DD218124A1

DD218124A1 - Verfahren zur charakterisierung tensidhaltiger loesungen in waschgeraeten

Info

Publication number: DD218124A1
Application number: DD25396883A
Authority: DD
Inventors: Peter Janietz; Werner Moritz; Henrik Schulz; Manfred Stoll; Klaus Ueberschaer
Original assignee: Waschgeraetewerk Veb
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung tensidhaltiger Loesungen in Wasch- und Geschirrspuelautomaten. Ziel der Erfindung ist es, den Informationsgehalt der Messgroessen, wie z. B. Grenzflaechenspannung oder elektrische Leitfaehigkeit, bezueglich der Bewertung der Effektivitaet des Wasch- und/oder Spuelprozesses zu erweitern. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Wasch- und/oder Spuelflotte aus dem Behaelter entnommen und einer Mischkammer und Messzelle zugefuehrt wird, in welcher den Wasch- und/oder Spuelprozess charakterisierende Sensoren angeordnet sind, die in Verbindung mit einem Prozessor stehen, welcher wiederum eine Waschmitteldosiereinrichtung ansteuert. Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind vor allem Waschmaschinen und Geschirrspuelmaschinen, insbesondere fuer den Haushalt. Fig. 2

Description

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Verfahren zur Charakterisierung tensidhaltiger Lösungen in Waschgeräten Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung tensidhaltiger Lösungen in Wasch- und Geschirrspülautomäten. Charakteristik der bisher bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind automatische Wasch- und Geschirrspülautomaten, bei denen vor Beginn des Wasch- bzw. Spülprozesses fertige Detergentiengemische fester und/oder flüssiger Form in dafür vorgesehene Einspülkammern zugesetzt werden. Manuell erfolgt vom Benutzer über einen Schalter die Einstellung eines Waschprogrammes. Das Steuergerät bewirkt mit dem Prograrnmstart die Abarbeitung eines Wasch- und/oder Spülprogrammes. Die Programmwahl erfolgt nach Faserart und Verschmutzungsgrad des Waschgutes. Gesteuert werden Temperatur, Zeitdauer, Füllstand und Anzahl der Spülzyklen des Waschprogrammes ohne Rückkopplung zu den wirklich vorliegenden Prozeßparametern. Aus Unkenntnis'der wahren Prozeßparameter und zur Sicherung eines befriedigenden Waschergebnisses werden alle handelsüblichen Vollwaschmittel häufig überdosiert. Das Ergebnis ist ein uneffektives Waschen und eine in den letzten Jahren enorm gestiegene Umweltbelastung. . ,'.·,· ·".

Aus der DE-OS 2017859 ist ein Verfahren zum Überwachen und Steuern des Programmes, insbesondere des Wasserzulaufes und/oder der Reinigungs- bzw. Spülmittelzugabe bei automatischen Wasch- und Geschirrspülautomaten bekannt. Dabei werden die Oberflächenspannung, die Wasserhärte, die elektrische Leitfähigkeit und der pH-Wert der Wasch- und Spülflotte gemessen und geeignet ausgewertet. Über eine Steuereinheit kann in den Programmablauf eingegriffen werden und Wasserfüllstand, Wasserwechsel und Dosierung von Reinigungs- und Spülmitteln gesteuert werden! Nachteilig ist dabei, daß alle bisher bekannten physochemischen Sensoren zur Charakterisierung des Waschprozesses Drifterscheinungen zeigen, so daß bei der elektronischen Auswertung größere Fehler auftreten können.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Wasch- und Spülprozeß in Waschgeräten effektiver zu gestalten und durch Beseitigung der Drifterscheinungen der physochemischen Sensoren zur Charakterisierung der Wasch- und/oder Spülflotten Fehler bei der elektronischen Auswertung zu vermeiden und somit durch eine optimale Reinigungs- bzw. Spülmittelzugabe die Belastung der Umwelt zu minimieren. , ' . .,

Darlegung des Wesens der Erfindung -

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, ein Verfahren zur Charakterisierung vor allem tensidhaltiger Lösungen in Waschgeräten zu schaffen. .

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Erweiterung des Informationsgehaltes der bisher bekannten technischen Lösungen und Meßverfahren durch automatische Probennahme während des Wasch- und/oder Spülprozesses durch einen sich anschließenden Verdünnungszyklus, eine Meßdatenerfassung, Meßdatenverarbeitung und Rückkopplung zum Prozeß erfolgt. Das Verdünnungsprinzip erzeugt ein diskontinuierliches oder kontinuierliches Konzentrationsprofil. In Abhängigkeit von diesem Konzentrationsprofil werden die den Wasch- und/oder Spülprozeß charakterisierenden Meßgrößen, insbesondere die Oberflächen-und/oder Grenzflächenspannung, gemessen. ^;.

Der meßtechnische Vorteil der erfinderischen Lösung besteht darin, daß nur Relativmeßwerte während des Prozesses akkumuliert werden. Der Bezug wird über den Verdünnungsgrad der aktuellen kritischen Mizellbildungskonzentration im Prozeßverlauf selbst hergestellt. ..'.·.,

Langzeitdrifterscheinungen der Sensoren werden damit bedeutungslos. Probleme, die sich bei Absolutmeßverfahren zwangsläufig ergeben, entfallen und die zum Einsatz bestimmten Sensoren können in einem breiten Toleranzbereich liegen. Letzteres schließt somit einen Billigartikel als Sensor mit ein, der bei Verschleiß kostengünstig vom Anwender selbst ausgetauscht werden kann. Die Tensidkonzentration der Waschmittellösung beträgt ca. 4 χ 10~².mol/l. Die Lage der kritischen Mizellbildungskonzentration ist von der Leitfähigkeit der Lösung abhängig. Die Meßzelle ist mit einem Leitfähigkeitssensor ausgerüstet, der einerseits zusätzliche Informationen über den Verlauf des Waschprozesses liefert, insbesondere zur Beurteilung der Effektivität des Spülprozesses, und gestattet andererseits in Kombination mit der Messung der Oberflächenspannung die prozeßmeßmomentane kritische Mizellbildungskonzentration auf einen Standardzustand zu .,. normieren. Der Temperatureinfluß auf die Meßgrößen wird durch den der Meßzelle vorgeschalteten und mit der Frischwasserzuleitung kombinierten Wärmeaustauscher weitestgehend ausgeschaltet und kann elektronisch kompensiert werden. Die erfindungsgemäße Lösung gestattet neben der Kontrolle des Waschprozesses die Steuerung des Prozesses dahingehend, daß eine Nachdosierung der'entsprechenden Waschsubstanzen erfolgt und das Verfahren auf alle vor- und/oder nachgeiagerten Prozesse, wie z.B. das Weichspülen, ausgedehnt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: die Abhängigkeit der Oberflächenspannung Cf vom Wasser mit unterschiedlichem Tensidgehalt. In Fig. 1 sind aufgetragen: Die Waschmittelkonzentration in Prozent in Abhängigkeit von der Oberflächenspannung . Aus dieser Darstellung ist deutlich der typische Verlauf einer Verdünnungsreihe für ein handelsübliches Waschmittel ersichtlich. Die Tensidkonzentration der Waschmittellösung beträgt etwa 4 χ 10~²mol/l. Es wird ersichtlich, daß im praktischen Betrieb stets wesentlich oberhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration gearbeitet wird. Die kritische Mizellbildungskonzentration ist aber in diesem Beispiel etwa eine Zehnerpotenz geringer. Ein der Figur 1 analoger Kurvenverlauf ergibt sich bei einer speziellen 1:1-Verdünnung. Diese spezielle Verdünnungsreihe ist technisch einfach zu realisieren und ergibt schon mit 4 Meßpunkten ein ausreichend genaues Bild. Aus den durch Mischung eingestellten Mengenänderungen, die bei der Konzentration der in der Wasch- und/oder Spülflotte gelösten Stoffe proportional sind und den entsprechenden Meßgrößen werden die ober- und unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration liegenden Wertepaare als zwei Kurvenzüge rechnerisch zusammengefaßt und deren gemeinsamer Schnittpunkt bestimmt. Der der kritischen Mizellbildungskonzentration entsprechende Verdünnungsgrad (Schnittpunkt der zwei Kurvenzüge) ist ein Maß für die Waschaktivität der Waschflotte. Erreicht der Verdunnungsgrad einen bestimmten Grenzwert (unterer Sollwert) erfolgt die Rückkopplung zum Prozeß. ,

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Durch Zugabe von Tensid wird auf einen bestimmten, vor Beginn des Prozesses festgelegten oberen Sollwert eingestellt.

Die Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Meß- und Regelstrecke der erfindungsgemäßen Lösung.

Aus dem Behälter wird über das Ventil V₁ ein kleiner Teil der Wasch-und/oder Spülflotte 1 entnommen und durch die Zuleitung

über einen Wärmeaustauscher 3 der Mischkammer und Meßzelle 6 zugeführt. ,,

Der Wärmeaustauscher 3 wird von der Frischwasserzuleitung 2 durchströmt. Die Zugabe des Frischwassers in den Behälter

bzw. in die Mischkammer und Meßzelle 6 erfolgt über die Ansteuerung der Ventile V₂ bzw. V₄. : °

Über das Ventil V₅ kann der Mischkammer und Meßzelle 6 aus dem Vorratsbehälter 5 zusätzlich eine Leitelektrolytflüssigkeit zugeführt werden.

Nach der Verdünnung erfolgt die Einstellung eines bestimmten Verdünnungsgrades durch Abpumpen auf ein bestimmtes

Volumen in der Mischkammerund Meßzelle 6 über das Ventil V₆ und die Ableitung 7. '

Schließlich erfolgt die Meßwerterfassung und -verarbeitung über den Prozessor 8, welcher das Ventil V₃ für eine dosierte Waschmittelzugabe aus dem Waschmittelbehälter 9 ansteuert und somit die Rückkopplung zum Prozeß bewirkt.

Claims

1. Verfahren zur Charakterisierung tensidhaltiger Lösungen in Waschgeräten, bei dem die Parameter des Wasch- bzw. Spülprozesses erfaßt und ausgewertet und über Steuermittel in den Programmablauf eingegriffen wird und Wasserfüllmenge, Wasserwechsel und Dosierung der Reinigungs- bzw. Spülmittel beeinflußt werden, gekennzeichnet dadurch, daß über Pumpen Und Ventile ein Teil der Wasch- und/oder Spülflotte (1) entnommen und einer Mischkammer und Meßzelle (6) zugeführt wird, in weicher einer oder mehrere den Wasch- und/oder Spülprozeß charakterisierende Sensoren angeordnet sind, die in Verbindung mit einem Prozessor (8) stehen, welcher eine dosierte Waschmittelzugabe aus einem Waschmittelbehälter (9) steuert und eine Rückkopplung zum Wasch- und/oder Spülprozeß ermöglicht. ί

, 2. Verfahren nach Punkt 1,-gekennzeichnet dadurch, daß die entnommene Wasch- und/oder Spülflötte (1) mit Leitungswasser und/oder lonenaustauschwasser und/oder einem geeigneten, an sich bekannten Leitelektrolyten verdünnt wird und eine Messung dieser entstandenen Mischung mittels einem oder mehreren geeigneten Sensoren, von denen mindestens einer auf Tensidkonzentration anspricht und in dieser Abhängigkeit eine Änderung des Differentialquotienten bei oder in der Nähe der kritischen Mizellbildungskonzentration erfährt, erfolgt, und sich eine elektronische Auswertung der Meßwerte anschließt, wobei das Auswerteergebnis — in Abhängigkeit vom Verdünnungsgrad — ein Maß für die Über- und/oder Unterdosierung an Tensid in bezug auf die kritische Mizellbildungskonzentration darstellt.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Probennahme und Verdünnung durch Mischen und Absaugen auf ein bestimmtes Füllniveau in der Mischkammer und Meßzelle (6) erfolgt.

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Erfindungsansprüche:

4. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Verdünnen durch Mischen zweier Stoffströme erfolgt. Hierzu 1 Seite Zeichnungen ' i .