तालिका के अनुसार, तेल-में-पानी पायसीकारी के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त सर्फेक्टेंट का एचएलबी मान 3.5 से 6 है, जबकि पानी-में-तेल पायसीकारी के लिए यह 8 से 18 के बीच है।

② एचएलबी मानों का निर्धारण (छोड़ा गया).

07 पायसीकरण और घुलनशीलता

पायस एक ऐसी प्रणाली है जो तब बनती है जब एक अमिश्रणीय द्रव दूसरे में सूक्ष्म कणों (बूंदों या द्रव क्रिस्टलों) के रूप में परिक्षेपित होता है। पायसीकारक, जो एक प्रकार का पृष्ठसक्रियक है, इस ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर प्रणाली को स्थिर करने के लिए आवश्यक है क्योंकि यह अंतरापृष्ठीय ऊर्जा को कम करता है। पायस में बूंद के रूप में उपस्थित प्रावस्था को परिक्षिप्त प्रावस्था (या आंतरिक प्रावस्था) कहते हैं, जबकि एक सतत परत बनाने वाली प्रावस्था को परिक्षेपण माध्यम (या बाह्य प्रावस्था) कहते हैं।

① पायसीकारी और इमल्शन

सामान्य इमल्शन में अक्सर एक चरण जल या जलीय घोल के रूप में और दूसरा कार्बनिक पदार्थ, जैसे तेल या मोम, होता है। उनके फैलाव के आधार पर, इमल्शन को जल-में-तेल (W/O) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जहाँ तेल जल में परिक्षेपित होता है, या तेल-में-जल (O/W) के रूप में, जहाँ जल तेल में परिक्षेपित होता है। इसके अलावा, W/O/W या O/W/O जैसे जटिल इमल्शन भी मौजूद हो सकते हैं। इमल्सीफायर, अंतरापृष्ठीय तनाव को कम करके और एकआणविक झिल्लियों का निर्माण करके इमल्शन को स्थिर करते हैं। एक इमल्सीफायर को अंतरापृष्ठीय तनाव को कम करने और बूंदों को आवेश प्रदान करने, स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण उत्पन्न करने, या कणों के चारों ओर एक उच्च-श्यानता वाली सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित या संचित होना चाहिए। परिणामस्वरूप, इमल्सीफायर के रूप में प्रयुक्त पदार्थों में उभयचर समूह होने चाहिए, जो पृष्ठसक्रियक प्रदान कर सकते हैं।

② इमल्शन तैयार करने की विधियाँ और स्थिरता को प्रभावित करने वाले कारक

इमल्शन तैयार करने की दो मुख्य विधियाँ हैं: यांत्रिक विधियाँ द्रवों को दूसरे द्रव में सूक्ष्म कणों में फैला देती हैं, जबकि दूसरी विधि में आणविक रूप में द्रवों को दूसरे द्रव में घोलकर उन्हें उचित रूप से एकत्रित किया जाता है। किसी इमल्शन की स्थिरता, कणों के एकत्रीकरण का प्रतिरोध करने की उसकी क्षमता को दर्शाती है जिससे प्रावस्था पृथक्करण होता है। इमल्शन ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर प्रणालियाँ होती हैं जिनमें मुक्त ऊर्जा अधिक होती है, इसलिए उनकी स्थिरता संतुलन तक पहुँचने के लिए आवश्यक समय को दर्शाती है, अर्थात, वह समय जो किसी द्रव को इमल्शन से अलग होने में लगता है। जब अंतरापृष्ठीय फिल्म में वसायुक्त अल्कोहल, वसायुक्त अम्ल और वसायुक्त अमीन मौजूद होते हैं, तो झिल्ली की मजबूती उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाती है क्योंकि ध्रुवीय कार्बनिक अणु अधिशोषित परत में संकुल बनाते हैं, जिससे अंतरापृष्ठीय झिल्ली मजबूत होती है।

दो या अधिक पृष्ठसक्रियकों से बने पायसीकारकों को मिश्रित पायसीकारक कहते हैं। मिश्रित पायसीकारक जल-तेल अंतरापृष्ठ पर अधिशोषण करते हैं, और आणविक अंतःक्रियाएँ ऐसे संकुल बना सकती हैं जो अंतरापृष्ठीय तनाव को उल्लेखनीय रूप से कम कर देते हैं, अधिशोषण की मात्रा बढ़ा देते हैं और सघन, मजबूत अंतरापृष्ठीय झिल्लियों का निर्माण करते हैं।

विद्युत आवेशित बूंदें इमल्शन की स्थिरता को विशेष रूप से प्रभावित करती हैं। स्थिर इमल्शन में, बूंदें आमतौर पर विद्युत आवेश धारण करती हैं। जब आयनिक इमल्सीफायर का उपयोग किया जाता है, तो आयनिक सर्फेक्टेंट का हाइड्रोफोबिक सिरा तेल प्रावस्था में समाहित हो जाता है, जबकि हाइड्रोफिलिक सिरा जल प्रावस्था में रहता है, जिससे बूंदों को आवेश प्राप्त होता है। बूंदों के बीच समान आवेश प्रतिकर्षण उत्पन्न करते हैं और संलयन को रोकते हैं, जिससे स्थिरता बढ़ती है। इस प्रकार, बूंदों पर अधिशोषित इमल्सीफायर आयनों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, उनका आवेश उतना ही अधिक होगा और इमल्शन की स्थिरता भी उतनी ही अधिक होगी।

परिक्षेपण माध्यम की श्यानता भी पायस की स्थिरता को प्रभावित करती है। सामान्यतः, उच्च श्यानता वाले माध्यम स्थिरता में सुधार करते हैं क्योंकि वे बूंदों की ब्राउनियन गति को अधिक दृढ़ता से बाधित करते हैं, जिससे टकराव की संभावना कम हो जाती है। पायस में घुलने वाले उच्च-आणविक-भार वाले पदार्थ माध्यम की श्यानता और स्थिरता को बढ़ा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, उच्च-आणविक-भार वाले पदार्थ मजबूत अंतरापृष्ठीय झिल्लियाँ बना सकते हैं, जिससे पायस और अधिक स्थिर हो जाता है। कुछ मामलों में, ठोस चूर्ण मिलाने से भी इसी प्रकार पायस स्थिर हो सकते हैं। यदि ठोस कण पानी से पूरी तरह भीग जाते हैं और तेल से भीग सकते हैं, तो वे जल-तेल अंतरापृष्ठ पर बने रहेंगे। ठोस चूर्ण, अंतरापृष्ठ पर समूह बनाते समय फिल्म को बढ़ाकर, बहुत कुछ अधिशोषित पृष्ठसक्रियकों की तरह, पायस को स्थिर करते हैं।

सर्फेक्टेंट, विलयन में मिसेल बनने के बाद, पानी में अघुलनशील या कम घुलनशील कार्बनिक यौगिकों की घुलनशीलता को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा सकते हैं। इस समय, विलयन पारदर्शी दिखाई देता है, और इस क्षमता को घुलनशीलता कहते हैं। घुलनशीलता को बढ़ावा देने वाले सर्फेक्टेंट को घुलनशीलता कहते हैं, जबकि घुलनशील होने वाले कार्बनिक यौगिकों को घुलनशीलता कहते हैं।

08 फोम

धुलाई प्रक्रियाओं में फोम की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। फोम, तरल या ठोस में परिक्षिप्त गैस की एक परिक्षेपण प्रणाली को संदर्भित करता है, जिसमें गैस परिक्षिप्त प्रावस्था और तरल या ठोस परिक्षेपण माध्यम होता है, जिसे तरल फोम या ठोस फोम कहते हैं, जैसे फोम प्लास्टिक, फोम ग्लास और फोम कंक्रीट।

(1) फोम निर्माण

फोम शब्द का तात्पर्य तरल फिल्म द्वारा पृथक वायु बुलबुलों के समूह से है। गैस (परिक्षेपित प्रावस्था) और द्रव (परिक्षेपण माध्यम) के बीच घनत्व में उल्लेखनीय अंतर और द्रव की कम श्यानता के कारण, गैस के बुलबुले शीघ्र ही सतह पर आ जाते हैं। फोम निर्माण में द्रव में बड़ी मात्रा में गैस समाहित करना शामिल है; फिर बुलबुले शीघ्र ही सतह पर लौट आते हैं, जिससे एक न्यूनतम द्रव फिल्म द्वारा पृथक वायु बुलबुलों का एक समूह बनता है। फोम की दो विशिष्ट रूपात्मक विशेषताएँ होती हैं: पहली, गैस के बुलबुले अक्सर बहुफलकीय आकार धारण कर लेते हैं क्योंकि बुलबुलों के प्रतिच्छेदन पर पतली द्रव फिल्म पतली होती जाती है, जिससे अंततः बुलबुला फट जाता है। दूसरी, शुद्ध द्रव स्थिर फोम नहीं बना सकते; फोम बनाने के लिए कम से कम दो घटकों का होना आवश्यक है। एक पृष्ठसक्रियक विलयन एक विशिष्ट फोम-निर्माण प्रणाली है जिसकी फोमिंग क्षमता इसके अन्य गुणों से जुड़ी होती है। अच्छी फोमिंग क्षमता वाले पृष्ठसक्रियकों को फोमिंग एजेंट कहा जाता है। यद्यपि फोमिंग एजेंट अच्छी फोमिंग क्षमता प्रदर्शित करते हैं, लेकिन उनके द्वारा उत्पन्न फोम लंबे समय तक नहीं टिक सकता है, अर्थात उनकी स्थिरता की गारंटी नहीं है। फोम की स्थिरता में सुधार करने के लिए, स्थिरता बढ़ाने वाले पदार्थ मिलाए जा सकते हैं; इन्हें स्टेबलाइजर कहा जाता है, जिनमें सामान्य स्टेबलाइजर्स में लॉरिल डाइएथेनॉलअमाइन और डोडेसिल डाइमिथाइल अमाइन के ऑक्साइड शामिल हैं।

(2) फोम स्थिरता

फोम ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर प्रणाली है; इसकी स्वाभाविक प्रगति से विखंडन होता है, जिससे समग्र द्रव पृष्ठ क्षेत्रफल कम हो जाता है और मुक्त ऊर्जा में कमी आती है। विफोमिंग प्रक्रिया में गैस को अलग करने वाली द्रव फिल्म का धीरे-धीरे पतला होना शामिल है जब तक कि विखंडन न हो जाए। फोम की स्थिरता मुख्य रूप से द्रव के निकास की दर और द्रव फिल्म की मजबूती से प्रभावित होती है। प्रभावशाली कारकों में शामिल हैं:

1 पृष्ठ तनाव: ऊर्जा के दृष्टिकोण से, कम पृष्ठ तनाव फोम निर्माण को बढ़ावा देता है, लेकिन फोम की स्थिरता की गारंटी नहीं देता। कम पृष्ठ तनाव कम दबाव अंतर को दर्शाता है, जिससे तरल का निकास धीमा हो जाता है और तरल फिल्म मोटी हो जाती है, जो दोनों ही स्थिरता को बढ़ावा देते हैं।

2 सतह श्यानता: फोम की स्थिरता का मुख्य कारक द्रव फिल्म की मजबूती है, जो मुख्य रूप से सतह अधिशोषण फिल्म की मजबूती से निर्धारित होती है, जिसे सतह श्यानता द्वारा मापा जाता है। प्रायोगिक परिणामों से संकेत मिलता है कि उच्च सतह श्यानता वाले विलयन अधिशोषित फिल्म में बढ़ी हुई आणविक अंतःक्रियाओं के कारण लंबे समय तक चलने वाला फोम उत्पन्न करते हैं जिससे झिल्ली की मजबूती में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

③ विलयन श्यानता: द्रव में उच्च श्यानता स्वयं झिल्ली से द्रव के निकास को धीमा कर देती है, जिससे टूटने से पहले द्रव फिल्म का जीवनकाल बढ़ जाता है, तथा फोम की स्थिरता बढ़ जाती है।

④ पृष्ठ तनाव "मरम्मत" क्रिया: झिल्ली पर अधिशोषित पृष्ठसक्रियक फिल्म की सतह के विस्तार या संकुचन का प्रतिकार कर सकते हैं; इसे मरम्मत क्रिया कहते हैं। जब पृष्ठसक्रियक द्रव फिल्म पर अधिशोषित होकर उसके पृष्ठीय क्षेत्रफल का विस्तार करते हैं, तो इससे सतह पर पृष्ठसक्रियक की सांद्रता कम हो जाती है और पृष्ठ तनाव बढ़ जाता है; इसके विपरीत, संकुचन से सतह पर पृष्ठसक्रियक की सांद्रता बढ़ जाती है और परिणामस्वरूप पृष्ठ तनाव कम हो जाता है।

⑤ द्रव फिल्म के माध्यम से गैस का विसरण: केशिका दाब के कारण, छोटे बुलबुलों में बड़े बुलबुलों की तुलना में आंतरिक दाब अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप छोटे बुलबुलों से बड़े बुलबुलों में गैस का विसरण होता है, जिससे छोटे बुलबुले सिकुड़ जाते हैं और बड़े बुलबुले बढ़ जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अंततः झाग का विघटन होता है। सर्फेक्टेंट के लगातार प्रयोग से एक समान, सूक्ष्म रूप से वितरित बुलबुले बनते हैं और झाग-विहीनता को रोका जा सकता है। द्रव फिल्म में सर्फेक्टेंट के कसकर भरे होने से, गैस का विसरण बाधित होता है, जिससे झाग की स्थिरता बढ़ जाती है।

⑥ सतही आवेश का प्रभाव: यदि फोम द्रव फिल्म पर समान आवेश हो, तो दोनों सतहें एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगी, जिससे फिल्म पतली या टूटी नहीं होगी। आयनिक सर्फेक्टेंट यह स्थिरीकरण प्रभाव प्रदान कर सकते हैं। संक्षेप में, द्रव फिल्म की मजबूती फोम की स्थिरता निर्धारित करने वाला महत्वपूर्ण कारक है। फोमिंग एजेंट और स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करने वाले सर्फेक्टेंट को सतह पर अणुओं को अच्छी तरह से अवशोषित करना चाहिए, क्योंकि यह अंतरापृष्ठीय आणविक अंतःक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, जिससे सतह फिल्म की मजबूती बढ़ती है और इस प्रकार द्रव को पड़ोसी फिल्म से दूर बहने से रोकता है, जिससे फोम की स्थिरता अधिक प्राप्त होती है।

(3) फोम का विनाश

फोम विनाश के मूल सिद्धांत में फोम उत्पन्न करने वाली स्थितियों में परिवर्तन या फोम के स्थिरीकरण कारकों को समाप्त करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप भौतिक और रासायनिक फोम-मुक्ति विधियाँ अपनाई जाती हैं। भौतिक फोम-मुक्ति, फोमयुक्त विलयन की रासायनिक संरचना को बनाए रखते हुए, बाहरी विक्षोभों, तापमान या दाब में परिवर्तन जैसी स्थितियों में परिवर्तन करती है, साथ ही अल्ट्रासोनिक उपचार भी करती है, जो फोम को नष्ट करने के सभी प्रभावी तरीके हैं। रासायनिक फोम-मुक्ति में कुछ ऐसे पदार्थों को मिलाना शामिल है जो फोमिंग एजेंटों के साथ क्रिया करके फोम के भीतर तरल फिल्म की मजबूती को कम करते हैं, जिससे फोम की स्थिरता कम हो जाती है और फोम-मुक्ति प्राप्त होती है। ऐसे पदार्थों को फोमर कहा जाता है, जिनमें से अधिकांश सर्फेक्टेंट होते हैं। फोम-मुक्ति में आमतौर पर पृष्ठ तनाव को कम करने की उल्लेखनीय क्षमता होती है और ये घटक अणुओं के बीच कमज़ोर अंतःक्रिया के साथ सतहों पर आसानी से अवशोषित हो सकते हैं, जिससे एक शिथिल रूप से व्यवस्थित आणविक संरचना बनती है। फोम-मुक्ति के प्रकार विविध हैं, लेकिन वे आम तौर पर नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट होते हैं, जिनमें शाखित अल्कोहल, फैटी एसिड, फैटी एसिड एस्टर, पॉलियामाइड, फॉस्फेट और सिलिकॉन तेल आमतौर पर उत्कृष्ट फोम-मुक्ति के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

(4) फोम और सफाई

झाग की मात्रा का सफाई की प्रभावशीलता से सीधा संबंध नहीं है; ज़्यादा झाग का मतलब बेहतर सफाई नहीं है। उदाहरण के लिए, नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट साबुन की तुलना में कम झाग पैदा कर सकते हैं, लेकिन उनकी सफाई क्षमता बेहतर हो सकती है। हालाँकि, कुछ स्थितियों में, झाग गंदगी हटाने में मदद कर सकता है; उदाहरण के लिए, बर्तन धोने से निकला झाग ग्रीस को हटाने में मदद करता है, जबकि कालीन साफ ​​करने से झाग गंदगी और ठोस प्रदूषकों को हटा देता है। इसके अलावा, झाग डिटर्जेंट की प्रभावशीलता का संकेत दे सकता है; अत्यधिक वसायुक्त ग्रीस अक्सर बुलबुले बनने को रोकता है, जिससे या तो झाग कम हो जाता है या मौजूदा झाग कम हो जाता है, जो डिटर्जेंट की कम प्रभावशीलता का संकेत देता है। इसके अतिरिक्त, झाग धुलाई की स्वच्छता का एक संकेतक भी हो सकता है, क्योंकि डिटर्जेंट की कम सांद्रता के साथ कुल्ला करने वाले पानी में झाग का स्तर अक्सर कम हो जाता है।

09 धुलाई प्रक्रिया

मोटे तौर पर, धुलाई एक विशिष्ट उद्देश्य की पूर्ति हेतु साफ की जा रही वस्तु से अवांछित घटकों को हटाने की प्रक्रिया है। सामान्य शब्दों में, धुलाई का अर्थ वाहक की सतह से गंदगी हटाना है। धुलाई के दौरान, कुछ रासायनिक पदार्थ (जैसे डिटर्जेंट) गंदगी और वाहक के बीच के संपर्क को कमज़ोर या समाप्त कर देते हैं, जिससे गंदगी और वाहक के बीच का बंधन गंदगी और डिटर्जेंट के बीच के बंधन में बदल जाता है, जिससे वे अलग हो जाते हैं। चूँकि साफ की जाने वाली वस्तुएँ और हटाने वाली गंदगी बहुत भिन्न हो सकती हैं, इसलिए धुलाई एक जटिल प्रक्रिया है, जिसे निम्नलिखित संबंध में सरल बनाया जा सकता है:

वाहक • गंदगी + डिटर्जेंट = वाहक + गंदगी • डिटर्जेंट। धुलाई प्रक्रिया को आम तौर पर दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1. डिटर्जेंट की क्रिया के तहत गंदगी को वाहक से अलग किया जाता है;

2. अलग हुई गंदगी माध्यम में बिखर जाती है और निलंबित हो जाती है। धुलाई प्रक्रिया प्रतिवर्ती है, जिसका अर्थ है कि बिखरी हुई या निलंबित गंदगी साफ़ की गई वस्तु पर फिर से जम सकती है। इसलिए, प्रभावी डिटर्जेंट में न केवल गंदगी को वाहक से अलग करने की क्षमता होनी चाहिए, बल्कि गंदगी को फैलाने और निलंबित करने की भी क्षमता होनी चाहिए, जिससे वह दोबारा जम न सके।

(1) गंदगी के प्रकार

एक ही वस्तु अपने उपयोग के संदर्भ के आधार पर विभिन्न प्रकार, संरचना और मात्रा में गंदगी जमा कर सकती है। तैलीय गंदगी में मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार के पशु और वनस्पति तेल और खनिज तेल (जैसे कच्चा तेल, ईंधन तेल, कोयला टार, आदि) होते हैं; ठोस गंदगी में कालिख, धूल, जंग और कार्बन ब्लैक जैसे कण शामिल होते हैं। कपड़ों की गंदगी के संबंध में, यह पसीने, सीबम और रक्त जैसे मानव स्रावों से उत्पन्न हो सकती है; फलों या तेल के दाग और मसालों जैसे खाद्य पदार्थों से संबंधित दाग; लिपस्टिक और नेल पॉलिश जैसे सौंदर्य प्रसाधनों के अवशेष; धुआँ, धूल और मिट्टी जैसे वायुमंडलीय प्रदूषक; और स्याही, चाय और पेंट जैसे अतिरिक्त दाग। इस प्रकार की गंदगी को आम तौर पर ठोस, तरल और विशेष प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

1 ठोस गंदगी: इसके सामान्य उदाहरणों में कालिख, कीचड़ और धूल के कण शामिल हैं, जिनमें से अधिकांश में आवेश होते हैं—अक्सर ऋणात्मक आवेश वाले—जो रेशेदार पदार्थों से आसानी से चिपक जाते हैं। ठोस गंदगी आमतौर पर पानी में कम घुलनशील होती है, लेकिन डिटर्जेंट में घुलकर निलंबित हो सकती है। 0.1μm से छोटे कणों को हटाना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

② तरल गंदगी: इनमें तेल में घुलनशील तैलीय पदार्थ शामिल हैं, जिनमें पशु तेल, वसीय अम्ल, वसीय ऐल्कोहॉल, खनिज तेल और उनके ऑक्साइड शामिल हैं। जहाँ पशु और वनस्पति तेल तथा वसीय अम्ल क्षार के साथ अभिक्रिया करके साबुन बना सकते हैं, वहीं वसीय ऐल्कोहॉल और खनिज तेल साबुनीकरण से नहीं गुजरते, बल्कि ऐल्कोहॉल, ईथर और कार्बनिक हाइड्रोकार्बन द्वारा घुल सकते हैं, और डिटर्जेंट विलयनों द्वारा पायसीकृत और परिक्षेपित किए जा सकते हैं। तरल तैलीय गंदगी आमतौर पर मजबूत अंतःक्रियाओं के कारण रेशेदार पदार्थों से मजबूती से चिपकी रहती है।

③ विशेष गंदगी: इस श्रेणी में प्रोटीन, स्टार्च, रक्त, पसीना और मूत्र जैसे मानव स्राव, साथ ही फल और चाय के रस शामिल हैं। ये पदार्थ अक्सर रासायनिक क्रियाओं के माध्यम से रेशों से मजबूती से जुड़ जाते हैं, जिससे इन्हें धोना मुश्किल हो जाता है। विभिन्न प्रकार की गंदगी शायद ही कभी स्वतंत्र रूप से मौजूद होती है, बल्कि वे आपस में मिलकर सतहों से चिपक जाती हैं। अक्सर, बाहरी प्रभावों के तहत, गंदगी ऑक्सीकरण, अपघटन या क्षय कर सकती है, जिससे गंदगी के नए रूप उत्पन्न होते हैं।

(2) गंदगी का आसंजन

गंदगी कपड़ों और त्वचा जैसी चीज़ों पर किसी वस्तु और गंदगी के बीच कुछ खास तरह की अंतःक्रियाओं के कारण चिपक जाती है। गंदगी और वस्तु के बीच चिपकने वाला बल भौतिक या रासायनिक आसंजन के कारण हो सकता है।

1 भौतिक आसंजन: कालिख, धूल और कीचड़ जैसी गंदगी का आसंजन मुख्यतः कमज़ोर भौतिक अंतर्क्रियाओं से जुड़ा होता है। आमतौर पर, इस प्रकार की गंदगी को उनके कमज़ोर आसंजन के कारण अपेक्षाकृत आसानी से हटाया जा सकता है, जो मुख्यतः यांत्रिक या स्थिरवैद्युत बलों के कारण होता है।

उत्तर: यांत्रिक आसंजन**: यह आमतौर पर धूल या रेत जैसी ठोस गंदगी को संदर्भित करता है जो यांत्रिक तरीकों से चिपक जाती है, जिसे हटाना अपेक्षाकृत आसान होता है, हालांकि 0.1μm से छोटे कणों को साफ करना काफी मुश्किल होता है।

बी: इलेक्ट्रोस्टैटिक आसंजन**: इसमें आवेशित धूल के कण विपरीत आवेशित पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं; आमतौर पर, रेशेदार पदार्थों में ऋणात्मक आवेश होता है, जिससे वे कुछ लवणों जैसे धनात्मक आवेशित आसंजकों को आकर्षित कर पाते हैं। कुछ ऋणात्मक आवेशित कण विलयन में धनात्मक आयनों द्वारा निर्मित आयनिक सेतुओं के माध्यम से इन रेशों पर जमा हो सकते हैं।

2 रासायनिक आसंजन: यह रासायनिक बंधों के माध्यम से किसी वस्तु से चिपकी हुई गंदगी को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, ध्रुवीय ठोस गंदगी या जंग जैसी सामग्री रेशेदार पदार्थों में मौजूद कार्बोक्सिल, हाइड्रॉक्सिल या अमीन समूहों जैसे कार्यात्मक समूहों के साथ बने रासायनिक बंधों के कारण मजबूती से चिपक जाती है। ये बंध अधिक मजबूत अंतःक्रियाएँ बनाते हैं, जिससे ऐसी गंदगी को हटाना अधिक कठिन हो जाता है; प्रभावी सफाई के लिए विशेष उपचार आवश्यक हो सकते हैं। गंदगी के आसंजन की डिग्री गंदगी के गुणों और उस सतह के गुणों, दोनों पर निर्भर करती है जिस पर वह चिपकी हुई है।

(3) गंदगी हटाने की प्रक्रिया

धुलाई का उद्देश्य गंदगी को हटाना है। इसमें डिटर्जेंट की विविध भौतिक और रासायनिक क्रियाओं का उपयोग करके गंदगी और धुली हुई वस्तुओं के बीच के आसंजन को कमज़ोर या ख़त्म करना शामिल है, जिसमें यांत्रिक बल (जैसे हाथ से रगड़ना, वॉशिंग मशीन में हिलाना, या पानी का प्रभाव) सहायक होते हैं, जिससे अंततः गंदगी अलग हो जाती है।

① तरल गंदगी हटाने की प्रणाली

उत्तर: नमी: ज़्यादातर तरल गंदगी तैलीय होती है और विभिन्न रेशेदार वस्तुओं को गीला कर देती है, जिससे उनकी सतहों पर एक तैलीय परत बन जाती है। धुलाई का पहला चरण डिटर्जेंट की क्रिया है जो सतह को गीला करती है।
बी: तेल हटाने के लिए रोलअप तंत्र: तरल गंदगी हटाने का दूसरा चरण रोलअप प्रक्रिया के माध्यम से होता है। सतह पर एक फिल्म के रूप में फैली तरल गंदगी, कपड़े धोने वाले तरल द्वारा रेशेदार सतह को गीला करने के कारण धीरे-धीरे बूंदों में लुढ़क जाती है, और अंततः कपड़े धोने वाले तरल द्वारा प्रतिस्थापित हो जाती है।

② ठोस गंदगी हटाने की प्रणाली

तरल गंदगी के विपरीत, ठोस गंदगी को हटाने के लिए धुलाई द्रव की गंदगी के कणों और वाहक पदार्थ की सतह, दोनों को गीला करने की क्षमता पर निर्भर करता है। ठोस गंदगी और वाहक पदार्थ की सतहों पर सर्फेक्टेंट का अवशोषण उनकी परस्पर क्रिया शक्ति को कम कर देता है, जिससे गंदगी के कणों की आसंजन शक्ति कम हो जाती है, जिससे उन्हें हटाना आसान हो जाता है। इसके अलावा, सर्फेक्टेंट, विशेष रूप से आयनिक सर्फेक्टेंट, ठोस गंदगी और सतह पदार्थ के विद्युत विभव को बढ़ा सकते हैं, जिससे आगे निष्कासन आसान हो जाता है।

नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट आमतौर पर आवेशित ठोस सतहों पर अधिशोषित हो जाते हैं और एक महत्वपूर्ण अधिशोषित परत बना सकते हैं, जिससे गंदगी का पुनः जमाव कम हो जाता है। हालाँकि, धनायनिक सर्फेक्टेंट गंदगी और वाहक सतह के विद्युत विभव को कम कर सकते हैं, जिससे प्रतिकर्षण कम हो जाता है और गंदगी हटाने में बाधा आती है।

③ विशेष गंदगी को हटाना

सामान्य डिटर्जेंट प्रोटीन, स्टार्च, रक्त और शारीरिक स्रावों के जिद्दी दागों से जूझ सकते हैं। प्रोटीएज़ जैसे एंजाइम प्रोटीन को घुलनशील अमीनो एसिड या पेप्टाइड्स में तोड़कर प्रोटीन के दागों को प्रभावी ढंग से हटा सकते हैं। इसी प्रकार, स्टार्च को एमाइलेज द्वारा शर्करा में विघटित किया जा सकता है। लाइपेज़ ट्राइएसिलग्लिसरॉल अशुद्धियों को विघटित करने में मदद कर सकते हैं जिन्हें पारंपरिक तरीकों से हटाना अक्सर मुश्किल होता है। फलों के रस, चाय या स्याही के दागों के लिए कभी-कभी ऑक्सीकारक या अपचायक की आवश्यकता होती है, जो रंग उत्पन्न करने वाले समूहों के साथ अभिक्रिया करके उन्हें अधिक जल-घुलनशील कणों में विघटित कर देते हैं।

(4) ड्राई क्लीनिंग की व्यवस्था

ऊपर बताए गए बिंदु मुख्यतः पानी से धुलाई से संबंधित हैं। हालाँकि, कपड़ों की विविधता के कारण, कुछ सामग्री पानी से धोने पर अच्छी तरह से प्रतिक्रिया नहीं दे सकती हैं, जिससे विकृति, रंग फीका पड़ना आदि हो सकता है। कई प्राकृतिक रेशे गीले होने पर फैल जाते हैं और आसानी से सिकुड़ जाते हैं, जिससे अवांछित संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। इसलिए, इन कपड़ों के लिए आमतौर पर कार्बनिक विलायकों का उपयोग करके ड्राई क्लीनिंग को प्राथमिकता दी जाती है।

गीली धुलाई की तुलना में ड्राई क्लीनिंग ज़्यादा हल्की होती है, क्योंकि इसमें कपड़ों को नुकसान पहुँचाने वाली यांत्रिक क्रिया कम होती है। ड्राई क्लीनिंग में गंदगी को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए, गंदगी को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

1 तेल में घुलनशील गंदगी: इसमें तेल और वसा शामिल हैं, जो ड्राई क्लीनिंग सॉल्वैंट्स में आसानी से घुल जाते हैं।

2 जल में घुलनशील गंदगी: यह प्रकार पानी में तो घुल सकता है, लेकिन ड्राई क्लीनिंग सॉल्वैंट्स में नहीं, जिसमें अकार्बनिक लवण, स्टार्च और प्रोटीन शामिल होते हैं, जो पानी के वाष्पित होने पर क्रिस्टलीकृत हो सकते हैं।

③ गंदगी जो न तो तेल में और न ही पानी में घुलनशील है: इसमें कार्बन ब्लैक और धात्विक सिलिकेट जैसे पदार्थ शामिल हैं जो किसी भी माध्यम में नहीं घुलते हैं।

ड्राई क्लीनिंग के दौरान प्रत्येक प्रकार की गंदगी को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए अलग-अलग रणनीतियों की आवश्यकता होती है। तेल में घुलनशील गंदगी को कार्बनिक विलायकों का उपयोग करके विधिपूर्वक हटाया जाता है क्योंकि ये अध्रुवीय विलायकों में उत्कृष्ट घुलनशील होते हैं। पानी में घुलनशील दागों के लिए, ड्राई क्लीनिंग एजेंट में पर्याप्त पानी मौजूद होना चाहिए क्योंकि गंदगी को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए पानी अत्यंत महत्वपूर्ण है। दुर्भाग्य से, चूँकि ड्राई क्लीनिंग एजेंटों में पानी की घुलनशीलता न्यूनतम होती है, इसलिए पानी को एकीकृत करने में मदद के लिए अक्सर सर्फेक्टेंट मिलाए जाते हैं।

सर्फेक्टेंट सफाई एजेंट की जल-प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाते हैं और मिसेल्स में पानी में घुलनशील अशुद्धियों को घुलने में मदद करते हैं। इसके अतिरिक्त, सर्फेक्टेंट धुलाई के बाद गंदगी को नए जमाव बनने से रोक सकते हैं, जिससे सफाई की प्रभावशीलता बढ़ जाती है। इन अशुद्धियों को दूर करने के लिए थोड़ा सा पानी मिलाना ज़रूरी है, लेकिन ज़्यादा मात्रा में पानी मिलाने से कपड़े में विकृति आ सकती है, इसलिए ड्राई क्लीनिंग सॉल्यूशन में पानी की संतुलित मात्रा ज़रूरी है।

(5) धुलाई क्रिया को प्रभावित करने वाले कारक

तरल या ठोस गंदगी को हटाने के लिए इंटरफेस पर सर्फेक्टेंट का अवशोषण और परिणामस्वरूप इंटरफेसियल तनाव में कमी बेहद ज़रूरी है। हालाँकि, धुलाई स्वाभाविक रूप से जटिल होती है, और समान प्रकार के डिटर्जेंट के लिए भी कई कारकों से प्रभावित होती है। इन कारकों में डिटर्जेंट की सांद्रता, तापमान, गंदगी के गुण, रेशों के प्रकार और कपड़े की संरचना शामिल हैं।

1 पृष्ठसक्रियकों की सांद्रता: पृष्ठसक्रियकों द्वारा निर्मित मिसेल धुलाई में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जब सांद्रता महत्वपूर्ण मिसेल सांद्रता (सीएमसी) से अधिक हो जाती है, तो धुलाई की दक्षता नाटकीय रूप से बढ़ जाती है, इसलिए प्रभावी धुलाई के लिए डिटर्जेंट का उपयोग सीएमसी से अधिक सांद्रता में किया जाना चाहिए। हालाँकि, सीएमसी से अधिक डिटर्जेंट सांद्रता कम लाभ देती है, जिससे अतिरिक्त सांद्रता अनावश्यक हो जाती है।

2 तापमान का प्रभाव: तापमान का सफाई की क्षमता पर गहरा प्रभाव पड़ता है। आमतौर पर, उच्च तापमान गंदगी हटाने में मदद करता है; हालाँकि, अत्यधिक गर्मी के प्रतिकूल प्रभाव भी हो सकते हैं। तापमान बढ़ाने से गंदगी छँट जाती है और तैलीय गंदगी आसानी से पायसीकृत हो सकती है। फिर भी, कसकर बुने हुए कपड़ों में, तापमान बढ़ने से रेशे फूल जाते हैं और अनजाने में सफाई की क्षमता कम हो जाती है।

तापमान में उतार-चढ़ाव सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता, सीएमसी और मिसेल की संख्या को भी प्रभावित करते हैं, जिससे सफाई की दक्षता प्रभावित होती है। कई लंबी-श्रृंखला वाले सर्फेक्टेंट के लिए, कम तापमान घुलनशीलता को कम कर देता है, कभी-कभी उनकी अपनी सीएमसी से भी कम; इसलिए, इष्टतम कार्य के लिए उचित तापन आवश्यक हो सकता है। आयनिक बनाम गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए सीएमसी और मिसेल पर तापमान का प्रभाव अलग-अलग होता है: तापमान बढ़ाने से आमतौर पर आयनिक सर्फेक्टेंट की सीएमसी बढ़ जाती है, इसलिए सांद्रता समायोजन की आवश्यकता होती है।

③ झाग: झाग बनाने की क्षमता और धुलाई की प्रभावशीलता के बीच एक आम ग़लतफ़हमी है—ज़्यादा झाग का मतलब बेहतर धुलाई नहीं है। अनुभवजन्य प्रमाण बताते हैं कि कम झाग वाले डिटर्जेंट भी उतने ही प्रभावी हो सकते हैं। हालाँकि, झाग कुछ कामों में गंदगी हटाने में मदद कर सकता है, जैसे बर्तन धोने में, जहाँ झाग ग्रीस हटाने में मदद करता है या कालीन साफ़ करने में, जहाँ यह गंदगी हटाता है। इसके अलावा, झाग की मौजूदगी यह बता सकती है कि डिटर्जेंट काम कर रहे हैं या नहीं; ज़्यादा ग्रीस झाग बनने से रोक सकती है, जबकि झाग कम होना डिटर्जेंट की कम सांद्रता का संकेत देता है।

④ रेशे का प्रकार और वस्त्र गुण: रासायनिक संरचना के अलावा, रेशों की बनावट और संरचना भी गंदगी के आसंजन और हटाने की कठिनाई को प्रभावित करती है। ऊन या सूती जैसे खुरदुरे या सपाट रेशे चिकने रेशों की तुलना में गंदगी को ज़्यादा आसानी से फँसा लेते हैं। बारीकी से बुने हुए कपड़े शुरुआत में गंदगी जमा होने से बच सकते हैं, लेकिन फँसी हुई गंदगी तक सीमित पहुँच के कारण प्रभावी धुलाई में बाधा डाल सकते हैं।

⑤ जल की कठोरता: Ca²⁺, Mg²⁺, और अन्य धात्विक आयनों की सांद्रता धुलाई के परिणामों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, विशेष रूप से ऋणायनिक सर्फेक्टेंट के लिए, जो अघुलनशील लवण बना सकते हैं जो सफाई की प्रभावशीलता को कम कर देते हैं। कठोर जल में, पर्याप्त सर्फेक्टेंट सांद्रता के साथ भी, आसुत जल की तुलना में सफाई की प्रभावशीलता कम हो जाती है। इष्टतम सर्फेक्टेंट प्रदर्शन के लिए, Ca²⁺ की सांद्रता को 1×10⁻⁶ mol/L (CaCO₃ 0.1 mg/L से कम) से कम किया जाना चाहिए, जिससे अक्सर डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन में जल-मृदुकरण एजेंटों को शामिल करना आवश्यक हो जाता है।