Kuru temizleme

Kuru temizleme, kumaşların üzerinde bulunan kir ve lekeleri çıkarmak için su içermeyen apolar bir çözücü sıvı (solvent) kullanılarak yapılan yıkama işlemidir. Dünya çapında genel olarak kuru temizlemede tetrakloroetilen isimli toksisitesi düşük ve yanıcı olmayan apolar bir sıvı kullanılır.

Sanılanın aksine kuru temizleme tamamen "kuru" değildir ve sıvı kullanılarak yapılır. "Kuru" ifadesi kimyada çoğu zaman bahsedilen maddenin ya da işlemin su içermediği anlamına gelir.

Müşterilerinin bakış açısına göre, kuru temizleme işletmeleri iki türe ayrılır; bir tesis yerinde temizlik yapar, bir bayi ise müşterilerden giysileri alır, onları büyük bir fabrikaya gönderir ve ardından temizlenmiş giysileri müşteri tarafından alınması için bayiye geri götürür. Bu döngü, temizleme işleminin neden olduğu yangın veya tehlikeli duman riskini en aza indirmek için yapılmıştır ancak günümüzde kullanılan çözücüler yanıcı olmadığından kuru temizlemenin dükkân içerisinde yapılmaması için bir neden yoktur.

Kuru temizlemeye (İngilizce dry scouring) ismini veren mucit ve terzi Thomas L. Jennings 1821 yılında, patent alan ilk Siyahî Amerikalı olmuştur. Kendisi, su ve sabun ile yıkanmayan lekeler üzerine çeşitli çözücüler denemiştir.

Sulu olmayan çözücüler kullanarak çamaşırları kirden temizlemeye yönelik modern süreç, bir boyahane sahibi Jean-Baptiste Jolly'nin bunun için petrol ürünleri kullanmayı önerdiği bilinmektedir. Bir rivayete göre evindeki masa örtüsünün, hizmetçinin üzerine gazyağı döktükten sonra daha temiz hâle geldiğini fark eden Jolly, giysileri gazyağıyla (kerosen) temizlediği ilk kuru temizleme dükkânını açtı.

Kerosen ve benzinin yanıcılığı Atlantalı bir kuru temizlemeci olan William Joseph Stoddard'ı endişelendirmekteydi. Stoddard, bu iki sıvıdan daha az yanıcı olan Stoddard solventini geliştirmiştir. Bu çözücü, terebentin içermekteydi. Terebentin yine de yanıcıdır ve yangın riski teşkil eder.

I. Dünya Savaşından sonra karbon tetraklorür gibi klorlu çözücüler kuru temizlemede kullanılmaya başlanmıştır. Karbon tetraklorür ve trikloroetilen geçmişte en çok kullanılan kuru temizleme çözücüleriydi. Önceki iki çözücünün insan sağlığı (örneğin karbon tetraklorür çok zehirliydi) ve çevre üzerindeki olumsuz etkilerinden (trikloroetilen, yeraltı sularında birikmekteydi) dolayı kuru temizlemede 1930'lardan beri günümüzde daha güvenli ve daha düşük toksisitesi olan tetrakloroetilen kullanılmaktadır.

Kuru temizleme işlemi eskiden, biri temizleme işlemi için, ikincisi çözücüyü giysilerden çıkarmak için olmak üzere iki makinede yapılırdı. Bu dönemin makineleri "bacalı" olarak tanımlandı; kurutma egzozları, birçok modern çamaşır kurutma makinesi egzozuyla aynı şekilde atmosfere atılırdı. Bu, çevre kirliliğine katkıda bulundu ve potansiyel olarak yeniden kullanılabilir çözücünün çoğu atmosfere kayboldu. Modern kuru temizleme makineleri hem yıkamayı hem de kurutmayı aynı yerde yapar ve çözücüyü tekrar geri dönüştürür.

Mekanizma açısından kuru temizleme, kumaş üzerindeki lekeleri seçici olarak çözer. Çözücüler, polar değildir (apolar) ve lekelere neden olan apolar bileşikleri seçici olarak çıkarma eğilimindedir. Bu lekeler aksi takdirde yalnızca yüksek sıcaklıklarda sulu deterjan karışımlarında çözünebilir ve ısı hassas kumaşlara potansiyel olarak zarar verebilir.

Apolar çözücüler, kumaş içindeki herhangi bir polar grupla etkileşime girmediğinden, bazı kumaşlar, özellikle doğal kumaşlar için de iyidir. Su bu polar gruplara bağlanır ve bu da yıkama sırasında liflerin içindeki proteinlerin şişmesine ve gerilmesine neden olur. Ayrıca, su moleküllerinin bağlanması lif içindeki zayıf çekimlere müdahale ederek lifin orijinal şeklinin kaybolmasına neden olur. Çamaşır döngüsünden sonra su molekülleri kurur. Bununla birlikte, liflerin orijinal şekli zaten bozulmuştur ve bu genellikle büzülmeye neden olur. Apolar çözücüler bu etkileşimi önleyerek daha hassas kumaşları korur.

Kuru temizlemecideki süreç ürünlerin teslim alınması, gelen ürünlerin ayrılması, ön temizlik, makinede temizleme (sıkma ve kurutma dahil) ve sonraki rötuşlar (temizleme), ütüleme ve paketlemeyi içeren bitirme işlemleri olmak üzere beş ana aşamadan oluşur. Deri ve süet ürünler için bitirme işlemleri aynı zamanda yağlama, tonlama ve film kaplamaların uygulanmasını içerebilir.

Alım, ürünün türünü, kusurlarını ve kirlerini, temizleme yöntemini belirleyen ve ayrıca tüketici ile temizlik esnasında olabilecek herhangi bir sorun çıkması durumları için bir anlaşma yapan sürecin en önemli aşamalarından biridir.

Ürünlerin, kuru temizleme makinesine yüklemek için partilerin toplanmasından oluşur. Boyaların bir üründen diğerine geçmesini önlemek için başta renklere göre ayrım yapılır. Ayıklama, malzemenin bileşimine, gelen ürünlerin rengine ve kirlenme derecesine göre yapılır: fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı her malzeme kuru temizleme makinesinde farklı davranır.

Bu aşama, ürünlerin en kirli bölgelerinin (kuru temizleme kalitesini artırmak için) işlenmesini ve kuru temizleme makinesinde çözücü ve ısı etkisi altında nihai olarak ürün üzerinde daha sonra çıkarılması imkansız olan ve kalıcı olarak kalabilecek lekelerin çıkarılmasını amaçlar. Bu işlemde lekeleri çıkarmak için çözücülerle birlikte deterjanlar kullanılır. Bu işlem, basınçlı hava ve buhar sağlamak için egzozlu bir çalışma yüzeyine ve tabancalara sahip, aydınlatmalı özel leke çıkarma masalarında gerçekleştirilir - öyle ki su, deterjanlar ve çözücü ile birlikte güçlü bir hava akımı lekeyi çıkarır.

Kumaşlarda bulunan kirletici maddeleri çıkarmak ve çözmek için çözücülerin yeteneğini kullanılır. Günümüzde kullanılan tüm kuru temizleme makineleri kapalı devre çalışmaktadır. Tankta harcanan ve ürünlerdeki safsızlıkları emen perkloroetilen, büyük safsızlık parçacıklarının tutulduğu filtrelerden geçerek damıtma için damıtma cihazına gönderilir.

Dükkân personelinin ve müşterilerinin daha fazla güvenliği için, tüm modern kuru temizleme makinelerinde özel bir cihaz - bir adsorber bulunur. Bu cihazlar kurutma sırasında oluşan çözücü buharlarını emerek ürünlerden ve kuru temizleme haznesinden tamamen uzaklaştırılmasını sağlar. Bu nedenle, modern kuru temizleme teknolojisi, yüksek derecede çevre dostudur ve kuru temizleme şirketi çalışanlarının ve müşterilerinin sağlığı için güvenlidir.

Ana bitirme işlemi ütülemedir - ütü masaları, presler ve mankenler kullanılır. Egzozlu ütü masasında ütüleme, yerleşik bir buhar jeneratörü veya merkezî bir kuru temizleme dükkanı tarafından üretilen buhar beslemeli ütüler kullanılarak gerçekleştirilir. Leke kalırsa son bir leke çıkarma işlemi de yapılır. Lekeler elle çıkarılamıyorsa ürün tekrar kuru temizlemeye gönderilir. Tekrarlanan kuru temizlemeden sonra leke kaybolmadıysa, bu kabul makbuzuna kaydedilir ve ürün ıslak ısıl işlem ve daha fazla paketleme ve siparişin verilmesi için gönderilir.

İsminin önerdiğinin aksine, kuru temizleme tamamen "kuru" değildir. Kuru temizleme işlemi genellikle tetrakloroetilen/perkloroetilen (perc) denen apolar, oda sıcaklığında sıvı hâlde bir çözücü ile yapılır. Perkloroetilen, termal olarak stabil olduğundan, tekrar tekrar damıtılıp kullanılır.

Pek çok tekstil ürünü, özellikle takım elbise veya mont gibi farklı kumaş türlerinin işlendiği tekstil ürünleri, deforme olabileceği veya rengini kaybedebileceği için yalnızca su veya sulu yıkama solüsyonları ile sınırlı ölçüde temizlenebilmektedir. İpekli giysiler tekstil yapısını kaybeder, suyla yıkandığında yumuşar ve sarkar. Bu yüzden bazı kumaşlar sadece kuru temizleme yapılmalıdır.

Yıkama döngüsü sırasında hazne yaklaşık üçte biri çözücü ile dolar ve dönmeye başlar. Çözücü sıcaklığı 30 °C veya altında tutulur, çünkü daha yüksek bir sıcaklık çözücüye zarar verebilir. Yıkama döngüsü sırasında haznedeki çözücü (genelde 'kafes' olarak bilinir) bir filtrasyon odasından geçirilir ve ardından 'kafese' geri beslenir. Bu döngü olarak bilinir ve yıkama süresi boyunca devam eder. Çözücü daha sonra uzaklaştırılır ve bir kazan ve kondansatörden oluşan bir damıtma ünitesine gönderilir. Yoğunlaştırılmış çözücü, kalan suyun çözücüden ayrıldığı ve daha sonra temiz çözücü tankına beslendiği bir ayırıcı üniteye beslenir. (Su polar olduğu için apolar olan tetrakloroetilen ile asla karışmaz ve tetrakloroetilen yoğunluğu nedeniyle suyun altında kalır) İdeal akış hızı, makinenin boyutuna bağlı olarak dakikada kilogram giysi başına yaklaşık 8 litre çözücüdür.

Giysiler ayrıca makinenin operatörü tarafından işlem öncesinde yabancı cisimler açısından da kontrol edilir. Plastik kalemler gibi plastik maddeler çözücü banyosunda çözünerek tekstile zarar verebilir. Bazı hassas tekstil boyaları çözücüye daldırma sırasında boya akıtabilir. Kuş tüyü yatak örtüleri veya püsküllü kilimler veya askılar gibi kırılgan öğeler işlem öncesinde bir file çantaya konulabilir. Perkloroetilenin yoğunluğu, oda sıcaklığında yaklaşık 1,7 g/cm3'tür (sudan %70 daha ağırdır) ve emilen çözücünün tam ağırlığı, mekanik destek sağlanmadığı sürece, ekstraksiyon döngüsü sırasında tekstilin normal kuvvet altında bozulmasına neden olabilir.

Tüm lekeler kuru temizleme ile çıkarılamaz. Bazılarının, giysiler yıkanmadan veya kuru temizlemeden önce özel leke çözücülerle (bazen buharla veya özel leke çıkarıcı sıvılara batırılarak) işlemden geçirilmesi gerekir. Ayrıca, uzun süre kirli bir şekilde saklanan giysilerin orijinal renk ve dokularına kavuşması da zordur.

Tipik bir yıkama döngüsü, giysilerin türüne ve kirlilik derecesine bağlı olarak 8-15 dakika sürer. İlk üç dakika boyunca, çözücüde çözünen kirler perkloroetilen içinde çözülür ve gevşek, çözünmeyen kir çıkar. Gevşek kir çıktıktan sonra, çözünmeyen kiri giysilerden çıkarmak 10-12 dakika sürer. Hidrokarbon çözücüler kullanan makineler, çözücüde çözünen kirlerin çok daha yavaş çözülme hızı nedeniyle en az 25 dakikalık bir yıkama döngüsü gerektirir.

Durulama döngüsünden sonra makine, çözücüyü yeniden kullanım için geri kazanan özütleme işlemine başlar. Modern makineler, kullanılan çözücünün yaklaşık %99,99'unu geri kazanır. Ekstraksiyon döngüsü, çözücünün yıkama haznesinden boşaltılması ve sepetin 350-450 rpm'e hızlandırılmasıyla başlar ve bu da çözücünün çoğunun kumaştan serbestçe dönmesine neden olur. Bu zamana kadar kuru temizleme işleminde çözücü kesinlikle ısıtılmadığından temizlik normal sıcaklıkta yapılır. Daha fazla çözücü püskürtülemediğinde, makine kurutma döngüsünü başlatır.

Kurutma döngüsü sırasında giysiler, sepet içinde dolaşan bir sıcak hava akışında (60–63 °C) döndürülür ve sıkma döngüsünden sonra kalan çözücü kalıntıları buharlaşır. Giysilerin ısıdan zarar görmesini önlemek için hava sıcaklığı kontrol edilir. Makineden dışarı atılan sıcak hava daha sonra çözücü buharlarının yoğunlaştırıldığı ve damıtılmış çözücü tankına geri gönderildiği bir soğutma ünitesinden geçer. Modern kuru temizleme makinelerinde, soğutulmuş havanın yeniden ısıtıldığı ve yeniden sirküle edildiği kapalı devre bir sistem kullanılır. Bu, yüksek çözücü geri kazanım oranları ve azaltılmış hava kirliliği ile sonuçlanır. Kuru temizlemenin ilk günlerinde, ucuz olduğu ve zararsız olduğuna inanıldığı için büyük miktarlarda perkloroetilen atmosfere salınıyordu.

Yıkama bölmesinden gelen kirli çözücü, yıkama bölmesine geri gönderilmeden önce birkaç filtrasyon aşamasından geçer. İlk adım, tiftik, tutturucular, düğmeler ve madeni paralar gibi küçük nesnelerin çözücü pompasına girmesini önleyen bir düğme kapanıdır.

Zamanla, filtre üzerinde ince bir çamurumsu bir kir tabakası birikir. Çamur düzenli olarak (genellikle günde bir kez) çıkarılır ve ardından çamurda hapsolmuş çözücüyü geri kazanmak için işlenir. Birçok makine, çözücü ile geri yıkanırken filtredeki kiri merkezkaç kuvvetiyle çıkaran "döndürme diski filtreleri" kullanır.

Tiftik filtreden sonra çözücü, emici bir kartuş filtreden geçer. Aktif killer ve odun kömürü içeren bu filtre, çözücüdeki boyalarla birlikte ince çözünmeyen kirleri ve uçucu olmayan kalıntıları giderir. Son olarak çözücü, daha önce çıkarılmamış herhangi bir kiri temizleyen bir filtreden geçer. Temiz çözücü daha sonra çalışan çözücü tankına geri gönderilir. Damıtıcıdan gelen atık çamur veya katı kalıntı çözücü, su, toprak, karbon ve diğer uçucu olmayan artıkları içerir.

Modern kapalı makinelerin çoğu ayrıca, algılanabilir tüm perc izlerinin ne zaman giderildiğini otomatik olarak algılayan bilgisayar kontrollü bir kurutma sensörü içerir. Bu sistem, döngü sonunda yalnızca az miktarda perc dumanının salınmasını sağlar.

Dünya çapındaki birçok kuru temizleme işletmeleri ana çözücü olarak perkloroetilen olarak da bilinen tetrakloroetilen isimli bir klorokarbon kullanır ancak bazı modern kuru temizleme işletmeleri, farklı çözücüler kullanabilmektedir ve son yıllarda tetrakloroetilenin yerini alabilecek yeni çözücüler denenmektedir. Çoğu yeni çözücü, temizleme kabiliyetinde tetrakloroetilen kadar iyi değildir.

Perkloroetilen (perc, PCE veya tetrakloroetilen) 1930'lardan beri kullanılmaktadır, hoş kokulu renksiz bir sıvıdır. PCE, temizleme performansı için "standart" olan en yaygın çözücüdür. Son derece etkili bir temizleme çözücüsüdür. Termal olarak stabildir, geri dönüştürülebilir ve düşük toksisiteye sahiptir. Buna rağmen, özellikle yüksek sıcaklıklarda renk akmasına/kaybına neden olabilir. Bazı durumlarda bazı giysilerdeki özel süslemelere, düğmelere ve boncuklara zarar verebilir. Yağ bazlı lekeler için (lekelerin yaklaşık %10'unu oluşturur), daha yaygın suda çözünen lekelerden (kahve, şarap, kan vb.) daha iyidir. Tetrakloroetilenin toksisitesi düşüktür ve "Kuru temizleme ve yağ çıkarmada yaygın kullanımına rağmen insanlarda zehirlenme vakaları nadirdir". Tipik bir kuru temizlemecide tetrakloroetilene maruz kalmanın, herhangi bir tehlike arz edebilecek seviyelerin çok altında olduğu bulunmuştur.

Trikloroetilen, (TCE) PCE'den daha agresif ve güçlüdür ancak leke çıkarmada nadiren kullanılır. Günümüzde kuru temizlemede kullanımı giderek azalmıştır ve artık çoğu ülkede kullanılmamaktır. Üstün yağ giderme özellikleriyle, geçmişte endüstriyel iş giysisi/tulum temizliğinde sıklıkla kullanılıyordu.

Koku ve görünüş gibi fiziksel özellikleri tetrakloroetilene benzer ancak kaynama noktası daha düşüktür (87 °C). Trikloroetilen ayrıca geçmişte anestezik olarak kullanılmıştır.

Hidrokarbonlar, Exxon-Mobil'in DF-2000 veya Chevron Phillips'in EcoSolv ve Pure Dry gibi ürünlerle temsil edilir. Bu petrol bazlı çözücüler PCE'den daha az agresiftir ancak aynı zamanda daha az etkilidir. Yanıcı olmalarına rağmen, doğru kullanıldığında yangın veya patlama riski en aza indirgenebilir. Ancak hidrokarbonlar doğa için kirleticidir. Hidrokarbonlar pazarın yaklaşık %10-12'sini oluşturur. Hidrokarbon çözücüler kuru temizleme dışında birçok alanda da kullanılmaktadır.

Consumer Reports, süperkritik CO2'yi geleneksel yöntemlerden daha üstün olarak derecelendirdi, ancak Kuru Temizleme ve Çamaşırhane Enstitüsü, 2007 tarihli bir raporda "oldukça düşük temizleme kabiliyeti" olduğunu açıkladı.

CO2 kullanan makineler çok daha pahalıdır - bir PCE makinesinden 90.000 ABD dolarına kadar daha fazladır ve bu da küçük işletmeler için satın alınabilirliği zorlaştırır.

Kuru temizleme işlemi, gaz hâlindeki karbondioksit kullanılarak giysilerle dolu kapalı bir haznenin bir depolama kabından yaklaşık 200 ilâ 300 psi'ye (14 ila 21 bar) doldurulmasını içerir. İşlemdeki bu adım, temizleme odasına termal şoku önlemek için bir önlem olarak başlatılır. Sıvı karbon dioksit daha sonra hidrolik veya elektrikle çalışan bir pompa (tercihen çift pistonlu) tarafından ayrı bir depolama kabından temizleme odasına pompalanır. Pompa, sıvı karbondioksitin basıncını yaklaşık 900 ila 1.500 psi'ye (62 ila 103 bar) yükseltir. Ayrı bir alt soğutucu, pompanın erken bozulmasına yol açabilecek kavitasyonu önlemek amacıyla karbondioksitin sıcaklığını kaynama noktasının 2 ilâ 3 derece altına indirir.

Glikol eter (özellikle dipropilen glikol tersiyer-bütil eter, ticarî adı Rynex) — Birçok çözücüyle kıyasla çevre için daha iyidir. Dipropilen glikol tersiyer bütil eter (DPTB) mevcut endüstri standartlarının çok üzerinde bir parlama noktasına sahiptir, dolayısıyla yangın tehlikesi oluşturmaz. DPTB suda çözünür lekeleri ve ayrıca şu anda ticari kullanımda olan perc veya diğer glikol eter kuru temizleme çözücülerini çözebilir. Kuru temizlemede Rynex ürününün DPTB-su solüsyonlarının özel bir avantajı, tipik bir karışım gibi davranmamalarıdır. Aksine, Rynex tek bir madde gibi davranır. Bu, daha düşük bir kaynama noktasında azeotropik damıtma üzerine daha iyi tanımlanmış bir ayırmaya izin verir.

Kısaca D5 olarak adlandırılan dekametilsiklopentasiloksan ("sıvı silikon"), GreenEarth Cleaning tarafından popüler hâle getirildi. Perkloroetilenden çok daha pahalıdır ve temizleme gücü yetersizdir. Çevrede günler içinde bozunur.

Bromlu çözücüler (n-propil bromür, Fabrisolv, DrySolv), PCE'den daha yüksek KB değerlerine sahip çözücülerdir. Bu, daha hızlı temizleme sağlar, ancak doğru kullanılmadığı takdirde bazı sentetik boncuklara ve payetlere zarar verebilir. Sağlık açısından, sinirlerin uyuşması ve kanserojenlik gibi nPB ile ilişkili riskler bildirilmiştir. Daha pahalı çözücüler arasındadır, ancak daha hızlı temizleme, daha düşük sıcaklıklar ve daha hızlı kuruma süreleri sağlar.

Karbon tetraklorür, kuru temizlemede ilk kullanılan organoklorür çözücü. Çok zehirli olduğu için kuru temizleme de dâhil birçok alanda kullanımı yasaklamıştır. Ozon tabakasının delinmesinde rol oynar.

Kuru temizleme için uluslararası GINETEX yıkama sembolü bir dairedir. İçinde perkloroetilen çözücüyü belirtmek için P harfi veya genellikle hidrokarbonları imâ eden yanıcı bir çözücüyü (Feuergefährliches Schwerbenzin) belirtmek için F harfi olabilir. Dairenin altındaki çubuk, yalnızca hafif temizleme işlemlerinin önerildiğini gösterir. Üzeri çizili boş daire, bir öğenin kuru temizleme yapılmaması gerektiğini gösterir.