Nizkoemisijsko gospodinjsko strojno sušenje z vrednotenjem poškodb tekstilnih materialov

Proces sušenja perila v gospodinjstvih zaradi rabe električne energije in ostalih emisij v zrak in vodo predstavlja breme za okolje in zdravje ljudi. Gospodinjstva EU28 v enem letu za sušenje tekstilij porabijo 143 PJ energije ter povzročijo emisijo 6.6x106 T CO2 ekv. v atmosfero. Preostale emisije, ki nastanejo kot posledica strojnega sušenja perila, so pomanjkljivo kvantificirane. Pri tem izpostavljamo emisije vlaken, ki nastajajo med samim sušenjem ter med uporabo tekstilij, ki so bile podvržene strojnemu sušenju. Sušenje v rotirajočem bobnu namreč povzroča termične in mehanske obremenitve perila, ki se odražajo v poškodbah tkanine, degradaciji lastnosti perila in izločanju množice vlaken. Pri tem so zaskrbljujoča predvsem sintetična vlakna, ki predstavljajo enega glavnih kontaminacijskih virov mikroplastike, ki predstavlja tveganje za zdravje. Predlagani projekt je usmerjen v zmanjšanje vseh zgoraj navedenih negativnih vplivov gospodinjskega strojnega sušenja na tekstilije, okolje in zdravje. Projekt je zastavljen s ciljem razvoja nove generacije gospodinjskega sušilnika perila z izboljšanimi energijskimi in funkcionalnimi karakteristikami ter znatno manjšimi emisijami vlaken, ki ga imenujemo nizkoemisijski sušilnik perila. Razvoj novega sušilnika perila bo temeljil na eksperimentalnih raziskavah z uporabo sodobne merilne opreme ter matematičnem in empiričnem modeliranju ključnih procesov, povezanih s sušenjem perila v sušilnem stroju s toplotno črpalko, električnim grelcem in ločenim pogonom bobna in ventilatorja. Glavni izzivi razvoja bodo povezani z raziskavami in kvantifikacijo procesov degradacije tekstila pri sušenju v bobnu v povezavi z vzorci gibanja (kinematiko) perila. Projekt je strukturiran v več delovnih sklopov in nalog, ki preko priprav specifikacij, zasnove merilne postaje in osnovne karakterizacije sušilnih lastnosti tekstilij vodijo do končnega cilja, to je izdelave in optimizacije prototipa nizkoemisijskega sušilnika perila. Osrednji del projekta predstavljajo eksperimentalne raziskave procesov v sušilnem stroju, kjer je predvidena izvedba obsežnega nabora sušilnih eksperimentov za razumevanje vplivov časovnih režimov delovanja toplotne črpalke, grelca, ventilatorja in bobna na energijske in funkcionane karakteristike stroja. Sočasno se bo izvajala tudi analiza kinematike perila z že osvojeno metodo, kjer se perilo snema s hitro kamero, računalniška analiza posnetkov pa omogoči določitev vzorcev gibanja perila in statističnih parametrov za njihov opis. Ključna bo tudi eksperimentalna analiza poškodb in emisij strojno sušenih tekstilij s poudarkom na spremembah videza tkanine, dimenzijske in termične stabilnosti, mehanskih lastnosti, spremembe kristaline strukture in samih morfoloških poškodb tkanin. V okviru projekta bodo raziskani tudi razkuževalni učinki sušilnega procesa in razvita metoda za njihovo vrednotenje. Rezultati eksperimentalnega dela bodo temelj za zasnovo modelov za opis fenomenov degradacije lastnosti perila, izločanja mikrovlaken in integralnih energijskih karakteristik stroja v odvisnosti od obratovalnih parametrov. Uporabljene bodo metode multiregresijske analize ter fizikalno-matematični modeli. Razvita bo tudi metoda numeričnega vrednotenja mečkavosti tekstilij. Na osnovi osvojenega znanja in modelov bodo optimirani režimi delovanja (programi sušenja) za širok nabor tekstilij različne surovinske sestave, ki bodo implementirani v izdelani prototip nizkoemisijskega sušilnega stroja. V zaključku projekta se bo izvedla evalvacija in optimizacija prototipa ter diseminacija in promocija projekta preko objav v literaturi ter predstavitvijo prototipa na sejmih.