Исследование факторов формирующие качество жидких моющих средств

Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную  композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.

Оптические отбеливатели

После нескольких стирок изделия  из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что  они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь  испускают поглощенную энергию  путем флуоресценции в синей  области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение»  изделия компенсирует пожелтение и  делает изделие визуально более  белым. Действие оптических отбеливателей  напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин - природный минерал  лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень  тонкий порошок в далеком прошлом  применялся в качестве синьки. В 1828 г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого  смесь каолина, соды и серы прокаливалась  в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na6AI4Si6S4024, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).

Химические отбеливатели

При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и  разрушить окрашенные соединения. Часто  ими являются природные красители  от ягод или вин. Эту функцию выполняют  химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно  записывают в виде NaB02'H202'3H20. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70°С и выше.

Отбеливающие  ферменты

Пятна белковых веществ и  крови трудно отстирываются и  плохо обесцвечиваются химическими  отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки  к моющим системам. Ферменты действуют  при замачивании изделий в  холодной воде перед стиркой горячей  водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.

Пенообразователи

Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного отстирывания тканей необходима обильная пена. Однако это представление справедливо  лишь для порошков на основе мыла. В  случае синтетических моющих средств  прямой связи между отстирывающей  и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании  стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям пенообразования относят аминоспирт C11H23C0NHCH2CH20H и оксид амина.

Смягчители

При стирке синтетическими моющими средствами и последующей  сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др.) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют  смягчители. Это достигается полосканием  в воде с добавкой специальных  составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований. В состав смягчителей, которые  выпускаются в виде раствора или  пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими  процессами.

1.3.2 Технология производства

Производство синтетических моющих средств связано со сложными технологиями и возможно только в условиях промышленного  производства на специализированных химических предприятиях.

Синтетические моющие средства выпускаются  в виде порошка, хлопьев, паст, гелей, жидкостей и цельных кусков. При  несомненном изобилии синтетических  моющих средств их потребление на душу населения в России остаётся достаточно низким – около 4 кг, что  почти в два раза меньше нормы, установленной социологами и  медиками.

Определенное влияние на потребительские свойства CMC оказывают особенности их производства. Технология изготовления синтетических моющих средств включает приготовление композиций, сушку, фасовку и упаковку.

Приготовление композиции заключается  в смешивании ПАВ с полезными  добавками. Затем раствор фильтруют  и пропускают через коллоидную мельницу для придания однородности. При распылении раствора в сушильной башне под  давлением 30 — 50 ат и температуре 250 — 350 °С происходит сушка — порошки  получают в гранулированном виде. Для производства моющих средств  применяют метод кристаллизации: распылительные установки работают при низкой температуре в сушильной  башне. 
Основную массу порошковых CMC у нас в стране и за рубежом производят методом высокотемпературной распылительной сушки, обеспечивающим получение гранулированного продукта высокого качества. Однако этот метод отличается энергоемкостью, возможностью разложения триполифосфата натрия, большим расходом упаковочного материала, загрязнением окружающей среды пылью CMC из отработавшего воздуха.

Кроме небашенного способа производства порошковых моющих средств существуют также: сухое смешение исходных компонентов  в смесителях (образующийся продукт, однако, содержит значительное количество пылевидной фракции), напыление жидких компонентов на сухую основу в  механических смесителях (не нашел  широкого применения), напыление жидких компонентов на сухую основу, находящуюся  во взвешенном состоянии (может быть получен гранулированный продукт, по качественным показателям не уступающий продукту распылительной сушки, но при  меньших затратах).

Наряду с порошковыми моющими  средствами выпускают жидкие, которые  лучше растворяются в воде, легко  дозируются, их производство менее  затратно.

Качество вырабатываемой продукции прямо зависит от повышения чистоты применяемогосырья — улучшения цвета, уменьшения содержания примесей; расширения производства полезных добавок и повышения их качества; совершенствования технологии производстваCMC. Новые экологические требования привели к созданию технологий, альтернативных башенной, — таблетирование, экструзия, гранулирование, агломерирование в «кипящем» CMC и т.д. Получаемая при этом продукция больше соответствует новым типам стиральных машин, не содержит наполнителя, требует меньше упаковочного материала.

Повышение спроса на моющие средства высокого качества, увеличение их потребления  на душу населения выдвинули ряд требований к упаковке для CMC — эстетичной, экономичной, современной по технологии производства.

Порошковые CMC массой от 200 до 500 г для  бытового потребления фасуются в  основном в картонные пачки вместимостью по 1100 см³. Кроме того, используется так называемая экономичная упаковка по 1; 3 и 5 кг. Чем крупнее упаковка, тем меньше стоимость единицы массы. Такие упаковки удобны для больших семей.

Материал упаковки — картон или  полимерная пленка. Картонные коробки  могут быть с ручкой для удобства переноски, откидывающейся крышкой  или с дозатором порошка. Широко распространена мелкая фасовка —  содержимое пачки расходуется за одну стирку. Бумажные мешки по 10 — 25 кг предназначены для механизированных прачечных.

Оформление упаковки используется как рекламное средство. Цвет упаковки должен обеспечивать видимость товара в условиях особого освещения  магазинов. В графическом оформлении отражаются специфические свойства товара. Например, высокая стабильность при хранении передается коричневым цветом. Текст на упаковке должен легко читаться. Сейчас все шире используется цветная фотография, демонстрирующая способ применения продукта.

Жидкие и пастообразные моющие средства фасуют в основном в полимерную тару — флаконы, банки, тубы, кюветы и др. Полимерная тара позволяет полностью автоматизировать ее производство, фасование моющих средств и их укладку. Оптимальной является вместимость 0,5 л; есть тенденция к увеличению объема фасовки. Жидкие CMC разливают в стеклянную или полиэтиленовую тару. Пастообразные CMC при температуре 60 — 80 °С разливают в банки из стекла, ламинированного картона или мягкой пластмассы по 300—500 г и охлаждают. Паста при этом загустевает. В последнее время как эффективная и удобная форма фасовки товаров бытовой химии, в том числе жидких CMC, используется аэрозольная упаковка.

1.4 Система оценки качества

Основным показателем  качества синтетическим моющих средств, характеризующим его потребительскую  ценность, является содержание спирторастворимых  поверхностно-активных веществ. Этот показатель равноценен содержанию жирных кислот в мыле и нормируется в нормативно-технической  документации. В порошкообразных  CMC определяют также качественное число, представляющее собой количество (в граммах) спирторастворимых активных моющих веществ в отдельной упаковке. Необходимость определения этого показателя обусловлено некоторыми колебаниями в насыпной массе порошка и его влажности. Качественное число гарантирует определенное количество активного моющего вещества в каждой отдельной упаковке.

В стандартах указываются требования, предъявляемые к внешнему виду, цвету, запаху, составу синтетических моющих средств.

При определении качества обычно отбирают образец — 3% партии, по не менее трех мест. Внешний вид и запах CMC определяют органолептически. У паст и жидкостей не допускаются расслоение, осадок, сгустки, у порошкообразных средств — комковатость, липкость. Запах должен соответствовать применяемой отдушке.

Упаковка и маркировка синтетических  моющих средств. Для упаковки CMC применяют  красочно оформленную тару (пачки, банки, кюветы из полимерных материалов), размеры  и форму которой утверждает художественный совет. CMC разрешается упаковывать в разнообразную вторичную упаковку — ящики дощатые, фанерные, из гофрированного картона, в пачки из оберточной бумаги плотностью 80—120 г/м² (порошки). Масса брутто деревянных ящиков не должна превышать 30 кг, ящиков из картона — 25, коробок и пачек — 10 кг. При упаковке в контейнеры товар укладывают рядами, крышками вверх, пустоты заполняют прокладочными материалами (сухими стружками, отходами бумаги, картона).

Повышение качества CMC, совершенствование  их ассортимента осуществляются на базе стандартизации (приложение 6). Основные направления развития стандартизации CMC — это унификация ассортимента: ужесточение требований к качеству, отражение в стандартахпоказателей безопасности и других потребительских свойств; замена органолептической оценки качества инструментальными методами; комплексный подход к оценке качества; повышение требований к художественному оформлению изделий. 
ГОСТ регламентированы показатели качества и показатели безопасности. К показателям качества отнесены внешний вид, цвет, запах. Как показатели безопасности рассматриваются массовая доля пыли, массовая доля фосфорнокислых солей, концентрация водородных ионов, пенообразующая, моющая, отбеливающая способность.

Качество жидких и пастообразных CMC регламентировано отраслевыми стандартами. Кроме того, изготовители разрабатывают и утверждают в установленном порядке технические условия на отдельные наименования препаратов. Имеется также ряд государственных стандартов на методы испытания моющих средств. В частности, ГОСТ 22567.1-10. В нем регламентируются правила определения пенообразующей способности, гранулометрического состава, стабильности паст, насыпной плотности порошков, концентрации водородных ионов, содержания ПАВ, триполифосфата натрия, силиката, карбоната и бикарбоната натрия, пербората натрия.

Синтетические моющие средства подлежат обязательной сертификации. В 2002 г. введены в действие ГОСТ Р 51696—2000 «Товары бытовой химии. Общие технические требования» и ГОСТ Р 51697—2000 «Товары бытовой химии в аэрозольной упаковке. Общие технические условия». Эти нормативные документы разработаны с учетом международного опыта по нормированию химических компонентов в составах бытовых средств. Основной целью стандартизации является ограничение количества потенциально опасных химических веществ в рецептурах и обеспечение определенного уровня потребительских свойств CMC.

Эти стандарты распространяются на отбеливающие, подсинивающие, подкрахмаливающие  средства, антистатики и мягчители, а также на средства комплексного действия. В них введены количественные ограничения по таким широко используемым во вспомогательных средствах химическим компонентам, как фосфорсодержащие соединения, поверхностно-активные вещества, хлор- и кислородактивные соединения, установлены нормы по диапазону  изменения показателя концентрации водородных ионов (рН) препаратов или  их водных растворов в зависимости  от области их применения. Установлены  минимальные значения отбеливающей и подкрахмаливающей способности, а также антиэлектростатический эффект средств для обработки  текстильных изделий.

Введение в действие новых стандартов позволило выработать единый подход к оценке безопасности и повысить качество выпускаемого и ввозимого  в Россию ассортимента вспомогательных  моющих средств. В ближайшие годы будут разработаны стандарты  на методы определения моющей, отбеливающей способности, антиэлектростатического  эффекта (сейчас определяются по отраслевым стандартам).

Утвержденные стандарты не лишены недостатков. Так, ГОСТ Р 51697—2000 не предусматривает  ограничения содержания озоноразрушающих веществ в продукции в аэрозольной  упаковке. Управлением продукции  сельскохозяйственного производства, пищевой, легкой и химической промышленности, Госстандартом России предложено включить товары бытовой химии (в дополнение к CMC) в «Номенклатуру продукции  и услуг, в отношении которых  законодательными актами Российской Федерации  предусмотрена их обязательная сертификация». 

2. Практическая часть

2.1 Цели и задачи исследования

          Цель работы  –  Исследование факторов формирующие качество жидких

моющих средств для мытья посуды.

Задача данной работы рассмотрение общей классификации синтетических моющие средств, состояние рынка, производства. Сырьевые компоненты с учетом влияния каждого на качество готовой продукции, технологию производства. Систему оценки качества и требование к качеству. Изучение характеристик нормативной документации. Рассмотр показателей качества и методы их определения. Проведение экспериментальной работы.