дальнего Востока). Загрузка белья осуществляется через люк, расположенный сверху машины. Стиральные машины с вертикальной загрузкой, как правило, покупают для установки в ванной комнате, а с фронтальной загрузкой на кухне. Вертикальные стиральные машины, при такой же загрузке белья, как и у фронтальных машин, имеют меньшие внешние габариты. В стиральные машины с вертикальной загрузкой удобнее класть и вынимать белье, но зато на них ничего нельзя ставить. Кроме того, вертикальные стиральные машины, как правило, имеют выдвижные ролики для незначительных маневров.
Преимущества:
- большая компактность, не требуется место сбоку для открывания люка;
- возможность открыть люк в процессе стирки, чтобы доложить или вынуть белье;
- возможность закладывать и вынимать белье стоя (не надо нагибаться);
- люк и панель управления находятся сверху, что более недоступно для детей.
По классу стирки стиральные машины делятся на:
- Классы А, В - лучшие показатели отстирывания.
- Классы C, D, E - средние показатели отстирывания.
- Классы F, G - низшие показатели отстирывания.
По классу отжима (степень остаточной влажности белья):
- Классы А, В - лучшие показатели отжима.
- Классы C, D, E - средние показатели отжима.
- Классы F, G - низшие показатели отжима.
По классу энергоэкономичности:
- Класс А - минимальный расход энергии.
- Классы В, C - экономичный расход энергии.
- Класс D - средний расход энергии.
- Класс Е - высокий расход энергии.
- Классы F, G - очень высокий расход энергии.
3.2 Гидросистема машины типа СМП
Гидросистема машины типа СМП состоит из стирального и сливного баков, центрифуги, насосов, соединительных и сливных шлангов, кранов и перепускных клапанов. Для слива моющего раствора из стирального бака и бака центрифуги в машине может быть один или два насоса.
Рис. 1 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с двумя насосами.
В машине с двумя насосами (рис.1) один насос работает от электродвигателя привода центрифуги и откачивает моющий раствор из бака центрифуги, а второй работает от двигателя привода активатора и обеспечивает циркуляцию моющего раствора или откачку его из стирального бака. По два насоса имеют, например, стиральные машины ПЧЕЛКА и ВОЛГА.
Рис. 2 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с одним насосом и перепускным клапаном
Если в машине один насос, то он работает от электродвигателя привода центрифуги. Моющий раствор откачивается через перепускной клапан или проходной кран. Гидросистему с одним насосом и перепускным клапаном (рис.2) имеют стиральные машины АУРИКА-70 и СИБПРЬ-5М. Перепускной клапан связан со стиральным баком и баком и баком центрифуги соединительными шлангами. Выход перепускного клапана связан с входным штуцером насоса, выходной, штуцер которого соединен со сливным шлангом. Конструкция перепускного клапана такова, что при неработающем насосе клапан препятствует поступлению жидкости из стирального бака в бак центрифуги. В то же время моющий раствор из стирального бака свободно поступает в сливной шланг. Поэтому при стирке белья свободный конец сливного шланга должен быть опущен в стиральный бак (сплошная линия на рис. 2). При работающем насосе жидкость из бака центрифуги перекачивается в стиральный бак, усиливая циркуляцию моющего раствора. Для слива моющего раствора свободный конец сливного шланга переносят в раковину (пунктирная линия на рис.2).
Рис. 3 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с одним насосом и переходным краном
Гидросистему с одним насосом и проходным краном (рис.3) имеет стиральная машина ЭВИ. Проходной кран связан с баками соединительными шлангами. Выход крана связан с входным штуцером насоса, выходной, штуцер которого соединен со сливным шлангом. На пульт управления вынесена рукоятка крана, имеющая два положения "С" и "Ц". В положении "С" кран связывает сливной шланг с соединительным шлангом стирального бака, в положении "Ц" - с соединительным шлангом бака центрифуги. При работающем электродвигателе привода центрифуги, в положении "С" рукоятки крана и расположении сливного шланга, показанном на рис. 3 сплошной линией, насос перекачивает жидкость из нижней части стирального бака в его верхнюю часть. В положении "Ц" рукоятки крана насос перекачивает жидкость из бака центрифуги в стиральный бак. Для слива моющего раствора свободный конец сливного шланга переносят в раковину (пунктирная линия на рис.3).
При работе на двухбаковой стиральной машине типа СМП необходимо вручную перекладывать белье из стирального бака в центрифугу. На эту операцию уходит много времени.
Однобаковые полуавтоматические стиральные машины.
Однобаковые полуавтоматические стиральные машина не имеют этого недостатка. Стирка, полоскание и отжим белья в таких машинах производятся в одном баке. Конструктивно они могут быть выполнены с лопастными мешалками или с барабанами. Машина с лопастной мешалкой состоит из корпуса, стирального бака центрифуги с мешалкой, внутреннего бака корпуса, редуктора и электродвигателя. Корпус машины, изготовленный из листовой стали, имеет круглую или прямоугольную форму. Внутри корпуса расположен стиральный бак-центрифуга, а под ним — электродвигатель с редуктором.
При стирке вращательное движение вала электродвигателя через редуктор передается лопастной мешалке, которая, совершая поворотно-реверсивные движения, передвигает находящееся в стиральном баке белье и перемешивает моющий раствор. Бак-центрифуга при этом, находится в неподвижном состоянии. При отжиме электродвигатель через редуктор вращает бак-центрифугу с частотой 700...800 об/мин'. Под действием возникающих центробежных сил жидкость из белья и бака поднимается по стенкам бака-центрифуги и через отверстия, расположенные в его верхней части, стекает во внутренний бак корпуса машины. Оттуда жидкость сливается самотёком или насосом в канализацию. При отжиме белья мешалка не работает.
В редукторе находится механизм переключения режимов работы машины управление, которым производится с помощью рычага, расположенного на корпусе машины. Рычаг имеет три фиксированных положения: «Стирка», «Отжим» и нейтральное положение, причем рычаг можно перевести из положения «Стирка» и «Отжим» только через нейтральней положение.
Лопастные мешалки имели стиральные машины отечественного производства ранних выпусков ЭАЯ-2, ЭАЯ-3, РИГА-54, УСМ-1 и др. Недостатками этих машин являются сложность конструкции, большая трудоемкость в изготовлении, сильный шум, создаваемый редуктором, низкая надежность.
3.3 Технология процессов стирки, полоскания и отжима в современных стиральных машинах - автоматах
Однако почти полное вытеснение полуавтоматических машин барабанного и активаторного типа произошло благодаря автоматизации процесса стирки, которая весьма просто осуществима при барабанной стирке. Сегодня если речь заходит о барабанной стиральной машине, то, скорее всего, подразумевают автоматическую стиральную машину.
Автоматические стиральные машины (типа СМА) отличаются от стиральных машин других типов широким использованием элементов автоматики. Все процессы в этих машинах полностью автоматизированы: налив и слив воды, ввод моющих средств, нагрев воды до заданной температуры, стирка, полоскание, отжим. Широкий выбор программ позволяет стирать бельё разной степени загрязнённости, прочности и химического состава.
В стиральных машинах с электронным управлением выбор программы происходит нажатием клавиши, кнопки или электрического переключателя. Преимущество таких машин - "зашитые" в память программы, которые качественно отличаются друг от друга. В последнее десятилетие в области автоматического управления различными техническими устройствами и, в частности, в изделиях бытовой техники и техники сферы сервиса получили развитие системы, основанные на так называемой «нечёткой логике» FuzzyLogic (FuzzyControl), которая контролирует процесс стирки. Автоматы с электронным управлением позволяют наблюдать за ходом стирки посредством светодиодных индикаторов: показывать выбранную температуру, выполняемый участок программы, количество оборотов при отжиме, время до конца стирки, остаточную влажность белья, а также диагностировать неисправности автомата. Некоторых "киборгов" можно просто в любой момент перепрограммировать - "зашить" в его память новые программы, отвечающие самым передовым технологиям стирки.
Для автоматических машин одной из важнейших характеристик является виброшумовая активность, поэтому на всех машинах устанавливается система виброизоляции и вибропоглощения.
Кроме габаритных и компоновочных различий автоматические стиральные машины отличаются по наличию функции сушки белья. Отдельные сушильные машины, выпускаемые производителями стиральных машин, не прижились на российском рынке из-за своей стоимости и необходимости выделения дополнительной площади для их размещения. Гораздо более популярны модели, в которых совмещены стиральные и сушильные функции. В режиме сушки воздух, нагнетаемый вентилятором, обтекает ТЭН сушки и, уже нагретый, поступает по воздуховоду в барабан. Из барабана увлажнённый воздух отводится по патрубку в конденсатор влаги. В режиме сушки такая машина потребляет холодную воду — эта вода омывает внутреннюю поверхность конденсатора влаги, благодаря чему из покинувшего барабан увлажнённого воздуха выпадает конденсат. Осушенный воздух вновь поступает в вентилятор, а конденсат и вода, использованная для омывания внутренних стенок конденсатора влаги, выводятся из машины с помощью насоса. Благодаря такой системе воздух в помещении, где работает машина с сушкой белья, не увлажняется.
Преимуществом автоматические стиральные машины с вертикальной загрузкой белья и вертикально расположенным барабаном считается возможность в любой момент остановить стирку и, открыв крышку машины, добавить ещё один предмет одежды в заполненный водой барабан.
Рассмотрим схему машины с фронтальной загрузкой белья. Если снять верхнюю крышку 1, заднюю стенку корпуса 2 и отделить переднюю стенку 3 с загрузочным люком 4 (а заодно снять и боковые стенки корпуса), то нашему взору откроются компоненты машины. Прямо под крышкой машины находится блок электромагнитных клапанов 5. Задача электромагнитного клапана — в нужный момент впустить в машину воду, которая подведена к нему по заливному шлангу 6. Пройдя через узкий канал клапана, вода поступает в дозатор моющих средств 7. Сзади к дозатору подведены резиновые трубки для подачи воды, а спереди у него имеется выдвижной ящичек — это бункер 8, в отсеки которого мы засыпаем стиральный порошок для предварительной и основной стирки, а также дополнительные средства отбеливатели и пр. В зависимости от текущего этапа стирки вода направляется в тот или иной отсек бункера с помощью специального раздаточного механизма.
Рис. 1. Стиральная машина с фронтальной загрузкой белья: 1 — верхняя крышка; 2 — задняя стенка корпуса; 3 — передняя стенка; 4 — загрузочный люк; 5 — блок электромагнитных клапанов; 6 — шланг залива воды; 7 — дозатор моющих средств; 8 — бункер дозатора; 9 — резиновый патрубок; 10 — бак; 11 — барабан; 12 — уплотнитель люка; 13 — пружина подвески бака; 14 — амортизатор; 15 — противовес; 16 — прессостат; 17 — сливной насос; 18 — нагревательный элемент (ТЭН); 19 — электромотор; 20 панель управления; 21 — командоаппарат
Смыв, моющее средство из бункера, вода (точнее, теперь это уже моющий раствор) по резиновому патрубку 9 поступает в бак 10 — ту емкость, в которой, собственно, и происходит стирка. Внутри бака вращается барабан 11, представляющий собой перфорированный цилиндр из нержавеющей стали. Белье в барабан закладывается через загрузочный люк 4, а чтобы после закрытия люка из машины не протекала вода, срез бака снабжен своего рода манжетой — резиновым уплотнителем 12. Система подвески бака состоит из пружин 13 вверху и амортизаторов 14 снизу. Жесткость пружин и характеристики амортизаторов подбираются так, чтобы максимально компенсировать вибрации, возникающие при вращении барабана с бельем. А для того, чтобы стиральная машина при работе не «скакала» по ванной комнате, к баку крепится массивный противовес 15 из бетона или чугуна.
Основные программы стирки.
Замачивание - после загрузки моющего средства белье оставляется в воде на 2 часа и более.
Предварительная стирка - используется, когда белье сильно загрязнено и просто замачивания недостаточно. Моющее средство для предварительной стирки загружается в специальный отсек.
Быстрая стирка - используется для слабо загрязненного белья, а также при отстирывании застарелых пятен.
Интенсивная стирка - используется для сильно загрязненного белья, а также при отстирывании застарелых пятен.
Деликатная стирка - используется для белья из тонких деликатных тканей.
Очень деликатна стирка - (ручная, CaressPlus, SweetWave) применятся для стирки очень тонкого белья или шерсти. При этой программе машина производит оптимальную дозировку воды, устанавливает минимальную температуру, барабан вращается в специальном режиме.
Кашемир - программа, основанная на плавном разгоне барабана до высокой скорости вращения и постоянном контроле баланса загрузки.
Био-энзимная фаза - режим интенсивной стирки при температуре 40 градусов с использованием порошков с биодобавками. Подобные порошки содержат биологические добавки в виде микроорганизмов, которые поедают загрязнения, в том числе белкового происхождения, не поддающиеся стирке другими средствами. Микроорганизмы-энзимы не переносят температуру выше 60 градусов.
Полоскание - программа удаления моющего раствора из белья. Во все программы стирки обычно включена фаза полоскания, но эту программу можно устанавливать и отдельно, загрузив постиранное белье вручную белье в барабан.
Дополнительное полоскание - дополнительный цикл полоскания, предназначенный для максимального удаления моющего раствора из белья. Особенна, полезна для людей, страдающих аллергией на моющие средства.
Накрахмаливание - программа, используемая в некоторых моделях машин. При поступлении воды в специальный отсек заливается раствор крахмала. Программа выполняется непродолжительное время при бережном вращении барабана.
4. Технология водоструйной обработки посуды в машине
Мойка посуды в условиях предприятий сферы питания и быту является одной из наиболее трудоёмких операций и составляет 12-15% общих затрат времени. Внедрение посудомоечных машин значительно облегчает труд и освобождает время, а также эффективнее используется вода и моющее средство. Кроме этого, мойка посуды в машине более гигиенична, чем ручная. Технология мойки посуды по физическим явлениям аналогична стирке белья, однако процесс мойки проще. Во-первых, ассортимент моющихся изделий меньше, чем изделий для стирки. Для мойки в быту количество изделий едва превышает десяти, включая фарфор, керамику, деревянные, пластмассовые, металлические и эмалированные изделия. Во-вторых, хотя загрязнения имеют разнообразный характер, но они, как правило, имеют небольшую адгезию и легко удаляются моющим раствором. В-третьих, моющие изделия находятся в статическом состоянии, что значительно упрощает создание оптимальных гидродинамических полей в камере посудомоечной машины.
При мытье посуды под воздействием струи воды уменьшается адгезия загрязнителя к посуде и удаляются загрязнения с посуды. Для уменьшения адгезии в струю воды добавляют моющее средство (поверхностно активное вещество — ПАВ), которое уменьшает силу сцепления загрязнителя с обрабатываемой поверхностью. Молекулы ПАВ обладают особым строением они дифильны, т. е. состоят из двух частей: гидрофильной группы легко взаимодействующей с водой и гидрофобного углеродистого радикала, не взаимодействующего с водой. Поэтому одна часть молекул ПАВ взаимодействует с водой, а другая — с обрабатываемой поверхностью. ПАВ проникают в виде молекулярной плёнки между поверхностью и загрязнением, разделяя их. Кроме этого, при взаимодействии ПАВ с жирами происходит гидролиз жиров. Активность гидролиза зависит от температуры моющего раствора, которая должна быть в пределах 75-800
С.
В посудомоечных машинах применяют механический, погружной и водоструйный способы мойки.
·механический способ основан на применении щёток различного типа;
·погружной способ аналогичен активаторному способу, применяемому в стиральных машинах: посуда погружается в бак с моющим раствором, а активатор усиливает действие раствора.
·Воздушный способ мойки основан на физико-химическом и гидравлическом воздействии струи моющего раствора на поверхность посуды.
В машинах с водоструйным способом моечный бак заполняется водой частично; посуду размещают выше уровня воды в корзинах. Моющий раствор через вращающийся разбрызгиватели или импеллеры подаётся на посуду под давлением циркуляционным насосом. Водоструйный способ, обеспечивает лучшие показатели качества мытья по сравнению с другими способами мытья посуды, конструктивно прост, легко поддаётся автоматизации и даёт наименьшие затраты воды, электроэнергии и моющих средств. В настоящее время этот способ является традиционным для бытовых автоматических посудомоечных машин. Эффективность водоструйного способа зависит от давления на выходе из разбрызгивателей, их конструкции и размеров, вида смываемого загрязнения, температуры моющего раствора, расстояния от разбрызгивателей до посуды, угла между струёй и смываемой поверхностью, а также от времени мойки. При повышении температуры раствора до 600
С смываемость резко увеличивается, однако при дальнейшем подогреве раствора интенсивность смываемости замедляется. Основная масса загрязнений смывается в течении 3 мин, полный смыв загрязнений происходит за 5 мин. Удельная энергия размыва зависит от температуры раствора и времени воздействия струи. Анализ показывает, что минимальной энергией размыва обладает струя воды (моющего раствора) давлением 0,1 МПа. Для достижения 100% смываемости температура должна быть 800
С, а давление в насадке 0,4-0,5 МПа.
4.1 Классификация конструкции посудомоечных машин
Современные посудомоечные машины подразделяют по занятости оператора в техническом процессе. Если в процессе мойки оператору необходимо выполнять какие-либо дополнительные операции кроме загрузки и выгрузки посуды, то машина считается полуавтоматической. К автоматическим посудомоечным бытовым машинам относятся такие машины, которые после подготовки и пуска не требуют дополнительного участия оператора. Практически все выпускаемые современные машины являются автоматами. В последнее время автоматические посудомоечные машины оснащаются электронными системами управления и контроля, что существенно снижает расход электроэнергии, воды и моющих средств.
По направлению загрузки различают машины с верхней и фронтальной загрузкой. Верхнюю загрузку применяют в машинах с погружным способом мойки. При верхней загрузке проще обеспечить герметичность моющей камеры. Машины с фронтальной загрузкой удобны для встраиваемой техники в комплексе кухонного оборудования. Их конструкция позволяет использовать верхнюю плоскость как дополнительную рабочую поверхность.
Некоторые модели посудомоечных машин снабжают устройством измельчения твёрдых пищевых отходов, которые после дробления выносятся при сливе в канализационную сеть. Мусородробилка состоит из дробильной камеры, куда через приёмную камеру поступают бытовые отходы. В дробильной камере приводом приводятся в движение молоточки, которые разбивают отходы и вытесняют их в сливную камеру. Производительность дробилки более 30 кг/ч отходов. Она дробит практически все отходы, даже кости птицы и рыбы.
Машины имеют не менее четырёх автоматических программ:
·Интенсивная программа — обработка столовой и кухонной посуды с давностью загрязнения до нескольких суток и включающая предварительное ополаскивание, основную мойку, два ополаскивания при температуре 65-700
С и сушку.
·Нормальная программа — обработка сильно загрязнённой посуды с предварительным ополаскиванием, основной мойкой при температуре моющего раствора 65-700
С, горячим ополаскиванием с вводом ополаскивающих средств и сушкой.
·Бережная или лёгкая программа — обработка слабо загрязнённой посуды со свежими остатками пищи, с горячим ополаскиванием и вводом ополаскивающих средств и сушкой.
·Экономичная программа — предусматривает снижение расхода воды и энергии при половинной загрузке или снижении нагрева с увеличением продолжительности цикла и времени.
Современные посудомоечные машины построены по единому принципу:
1-Выключатель;2-Верхний распылитель; 3-Замок; 4-Крышка распылителя; 5-Крышка насоса; 6-Нагревательный элемент; 7-Распылитель; 8-Провод электросети; 9-Поплавковый переключатель; 10-Мотор; 11-Резиновый уплотнитель двери; 12-Сливной шланг; 13-Наливной клапан; 14-Наливной шланг; 15-Декоративная панель.
Особое внимание производители уделяют безопасности эксплуатации посудомоечных машин. Причем на первом месте здесь - предотвращение протечек воды. Из соображений безопасности во всех моделях устанавливаются подающие шланги с многократным запасом прочности и защитой от перелива воды. Помимо этого, большинство посудомоечных машин "на всякий пожарный" оснащаются автоматическими системами защиты типа:
Waterproof (MIELE);
Aqua-Control (AEG, ELECTROLUX);
Aqua-Stop (BOSCH, SIEMENS) и т. п.
В случае протечки или переполнения моечной камеры они перекрывают подачу воды и сливают ее в канализацию, а некоторые вдобавок извещают о случившемся звуковым сигналом.
Заключение
Многие столетия люди руками мыли посуду и стирали белье. Женщины, выполняя ежедневную работу по дому, мечтали о том, чтобы у них появились помощники, которые вымыли бы всю посуду и постирали белье. Мечта всех хозяек осуществилась в то время, когда были изобретены посудомоечные и стиральные машины для выполнения рутинной работы. Эта техника постоянно совершенствовалась, приобретая новые функции и улучшая качество их исполнения. Современные посудомоечные и стиральные машины экономят драгоценное время своих владельцев, придавая посуде и белью идеальную чистоту. Сегодня уже трудно представить себе ручную постоянную стирку всего постельного белья и одежды. Техника прочно заняла свое место в наших домах. Доверить посудомоечным и стиральным машинам можно и мойку хрупкой посуды, и стирку деликатных вещей.
Бытовая техника приобрела популярность благодаря высокому качеству и превосходном результатам выполняемых посудомоечными и стиральными машинами операций. Разработчики бытовой техники не стоят на месте. Они постоянно модернизируют уже существующие модели и выпускают новые, внедряя в них инновационные технологии. Эффективность работы посудомоечных и стиральных машин новых моделей непрерывно улучшается. Специалисты компаний, занимающих лидирующие позиции на рынке бытовой техники, профессионально выполняют свою задачу, а покупатели получают возможность приобрести их продукцию, которая так необходима для облегчения работы по дому. Установить машины для стирки или мытья посуды можно и в квартире, и в загородном доме. В настоящее время на рынке представлены полноразмерные или узкие модели. Выбор конкретной посудомоечной или стиральной машины зависит от потребностей будущего владельца и имеющегося свободного пространства там, где планируется ее установка.
После приобретения посудомоечной и стиральной машины у домохозяек появляется больше свободного времени. Многие россияне считают покупку посудомоечной машины излишеством, но европейцы давно оценили ее по достоинству и не понимают, зачем тратить свое время на то, что техника может выполнить гораздо быстрее и качественней. Для того чтобы получить такую же чистоту посуды и белья, которую обеспечивает техника, нужно приложить немало усилий.
Литература
1. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение. Л.: Химия, 1981 – 304 с.
2. Алыков Н.М., Литвинова Г.Н., Алыкова Т.В., Васько Ю.П., - Поверхностно активные вещества. Строение, свойства, применение. – Астрахань: Изд во Астр. гос. пед. ун-та, 2002. – 130 с.
3. Гладилин Ю.А. Техника и технологии сферы сервиса. Учебное пособие. Санкт-Петербург 2007 г. - 148с.
4. Бондарь С.С., Кравцевич В.Я. Современные электробытовые приборы и машины. М.: Машиностроение, 1987. - 224с.
5. Ремонт стиральных машин. Современные барабанные автоматические стиральные машины. Компакт диск мастера. - Спб.: ООО «Мойдодыр», 2004. 735 Мбайт.
6. Современные посудомоечные машины. Компакт диск мастера.- Спб.: ООО «Мойдодыр», 2004. - 750 Мбайт.