Bleichmittel

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Hintergrund

Bleichmittel ist eine chemische Verbindung, die aus natürlichen Quellen gewonnen wird und zum Aufhellen von Stoffen verwendet wird. Bleichen funktioniert durch den Prozess der Oxidation oder die Veränderung einer Verbindung durch die Einführung von Sauerstoffmolekülen. Ein Fleck ist im Wesentlichen eine chemische Verbindung, und die Zugabe von Bleichmittel zerlegt die Moleküle in kleinere Elemente, sodass sie sich vom Stoff lösen. Waschmittel und das Rühren der Waschmaschine beschleunigen den Reinigungsprozess. Auf die gleiche Weise wirken die desinfizierenden Eigenschaften von Bleichmitteln – Keime werden durch Sauerstoffeintrag abgebaut und unschädlich gemacht. In der Industrie werden verschiedene Arten von Bleichmitteln verwendet, um Materialien wie Papier aufzuhellen und Holz, obwohl die meisten Bleichmittel zum Waschen von Textilien verwendet werden.

Verlauf

Seit Jahrhunderten weißt der Mensch Stoffe auf; Die alten Ägypter, Griechen und Römer haben Materialien gebleicht. Bereits 300 v. Chr. , Sodaasche, hergestellt aus verbranntem Seetang, wurde verwendet, um Stoff zu reinigen und aufzuhellen. Im Mittelalter perfektionierten die Niederländer das Bleichen von Stoffen in einem sogenannten Crofting-Verfahren, bei dem Stoffe auf großen Feldern ausgebreitet wurden, um maximale Sonneneinstrahlung zu erzielen. Textilfabriken bis nach Schottland verschifften ihr Material für diese Bleiche in die Niederlande. Die Praxis verbreitete sich schnell in ganz Europa, und bereits 1322 wurden Bleichfelder in Großbritannien dokumentiert. 1728 wurde im schottischen Galloway eine Bleichfirma nach holländischen Methoden gegründet. Dabei wurden die Stoffe mehrere Tage in einer Laugenlösung getränkt, dann „ausgebockt“ oder sauber gewaschen. Die Stoffe wurden dann wochenlang auf dem Gras ausgebreitet. Dieser Vorgang wurde fünf- oder sechsmal wiederholt, bis der gewünschte Weißgrad erreicht war. Als nächstes wurde der Stoff mit Sauermilch oder Buttermilch behandelt und erneut gebuckelt und gecrofted. Diese Methode war langwierig und mühsam und monopolisierte große Landstriche, die für die Landwirtschaft hätten genutzt werden können.

Ende des 18. Jahrhunderts entdeckten Wissenschaftler eine Chemikalie, die die gleiche Wirkung wie Crofting hatte, aber viel schnellere Ergebnisse lieferte. 1774 entdeckte der schwedische Chemiker Karl Wilhelm Scheele das chemische Element Chlor, ein stark reizendes, grün-gelbliches gasförmiges Halogen. 1785 fand der französische Wissenschaftler Claude Berthollet heraus, dass Chlor ein ausgezeichnetes Weißmacher in Stoffen ist. Einige Fabrikbetreiber versuchten, ihre Stoffe Chlorgas auszusetzen, aber das Verfahren war so umständlich und die Dämpfe so stark, dass diese Versuche bald aufgegeben wurden.

In der Nähe von Paris, in der Stadt Javel, eröffnete Berthollet eine kleine Fabrik zur Herstellung eines neuen Produkts namens "Eau de Javelle". Das Bleichpulver bestand aus Pottasche (Soda), die Chlorgas aufgenommen hatte. 1799 erfand der schottische Chemiker Charles Tennant ein weiteres Bleichpulver. In den frühen Jahren der industriellen Revolution wurde sein patentiertes Kalkpulver häufig verwendet, um eine Vielzahl von Stoffen und Papierprodukten aufzuhellen. Um das Bleichpulver herzustellen, wurde gelöschter Kalk (mit Wasser behandelter Kalk) dünn auf den Beton- oder Bleiboden eines großen Raumes verteilt. Chlorgas wurde in den Raum gepumpt, um vom Kalk aufgenommen zu werden. Obwohl das Pulver ein wirksamer Weißmacher war, war es chemisch instabil. Es war Die Rohstoffe für die Herstellung von Haushaltsbleichmitteln sind Chlor, Natronlauge und Wasser. Das Chlor und die Natronlauge werden hergestellt, indem in einem als Elektrolyse bezeichneten Prozess Gleichstrom durch eine Natriumchlorid-Salzlösung geleitet wird. Bis um den Ersten Weltkrieg herum häufig verwendet, als flüssige Chlor- und Natriumhypochloritlösungen – die Vorläufer der modernen Haushaltsbleiche – eingeführt wurden. Ungefähr zu dieser Zeit fanden Forscher heraus, dass die Injektion von Salz Wasser mit elektrischem Strom spaltete die Salzmoleküle (Natriumchlorid) auf und produzierte eine Verbindung namens Natriumhypochlorit. Diese Entdeckung ermöglichte die Massenproduktion von Natriumhypochlorit oder Chlorbleiche.

Arten von Bleichmitteln

Bleichmittel findet man heute in fast jedem Haushalt. Es hellt Textilien auf und entfernt Flecken durch eine chemische Reaktion, die die unerwünschte Farbe in kleinere Partikel zerlegt, die durch Waschen leicht entfernt werden können. Die zwei Arten von Haushaltsbleichmittel sind Chlorbleiche und Peroxidbleiche. Peroxidbleiche wurde in den 1950er Jahren eingeführt. Obwohl es hilft, Flecken zu entfernen, insbesondere bei höheren Waschtemperaturen, bleicht es die meisten farbigen Materialien nicht und schwächt Stoffe nicht wie Natriumhypochlorit-Bleiche. Peroxidbleiche desinfiziert nicht und wird häufig Waschmitteln zugesetzt, die als farbsicher beworben werden. Es hat auch eine längere Haltbarkeit als Chlorbleiche. Peroxidbleiche wird häufiger in Europa verwendet, wo Waschmaschinen mit inneren Heizschlangen hergestellt werden, die die Wassertemperatur bis zum Siedepunkt erhöhen können.

Die gebräuchlichere Form von Haushaltsbleichmittel in den USA ist Chlorbleiche. Es ist am effektivsten bei der Entfernung von Flecken und der Desinfektion von Stoffen. Chlorbleiche ist billig in der Herstellung und sowohl bei warmen als auch bei heißen Waschtemperaturen wirksam. Es hat jedoch starke chemische Eigenschaften, die Textilfasern schwächen können.

Die desinfizierenden Eigenschaften von Chlorbleiche können auch außerhalb der Wäsche von Nutzen sein. Chlorbleiche desinfiziert Trinkwasser, wo Grundwasserverschmutzung aufgetreten ist, da es ein starkes keimtötendes Mittel ist. Es wurde erstmals 1895 zur Desinfektion von Trinkwasser im Croton Reservoir in New York City verwendet und ist von der Regierung für die Desinfektion von Geräten in der Lebensmittelindustrie zugelassen. In den letzten Jahren wurde Bleichmittel von Gesundheitsaktivisten der Gemeinde als kostengünstige Methode zur Desinfektion der Nadeln von intravenösen Drogenkonsumenten beworben.

Rohstoffe

Die Rohstoffe für die Herstellung von Haushaltsbleichmitteln sind Chlor, Natronlauge und Wasser. Das Chlor und die Natronlauge werden hergestellt, indem in einem als Elektrolyse bezeichneten Prozess Gleichstrom durch eine Natriumchlorid-Salzlösung geleitet wird. Natriumchlorid, gewöhnliches Speisesalz, kommt entweder aus Minen oder unterirdischen Brunnen. Das Salz wird in heißem Wasser zu einer Salzlösung gelöst, die anschließend auf Verunreinigungen behandelt wird, bevor sie in der Elektrolysezelle umgesetzt wird.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Herstellung von Natriumhypochloritbleichmittel erfordert mehrere Schritte. Alle Schritte können in einer großen Produktionsanlage durchgeführt werden, oder das Chlor und die Natronlauge können von verschiedenen Werken zum Reaktorstandort transportiert werden. Sowohl Chlor als auch Natronlauge sind gefährliche Chemikalien und werden nach strengen Vorschriften transportiert.

Vorbereitung der Komponenten

• 1 Ätznatron wird normalerweise als konzentrierte 50%ige Lösung hergestellt und versandt. Am Bestimmungsort wird diese konzentrierte Lösung mit Wasser verdünnt, um eine neue 25%ige Lösung zu bilden.
• 2 Wärme entsteht, wenn das Wasser die starke Natronlauge verdünnt. Die verdünnte Natronlauge wird abgekühlt, bevor sie umgesetzt wird.

Die chemische Reaktion

• 3 Chlor und Natronlauge werden zu Natriumhypochloritbleiche umgesetzt. Diese Reaktion kann in einer Charge von etwa 14.000 Gallonen oder in einem kontinuierlichen Reaktor erfolgen. Zur Herstellung von Natriumhypochlorit wird flüssiges oder gasförmiges Chlor durch die Natronlauge zirkuliert. Die Reaktion von Chlor und Natronlauge erfolgt im Wesentlichen augenblicklich.

Kühlen und Reinigen

• 4 Die Bleichlösung wird dann gekühlt, um eine Zersetzung zu verhindern.
• 5 Dieses abgekühlte Bleichmittel wird häufig abgesetzt oder gefiltert, um Verunreinigungen zu entfernen, die das Bleichmittel verfärben oder seine Zersetzung katalysieren können.

Versand

• 6 Die fertige Natriumhypochlorit-Bleiche wird an eine Abfüllanlage geliefert oder vor Ort abgefüllt. Haushaltsbleichmittel sind typischerweise 5,25% Natriumhypochlorit in einer wässrigen Lösung.

Qualitätskontrolle

In der Bleichmittelherstellungsanlage wird die fertige Natriumhypochloritlösung durch eine Reihe von Filtern geleitet, um übrig gebliebene Verunreinigungen zu entfernen. Außerdem wird geprüft, ob es genau 5,25% Natriumhypochlorit enthält. Sicherheit ist in Produktionsanlagen aufgrund des Vorhandenseins von flüchtigem Chlorgas ein Hauptanliegen. Wenn das Chlor außerhalb der Reaktoranlage hergestellt wird, reist es in flüssiger Form in speziell konstruierten Eisenbahnkesselwagen mit Doppelwänden, die bei einer Entgleisung nicht platzen. Bei der Ankunft im Werk wird das flüssige Chlor aus den Kesselwagen in den Auffangbehälter gepumpt. Zur Sicherheit verfügen die Kesselwagen über Absperrventile, die in Verbindung mit einem Chlorerkennungssystem arbeiten. Im Falle eines Chlorlecks löst das Erkennungssystem eine Vorrichtung am Tank aus, die die Übertragung der Flüssigkeit automatisch innerhalb von 30 Sekunden stoppt.

Innerhalb der Anlage befinden sich Chlorbottiche in einem geschlossenen Bereich, der als Autoscheune bezeichnet wird. Dieser geschlossene Raum ist mit Luftwäschern ausgestattet, um austretendes Chlorgas zu entfernen, das für Mensch und Umwelt schädlich ist. Der vakuumartige Wäscher saugt Chlorgas aus dem umschlossenen Bereich ein und injiziert es mit Natronlauge. Dadurch wird daraus Bleichmittel, das in den Herstellungsprozess eingearbeitet wird. Trotz dieser Vorkehrungen finden regelmäßig Sicherheits- und Brandschutzübungen für das Anlagenpersonal statt.

Besonderheiten bei der
Verpackung

Natriumhypochlorit-Bleichmittel für den Haushalt wurden den Amerikanern 1909 eingeführt und in Stahlbehältern, dann in Glasflaschen verkauft. In den frühen 1960er Jahren brachte die Einführung des Plastikkrugs eine billigere, leichtere und bruchsichere Verpackungsalternative. Es reduzierte die Transportkosten und schützte die Sicherheit der Arbeiter, die mit dem Versand und der Handhabung befasst sind. Außerdem verhinderte der dicke Kunststoff, dass ultraviolettes Licht das Bleichmittel erreichte, was seine chemische Stabilität und Wirksamkeit verbesserte. In den letzten Jahren sind Kunststoffbehälter jedoch wegen der Zeit, die das Material benötigt, um sich auf einer Mülldeponie zu zersetzen, zu einem Umweltproblem geworden. Viele Unternehmen, die auf Kunststoffverpackungen angewiesen sind, einschließlich Bleichmittelhersteller, haben begonnen, den Kunststoffanteil in ihren Verpackungen zu reduzieren oder recycelten Kunststoff zu verwenden. In den frühen 1990er Jahren führte Clorox Post-Consumer-Harze (PCR) in seinen Verpackungen ein. Die neueren Flaschen sind eine Mischung aus jungfräulichem Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und 25 % recyceltem Kunststoff, hauptsächlich aus durchsichtigen Milchkännchen-Flaschen.

Verbrauchersicherheit

Die Bleichmittelherstellungsindustrie geriet in den 1970er Jahren unter Beschuss, als die Öffentlichkeit sich Sorgen über die Auswirkungen von Haushaltschemikalien auf die persönliche Gesundheit machte. Dioxin, ein krebserregendes Nebenprodukt der chemischen Herstellung, wird häufig in Industrieprodukten gefunden, die zum Bleichen von Papier und Holz verwendet werden. In seiner endgültigen Flaschenform enthält gewöhnliches Natriumhypochloritbleichmittel keine Dioxine, da Chlor in einem gasförmigen Zustand sein muss, damit Dioxine existieren. Chlorgas kann sich jedoch bilden, wenn Bleichmittel mit Säure in Kontakt kommt, einem Inhaltsstoff einiger Toilettenreiniger, und die Etiketten auf Haushaltsbleichmitteln enthalten spezielle Warnungen vor einer solchen Kombination.

Neben der Gefahr durch Dioxine sind Verbraucher auch besorgt über die Toxizität von Chlor in Natriumhypochlorit-Bleichmitteln. Der Waschprozess deaktiviert jedoch das potenziell giftige Chlor und verursacht die Bildung von Salzwasser. Nachdem das Spülwasser über den Haushaltsabfluss in das Wassersystem gelangt ist, entfernen kommunale Wasserfilteranlagen die restlichen Chlorspuren.