Lavaggio a secco

Gli antichi romani usavano una sostanza chimica chiamata ammoniaca (derivata dall'urina) e la terra di fuller (un'argilla che può assorbire grasso e olio) per pulire le loro toghe di lana. Le lavanderie erano molto famose, con almeno una in ogni città di una certa importanza, e spesso il più grande datore di lavoro in un distretto. Queste lavanderie ottenevano l'urina dagli animali della fattoria, o da vasi speciali situati nei bagni pubblici. La forza lavoro guadagnava così tanto che le corporazioni dei follatori (un gruppo che lavora in un solo lavoro, in questo caso, fare la terra di follatore, questa argilla speciale) erano una forza politica importante. Inoltre, il governo tassava la raccolta di urina e mandava la gente in prigione per essersi bagnata i pantaloni.

Il moderno lavaggio a secco usa solventi che non usano acqua per rimuovere lo sporco e le macchie dai vestiti. Jean Baptiste Jolly scoprì che i solventi a base di petrolio (sostanze chimiche basate sul carburante come la benzina o il cherosene) possono essere usati per il lavaggio a secco a metà del 19° secolo. Jolly era un proprietario di una tintoria francese. Notò che la sua tovaglia diventava più pulita dopo che la sua cameriera vi versava sopra del cherosene. A causa di questo, sviluppò un servizio di pulizia dei vestiti delle persone in questo modo, che divenne noto come "nettoyage à sec", o "lavaggio a secco".

Le prime lavanderie a secco usavano solventi a base di petrolio, come la benzina e il cherosene. Le preoccupazioni per gli incendi portarono William Joseph Stoddard, un lavasecco di Atlanta, a sviluppare il solvente Stoddard come alternativa leggermente meno infiammabile ai solventi a base di benzina. Il governo iniziò a controllare le lavanderie a secco perché i solventi di petrolio altamente infiammabili causavano molti incendi ed esplosioni.

Dopo la prima guerra mondiale, le lavanderie a secco iniziarono a usare solventi clorurati. Questi solventi erano molto meno infiammabili dei solventi di petrolio e avevano un migliore potere pulente. A metà degli anni '30, l'industria del lavaggio a secco aveva adottato il tetracloroetilene (percloroetilene), ampiamente chiamato "perc", come miglior solvente. Ha un eccellente potere pulente ed è stabile, non infiammabile e delicato sulla maggior parte dei vestiti. Tuttavia, il perc è stato anche il primo prodotto chimico ad essere classificato come cancerogeno (una sostanza chimica che può causare il cancro) dalla Consumer Product Safety Commission (classificazione poi ritirata). Nel 1993, il California Air Resources Board ha adottato dei regolamenti per ridurre le emissioni di perc dalle operazioni di lavaggio a secco. L'industria del lavaggio a secco sta sostituendo il perc con altre sostanze chimiche e/o metodi.

Tradizionalmente, il processo di pulizia vero e proprio veniva eseguito in "fabbriche" centralizzate; i negozi di pulizia delle strade principali ricevevano i capi dai clienti, li mandavano alla fabbrica e poi li facevano tornare al negozio, dove il cliente poteva ritirarli. Questo era dovuto principalmente al rischio di incendio o di fumi pericolosi creati dal processo di pulizia. A quel tempo, il lavaggio a secco veniva effettuato in due macchine diverse - una per il processo di lavaggio stesso e la seconda per asciugare i vestiti.

Le macchine di quest'epoca erano chiamate a sfiato; i loro fumi e gli scarichi dell'asciugatura venivano mandati nell'aria, allo stesso modo degli scarichi delle moderne asciugatrici. Questo aumentava la contaminazione ambientale. Anche molto perc potenzialmente riutilizzabile veniva perso nell'atmosfera. Controlli molto più severi sulle emissioni di solventi hanno assicurato che tutte le macchine per il lavaggio a secco nel mondo occidentale sono ora completamente chiuse. Nessun fumo di solvente viene scaricato nell'atmosfera. Nelle macchine chiuse, il solvente recuperato durante il processo di asciugatura viene restituito condensato e distillato. Quindi, può essere riutilizzato per pulire altri carichi o gettato via in modo sicuro. La maggior parte delle moderne macchine chiuse incorpora anche un sensore di asciugatura controllato dal computer, che sente automaticamente quando la maggior parte delle tracce di perc sono state rimosse dal carico durante il processo di asciugatura. Questo sistema assicura che solo la minima quantità di fumi di perc sarà rilasciata quando si apre la porta alla fine del ciclo.

Una macchina per il lavaggio a secco è simile a una combinazione tra una lavatrice domestica e un'asciugatrice. Gli indumenti sono messi in una camera di lavaggio/estrazione (chiamata cesto o tamburo). La camera è il cuore della macchina. La camera di lavaggio contiene un tamburo orizzontale perforato che ruota all'interno di un guscio esterno. Il guscio contiene il solvente mentre il tamburo rotante contiene gli indumenti. Il cestello può contenere tra i 10 e i 40 kg (da 20 a 80 libbre).

Durante il ciclo di lavaggio, la camera viene riempita per circa un terzo di solvente e comincia a ruotare, agitando i vestiti. La temperatura del solvente è mantenuta a 30 gradi Celsius (86 gradi Fahrenheit), poiché una temperatura più alta potrebbe danneggiarlo. Durante il ciclo di lavaggio, il solvente nella camera viene filtrato e poi reimmesso nella camera. Questo è noto come ciclo e viene continuato per la durata del lavaggio. Il solvente viene poi rimosso e inviato a un'unità di distillazione che ha sia una caldaia che un condensatore. Il solvente condensato viene alimentato in un'unità di separazione dove l'acqua rimanente viene separata dal solvente e poi alimentata nel serbatoio del "solvente pulito". La portata ideale è di un gallone di solvente per libbra di indumenti (circa 8 litri di solvente per chilogrammo di indumenti) al minuto, a seconda delle dimensioni della macchina.

Gli operatori controllano anche che i vestiti non contengano oggetti estranei prima di metterli nella macchina. Oggetti come penne di plastica si dissolvono nel bagno di solvente e possono danneggiare i tessuti oltre il recupero. Alcuni coloranti tessili sono "sciolti" (il rosso è il problema principale), e rilasceranno il colorante durante l'immersione nel solvente. Gli operatori laveranno a secco i vestiti rossi separatamente dai tessuti di colore più chiaro per evitare il trasferimento del colore. Il solvente usato deve essere distillato per rimuovere le impurità che possono trasferirsi ai vestiti. Gli operatori hanno controllato la compatibilità dei vestiti per il lavaggio a secco, comprese le chiusure. Molte chiusure che decorano i vestiti non sono a prova di solvente per il lavaggio a secco o non resistono all'azione meccanica del lavaggio. Gli operatori li rimuovono e li ricuciono dopo il lavaggio. Oppure, gli operatori li avvolgeranno in una piccola protezione imbottita. Gli articoli fragili, come i copriletti di piume o i tappeti o le tappezzerie con nappe, possono essere racchiusi in un sacchetto a rete sciolto. La densità del percloroetilene è di circa 1,7 g/cm³ a temperatura ambiente (70% più pesante dell'acqua), e il puro peso del solvente assorbito può causare il cedimento del tessuto sotto la forza normale durante il ciclo di estrazione, a meno che il sacco a rete non fornisca un supporto meccanico.

Molte persone credono che tutti i segni o le macchie possano essere rimossi con il lavaggio a secco. Non tutte le macchie possono essere pulite solo con il lavaggio a secco. Alcune devono essere trattate con solventi smacchianti, a volte con un getto di vapore o con l'immersione in speciali liquidi smacchiatori prima che gli indumenti siano lavati o puliti a secco. Inoltre, gli indumenti conservati in condizioni di sporcizia per molto tempo sono difficili da riportare al loro colore e consistenza originali. Le fibre naturali come la lana, il cotone e la seta di colori più chiari non dovrebbero essere lasciate in condizioni di sporco o sporcizia per lunghi periodi di tempo perché assorbono lo sporco nella loro struttura e difficilmente possono essere riportate al loro colore e finitura originali.

La ragione principale per cui il lavaggio in acqua ha un risultato diverso dal lavaggio a secco è che l'acqua è un solvente polare mentre il lavaggio a secco usa un solvente non polare.

Un tipico ciclo di lavaggio dura da 8 a 15 minuti, a seconda del tipo di indumenti e del grado di sporcizia. Durante i primi tre minuti, lo sporco solubile nel solvente si dissolve nel percloroetilene e lo sporco sciolto e insolubile viene via. Ci vogliono circa dieci-dodici minuti dopo che lo sporco sciolto si è staccato per rimuovere dagli indumenti lo sporco insolubile presente nel terreno. Le macchine che usano solventi idrocarburici richiedono un ciclo di lavaggio di almeno 25 minuti a causa del tasso di solvatazione molto più lento delle terre solubili in solvente. Si può anche aggiungere un "sapone" tensioattivo per il lavaggio a secco.

Alla fine del ciclo di lavaggio, la macchina avvia un ciclo di risciacquo in cui il carico di indumenti viene risciacquato con solvente distillato fresco dal serbatoio del solvente puro. Questo risciacquo con solvente puro previene lo scolorimento causato dalle particelle di sporco che vengono assorbite nuovamente sulla superficie dell'indumento dal solvente di lavoro "sporco".

Dopo il ciclo di risciacquo, la macchina inizia il processo di estrazione, che recupera il solvente di lavaggio a secco per riutilizzarlo. Le macchine moderne recuperano circa il 99,99% del solvente usato. Il ciclo di estrazione inizia scaricando il solvente dalla camera di lavaggio e accelerando il cestello a 350-450 giri al minuto, facendo sì che gran parte del solvente si liberi dal tessuto. Fino a questo momento il lavaggio avviene a temperatura normale, il solvente non viene mai riscaldato nel processo di lavaggio a secco. Quando non c'è più solvente da filare, la macchina inizia il ciclo di asciugatura.

Durante il ciclo di asciugatura, i capi vengono ruotati in un flusso di aria calda (60-63°C/140-145°F) che circola attraverso il cestello, facendo evaporare eventuali tracce di solvente rimaste dopo la centrifuga. La temperatura dell'aria è controllata per evitare danni da calore ai capi. L'aria calda esaurita dalla macchina passa poi attraverso un'unità di raffreddamento dove i vapori del solvente vengono condensati e restituiti al serbatoio del solvente distillato. Le moderne macchine per il lavaggio a secco usano un sistema a circuito chiuso in cui l'aria raffreddata viene riscaldata e rimessa in circolo. Questo si traduce in alti tassi di recupero del solvente e in un ridotto inquinamento dell'aria. Nei primi tempi del lavaggio a secco, grandi quantità di percloroetilene venivano scaricate nell'atmosfera perché era considerato economico e ritenuto innocuo.

Dopo che il ciclo di asciugatura è completo, un ciclo di deodorazione (aerazione) raffredda i capi e rimuove ancora di più il solvente, facendo circolare l'aria fredda esterna sui capi e poi attraverso un filtro di recupero dei vapori fatto di carbone attivo e resine polimeriche. Dopo il ciclo di aerazione, i capi sono puliti e pronti per la pressatura/finitura.

Infatti, il lavaggio a secco non rimuove tutto il solvente. Non ci sono standard governativi per la quantità di solvente che può rimanere nel tessuto. Quantità rilevabili di solvente rimangono nei vestiti, con i vestiti di lana che trattengono la maggior parte del solvente.

Il solvente di lavoro dalla camera di lavaggio passa attraverso diverse fasi di filtraggio prima di essere restituito alla camera di lavaggio. Il primo passo è una trappola per i bottoni, che impedisce a piccoli oggetti come pelucchi, fermagli, bottoni e monete di entrare nella pompa del solvente.

Nel corso del tempo, un sottile strato di pannello filtrante (chiamato muck) si accumula sul filtro a lanugine. Il muck viene rimosso regolarmente (comunemente una volta al giorno) e poi trattato per recuperare il solvente intrappolato nel muck. Molte macchine usano "filtri a disco rotante", che rimuovono il letame dal filtro con la forza centrifuga mentre viene lavato nuovamente con il solvente.

Dopo il filtro a lanugine, il solvente passa attraverso un filtro a cartuccia assorbente. Questo filtro è fatto di argille attivate e carbone e rimuove la terra fine e insolubile e i residui non volatili, insieme ai coloranti dal solvente. Infine, il solvente passa attraverso un filtro di lucidatura, che rimuove qualsiasi sporco non rimosso in precedenza. Il solvente pulito viene quindi restituito al serbatoio del solvente di lavoro.

Per aumentare il potere pulente, piccole quantità di detergente (0,5%-1,5%) sono aggiunte al solvente di lavoro e sono essenziali per la sua funzionalità. Questi detergenti aiutano a dissolvere lo sporco idrofilo e impediscono allo sporco di ridepositarsi sui capi. A seconda del design della macchina, viene utilizzato un detergente anionico o cationico.

Poiché il recupero del solvente è inferiore al 100%, e poiché il lavaggio a secco non rimuove bene le macchie a base d'acqua, gli imprenditori hanno sviluppato il processo di pulizia a umido, che è, in sostanza, lavaggio con acqua fredda e asciugatura ad aria, utilizzando una lavatrice e un'asciugatrice controllate da un computer. In generale, la pulizia a umido viene ancora migliorata e sviluppata, anche se versioni a bassa tecnologia sono state usate per secoli.

Le persone che fanno vestiti hanno simboli speciali per dire come devono essere puliti. Il simbolo internazionale della lavanderia GINETEX per il lavaggio a secco è un cerchio. Può avere una lettera P all'interno per indicare il solvente percloroetilene, o una lettera F per indicare un solvente idrocarburo. Una barra sotto il cerchio significa che dovrebbero essere usati solo processi di pulizia delicati. Un cerchio vuoto barrato significa che i vestiti non devono essere lavati a secco.

Letame cotto

Residuo di polvere cotta - il materiale di scarto generato dalla cottura o dalla distillazione del letame. Il residuo di polvere cotta è un rifiuto pericoloso e conterrà solvente, materiale filtrante in polvere (diatomite), carbone, residui non volatili, lanugine, coloranti, grasso, terra e acqua. Le leggi dicono come questo materiale può essere smaltito.

Fango

Il fango di scarto o il residuo solido dell'alambicco contiene solvente, acqua, terra, carbonio e altri residui non volatili. Il materiale rimosso dal fondo degli alambicchi nelle operazioni di pulizia a secco con solventi clorurati è un rifiuto pericoloso.

Il perc è classificato come un contaminante pericoloso dell'aria dall'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti e deve essere gestito come un rifiuto pericoloso. Per evitare che finisca nell'acqua potabile, le lavanderie a secco che usano il perc devono prendere precauzioni speciali contro la contaminazione del sito. I padroni di casa stanno diventando sempre più riluttanti a permettere alle lavanderie a secco di operare nei loro edifici. Quando viene rilasciato nell'aria, il perc può contribuire allo smog quando reagisce con altre sostanze organiche volatili del carbonio. La California ha dichiarato il percloroetilene una sostanza chimica tossica nel 1991, e il suo uso diventerà illegale in quello stato nel 2023.

Alcune alternative come la _CO2 evitano i rischi tossici del perc. Ma la _CO2 non pulisce alcune forme di sporco come il perc.

Moderno

• Eteri glicolici (dipropilene glicol tertiary-butyl ether) (Rynex) (Solvair) - In molti casi sono più efficaci del percloroetilene (perc). In tutti i casi sono migliori per l'ambiente. Il dipropilenglicole terziario butil etere (DPTB) ha un punto di infiammabilità molto al di sopra degli standard industriali attuali, quindi non è un pericolo di incendio. Il DPTB può dissolvere le macchie solubili in acqua altrettanto bene (o meglio) del perc o degli altri solventi di pulizia a secco a base di glicole etere attualmente in uso in commercio. Un vantaggio particolare delle soluzioni DPTB-acqua del prodotto Rynex nel lavaggio a secco è che non si comportano come una tipica miscela. Piuttosto, Rynex agisce come una singola sostanza. Questo permette una separazione meglio definita durante la distillazione azeotropica ad un punto di ebollizione più basso. Inoltre, aiuta la bonifica in modo più efficace. Oltre il 99% del Rynex utilizzato può essere recuperato. Migliora anche la purificazione con le tecniche di distillazione convenzionali.
• Idrocarburo - Questo è più simile al lavaggio a secco a percussione standard, ma i processi utilizzano solventi idrocarburi come il DF-2000 della Exxon-Mobil o l'EcoSolv della Chevron Phillips. Questi solventi a base di petrolio sono meno aggressivi del perc e richiedono un ciclo di pulizia più lungo. Anche se infiammabili, questi solventi non presentano un alto rischio di incendio o esplosione se usati correttamente. Un solvente idrocarburo contiene anche dei composti organici volatili (VOC) che contribuiscono allo smog.
• Silicone liquido (decametilciclopentasilossano o D5) - è più delicato sui capi rispetto al perc e non causa perdita di colore. GreenEarth Cleaning fa pagare una tassa di licenza per l'uso di questo solvente. Anche se è molto più ecologico, il suo prezzo è più del doppio di quello del perc, e GreenEarth fa pagare una tassa di affiliazione annuale. Si degrada in pochi giorni nell'ambiente in silice e tracce di acqua e _CO2. Il D5 produce rifiuti non tossici e non pericolosi. Dow Corning ha condotto dei test di tossicità che hanno scoperto che il silicone liquido aumenta l'incidenza dei tumori nei ratti femmina (nessun effetto è stato visto nei ratti maschi). Ma ulteriori ricerche hanno concluso che gli effetti osservati nei ratti non sono rilevanti per gli esseri umani perché il percorso biologico che porta alla formazione di tumori è unico per i ratti.(170.6 °F/77 °C flash point).
• Miscele di idrocarburi modificati (Pure Dry)
• Percloroetilene - In uso dagli anni '40, il perc è il solvente più comune, lo "standard" per le prestazioni di pulizia e il detergente più aggressivo. Può causare la perdita di colore, specialmente alle alte temperature, e può distruggere finiture speciali, bottoni e perline su alcuni capi. Meglio per le macchie a base di olio (che rappresentano circa il 10% delle macchie) che per le più comuni macchie solubili in acqua (caffè, vino, sangue, ecc.). Il Perc lascia un caratteristico odore chimico sui vestiti. Il Perc non è infiammabile.
• _CO2 liquida - Consumer Reports ha valutato questo metodo meglio dei metodi convenzionali, ma il Drycleaning and Laundry Institute ha commentato la sua "capacità di pulizia abbastanza bassa" in un rapporto del 2007. Un altro gruppo di certificazione dell'industria, America's Best Cleaners, conta i pulitori a _CO2 tra i suoi membri. I macchinari sono costosi, fino a 90.000 dollari in più di una macchina a percussione, rendendo difficile l'accessibilità per le piccole imprese. Alcuni pulitori con queste macchine mantengono le macchine tradizionali in loco per i tessuti più sporchi. Altri trovano che gli enzimi vegetali siano ugualmente efficaci e più sostenibili dal punto di vista ambientale. L'abbigliamento _{pulito con CO2} non emette composti volatili. La pulizia a _CO2 è anche usata per il restauro di danni causati dal fuoco e dall'acqua grazie alla sua efficacia nel rimuovere i residui tossici, la fuliggine e gli odori associati al fuoco. L'impatto ambientale è molto basso; l'anidride carbonica è quasi completamente atossica, non persiste nei vestiti o nell'ambiente, e il suo potenziale di gas serra è inferiore a quello di molti solventi organici.
• Pulizia a umido - Un sistema che utilizza acqua e sapone biodegradabile. Asciugatrici controllate dal computer e macchine stiratrici assicurano che il tessuto mantenga la sua forma e dimensione naturale. Si sostiene che il lavaggio a umido pulisca in modo sicuro la maggior parte dei capi "lavabili solo a secco", compresi pelle, pelle scamosciata, la maggior parte delle lane su misura, seta e rayon. (Le cravatte sembrano essere l'unica eccezione). La maggior parte delle lavanderie a percussione usano il wet cleaning su alcuni capi, ma ci sono solo circa 20 lavanderie esclusive negli Stati Uniti.

Storico

• Tetracloruro di carbonio - Altamente tossico.
• Tricloroetano - Troppo aggressivo e duro.
• Solvente Stoddard - Molto infiammabile ed esplosivo, punto di infiammabilità 100°F/38°C.
• CFC-113 - Freon - CFC che distrugge l'ozono.

Diversi prodotti commerciali sul mercato oggi, come Dryel della Procter & Gamble, permettono di eseguire elementi del processo di lavaggio a secco in casa utilizzando macchine lavatrici domestiche. Anche se non è il processo completo che verrebbe eseguito da una lavanderia professionale, essi permettono la comodità del bucato in casa e funzionano per certi tipi di indumenti.