Ассортимент и качество средств для мытья посуды, реализуемых на рынке г. Новосибирска

Разработаны также новые  синтетические поверхностно-активные вещества амфотерного характера. Они  перспективны для производства моющих средств, но пока дороги и еще очень  мало распространены.

Для усиления моющего эффекта  поверхностно-активных веществ в  состав синтетических моющих средств вводят щелочные и нейтральные электролиты, алкилоламиды, карбоксиметилцеллюлозу и др. Полезными добавками являются отбеливающие вещества (перекисные соли, оптические отбеливатели). В отдельные виды СМС вводят антистатики, энзимы, подкрахмаливающие вещества и пр.

В современных СМС используют поверхностно-активные вещества, которые имеют степень биоразложения не менее 90%: алкилсульфонаты,

алкансульфонаты с высокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью, олефинсульфонаты, обладающие хорошим моющим действием, в том числе в жесткой воде, что особенно важно для бесфосфатных моющих средств, и др.

Алкилсульфаты в зависимости от строения молекул делят на первичные и вторичные. Первичные сульфаты представляют собой продукты переработки природных жирных кислот; вторичные сульфаты - продукты переработки нефти.

Алкилсульфонаты представляют собой натриевые соли сульфокислот жирного ряда. Основным исходным сырьем для их получения являются парафиновые углеводороды нефти. Алкилсульфонаты применяют преимущественно в смеси с другими моющими веществами, так как они обладают меньшей моющей способностью, чем алкилсульфаты.

Алкиларилсульфонаты - натриевые соли алкиларилсульфокислот, получаемых сульфированием алкилированного бензола. Исходным сырьем для них служат керосиновые фракции нефти. Серьезным недостатком всех бензольных производных моющих веществ является их трудная биоусвояемость.

Более половины всех СМС  изготовляют на основе алкиларилсульфонатов.

Электролиты улучшают эффект стирки и усиливают поверхностную  активность моющих средств. Они разрушают  жировые загрязнения, смягчают воду и улучшают моющее действие синтетических  моющих средств, благодаря чему уменьшается  их расход. В порошки, предназначенные  для стирки хлопчатобумажных и льняных  изделий, добавляют в большом  количестве соду и полифосфат натрия, для стирки шерстяных и шелковых тканей- нейтральные электролиты (сульфат натрия и др.). В порошки универсального назначения добавляют полифосфаты с целью создания оптимальной щелочной среды. Однако эти добавки разрушают и белковые вещества (шерсть, шелк), вредно влияют на окружающую среду. Их постепенно заменяют на нейтральные добавки – цеолиты.

Алкилоламиды являются стабилизаторами пены, их вводят в СМС в количестве 1-3%. Они существенно повышают эффективность синтетических моющих средств, усиливая устойчивость пены, суспензируя загрязнения и предотвращая их осаждение на ткани. Введение их в состав моющих средств снижает содержание активного моющего вещества. Их не применяют, однако, для СМС, предназначенных для стирки в стиральных машинах, в которых сильное пенообразование затрудняет их функционирование.

В СМС вводят также нейтральные  соли- сульфат и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность моющих средств, ор входит во все виды СМС. Моющие средства содержат также до 30% фосфорных солей - тринатрийфосфатов и полифосфатов для снижения щелочности моющих растворов до рН=7.

В состав СМС для льняных  и хлопчатобумажных тканей вводят карбоксиметилцеллюлозу (натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты). Она предотвращает повторное осаждение загрязнений на поверхность хлопчатобумажных тканей. Для предотвращения ресорбции грязи на шерстяных и шелковых тканях в СМС добавляют поливинилпирролидон.

Среди неионогенных поверхностно-активных веществ наиболее известны препараты  ОП, представляющие собой продукты конденсации жирных кислот (или спиртов) с окисью этилена. Их применяют преимущественно  в текстильном производстве при  обработке волокон и тканей и  лишь частично в производстве бытовых  моющих средств. Препараты ОП применяют  для изготовления жидких моющих средств в смеси с другими веществами. Они характеризуются хорошей смачивающей, но недостаточной пенообразующей способностью, представляют собой маслообразную жидкость коричневого цвета.

Для сохранения белизны изделий  белого цвета в состав СМС вводят химические и физические (оптические) отбеливатели. Из химических отбеливателей, которые используют в СМС для  льняных и хлопчатобумажных тканей, обычно применяют соли перекисных кислот (персоли). При температуре моющего  раствора свыше 60 С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом.

Современные моющие средства содержат специальные биодобавки для  удаления загрязнений жирового происхождения  и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока) – ферменты (энзимы).

В последнее время признано целесообразным введение в состав синтетических  моющих средств в качестве добавки хозяйственного мыла, которое стабилизирует пенообразование и улучшает моющее действие.

В состав СМС для стирки синтетических волокон иногда дополнительно  вводят антистатики, которые снимают  заряды статического электричества. В  качестве антистатиков обычно используют неионогенные и катионоактивные поверхностно-активные вещества.

Неприятный запах в  порошкообразных СМС, особенно содержащих ферменты, устраняется введением  отдушек, например, парфюмерные отдушки  с использованием недорогих эфирных  масел с запахом свежести, цитрусовых или цветочных ароматов. В качестве дезинфицирующих добавок чаще всего применяются вещества, обладающие противогрибковым, бактерицидным или бактериостатическим действием.

Применение красителей в  составе СМС основано на оптическом эффекте, поскольку красители адсорбируются  на поверхности тканей без химического  воздействия на ткань. Для этой цели используют ультрамарин, индиго, синтетические  органические пигменты. При этом ткань  приобретает большую белизну  и яркость за счет голубого оттенка [17].

Описание технологического процесса.

СМС выпускают в форме  порошка, жидкости или пасты. Технология приготовления заключается в  составлении композиции, смешивании и растворении всех компонентов  рецептуры. Для получения порошкообразных  средств используют сушку. Далее  следует расфасовка и упаковка готового продукта.

Приготовление композиции заключается  в смешивании поверхностно-активных веществ с необходимыми по рецептуре  добавками. Чтобы снизить расходы  на испарение воды, для порошкообразных  средств готовят наиболее концентрированные  композиции (до 50-60% сухого вещества), фактически представляющие собой суспензии. Затем  композиции фильтруют и пропускают через коллоидную мельницу для придания однородности. Сушка состоит в  распылении раствора в сушильной  башне под давлением до 50 атм и температуре 250-350 С . При таком способе порошки получают в гранулированном виде. Основное количество порошкообразных СМС производится методом высокотемпературной распылительной сушки, обеспечивающим получение гранулированного продукта высокого качества.

Жидкие и пастообразные  моющие средства лучше растворяются в воде, легко дозируются, их производство связано с меньшими затратами, поскольку  процесс сушки отпадает, однако сохраняемость таких средств ниже. Пастообразные средства содержат до 40% воды. В их состав могут входить практически все добавки, за исключением нестойких химических отбеливателей.

Основными компонентами композиции СМС являются алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты.

Алкилсульфаты. Представляют собой натровые соли сульфоэфиров высших жирных спиртов. Алкилсульфаты получают сульфатированием жирных спиртов с последующей нейтрализацией полученного сульфопродукта.

Жирные спирты получают различными способами:

метод гидрогенизации жирных кислот;

метод прямого окисления  парафиновых углеводородов в  присутствии борной кислоты;

сульфирование жирных спиртов.

На основе первичных алкилсульфатов выпускаются синтетические порошки, на основе вторичных - жидкие синтетические моющие средства.

Алкилсульфонаты. Представляют собой натровые соли сульфокислот жирного ряда, содержащие в цепи 12-18 углеродных атомов. Сырьем для получения алкилсульфонатов служат естественные и синтетические углеводороды, содержащие 14-22 атома углерода (фракции прямогонного нефтяного керосина или гидрированного синтина, выкипающие в пределах 240-300 С).

Алкилсульфонаты можно получить двумя способами: сульфохлорированием или сульфоокислением алифатических углеводородов. Сулоьфохлорирование производится при действии на углеводороды газообразного сернистого ангидрида и хлора. Реакция ускоряется такими катализаторами, как перекисные соединения. Для успешного течения реакции необходимо облучение реакционной смеси коротковолновым светом. Обработкой едкой щелочью (15-20%-ный раствор) образовавшиеся сульфохлориды переводят в алкилсульфонаты. Получающийся готовый продукт получил название «Сульфонат», он используется для приготовления синтетических моющих средств типа «Астра», «Новость» и др. Технология получения алкилсульфонатов сравнительно проста, характеризуется низкими капитальными затратами, а сырьевая база практически не ограничена.

Алкиларилсульфонаты. Представляют собой натровые соли алкиларилсульфокислот, являются наиболее распространенными моющими веществами. В нашей стране алкиларилсульфонаты производят в основном в виде алкилбензолсульфонатов (сульфонолы).

Производство сульфонола складывается из следующих стадий:

а) очистка керосина от ароматических  углеводородов путем экстракции последних диэтиленгликолем;

б) фотохимическое хлорирование очищенного керосина;

в) алкилирование бензола хлорированным керосином в присутствии катализатора – безводного AlCl ;

г) сульфирование алкилбензола производится раствором серного ангидрида SO в жидком сернистом ангидриде SO при пониженной температуре (10 С), так как процесс сульфирования протекает с большим выделением тепла;

д) нейтрализация полученных алкилбензолсульфокислот раствором каустической соды (20%-ный раствор). Температура нейтрализации не должна превышать 45-550 С;

е) отделение несульфируемых и упаривание водных растворов сульфонола.

Выпускаемый в настоящее время хлорный сульфонол в виде 30%-ного раствора (по активному веществу) хорошо зарекомендовал себя для производства синтетических моющих порошков [10].

1.4. Потребительские свойства и требования качеству синтетических моющих средств

Потребительские свойства СМС характеризуют  как моющее средство, так и эффективность  моющего процесса. Номенклатура потребительских  свойств включает социальные, функциональные, эргономические, экологические, эстетические свойства и их показатели, а также показатели надежности.

Социальные свойства: социальное назначение СМС определяет соответствие выпускаемого ассортимента потребностей потребителей. Известно, что синтетическим моющим средством выстирать белье значительно легче, чем обычным хозяйственным мылом. Это экономит время на ведение домашнего хозяйства, а значит, позволяет удовлетворить другие потребности членов семьи.

Функциональные свойства: характеризуются моющей способностью и универсальностью, возможностью повторного использованию моющего раствора (количеством стирок).

Моющая способность - это способность СМС восстанавливать чистоту и белизну загрязненной поверхности. ПАВ моющего средства уменьшает поверхностное натяжение молекул воды. Своей гидрофобной углеводородной частью ПАВ притягивается к частичкам грязи, которые обычно имеют жировую или минеральную природу, а гидрофильной частью - к молекулам воды. При этом вода лучше смачивает загрязнение, связь между частичками грязи и тканью ослабевает. Частички грязи обволакиваются пленкой моющего вещества за счет явления адсорбции, превращаются в мицеллу и при незначительном механическом воздействии переходят в раствор. Смачивающая способность СМС зависит от природы моющего вещества, разветвленности углеводородной цепи и ее полярности.

Моющая способность характеризуется  также эмульгирующей (при удалении загрязнений жировой природы) или суспендирующей (при удалении загрязнений неорганического происхождения) способностью. Эмульгирующая (суспендирующая) способность характеризует эффективность ПАВ на стадии измельчения масляных (неорганических) компонентов загрязнений при их отделении от очищаемой поверхности и образовании устойчивой эмульсии при завершении моющего процесса. Защитный адсорбционный слой ПАВ на поверхности частиц грязи не допускает их слипания. Этот показатель определяется природой моющего вещества, а также наличием в растворе электролитов.

СМС обладают также пенообразующей способностью. Пена задерживает загрязнения, препятствуя их повторному осаждению на поверхности ткани. Изменение пенообразующей способности достигается подбором моющих веществ, введением специальных регуляторов, так как при ручной стирке пенообразование - положительный фактор, при машинной - отрицательный.

Растворяющая (солюбилизирующая) способность СМС по отношению к органическим соединениям (бензину, толуолу, бензолу и др.), обычно не растворимым в воде, предполагает, что углеводородная (гидрофобная) часть моющего вещества, адсорбированного на поверхности частиц загрязнений, по принципу: подобное растворяется в подобном, поглощает неполярное органическое соединение, растворяет его.

Однако даже совокупность этих свойств  недостаточна для оценки моющей способности. Определяют ее обычно путем стирки предварительно загрязненных стандартным  загрязнителем образцов ткани в  бытовой машине (ГОСТ 6-15-1574 - 87). Белизна ткани определяется на специальных приборах - лейкометрах.