WO2017121589A1 - Wasserführendes haushaltsgerät sowie verfahren zum betreiben eines solchen - Google Patents

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WO2017121589A1
WO2017121589A1 PCT/EP2016/082092 EP2016082092W WO2017121589A1 WO 2017121589 A1 WO2017121589 A1 WO 2017121589A1 EP 2016082092 W EP2016082092 W EP 2016082092W WO 2017121589 A1 WO2017121589 A1 WO 2017121589A1
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WO
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water
household appliance
fats
oils
electrolysis device
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PCT/EP2016/082092
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christa Barkschat
Andreas KALYTTA-MEWES
Dirk Volkmer
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4236—Arrangements to sterilize or disinfect dishes or washing liquids
    • A47L15/4238—Arrangements to sterilize or disinfect dishes or washing liquids by using electrolytic cells
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F35/00—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for
    • D06F35/003—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for using electrochemical cells
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F35/00—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for
    • D06F35/004—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for using chlorine generators

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a water-carrying household appliance, in particular a dishwasher or a washing machine.
  • a water-conducting household appliance is described with a receiving space for receiving material to be cleaned and with an electrolyzer.
  • Generic household appliances are known in the art and are used to clean soiled goods, such as dishes (in the case of a dishwasher) or clothing (in the case of a washing machine). Although it is already known to generate ozone with the aid of said electrolysis device within the household appliance to disinfect the material to be cleaned, in known household appliances always a not insignificant amount of cleaning agents in the form of rinsing or detergent must be supplied, so that, regardless of the type of cleaning agent additional operating costs.
  • the object of the present invention is to counteract this disadvantage.
  • the object is achieved by a method for operating a water-conducting household appliance and a water-conducting household appliance according to the independent claims.
  • First proposed is a method for operating a water-conducting household appliance, wherein the water-conducting household appliance has a receiving space for receiving up to be cleaned Good.
  • a rinsing liquor ie a mixture of water, surfactants and / or dirt particles, in particular in the form of fats and / or oils, circulates in the receiving space.
  • the household appliance has an electrolysis device, by means of which an electrolysis can be carried out within the household appliance.
  • the electrolysis device is operated at least temporarily during the operation of the water-conducting domestic appliance.
  • the electrolysis device is preferably switched on or off depending on the specification of a stored in a control and / or control unit cleaning program.
  • electrolysis of constituents of the rinsing liquor takes place, through which certain molecules (in particular in the form of reactive molecules), which preferably have oxygen, are formed, which are both free-radically and loaded or neutral.
  • certain molecules in particular in the form of reactive molecules
  • secondary oxidizing agents such as hydrogen peroxide or ozone
  • the molecules are hydroxyl radicals or hydroxide ions formed by electrolysis from water.
  • the molecules may be peroxy radicals.
  • the removal according to the present invention takes place at least partly with the aid of the molecules formed in the course of the electrolysis device.
  • residues are split off with the aid of the corresponding molecules from the fats and / or oils introduced into the household appliance by the material to be cleaned.
  • Fats are esters of the trihydric alcohol glycerol with three fatty acid esters. Depending on the length of the carboxylic acids (the length is dependent on the number of carbon atoms in the carboxylic acid), the fat is liquid or solid.
  • the carboxylic acids have an anionic portion in the region of the carboxyl group due to an excess of electrons. On the opposite side of the carboxylic acid or in the region of the chain of carbon atoms, however, the carboxylic acid is uncharged. Thus, the carboxylic acid has a hydrophilic region, namely the anionic portion, and a hydrophobic region, namely the portion of the uncharged chain of carbon atoms.
  • the carboxylic acids thus have an ampholytic character, whereby they have the properties of a surfactant in terms of their fat-solubility.
  • a surfactant (carboxylic acid) is formed by the inventive method with chemical conversion of a portion of adhering to the material to be cleaned fats and / or oils, which in turn solved the remaining fats and oils on the good and dispersed in the water of the wash liquor can be.
  • the use of a separately supplied surfactant can thus be dispensed with in whole or in part.
  • the carboxylic acids formed in this way can have chain lengths between 8 and 16 carbon atoms. Furthermore, the carboxylic acids may have only single bonds and / or at least one multiple bond.
  • the inventive method of cleavage of fats and / or oils, which originate from the material to be cleaned thus has several advantages.
  • the fats and / or oils adhering to a dish for example, degraded to carboxylic acids, so that the amount of fat or oil in the household appliance is reduced.
  • surfactants are also formed with which the remaining fats and / or oils can be removed from the material to be cleaned.
  • the adhering to the material to be cleaned fats and / or oils are used as starting material for the formation of a surfactant.
  • the electrolysis device comprises at least two electrodes. Further, while performing electrolysis, the voltage between these two electrodes should be between 1V and 20V, preferably between 1V and 10V. In general, during electrolysis at least the voltage which is necessary for the desired decomposition or splitting of the respective fat or oil (so-called “decomposition voltage”) must be applied between the electrodes, but since the electrodes always also have a certain distance from each other, the voltage must generally be slightly above the said decomposition voltage in order to overcome also the electrical resistance of the electrolyte arranged between the electrodes In the case of the household appliance described, the electrolyte is the rinsing fluid so that the voltage between the electrodes is at least 2, Should be 8 V. Particularly preferably, the voltage is between 2.8 V and 4.0 V.
  • the electrolysis is carried out at least temporarily with a current density between 1 mA / cm 2 (milliamps per square centimeter) and 1000 mA / cm 2 .
  • the current density is preferably between 10 mA cm 2 and 500 mA / cm 2 .
  • the current density refers to a surface of the electrodes of the electrolysis device.
  • a current of 1 ampere flows when the area of the electrodes is 10 cm 2 and the current density is 100 mA / cm 2 .
  • a higher current density leads to a faster electrolysis, since more of the necessary for the fat or oil splitting molecules are formed, which in turn more fats and / or oils in carboxylic acids can split.
  • the inventive method can be accelerated overall.
  • the current density can not be chosen arbitrarily high in order to preclude a threat to the operator of the household appliance.
  • the current density can also be varied over time. For example, towards the end of a cleaning program, the current density can be reduced, since a sufficient amount of carboxylic acids has already been formed at this time. By reducing the current density, the power consumption can be reduced.
  • the electrolysis device is disposed within the household appliance spatially separated from the receiving space.
  • the electrolysis device is placed on the one hand protected, so that contact between one of the electrodes and the operator is excluded.
  • the electrolysis can be carried out more controlled by the spatial separation of the electrolysis device from the receiving space, since the turbulence generated in the receiving space by rinsing dishes or spinning laundry can not act as far as the electrolysis cell.
  • the water present in the domestic appliance together with fats and / or oils present therein is conveyed through the electrolysis device at least temporarily and preferably with the aid of a pump during operation of the household appliance.
  • the temporary, ie discontinuous, conveying the mixture of water and fats and / or oils may be useful, for example, if the electrolysis is slow due to the present conditions, ie if, for example, only a small current density is applied between the electrodes. In this case, it makes sense to always operate the pump only sporadically or in pulses, so that the rinsing fluid pumped into the electrolysis device remains there for a certain period of time.
  • the pump can be switched on again, whereby the carboxylic acids from the electrolysis device to the receiving space and a new mixture of water and fats and / or oils from the receiving space is promoted to the electrolysis device.
  • the pump may also continuously deliver the mixture of water and fats and / or oils to the electrolyzer. The simultaneous removal of the eliminated carboxylic acids then takes place continuously. This can be useful if the electrolysis is carried out quickly, that is, for example, with a high current density or a powerful electrolysis device. In these cases, a sufficiently rapid elimination of the carboxylic acids is given, which can be promoted directly into the receiving space for the purification of goods to be cleaned.
  • the electrolysis device is operated during and / or after a program step of a cleaning program of the domestic appliance, during which the water in the household appliance is heated.
  • a program step of a cleaning program of the domestic appliance during which the water in the household appliance is heated.
  • the water can be heated to temperatures of, for example, 30 ° to 90 ° Celsius.
  • the water-conducting household appliance is supplied with water during its operation, wherein a water compound is added to the water supplied and / or to the water already inside the household appliance.
  • the ionic compound may be, for example, common salt and / or sodium sulfate.
  • the concentration of the ionic compound in the rinsing liquor after addition of the ionic compound should be in a range of 0.05 mol / L (mol per liter) to 2 mol / L. Additionally or alternatively, the addition of the ionic compounds may also be for other purposes. For example, a pH adjustment of the rinsing liquor could be carried out with the aid of a suitable ionic compound or the formation of further reactive molecules could be forced or triggered.
  • ionic compounds such as carbonates, chlorides, sulfates or borates, either by their direct oxidation at the anode reactive molecules or by a reaction with Hydroxyl radicals so-called secondary oxidants such as carbonate radicals, chlorine or peroxodisulfate are generated.
  • the fats and / or oils are homogenized in water present in the household appliance by means of a homogenizer, so that an emulsion is formed.
  • a homogenizer By means of the homogenization device fat and / or oil particles are comminuted in the water. This increases the attack surface of the fats and / or oils for the resulting in the hydrolysis and the fat or oil splitting effecting molecules or carboxylic acids, so that the splitting of the fats and / or oils by said molecules and dissolving the fats and / or oils is accelerated by the carboxylic acids.
  • the homogenizing device can be designed, for example, as an ultrasound generator, which homogenizes the fats and / or oils by means of ultrasound.
  • a water-conducting household appliance with a receiving space for receiving material to be cleaned and with an electrolyzer.
  • the water-conducting household appliance is preferably designed as a dishwasher or washing machine.
  • the item to be cleaned is, for example, dirty dishes or soiled clothing.
  • the electrolysis device is designed and set up such that it forms molecules during its operation from constituents of the rinsing fluid, with the aid of which fats and / or oils, which adhere to the material to be purified, cleave off residues which in turn react further to give carboxylic acids.
  • carboxylic acids in particular, hydroxyl radicals, hydroxide ions or peroxy radicals are formed, which generally have a high reactivity, so that fats and / or oils present in the household appliance can be broken down with the aid of the molecules mentioned in such a way that ultimately carboxylic acids are formed ,
  • the electrolysis device has a plurality of electrodes.
  • the electrolysis device comprises at least two, preferably three, spaced-apart electrodes. At least one of the electrodes is designed as a so-called passive electrode. However, all electrodes can also be designed as a passive electrode.
  • the passive electrode has In this case compared to an active electrode has the advantage that it does not dissolve during the electrolysis and thus has a long shelf life.
  • the passive electrode may, for example, at least in sections made of precious metals, such as gold, platinum or zirconium exist.
  • one of the three electrodes may be a second type electrode, i. a reference electrode.
  • This serves as a reference electrode for the electrolysis and thus the calibration of the electrolysis device.
  • An electrode of the second kind is, for example, a silver-silver chloride electrode or a calomel electrode.
  • one of the electrodes is designed as a diamond electrode.
  • the diamond electrode may additionally be doped with boron, the amount of doped boron being from 2000 ppm to 10000 ppm (parts per million).
  • the doping of the diamond electrode with boron increases its conductivity, so that the electrolytic device can be operated with a lower voltage. This in turn leads to energy savings.
  • the electrodes each have an electrolytic effecting active surface whose amount is between 5 cm 2 and 100 cm 2 . Particularly preferably, the amount is between 10 cm 2 and 50 cm 2 .
  • the formation of the fat or oil splitting molecules can be accelerated using a larger active area. At the same time, however, the cost of the corresponding electrodes increases, so that an active area has proven itself within the above ranges.
  • the water-conducting household appliance has a spatially separated from the receiving space and connected thereto via a line arrangement in which the electrodes are arranged.
  • the electrolysis in the spatial separation of the electrolysis device from the receiving space, as described above, can be performed controlled.
  • the electrolysis device is preferably designed as a cavity which communicates with an inlet and a discharge for rinsing liquor and into which the electrodes protrude.
  • the water-conducting domestic appliance has a circulating pump for circulating the mixture present in the domestic appliance of water and fats and / or oils or the rinsing liquor as such, wherein the circulating pump is in fluid communication with the cell via the line arrangement.
  • the household appliance comprises a homogenizing device, with the aid of which a mixture of water and the originating from the material to be cleaned fats and / or oils is homogenizable.
  • the homogenization device is designed to form an emulsion from the said mixture.
  • the homogenizing device may comprise an ultrasonic arrangement which comminutes the fat and / or oil particles by means of ultrasound.
  • Figures 1 to 3 different embodiments of water-conducting household appliances with a receiving space and a cell with an electrolyzer
  • Figure 1 shows a water-conducting household appliance 1 with a receiving space 2 and a cell 8, in which an electrolysis device 7 extends.
  • the receiving space 2 serves to receive goods 3 to be cleaned.
  • the household appliance 1 is a dishwasher.
  • the household appliance 1 could also be designed as a washing machine.
  • the receiving space 2 has a pump sump 4, in which a rinsing liquor 11 located in the receiving space 2 is collected and subsequently supplied to one or more spray arms.
  • a homogenizing device not shown here could be arranged, which can homogenize the fats and / or oils in the water, so that an emulsion is formed.
  • the rinsing liquor 1 1 comprises water, fats and / or oils from the goods 3 to be cleaned and surfactants (if they have been previously added).
  • the rinsing liquor 11 may also comprise an emulsion of fats and / or oils in water (the rinse liquor being illustrated graphically in Figure 1 only within the cell 8).
  • the washing liquor 1 1 is conveyed via a line arrangement 5 and with the aid of a pump 6 to the cell 8 and thus to the electrolyzer 7.
  • the electrolysis device 7 is arranged in (or extends into) the cell 8, the cell 8 being arranged within the household appliance 1 and separate from the receiving space 2.
  • the electrolysis device 7 further comprises two electrodes, wherein one electrode is formed as a cathode 9 and another electrode as an anode 10, and wherein the two electrodes are immersed in the rinsing liquor 1 1.
  • the electrolysis device 7 is then in Operation set when from in the wash liquor 1 1 contained fats and / or oils that are washed from the cleaned to be cleaned items each Operationgang such as pre-wash and / or cleaning a wash cycle by means of one or more sprayers in the washing of the dishwasher, carboxylic acids as Ten- side should be generated and provided.
  • prefabricated detergent surfactants containing the rinse liquor can be omitted partially or completely.
  • the rinsing liquor 1 1 and thus also the carboxylic acids produced therein during the operation of the electrolysis device 7 can finally be pumped out of the cell 8 by means of a circulating pump 12 and back to the receiving space 2 via the line arrangement 5.
  • the rinsing liquor 1 1 and thus also the carboxylic acids with the aid of one or more spray arms 13 are sprayed onto the goods to be cleaned 3, so that the carboxylic acids come into contact with the still adhering to the goods 3 fats and / or oils and solve them can.
  • a pump 6 and a separate circulating pump 12 are arranged, which may be of the same type. Alternatively, in a further embodiment of the household appliance, only the pump 6 or the circulating pump 12 may be present.
  • the electrolysis device 7 has at least two electrodes in the form of a cathode 9 and an anode 10. Both electrodes are connected to a voltage source 14, which generates the voltage required for the electrolysis.
  • the voltage may be formed as a DC voltage and may be in the range between 1 V and 20 V, in particular between 2.8 V and 4.0 V.
  • a current density between 1 mA / cm 2 and 1000 mA / cm 2 can be generated.
  • the current density refers to an active area of the two electrodes.
  • the active area of the electrodes is the area at which the electrolysis is carried out.
  • the area of the two electrodes can be between 5 cm 2 and 100 cm 2 .
  • At least one of the two electrodes may be formed as a diamond electrode.
  • the diamond electrode is a passive electrode, which is characterized in that it itself is not dissolved by the electrolysis.
  • the diamond electrode thus has virtually no wear because it does not participate in a chemical reaction.
  • it may be doped with boron.
  • the desired molecules eg hydroxyl radical, hydroxide ions or peroxy radicals
  • the resulting carboxylic acids may be, for example, short-chain carboxylic acids.
  • the carboxylic acids could have the molecular formula C x H 2 x + i COOH, where x is in the range between 8 and 16.
  • the above-mentioned empirical formula describes simple carboxylic acids (carboxylic acids with exclusively single bonds).
  • the carboxylic acids could also have multiple bonds, for example double bonds.
  • FIG. 2 An alternative embodiment of a water-conducting domestic appliance 1 according to the invention is shown in FIG. 2.
  • the electrolysis device 7 is connected via a corresponding line 15 to the circulating pump 12 and is connected via a further line 15 to a water distributor 16.
  • the water switch 16 is finally connected by means of not fully shown lines 15 with one or more spray arms 13 or other, not shown, injection devices.
  • the rinsing liquor 11 flows through the electrolysis device 7, so that the carboxylic acids formed can be applied to the dishes 3 via the spray arm or spraying arms 13 or the spraying device (s).
  • FIG. 1 A further embodiment of a water-conducting household appliance 1 according to the invention is finally shown in FIG.
  • the rinsing liquor 1 1 is pumped by the circulation pump 12 to the water switch 16.
  • the rinsing liquor 1 1 is either there exclusively to the spray boom or arms 13 (or other bring the rinsing liquor to the dishes 3 provided spraying devices), exclusively to the electrolysis device 7 or partially to the spray arms 13 (or the or the spray device (s)) and partially pumped to the electrolyzer 7.
  • the rinsing liquor 1 1 After passing through the electrolysis device 7, the rinsing liquor 1 1 finally passes back into the receiving space 2 (for example via a line 15 which runs between the pump sump 4 and the electrolysis device 7).

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts (1), insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine, wobei das wasserführende Haushaltsgerät (1) einen Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme von zu reinigendem Gut (3), das mit Fetten und/oder Ölen belastet ist,und eine Elektrolysevorrichtung (7) aufweist. Erfindungsgemäß wird die Elektrolysevorrichtung (7) während des Betriebs des wasserführenden Haushaltsgeräts (1) zumindest zeitweise betrieben, wobei während des Betriebs der Elektrolysevorrichtung (7) Moleküle gebildet werden, die eine oxidative Aufspaltung von C=C-Doppelbindungen der Fette und Öle bewirken, wobei hierbei Reste abgespalten werden, und wobei aus den abgespaltenen Resten Carbonsäuren gebildet werden. Zusätzlich wird ein wasserführendes Haushaltsgerät zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Description

Wasserführendes Haushaltsgerät sowie Verfahren zum
Betreiben eines solchen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsge- räts, insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine. Außerdem wird ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von zu reinigendem Gut und mit einer Elektrolysevorrichtung beschrieben.
Gattungsgemäße Haushaltsgeräte sind im Stand der Technik bekannt und dienen dem Reinigen von verschmutztem Gut, beispielsweise von Geschirr (im Fall einer Geschirrspülmaschine) oder von Kleidung (im Fall einer Waschmaschine). Auch wenn es bereits bekannt ist, mit Hilfe der genannten Elektrolysevorrichtung innerhalb des Haushaltsgeräts Ozon zu generieren, um das zu reinigende Gut zu desinfizieren, muss bei bekannten Haushaltsgeräten stets eine nicht zu vernachlässigende Menge an Reinigungsmitteln in Form von Spül- oder Waschmitteln zugeführt werden, so dass unabhängig von der Art des Reinigungsmittels zusätzliche Betriebskosten entstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesem Nachteil zu begegnen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts und einem wasserführenden Haushaltsgerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des was- serführenden Haushaltsgeräts sowie des Haushaltsgeräts selbst sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Vorgeschlagen wird zunächst ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts, wobei das wasserführende Haushaltsgerät einen Aufnahmeraum zur Auf- nähme von zu reinigendem Gut aufweist. In dem Aufnahmeraum zirkuliert beim Betrieb des Haushaltsgeräts eine Spülflotte, d.h. eine Mischung aus Wasser, Tensiden und/oder Schmutzpartikeln, insbesondere in Form von Fetten und/oder Ölen. Bei dem Haushaltsge- rät handelt es sich insbesondere um eine Geschirrspülmaschine oder um eine Waschmaschine, wobei das zu reinigende Gut beispielsweise schmutziges Geschirr oder schmutzige Kleidung ist. Ferner weist das Haushaltsgerät eine Elektrolysevorrichtung auf, mit deren Hilfe innerhalb des Haushaltsgeräts eine Elektrolyse durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Elektrolysevorrichtung während des Betriebs des wasserführenden Haushaltsgeräts zumindest zeitweise betrieben. Die Elektrolysevorrichtung wird dabei vorzugsweise je nach Vorgabe eines in einer Steuer- und/oder Regeleinheit hinterlegten Reinigungsprogramms ein- bzw. ausgeschaltet. Bei dem Betrieb der Elektrolyse- Vorrichtung erfolgt eine Elektrolyse von Bestandteilen der Spülflotte (z. B. des darin enthaltenen Wassers), durch die bestimmte Moleküle (insbesondere in Form von reaktiven Molekülen), die vorzugsweise Sauerstoff aufweisen, entstehen, welche sowohl radikalisch als auch geladen oder neutral sein können. Hierbei können zusätzlich durch Weiterreaktion der sauerstoffhaltigen Moleküle, wie beispielsweise Dimerisierung von Hydroxylradikalen oder Reaktion mit im Wasser gelöstem Sauerstoff, sekundäre Oxidati- onsmittel wie Wasserstoffperoxid oder Ozon entstehen. Beispielsweise handelt es sich bei den Molekülen um Hydroxyl-Radikale oder Hydroxid-Ionen, die durch die Elektrolyse aus Wasser gebildet werden. Ebenso kann es sich bei den Molekülen um Peroxy-Radikale handeln. Gemeinsam ist all den in Frage kommenden Molekülen, dass sie in der Lage sind, eine oxidative Aufspaltung von C=C-Doppelbindungen (d. h. Kohlenstoffdoppelbindungen) der Fette und/oder Öle (d. h. deren ungesättigter Fettsäurereste) zu bewirken, wobei hierbei Reste abgespalten werden, und wobei aus den abgespaltenen Resten letztendlich Carbonsäuren gebildet werden (auch dies erfolgt vorzugsweise durch eine oxidative Reaktion, an der erneut die während der Elektrolyse entstandenen Moleküle beteiligt sein können).
Wie bereits oben erwähnt, haften an dem zu reinigenden Gut in der Regel Verunreinigungen in Form von Fetten bzw. Ölen. Während die Verunreinigungen bei herkömmlichen Haushaltsgeräten ausschließlich mit Hilfe von Tensiden gelöst werden, die dem Haus- haltsgerät als Flüssigkeit oder Pulver zugeführt werden müssen, erfolgt die Entfernung gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise mit Hilfe der im Zuge der Elektrolysevorrichtung gebildeten Moleküle. Hierbei werden mit Hilfe der entsprechenden Moleküle aus den durch das zu reinigende Gut in das Haushaltsgerät eingebrachten Fetten und/oder Ölen Reste abgespalten. Fette sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin mit drei Fettsäureestern. Abhängig von der Länge der Carbonsäuren (die Länge ist von der Anzahl der Kohlenstoffatome in der Carbonsäure abhängig) ist das Fett flüssig oder fest.
Bei der Aufspaltung der Fette und/oder Öle mit Hilfe der entsprechend gebildeten Moleküle greifen diese an einer C=C-Doppelbindung einer oder mehrere Fettsäurereste des Fettes bzw. Öles an und spalten dabei im Wege einer so genannten oxidativen Aufspaltung der genannten Doppelbindung einen Rest ab, wobei der Rest entweder bereits nach der Abspaltung als Carbonsäure vorliegt oder aber aus dem Rest durch einen weiteren Oxida- tionsschritt gebildet wird.
Die Carbonsäuren weisen dabei im Bereich der Carboxylgruppe durch einen Überschuss an Elektronen einen anionischen Abschnitt auf. Am gegenüberliegenden Bereich der Carbonsäure bzw. im Bereich der Kette aus Kohlenstoffatomen ist die Carbonsäure hingegen ungeladen. Dadurch weist die Carbonsäure einen hydrophilen Bereich, nämlich den anionischen Abschnitt, und einen hydrophoben Bereich, nämlich den Abschnitt der ungeladenen Kette aus Kohlenstoffatomen, auf. Die Carbonsäuren weisen somit einen ampholytischen Charakter auf, wodurch sie hinsichtlich ihrer Fettlösekraft die Eigenschaften eines Tensids besitzen.
Im Ergebnis wird durch das erfindungsgemäße Verfahren unter chemischer Umwandlung eines Teils der an dem zu reinigenden Gut anhaftenden Fette und/oder Öle ein Tensid (Carbonsäure) gebildet, mit dessen Hilfe wiederum die an dem Gut verbleibenden Fette und Öle gelöst und im Wasser der Spülflotte dispergiert werden können. Auf den Einsatz eines separat zugeführten Tensids kann somit ganz oder teilweise verzichtet werden.
Die derart gebildeten Carbonsäuren können Kettenlängen zwischen 8 und 16 Kohlen- stoffatom aufweisen. Des Weiteren können die Carbonsäuren nur Einfachbindungen und/oder auch mindestens eine Mehrfachbindung aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren der Spaltung der Fette und/oder Öle, die von dem zu reinigendem Gut stammen, weist somit mehrere Vorteile auf. Zum einen werden die Fette und/oder Öle, die beispielsweise an einem Geschirr anhaften, zu Carbonsäuren abgebaut, so dass die Menge des sich in dem Haushaltsgeräts befindlichen Fetts bzw. Öls verringert wird. Als Abbauprodukt werden darüber hinaus Tenside gebildet, mit denen die verbleibenden Fette und/oder Öle von dem zu reinigenden Gut abgelöst werden können. Damit werden im Prinzip die an dem zu reinigenden Gut haftenden Fette und/oder Öle als Ausgangsstoff für die Bildung eines Tensids genutzt. Man kann somit von einer„in-situ" Erzeugung von Tensiden im Haushaltsgerät sprechen. Somit kann die Verwendung von zusätzlich zuzugebenden Reinigungsmitteln deutlich reduziert werden. Ferner werden durch die erfindungsgemäße Elektrolyse lediglich unschädliche Produkte gebildet, wobei die einzelnen Verbindungen in den erzeugten Konzentrationen keinerlei gesundheitliche Risiken für den Menschen bergen sowie in der Umwelt leicht abgebaut werden können und damit auch für die Umwelt unschädlich sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst die Elektrolysevorrich- tung wenigstens zwei Elektroden. Während der Durchführung der Elektrolyse sollte ferner die Spannung zwischen diesen beiden Elektroden zwischen 1 V und 20 V, vorzugsweise zwischen 1 V und 10 V, betragen. Generell muss bei der Elektrolyse zwischen den Elektroden zumindest die Spannung angelegt werden, die für die gewünschte Zersetzung bzw. Spaltung des jeweiligen Fettes bzw. Öls nötig ist (so genannte„Zersetzungsspannung"). Da die Elektroden jedoch immer auch einen gewissen Abstand zueinander aufweisen, muss die Spannung generell etwas über der genannten Zersetzungsspannung liegen, um auch den elektrischen Widerstand des zwischen den Elektroden angeordneten Elektrolyten zu überwinden. Im Fall des beschriebenen Haushaltsgeräts handelt es sich bei dem Elektrolyt um die Spülflotte, so dass die Spannung zwischen den Elektroden wenigstens 2,8 V betragen sollte. Besonders bevorzugt liegt die Spannung zwischen 2,8 V und 4,0 V.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Elektrolyse zumindest zeitweise mit einer Stromdichte zwischen 1 mA/cm2 (Milliampere pro Quadratzentimeter) und 1000 mA/cm2 durchgeführt. Vorzugsweise beträgt die Stromdichte zwischen 10 mA cm2 und 500 mA/cm2. Dabei bezieht sich die Stromdichte auf eine Fläche der Elektroden der Elektrolysevorrichtung. Beispielsweise fließt ein Strom von 1 Ampere, wenn die Fläche der Elektroden 10 cm2 und die Stromdichte 100 mA/cm2 beträgt. Generell führt eine höhere Stromdichte zu einer schnelleren Elektrolyse, da mehr der für die Fett- bzw. Ölspaltung notwendigen Moleküle gebildet werden, die wiederum mehr Fette und/oder Öle in Carbonsäuren spalten können. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt beschleunigt werden. Auf der anderen Seite kann die Stromdichte auch nicht beliebig hoch gewählt werden, um eine Gefährdung des Bedieners des Haushaltsgeräts auszuschließen. Ferner kann die Stromdichte auch zeitlich variiert werden. Beispielsweise kann gegen Ende eines Reinigungsprogramms die Stromdichte verringert werden, da zu diesem Zeitpunkt bereits eine ausreichende Menge an Carbonsäuren gebildet wurde. Durch die Verringerung der Stromdichte kann der Energieverbrauch vermindert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Elektrolysevorrichtung innerhalb des Haushaltsgeräts räumlich von dem Aufnahmeraum getrennt angeordnet. Damit ist die Elektrolysevorrichtung zum einen geschützt platziert, so dass ein Kontakt zwischen einer der Elektroden und dem Bediener ausgeschlossen ist. Zum anderen kann die Elektrolyse durch die räumlichen Trennung der Elektrolysevorrichtung von dem Auf- nahmeraum kontrollierter durchgeführt werden, da die in dem Aufnahmeraum durch ein Spülen von Geschirr oder Schleudern von Wäsche erzeugten Turbulenzen nicht bis in die Elektrolysezelle wirken können.
In diesem Zusammenhang ist ferner vorgesehen, dass das in dem Haushaltsgerät vor- handene Wasser gemeinsam mit darin vorhandenen Fetten und/oder Ölen während des Betriebs des Haushaltsgeräts wenigstens zeitweise und vorzugsweise mit Hilfe einer Pumpe durch die Elektrolysevorrichtung gefördert wird. Das zeitweise, d.h. diskontinuierliche, Fördern der Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn die Elektrolyse aufgrund der vorliegenden Bedingungen nur langsam abläuft, d.h. wenn beispielsweise nur eine geringe Stromdichte zwischen den Elektroden angelegt ist. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Pumpe immer nur sporadisch bzw. pulsartig zu betreiben, so dass die in die Elektrolysevorrichtung gepumpte Spülflotte dort für eine bestimmte Zeitdauer verbleibt. Wenn nach Ablauf der genannten Zeitdauer eine gewisse Menge an Carbonsäuren aus den Fetten und/oder Ölen abgespaltet wurde, kann die Pumpe wieder eingeschaltet werden, wodurch die Carbonsäuren aus der Elektrolysevorrichtung zum Aufnahmeraum und eine neue Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen vom Aufnahmeraum zur Elektrolysevorrichtung gefördert wird. Alternativ kann die Pumpe die Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen auch kontinuierlich zur Elektrolysevorrichtung fördern. Der gleichzeitige Abtransport von den abgespaltenen Carbonsäuren findet dann ebenfalls kontinuierlich statt. Dies kann sinnvoll sein, wenn die Elektrolyse schnell durchgeführt wird, also beispielsweise mit einer hohen Stromdichte bzw. einer leistungsstarken Elektrolysevorrichtung. In diesen Fällen ist eine ausreichend schnelle Abspaltung der Carbonsäuren gegeben, die unmittelbar in den Aufnahmeraum zur Reinigung von zu reinigendem Gut gefördert werden können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Elektrolysevorrichtung wäh- rend und/oder nach einem Programmschritt eines Reinigungsprogramms des Haushaltsgeräts betrieben, während dessen das sich im Haushaltsgerät befindliche Wasser erwärmt wird. Durch eine erhöhte Temperatur des Wassers und der Fette und/oder Öle wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Elektrolyse und der anschließenden Aufspaltung der Fette und/oder Öle zu Carbonsäuren und Glycerin beschleunigt. Das Wasser kann dabei auf Temperaturen von beispielsweise 30° bis 90° Celsius erwärmt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dem wasserführenden Haushaltsgerät während dessen Betrieb Wasser zugeführt, wobei dem zugeführten Wasser und/oder dem sich bereits innerhalb des Haushaltsgeräts befindlichen Wasser eine lo- nenverbindung zugegeben wird. Bei der lonenverbindung kann es sich beispielsweise um Kochsalz und/oder um Natriumsulfat handeln. Durch die Zugabe der lonenverbindung kann die elektrische Leitfähigkeit der in dem Haushaltsgerät vorhandenen Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen erhöht werden (die lonenverbindung dient in diesem Fall als so genanntes Leitsalz). Bei einer höheren elektrischen Leitfähigkeit kann die an die Elektrolyten angelegte Spannung während der Elektrolyse verringert und hierdurch Energie eingespart werden. Die Konzentration der lonenverbindung in der Spülflotte sollte nach Zugabe der lonenverbindung in einem Bereich von 0,05 mol/l (mol pro Liter) bis 2 mol/l liegen. Zusätzlich oder alternativ kann die Zugabe der lonenverbindungen auch zu anderen Zwecken erfolgen. Beispielsweise könnte mit Hilfe einer entsprechenden lonen- Verbindung eine pH-Regulierung der Spülflotte erfolgen oder die Entstehung weiterer reaktiver Moleküle forciert bzw. ausgelöst werden. Durch Zusatz von lonenverbindungen wie beispielsweise Carbonaten, Chloriden, Sulfaten oder Boraten können entweder durch ihre direkte Oxidation an der Anode reaktive Moleküle oder durch eine Reaktion mit Hydroxylradikalen sogenannte Sekundäroxidationsmittel wie zum Beispiel Carbonatradikale, Chlor oder Peroxodisulfat generiert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Fette und/oder Öle in im Haushaltsgerät vorhandenem Wasser mit Hilfe einer Homogenisierungsvorrichtung homogenisiert, so dass eine Emulsion gebildet wird. Mittels der Homogenisierungsvorrichtung werden Fett- und/oder Ölpartikel in dem Wasser zerkleinert. Dadurch vergrößert sich die Angriffsfläche der Fette und/oder Öle für die bei der Hydrolyse entstehenden und die Fett- bzw. Ölspaltung bewirkenden Moleküle bzw. die Carbonsäuren, so dass die Aufspal- tung der Fette und/oder Öle durch die genannten Moleküle sowie das Lösen der Fette und/oder Öle durch die Carbonsäuren beschleunigt wird. Die Homogenisierungsvorrichtung kann beispielsweise als Ultraschallgenerator ausgebildet sein, der die Fette und/oder Öle mittels Ultraschall homogenisiert. Vorgeschlagen wird ferner ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von zu reinigendem Gut und mit einer Elektrolysevorrichtung. Das wasserführende Haushaltsgerät ist vorzugweise als Geschirrspülmaschine oder Waschmaschine ausgebildet. Das zu reinigende Gut ist beispielsweise verschmutztes Geschirr oder verschmutzte Kleidung.
Erfindungsgemäß ist die Elektrolysevorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie während ihres Betriebs aus Bestandteilen der Spülflotte Moleküle bildet, mit deren Hilfe aus Fetten und/oder Ölen, die an dem zu reinigenden Gut anhaften, Reste abgespalten werden, die wiederum zu Carbonsäuren weiterreagieren. Während der Elektrolyse entstehen insbesondere Hydroxyl-Radikale, Hydroxid-Ionen oder Peroxy-Radikale, die generell eine hohe Reaktivität aufweisen, so dass mit Hilfe der genannten Moleküle in dem Haushaltsgerät vorhandene Fette und/oder Öle derart aufgespalten werden können, dass hierbei letztendlich Carbonsäuren entstehen. In jedem Fall weist die Elektrolysevorrichtung mehrere Elektroden auf.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Elektrolysevorrichtung wenigstens zwei, vorzugsweise drei, voneinander beabstandete Elektroden. Wenigstens eine der Elektroden ist als so genannte passive Elektrode ausgebildet. Es können jedoch auch alle Elektroden als passive Elektrode ausgeführt sein. Die passive Elektrode hat dabei gegenüber einer aktiven Elektrode den Vorteil, dass sie sich während der Elektrolyse nicht auflöst und somit eine lange Haltbarkeit aufweist. Die passive Elektrode kann beispielsweise zumindest abschnittsweise aus edlen Metallen, beispielsweise Gold, Platin oder Zirkonium, bestehen.
Eine der drei Elektroden kann beispielsweise eine Elektrode zweiter Art, d.h. eine Referenzelektrode, sein. Diese dient als Bezugselektrode für die Elektrolyse und damit der Kalibrierung der Elektrolysevorrichtung. Eine Elektrode zweiter Art ist beispielsweise eine Silber-Silberchlorid-Elektrode oder eine Kalomel-Elektrode.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine der Elektroden als Diamantelektrode ausgebildet. Die Diamantelektrode kann zusätzlich mit Bor dotiert sein, wobei die Menge an dotiertem Bor 2000 ppm bis 10000 ppm (parts per million) beträgt. Die Dotierung der Diamantelektrode mit Bor erhöht deren Leitfähigkeit, so dass die Elekt- rolysevorrichtung mit einer geringeren Spannung betrieben werden kann. Dies führt wiederum zu einer Energieeinsparung.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Elektroden jeweils eine die Elektrolyse bewirkende aktive Fläche auf, deren Betrag zwischen 5 cm2 und 100 cm2 liegt. Besonders bevorzugt liegt der Betrag zwischen 10 cm2 und 50 cm2. Zwar kann die Bildung der die Fett- bzw. Ölspaltung bewirkenden Moleküle bei Verwendung einer größeren aktiven Fläche beschleunigt werden. Gleichzeitig steigen jedoch auch die Kosten der entsprechenden Elektroden, so dass sich eine aktive Fläche innerhalb der obigen Bereiche bewährt hat.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das wasserführende Haushaltsgerät eine von dem Aufnahmeraum räumlich getrennte und mit diesem über eine Leitungsanordnung verbundene Zelle auf, in der die Elektroden angeordnet sind. Insbesondere kann die Elektrolyse bei der räumlichen Trennung der Elektrolysevorrichtung von dem Aufnahmeraum, wie oben beschrieben, kontrollierter durchgeführt werden. Die Elektrolysevorrichtung ist vorzugsweise als Hohlraum ausgebildet, der mit einer Zu- und einer Ableitung für Spülflotte in Verbindung steht und in den die Elektroden ragen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das wasserführende Haushaltsgerät eine Umwälzpumpe zum Umwälzen der in dem Haushaltsgerät vorhandenen Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen bzw. der Spülflotte als solches auf, wobei die Umwälzpumpe über die Leitungsanordnung mit der Zelle in Fluidverbindung steht. Dadurch können die in der Zelle der Elektrolysevorrichtung gebildeten Carbonsäuren mit deren tensidischer Wirkung in den Aufnahmeraum zu dem noch zu reinigenden Gut gefördert werden. Außerdem können damit Fette und/oder Öle, die von dem zu reinigendem Gut stammen, in die Zelle der Elektrolysevorrichtung gefördert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Haushaltsgerät eine Homogenisierungsvorrichtung, mit deren Hilfe eine Mischung aus Wasser und den von dem zu reinigenden Gut stammenden Fetten und/oder Ölen homogenisierbar ist. Insbesondere ist die Homogenisierungsvorrichtung ausgebildet, aus der genannten Mischung eine Emulsion zu bilden. Durch die Homogenisierung werden schließlich die Fett- und/oder Ölpartikel, die sich im Wasser befinden, zerkleinert, so dass eine homogene Emulsion mit verbesserter Verteilung der Fette und/oder Öle im Wasser ausgebildet wird. Außerdem weisen zerkleinerte Fett- und/oder Ölpartikel, wie sie in der Emulsion vorhanden sind, eine größere Oberfläche auf als nicht homogenisierte Fett-/Öl-Gemische. Im Ergebnis können damit die die Fett- bzw. Ölspaltung bewirkenden Moleküle besonders schnell mit den Fetten und/oder Ölen reagieren. Ein weiterer Vorteil der Emulsion ist, dass sich die Fette und/oder Öle in dem Haushaltsgerät weniger absetzen und zu Verkrustungen oder Verstopfungen der Leitungsanordnung führen. Die Homogenisierungsvorrichtung kann dabei eine Ultraschallanordnung umfassen, welche die Fett- und/oder Ölpartikel mittels Ultraschall zerkleinert.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei - außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze: Figuren 1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen wasserführender Haushaltsgeräte mit einem Aufnahmeraum und einer Zelle mit einer Elektrolysevorrichtung In Figur 1 sind nur diejenigen Bestandteile eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße wasserführende Haushaltsgerät weitere Teile und Baugruppen umfassen kann. Figur 1 zeigt ein wasserführendes Haushaltsgerät 1 mit einem Aufnahmeraum 2 und einer Zelle 8, in die sich eine Elektrolysevorrichtung 7 erstreckt. Generell dient der Aufnahmeraum 2 der Aufnahme von zu reinigenden Gütern 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Haushaltsgerät 1 um eine Geschirrspülmaschine. Alternativ könnte das Haushaltsgerät 1 auch als Waschmaschine ausgebildet sein.
Der Aufnahmeraum 2 weist in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel einen Pumpensumpf 4 auf, in dem eine in dem Aufnahmeraum 2 befindliche Spülflotte 1 1 gesammelt und anschließend einem oder mehreren Sprüharmen zugeführt wird. In dem Pumpensumpf 4 könnte beispielsweise eine hier nicht gezeigte Homogenisierungsvorrichtung angeordnet sein, die die Fette und/oder Öle im Wasser homogenisieren kann, so dass eine Emulsion gebildet wird. Die Spülflotte 1 1 umfasst dabei Wasser, Fette und/oder Öle von den zu reinigenden Gütern 3 und Tenside (falls diese zuvor zugegeben wurden). Die Spülflotte 1 1 kann auch eine Emulsion aus Fetten und/oder Ölen in Wasser umfassen (wobei die Spülflotte in Figur 1 lediglich innerhalb der Zelle 8 grafisch dargestellt ist).
Von dem Pumpensumpf 4 wird die Spülflotte 1 1 über eine Leitungsanordnung 5 und mit Hilfe einer Pumpe 6 zur Zelle 8 und damit zur Elektrolysevorrichtung 7 gefördert. Die Elektrolysevorrichtung 7 ist in der Zelle 8 angeordnet (oder erstreckt sich in diese), wobei die Zelle 8 innerhalb des Haushaltsgeräts 1 und getrennt von dem Aufnahmeraum 2 an- geordnet ist.
Die Elektrolysevorrichtung 7 umfasst des Weiteren zwei Elektroden, wobei eine Elektrode als Kathode 9 und eine weitere Elektrode als Anode 10 ausgebildet ist, und wobei die beiden Elektroden in die Spülflotte 1 1 eintauchen. Die Elektrolysevorrichtung 7 wird dann in Betrieb gesetzt, wenn aus in der Spülflotte 1 1 enthaltenen Fetten und/oder Ölen, die vom zu reinigenden, schmutzigen Spülgut beim jeweiligen Teilspülgang wie z.B. Vorspülgang und/oder Reinigungsgang eines Spülgangs mittels ein oder mehrere Sprüheinrichtungen im Spülbehälter der Geschirrspülmaschine abgewaschen werden, Carbonsäuren als Ten- side erzeugt und bereitgestellt werden sollen. Dadurch kann die Zugabe von vorgefertigten, Tenside enthaltenden Reinigerstoffen zur Spülflotte teilweise oder ganz entfallen.
Die Spülflotte 1 1 und damit auch die darin enthaltenen, während des Betriebs der Elektrolysevorrichtung 7 erzeugten Carbonsäuren können schließlich mit Hilfe einer Umwälz- pumpe 12 aus der Zelle 8 und über die Leitungsanordnung 5 zurück zum Aufnahmeraum 2 gefördert werden. Dort wird die Spülflotte 1 1 und damit auch die Carbonsäuren mit Hilfe eines oder mehrerer Sprüharme 13 auf die zu reinigenden Güter 3 gespritzt, so dass die Carbonsäuren mit den an den Gütern 3 noch anhaftenden Fette und/oder Öle in Kontakt kommen und diese damit lösen können.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind eine Pumpe 6 und eine separate Umwälzpumpe 12 angeordnet, die von gleicher Bauart sein können. Alternativ kann bei einer weiteren Ausbildung des Haushaltsgeräts auch nur die Pumpe 6 oder die Umwälzpumpe 12 vorhanden sein.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der relevanten Bauteile der Elektrolysevorrichtung 7. Die Elektrolysevorrichtung 7 weist wenigstens zwei Elektroden in Form einer Kathode 9 und einer Anode 10 auf. Beide Elektroden sind mit einer Spannungsquelle 14 verbunden, welche die für die Elektrolyse benötigte Spannung erzeugt. Die Spannung kann als Gleichspannung ausgebildet sein und kann im Bereich zwischen 1 V und 20 V, insbesondere zwischen 2,8 V und 4,0 V, liegen. Mit der Elektrolysevorrichtung 7 kann, wie oben beschrieben, vorzugsweise eine Stromdichte zwischen 1 mA/cm2 und 1000 mA/cm2 erzeugt werden. Die Stromdichte bezieht sich auf eine aktive Fläche der beiden Elektroden. Die aktive Fläche der Elektroden ist dabei die Fläche, an der die Elektrolyse durch- geführt wird. Die Fläche der beiden Elektroden kann dabei zwischen 5 cm2 und 100 cm2 betragen.
Zumindest eine der beiden Elektroden kann als Diamantelektrode ausgebildet sein. Die Diamantelektrode ist eine passive Elektrode, die sich dadurch auszeichnet, dass sie selbst nicht durch die Elektrolyse aufgelöst wird. Die Diamantelektrode weist damit praktisch keinen Verschleiß auf, da sie nicht an einer chemischen Reaktion teilnimmt. Um die elektrische Leitfähigkeit der Diamantelektrode zu verbessern, kann sie mit Bor dotiert sein.
Beim Betrieb der Elektrolysevorrichtung 7 tauchen die beiden Elektroden teilweise oder vollständig in in der Zelle 8 vorhandene Spülflotte 1 1 und bilden hierbei die gewünschten Moleküle (z. B. Hydroxyl-Radikal, Hydroxid-Ionen oder Peroxy-Radikale). Diese greifen das Fett bzw. Öl wiederum im Bereich einer C=C-Doppelbindung einer oder mehrerer seiner ungesättigten Fettsäurereste an und bewirken hierbei eine oxidative Aufspaltung des Fetts bzw. Öls bzw. oxidative Abspaltung von Resten, die letztendlich, wiederum durch eine Oxidation, zu Carbonsäuren umgewandelt werden.
Die entstehenden Carbonsäuren können dabei beispielsweise kurzkettige Carbonsäuren sein. Beispielsweise könnten die Carbonsäuren die Summenformel CxH2x+iCOOH aufweisen, wobei x im Bereich zwischen 8 und 16 liegt. Dabei beschreibt die eben genannte Summenformel einfache Carbonsäuren (Carbonsäuren mit ausschließlich Einfachbindungen). Zusätzlich könnten die Carbonsäuren auch Mehrfachbindungen, beispielsweise Doppelbindungen, aufweisen.
Eine alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgeräts 1 zeigt Figur 2. Hier ist die Elektrolysevorrichtung 7 über eine entsprechende Leitung 15 mit der Umwälzpumpe 12 verbunden und steht über eine weitere Leitung 15 mit einer Wasserweiche 16 in Verbindung. Die Wasserweiche 16 ist schließlich mit Hilfe von nicht vollständig dargestellten Leitungen 15 mit einem oder mehreren Sprüharmen 13 oder sonstigen, nicht gezeigten, Spritzeinrichtungen verbunden. In jedem Fall fließt die Spülflotte 1 1 beim Betrieb der Umwälzpumpe12 durch die Elektrolysevorrichtung 7, so dass die gebildeten Carbonsäuren über den oder die Sprüharme 13 bzw. die Spritzeinrich- tung(en) auf das Geschirr 3 aufgebracht werden kann.
Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgeräts 1 ist schließlich in Figur 3 dargestellt. Hier wird die Spülflotte 1 1 von der Umwälzpumpe 12 zur Wasserweiche 16 gepumpt. Dort wird es je nach Weichenstellung der Wasserweiche 16 entweder ausschließlich zu dem oder den Sprüharmen 13 (bzw. sonstigen zum Auf- bringen der Spülflotte auf das Geschirr 3 vorgesehenen Spritzeinrichtungen), ausschließlich zur Elektrolysevorrichtung 7 oder teilweise zu den Sprüarmen13 (bzw. der oder den Spritzeinrichtung(en)) und teilweise zur Elektrolysevorrichtung 7 gepumpt. Nach Passieren der Elektrolysevorrichtung 7 gelangt die Spülflotte 1 1 schließlich wieder zurück in den Aufnahmeraum 2 (z. B. über eine Leitung 15, die zwischen dem Pumpensumpf 4 und der Elektrolysevorrichtung 7 verläuft).
Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind sämtliche Kombinationen der beschriebenen Einzelmerkmale, wie sie in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren gezeigt oder beschrieben sind und soweit eine entsprechende Kombination technisch möglich bzw. sinnvoll erscheint, Gegenstand der Erfindung.
Bezugszeichenliste
1. wasserführendes Haushaltsgerät
2. Aufnahmeraum
3. Geschirr
4. Pumpensumpf
5. Leitungsanordnung
6. Pumpe
7. Elektrolysevorrichtung
8. Zelle
9. Kathode
10. Anode
1 1 . Spülflotte
12. Umwälzpumpe
13. Sprüharm
14. Spannungsquelle
15. Leitung
16. Wasserweiche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts (1 ), insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine, wobei das wasserführende Haushaltsgerät (1 ) einen Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme von zu reinigendem Gut (3), das mit Fetten und/oder Ölen belastet ist, und eine Elektrolysevorrichtung (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektrolysevorrichtung (7) während des Betriebs des wasserführenden Haushaltsgeräts (1 ) zumindest zeitweise betrieben wird, wobei während des Betriebs der Elektrolysevorrichtung (7) Moleküle gebildet werden, die eine oxidative Aufspaltung von C=C-Doppelbindungen der Fette und/oder Öle bewirken, wobei hierbei Reste abgespalten werden, und wobei aus den abgespaltenen Resten Carbonsäuren gebildet werden.
Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysevorrichtung (7) wenigstens zwei Elektroden (9, 10) umfasst und die Spannung zwischen den beiden Elektroden (9, 10) während der Durchführung der Elektrolyse zwischen 1 V und 20 V, vorzugsweise zwischen 1 V und 10 V, beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse zumindest zeitweise mit einer Stromdichte zwischen 1 mA/cm2 und 1000 mA cm2, vorzugsweise zwischen 10 mA/cm2 und 500 mA/cm2, durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysevorrichtung (7) innerhalb des Haushaltsgeräts (1 ) räumlich von dem Aufnahmeraum (2) getrennt angeordnet ist und in dem Haushaltsgerät (1 ) vorhandenes Wasser gemeinsam mit darin vorhandenen Fetten und/oder Ölen während des Betriebs des Haushaltsgeräts (1 ) wenigstens zeitweise und vorzugsweise mit Hilfe einer Pumpe (6) durch die Elektrolysevorrichtung (7) gefördert wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysevorrichtung (7) während und/oder nach einem Programmschritt eines Reinigungsprogramms des Haushaltsgeräts (1 ) betrieben wird, während dessen das sich im Haushaltsgerät (1 ) befindliche Wasser erwärmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem wasserführenden Haushaltsgerät (1 ) während dessen Betrieb Wasser zugeführt wird, wobei dem zugeführten Wasser und/oder dem sich bereits innerhalb des Haushaltsgeräts (1 ) befindlichen Wasser eine lonenverbindung, insbesondere Kochsalz und/oder Natriumsulfat, zugegeben wird, um die elektrische Leitfähigkeit der in dem Haushaltsgerät (1 ) vorhandenen Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen zu erhöhen.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fette und/oder Öle in im Haushaltsgerät (1 ) vorhandenem Wasser mit Hilfe einer Homogenisierungsvorrichtung homogenisiert werden, so dass eine Emulsion gebildet wird.
Wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine oder Waschmaschine, mit einem Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme von zu reinigendem Gut (3), das mit Fetten und/oder Ölen belastet ist, und mit einer Elektrolysevorrichtung (7),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektrolysevorrichtung (7) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass während ihres Betriebs Moleküle gebildet werden, die eine oxidative Aufspaltung von C=C- Doppelbindungen der Fette und/oder Öle bewirken.
Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysevorrichtung (7) wenigstens zwei, vorzugsweise drei, voneinander beabstandete Elektroden (9, 10) umfasst, wobei wenigstens eine der Elektroden (9, 10), vorzugsweise alle Elektroden (9, 10), als passive Elektrode (9, 10) ausgebildet ist bzw. sind.
10. Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden (9, 10) als, vorzugsweise mit Bor dotierte, Diamantelektrode ausgebildet ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (9, 10) jeweils eine die Elektrolyse bewirkende aktive Fläche aufweisen, deren Betrag zwischen 5 cm2 und 100 cm2, vorzugsweise zwischen 10 cm2 und 50 cm2, liegt.
Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (1 ) eine von dem Aufnahmeraum (2) räumlich getrennte und mit diesem über eine Leitungsanordnung (5) verbundene Zelle (8) aufweist, in der die Elektroden (9, 10) angeordnet sind.
Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (1 ) eine Umwälzpumpe (12) aufweist zum Umwälzen der in dem Haushaltsgerät (1 ) vorhandenen Mischung aus Wasser und Fetten und/oder Ölen, wobei die Umwälzpumpe (12) über die Leitungsanordnung (5) mit der Zelle (8) in Fluidverbindung steht.
Wasserführendes Haushaltsgerät gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (1 ) eine Homogenisierungsvorrichtung umfasst, mit deren Hilfe eine Mischung aus Wasser und den von dem zu reinigenden Gut (3) stammenden Fetten und/oder Ölen homogenisierbar ist.
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