工业与民用洗涤剂

1、第一节第一节 洗涤过程与洗涤作用洗涤过程与洗涤作用 一、液体污垢的去除一、液体污垢的去除 首先是洗涤液润湿固体表面首先是洗涤液润湿固体表面,第二步是液体油垢从已润第二步是液体油垢从已润 湿的固体表面被洗涤剂取代下来。湿的固体表面被洗涤剂取代下来。 液体污垢的去除是通过液体污垢的去除是通过“卷离卷离”来实现的。来实现的。 二、固体污垢的去除二、固体污垢的去除 主要靠表面活性剂在固体污垢微粒和固体表面主要靠表面活性剂在固体污垢微粒和固体表面 上的吸附。在水介质中，于固液界面上形成扩散的双上的吸附。在水介质中，于固液界面上形成扩散的双 电层，污垢和固体表面所带电荷的电性一般相同，两电层，污垢和固体表

2、面所带电荷的电性一般相同，两 者之间发生排斥作用；使粘附强度减小。者之间发生排斥作用；使粘附强度减小。 三、抗再沉积作用三、抗再沉积作用 离子表面活性剂在固体表面吸附，使污垢粒子形离子表面活性剂在固体表面吸附，使污垢粒子形 成相对稳定的胶体粒子，且在粒子表面形成双电层，成相对稳定的胶体粒子，且在粒子表面形成双电层， 而在固体表面也同样形成双电层，两个双电层起排斥而在固体表面也同样形成双电层，两个双电层起排斥 作用，从而阻止污垢粒子在固体表面再沉积；而非离作用，从而阻止污垢粒子在固体表面再沉积；而非离 子表面活性剂则通过形成空间阻碍或熵值减小来阻止子表面活性剂则通过形成空间阻碍或熵值减小来阻止

3、再沉积。再沉积。 第二节第二节 洗涤剂的原料与组成洗涤剂的原料与组成 一、表面活性剂一、表面活性剂 (一一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 FAS、LAS、AES和肥皂这四种产品使用量最大。和肥皂这四种产品使用量最大。 AOS、SAS正被广泛应用。正被广泛应用。 (二二)非离子表面活性剂非离子表面活性剂 常用在洗涤剂中的非离子表面活性剂品种有脂肪醇常用在洗涤剂中的非离子表面活性剂品种有脂肪醇 聚环氧乙烷醚、烷基酚聚环氧乙烷醚和烷醇酰胺等。聚环氧乙烷醚、烷基酚聚环氧乙烷醚和烷醇酰胺等。 (三三)两性表面活性剂两性表面活性剂 十二烷基甜菜碱十二烷基甜菜碱(BS12)，N酰胺丙基二甲基羧甲酰胺丙基

4、二甲基羧甲 基铵甜菜碱，基铵甜菜碱， 二、洗涤助剂二、洗涤助剂 (一一)无机洗涤助剂无机洗涤助剂 磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐等。这些洗涤助磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐等。这些洗涤助 剂有降低表面活性剂临界胶束浓度的作用或螯合金属离剂有降低表面活性剂临界胶束浓度的作用或螯合金属离 子使硬水软化的作用，可有效减少洗涤剂中表面活性剂子使硬水软化的作用，可有效减少洗涤剂中表面活性剂 的用量，并保持和提高洗涤效果。的用量，并保持和提高洗涤效果。 (二二)有机洗涤助剂有机洗涤助剂 螯合剂有乙二胺四乙酸螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)四钠和氮川三四钠和氮川三 乙酸乙酸(NTA)钠等钠等 抗再沉积剂有羧

5、甲基纤维素抗再沉积剂有羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯聚乙烯 吡咯烷酮吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇等。聚乙烯醇等。 (三三)其它洗涤助剂其它洗涤助剂 漂白剂、增白剂、酶制剂、柔和剂和柔软剂、增溶剂等漂白剂、增白剂、酶制剂、柔和剂和柔软剂、增溶剂等 第三节第三节 洗涤剂的生产工艺洗涤剂的生产工艺 一、液体洗涤剂的生产工艺一、液体洗涤剂的生产工艺 优点：投资低、设备少、工艺简单、节省大量能耗；优点：投资低、设备少、工艺简单、节省大量能耗； 具有吸引人的感官及引人注目的包装；具有吸引人的感官及引人注目的包装； 使用方便，水溶迅速，便于局部强化清洗。使用方便，水溶迅速，便于局部强化清洗。 生产工艺所涉及

6、的化工单元操作设备主要是带生产工艺所涉及的化工单元操作设备主要是带 搅拌的混合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵搅拌的混合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵 和真空泵、计量泵、物料贮罐和计量罐、加热和冷和真空泵、计量泵、物料贮罐和计量罐、加热和冷 却设备、过滤设备、包装和灌装设备。把这些设备却设备、过滤设备、包装和灌装设备。把这些设备 用管道串联在一起，配以恰当的能源动力即组成液用管道串联在一起，配以恰当的能源动力即组成液 体洗涤剂的生产工艺流程。体洗涤剂的生产工艺流程。 (1)原料准备原料准备 (2)混合或乳化混合或乳化 混合效果的评价：混合效果的评价： 一般用调匀度和混合尺度来评价。调匀度

7、是在混合后样一般用调匀度和混合尺度来评价。调匀度是在混合后样 品各处取样分析与其平均浓度之间的偏离程度。品各处取样分析与其平均浓度之间的偏离程度。 调匀度调匀度1，越接近于，越接近于l，说明混合越均匀说明混合越均匀 搅拌器的作用：搅拌器的作用： 在搅拌器作用下，容器内形成液体总体流动。达到均匀在搅拌器作用下，容器内形成液体总体流动。达到均匀 混合的目的。混合的目的。 机械搅拌器的分类和性能：机械搅拌器的分类和性能： 在回转轴上安装不同几何形状的浆叶，以迫使接触的在回转轴上安装不同几何形状的浆叶，以迫使接触的 液体发生搅拌作用。适于液洗混合的机械搅拌主要有液体发生搅拌作用。适于液洗混合的机械搅拌

8、主要有 浆叶式、旋桨式和涡轮式三类。浆叶式、旋桨式和涡轮式三类。 加热与冷却：加热与冷却： 加热温度一般不要求过高，最高加热温度一般不要求过高，最高120已足够，所以一已足够，所以一 般采用蒸气加热。小型生产时亦可采用热水或电加热。般采用蒸气加热。小型生产时亦可采用热水或电加热。 (3)混合物料的后处理混合物料的后处理 过滤过滤 均质均质 排气排气 稳定稳定 (4)包装包装 正规生产应使用灌装机，包装流水线。小批量生产正规生产应使用灌装机，包装流水线。小批量生产 可用高位手工灌装。严格控制灌装量，做好封盖、可用高位手工灌装。严格控制灌装量，做好封盖、 贴标签、装箱和记载批号、合格证等工作。贴标

9、签、装箱和记载批号、合格证等工作。 液体洗涤剂生产流程示意图：液体洗涤剂生产流程示意图： 二、粉状洗涤剂的生产工艺二、粉状洗涤剂的生产工艺 优点：使用方便、产品质量稳定、包装成本较低、便优点：使用方便、产品质量稳定、包装成本较低、便 于运输贮存、去污效果好。于运输贮存、去污效果好。 生产工艺解决的主要问题：怎样才能将各种原料混合生产工艺解决的主要问题：怎样才能将各种原料混合 均匀；如何减少粉尘污染和生产贮存期的吸潮结团；均匀；如何减少粉尘污染和生产贮存期的吸潮结团； 能否制成比表面积与视比重适中的有一定强度的颗粒；能否制成比表面积与视比重适中的有一定强度的颗粒； 每个颗粒是否完整地代表配方。每

10、个颗粒是否完整地代表配方。 (一一)高塔喷雾干燥法高塔喷雾干燥法 1配料配料 将单体活性物和各种助剂，根据不同品种的配方而计将单体活性物和各种助剂，根据不同品种的配方而计 算的投料量，按一定顺序在配料缸中均匀混合制成料算的投料量，按一定顺序在配料缸中均匀混合制成料 浆的操作。浆的操作。 (1) 间歇配料工艺流程图间歇配料工艺流程图 1,单体贮缸；单体贮缸；2,单体单体 计量缸；计量缸；3,单体计量单体计量 秤秤; 4,配料缸；配料缸；5,泡泡 花碱贮缸花碱贮缸 (2)连续配料连续配料 工艺流程图工艺流程图 2喷雾干燥成型喷雾干燥成型 (1) 特点特点 干燥速度快。干燥速度快。 干燥过程中液滴的

11、温度比较低。干燥过程中液滴的温度比较低。 干燥得到的产品具有良好的分散性和溶解性。干燥得到的产品具有良好的分散性和溶解性。 产品纯度高，环境卫生好。产品纯度高，环境卫生好。 容易改变操作条件，以便调节或控制产品的质量指标。容易改变操作条件，以便调节或控制产品的质量指标。 容易实现机械化、自动化。容易实现机械化、自动化。 (2)喷雾干燥的基本原理喷雾干燥的基本原理 塔内气液两相的流动方向塔内气液两相的流动方向 a气液两相向下并流的喷雾干燥法气液两相向下并流的喷雾干燥法 在并流干燥时，雾滴在含水量最高时接触到热的在并流干燥时，雾滴在含水量最高时接触到热的 空气，由于水分迅速蒸发，防止了液滴温度上升

12、。但空气，由于水分迅速蒸发，防止了液滴温度上升。但 是雾滴在高温下急骤蒸发易膨胀而破碎，不易形成空是雾滴在高温下急骤蒸发易膨胀而破碎，不易形成空 心颗粒状产品。故成品细粉多，外观不好。心颗粒状产品。故成品细粉多，外观不好。 并流并流 逆流逆流 b逆流操作的喷雾干燥法逆流操作的喷雾干燥法 液滴与温度较低的热风相遇，表面蒸发速度较慢，液滴与温度较低的热风相遇，表面蒸发速度较慢， 内部水分不断向外扩散直到内部只残留少量水分时表面内部水分不断向外扩散直到内部只残留少量水分时表面 才形成弹性膜，颗粒的膨胀受到蒸发压力的影响较小，才形成弹性膜，颗粒的膨胀受到蒸发压力的影响较小， 所以粒径小而视密度高。由于

13、干燥的颗粒与热空气逆流所以粒径小而视密度高。由于干燥的颗粒与热空气逆流 而行，故可使细小的粒子聚合成较大的粒子，从而降低而行，故可使细小的粒子聚合成较大的粒子，从而降低 了产品的细粉含量。而且逆流操作时，传热和传质的推了产品的细粉含量。而且逆流操作时，传热和传质的推 动力较大，热能的利用率也较高。但应注意的是：成品动力较大，热能的利用率也较高。但应注意的是：成品 粉以较高的温度离塔，老化、冷却需在塔外进行，如温粉以较高的温度离塔，老化、冷却需在塔外进行，如温 度控制不当，易产生黄粉、湿粉。度控制不当，易产生黄粉、湿粉。 空心颗粒粉的形成原理：空心颗粒粉的形成原理： 料浆经过喷嘴喷成雾状的液滴从

14、塔顶到塔底出粉，料浆经过喷嘴喷成雾状的液滴从塔顶到塔底出粉， 经过了预热、表面蒸发、内部扩散及冷却老化四个阶经过了预热、表面蒸发、内部扩散及冷却老化四个阶 段。在这四个阶段内，雾化的料浆一方面逐渐干燥，段。在这四个阶段内，雾化的料浆一方面逐渐干燥， 另一方面在干燥过程中逐渐形成空心颗粒状。另一方面在干燥过程中逐渐形成空心颗粒状。 (3)高塔喷雾干燥工艺高塔喷雾干燥工艺 工艺过程工艺过程 高塔喷雾干燥法生产洗衣粉的工艺流程 1,高压泵；高压泵；2,二次风机；二次风机；3,热风炉；热风炉；4,喷粉塔；喷粉塔；5,旋风分旋风分 离器组；离器组；6,尾气机；尾气机；7,皮带输送机皮带输送机; 8,风送

15、分离器；风送分离器；9, 振动筛振动筛 10,皮带输送机；皮带输送机；11,袋式过滤器；袋式过滤器；12,引风机引风机 工艺条件选择工艺条件选择 配方配方 料浆的温度料浆的温度 实际操作时，一般控制在实际操作时，一般控制在60一一70。 料浆的浓度一般控制在料浆的浓度一般控制在60左右。左右。 塔温塔温 热风进口温度热风进口温度300380，塔内平均温度，塔内平均温度 130160；塔顶温度为；塔顶温度为90100，喷嘴处约为，喷嘴处约为 l00ll0；物料冷却部分至出塔时粉温度在物料冷却部分至出塔时粉温度在6080。 风压、风量风压、风量 喷嘴的位置喷嘴的位置 塔径小时喷嘴应位于中心；塔径大

16、时塔径小时喷嘴应位于中心；塔径大时 则应环装于四周。则应环装于四周。 雾化状态雾化状态 3，后配料工艺，后配料工艺 将一些不适宜在前配料加入的热敏性原料及一将一些不适宜在前配料加入的热敏性原料及一 些非离子表面活性剂与喷雾干燥制得的洗涤剂粉混合，些非离子表面活性剂与喷雾干燥制得的洗涤剂粉混合， 从而生产出多品种洗涤剂的过程叫后配料。从而生产出多品种洗涤剂的过程叫后配料。 1,基础粉料罐；基础粉料罐；2,过过 碳酸钠料罐；碳酸钠料罐；3,酶制酶制 剂料罐剂料罐; 4,非离子贮非离子贮 罐；罐；5,香精贮罐；香精贮罐；6, 比例泵；比例泵；7,旋转混合旋转混合 器；器；8,成品粉料斗；成品粉料斗；

17、 9,袋式除尘器袋式除尘器 10,引引 风机；风机；11,固料预混固料预混 输送带带输送带带 (二二)附聚成型法附聚成型法 原理原理：将料浆或液体物料喷入运动中的具有高吸附性：将料浆或液体物料喷入运动中的具有高吸附性 能的粉状助剂混合物中，也可不经喷雾而将活性物与能的粉状助剂混合物中，也可不经喷雾而将活性物与 助剂通过特别强烈的搅拌混合器而成型的工艺方法。助剂通过特别强烈的搅拌混合器而成型的工艺方法。 特点特点：节省能源、投资省、占地少、产品视比重高、：节省能源、投资省、占地少、产品视比重高、 质量优良、无粉尘和质量优良、无粉尘和“三废三废”生成，适宜于生产多种生成，适宜于生产多种 洗涤剂。洗

18、涤剂。 1全喷雾混合法全喷雾混合法 指固体和液体物料均通过喷雾方法而混合的成型法。指固体和液体物料均通过喷雾方法而混合的成型法。 2半喷雾混合法半喷雾混合法 将配方中的液体组分雾化，而固体组分则借其它运将配方中的液体组分雾化，而固体组分则借其它运 动方式使两者混合。如转桶式、流化床式等。动方式使两者混合。如转桶式、流化床式等。 塔式全喷混法塔式全喷混法 工艺流程图工艺流程图 1,粉状成分风动混合罐；粉状成分风动混合罐；2,贮罐；贮罐；3,粗计量装置；粗计量装置；4,计量装置；计量装置；5,螺旋输送器；螺旋输送器； 6, 飞轮；飞轮；7,风送管；风送管；8,风料分离器；风料分离器；9,喷雾混合塔

19、喷雾混合塔; 10,低压风机；低压风机；11,喷嘴；喷嘴；12,液体液体 组分贮罐组分贮罐; 13,细粉分离器；细粉分离器；14,风机；风机；15,过滤器过滤器 (三三)膨胀成型法膨胀成型法 原理原理：料浆在干燥成型时，靠从外面送入气体或靠自：料浆在干燥成型时，靠从外面送入气体或靠自 身产生的气体使干燥中的料浆粒子膨胀，从而产生多孔身产生的气体使干燥中的料浆粒子膨胀，从而产生多孔 性颗粒状粉，这样生产的洗衣粉不飞扬、易溶解。性颗粒状粉，这样生产的洗衣粉不飞扬、易溶解。 1自热干燥成型法自热干燥成型法 借助于在成型过程中放出的大量反应热，使水分蒸借助于在成型过程中放出的大量反应热，使水分蒸 发成

20、水蒸气，借水蒸气膨胀料浆并借反应热使料浆得到发成水蒸气，借水蒸气膨胀料浆并借反应热使料浆得到 干燥。干燥。 例如，三偏磷酸钠在碱溶液中水解时生成三聚磷酸钠例如，三偏磷酸钠在碱溶液中水解时生成三聚磷酸钠 并放出大量反应热：并放出大量反应热： 1,配料缸；配料缸；2,送料送料 泵；泵；3,混合泵；混合泵；4, 反应带反应带; 5,热风炉，热风炉， 6,热风机；热风机；7,干燥干燥 成型塔；成型塔；8,振动筛；振动筛； 9：旋风分离器；：旋风分离器； 10,尾风机尾风机 自热干燥成型法工艺流程图自热干燥成型法工艺流程图 2充气成型法充气成型法 所用的料浆中除含有水、活性物及各种助剂外，还所用的料浆中

21、除含有水、活性物及各种助剂外，还 含有大量空气泡或其它能在一定时间内释放出大量气体含有大量空气泡或其它能在一定时间内释放出大量气体 的释气剂或发泡剂。料浆经高剪切速度充气混合或与发的释气剂或发泡剂。料浆经高剪切速度充气混合或与发 泡剂经高剪切速度混合后，料桨即行膨胀，空气或其它泡剂经高剪切速度混合后，料桨即行膨胀，空气或其它 气体形成大量极细的微泡分散于料浆中。气体形成大量极细的微泡分散于料浆中。 三、浆状合成洗涤剂的生产工艺三、浆状合成洗涤剂的生产工艺 浆状洗涤剂一般由表面活性剂、助洗剂和无机盐三部分构成。浆状洗涤剂一般由表面活性剂、助洗剂和无机盐三部分构成。 工艺核心是如何在使配方中含有一

22、定无机盐和水份的工艺核心是如何在使配方中含有一定无机盐和水份的 情况下，保持膏体的长时间稳定。情况下，保持膏体的长时间稳定。 (一一)羧甲基纤维素钠法羧甲基纤维素钠法 该法是利用羧甲基纤维素钠作为胶粘剂，再配以阴离该法是利用羧甲基纤维素钠作为胶粘剂，再配以阴离 子和非离子表面活性剂及无机盐。子和非离子表面活性剂及无机盐。 (二二)肥皂法肥皂法 利用肥皂中高级脂肪酸钠的吸着作用，同时配以阴离利用肥皂中高级脂肪酸钠的吸着作用，同时配以阴离 子和非离子表面活性剂及无机盐等。子和非离子表面活性剂及无机盐等。 上述两种方法，制备过程的加料顺序应为：上述两种方法，制备过程的加料顺序应为： 阴离子表面活性剂

23、阴离子表面活性剂水水羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素钠(或肥皂或肥皂) 非离子表面活性剂非离子表面活性剂可溶性硅酸钠可溶性硅酸钠碳酸钠碳酸钠碳酸碳酸 氢钠氢钠三聚磷酸钠三聚磷酸钠乙醇乙醇香料香料色素色素氯化钠。氯化钠。 第四节第四节 洗涤剂的配方设计洗涤剂的配方设计 一、粉状洗涤剂一、粉状洗涤剂粉状重垢洗涤剂的典型配方粉状重垢洗涤剂的典型配方 机器洗涤餐具洗涤剂配方机器洗涤餐具洗涤剂配方 不同金属用碱性清洗剂配方不同金属用碱性清洗剂配方 二、液体洗涤剂二、液体洗涤剂 液体重垢洗涤剂配方液体重垢洗涤剂配方 人工洗涤餐具洗涤剂配方人工洗涤餐具洗涤剂配方 No Image 轿车上光清洗剂轿车上光清洗剂 巴西棕榈蜡巴西棕榈蜡 5.34% 煤煤 油油 26.73% OP10 3.85% OP5 2.56% 三乙醇胺三乙醇胺 0.58 骨粉骨粉 5.34 水水 56.47 印刷油墨去除剂印刷油墨去除剂 汽汽 油油 38.1 羟乙基纤维素羟乙基纤维素 1.5 植植 酸酸 1.5 亚硫酸氢钠亚硫酸氢钠 0.03 丁丁 胺胺 0.03 Span20 2.8 水水 56.0 三、浆状洗涤剂三、浆状洗涤剂