Optimales Reinigen in Industrie und Haushalt ist berechenbar



In der Industrie, aber auch im Haushalt, ist es wichtig, möglichst effizient zu reinigen. Wie dies möglichst optimal funktioniert, lässt sich berechnen.

Kriterien einer effizienten Reinigung

  • Geringer Reinigungsmittel und Wasserverbrauch
  • Geringe Restverschmutzung

Betrachten wir ein ölverschmiertes Blech bzw. einen verschmutzten Boden aus einem industriellen Betrieb als Beispiel. Dieses Blech soll lackiert werden und benötigt deshalb eine saubere und fettfreie Oberfläche. Als Reinigungsmittel kommt Aceton zum Einsatz.

Skizze

                Foto: Dirk Brunner; Lizenz: CC BY SA 3.0
Bauteil mit der Oberfläche A und einer Schmutzschicht mit der Dicke d0

Eine schrittweise Zerlegung des Reinigungsprozesses ergibt folgende Teilbereiche

Schritt 1
  • Eintauchen in ein Reinigungslösung mit dem Volumen V
  • Schmutz wird aufgelöst
  • Schmutzkonzentration in der Reinigungslösung: P=A*d0/V
Annahme: Der Schmutz wird vollständig in der Reinigungslösung aufgelöst

Schritt 2
  • Herausnehmen des Bauteils aus der mittlerweile verschmutzten Reinigungslösung. Dabei bleibt die Flüssigkeit mit der Dicke g am Bauteil haften. Diese verdampft, wodurch eine neue und dünnere Schmutzschicht mit der Dicke d1 entsteht.

d1=g*P=g*A*d0/V

Das Verhältnis der Dicke der vorherigen Schmutzschicht zu der Schmutzschicht nach der Reinigung ist ein Maß für den Reinigungserfolg B.

Definition Reinigungserfolg

d0/d1=V/(g*A)=B
Je größer B, um so sauberer wird das Bauteil.

Beispiel
Volumen der Reinigungslösung V=1 Liter
Schichtdicke der Reinigungslösung auf dem Bauteil nach dem Reinigungsprozess g = 0,2 mm
Zu reinigende Bauteilfläche A =5 Quadratdezimeter
--> B = 100. Das Bauteil hat damit nur noch 1/100 der ursprünglichen Verschmutzung.

Schritt 3
Ist B zu klein, also das Bauteil noch zu stark verschmutzt, kann der Reinigungsprozess bei Schritt 1 wiederholt werden. Wird der Reinigungsprozess mit sauberem Reinigungsmittel einmal wiederholt, beträgt der Reinigungserfolg B*B=B2.

Ein zweiter Reinigungsdurchlauf würde im obigen Beispiel das Bauteil nochmals um den Faktor 100 sauberer bekommen. In Summe also um Faktor 10.000. Soll bei nur einer Reinigungsstufe dieser Faktor erreicht werden, wäre 100 mal so viel Reinigungslösung notwendig.

Mit jeder Reinigungsstufe potenziert sich das Ergebnis. Der Reinigungserfolg ist somit B hoch (Anzahl Reinigungsstufen).

Für eine effiziente Reinigung lassen sich folgende Erkenntnisse ableiten.


Reinigungserfolg: B=V/(g*A)
V: Volumen der Reinigungslösung
g: Schichtdicke der Reinigungslösung auf dem Bauteil nach dem Reinigungsprozess
A: Zu reinigende Bauteilfläche

  • Falls das Reinigungsergebnis nicht zufriedenstellend ist, eine weitere Reinigungsstufe mit sauberer Reinigungslösung vorsehen, anstatt mehr von dieser bei nur einer Stufe zu verwenden.
  • Im Vorfeld groben Schmutz manuell entfernen.
  • Es muss mindestens so viel Reinigungslösung vorhanden sein, dass sich der gesamte Schmutz darin auflösen kann.
  • Weitere Reinigungsstufen sind deutlich effizienter als der Einsatz von mehr Reinigungslösung bei weniger Durchgängen.
  • Darauf achten, dass nach der Reinigung möglichst viel von dem anhaftenden Reinigungsmittel entfernt wird. Dies kann geschehen durch abschleudern, wegpusten, abstreifen oder wegwischen.

Die oben genannten Punkte betreffen nicht nur Industrieprozesse, sondern sind auch auf den Haushalt übertragbar. Nehmen Sie also nächstes mal beim Bodenwischen, Fensterputzen oder Geschirrspülen nicht extra viel Wasser sondern bauen Sie eine weitere Reinigungsstufe mit sauberem Wasser ein. Vorher entfernen Sie möglichst viel von dem verschmutzten Wasser. Sie sparen dadurch nicht nur Wasser und Reinigungsmittel sondern schonen auch die Umwelt.

Sollten Sie weitere Fragen haben oder andere Prozesse die es zu optimieren gilt, sprechen Sie mit uns.