日用化学品生产技术第四章-粉状合成洗涤剂.ppt

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1、第四章 粉状合成洗涤剂,学习目的与要求1.掌握洗衣粉的配方设计、粉状洗涤剂的成型技术；2.了解生产洗衣粉常用的原料、典型洗衣粉的生产实例。,第四章 粉状合成洗涤剂,由于肥皂对硬水比较敏感，生成的钙盐、镁盐会沉积在织物和洗衣机零件上。因此，从第二次世界大战以后，合成洗涤剂大量进入以往的肥皂市场，在国外几乎没有洗衣皂的生产，取而代之的是合成洗涤剂，如粉状洗涤剂、液体洗涤剂、浆状洗涤剂、纸状洗涤剂等。粉状合成洗涤剂占合成洗涤剂总产量的80%以上，而洗衣粉是粉状合成洗涤剂的典型代表，因此，本章重点讲述洗衣粉的生产方法。,第四章 粉状合成洗涤剂,第一节 生产洗衣粉的主要原料第二节 洗衣粉的配方设计第三节

2、 粉状洗涤剂的成型技术第四节 典型洗衣粉的生产实例,洗衣粉的来源,德国汉高在1907年以硼酸盐和硅酸盐为主要原料，首次发明了洗衣粉。洗衣粉是一种碱性的合成洗涤剂，洗衣粉的主要成分是阴离子表面活性剂：烷基苯磺酸钠，少量非离子表面活性剂，再加一些助剂，磷酸盐，硅酸盐，元明粉，荧光剂，酶等。经混合、喷粉等工艺制成。现在大部分用4A氟石代替磷酸盐。,洗衣粉的定义,合成洗涤剂是以表面活性剂为主要成分，并配有适量不同作用的助洗剂。洗衣粉是指粉状（粒状）的合成洗涤剂。20世纪40年代以后，随着化学工业的发展，人们利用石油中提炼出的化学物质四聚丙烯苯磺酸钠，制造出了比肥皂性能更好的洗涤剂。后来人们又把具有软化

3、硬水、提高洗涤剂去污效果的磷酸盐配入到洗涤剂中，这样洗涤剂的性能就更完美了。,洗衣粉的定义,人们又为了使用、携带、存储、运输等方便，就把洗涤剂制造成了洗衣粉。由于洗衣粉能在井水、河水、自来水、泉水、甚至是海水等各类水质都表现出良好的去污效果，并广泛使用于各类织物，所以其生产和使用就迅速发展起来了。现在，洗衣粉几乎是每一个家庭必需的洗涤用品了。,洗衣粉发展历史,洗衣粉种类,1.普通洗衣粉&浓缩洗衣粉2.含磷洗衣粉&无磷洗衣粉3.加酶洗衣粉&加香洗衣粉4.高泡洗衣粉&低泡洗衣粉,第一节 生产洗衣粉的主要原料,表面活性剂是合成洗涤剂中不可缺少的最重要的组分，发挥主要的洗涤作用，故称为主剂。其他的原料

4、如三聚磷酸钠、硫酸钠、对甲苯磺酸钠等，在洗涤剂中一般发挥辅助作用，故称为助剂。洗衣粉的两大成分：1、活性成分2、助剂成分,一、生产洗衣粉常用的主剂,1.表面活性剂作用：减弱污渍与衣物间的附着力，在机械力作用下，使污渍脱离衣物。缺点：适量的洗涤。过多直接接触或者附着在衣物上，会刺激皮肤，对健康有影响。种类：阴离子表面活性剂(使用较多）、非离子表面活性剂（使用较多）、阳离子和两性离子表面活性剂(用量较少）,一、生产洗衣粉常用的主剂,选择表面活性剂应考虑以下几方面（1）去污性 复配后的去污性污垢要好，还需要具备一定的抗硬水性、污垢分散性、污垢抗沉积性、溶解性、泡沫性，以及良好的气味、色泽和贮存稳定性

5、。（2）工艺性 加工容易，易于操作处理。（3）经济性 价格便宜，成本低，利润大，效益高（4）安全性 易降解，对人、动物毒性要低,一、生产洗衣粉常用的主剂,2、常用的表面活性剂阴离子表面活性剂 烷基苯磺酸钠盐(LAS)水溶性好，去污和泡沫性好，价格低，对硬水敏感。仲烷基磺酸盐(SAS)水溶性比LAS好，不会水解，性能稳定，去污和泡沫性好，常用于配制液体洗涤剂，烯烃磺酸盐(AOS)抗硬水性、泡沫性、去污性好，对皮肤刺激性低,一、生产洗衣粉常用的主剂,脂肪醇硫酸盐(AS)去污力强，但对硬水较敏感磺基脂肪酸酯盐(MES)生物降解性好，对硬水敏感性低、钙皂分散力好，对人体安全，但易水解。脂肪醇聚氧乙烯醚

6、硫酸盐(AES）在硬水中仍有较好的去污力，泡沫稳定，稳定性高，有良好的皮肤相容性。,一、生产洗衣粉常用的主剂,非离子表面活性剂（用量正在日益增加）脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)良好的去污能力和对污垢的分散力，抗硬水性好，抗污垢再沉积作用烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)与AEO性能类似，但生物降解性能差，用量正在减少。烷醇酰胺 泡沫丰富稳定，与其他表面活性剂有良好协同作用。氧化胺 水溶性好，与LAS配伍好，对皮肤刺激性低，良好的泡沫稳定作用。但热稳定性差，价格高。,一、生产洗衣粉常用的主剂,阳离子及两性表面活性剂（使用量较少）两性表面活性剂良好的去污能力和调理性，刺激性小，耐硬水性好，但价格较高。阳离子

7、表面活性剂柔软、杀菌、抗静电性能优良但去污性较差,二、生产洗衣粉的助剂,洗涤剂中使用的助剂有无机助剂和有机助剂。根据其对洗涤作用的影响，又可分为助洗剂和添加剂两类。助洗剂主要是通过各种用途来高表面活性剂的洗涤效果。助洗剂要满足以下几方面的要求。(1)一次洗涤性 去除颜料、油脂的能力，对各种不同的纤维织物有独特的去污力，能改进表面活性剂的性质，可将污垢分散在洗涤剂溶液中，改进起起泡性能。（2）多次洗涤性 抗再沉积性好，防止在织物上产生结垢，防止在洗衣机上产生沉积物，具有抗腐蚀性。,二、生产洗衣粉的助剂,（3）工艺性质 化学稳定性好，工艺上易于处理，不吸湿，具有适宜的气味和色泽，与洗涤剂中的其他组

8、分相容性好，贮存稳定性好。（4）安全性 安全、无毒、对环境无污染，可由生物降解吸附或其他机理脱活，废水易处理，没有不可控制的累积，无过化肥作用，不影响饮水质量。（5）经济性 原料易得，价格便宜。,二、生产洗衣粉的助剂,在洗涤剂中用量少，对洗涤效果影响不大的一些添加剂称为添加剂，如荧光增白剂、腐蚀抑制剂、颜料、香精和杀菌剂等。它们能赋予产品某些性能来满足加工工艺或使用要求。助洗剂和添加剂没有明显界限。种类：螯合剂、离子交换剂、漂白剂、抗再沉积剂、荧光增白剂、酶、抗静电剂、柔软剂、硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠、增溶剂、腐蚀抑制剂、杀菌剂、抑菌剂、防腐剂、香精、色素。,二、生产洗衣粉的助剂,1、螯合剂、离

9、子交换剂无明显洗涤能力,提高表面活性剂效用作用：束缚水中所含的硬度离子，软化水，保护表面活性剂使其发挥最大的洗涤去污能力缺点：单独介绍种类：三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、4A沸石、次氨基三乙酸钠、柠檬酸钠、聚羧酸盐 等,二、生产洗衣粉的助剂,（一）聚磷酸盐 聚磷酸盐是洗涤剂中较早使用的螯合物，常用的有三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠，它们的碱性次序为焦磷酸钠三聚磷酸钠六偏磷酸钠。能螯合水中的钙、镁、铁等离子，使水软化。三聚磷酸钠对钙离子的螯合力比焦磷酸钠好，但不如六偏磷酸钠。对镁离子的螯合力，三聚磷酸钠比六偏磷酸高，但不如焦磷酸钠。,二、生产洗衣粉的助剂,（一）聚磷酸盐 1.三聚磷酸钠(S

10、TPP)俗称:五钠；分子式：Na5P3O10；外观：白色粉末状；性能：能溶于水，水溶液呈碱性，对金属离子有很好的络合能力，不仅能软化硬水，还能络合污垢中的金属成分，在洗涤过程中起使污垢解体的作用；用量：可达2050。,二、生产洗衣粉的助剂,缺点:流入水中的磷有促使水中藻类大量生长的作用，水中的氧被消耗，使鱼类、浮游动物由于缺氧而死亡，造成水质污染。,二、生产洗衣粉的助剂,2、焦磷酸钾 分子式：K4P2O7；特点：很易吸湿、对钙镁等金属离子有络合能力，也有一定的助洗效果，但对皮肤有刺激性；用途：用于配制重垢型液体洗涤剂、金属清洗剂、硬表面清洗剂等清洁用品。,二、生产洗衣粉的助剂,3、六偏磷酸钠分

11、子式：(NaPO3)6；优点：六偏磷酸钠的水溶液的pH值接近7，对皮肤刺激性小，浓度较高时还有防止腐蚀的效果，在中性和弱碱性溶液中对钙、镁离子有很好的络合能力；缺点：吸湿和水解；用途：一般仅用在工业清洗剂中。,二、生产洗衣粉的助剂,（2）有机螯合剂三聚磷酸钠的代用品主要有：次氨基三乙酸钠、柠檬酸、离子交换剂和高分子电解质.次氨基三乙酸钠优点 次氨基三乙酸钠螯合碱土金属离子的能力，且生产的螯合物很稳定。缺点 易形成钙皂，易潮解,干燥困难，对生态环境影响比较大，易形成“过肥化”问题，与汞、铜等生成的螯合物可使鼠类生育缺陷。,二、生产洗衣粉的助剂,柠檬酸钠 无磷洗涤剂中使用的洗涤助剂。优点：螯合作用

12、，不含氮磷等元素不存在使水质营养化的问题，且生物降解性好。缺点：温度稍高于60，螯合能力变得很差。,二、生产洗衣粉的助剂,离子交换剂 4A沸石特性：不溶于水 正立方晶型 铝硅酸盐 白色晶体分类：天然沸石、合成沸石作用：软化硬水、吸附污垢粒子、促进污垢聚集。优点：助洗性能与配伍性好，无毒，使用安全不危害环境，易于漂洗。缺点：不溶于水，价格较高。,二、生产洗衣粉的助剂,高分子电解质聚丙烯酸钠的性能：可以吸附于被洗物表面和污垢表面，增加被洗物与污垢之间的静电斥力，有利于污垢的去除。并能增加污垢的分散能力，防止污垢再沉积；,二、生产洗衣粉的助剂,2.漂白剂 原理：通过氧化或还原降解，破坏发色系统或改性

13、助色基团降解成小的水溶性单元除去。常用的有两类：一类是含氧漂白剂；另一种是含氯漂白剂 种类：过硼酸钠、过碳酸钠以及过氧羧酸等过氧化物缺点：在冷水中洗涤时漂白剂不发挥作用，须 60,二、生产洗衣粉的助剂,（1）过碳酸钠含氧漂白剂，分子式:2NaCo3.3H2O2,性能:粉末或颗粒，溶于水作用原理:过碳酸钠在水中分解为钠离子、碳酸根离子和双氧水，双氧水放出原子氧，具有漂白杀菌作用。缺点:不稳定，易吸湿，易分解,二、生产洗衣粉的助剂,（2)过硼酸钠 分子式：NaBO34H2O；性能：不易溶于冷水，可溶于热水、在水溶液中受热后分解和释放出H2O2NaBO2，H2O2具有漂白功效，NaBO2也有一定的助

14、洗性能；,二、生产洗衣粉的助剂,（3）次氯酸钠制法：由氯气通入氢氧化钠溶液中而制得；性能：漂白能力很强的氧化剂，化学性质很不稳定，易分解释出游离氯，只有在强碱性条件下，次氯酸钠才较为稳定；用途：在工业生产中常用次氯酸钠作为纺织品的漂白剂。,二、生产洗衣粉的助剂,3.抗再沉积剂特点：带较多负电荷；能吸附于污垢及织物表面；提高污垢分散性和悬浮稳定性类型：(1)羧甲基纤维素钠盐（CMC)：CMC抗污垢再沉积的机理：CMC吸附在纤维的表面，从而减弱了纤维对污垢的再吸附，另外，CMC能将污垢粒子包围起来使之稳定分散在洗涤液中；对棉织物作用好，而对化纤及丝毛织物作用弱。,二、生产洗衣粉的助剂,(2)聚乙烯

15、吡咯烷酮(PVP)：PVP的优点：抗污垢再沉积能力强、在水中溶解性能好、遇无机盐也不会凝聚析出，与表面活性剂配伍性能好；PVP的缺点：价格昂贵。对棉织物的作用优于羧甲基纤维素钠盐，常用于配制透明液体或重污垢洗涤剂。,二、生产洗衣粉的助剂,4.荧光增白剂加蓝增白的增白方式：在洗衣粉中加入少量蓝色染料，使织物上增加微量的蓝色，与原有的微黄色互为补色，从视觉上提高了表观白度，但织物反射的亮度却降低了；目前，主要采用荧光增白剂，它不仅增加白度，还增加亮度，使织物能反射出更多的光。种类 31#和33#，均为二苯乙烯三嗪型。,二、生产洗衣粉的助剂,5.酶酶的定义：酶是由菌种或生物活性物质培养而得到的生物制

16、品，它本身是一种蛋白质，能对某些化学反应起催化作用；洗涤剂中主要用的酶有：蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶等；,二、生产洗衣粉的助剂,(1)蛋白酶蛋白酶 能促使不溶于水的蛋白质水解成可溶性的多肽或氨基酸种类：我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶产生：主要产生菌是某些芽孢杆菌作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以及各种食品类的蛋白质污垢,二、生产洗衣粉的助剂,(2)脂肪酶 脂肪酶能促使脂肪中的酯键水解。种类：碱性脂肪酶产生：产生菌是某些青霉作用：碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪酸。从而

17、达到清除衣物上脂质污垢的作用应用：可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢，,二、生产洗衣粉的助剂,(3)纤维素酶种类：碱性纤维素酶作用：纤维素酶本身并不能与污垢发生作用，纤维素酶的活力主要是使纤维素发生水解。根据纤维素酶品种的不同，作用机理也不同，有些仅能在纤维素大分子的非结晶区域作用，有些能浸入大分子的结晶区进行作用，可能导致纤维的损伤。应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适,二、生产洗衣粉的助剂,(4)淀粉酶作用：水解直链淀粉中的1，4a糖苷键，使糊化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖应用：可以去除例如来自面条、巧克

18、力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢,二、生产洗衣粉的助剂,在洗涤剂使用酶制剂时，应注意的选择性和活性。酶的活性作用受到温度、PH值及配伍的化学药品等因素的影响。阳离子表面活性剂能迅速降低酶的活性，阴离子表面活性剂一般对酶的影响较小，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂不但不会影响酶的活性，反而对溶液中的酶有稳定作用。酶的PH值应为79.5,为了避免PH值下降，常加PH缓冲剂。,二、生产洗衣粉的助剂,6.其他助剂（1）抗静电剂和柔软剂 具有柔软和抗静电的阳离子表面活性剂：二硬脂酸二甲基氯化铵、硬脂酸二甲基辛基溴化铵，高碳烷基吡啶盐，高碳烷基咪唑啉盐；具有柔软非离子表面活性剂：高碳醇聚氧乙烯醚和具有

19、长碳链的氧化胺。,二、生产洗衣粉的助剂,（2）硫酸钠外观：白色结晶或粉末；优点：使阴离子表面活性剂的表面吸附量增加，并促使在溶液中形成胶团，因而降低了洗涤液的表面张力，有利于润湿、去污等作用、降低料液的粘滞性，便于洗衣粉成型；用途：常添加在洗衣粉中作为填充料；用量：洗衣粉中的添加量一般可达到2045。,二、生产洗衣粉的助剂,（3）碳酸钠 俗称：纯碱或苏打；优点：能使污垢皂化，并保持洗衣粉溶液一定的pH值，有助于去污、具有软化水的作用；缺点：碱性较强,无水碳酸钠易吸湿，易与钙镁离子生成沉淀，影响织物强度。,二、生产洗衣粉的助剂,（4）硅酸钠 硅酸钠俗称：水玻璃或泡化碱；分子式：Na2OnSiO2

20、xH2O；性能：粒状固体或粘稠的水溶液，、对溶液的pH值有缓冲效果，有利于污垢的洗脱、水解产生的胶体溶液对固体污垢微粒有分散作用，对油污有乳化作用、在洗衣粉中加入水玻璃还能增加粉状颗粒的机械强度，流动性和均匀性；缺点：水解生成的硅酸溶胶可被纤维吸附而不易洗去，织物干燥后会感到手感粗糙。,二、生产洗衣粉的助剂,（5）增溶剂 提高配方中组分的溶解度和液体洗涤剂的溶解性能种类：对甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钠作用：降低浆料的粘度、改善产品的流动性、减少洗衣粉结块的可性、使产品的表观密度减小,二、生产洗衣粉的助剂,（6）腐蚀抑制剂 避免洗衣机中的铝部件被腐蚀种类：硅酸钠作用：液态硅酸钠能以薄层沉

21、积在铝的表面，使铝免受水溶液中OH的进攻而得到保护。,二、生产洗衣粉的助剂,（7）杀菌剂、抑菌剂和防腐剂 杀菌剂 在短时间内能杀死微生物抑菌剂 在低浓度时能长时间阻止微生物的生长防腐剂 使制剂免受微生物的污染而不致变质种类 三氯异氰尿酸（TCCA)、2-羟基-2,4,4三氯二苯醚(DP300)TCCA 具有漂白杀菌，用量一般为1%4%。DP300是极有效的抑菌剂和脱臭剂，能抗格兰阴性菌和格兰阳性菌，还可抗霉,二、生产洗衣粉的助剂,（8）香精 提高嗅觉效果要求在PH=911时稳定，与其他组分相容性好，对过硼酸钠、氯和空气过敏性低，对环境无害。（9）色素 克服单调外观要求 贮存稳定、与其他组分相容

22、性好、对光稳定、不会牢固的吸附在织物上,第二节 洗衣粉的配方设计,一、普通洗衣粉普通洗衣粉适用于各种天然和合成的纤维织物，其1%的水溶液带弱碱性，PH值为810.3。高泡型和低泡性洗衣粉主要以非离子型脂肪醇聚氧乙烯醚为基础，也可用阴离子型。,第二节 洗衣粉的配方设计,一般洗涤织物用的合成洗涤剂，质量指标可以分为感官指标和内在质量指标。感官指标是从洗涤剂的外观来评定。常用的粒状洗衣粉的评定指标有：色泽、气味、颗粒度、表现密度、流动性、吸潮结块、稳定性（1）色泽 表示洗衣粉的白度。（2）气味 除洗涤剂固有的气味外无异味，可以带有香味。,第二节 洗衣粉的配方设计,(3)颗粒度 洗衣粉颗粒的大小与所含

23、细粉的多少有关，也直接影响洗衣粉的表现密度、流动性及吸潮结块。颗粒度大小受料浆配置、干燥方式及干燥条件支配。(4)表现密度 洗衣粉的表现密度是指单位容积内洗衣粉的质量（g/ml).这一指标与洗衣粉的颗粒度、水分含量密切相关，必须保持洗衣粉的表现密度恒定，否则直接影响成品粉的包装质量，影响用量。,第二节 洗衣粉的配方设计,（5）流动性 洗衣粉的流动性表示洗衣粉颗粒在倾斜面上自由流动的程度。流动性与粒粉大小、吸潮性都有密切的关系。通常用量筒法观察不同倾斜角流出洗衣粉的质量，以计算其流动性。（6)吸潮结块 洗衣粉吸潮与结块的原因是多方面的，如活性物的组成、料浆的成分、粒粉的粗细、干燥程度、成品湿度，

24、以及包装贮存、受压条件等，都与粉的吸潮结块相关。吸潮性的测定是将成品放在恒温恒湿容器内，经过一定时间后观察吸收的水量。,（7）稳定性 这一指标表示成品粉在贮存过程中在外界条件的影响（如受湿、受热）下有无泛红、变臭等变质情况。这一指标很大程度上反映了洗涤剂的组成与内在质量。,第二节 洗衣粉的配方设计,第二节 洗衣粉的配方设计,洗涤剂的内在质量指标是显示洗涤剂基本特征的一个重要方面，它将决定洗涤剂的效能与用途。其实际中常用的质量指标有如下几项。（1）活性物含量 活性物是合成洗涤剂的主要成分，目前通常应用乙醇溶解物法，采用盐酸对甲基苯胺法或阳离子活性物滴定法等。,第二节 洗衣粉的配方设计,（2）总固

25、体和无机盐含量 总固体含量与粉的表观密度、水分及无机盐含量有关。通常用红外线烘干法。总固体含量减去活性物含量即为无机盐含量。（3）不皂化物含量 不皂化物含量亦即中性油含量，不皂化物含量的高低直接影响洗衣粉的洗涤效能。用乙醇、石油醚萃取样品，萃取物以样品油性物百分率表示，即得不皂化物含量。,第二节 洗衣粉的配方设计,（4）沉淀杂质含量 沉淀杂质指洗衣粉中不溶于水的杂质，通常含量不大于0.1%。（5）pH值 pH值根据粉的类别、型号而有不同，一般洗涤精细织物的pH值已接近中性。pH的测定，PH计对1%的样品溶液进行测定。（6）磷酸盐含量 磷酸盐含量的测定，常用钼酸钠柠檬酸溶液与喹啉溶液时磷酸沉淀，

26、测定样品中五氧化二磷含量的百分数，以五氧化二磷的百分含量表示。也可用光电比色计进行快速比色测定。,第二节 洗衣粉的配方设计,（7）泡沫力 泡沫的多少虽然与洗涤剂的去污能力没有直接关系，但习惯上仍作为洗衣粉的一项性能指标。泡沫性能，除了用生成的泡沫体积表示发泡性外，还用5min后泡沫消失的程度来表示泡沫的稳定性，一般用特制的泡沫测定仪（罗氏法）测定。（8）去污力 去污力的大小是衡量洗涤剂实际性能的一项重要指标。,第二节 洗衣粉的配方设计,（9）生物降解率 生物降解率指洗涤剂活性物在一定条件下被微生物分解的程度，对环境保护有着重要意义。生物降解率越大越好。一般带支链烃结构的活性物容易被微生物分解，

27、而带支链烃结构的就较难分解。常采用摇瓶振荡法或连续曝气法测其生物降解率（10）抗再沉积性能 抗再沉积性能是洗涤剂防止污垢更新沉淀在织物上的一项特性，这与洗涤剂活性物的携污力及悬浮性有关。,普通洗衣粉常有含磷的和无磷的两类。世界各国洗衣粉配方差距很大，有些国家限制配方中磷酸盐的用量，有些国家或地区禁止使用磷酸盐。另外，有些国家在配方中规定了漂白剂的含量。因此，在设计洗衣粉的配方时，除了充分考虑多种表面活性剂的复配使用、助洗剂和漂白剂的用量外，还应考虑洗涤习惯、产品成本及对环境的影响等。我国洗衣粉标准GB13171-91将洗衣粉分为3个型号，分别规定了洗衣粉的理化指标，如表4-1所列。,第二节 洗

28、衣粉的配方设计,标准GB13171-91中型和型以阴离子表面活性剂为主。型中，LAS在10%20%，有的加少量的非离子表面活性剂，如AE09和TX-10。型为低泡洗衣粉，除含有10%左右的LAS外，还加入抑泡剂肥皂和聚醚。型以非离子表面活性剂为主，碱性较大，适合机洗。,第二节 洗衣粉的配方设计,二、浓缩高密度洗衣粉浓缩高密度洗衣粉是20世纪70年代发展起来的产品，日本率先投入市场。20世纪80年代欧美诸国也相继生产。目前世界上许多国家高密度浓缩洗衣粉在洗涤用品市场的占有率已达到80%，发展中国家的产量亦呈上升趋势。,第二节 洗衣粉的配方设计,高密度浓缩洗衣粉的特点是：以沸石取代磷酸盐，表观密度

29、大，一般为常用洗衣粉的2.5倍，配用低水分含量的表面活性剂;配用粉状的助剂。它的生产是利用附聚成型法和喷雾干燥法与附聚成型法相结合的生产工艺。在经济上，浓缩洗衣粉由于表观密度的提高，可以节省包装材料，节省贮放场地和运输费用，节省大量能源物料成本大为下降。所以浓缩洗衣粉的优点是明显 的。,第二节 洗衣粉的配方设计,高密度浓缩洗衣粉中表面活性剂的含量比传统的喷雾干燥法生产的洗衣粉高，非离子表面活性剂的含量通常在8%以上。按照洗衣粉中活性剂总含量和其中的非离子表面活性剂含量的多少将高密度浓缩洗衣粉分为以下三类。,第二节 洗衣粉的配方设计,(1)高密度粉：活性物含量在10%20%，非离子表面活性剂在8

30、%以下的表观密度高的洗衣粉。(2)浓缩粉：活性物含量在15%30%，非离子表面活性剂在10%-15%的表观密度高的洗衣粉。(3)超浓缩粉：活性物含量在25%50%,非离子表面活性剂在15%25%的表观密度高的洗衣粉。,第二节 洗衣粉的配方设计,因此，在设计高密度浓缩洗衣粉时，要考虑表面活性剂的总含量和其中非离子表面活性剂含量，并注意表面活性剂之间的协同效应，使产品有更好的洗涤性能。浓缩粉常用的阴离子表面活性剂有直链烷基 苯磺酸钠盐、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、-烯基磺酸盐、肥皂等。常用的非离子表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等。,第二节 洗衣粉的配方设计,在浓缩粉的配方

31、中非离子表面活性剂的配入量要比喷雾干燥粉大，一般在8%以上。全面表面活性剂的配入量也比喷雾干燥粉大得多。日本将活性物含量超过40%的称为超浓缩粉。非离子表面活性剂多半在附聚成型时加入。,第二节 洗衣粉的配方设计,用于制浓缩粉的固体助剂有一定的 颗粒大小，一定的表观密度，无机械杂质。这些要求对附聚成型来说，要比喷雾干燥法更为严格。因为，基料粉的均匀性与表观密度直接影响着对产品的颗粒与表观密度。筛选为了使固体粉料均匀，常用的办法是：预先混合、筛选，除去大的颗粒，并准确称量用于附聚成粒的固体粉料。,第二节 洗衣粉的配方设计,另外，附聚成型中使用的胶黏附剂有硅酸盐溶液、非离子表面活性剂、聚乙二醇、聚丙

32、烯盐酸及羧甲酸纤维素等。选择合适的胶黏剂以及合适的固体粉料与液体料的比例，以改善产品的颗粒结构和流动性及其在水中的溶解度。,第二节 洗衣粉的配方设计,由于浓缩粉的实际使用量比惯用的喷雾干燥粉很多，（约为喷雾干燥粉用量的1/4），因此，在一般配方中的少量添加剂如酶、荧光增白剂、羧甲基纤维素、香精等就需要相应地增加，以保证在洗涤剂中这些添加剂有足够的量，才能收到良好的洗涤效果。目前，国外洗衣粉中所使用的酶大部分是复合酶，例如碱性蛋白酶与脂肪酶、蛋白酶与淀粉酶、蛋白酶与纤维素等的复合酶。,第二节 洗衣粉的配方设计,在洗涤剂配方中添加适量的复合酶，可以使洗衣粉有较好的洗涤效果。具有较高分子量的水溶型聚

33、合物，例如聚羧酸、羟基羧酸的聚合物或共聚物用于配方中，能防止污垢再沉积于被沉积物上。有些共聚物能与钙、镁离子螯合，特别是与合成沸石共同使用时，可使沸石的功能更为完善。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,普通洗衣粉和浓缩洗衣粉的比较：洗衣粉分为A型和B型：A型即普通洗衣粉，这种洗衣粉颗粒大而疏松，溶解性好，泡沫较为丰富，但去污力较弱，不易漂洗，一般适合于手洗；,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,普通洗衣粉和浓缩洗衣粉的比较：B型即浓缩洗衣粉，这种洗衣粉颗粒小，密度大，泡沫较少，但去污力强（至少是普通洗衣粉的两倍），易于清洗，节约用水，一般适宜于机洗。有的消费者错误地认为洗衣粉泡沫越多越好，实际上泡沫的多

34、少和去污力没有直接联系。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,洗衣粉的主流生产工艺,喷雾干燥法,附聚成型法,顺流式,逆流式,干式混合法,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（一）喷雾干燥法适合“普通洗衣粉”先将活性物单体和助剂调制成一定粘度的浆料，再用高压泵和喷射器喷成细小的雾状液滴，与200300的热空气进行传热，使雾状液滴在短时间内迅速干燥成洗衣粉颗粒。干燥后的洗衣粉经过塔底冷风冷却，风送、老化、筛分制成成品。而塔顶出来的尾气经过旋风分离器回收细粉，除尘后尾气通过尾气风机而排入大气。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,喷雾干燥塔,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型根据热空气与浆料接触方式分：（1）顺流式（

35、2）逆流式,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型（1）顺流式顺流式：雾状料浆与热风一起从塔顶顺流旋转流下，料浆干燥成为粉状。其特点为：料浆与高温空气迅速接触，水分蒸发快，形成的颗粒皮壳很薄，容易破碎，细粉多，表观密度小；,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型（1）顺流式由于料浆与空气迅速接触，水分蒸发快，防止了液滴温度的迅速上升，因此适合处理热敏性物质，如脂肪醇硫酸盐,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型（1）顺流式由于物料在塔内停留时间短，塔身较低，产量较大此法干燥条件适度，对处理有机物含量高的高泡洗衣粉有利,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型（2）逆流式逆流式：雾状料浆从塔顶顺流流下，而热风沿塔

36、壁以旋转状态由下向上经过塔顶，从旋风分离器排出，料浆干燥成为粉状落下。其特点为：形成的颗粒比较硬，表观密度较小；如酶、脂肪醇硫酸盐等料浆的干燥。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,类型（2）逆流式通过改变热风送入量和旋转程度，改变浆料液滴的停留时间，易于获得干燥度适宜的、含有适量水分的颗粒由于逆流干燥中，干燥成品与高温热风相遇，故不宜处理受热易变质的物料，如酶、脂肪醇硫酸盐等料浆的干燥。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,生产工序及工艺流程图,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,主要工序：浆料的制备，干燥介质的调控，喷雾干燥，成品包装。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,尾气,配料,表面活性剂,助洗剂,过滤,喷

37、雾干燥,冷却或送风,后加工,香料和酶等,包装,成品,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（1）浆料的制备 A：浆料浓度固体成分含量一般控制为60%65%，相对密度为1.15。在保证浆料具有一定流动性的条件下，总固体含量应尽可能高些，以便于干燥时除去的水分量少、能耗低，喷粉塔的生产能力相应可增大。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（1）浆料的制备 B：投料的顺序（间歇配料）投料原则：先难溶后易溶；先轻后重；先量少后量多。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（1）浆料的制备 具体顺序：先加水和单体，当加入到一定量时就升温，至4050，投入荧光增白剂、CMC，升温至5055后投入五钠（水和作用放热），控制温度在

38、6065，再投入碳酸钠和对甲苯磺酸钠，待以上物料溶解后，最后加入水玻璃（使颗粒均匀、流动性好、不易结块）和芒硝。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（1）浆料的制备 此外，浆料配制好后，不但要进行过滤而且还需要脱气，使浆料结构紧密，有利于提高产品的视密度。脱气后的浆料应送入老化罐内停留3040分钟以待五钠形成结晶水合物，改善干燥后的成品粉的流动性和抗压性。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（2）喷雾干燥（3）成品的分离、包装 塔顶尾气：一般含有1.53g/m3的粉尘，约占产量的2%3%的细粉，因此要经旋风分离器分离回收。为保护环境，分离器还应带密封排粉装置。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（3）成品

39、的分离、包装 热敏性的助剂：如香精、漂白剂、柔软剂、酶制剂等。一般是在洗衣粉冷却分离后加入或通过特定的后配料装置掺配进去。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(二）附聚成型法尤其适合于“浓缩型洗衣粉”制造特点：20世纪80年代，出于环保等方面的考虑，要求少用或不用对环境有害的包装材料，于是在洗衣粉生产中发展了附聚成型法。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(二）附聚成型法尤其适合于“浓缩型洗衣粉”制造特点：所谓附聚，就是指固体物料和液体物料在特定条件下相互聚集，成为一定的颗粒（附聚体）。与喷雾相比，附聚成型法又叫无塔成型法。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(二）附聚成型法

40、尤其适合于“浓缩型洗衣粉”制造特点：它的最大优点是省去了物料的溶解和料浆的蒸发步骤，从而减少了投资和生产费用，并且减少了三废的排放量。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(二）附聚成型法尤其适合于“浓缩型洗衣粉”制造特点：产品表观密度大（-1),主要用来生产新型的浓缩洗衣粉。该法生产洗衣粉时要求各组分理化性能稳定，料流控制准确。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,理论附聚成型法生产洗衣粉是指液体胶粘剂（如硅酸盐溶液）通过配方中的三聚磷酸钠和纯碱等水合组分的作用，失水干燥而将干态物料桥接、粘聚成近似球状实心颗粒。该过程是一个物理化学过程，导致附聚的机理主要有机械连接、表面强力、塑性熔合、水分作用或静水作

41、用等。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,预混合,粉料,附聚,调理老化,后配料,干燥,香料和酶等,筛分,包装,液体料,成品,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（1）预混合 主要是为了增加物料混合的均匀性。固料中的五钠、元明粉、碳酸钠、其他粉料与部分雾化的硅酸钠溶液进行预混合,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（2）附聚 造粒过程。预混合后的颗粒与经雾化的液体物料（非离子、磺酸、工艺水和剩余的硅酸钠溶液），在附聚器中完成磺酸中和与造粒过程。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（3）调理（老化）老化即将附聚后的产品再放置一段时间，使物料水合完全（放热过程），成为易流动的不结块的产品。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术

42、,（4）干燥 老化后的产品含游离水大于3%，干燥为防止结块。常用设备为流化床。流化床分为两个区：干燥区和冷却区，潮湿颗粒先在干燥区内经110120的热风干燥除去多余水分后，进入冷却区，在冷风的冷却下将物料冷却至5055，使颗粒老化、结晶。流化床由振动电机驱动，以某一固定频率沿一定方向作周期振动，使物料形成流化状态，从而使颗粒与空气充分接触，完成传质、传热过程，达到干燥、冷却的目的。尾气经旋风分离器除尘或布袋除尘后排入大气。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,（5）筛分 即将不合要求的大小颗粒分去，以得到同一颗粒度的均匀产品。大颗粒经磨细后再加入产品里，细粉可以回到加料系统。,第三节 粉状洗涤剂的成

43、型技术,（6）后配料与包装 某些原料如酶制剂、漂白剂、香精、杀菌剂等对温度、湿度敏感，当温度过高时，易失活和变性，因此一般在后配料中加入。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,一个附聚器的示意图在Z形附聚器中，物料停留时间约为90S，生产能力为61.2t/h，主要用于生产洗衣粉，还有立式、转鼓式、斜盘式等式样的附聚器，但通常具有两个特征。首先要使固体组分保持恒速运动，保证所有颗粒表面都能与液体接触。其次，是将液体硅酸钠均匀喷到干物料上，使其形成附聚颗粒,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(三)喷雾干燥和附聚成型法的对比喷雾干燥优点：洗衣粉产量大，流动性好，不易结块，外观及溶

44、解性好。附聚成型优点：产品为实心颗粒，密度大。非离子表面活性剂用量大于8%，总活性物1530%，减少了芒硝的用量，可增加功能性助剂的用量，耗能低、投资少、能生产多种类型产品。,第三节 粉状洗涤剂的成型技术,(三)喷雾干燥和附聚成型法的对比喷雾干燥缺点：产品为空心颗粒，密度小，为包装运输增加负担。加大量的填充剂保持产品的流动性（20%30%），热能消耗大、工序繁多、设备庞杂、生产成本较高，需处理大量的尾气，浆料黏度限制配方的改进和工人劳动强度大附聚成型缺点：产品溶解性差，流动性稍差，对原料要求严格。特别是对固、液要求有一定的比例。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,在一般合成洗涤剂的商品中，活性物质

45、的含量通常在820之间；剩下来的便是填充料和水分，如在洗衣粉内，填入适度的助洗剂，可以增强洗涤剂的去污力、乳化力，披且可以改善它的泡沫性。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,最优良的助洗剂，莫过於碳酸钠、三聚磷酸钠、矽酸钠、四偏磷酸钠，过硼酸钠、次氯酸钠这几种。这些助洗剂主要的成分是软化硬水，如碳酸钠，在硬水中它能与水中的钙盐和镁盐生成不溶性的盐类而沉淀下来，那些偏磷酸盐和聚磷酸盐，则能使不溶性的钙盐和镁盐成为可溶性的化合物。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,羧基代甲基纤维素，是纺织工业的上浆剂，用於洗衣粉中，它虽然没有去污能力，但能在水中防止污垢再沉积到被洗涤的织物上，并能使洗涤剂发挥更大的去污力

46、。因此它作为洗衣料的填料，也是一种重要的物质。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,下面提供几种高质量洗衣粉配方，作为参考。洗衣粉配方：轻苏打粉(Light Soda Ash)58份羧基代甲基纤维素)2份三聚磷酸钠(Sodium Tripolyphosphate)15份十二苯磺酸(Dodecyl Benzene Sulphonic Acid)18份水(Water)2份矽酸钠溶液(40Sodium Silicate Solution)5份注：矽酸钠溶液，系指溶液中矽酸钠含最40。C.M.C.用66活性的。制法：将苏打粉、C.M.C.、三聚磷酸钠预先在混合机内混合，随後加入十二苯磺酸，再加入水和矽酸钠溶

47、液。一俟各成分完全拌和，即倾出水泥地上，搁置一天，待其老化，然後送入磨机磨碎。将磨碎的洗衣粉再送回混合机内，加入过硼酸钠和荧光增白剂，开动混合机，搅混23分钟，便可取出过筛、包装。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,洗衣粉配方：十二苯磺酸(DodecylBenzeneSulphomcAcid)116份蒸馏牛油(Distilled Tallow Fatty Acid)64份三聚磷酸钠(Sodium Tripolyphosphate)10份四偏磷酸钠(Tetra Sodium)5份轻苏打粉(Light Soda Ash)55份羧基代甲基纤维素(C.M.C.)2份制法工艺：预先将十二苯磺酸和蒸馏牛油加热

48、至45度备用。磷酸钠、苏打粉、C.M.C.(66活性)则置於制粉混合机内，一同混合均匀，然後徐徐加入苯磺酸与牛油的热油混合物，一面进行搅拌，待热油混合物完全分散後，立即加入2次氯酸钠和8矽酸钠(40)溶液。开动混合机约23分钟，察看机内的化合物反应完全，即倾出水泥地上，待其老化，过一天送入磨机磨碎，再移入混合机，依照下列成分的比例加入过硼酸。,第四节 典型洗衣粉的生产实例,洗衣粉配方：十二苯磺酸(DodecylBenzeneSulphonicAcid)18份三聚磷酸钠(SodiumTripolyphosphate)25份矽酸钠溶液(40Sodium Silicate)5份羧基代甲基纤维案)2份重碳酸钠(Sodium Bicarbonate)28份苏打粉(Soda Ash)20份荧光增白剂(OpticalBrightening Agent)0.15份水(Water)2份注：如不用水，可用2次氯酸钠溶液代替。这类通用洗衣粉，是供给一般家庭洗涤衣物用的，可以不需加添过硼酸钠。配方中重碳酸钠的分量得减为25，而以3结晶硫酸镁加入。制法工艺：将苏打粉置於混合机内，注入十二苯磺酸使之吸收，同时进行中和，再次加入重碳酸钠、磷酸钠等成分，混和之後，加入荧光增白剂，倾置水泥地上，老化24小时，用锤磨机磨碎，过筛、包装。,