DE4232647C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trockenreinigen von Textilien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trockenreinigen von Textilien unter Verwendung eines Lösungsmittels, bei dem das zu reinigende Material nach dem Waschen mit dem Lösungsmittel in einer Waschstufe vorgeschleudert, der in dem gereinigten Textil­ material verbleibende Lösungsmittelanteil in einer Trockenstufe bei erhöhter Temperatur aus dem gereinigten Material entfernt und nach seiner Kondensation in die Waschstufe zurückgeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, wobei das Verfahren und die Vorrichtung FCKW-freie Lösungsmittel auf Benzinbasis einsetzen.

Im allgemeinen erfolgt bei einer solchen Reinigungsanlage das Trocknen (nach Umladen des Gutes aus der Reinigungsmaschine) mittels Warmluft; das insbesondere in der Reinigungsmaschine in einer Trommel vorgeschleuderte Textilgut (beispielsweise auf 11% Restfeuchte vorgeschleudert) wird weiter getrocknet, und aus der lösungsmittelbeladenen Luft durch Destillation und Kondensation das Reinigungsmittel rückgewonnen.

Hierbei sind aber besondere Sicherheitsvorkehrungen erforder­ lich, da das Lösungsmittel auf Benzinbasis spätestens ab dem Flammpunkt des hier verwendeten Lösungsmittels (71°C) eine er­ hebliche Explosionsgefahr heraufbeschwört. Auch ist das darum notwendige Arbeiten unter Vakuum sehr aufwendig. FCKW′s sind dagegen nur noch für einen kurzen Zeitraum zugelassen, der Ein­ satz von PER stellt zunehmend höhere Ansprüche an die Anlagequa­ lität, so daß sowohl die FCKW betriebenen wie die PER betriebe­ nen Maschinen ersetzt oder zumindestens erheblich umgebaut wer­ den müssen. Bei sämtlichen bisherigen Maschinen und den dort verwendeten Reinigungsmitteln war zudem eine praktisch 100%ige Destillation wegen der erheblichen Verschmutzung des Reinigungs­ mittels erforderlich.

Bekannt ist im übrigen ein Verfahren zur Trockenreinigung mit einem Kohlenwasserstoff mit niedrigem Flammpunkt (41°C) und hohem Dampfdruck (EP 0 422 603 A1). Beschrieben wird eine sog. dry-to-dry Reinigungsmaschine, d. h. eine Maschine, in der sowohl gewaschen wie getrocknet wird. Bei der Art des Lösungsmittels ist ein Umladen im feuchten Zustand aus sicherheitstechnischen, human-ökologischen und ökologischen Gründen mit europäischen, insbesonderen deutschen Standards nicht vereinbar. Heißluft wird dort zwischen dem Waschbad und der Trockenleitung eingedrückt, das verdampfte Lösungsmittel zur Rückgewinnung kondensiert. Vor diesem Lösungsmittelrückgewinnungsschritt wird ein Unterdruck erzeugt und ein Inertgas eingeführt. Das Inertgas wird aller­ dings in das Waschbad eingeführt, bis die Sauerstoffdichte einer ein Lösungsmittel enthaltenden Mischung einen Wert unterhalb eines bestimmten Grenzwertes annimmt. Nach Einführung des Inert­ gases in das Waschbad (Absenken der Sauerstoffdichte) schließen sich Waschen, Zentrifugieren und schließlich Trocknen an.

Eine Inertisierung erfolgt dort genauer:

• a) Zunächst durch Erzeugung eines Unterdrucks, wobei ein Rest­ sauerstoffgehalt von 5 Vol.-% erreicht werden soll. Dies bedeutet aber, daß mit einer gasdichten Maschine gearbeitet wird.
• b) Zusätzlich wird Inertgas, vermutlich aus einem Stickstoff­ tank, um den Restsauerstoffgehalt auf 5% einzustellen, eingedüst. Das Verfahren ist technisch aufwendig und hat die gleichen oben genannten Probleme wie das technisch aufwendige Vakuumverfahren mit gasdichter Maschine.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung anzugeben, die nicht nur PER- und FCKW-frei arbeitet, bei der zudem der Aufwand beträchtlich ver­ mindert wird und bei der der Trocknungsvorgang praktisch gefahr­ frei durchgeführt werden kann, selbst wenn einzelne Anlagenteile in ihrer Funktion versagen sollten.

Erreicht wird dies überraschend bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Maßnahme des Anspruchs 7.

Vorzugsweise wird unter Stickstoff getrocknet.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn man mit aus der Luft gewonne­ nem Stickstoff trocknet, wobei Sauerstoff in an sich bekannter Weise aus der Luft herausgefiltert wird.

Auf Druckflaschen, eigene Anschlüsse, das Auswechseln solcher Flaschen etc. kann verzichtet werden, wenn mit in situ gewonne­ nem Stickstoff getrocknet wird.

Vorzugsweise wird in den Trockner selbst N₂ eingedüst.

Vorzugsweise arbeitet man mit einem an sich bekannten aromaten­ freien Lösungsmittel geringen Verdunstungswerts, insbesondere n-Undekan.

Zweckmäßig kann man dabei so vorgehen, daß man mit einer Tempe­ ratur von 55°C im geschlossenen System, insbesondere auf 15°C unter dem theoretischen Flammpunkt, trocknet.

Günstig ist es, mit einem Sauerstoffanteil von 6% im trocknenden Gas, d. h. mit einem Wert weit unterhalb der Explosionsgrenze, zu trocknen.

Mit besonderen Vorteilen arbeitet man, wenn man unter Stickstoffspülung ohne Vakuum trocknet, wobei nahezu Umgebungsdruckverhältnisse beim Trocknen angewendet werden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme können die Nachteile mit FCKW betriebener und mit PER betriebener Anlagen als überwunden gelten. Die Ware wird nach entsprechender Vordetachur in der Reinigungsmaschine gereinigt, wobei es sich um eine gefederte Maschine handelt, die mit einem oben vorgesehenen Getriebemotorantrieb versehen ist. Eine hohe Schleuderdrehzahl wird ermöglicht, so daß 89% der Lösungsmittel beim Schleudern extrahiert und lediglich 11% später im Trockner, nachdem die Ware umgeladen wurde, entfernt werden.

Das Umladen ermöglicht den gleichzeitigen Betrieb von Trockner und Reinigungsmaschine, mit dem Vorteil, hierdurch eine Verdopplung der Kapazität des Systems zu erreichen, verglichen mit herkömmlichen DRY-to-DRY Techniken. Das Umladen ist möglich durch den geringen Verdunstungswert, wenn als Reinigungsmittel n-Undekan verwendet wird. Verwendet man zwei Trockner im System, so kann die Kapazität der Anlage sogar auf den dreifachen Beladewert gesteigert werden.

Weiterhin ist eine Destillationseinheit vorgesehen, deren Kapazität durch die Verwendung des problemfrei zu handhabenden n-Undekan auf 70 Liter pro Stunde begrenzt sein kann. Bisher war eine Destillation von 100% erforderlich, mit der Maßnahme der Erfindung genügen 20% Destillation.

Die Destillation arbeitet unter Vakuum.

Es kann mit Kartuschenfiltern gearbeitet werden.

Durch den Anschluß einer Kälteanlage an den Trockner kann das Reinigungsmittel praktisch vollkommen rückgewonnen werden, der Lösungsmittelverlust liegt hier bei 1%. Durch den Einsatz dieser Vorrichtung ist die theoretische Brandgefahr nicht mehr gegeben. Physikalisch ist es ausgeschlossen, daß in dem hergestellten Stickstoffluftgemisch (Sauerstoffanteil unter 10% bzw. unter 6%) eine Flamme existieren kann.

Das verwendete Lösungsmittel entspricht der gleichen Gefahrenklasse wie leichtes Heizöl. Kontaktwasser fällt nur in geringen Mengen an.

Durch die Inertgas(Schutzgas)-Produktion im System fällt jeder Flaschenwechsel oder Vorratstank fort; Folgekosten für Schutzgas treten nicht auf.

Es sind eigene Sicherheitskreise im System vorhanden, einmal, um die Temperatur 15°C unter dem Flammpunkt des Lösungsmittels (71°C) zu halten, zum anderen zur Überwachung der O₂-Konzentration, wobei Störmeldungen bei ansteigender O₂-Konzentration über 6% gegeben werden. Selbst bei 10% ist allerdings eine Explosionsgefahr nicht zu befürchten.

Die Vorrichtung zum Reinigen von Textilien mittels FCKW-freien Lösungsmitteln auf Benzinbasis mit Reinigungsmaschine, Destillationsteil, Rückgewinnungsteil und Trockner zeichnet sich also aus durch Zuführung von Schutzgas in den Trockner.

Eine Dosierleitung für N₂ kann aus dem Vorratsbehälter einer eigenen N₂-Gewinnungsanlage in den Trockner geführt sein, wobei die N₂-Anlage den Stickstoff der Luft entnehmen kann. Eine eigene Mikroprozessorsteuerung zur Steuerung und Kontrolle für den Temperaturverlauf, einer anderen Mikroprozessorsteuerung für die Sauerstoffkonzentration während des Trocknungsvorgangs kann eingerichtet sein.

Anschlüsse am Trockner können vorgesehen sein, die das mit Lösungsmittel und Dampf gesättigte gasformige Medium einer Kühlvorrichtung zu Zwecken der Kondensation bei 3°C zuleiten.

Die Anlage bzw. die Vorrichtung zeichnet sich im übrigen aus durch Betrieb des Trockners unter annähernd Umgebungsdruckverhältnissen.

Schließlich zeichnet sich die Erfindung noch aus durch die Verwendung von Stickstoff aus einer an sich bekannten Stickstoff aus Luft gewinnenden Anlage im Trockner einer Reinigungsmaschine für Textilien, die FCKW-frei arbeitet.

Die Arbeitsweise des Trockners ist die folgende:
beim Trocknungsvorgang wird das im geschlossenen Trockner befindliche gasförmige Medium über ein Gebläse an einem Heizregister (beides innerhalb des Trockners) vorbeigeleitet und auf 55°C erwärmt. Die Warmluft entzieht den Textilien die Lösungsmittelrestfeuchte in einer rotierenden Trommel. Die gesättigte Warmluft wird in einer Kühlvorrichtung auf 3°C abgekühlt, wobei das Lösungsmittel auskondensiert. Das abgeschiedene Lösungsmittel wird in die Reinigungsmaschine zurückgeführt. Die Lösungsmittelrückgewinnung beträgt 99%. Nach Bedarf wird das Lösungsmittel aus zwei Vorratsbehältern der Reinigungsmaschine in der Destillationseinheit wieder aufbereitet.

Bei der Trocknung wird das erwähnte aus reinem Kohlenwasserstoff bestehende Lösungsmittel mit einem theoretischen Flammpunkt von 71°C entfernt, wobei bis unter 15°C unter dem Flammpunkt getrocknet wird.

Zu Beginn und während des gesamten Trocknungsvorgangs wird die Sauerstoffkonzentration innerhalb des Trockners auf weit unterhalb der theoretischen Explosionsgrenze reduziert, so daß selbst bei Überschreiten des Flammpunkts keine entflammbare Atmosphäre im Trockner entstehen kann. Die Stickstoffspülung im Trockner erfolgt im Gegensatz zum Stand der Technik ohne jedes Vakuum, vielmehr unter annähernd normalen atmosphärischen Druckbedingungen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden:

Diese zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage, die von einer Wand außen umbaut ist;

Fig. 2 eine solche Anlage von der konstruktiven Seite.

Links in Fig. 1 ist die Reinigungsmaschine 10 zu sehen; unter­ halb der Reinigungsmaschine sind nicht dargestellte Vorratstrom­ meln vorgesehen. Die Reinigungsmaschine wird über eine Motorge­ triebeeinheit 12 angetrieben.

Im gleichen Gehäuse mit der Antriebsmaschine ist ein Filter 14 für das Lösungsmittel vorgesehen. Die Darstellung ist schematisch. Tatsächlich sind zwei Filter übereinander gebaut. Das erste von den beiden baugleichen Filtern ist das Vorfilter, das andere das Nachfilter.

Seitlich neben dem Filter 14 in der Zeichnung ist ein Lösungsmittelkühler 13 angeordnet.

Schließlich sind im selben Gehäuse noch Magnetventile 16 für die Steuerfunktionen der Reinigungsmaschine angeordnet.

In der Zeichnung daneben angeordnet ist eine Destillieranlage, die über 20 mit Dampf indirekt beheizt ist. Aus der Destillieranlage 24 zieht man stündlich 70 Liter ab, reinigt diese, entfernt den Sumpf und führt das Kondensat über 26 der Reinigungsmaschine wieder zu.

Ganz rechts in der Zeichnung dargestellt ist eine an sich bekannte N₂-Anlage, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, deren Wirkung (die N₂-Produktion) lediglich ausgenutzt wird. Die N₂-Anlage 30 nimmt Luft aus der Leitung 18 auf. Bei 32 ist ein Filter und eine Pumpe vorgesehen. Diese arbeiten nach einem neuartigen Druckwechselprinzip, genannt "pressure swing absorption" (PSA): in einem Aktivkohlefilter wird ein pulsierender Pumpeffekt ausgenutzt. Luft wird angesaugt, beim Ausblasen stößt das Filter 32 Sauerstoff ab. Über eine Leitung 36 gelangt der Stickstoff in einen Vorratsspeicher 38, von dem aus der Stickstoff über die Leitung 40 nach Wunsch, insbesondere diskontinuierlich in den Trockner eindosiert wird, wenn der Stickstoffgehalt unter eine bestimmte Grenze gefallen ist bzw. der Sauerstoffgehalt über eine bestimmte Grenze (6%) Gefahr läuft zu steigen. Von der Steuereinheit 42 geht eine O₂-Meßleitung zum Trockner 50.

Das zentrale Teil der vorliegenden Erfindung ist der Trockner 50, in den als Schutzgas Stickstoff 40 eingeblasen wird. Etwa nach einem Schnorchelumladeverfahren kommt das gereinigte Gut in den Trockner. Es erfolgt eine Erwärmung durch Vorbeistreichen an einem Heizregister (Gebläse-beaufschlagt) auf 55°C im geschlossenen System, d. h. 15°C unter dem Explosionspunkt, so daß eine doppelte Sicherheit gegeben ist, da kritische O₂-Werte nie erreicht werden. Durch die Erwärmung auf 55°C wird die Restfeuchte des Reinigungsgutes praktisch ausgetrieben. Das 55°C heiße Medium wird zur Kälteanlage (nicht gezeichnet) geführt, wo eine Abkühlung auf 3°C erfolgt und die Restfeuchte kondensiert. Das Lösungsmittel wird nach evtl. Reinigung zurück in die Reinigungsmaschine gegeben. Der Trockner wird mit Dampf 20 indirekt beheizt. Eine rotierende Trommel kann Verwendung finden.

Die Verhältnisse im Trockner werden über eine Mikroprozessorsteuerung gesteuert. Ein O₂-Meßgerät saugt Frischluft an. Vor dem Trocknungsvorgang wird ein Signal an die N₂-Anlage gegeben. Es erfolgt eine Spülung mit N₂, bis der Sauerstoff unter 6% fällt. Ein erneutes Signal signalisiert die Betriebsbereitschaft.

In Fig. 2, die eine Einzelheit der Trockneranordnung und N₂- Zubereitung zeigt, sind übereinstimmend mit Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen für gleiche Elemente benutzt worden.

Die Trockentrommel 50 ist als das zentrale Element herausge­ zeichnet worden. In die Trommel des Trockners 50 wird aus der Luft erzeugter Stickstoff über die Leitung 40 vorbei an einem Heizregister 60 eingeblasen. Das noch feuchte Gut wurde aus der hier nicht dargestellten Reinigungsmaschine 10 umgeladen.

In der Trommel 50 erfolgt die Erwärmung auf die oben erwähnte Temperatur: Feuchte und Lösungsmittel werden ausgetrieben (62). Über einen Lüfter 64 erfolgt die Rezyklisierung. Das Gemisch strömt bei 66 weiter und geht in einen Kondensator 68, wobei das flüssige Lösungsmittel zusammen mit kondensiertem Wasser über 70 einem Wasserabscheider 72 zugeführt wird. Über 22 wird das Kondensat abgeführt. Der Dampf strömt bei 20 im Kreislauf zurück zum Heiz­ register. Hinter dem Kondensator 68 geht eine Meßleitung 72 zu einem O₂-Analysator 74 ab. Es wird auf einen O₂-Wert von 6% im Trockner geregelt.

Die N₂-Anlage 30 nimmt Luft auf, komprimiert diese bei 78 und filtert sie bei 32 und führt sie Adsorbern 80 und 81 zu. Der erzeugte Stickstoff wird bei 36 über einen N₂-Speicher 38 zu­ geführt, woraus er über einen gesteuerten Durchflußmesser 84 der vorerwähnten N₂-Dosierleitung zugeführt wird. 72 ist eine Heiz­ leitung.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung, separat zu waschen und zu trocknen (getrennte Anlagenkomponenten, nämlich Reingungsmaschi­ ne und Trockner), kann jedes Aggregat auf seinen optimalen je­ weiligen Einsatzzweck abgestimmt konstruiert werden. Das Umlade­ verfahren, das Grundlage der Erfindung ist, ermöglicht somit das gleichzeitige Waschen und Trocknen von verschiedenen Chargen, so daß hierdurch eine Kapazitätsverdopplung gegeben ist (wirt­ schaftlicher Vorteil für den Anwender). Die Inertisierung er­ folgt lediglich beim Trockner und nicht in der Waschtrommel durch das speziell für diesen Zweck eingesetzte Spezialaggregat, das aus der Umgebungsluft Stickstoff gewinnt und hierdurch auf technisch aufwenige Vakuumverfahren und gasdichte Maschinen verzichtet.

Claims (8)

1. Verfahren zum Trockenreinigen von Textilien unter Ver­ wendung eines Lösungsmittels, bei dem das zu reinigende Mate­ rial nach dem Waschen mit dem Lösungsmittel in einer Waschstu­ fe vorgeschleudert, der in dem gereinigten Textilmaterial ver­ bleibende Lösungsmittelanteil in einer Trocknungsstufe bei erhöhter Temperatur aus dem gereinigten Material entfernt und nach seiner Kondensation in die Waschstufe zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Waschstufe und die Trocknungsstufe in getrennten Vorrichtungen durchgeführt werden,
• b) als Lösungsmittel ein FCKW- und aromatenfreies Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis mit einem Flammpunkt von 71°C und einem niedrigen Dampfdruck verwendet wird,
• c) die Trocknungsstufe unter einer Schutzgasatmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt unter 10% durchgeführt wird, und
• d) die in der Trocknungsstufe entstehenden Lösungsmitteldämpfe durch Abkühlung auf 3°C kondensiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel n-Undecan verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trocknungsstufe in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt der Schutzgasatmosphäre unter 6% beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der in die Trocknungsstufe eingeführte Stickstoff auf an sich bekannte Weise aus Luft gewonnen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur bis 15°C unter dem Flammpunkt des verwendeten Lösungsmittels getrocknet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine über einer Motorgetriebeeinheit (12) angetriebene Reinigungs­ maschine (10), einen getrennten Trockner (50) mit einer Zufüh­ rung (40) für Schutzgas und ein Heizregister zum Erhitzen des Schutzgases sowie eine Mikroprozessorsteuereinheit (42) mit unabhängigen Sicherheitskreisen zur Steuerung und Kontrolle sowohl des Temperaturverlaufs als auch der Sauerstoffkonzen­ tration der Schutzgasatmosphäre umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reinigungsmaschine (10) und dem Trockner (50) eine Schnorchel-Umladeeinrichtung vorgesehen ist.