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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上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，两者层，污垢和固体表面所带电荷的
2、电性一般相同，两者之间发生排斥作用；使粘附强度减小。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再沉积。再沉积。第二节第二节
3、 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二甲基羧甲基铵甜菜碱，基铵甜菜碱，二、洗涤助剂
4、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)四钠和氮川三乙四钠和氮川三乙酸酸(NTA)钠等钠等 抗再沉积剂有羧甲基纤维素抗再沉积剂有羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡聚乙烯吡
5、咯烷酮咯烷酮(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：优点：投资低、设备少、工艺简单、节省大量能耗；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
6、合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵和搅拌的混合罐、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。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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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。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
12、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
13、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
14、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。
15、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些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，非离子表
16、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；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
17、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
18、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
19、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
20、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
21、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
22、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氢碳酸氢钠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
23、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 0.03Span20 2.8水水 56.0三、浆状洗涤剂三、浆状洗涤剂洗衣膏洗衣膏LAS 15非离子表面活性剂非离子表面活
24、性剂 1三聚磷酸钠三聚磷酸钠 16碳酸钠碳酸钠 8碳酸氢钠碳酸氢钠 5硅酸钠硅酸钠 5CMC 4水水 加至加至 100地板、墙壁及硬表面清洗剂地板、墙壁及硬表面清洗剂LAS 56501 6碳酸氢钠碳酸氢钠 50氯化钠氯化钠 6去离于水去离于水 加至加至100四、香波四、香波 设计香波配方时，应注意的问题：设计香波配方时，应注意的问题： 1） 产品的形态是液态、膏霜或粉状；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；产品的外观如色泽、澄清度或乳浊度等； 3） 泡沫量及其稳定度；泡沫量及其稳定度； 4） 使用要方便，洗涤时容易均匀分布在头发上；使用要方便，洗涤时容易均
25、匀分布在头发上； 5） 淋洗方便，容易清洗；淋洗方便，容易清洗； 6） 洗后使头发保持光滑，易梳理；洗后使头发保持光滑，易梳理； 7） 洗后头发留有光泽；洗后头发留有光泽； 8） 对眼睛无刺激性。对眼睛无刺激性。 配方实例：书配方实例：书P164生产工艺：生产工艺： 1）冷混法）冷混法 2）热混法）热混法思思 考考 题题1，洗涤剂中为何要添加洗涤助剂？它们的助洗作用，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？主要表现在哪些方面？2，高塔喷雾成型工艺的特点如何？，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，空心粉状洗衣粉是如何形成的？应如何控制操作工艺条件？工艺条件？4，何谓附聚成型工艺？附聚成型工艺的优势何在？，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，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？则有何异同？6，设计香波时应注意哪些问题？，设计香波时应注意哪些问题？
