根據(jù)清洗使用的媒質(zhì)不同而將清洗系統(tǒng)分為兩大類：把使用水、各種水溶液、有機溶劑等液體媒質(zhì)的清洗系統(tǒng)叫濕式清洗系統(tǒng)，而把以空氣等氣體作為媒質(zhì)的清洗系統(tǒng)叫干式清洗系統(tǒng)。濕式清洗系統(tǒng)主要包括清洗、沖洗、干燥三個工藝過程；而干式清洗系統(tǒng)不需要干燥工藝，只包括清洗和沖洗兩個工藝過程。下面對這兩種清洗系統(tǒng)做進一步介紹。

液體媒體——濕式清洗

清洗多是在溶液中進行的，如在水中、各種水溶液中及有機溶劑中進行清洗。這些情況下，清洗媒體都是液體。把用液體做清洗媒體的清洗方法稱為濕式清洗。如洗衣服、洗澡等清洗。它主要包括噴射清洗、浸泡清洗和溶劑蒸氣清洗。

1.噴射清洗

如果用液體媒質(zhì)進行潤濕的清洗對象是大型的不易搬動的或外型結(jié)構(gòu)決定它不適合浸泡在液槽中的物體時，需要把洗液噴射或用刷子蘸取的方法使清洗對象表面潤濕，然后進行清洗和沖洗。這類濕式清洗一般叫噴射清洗。

噴射清洗是利用噴嘴噴出的水或洗液的沖擊力量使污垢解離分散的。在噴射清洗中要求的清潔程度越高，消耗的洗液也越多，因此往往要求盡可能使用價格便宜的清洗液。

根據(jù)噴射清洗使用的噴嘴情況可具體分為兩類：

（1）噴射位置固定的噴射清洗：當清洗對象是多個小型物體時，經(jīng)常使用在固定位置的噴嘴進行噴射清洗。在這種裝置中，清洗對象往往通過輸送帶排成直線并從噴嘴下面通過，洗液通過噴嘴對清洗對象進行清洗和沖洗。

（2）噴嘴位置可任意移動的噴射清洗：工廠中各種大型設(shè)備容器壁面和機器的外形以及橋梁、飛機、火車外殼等設(shè)備適用可移動的噴射裝置進行清洗。這種裝置的特點是可以裝在手推車或卡車上，方便地任意移動，經(jīng)過泵加壓后的洗液，通過輸送水龍管及噴嘴，由人工控制可噴射到任意方向。

2.浸泡清洗

將清洗對象放在洗液中浸泡，濕潤而洗凈的濕式清洗叫浸泡清洗。在浸泡清洗工藝系統(tǒng)中，清洗和沖洗分別在不同洗槽中進行，分多次進行的浸泡清洗可以得到潔凈度很高的表面。因此，浸泡清洗是以清洗效果好為特點的。這種方法對數(shù)量多的小型清洗對象特別合適。

浸泡清洗系統(tǒng)基本上有兩種類型：一是清洗槽用溶劑、沖洗槽用清水型，即一種在清洗槽中使用表面活性劑水溶液或有機溶劑作洗液，而在后面的沖洗槽中用水作沖洗劑的浸泡清洗系統(tǒng)。使用這種浸泡清洗系統(tǒng)應(yīng)注意的問題是：由于沖洗工藝一般使用的是清水，清水中含有微量雜質(zhì)，在干燥后留在清洗對象表面會使其潔凈度變差。在潔凈度要求特別高的情況下，在清水沖洗之后要用純水或超純水進一步?jīng)_洗。另外，在用水作沖洗劑時往往產(chǎn)生大量廢水，需要經(jīng)過處理后才能排放。

二是清洗槽、沖洗槽都使用同一種溶劑的系統(tǒng)，這是適合使用合成有機溶劑和石油類溶劑去除油性污垢為主要目的的清洗系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的特點是管理較容易，設(shè)備安排較緊湊，使用的溶劑都釆用逆流方式運動，使溶劑的溶解能力得到充分利用，同時產(chǎn)生的廢液數(shù)量也較少。但該清洗系統(tǒng)的問題在于清洗對象表面的親水性污垢還是較難被完全去除。而且有機溶劑大多存在毒性大、安全性差、易燃易爆、受環(huán)境保護要求限制的問題。由于這些原因，原來廣泛使用的氯氟炷和三氯乙烯等有機溶劑，現(xiàn)在已不能繼續(xù)使用了。而使用高沸點的石油類溶劑，雖然閃點升高，安全性較好，但又出現(xiàn)干燥較困難的問題。

浸泡清洗系統(tǒng)是由清洗工藝、沖洗工藝、干燥工藝三個部分組成的。清洗工藝指把污垢從清洗對象表面解離下來并分散到媒液中的工藝。因此這一工藝中使用的媒液，不僅應(yīng)對污垢的溶解、分散能力大，同時能使解離下來的污垢在它中間穩(wěn)定分散。當清洗對象表面存在多種類型污垢時，清洗工藝應(yīng)分階段進行。沖洗是指清洗工藝完成之后，清洗對象表面上附著一層含有污垢的洗液，用清潔的媒液把含垢洗液從清洗對象表面置換出來的過程。沖洗工藝包括用清潔媒液反復(fù)浸泡的方法以及使媒液流動的噴射或淋洗方法。在沖洗工藝結(jié)束之后，洗凈的對象物表面仍附著一部分媒液，干燥工藝是通過氣化的方法使媒液去除，使?jié)袷角逑醋罱K得以完成。干燥工藝要求媒液沸點低，汽化熱小，比熱容小，易于揮發(fā)去除；表面張力低，易于在物體表面鋪展開，即易于蒸發(fā)；閃點及燃點高，不易燃易爆，安全性好：毒性小，對工人健康危害??；還要求對環(huán)境破壞作用小。

浸泡清洗系統(tǒng)也存在一些問題，如由于清洗對象表面上的污垢（稱為一次污染）有一部分未洗凈而殘留下來，而且在清洗過程中不可避免的發(fā)生新的污染（稱為二次污染），結(jié)果達不到所期望的洗凈效果。沖洗工藝中可能出現(xiàn)已溶解分散的污垢造成逆污染的問題。即在清洗工藝中已被溶解分散的污垢，在沖洗工藝中又吸附到清洗對象表面。在干燥工藝中常使用水作沖洗媒液。但由于水的沸點為1009，且有很大的汽化熱，因此在干燥脫水時要耗費較多的能量和較長的干燥時間，這是它的不足之處。此外，一般沖洗用的水是清水，其中溶解有一些雜質(zhì)，而且水有很高的表面張力。當水在清洗對象表面均勻蒸發(fā)時，隨著干燥的進行逐漸形成圓球狀的水滴并逐漸縮小半徑，當最后水滴完全蒸發(fā)后就會在清洗對象表面上留下環(huán)狀的水斑殘跡。在工業(yè)精密清洗中，很多情況下不希望有水斑生成，因此要求用潔凈度高的純水或超純水作沖洗過程最后階段的用水。但是即使超純水也含有極微量的雜質(zhì)，還會有生成水斑的可能。這在精密電子工業(yè)元件的清洗中會造成問題。

清洗系統(tǒng)中使用的機器應(yīng)符合以下要求：

（1）機器的材料要求對媒液有非常好的穩(wěn)定性，不會被媒液侵蝕。通常認為不銹鋼適合作清洗系統(tǒng)的機器材料。但在精密清洗領(lǐng)域中，它也存在能溶解出微量金屬離子造成二次污染的問題，因此在這種情況下不能使用不銹鋼而使用塑料。為防止產(chǎn)生的微量污染離子使制品的潔凈度受到影響，盛裝受清洗部件的容器不用金屬材料的，而要用不會與溶劑發(fā)生溶解作用的塑料（如氟塑料）制成。另外清洗槽內(nèi)部及附屬部件都應(yīng)經(jīng)常保持清潔是十分必要的。

（2）用于裝運小型清洗對象進出洗液的托盤的構(gòu)造也應(yīng)十分注意。從清洗槽中夾帶出來的含垢溶劑量是與清洗對象和托盤的表面積總和成正比關(guān)系的。托盤多余部分表面積越大，造成沖洗工藝中不必要的負荷也越多。另外，裝在托盤內(nèi)的清洗對象的排列方式是否適當，對清洗效率也有很大影響。

在多次浸泡清洗工藝中如果使用不同性質(zhì)的媒液時，存在隨媒液種類的變化而發(fā)生相轉(zhuǎn)換問題。相轉(zhuǎn)換的方式主要有以下幾種：

（1）親油性溶劑相轉(zhuǎn)變成水相的轉(zhuǎn)換：當用親油性溶劑做媒液在清洗工藝之后，帶著溶解的污垢進入水相進行沖洗和干燥工藝之前要釆用相轉(zhuǎn)換工藝，其具體方法有以下三種：①在親油性溶劑清洗槽和清水沖洗槽中間加一個由丙酮、乙醇或異丙醇等親水性溶劑槽。把清洗對象在親水性溶劑槽中處理之后，清洗對象表面就由親油性變成親水性了，而親油性溶劑也被上述親水性有機溶劑溶解掉。

②在親油性溶劑清洗槽與清水沖洗槽之間加一個表面活性劑水溶液槽。把清洗對象放在表面活性劑水溶液槽中處理。清洗對象表面的親油性溶劑被表面活性劑乳化，形成水包油型乳狀液而被去除，而清洗對象表面轉(zhuǎn)變成親水性的。

③在親油性溶劑中加入一定量的表面活性劑，形成乳化性溶劑。當含有乳化性溶劑的清洗對象進入到清水沖洗槽時，乳化性溶劑形成水包油型乳狀液分散到水中，清洗對象表面轉(zhuǎn)變成親水性的。釆用以上方法不僅有利于相轉(zhuǎn)換的發(fā)生，而且使用親水性有機溶劑槽及表面活性劑水溶液槽也有利于清洗力的提高。

（2）水相向親油性溶劑相轉(zhuǎn)換：當用水作沖洗劑完成沖洗之后，為了使干燥工藝進行更順利，往往用親油性低沸點的有機溶劑置換清洗對象表面上的水，這過程中間首先發(fā)生水相轉(zhuǎn)變成有機溶劑相的轉(zhuǎn)換。采用的方法有：

①在清水沖洗槽與親油性低沸點有機溶劑槽之間加一個親水性有機溶劑槽（使用丙酮、乙醇或異丙醇）。利用親水性有機溶劑既親水又親油性有機溶劑的特點，把清洗對象表面由水相先轉(zhuǎn)變成親水有機溶劑相，以有利于轉(zhuǎn)變成親油性低沸點有機溶劑相的轉(zhuǎn)換。

②利用水與親油性低沸點有機溶劑形成共沸混合物的方法把水去除。在受熱沸騰的條件下，液體蒸發(fā)過程中水與有機溶劑形成共沸混合物一起被蒸發(fā)掉。由于在此混合物中水含量比有機溶劑少得多，所以很快水被全部蒸發(fā)掉。而清洗對象表面轉(zhuǎn)變成親油性低沸點有機溶劑相。

3.溶劑蒸氣清洗

在濕式清洗系統(tǒng)中除了采用噴射清洗、浸泡清洗外，也經(jīng)常釆用有機溶劑蒸氣清洗。溶劑蒸氣清洗適合于小型物品的精密清洗。

圖2-7是一個有機溶劑蒸氣清洗裝置的簡圖。在裝置中清洗槽的上部沿槽壁裝有冷卻水管。把有機溶劑加到清洗槽的下部，并通過一定熱源對它進行加熱。當槽內(nèi)溶劑溫度達到它的沸點時，溶劑開始沸騰蒸發(fā)，槽的上半部充滿溶劑蒸氣，形成溶劑蒸氣相。由于在槽的上部裝有冷卻水管，蒸氣遇冷而凝結(jié)液化，從而防止蒸氣向槽外逸散損失，使蒸氣始終保持在槽內(nèi)，當把溫度低于溶劑蒸氣溫度的清洗對象安放在蒸氣相中時，由于清洗對象與蒸氣之間存在溫度差，蒸氣就在清洗對象表面凝結(jié)放熱并使清洗對象表面上的污垢溶解并分散到溶劑液體中，在重力的作用下含有污垢的溶劑從清洗對象的下方落入液相溶劑中，這種方法叫溶劑蒸氣清洗。

這種方法包括以下幾個過程：溶劑蒸發(fā)，蒸氣液化，溶劑溶解污垢。即溶劑蒸發(fā)形成其純凈的溶劑蒸氣并在氣相運動；利用蒸氣液化時放出的熱量提高溶劑的溶解能力。雖然蒸氣也有直接的清洗作用，但主要還是利用液態(tài)溶劑的浸泡溶解作用，所以從本質(zhì)上講蒸氣清洗仍是浸泡清洗的一種方式。

圖2-7蒸氣清洗裝置

蒸氣清洗有以下優(yōu)點：

（1）由于蒸發(fā)的溶劑蒸氣不含污垢，是新鮮的溶劑，所以使溶劑總能保持在清潔的狀態(tài)下進行清洗去污。

（2）清洗之后清洗對象受溶劑蒸氣放熱的影響溫度上升，使干燥更快。

（3）液體溶劑中含有的污垢在清洗槽下部集中濃縮，便于集中處理。

（4）裝置比較緊湊，節(jié)約空間。

對蒸氣清洗使用的有機溶劑有以下要求：

（1）沸點要低，易于蒸發(fā)，節(jié)約能量。

（2）有一定蒸氣密度。為了保持溶劑蒸氣與空氣有明顯分界，使槽內(nèi)形成穩(wěn)定的蒸氣相，要求溶劑蒸氣的相對密度比空氣大。

（3）安全性好，毒性小。

從以上各方面綜合考慮，最適合作蒸氣清洗的有機溶劑是三氟三氯乙烷。在目前由于環(huán)境保護的要求，氯氟坯和三氯乙烷不能使用之后，只能使用不燃性的合成溶劑，如三氯乙烯和二氯甲烷。而乙醇和異丙醇用作蒸氣清洗劑有安全性差、對空氣相對密度較小、脫脂力較弱的缺點，因此它們不適合用于蒸氣清洗，而更適合作置換干燥用的溶劑。

蒸氣清洗系統(tǒng)主要存在以下問題：

（1）利用溶劑與清洗對象之間的溫度差產(chǎn)生的冷凝放熱作用，當清洗對象是熱容量小的小型物體時，由于在很短時間內(nèi)清洗對象與溶劑蒸氣之間的溫度就達到平衡，因此溶劑蒸氣冷凝過程很快就停止，隨后污垢的溶解過程也跟著停止。而且通過重力的影響使冷凝的液態(tài)溶劑流動而起到的攪拌、噴射等強烈的液體流動效果也都消失了。這樣，由于缺乏冷凝的溶劑均勻流動造成的清洗效果，使得清洗對象表面上的凹陷部分和死角部位難以洗凈，致使清洗的清潔程度下降。在出現(xiàn)上述情況時，用蒸氣清洗之后仍需大量的溶劑進行噴射清洗，在經(jīng)過很大努力之后才能得到好的洗凈效果。因此當清洗對象上附著的污垢很多時，只用蒸氣清洗是不能使污垢充分溶解去除的。嚴格地講，蒸氣清洗更適合用于沖洗工序和干燥工序。而含有大量污垢的清洗對象要用包括浸泡清洗在內(nèi)的多重組合的多槽式蒸氣清洗系統(tǒng)進行清洗才能取得較好的效果。

（2）從理論上講，在蒸氣清洗槽的上部，溶劑蒸氣相與外界空氣有一明確的分界，溶劑蒸氣會遇冷而凝結(jié)不致外泄，即蒸氣清洗是一封閉系統(tǒng)。當清洗對象送進清洗槽或取出時是會造成蒸氣向外部擴散泄漏的。特別是當清洗對象溫度與溶劑蒸氣溫度相等時，被帶出的溶劑量更多。

（3）當清洗槽中混入少量水時，由于有機溶劑與水會形成共沸混合物，比如含有少量水的三氯乙烯在73.6°C時沸騰，這時溶劑蒸氣中會含7%的水，而蒸氣中的三氯乙烯和水可以分別在清洗對象表面冷凝。冷凝的水對三氯乙烯的清洗有阻礙作用。為了減少水的這種不利影響，在裝置中要加上水分離器以除去水分，但效果并不一定很好。

（4）蒸氣清洗裝置一般規(guī)模較小，要建立大規(guī)模的蒸氣清洗裝置在工作中會遇到許多困難。

氣體媒體——干式清洗

以空氣為媒質(zhì)的干式清洗是最簡便的清洗方法，比如在日常生活中廣泛采用的用布和搏子去除家具表面灰塵，用吸塵器打掃客廳、臥室去除灰塵。在工業(yè)領(lǐng)域利用吸附力、摩擦力和研磨力進行干式清洗也得到廣泛應(yīng)用。

干式清洗不使用液體媒質(zhì)，因此不需要清洗后進行干燥，這是它的優(yōu)點。但另一方面，氣體媒質(zhì)使解離分散下來的污垢粒子穩(wěn)定地分散能力不強，結(jié)果經(jīng)常造成污垢對清洗對象的再污染，而且用清潔的空氣替代含污垢粒子的污濁氣體的沖洗工藝在許多場合也被省略掉。因此干式清洗往往達不到較高的清潔程度并最終造成清洗不徹底，這是它的缺點。

當被解離下來的有機物污垢分解成氣體以氣體狀態(tài)分散到空氣媒質(zhì)中時，由于氣體分子能均勻地分散到空氣中并穩(wěn)定地保持在其中，這時用干式清洗往往能得到很高的潔凈度。如用紫外線一臭氧法的干式清洗，使有機物污垢被氧化分解以及用熱分解，等離子體去除吸附在清洗對象表面的水分和使有機物污垢分解，都是能獲得很好潔凈度的干式清洗方法的例子，目前正在研究，在空氣經(jīng)過凈化處理的“潔凈室”氣氛中對特定的微量有機污垢進行去除的新的干式清洗新工藝，很有希望應(yīng)用于精密工業(yè)清洗工藝中。

清洗媒體的作用

清洗媒體在清洗過程中起著重要的作用，主要表現(xiàn)在以下兩方面：

1.對清洗力起傳輸作用

眾所周知，肥皂是一種具有強清洗力的家庭常用清洗物質(zhì)，但如果把它直接涂在沾有污垢的衣物上并不能很好地發(fā)揮它的洗凈效力。只有把肥皂溶于水中形成水溶液之后，肥皂分子才能吸附在污垢表面并深入到其內(nèi)部，同時肥皂分子又能吸附在衣物的纖維上，將纖維間細孔中的空氣頂出來，這樣使織物與污垢都被洗滌液潤濕、滲透而膨脹，并且使衣物與污垢間的結(jié)合力減弱，此時借助機械攪拌或搓洗、加熱等物理作用力使衣物上的污垢轉(zhuǎn)移到水中。如沒有水作為媒介，這個過程是不能發(fā)生的。

在某些利用機械作用力的物理清洗過程中，沒有水和空氣等介質(zhì)的傳輸作用，水力、風力、超聲波等這些作用力也是不可能發(fā)揮其作用的。

2.防止解離下來的污垢再吸附

清洗媒體能使從清洗對象表面解離下來的污垢以穩(wěn)定的狀態(tài)分散并保留下來，則污垢不會再吸附到已被洗凈的表面上，并且隨著介質(zhì)的流動更換，污垢可永久地被去除。

然而不同介質(zhì)對污垢分散穩(wěn)定的能力是不同的。如用超聲波對浸泡在水中的表面沾有油性污垢的物體進行清洗處理時，油性污垢會脫離清洗對象表面而解離分散到水中，但當超聲波作用停止后，油性污垢又會重新附著在清洗對象表面。這是因為水這種媒體對油性污垢的分散作用穩(wěn)定性差，因此純水不適合作油性污垢的清洗媒體。在這種情況下改用對油性污垢解離分散作用強的表面活性劑水溶液和有機溶劑作媒體，洗滌效果更好。

由上可知，在選擇清洗媒體時應(yīng)考慮它能否在清洗系統(tǒng)中充分發(fā)揮上述兩種作用。