خاک و تاثیرات آن بر شوینده ها

خاک و تاثیرات آن بر شوینده ها:

دانش رسوب های خاکی و استفاده از ترکیبات تمیزکننده مناسب و چندکاره برای کاربرد اختصاصی در تمیز کردن، برای بهداشتی سازی محیط موثر، واجب و ضروری است.

ویژگی های خاک بهترین ترکیب مناسب تمیزکننده را مشخص می کند. یک ترکیب تمیزکننده برای حذف رسوب های معدنی موثرتر است. تمیزکننده قلیایی برای حذف خاک های غیر نفتی، تمیزکننده از نوع حلال برای حذف خاک های نفتی استفاده می شوند.

کارکرد عمده ترکیبات تمیزکننده، کاهش کشش سطحی است تا خاک بتواند سست شود و سپس با آب شسته شود. کمک کننده های دترژنتی با افزودن به ترکیبات تمیزکننده باع محافظت از سطوح حساس می شود و ویژگی های تمیزکنندگی را بهبود بدهند.

ویژگی های خاک(خاک چیست؟):

خاک را می توان matter out of place نامید. ماده matter را می توان آشغال روی هم جمع شده ( debris) باشند.

خاک را می توان به مواد جامد نظیر: چربی، پروتئین، نشاسته، واکس، کلوئیدهای منعقد شده، گرد و خاک(dust)، نمک های معدنی، اکسیدهای فلزی و مایع های کثیف مانند روغن گیاهی، حیوانی و معدنی نسبت داد.

موارد مهم در انتخاب ترکیب تمیزکننده :

1) ماهیت خاکی که تمیز شود

2) ویژگی های آب

3) روش کاربرد

4) منطقه و نوع تجهیزات برای تمیز شدن

ویژگی های فیزیکی خاک:

خاک را می توان به روش حذف از اشیایی ک تمیز شوند تقسیم و طبقه بندی کرد.

1) خاک های محلول در آب( حلال های دیگر) حاوی هیچ گونه تمیزکننده:

ای خاک ها در آب یا حلال های دیگری که حاوی ترکیبات تمیزکننده نباشند، حل می شوند که شامل نمک های معدنی، قندها، نشاسته و مواد معدنی هستند. 

ای خاک ها حداقل مشکلات فنی را ایجاد می کنند زیرا حذف آنها یک عمل حذف کنندگی است.

2) خاک های محلول در محلول تمیزکننده حاوی حل کننده یا دترژنت:

خاک های محلول در اسید و محول های اسیدی با PH<7 (پی اچی کمتر از 7) شامل موارد زیر است: رسوبات شامل فیلم های آهن اکسیده (FeO,Fe2O3)، (Rust)، کربنات های روی (ZnCo3)، اگزالات های کلسیم( CaC2O4)، اکسیدهای فلزی روی (ZnO) بر استیل ضد زنگ، واتر استون (واکنش بین انواع تمیزکننده های قلیایی و ترکیبات شیمیایی موجود در آبی با سختی غیر کربناته)، آب سخت (کربنات های کلسیم CaCO3، کربنات منیزیم MgCO3)، و سنگ شیر (واکنش سنگ آب و لایه شیر، به وسیله حرارت بر روی سطوح فلزی رسوب می کند) هستند.

خاک های محلول در قلیا با PH>7 ( پی اچ بالای 7)شامل: اسیدهای چرب، خون، پروتئین ها، رسوب های آلی.

تحت شرایط قلیایی، یک چربی با قلیا واکنش داده و صابون تشکیل می دهد. این فرایند صابونی شدن نام دارد.

3) خاک های نامحلول در محلول تمیزکننده:

این خاک ها در محدوده ای از محلول تمیزکننده، نامحلول هستند ولی باید از سطوحی ک به آن متصل شده اند سست شده و در محیط تمیزکننده معلق شوند. بعضی از خاک ها برای یک نوع از تمیزکننده ها در یک رده قرار می گیرد، در تمیزکننده دیگری، در کلاس دیگری قرار می گیرد. برای مثال: شکر با دترژنت مایع، محلول است اما در حلال های آلی به صورت نامحلول می باشد.

انتخاب حلال مناسب و ترکیب تمیزکننده صحیح برای حذف خاک بسیار مهم است.

ویژگی های حلالیت انواع مختلف خاک ها

 

خاک ها به 2 دسته آلی و معدنی طبقه بندی می شوند. برای حذف رسوب های معدنی، ترکیب تمیز کننده اسیدی مناسب تر، و برای حذف رسوبات آلی، تمیزکننده های قلیایی موثر خواهد بود.

جدول رده های تجزیه خاک با مثال هایی از رسوبات

رسوبات خاکی از نظر ویژگی ماهیت پیچیده ای دارند زیرا خاک های آلی توسط رسوبات معدنی محافظت می شود و بالعکس، در نتیجه نوع رسوب باید به درستی تشخیص داده شودتا موثرترین ترکیب تمیزکننده انتخاب و برای حذف آن بهترین روش انجام شود.

طبقه بندی و نوع کاربرد تمیزکننده ها نسبت به نوع خاک

 

ویژگی های شیمیایی خاک:

پیوستگی (چسبیدن) سطحی تحت تاثیر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک مثل کشش سطحی، قدرت خیس شوندگی، واکنش شیمیایی با سطح و تحت تاثیر ویژگیهای فیزیکی مثل اندازه ذره شکل و دانسیته است.

بعضی از خاک ها به وسیله نیروهای چسبندگی، کشش سطحی(Adhesion) یا پخش، پراکندگی(dispersion) به سطح نگه داشته می شوند. نیروهای جذب بین خاک و سطح، توسط یک سورفکتانت که انرژی سطحی خاک را کاهش داده و پیوند بین خاک و سطح را ضعیف می کند، تحت تاثیر قرار گیرند.

نیروهای فیزیکی خاک می تواند بر قدرت چسبیدن ک از طریق رطوبت محیط و زمان تماس مرتبط بوده، تاثیر بگذارد و همچنین نیروهای چسبیدن به شکل هندسی، اندازه ذره بی نظمی سطحی و خواص پلاستیکی بستگی دارد.

تاثیر ویژگی های سطحی بر رسوب خاک:

ویژگی های چسبندگی خاک به سطوح:

برداشتن خاک های رسوب کننده در شکاف و درزها و دیگر مناطق ناهموار مشکل است. چگونگی حذف خاک از سطح به ویژگی های سطحی نظیر صافی، سختی، و میزان ترشوندگی بستگی دارد.

فرایند حذف خاک از سطح:

1) جداشدن خاک از سطح، مواد یا تجهیزاتی که باید تمیز شوند.

طریقه جداسازی خاک از سطح:

♦ عمل مکانیکی

♦ آب

♦ بخار

♦ هوا با فشار بالا

♦ مالش دادن

♦ تغیر ماهیت شیمیایی خاک (واکنش یک قلیا با اسید چرب و تولید صابون)

♦ استفاده از سورفکتانت که کشش سطحی محیط تمیز گردن را کاهش دهد

محیط تمیزکننده مثل آب که سورفکتانت اجازه تماس راحت تری با خاک میدهد. خاک و سطح کاملا خیس و مرطوب شده که تمیزکننده در جدا کردن خاک از سطح کمک کند. تمیزکننده ها پیوند ین خاک و سطح را کاهش داده و سست شوندگی و جداسازی را تقویت می کند.

کارایی کاهش انرژی و کاهش پیوند از طریق افزایش درجه حرارت ترکیب تمیزکننده، آب یا اسپری فشار قوی افزایش می یابد.

2) زیرفرایند دوم پخش شدن خاک در محلول تمیز کننده است. خاک محلول در تمیزکننده هنگامی دیسپرس می شود که رقیق سازی کافی محیط تمیز کننده حفظ شود و محدودیت های حلالیت خاک در محیط فراتر نرود.

مقداری از خاک های سست شده از محیط تمیزکننده حل و جدا نمی شوند. پخش شدن خاک های نامحلول پیچیده تر است. بنابراین خاک را به ذرات کوچکتر تبدیل شوند و این فرایند از طریق انرژی مکانیکی ناشی از هم زدن، آب فشار قوی، مالش دادن انجام می گیرد تا عملیات ترکیبات تمیزکننده در تجزیه خاک به ذرات کوچکتر را تکمیل کند. اثر هم افزایی فعالیت کاهش انرژی ترکیب تمیزکننده و انرژی مکانیکی می تواند خاک را به ذرات کوچک بشکند و آن را از سطح جدا کند.

3) جلوگیری از رسوب دوباره خاک دیسپرس شده

♦ حذف محلول دیسپرس شده از سطح

♦ مخلوط کردن و هم زدن مدام محلول دیسپرس شده

♦ جلوگیری از واکنش ترکیب تمیزکننده با آب بر روی خاک

حذف باقیمانده ی محلول و خاک دیسپرس شده توسط فلاش کردن(flash) یا ابکشی سطح تمیزکننده

♦ حفظ خاک به صورت ذرات ریز

توجه: آب سبک حاوی عوامل گیرنده( sequestrant) امکان تشکیل رسوبات آب سخت از صابون موجود در ترکیب تمیزکننده یا صابون تشکیل شده از طریق صابونی شدن چربی را کاهش می دهد.

جذب عوامل فعال سطحی بر روی سطح ذرات خاک سبب ایجاد بارهای الکتریکی مشابه در ذرات می شود. شرایط از تجمع ذرات بزرگتر جلوگیری می کند، زیرا ذرات با بار مشابه همدیگر را دفع می کنند. به این دلیل دفع مشابه ذرات پوشاننده شده با سورفکتانت و سطح تمیز پوشانده شده و رسوب مجدد سطح به حداقل می زسد.

فرایند حذف خاک بستگی به موارد زیر دارد:

1) حذف شیمیایی: حل شدن خاک از طریق پپتیزاسیون پروتئین، هیدرولیز نشاسته و تری گلیسرید توسط سود و حل شدن اسیدی اکسیدهای فلزی

 2)   حذف فیزیکی: جذب سورفکتانت ها و گیرنده ها در بین فضای بین سطحی جامد ـ جامد، جامد ـ مایع ، مایع ـ مایع ، هوا ـ مایع توسط نیروی واندروالس رخ می دهد.

3) گیرندگی( sequestration): گیرنده ها درخاک نفوذ می کنند و از طریق سست کردن خاک عمل حذف اتفاق می افتد.