合成洗衣粉

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合成洗衣粉(Synthetic Detergent Powder)

　　合成洗衣粉是以錶面活性劑為主要成分，並配有適量不同作用的助洗劑制得的粉狀(粒狀)的合成洗滌劑。

　　粉狀洗滌劑的優點是使用方便，產品質量穩定，包裝成本較低．便於運輸貯存，去污效果好，且在井水、河水、自來水、泉水甚至海水等各類水質中都能表現出良好的洗滌去污效果，並且適用於洗滌棉、麻、人造棉、聚酯、尼龍、丙烯腈等化纖、絲、毛等各類織物。

　　(1)高泡洗衣粉。它的外觀呈潔白的空心顆粒，荒動性好，不易吸潮結塊，有效成分含最高，適合十各種水質，泡沫豐富，文污力強；1％的水溶液在25℃下，pH值在10.5左右，有一定的鹼性。

　　(2)低泡洗衣粉。它的外觀呈潔白的空心顆粒， 採用陰離子型和非離子型錶面活性劑複合配方，並加入消泡劑、其泡沫少且穩定性差．易於漂洗，左污力良好．溶液pH值一般在10-10.2左右，有一定的鹼性。

　　(3)加酶洗衣粉。它的外觀為白色粉末加藍綠色顆粒酶；酶是由活細胞製成的具有活性的高分子蛋白質，它們是一種生物催劑，可以在溫和的條件下加快化學反應，只用很少的酶就能起到並行的分解污垢的作用，在洗滌劑中加入的酶製劑有蛋白酶、澱粉酶、脂肪酶和纖維素酶，常用的是蛋白酶。加酶洗衣粉對血漬．味漬、奶漬、汗漬、茶漬等污垢特別有效，可以大大提高洗滌效果。酶在pH值為9—10、溫度為50—5℃時，能發揮最佳效用，因此使用時水溫最好保持這一溫度，溫度過高，會破壞酶的活性，溫度過低，又可抑制酶的活性。加酶洗衣粉不能洗滌絲毛織品，因酶對絲毛紉纖維有—定的破壞作用；

　　(4)濃縮洗衣粉。它的外觀呈潔白或著色顆粒，具有芳香氣味，含有100％有效成分，不加任何填充料。與普通型洗衣粉的區別在於以下幾點：一是工藝不同，濃縮洗衣粉是附聚成型工藝，普通型洗衣粉是高壓噴霧乾燥工藝：”：是活性物含量不同，濃縮型洗衣粉活性物含量力15％、30％，其中含有8％以上的非離子型活性物，普通型洗衣粉活性物含量為15％左右，不含非離子型活性物；三是濃縮性洗衣粉的硯比-蠶大，一般為0.5-1.0克/毫升，普通型洗衣粉為0.2-0.5克/毫升，同等重量時比普通粉體積小，節省包裝材料和倉儲面積。因此，濃縮洗衣粉在同體積情況下去污力比普通型洗衣粉高2-3倍，即洗滌同重量相同污垢的衣物，濃縮粉用量少。溶液的pH值一般在10.6左右，鹼性較大；

　　(5)無磷洗衣粉。含磷的洗衣粉洗滌後排人汀河湖海，由於磷是藻類植物營養源，它使藻類植物瘋長，形成赤潮、藍潮，嚴重破壞生態平衡：無磷洗衣粉用純非離子型錶面活性劑或非離子型錶面活性劑和陰離子型錶面活性劑復配而成；加入磷酸鹽，不會導致水域富營養化，厲環保產品。我國從20世紀90年代時開始在水質污染嚴重的地方如太湖區域禁止使用含磷洗滌劑，發展無磷或低磷洗滌劑勢在必行；

　　(6)彩漂洗衣粉。它的外觀為白色或有色的空心顆粒，加有含氧漂白劑，也叫漂白洗衣粉。能使白布增白，色布增艷，亦可加入酶製劑，使其具有全面的洗滌效果。其去污力高，漂白性強，泡沫中等，易於漂洗。

　　洗衣粉配方中的各個組分都起著不同的作用。最主要的成分為錶面活性劑及具有一定助洗功能的助洗劑，它們在洗滌過程中發揮著各自不同的作用。這些協同作用的結果使洗衣粉具有不同的去污作用。

　　對於一些要求具有特定功能的洗滌劑，可在上述配方的基礎上，再添加一些專門的助劑。例如，加酶洗滌劑，需加入酶製劑：彩漂洗衣粉，需加入過硼酸鈉等釋氧物。

　　①錶面活性劑

　　錶面活性劑是洗滌劑的主要成分。稱為洗滌劑的活性物。

　　洗衣粉中常用的錶面活性劑主要是陰離子型和非離子型錶面活性劑，它們具有良好的洗滌、去污能力，價格也比較便宜。其次是陽離子型和兩性錶面活性劑，這兩類錶面活性劑的洗滌、去污能力比較差，但分別具有良好的殺菌、消毒、抗靜電和柔軟等作用，在生產具有相應特殊性能的洗滌劑時常常作為活性物的組分來使用。

　　a．陰離子錶面活性劑。陰離子型錶面活性劑的種類很多，價格較便宜，但抗硬水能力差，它需要與助洗劑復配。常用的有：直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)，脂肪醇硫酸鈉(FAS)．a-烯烴磺酸鈉(AOS)．脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)，直鏈烷基磺酸鈉及脂肪酸鈉等。其中直鏈烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉和a-烯烴磺酸鈉三者用得最多。

　　陰離子錶面活性劑在不同質量濃度的情況下．去污力不同，質量濃度越大去污力越大，直到質量濃度增大到一定值後．去污力趨於平穩。試驗得出，在不同溫度、水硬度和質量濃度的情況下，a-烯烴磺酸鈉的去污力是最好的，且柔軟性很高。

　　b．非離子錶面活性劑。非離子錶面活性劑的微生物降解性能好，基本上屬於無毒的物質．其溶解度隨溫度的升高而增加，不怕硬水．也不受pH值的限制，並能與其他類型的錶面活性劑有較好的相容性。常用的品種為脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、烷醇酰胺、聚氧乙烯烷醇酰胺、氧化胺等。

　　洗衣粉中配人非離子錶面活性劑的含量，一般在l％～5％(質量分數)的範圍較為合適。

　　C．陽離子錶面活性劑與兩性錶面活性劑。陽離子和兩性錶面活性劑的去污力較弱，但分別具有較強的殺菌、抗靜電和柔軟等作用，故多用於配製具有特殊性能的洗衣粉。

　　②助洗劑

　　為了提高和改善洗衣粉的綜合性能。通常需要在洗衣粉中加入各種助洗劑。助洗劑一般分為有機及無機助洗劑．也可按助洗劑的主要功能分類。

　　a．無機助洗劑。無機助洗劑對洗衣粉的性能和作用不僅涉及範圍廣泛，而且在某些關鍵方面是不可或缺的。其對洗衣粉所起的作用僅次於錶面活性劑。

　　洗衣粉中常用的助洗劑主要有：三聚磷酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、4A沸石、硫酸鈉、漂白劑(過硼酸鈉、過碳酸鈉、過硫酸鈉及過氧化氫等)。

　　b．有機助洗劑。有機助洗劑在改善或提高洗衣粉的洗滌性能的同時，還起著一些輔助作用．如增溶、漂白與增白、著色與加香．代替三聚磷酸鈉軟化硬水，對去污增效和抗污垢再沉積等作用。

　　洗衣粉中常用的有機助洗劑主要有：聚丙烯酸鈉、丙烯酸馬來酸共聚物、氧化澱粉、羧甲基纖維素鈉、酶製劑(目前用在洗滌劑中的酶製劑共有蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶及纖維素酶四大類)、熒光增白劑、聚乙烯吡咯烷酮、抑菌劑(常用的有三溴水楊酰苯胺、二溴水楊酰苯胺及三氯碳酰苯胺等)、香精(常用香型有檸檬型、草藥型、玫瑰型、果香型等)

　　合成洗衣粉的配方是生產中重要的環節。配方的好壞對配料噴粉過程中料漿的調製、輸送、乾燥形式的選擇及產品質量、外觀包裝、貯存等都有直接影響。制定配方必須全面綜合地加以考慮，需要確定洗衣粉類型及質量標準。配方既要滿足國家制定的標準，又要滿足使用者的要求，全面考慮各組分原料的性能及配比、料漿的調製工藝、總固體含量、生產操作及生產成本等問題。洗衣粉配方設計的基本原則如下。

　　①錶面活性劑配方中錶面活性劑一般選擇一種錶面活性劑為主體，採用兩種或兩種以上的錶面活性劑混合使用，進行復配，各種活性劑產生協同效應，洗滌效果比單一活性劑好，使得活性劑的總用量也大大減少。復配粉一般以烷基苯磺酸鈉為主，再配以脂肪醇硫酸鈉及非離子錶面活性劑，也有以非離子錶面活性劑為主的洗衣粉。

　　②洗滌方式如採用手洗。習慣於高泡，雖然泡沫與去污力沒有直接關係，但在配方中需加入一定量的增泡、穩泡劑。如用於機洗．希望泡沫少一些，可配入一定量泡沫較少的十六醇硫酸鈉、非離子錶面活性劑、肥皂或其他抑泡劑。

　　③配方組分的安全性要求配方組分對衣物沒有損傷，對織物的色澤沒有強烈的褪色作用，對皮膚刺激性小，對環境危害小，因此要求對配方中的組分和pH值要有很好的控制。

　　④防止污垢的再沉積在洗衣粉中配入一定量的抗再沉積劑以提高織物洗後的潔凈度；加入少量的抗結塊劑以增加粉品的流動性；加入少量的熒光增白劑以提高織物洗後的白度。

　　⑤控制各組分用量配方時各組分用量要控制準，如果用量或配比發生變化，將影響成品粉的性能。活性劑的含量及種類、助劑的用量及密度，影響粉劑的密度。

　　⑥貯存及使用的穩定性保證粉品貯存及使用時的穩定性，必須將吸濕性原料用量控制在一定範圍內，終產品的含水量也要控制。產品含水量與配方中的各組分配比有關。

　　洗衣粉是最常用的日用品。洗衣粉的基本原料、配方和生產方法都影響其性能。洗衣粉有多種生產工藝，現簡介如下。

　　(1)濕混工藝

　　該法是生產洗衣粉最簡陋的一種方法，使用。

　　(2)乾混工藝

　　該法是製造洗衣粉最簡單的一種方法，氣，危害生產人員和用戶的健康。

　　(3)簡單吸收法

　　產品質量不穩定，勞動強度較大。現已很少由於該法能耗高，生產時粉塵飛揚，污染空

　　簡單吸收法是一種投資小、設備簡單，但勞動強度較大的方法。制得的產品含水量高，只能用於洗滌棉、麻等重垢物料和清洗地面等用途。所以目前很少使用。

　　上述三種方法由於勞動強度較大；或因能耗高、污染空氣，危害生產人員和用戶的健康；或因產品質量難以保證等原因。現已淘汰或很少使用。

　　(4)吸收中和法

　　吸收中和法是在簡單吸收法基礎上發展起來的，吸收中和法操作也很簡單，將乾料先加入混合器內，開動攪拌，將磺酸慢慢加入。如果使用90％(質量分數)型磺酸，中和反應立即發生，所以加酸速率應控制使未吸收的過量酸不致過多為宜。如果使用100型磺酸鹽，則反應速度較慢，加酸速率可以快些，使酸儘量分散開。當粉料呈均勻的褐藍色時，表明磺酸已分散均勻，此時加入成品量2％的水，促進中和反應進行。隨著中和反應的進行，粉料轉成淺黃色，然後可繼續加入硅酸鈉和熒光增白劑等添加物，一般情況下，裝料量為300～500kg的混合器反應可在30min之內完成。反應好的粉劑卸在混凝土地面上，老化過夜，再進行粉碎、包裝。操作時先將前三種乾料投入混合器中，邊攪拌邊加入烷基苯磺酸，然後加入硅酸鈉。

　　如果成品中要加入過硼酸鈉等漂白劑和熒光增白劑，則取已粉碎好的粉劑89.9％(質量分數)，連同10.0%(質量分數)過硼酸鈉和0.1％(質量分數)熒光增白劑一起加入}昆合器中，攪拌數分鐘即得成品。

　　如果使用的磺酸是直鏈烷基苯磺酸．則粉劑易發生黏結現象。可加入少許甲苯磺酸鹽或膠體二氧化硅來剋服黏結現象。

　　(5)滾筒乾燥法

　　滾筒乾操法適用於制取高活性劑含量的洗滌劑，這種洗滌劑含助劑較少，甚至不加助劑，主要用於工業洗滌劑配製，或為乾混法提供錶面活性劑原料。滾筒有兩種形式：一種是雙旋轉加熱滾筒．料漿由滾筒上部進入兩個滾筒之間的空隙；另一種是浸沾式雙滾筒乾燥器，漿料放在滾筒底下的料盤內，滾筒不斷地將漿料從料盤沾起進行乾燥。乾燥後的薄層連續地用刮刀刮下落到傳送帶上運至料倉。

　　使用此法時，應註意進入滾筒的料漿的均一性，從調配好料漿至乾燥成粉的過程中．料漿中不應產生離析或分層現象。

　　(6)中和造粒法

　　中和造粒法生產的產品近似於噴霧乾燥法生產的產品，但生產成本降低5％左右。中和造粒法分為三個步驟：固體物料的預混合，中和造粒和產品的輕化。

　　①固體物料的預混合

　　將所有固體物料組分分批加入到旋轉混合器內，可允許加入3％左右的液體組分，使配方中所有的固體物料充分混合，碳酸鈉物料得到均勻分佈，以保證物料各部分的鹼度一致。

　　②中和造粒

　　用一臺特殊的反應器來實現，該設備包括一根在一臺小容積內轉動的上面裝有適當的葉片的軸，葉片的傾斜度和轉動速度均可以調節，以使洗滌劑完全中和和粒化。用空氣霧化的磺酸和預混合的固體物料在反應器內連續進行配料，使磺酸得到充分中和，在反應器內物料僅停留數秒鐘。

　　③產品的輕化

　　在中和造粒反應器出來的產品的堆密度大約為400～450g/L。有兩種輕化方法，一種是冷卻粒狀洗滌劑在流動床冷卻器上用空氣冷卻，中和反應器出口溫度約為55℃，冷卻後溫度低於35℃，然後進行後配料得到堆密度為400～450g/L．的產品；第二種方法為粒狀洗滌劑先在一臺特殊的流動床交換器上用空氣加熱，根據加入五水硼砂的量將其堆密度降到約300g/L，後，到冷流動床上冷卻，再進行後配料。

　　中和造粒法也適用於復配型錶面活性劑的配方，在洗滌去污力相同時，可節約5％的錶面活性劑。故用此法生產的洗滌劑價格便宜。

　　(7)噴霧乾燥法

　　該法是目前我國生產粉狀洗滌劑的主要方法，其工藝流程分為預處理、乾燥和後處理三個工序。預處理工序是在50～80℃下將錶面活性劑和各類助洗劑配成含水量30％～50％的均一料漿，過濾後由高壓泵送到噴霧器在乾燥塔內霧化噴出。在通常情況下，為使粉狀洗滌劑粒徑達到500～550um，需在乾燥塔內將料漿霧滴直徑控制在400um左右，為此多採用孔徑為2.4～3.Omm和30～40kgf/cm2(1kgf/cm2—98.0665kPa)壓力的噴嘴。乾燥工序中最重要的設備是乾燥塔，該塔一般高20～30m，直徑5～6m，塔頂2～3m處安裝10～20只噴嘴，以30-60度角將料漿噴出。霧滴在塔內遇從下而上通入的250～300℃的熱空氣後，錶面迅速乾燥，並隨著顆粒內部水分的蒸發形成空心顆粒結構自塔底以50～80℃流出。經30度冷空氣冷卻老化促使粉體結晶水的生成，形成流動性好的粉粒，再經篩分、加香等後處理工序包裝成型。

　　該工藝的優點是產品質量穩定，成型粉體為空心粒狀。視密度較小，適合我國消費現狀。因此在日漸增多的新型洗衣粉生產技術的競爭中保持了旺盛的生命力。特別是中小型高塔噴霧成型設備價格已能降至十萬至幾十萬元。

　　該工藝缺點是投資大、能耗高，不能生產高非離子錶面活性劑含量的濃縮型產品。

　　(8)噴霧乾燥混合法

　　該法是將非熱敏性且不會造成噴霧困難的各類原料配成料漿進行噴霧乾燥，然後將熱敏性原料，如酶、漂白劑、非離子錶面活性劑在一噴霧混合器中加入到經噴霧乾燥的粉體之上混合均勻。然後篩分加香包裝。

　　這種方法是噴霧乾燥法的改良，它既能保持粉體低視密度的外現，又能在配方中加入高濃度非離子活性物及熱敏添加劑．增加產品品種，是目前我國許多廠家採用的成型生產方法。

　　(9)附聚成型工藝

　　附聚就是將粉狀物料與液體原料進行黏性混合併形成粒狀附聚物的過程。這是一種物理作用與化學作用同時發生的混合過程，產品經瞬間均質化混合能形成均一化顆粒．每個顆粒組成都能代表整個配方，粉體流動性好，視密度較高，適於生產超濃縮型洗衣粉，是目前發展較快的洗滌劑成型新技術。

　　①附聚成型工藝附聚成型法的生產工藝通常包括4～7個工序．其中附聚、調理(老化)、篩分和包裝是必備工序，預混合、乾燥和後配料為選用工序。

　　a．預混合是將某些原料在進入附聚器前先行混合。預混物料可以是部分固體原料和部分液體原料的混合物。以促進某些原料的水合作用；也可以是乾料和乾料的混合物、液體原料與液體原料的混合物，可增加物料混合的均勻度，並提高附聚器的生產能力。最簡單的預混合操作是採用螺旋輸送機作附聚器的進料裝置．使於物料在輸送過程中得到混合；液體物料的混合在捏合混合機中進行。

　　b．附聚工序是使物料完成游離水轉變成結合水的水合過程．由於水合熱的釋放．體系內的溫度將升高，一般可達35～45℃。在這樣的溫度下，只存在碳酸鈉一水合物和三聚磷酸鈉六水合物。水合過程需要時間，這個過程在附聚器內往往進行得不完全．物料通常還有一定的黏性，所以必須進行調理(老化)，使其成為自由流動的、不結塊的最終產品。

　　c．調理就是把從附聚器出來的產品停放一段時間．使它們的水合反應進行完全。如果老化後的產品含游離水大於3％，還必須進行乾燥，以防止產品結塊。調理和乾燥也可以結合在一起通過流化床進行。

　　雖然附聚成型的工藝條件比較溫和，但有些原料，如酶製劑、漂白劑和氯代異氰尿酸鹽殺菌劑等，對溫度和濕度仍很敏感。易於失活或變性，這些物料要在篩分工序之後用後配料方法解決。後配料擴大了產品的多樣性。

　　②附聚成型的主要設備最早的附聚成型設備基本上是一些混合器，其中有固定混合器、帶有噴嘴的旋轉混合器、帶有液體分散的旋轉式混合器、雙殼式混合器以及連續式曲拐混合器。最近十幾年來，研製成功了許多更符合附聚特點的附聚裝置．主要有：生產能力為100t/h的轉鼓式附聚器。能力為91t/h的立式附聚器．能力為61.2t/h的“Z”形附聚器，能力為20.4t/h的斜盤附聚器以及雙錐式附聚器等。