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1、第一节 洗涤过程与洗涤作用,一、液体污垢的去除,首先是洗涤液润湿固体表面,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。,液体污垢的去除是通过“卷离”来实现的。,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，两者之间发生排斥作用；使粘附强度减小。,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
2、止再沉积。,第二节 洗涤剂的原料与组成,一、表面活性剂,(一)阴离子表面活性剂,FAS、LAS、AES和肥皂这四种产品使用量最大。,AOS、SAS正被广泛应用。,(二)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聚环氧乙烷醚、烷基酚聚环氧乙烷醚和烷醇酰胺等。,(三)两性表面活性剂,十二烷基甜菜碱(BS12)，N酰胺丙基二甲基羧甲基铵甜菜碱，,二、洗涤助剂,(一)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的用量，并保持和提高洗涤效果。,(二)有机洗涤助剂,螯合剂有乙二
3、胺四乙酸(EDTA)四钠和氮川三乙酸(NTA)钠等,抗再沉积剂有羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇等。,(三)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,第三节 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； 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。,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
4、生产工艺流程。,(1)原料准备,(2)混合或乳化,混合效果的评价： 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。 调匀度1，越接近于l，说明混合越均匀,搅拌器的作用： 在搅拌器作用下，容器内形成液体总体流动。达到均匀混合的目的。,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，以迫使接触的液体发生搅拌作用。适于液洗混合的机械搅拌主要有浆叶式、旋桨式和涡轮式三类。,加热与冷却： 加热温度一般不要求过高，最高120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。,(3)混合物料的后处理,过滤 均质 排气 稳定,(4)包装,正规
5、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、贴标签、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：,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 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；每个颗粒是否完整地代表配方。,(一)高塔喷雾干燥法,1配料,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浆的操作。,(1) 间歇配料工艺流程图,1,单体贮缸；2
6、,单体计量缸；3,单体计量秤; 4,配料缸；5,泡花碱贮缸,(2)连续配料 工艺流程图,2喷雾干燥成型,(1) 特点,干燥速度快。 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。 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。 容易实现机械化、自动化。,(2)喷雾干燥的基本原理,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,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。但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。,并流,逆流,b逆流操作的喷雾干燥法,液
7、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。,空心颗粒粉的形成原理：,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
8、心颗粒状。,(3)高塔喷雾干燥工艺,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；2,二次风机；3,热风炉；4,喷粉塔；5,旋风分离器组；6,尾气机；7,皮带输送机; 8,风送分离器；9,振动筛 10,皮带输送机；11,袋式过滤器；12,引风机,工艺条件选择,配方,料浆的温度 实际操作时，一般控制在60一70。,料浆的浓度一般控制在60左右。,塔温 热风进口温度300380，塔内平均温度130160；塔顶温度为90100，喷嘴处约为l00ll0；物料冷却部分至出塔时粉温度在6080。,风压、风量,喷嘴的位置 塔径小时喷嘴应位于中心；塔径大时则应环装于四周。,雾化状态,3，后配料工艺
9、,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，从而生产出多品种洗涤剂的过程叫后配料。,1,基础粉料罐；2,过碳酸钠料罐；3,酶制剂料罐; 4,非离子贮罐；5,香精贮罐；6,比例泵；7,旋转混合器；8,成品粉料斗；9,袋式除尘器 10,引风机；11,固料预混输送带带,(二)附聚成型法,原理：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助剂通过特别强烈的搅拌混合器而成型的工艺方法。,特点：节省能源、投资省、占地少、产品视比重高、质量优良、无粉尘和“三废”生成，适宜于生产多种洗涤剂。,1全喷雾混合法,指固体和液体物
10、料均通过喷雾方法而混合的成型法。,2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动方式使两者混合。如转桶式、流化床式等。,塔式全喷混法工艺流程图,1,粉状成分风动混合罐；2,贮罐；3,粗计量装置；4,计量装置；5,螺旋输送器； 6,飞轮；7,风送管；8,风料分离器；9,喷雾混合塔; 10,低压风机；11,喷嘴；12,液体组分贮罐; 13,细粉分离器；14,风机；15,过滤器,(三)膨胀成型法,原理：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,借助于在成型过程中放出的大量反应
11、热，使水分蒸发成水蒸气，借水蒸气膨胀料浆并借反应热使料浆得到干燥。 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：,1,配料缸；2,送料泵；3,混合泵；4,反应带; 5,热风炉，6,热风机；7,干燥成型塔；8,振动筛；9：旋风分离器；10,尾风机,自热干燥成型法工艺流程图,2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。,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
12、机盐三部分构成。,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。,(一)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，再配以阴离子和非离子表面活性剂及无机盐。,(二)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： 阴离子表面活性剂水羧甲基纤维素钠(或肥皂)非离子表面活性剂可溶性硅酸钠碳酸钠碳酸氢钠三聚磷酸钠乙醇香料色素氯化钠。,第四节 洗涤剂的配方设计,一、粉状洗涤剂,粉状重垢洗涤剂的典型配方,机器洗涤餐具洗涤剂配方,不同金属用碱性清洗剂配方,二、液体洗涤剂,液体重垢洗涤剂配方
13、,人工洗涤餐具洗涤剂配方,轿车上光清洗剂,巴西棕榈蜡 5.34% 煤 油 26.73% OP10 3.85% OP5 2.56%,三乙醇胺 0.58 骨粉 5.34 水 56.47,印刷油墨去除剂,汽 油 38.1 羟乙基纤维素 1.5 植 酸 1.5 亚硫酸氢钠 0.03,丁 胺 0.03 Span20 2.8 水 56.0,三、浆状洗涤剂,洗衣膏,LAS 15 非离子表面活性剂 1 三聚磷酸钠 16 碳酸钠 8,碳酸氢钠 5 硅酸钠 5 CMC 4 水 加至 100,地板、墙壁及硬表面清洗剂,LAS 5 6501 6 碳酸氢钠 50,氯化钠 6 去离于水 加至100,四、香波,设计香波配方
14、时，应注意的问题： ） 产品的形态是液态、膏霜或粉状 2） 产品的外观如色泽、澄清度或乳浊度等； 3） 泡沫量及其稣定度； 4） 使用要方便，洗涤时容昃均匀分布在头发 5） 淋洗方便，容易清洗； 6） 洗后使头发保持光滑，易梳理； 7） 洗后头发留有光泽； 8） 对眼睛无刺激性。,配方实例：书P164,生产工艺： 1）冷混法 2）热混法,思 考 题,1，洗涤剂中为何要添加洗涤助剂？它们的助洗作用 主要表现在哪些方面？ 2，高塔喷雾成型工艺的特点如何？ 3，空心粉状洗衣粉是如何形成的？应如何控制操作 工艺条件？ 4，何谓附聚成型工艺？附聚成型工艺的优势何在？ 5，试述粉状洗涤剂配方与液体洗涤剂配方的设计原 则有何异同？ 6，设计香波时应注意哪些问题？,
