模塊洗衣龍技術在中國的應用

1，洗衣龍的技術發展

1.1 洗衣龍的發展曆史

隧道式連續批量洗衣機組（Tunnel Continuous Batch Washer，簡稱CBW）誕生于德國，由于其看似像中國人心目中的龍（機組有頭有尾，也有較長的身段），在本世紀初引進中國時被一些行業人士俗稱爲“洗衣龍”。追溯洗衣龍的發展已經有五、六十年的曆史了，早在1957年歐洲人就在嘗試把多台洗衣機串接安放在一個旋轉平台上，并把管路進行集中布置來實現更高效的連續洗滌作業（見圖1所示）。1965年德國人又利用人力水車的阿基米德螺旋傳送原理發明了連續隧道洗滌和傳送方式，脫水過程則是通過平行的兩個輥軸之間的縫隙擠壓來實現的。具有商業應用意義的洗衣龍出現在70年代，開始采用外部圓周驅動，水和皂液通過中間的一根主管來傳送。之後的20年通過不斷地發展演變至90年代基本穩定成型爲現代通行的“連體多艙+壓榨機”的主流結構。早期的洗衣龍品牌大都集中在德國，典型品牌如Passat（後被凱尼基莎收購），Senking（後被簡森收購），Lavatec，Transtfron等，之後美國和日本也湧現出了不少品牌（如Milnor，Braun，Tonsen，Asahi等），在全世界快速普及應用。近年來，國内外企業通過不斷的優勝劣汰和兼并重組，單一洗衣龍品牌的歸屬也随之發生着演變，包含洗衣龍在内的洗衣設備系統集成能力開始逐步得到強化并趨于相對壟斷，強者越強。

随着經濟的高速發展，國内洗滌行業的資源成本壓力越來越大，加之國家的節能、環保限制措施的陸續出台，國内洗滌行業也面臨着一波新的轉型與整合。自從2010年國産洗衣龍面世以來，洗衣龍的生産和使用大有“遍地開花”的勢頭，至2022年國内累計市場保有量已超過了1500台套（含部分進口洗衣龍），并将逐步發展成爲全球洗衣龍的主要制造基地之一。

圖1，洗衣龍的發展曆史圖示

1.2 洗衣龍的技術特點

洗衣龍相比單機洗滌方式的首要特點是單位時間産出能力高，作業效率的提高可以實現節省人工70-80%的主要效果。其次是采用内部循環用水和壓榨脫水的方式，水耗量也較大降低，可節省用水60-70％左右。早期的如70年代的Voss洗衣龍，水耗量爲15L/kg左右（注：單機一般爲22-25L/kg），而現代的普通洗衣龍已經可以輕松實現7-8 L/kg的水耗量，更先進的設備甚至可達到4 L/kg以内的耗水指标。随着水消耗和含水率的降低，自然會導緻相應的蒸汽、化劑消耗以及相應排放的降低，實現30-50％左右的成本節省。以一個國内日産15噸的洗衣工廠爲例，洗衣龍相比單機每年可節約成本125萬以上，平均降耗50%，綜合效益明顯。

當代洗衣龍除了具有“按節拍批量連續傳送”和“循環用水”等共性以外，其細分種類也多種多樣，具有各不相同的特性。比如，按照洗滌轉動方式分爲180度-280度間斷左右旋轉的搖擺型洗衣龍和360度連續旋轉的圓周型洗衣龍；按照物料傳送方式分爲底部傳送型（或稱下傳送型，物料從靠近壁邊的孔傳送）和頂部傳送型（或稱上傳送型，物料從中間孔傳送）；按照驅動方式分爲整體式（各艙連成一體，整體驅動）和模塊式（各艙或各組單獨，分别驅動）；按照水流形式分爲逆流分段進排水型和不逆流單獨進排水型；等等。目前經過不斷的演化和發展，又出現了一些諸如德國凱尼基莎的脫幹漂洗型洗衣龍，簡森的醫療器械研發洗衣龍，美國美羅的脈沖式洗衣龍，西班牙卡博納爾的模塊式洗衣龍等新的結構形式，各具特點。

2，模塊洗衣龍的技術特點

2.1 洗衣龍的應用瓶頸分析

洗衣龍具有洗滌速度快，節省人工和能耗的主要特點，但也存在着洗淨度相對弱，使用機動能力不強等缺點。國外之所以能得到大量普及，也與其市場環境中布草租賃業務已經成熟，洗滌批量較大和布草單一等因素密切相關。雖然布草洗滌租賃服務模式是行業發展的大勢所趨，但涉及到較大的資金保障和使用習慣的改變，在國内發展起來還有一個過程。

大型洗衣廠可以配置多套洗滌龍分别處理不同的布草，但數量衆多的中小型洗衣廠每家都會有客戶數多，布草品種多，髒污度也參差不齊的困擾，采用洗衣龍作業就面臨着頻繁的調整洗滌工藝程序的問題，尤其是醫療布草的洗滌，還需要經常進行隔艙與換水作業，甚至會遇到難以洗幹淨的麻煩，這将會使其節能提效大打折扣。此外，準備使用洗衣龍的大部分都是日産10-15噸的客戶，也就是說暫時都隻能有一套洗衣龍系統，萬一出現設備故障将會嚴重影響生産交貨。這也是爲什麽一些中小型洗衣龍工廠在配置洗衣龍的同時也配置了不少的備份單機，造成不必要重複投資浪費的原因所在。

針對以上問題，西班牙卡博納爾的模塊式洗滌系統（Module Washer System，以下簡稱模塊龍）具有獨特的設計結構，能夠較好地解決國内客戶這些特定的瓶頸問題，實現了“自動化”與“機動型”的完美結合，爲我們提供了一個新的思路和方案。

2.2  模塊式洗衣龍的技術特點

所謂“模塊式”就是在保留洗衣龍批量連續傳送特點的基礎上，将普通整體洗衣龍按照隔艙進行拆分出來，每艙單獨驅動，單獨進排水，單獨傳送，單獨洗滌工藝，就像一串連起來的洗脫機，由客戶象使用單機一樣自由發揮，從而實現整體運作效率的更大化，其主要特點如下。

2.2.1 圓周洗滌，洗淨度更高，洗滌速度更快

（1）洗淨度高。模塊龍采用360度圓周連續旋轉洗滌，織物經由高處“自由跌落沖刷”和上升後的“反向回落壓縮”雙作用過程。爲了進一步增強洗滌機械力和留出順暢的傳送空間，模塊龍還特别采用了2010mm的更大内膽直徑和高達40:1的更大容積載荷比，轉速8-13轉/分鍾變頻可調，洗滌力可達0.3G（注： 普通洗衣龍洗滌力0.2G左右）。國外專業洗滌教材中公認這種結構的洗衣龍比常規搖擺式洗衣龍具有更大的機械力和更好的洗淨效果（見圖2所示）。此外，由于減少了晃動洗滌布草之間的互相摩擦作用，圓周洗滌方式對布草的損傷也可以降低到較低程度，減少了織物的摩擦起球和變形損壞。

圖2，國外教材對兩種洗滌方式比較圖示

（2）洗滌周期短。影響洗滌效果主要由化劑（CH）、溫度（T）、時間（t）和機械力（M）四個主要因素構成，而且它們之間具有“此消彼長”變化關系。對洗衣龍本身來說，制造廠商能夠主動掌握的隻有設計更強的洗滌機械力這一個特定環節，而其它環節主要由客戶條件和使用方法來達成。在化劑Ch和溫度T恒定的情況下，如果洗滌設備具有更大的機械力M，就可以減少洗滌過程時間t，實現更快速的作業（見圖3所示）。由于模塊龍的特殊洗滌原理使其具備了更大的洗滌機械力，其洗滌周期（注：布草從進料到出料的時間）就可以較大縮短，約爲20-25分鍾左右，而普通龍則需要30-35分鍾。這也是模塊龍在采用更少艙數的情況下也可以實現更大布草處理能力的主要原因，例如，7艙65-75公斤級别的模塊龍即可實現普通龍13艙的處理能力（1440kg/h）。

圖3，機械力和時間要素變化示意圖

2.2.2 模塊式結構，洗滌更機動，維護更方便

（1）洗滌機動靈活。爲了适應布草種類變換或布草髒污程度的不同，模塊龍設計了單獨驅動系統和單獨進排水系統，每艙就象單機一樣可以執行任意功能，洗滌程序設定後控制系統會根據配置情況自動分配洗滌流程的工藝分離面（注：程序内的預洗、主洗、漂洗等切換變化節點），而不必考慮程序節點時間是否是艙數的倍數關系。每艙可以進行多個不同的洗滌工藝，如在一艙中間位置完成主洗後可以直接排放和進水進行漂洗，或在同一艙前一程序執行的是主洗，在下一程序可以執行漂洗，等等，工藝過程控制更加機動。

舉例如下（見圖4所示）：預先編制好需要洗滌的餐飲布草洗滌程序（周期18分鍾，見A圖）。如果使用7艙龍，系統将會自動根據程序要求在模塊龍上直接應用設定好的洗滌工藝分離面，而不必擔心每一艙執行什麽樣的功能（見B圖）。如果下一艙需要洗滌的是酒店布草（見C圖），系統會根據酒店布草洗滌程序要求自動調整洗滌程序和工藝分離面，比如原餐飲布草漂洗從第6艙開始，洗滌酒店布草可以在第5艙開始，洗滌周期也由18分鍾改爲了13分鍾。

普通洗衣龍是連體驅動，每艙完成一個特定的洗滌工藝，其各種洗滌工藝環節互相之間的時間比率是相對固定的（比如3個艙預洗，5個艙主洗，4個艙漂洗，1個艙中和）。如果前後艙布草洗滌工藝不同，調整某一環節布草的洗滌時間，就要調整整條龍的洗滌時間。如果是同時洗滌三種以上不同的布草，或者各洗滌工藝環節的時間與設計艙數的分配比率不匹配，調整就會更加困難。所以，整體式洗衣龍更适用于同一品類布草的連續洗滌。

圖4，模塊龍洗滌程序變換示意圖

（2）維護調整方便。再好的設備，長期使用過程中不出現問題是很難做到的事情。由于模塊龍傳動副相對更多，所以把維護和維修的方便性設計放在了重要位置。爲了方便客戶掌控安裝、移動、維護和維修，模塊龍盡量采用通用的标準器件，簡化結構和系統，其設計理念是“出現任何問題客戶也可以快速自己搞定”，而不強調必須依靠廠家專業的維修支持。比如，如果出現堵艙、洩露、閥件或驅動件等故障時，客戶可以在十分鍾内打開并在軌道上移動模組，在開敞的空間内進行快速維修和維護（見圖5所示）。

圖5，模塊龍移艙檢修圖示

2.2.3單獨循環，窄體外缸，消耗更少

（1）單獨循環供水系統。模塊龍沒有采用普通洗衣龍的逆流漂洗和分段進排水技術，而是在每艙都配置單獨的進排水、加劑和加熱接口。每個模塊單元相當于一台洗脫機，都具備齊全的接口，包括5個皂液口，1個清潔水入口，1個回用水入口， 1個蒸汽入口，1個排水口，1個溢流口等。當前洗滌工藝還沒有完成時，布草與洗滌液一起傳送至下一艙，這樣可以避免洗滌液與不同布草的混合影響，實現與洗脫機一樣的洗淨效果。模塊龍設計有3個水箱，包括1個325升的清潔水箱，1個325升的壓榨回水箱，和1個450升漂洗回水箱，以及相應的過濾裝置和多級循環泵，實現準确地定量控制用水，避免管路系統水壓波動造成的影響（見圖6所示）。

圖6，模塊龍水循環系統示意圖

（2）雙腔窄體外缸。普通洗衣龍一般均采用分段雙腔設計，即部分艙段是單腔結構（無外缸），部分需要進排水、加熱或加劑的艙段是雙腔結構。模塊龍每艙均爲雙腔結構，其外缸是小容積的窄體軟性連接設計結構（見圖7所示），既留出了液體進出通道，方便了洗滌工藝應用，又節省了水的消耗，實際耗水量爲4-6L/kg。

圖7，模塊龍窄體外缸結構

 2.2.4 模塊龍與普通龍的比較

由上所述，模塊龍與其它類型的洗衣龍相比具有非常明顯的差異化特性，以下列表進行了對比分析（見表1所示）。

表1，模塊龍與普通龍的特性比較表

3．模塊洗衣龍在中國的拓展和應用

上海柔龍與西班牙卡博納爾合作引進了模塊式洗衣龍技術以來，實現了常規壓榨型模塊龍在國内酒店及醫療洗滌市場的衆多客戶應用，市場保有量已經增加到數十套（見圖8，圖9）。在此基礎上，上海柔龍結合模塊龍的結構特點和國内醫療洗滌市場的特殊需求，二次創新開發了幾款新的洗衣龍應用形式（見表2），拓展和豐富了模塊龍的應用場景。

  圖8，模塊壓榨龍客戶應用（濟南朗潔，醫洗工廠）

圖9，模塊壓榨龍客戶應用（上海綠地酒店洗衣房，地下室）

表2，模塊龍在醫療洗滌的應用方案

3.1 離心型模塊龍。

常規整體搖擺式洗衣龍具有批量處理能力大，壓榨剩餘含水率低的特點，但也有對洗滌條件适用性不足的缺點。比如，對醫療布草需要頻繁變更洗滌程序和排水方式的适應問題，對服裝類布草（如紐扣或拉鏈），特殊布草（如被褥，化纖桌布，軟器械等）不能采用壓榨脫水方式的适應問題，對需要上樓層（壓榨機地闆負載大）或進入地下室（拆分搬運）工作環境的适應問題等，都或多或少地限制了洗衣龍的使用。

針對這些問題，上海柔龍在國内率先開發出了高速離心機，可以實現短時間（4分鍾左右），低含水率（50%-55%左右）的高速脫幹和連續自動裝卸料。模塊艙體與高速離心機的完美結合是一個創新應用，既保持了模塊龍和離心機的洗滌工藝高度機動性特點，也完全可以克服上述使用條件的限制，幾乎可以連續洗滌任何類型的布草（如床品類，服裝類，掉色類，重污類，被褥類，軟器械類，巾類，毛毯類等），也可以适應各類使用環境（如樓上，地下室，空間狹小場地等），使得洗滌龍的應用場景更加豐富。

圖10，模塊離心龍結構示意圖

圖11，模塊離心龍典型客戶應用（廣州施柏麗，四樓）

3.2組合型模塊龍。

醫療布草具有品類繁多，洗滌工藝相對複雜多變的特點，往往需要采取壓榨龍與離心龍組合配置方案才能真正實現高效生産的目的。對于小型醫洗工廠（15噸以内）配置1套5-7艙的離心龍即可處理所有類型的布草。對大型醫洗工廠（30噸以上），往往采用1-2套壓榨龍加上1套離心龍的配置方案，實現對不同類型布草的分類處理。對于中型醫洗工廠（20噸左右），也可以采取“一拖二”的模式，即用1套産能相對較大的8-10艙模塊龍（或16-18艙整體龍），後部通過1台翻鬥穿梭車分别銜接1台壓榨機和1台離心機，減少單機的配置數量，從而實現對不同類型布草的連續處理。

圖12，8艙壓榨龍與7艙離心龍的組合應用（新疆國藥，醫洗工廠）

圖13，一拖二模式的組合應用（上海翎铠，醫洗工廠，16艙+壓榨機+離心機）

3.3 軟器械型模塊龍

自從國家衛健委2018年的“國衛醫發11号文件”下發以來，醫療軟器械行業在國内開始興起。雖然近幾年的傳染性疾病防控間接地影響了醫療系統的正常變革步伐，但學習應用國外先進經驗，用軟器械替代有感控風險的棉織手術品是行業大勢所趨，隻是時間早晚而已。

當前國内軟器械處理都是用的普通隔離式洗衣機，但這種原始洗滌方式已經無法滿足社會化的第三方消毒供應中心高效生産的需要。上海柔龍結合軟器械特殊使用要求和模塊龍的獨有技術特點，開發出了軟器械研發洗衣龍并在2019年率先在軟器械消毒供應中心獲得應用（見圖12）。軟器械洗衣龍除了保持原有的模塊龍優勢外，重點在生物污染，感控和信息追溯系統方面有所突破，有效解決了感控，效率，破損，追溯，安裝環境等難題，在高水平醫療洗消領域又一次實現了創新應用。

 圖14，軟器械龍的主要特性圖示（新款）

圖15，軟器械龍在軟器械消毒供應中心的應用（石家莊創科）

3.4模塊小龍

國内數量衆多的使用單機的小型洗滌工廠都要升級換代，更需要使用機動性強，性價比更高的自動洗滌系統。模塊小龍可以很好的解決這個問題，4-5個洗滌艙加上高速離心機，日産能可以達到10噸左右，可以極大地降低勞動強度，節省能耗。

貫通式烘幹機是洗衣龍配置中的能耗“大戶”（存在較大的蒸汽和電力消耗），小型客戶配置模塊小龍可以不配置貫通式烘幹機，而是采用普通烘幹機或軸進風快速烘幹機即可。雖然多了一個人工給烘幹機裝卸料的過程，但采購成本和設備能耗卻可以大幅度降低，綜合使用成本反而更小。如果在用一段時間後需要增加産能，比如從原來購買的5艙增加到7艙，還可增加配置穿梭車和貫通式烘幹機，在幾天内快速完成升級改造工作，不必重新再購買一套新系統，非常經濟、實用（見下圖所示）。

  圖16，模塊小龍的應用客戶（江蘇東台，酒洗工廠）

  圖17，模塊小龍的應用客戶（江西吉安，醫洗工廠）

圖18 小型醫療洗滌工廠布置方案

圖19 小型酒店洗滌工廠布置方案

4．小結

在自動化洗滌發展的浪潮中，模塊龍以其獨特的設計結構和應用理念，在一些功能和性能方面是對當前洗滌升級市場需求的一種優化和補充，尤其更适合醫療和中小型升級市場的需求，具有較好的性價比。任何事情唯有專注和堅持才能長遠，所謂“條條大路通羅馬”，模塊龍技術的創新與應用将與其它各種新技術和新産品一起構建和豐富我們自動化洗滌的未來。