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Technik|Digitales

Waschmaschinen: In Zukunft ohne Wasser?

Geöffnete Waschmaschine
Waschmaschinen sind in nahezu jedem Haushalt zu finden. (Foto: pixabay.com, stevepb)
Wie funktioniert eine Waschmaschine? Was ist nötig, um Wäsche zu reinigen? Sind Strom und Wasser wirklich unverzichtbar? Wirft man einen Blick in die Geschichte der Waschmaschine, so scheint das unmöglich. Ohne Strom zu waschen wie bis zum 18. Jahrhundert und – nur mit Wasser, einer Bürste, etwas Seife, Asche und einem Schlegel – dem Schmutz mit körperlichem Krafteinsatz zu Leibe zur rücken, ist glücklicherweise längst Vergangenheit. Inzwischen sind High-Tech-Geräte auf dem Markt, die mit ausgeklügelter Technik selbst hartnäckige Flecken rückstandslos entfernen. Die Faktoren für saubere Wäsche sind immer gleich: chemische Substanzen, mechanische Vorgänge, regulierbare Temperaturen und Zeit.

Funktionsweise der herkömmlichen Waschmaschine

Der Sinner´sche Kreis, benannt nach seinem Entdecker Herbert Sinner, setzt sich aus den eingangs genannten 4 Faktoren zusammen:

  • Chemie – Seife oder andere Waschsubstanzen werden als chemisches Element in einer bestimmten Konzentration zugeführt.
  • Mechanik – Der Schmutz wird mit mechanischen Vorgängen wie Reiben, Schleudern, Schlagen, Kneten etc. gelöst.
  • Temperatur – Die variabel einstellbare Temperatur unterstützt den Reinigungsprozess.
  • Zeit – Der Faktor Zeit beeinflusst das Reinigungsergebnis maßgeblich.

Alle 4 Aspekte hängen voneinander ab. In der Kombination miteinander führen sie zu einem messbaren Reinigungsergebnis. Aus der gegenseitigen Abhängigkeit der Faktoren lässt sich ableiten, dass beispielsweise eine geringere Konzentration des chemischen Bestandteils (Waschmittel) durch einen höheren mechanischen Aufwand so ausgeglichen werden kann, dass das Ergebnis konstant bleibt.

Ein kurzes Beispiel: Wuschen die Waschfrauen im 18. Jahrhundert die Wäsche im Fluss, verwendeten sie Seife, kaltes Wasser, Waschschlegel und sehr viel Zeit. Der Reinigungsvorgang dauerte viele Stunden. Der erhöhte Zeitaufwand kompensierte die fehlende Temperatur, die geringen Effekte der eingesetzten Mechanik und die verhältnismäßig gering konzentrierte Seife.

Die heutigen Waschmaschinen verfügen über eine ausgereifte Mechanik und Waschprogramme mit hohen Temperaturen, so dass die Waschzeit deutlich zurückgegangen ist. In Kombination mit modernen Waschmitteln wird die Waschzeit noch weiter gesenkt. Auf der Website von haushaltsgeraetetest.de ist zu lesen, dass inzwischen 96 % der deutschen Haushalte mit einer vollautomatischen Waschmaschine ausgestattet sind. Diese Zahlen stammen vom Statistischen Bundesamt. Das Portal liefert hilfreiche Informationen zu aktuellen Waschmaschinen. Es werden Aufstellungsarten und Bauformen beleuchtet Top- und Frontlader vorgestellt verschiedene Waschprogramme und Bedienungen erläutert sowie auf die neueste Technik und verbauten Sensoren eingegangen.

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Selbstverständlich nimmt das Thema Energieeffizienz ebenfalls Raum ein. Den dort vorgestellten Waschmaschinen ist eines gemeinsam: Alle benötigen einen Wasserstoffanschluss und elektrischen Strom. Mit Blick auf die rasante Entwicklung der Waschmaschine stellt sich die Frage, ob sich der 4-teilige Sinner´sche Schaltkreis nicht durch eine 3-teilige Alternative ersetzen lässt. Ist Waschen ohne Wasser möglich? Ganz ohne Strom geht es schließlich auch – wenn auch nicht ganz ohne (Körper-) Energie.

Ein Blick in die Zukunft: Waschen ohne Wasser

Weltweit arbeiten Wissenschaftler daran, das Waschen neu zu erfinden. Es soll schneller, umweltfreundlicher und einfacher werden. Es gibt tatsächlich ein Alternative, die den Faktor Wasser ausklammert.

Die Firma Elektrolux schrieb im Jahr 2011 einen Wettbewerb aus. Die Überschrift lautete „Waschmaschine der Zukunft 2050. Eine französische Designerin namens Elie Ahovie reichte ein Konzept für eine Waschmaschine ein, die tatsächlich keinen Tropfen Wasser benötigte und innerhalb weniger Minuten strahlend weiße Wäsche versprach. Die Lösung hieß Trockeneis.

Die Waschmaschine der Zukunft besteht nach wie vor aus einer Trommel. Diese ist aus supraleitfähigem Metall hergestellt und wird mittels Strom innerhalb eines Rings in der Schwebe gehalten. Statt Wasser wird Trockeneis benutzt. Trockeneis ist gefrorenes Kohlendioxid. Es verändert den Aggregatzustand während der Drehbewegung von fest zu gasförmig und feuert buchstäblich auf den Dreck in der Kleidung. Der Druck ist enorm. Auf diesem Weg wird der Schmutz aus den Textilien geschleudert und die Wäsche ist innerhalb kürzester Zeit sauber – ein fantastisches Konzept.

Tatsächlich steckt es aber noch in den Kinderschuhen und es wird noch ein paar Jahre dauern, bis sich die Idee in ein serienreifes Produkt umzusetzen lässt. Einen Namen hat die innovative Waschmaschine allerdings bereits: Sie heißt Orbit.

Waschen ohne Chemie? Hier sind die Alternativen

Waschmittel verseuchen Böden und belasten die Umwelt. Tenside sind ökologisch betrachtet ein echtes Problem. Hergestellt werden sie in der Regel aus Erdöl oder im Rahmen chemischer Prozesse. Ganz ohne sie scheint es aber nicht zu gehen. Sogar das Umweltbundesamt konstatiert online:

„Wasch- und Reinigungsmittel bestehen aus einer Vielzahl von chemischen und funktional verschiedenen Substanzen.“

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Verfahrenstechnik (IGB) hat es sich zur Aufgabe gemacht, Alternativen zu den umweltbelastenden Waschmitteln zu entwickeln. Ihre Idee ist die Nutzung biotechnologisch hergestellter Tenside, gewonnen aus Pilzen und Bakterien.

Weniger Gift durch Biotenside

Cellobioselipide und Mannosylerythritollipide sind der Ersatz für chemische Tenside in den wissenschaftlichen Tests des IGB. Sie zeigen gute Ergebnisse und das sogar für den industriellen Einsatz. Biotenside sind nicht so giftig wie synthetische Tenside und werden von der Umwelt besser abgebaut. Das wichtigste Ergebnis der Untersuchungen am IGB ist aber, dass Biotenside Fette ebenso gut aus Textilien herauslösen, wie ihre chemischen Pendants.

Das Problem liegt darin, dass die Produktion der Biotenside recht aufwendig ist. Die erwähnten Cellobioselipide und Mannosylerythritollipide sind ein Abfallprodukt von Brandpilzen, die beispielsweise auf Maispflanzen wachsen. Das Fraunhofer-Institut stellt fest, dass zunächst eine Möglichkeit gefunden werden muss, wie die Bildung der Biotenside angekurbelt werden kann. Die ersten Experimente laufen auch schon. Forscher testen unterschiedliche Nährmedien, um den Reifezyklus der Mikroorganismen zu verkürzen. Einen kleinen Zwischenerfolg können die Wissenschaftler um Dr.-Ing. Susanne Zibek bereits verbuchen, denn die Wasserlöslichkeit konnte inzwischen deutlich verbessert werden.

Keramik statt Waschmittel

Einen ganz anderen Weg lässt sich mit Keramik als Alternative zu Waschmittel beschreiten. Mit einem Ball, der mit Keramikperlen ausgestattet ist, lässt sich der Faktor Chemie (Waschmittel) stark einschränken. Die keramischen Kugeln bestehen aus Dutzenden unterschiedlicher Mineralien und sorgen dafür, dass das verwendete Leitungswasser zur Waschlauge wird. Der Effekt, den die Keramikperlen erzeugen ist, dass die Oberflächenspannung reduziert wird und sich so Schmutz, Fett und Eiweiß leichter aus den Textilien herauslösen lassen. Es wird zwar immer noch Wasser und Energie beim Waschvorgang zugeführt, doch die Waschmittelmenge lässt sich deutlich reduzieren. Und auch die verbrauchte Wassermenge wird durch die Mineralien geringer. Das ist auch mit Blick auf den jährlichen Weltwassertag am 22. März ein echter Gewinn.

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