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Soil removal from solid or textile surfaces using mechanical energy,
heat and aqueous solutions of chemical cleaning agents is
a complex procedure. Owing to the number and variety of influencing
technical, physical and chemical factors, modelling the
soil removal kinetics using a simple mathematical equation appears
to be almost impossible. But thorough analyses of numerous
experiments showed that there exists a mathematical model
that correlates with the experimental data with a coefficient of
correlation higher than 0.99. The model is equivalent to the twoparameter
Weibull distribution, widely used in reliability and lifetime
testing of technical systems. Cleaning characteristics fitting
the new model can therefore be interpreted as the ªlifetime distribution
of the soil subjected to a specified cleaning procedureº.
The paper describes the new model, its stochastic background,
advantages and successful applications: bleaching process
in washing machines, dust removal from floor carpets using
electrical vacuum cleaners, and cleaning-in-place of deposits
encrusted on milk heat exchanger surfaces using chemical
agents.
Ein mathematisches Modell vom Reinigungsprozess. Die
Reinigung von festen Oberflächen und Textilien unter Einsatz
von Wärme, mechanischer Energie sowie wässrigen Lösungen
von Reinigungschemikalien ist ein komplexer Vorgang. Infolge
der zahlreichen und unterschiedlichen technischen, physikalischen
und chemischen Einflussfaktoren, schien es kaum
möglich, die Reinigungskinetik in ein einfaches mathematisches
Modell zu fassen. Die Analyse zahlreicher Experimente hat nun
gezeigt, dass ein solches mathematisches Modell existiert und
die Korrelationskoeffizienten zwischen den Messwerten und
der Modellgleichung über 0,99 liegen. Das Modell entspricht
mathematisch der zweiparametrigen Weibull-Verteilung, die im
Rahmen von Zuverlässigkeits- und Lebensdauertests technischer
Systeme häufig eingesetzt wird. Reinigungscharakteristiken, die
dem neuen Modell folgen, können demnach interpretiert werden
als ¹Lebensdauerverteilungen der Verschmutzung unter
der Beanspruchung durch ein definiertes Reinigungsverfahrenª.
Der Beitrag beschreibt das neue Modell, seine stochastische
Begründung, Vorteile, sowie die erfolgreiche Anwendung für
Bleichprozesse in Haushaltswaschmaschinen, die Staubaufnahme
von Teppichböden durch Staubsauger und die CIP-Reinigung
hartnäckiger Ablagerungen auf Wärmetauscherflächen von
Milcherhitzern unter Einsatz wässriger Reinigungschemikalien.