基本介紹
由表面活性劑(如烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉)和各種助劑(如三聚磷酸鈉)、輔助劑配製成的,在洗滌物體表面上的污垢時,能改變水的表面活性,提高去污效果的物質。按產品外觀形態分為固體洗滌劑、液體洗滌劑。固體洗滌劑產量最大,習慣上稱洗衣粉,包括細粉狀、顆粒狀和空心顆粒狀等。液體洗滌劑近年來發展較快。還有介於二者之間的膏狀洗滌劑,也稱洗衣膏。各類合成洗滌劑有不同的生產工藝,其中以固體洗滌劑最為複雜。世界各國普遍生產空心顆粒狀固體洗滌劑,採用高塔噴霧乾燥法,其主要工序有料漿製備、噴霧乾燥、風送老化和包裝。液體洗滌劑製造簡便,只需將表面活性劑、助劑和其他添加劑,以及經處理的水,送入混合機進行混合即可。
合成洗滌劑主要包括洗衣粉和液體洗劑。洗衣粉主要是以直鏈烷基苯磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉加入大量無機助劑,如五鈉、矽酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉等,通過噴霧製成蓬鬆乾燥的粉末,然後混合添加洗滌助劑等裝袋使用。目前,市場上出現了一些洗衣粉新產品,如在洗衣粉中加入少量非離子表面活性劑、酶等,改善了洗滌效果。不過,洗衣粉中一般含有大量三聚磷酸鈉。三聚磷酸鈉是一種重要的洗滌組分,其作用主要有:軟化水,防止金屬離子破壞表面活性劑;分散、乳化、膠溶污漬;避免污漬再沉澱,保持被洗物的鮮艷色彩;提供一定的鹼性,維持洗滌液在適宜的pH值,減少對皮膚的刺激;吸收水分防止洗衣粉結塊,保持乾爽粒狀。不過,含磷的洗衣粉廢液排放到環境中,容易導致嚴重的富營養化,使水體生態系統被打破,導致水質惡化。例如,我國每年生產的400萬噸洗滌劑約用掉60萬-70萬噸三聚磷酸鈉。這些磷酸鹽最終隨廢水排入江河湖海,使水質富營養化,導致水中的藻類植物迅速、大量繁殖,最終在近海產生赤潮,每年給我國造成的經濟損失約100億人民幣。
產品配方
調配表面活性劑和各種助劑與輔助劑在合成洗滌劑中所占的比例,以達到預期的效果,稱為配方。近幾十年來,化學工業和石油化學工業的發展,為合成洗滌劑工業提供了豐富的、質量穩定的各種表面活性劑和助劑,為配製優質產品提供了良好的基礎。配方中各種組分的配比是否合理,對產品的質量、成本都有很大的影響。因此,配方技術就成為合成洗滌劑工業中的重要技術環節。配方主要取決於以下幾點:
產品的使用性能和質量
表面活性劑的選擇最為重要,因為它在洗滌過程中起著主要作用,但助劑與輔助劑的搭配也十分重要,因為助劑與輔助劑不但能夠增強表面活性劑的作用,如增強去污、分散、乳化、增溶、硬水軟化、抗再沉積等,而且還能改善其他性能,如增大洗滌劑的溶解度、粘度,提高泡沫穩定性,抗結塊,防止刺激皮膚,對被洗物的增白、增艷以及對產品的加色、加香等(見洗滌劑用表面活性劑、洗滌劑用助劑與輔助劑)。
商品性能
需要從商品的形態、相對密度、顏色、氣味、泡沫直到包裝設計進行研討。如洗衣粉,要求顆粒大小適當、均勻、無結塊、色澤潔白(著色粉色澤鮮艷)、無不良氣味(加香粉,要有香味及其持久性)、流動性好、視比重穩定、溶解性好等;對液體洗滌劑,則需研究透明度或混濁度、稠度、穩定性、色澤、香味等。洗滌時是否對皮膚有刺激、手感如何等。
經濟效益
必須考慮最後的產品成本。只有產品的質量好而又便宜的配方,才具有生產的價值。
環境問題
不能對環境和人體產生不利的影響。
一個較好的、較成功的配方都要經過上述 4個方面的考驗。在配方的研究中,應力求做到產品質量、商品形式和經濟效果等各方面的協調和統一。
產量統計
洗滌劑的主要成分是表面活性劑,表面活性劑是分子結構中含有親水基和親油基兩部分的有機化合物。數據顯示:2012年5月份,我國生產合成洗滌劑76.1萬噸,同比增長11.48 %。2012年前5個月,全國合成洗滌劑的產量達339.47萬噸,同比增長6.51 %。合成洗滌劑中,洗衣粉約占一半左右,前5個月,全國總計生產合成洗衣粉達160.37萬噸,占洗滌劑總產量的47.24%。
從各省市的產量來看,2012年1-5月,廣東省合成洗滌劑的產量達96.57萬噸,同比增長7.54 %,占全國總產量的28.45 %。緊隨其後的是安徽省、四川省和浙江省,分別占總產量的10.06%、9.65%和8.47 %。
數據顯示:2012年1-5月,全國合成洗衣粉的產量達160.37萬噸,同比增長0.25 %。5月份,我國生產合成洗衣粉34萬噸,同比增長3.64 %。從各省市的產量來看,2012年1-5月,廣東省合成洗衣粉的產量達31.8萬噸,同比增長3.76 %,占全國總產量的19.85 %。緊隨其後的是安徽省、四川省和湖南省,分別占總產量的14.58%、12.76%和11.77 %。
生產工藝
各類合成洗滌劑有不同的生產工藝,以固體洗滌劑最為複雜。
固體洗滌劑
空心顆粒狀洗滌劑是當前世界各國比較普遍採用的一種商品形式。採用高塔噴霧乾燥法生產(見圖)。其主要工序為料漿製備、噴霧乾燥、風送老化和包裝。
料漿製備的過程為:將活性物和各種助劑及輔助劑按配方在配料罐或鍋中攪拌混合一定時間,經過過濾器,除去大粒雜物和鐵類等什物(過濾器中裝有磁鐵),再送入高速鏇轉的均化磨研磨,製備成適宜於噴霧乾燥的料漿,最後進入高壓泵。對料漿要求在達到流動性好的基礎上儘量提高總固體物的含量。目前製備料漿的方法有間歇式和連續式兩種。間歇式是將物料分批依次投入配料罐,進行攪拌、混合而成為料漿;連續式是將物料連續定量地送入配料器,經攪拌混合後,連續地出料。後者能使料漿結構穩定、濃度高、流動性好,產品質量好。
噴霧乾燥是製造空心顆粒狀洗滌劑的主要工序,其過程為:料漿由高壓泵送至噴粉塔頂,經過噴槍中的噴嘴,以霧狀噴向下方。熱風從塔底經過導向板入塔,呈鏇轉狀態吹向上方。二者逆流相遇,料漿得到加熱乾燥。由於噴粉塔塔身高,料漿與熱空氣的熱交換時間長,料漿霧滴經預熱、表面蒸發、內部擴散及冷卻老化等過程,從而在塔底可形成空心顆粒狀的產品。塔底產品經過篩分,分出塊狀物料(俗稱頭子粉)。塔頂尾氣則用鏇風分離器回收細粉,最後通過尾風機排入大氣中。噴霧乾燥法生產的產品,產量大、質量比較穩定。但所需設備多,投資較大,耗熱亦多。
風送老化和包裝的過程為:由塔底出來的產品溫度較高(一般約60~80℃),需要通過皮帶輸送機和風送的過程進行冷卻和老化,然後進入沉降分離器,分出細粉沉降下來的產品如不加香、加酶或其他添加劑,就可計量包裝。如需要加香、加酶或加其他添加劑和熱敏性物料,則需要在專門的設備(如後配料設備)中進行。
用高塔噴霧乾燥法生產顆粒狀洗滌劑起始於20世紀50年代。到60年代,此法幾乎取代了過去使用的冷拌結晶法、乾法中和、廂式噴粉、盤式和滾筒乾燥等乾燥成型方法。從70年代起,為節約能源、適應各種熱敏性物料(如酶製劑、過氧化鹽)以及各種非離子活性物的加入,又採用了一些新的成型方法,其中較為重要的是汽脹成型法和附聚成型法。
汽脹成型法中,以三偏磷酸鈉代替三聚磷酸鈉;在配料過程中,再加入氫氧化鈉,使三偏磷酸鈉轉變為三聚磷酸鈉,同時產生大量的反應熱,使料漿中的水分汽化,料漿成為多孔的固體顆粒,經過篩分離出大顆粒,即得顆粒狀洗滌劑。大顆粒粉碎後,也可摻入顆粒粉內。
附聚成型法又稱噴霧混合法,是將料漿或液體物料噴入運動中的具有高吸附性能的粉狀助劑混合物中,也可不經噴霧,而將表面活性劑與助劑通過特彆強烈的攪拌混合器成型。附聚成型法按液、固體混合方式不同,又分為全噴霧混合法和半噴霧混合法。全噴霧混合法是指固體和液體物料均通過噴霧方法而混合。半噴霧混合法是將液體物料霧化,而固體物料則藉助轉桶式、流化床式等運動方式使兩者混合。
液體洗滌劑
製造簡便,只需將表面活性劑、助劑和其他添加劑,以及經過處理的水,送入混合機進行混合,即得產品。然後送至包裝系統,經多個工作檯分別進行灌裝、上蓋、檢量、貼標。在更換品種時,必須將混合機和包裝系統打掃乾淨,以保證產品的使用特性和質量規格。液體洗滌劑的製造不用一系列的加熱乾燥設備,具有節約能源、使用方便、溶解迅速等優點。液體洗滌劑要求各組分的相容性最為重要。因是液體,配方中的組分必須良好相容,才能保證產品的穩定,使之在一定溫度、一定時間內無結晶、無沉澱、不分層、不混濁、不改變氣味、不影響使用效果。穩定性主要取決於配方的組成,但也與製備工藝條件、操作技術以及保管條件等有關。
膏狀洗滌劑
按配方將各種液體物料和固體物料同時加入高速切變混合機內混合、加溫,當溫度超過50℃後進行冷卻;也有將固體、液體物料在高速切變混合的同時進行冷卻,以使混合物的溫度在混合過程中不超過50℃,從而配製成一種穩定、均勻而粘稠的分散體,即膏狀洗滌劑。它在貯藏和氣溫變化時不產生分層、結晶、結塊或變為流體。這種洗滌劑不需要乾燥,因而生產設備簡單,燃料動力消耗低。
塊狀洗滌劑
有兩種類型,一種是由合成洗滌劑與粘結劑混合製成;另一種是由合成洗滌劑和肥皂及其他輔助劑混合製成。大部分成品屬於後一種。
合成洗滌行業發展
洗滌用品行業的競爭主要是品牌的競爭,品牌知名度是評價品牌競爭實力的一個重要指標。
從目前國內洗滌市場的整體格局來看,民族品牌越來越具有競爭力,在洗衣粉、洗潔精、洗衣液等重要領域都極具優勢。在品牌競爭力榜單中,雕牌、立白、白貓在國內洗滌產品領域都有各自的主打產品,並占據著相當可觀的市場,詮釋著本土品牌的優勢,這些中國家喻戶曉的著名品牌,令很多跨國公司的“洋”品牌都難以匹敵。
前瞻產業研究院發布的《中國洗滌用品行業產銷需求與投資預測分析報告前瞻》中主要企業的銷售收入分布情況,可以看出2012年產品銷售收入最多的企業是廣州寶潔有限公司,其旗下有40多個品牌,銷售額高達450億元,占洗滌用品行業總銷售額的比重為29.14%;此外,銷售額超過100億元的企業還有2家,納愛斯集團有限公司和聯合利華(中國)有限公司的銷售額分別為135億元和123億元。2012年市場銷售收入排名前十位的企業的銷售收入總額占全行業的比重為57.85%。