湯佳慶

（上海和黃白貓有限公司，上海 200231）

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，服務業(yè)在國民經(jīng)濟中起著越來越重要的作用，而餐飲行業(yè)作為服務業(yè)中一個舉足輕重的組成部分，必將有著非常廣闊的發(fā)展前景。餐飲行業(yè)規(guī)模的擴大要求餐具的清洗應機械化和迅速化，洗碗機的發(fā)展解決了這一問題，成為餐飲清洗行業(yè)正規(guī)化的有力保證。洗碗機通過機械的力量，運用特定的化學清潔劑，在合理合適的溫度和時間范圍內，高效地完成碗碟餐具的清洗，并具有以下優(yōu)勢：提供高溫清洗環(huán)境、確保餐具器皿的清潔與衛(wèi)生；提高餐具清洗效率和周轉速度；節(jié)省操作時間、降低食品衛(wèi)生安全風險；有效控制餐具破損；節(jié)省勞動力且所需操作空間小、節(jié)約用水、提升企業(yè)形象、利于通過衛(wèi)檢等[1]。

洗碗機機洗餐具一般包括浸泡預洗、主洗、漂洗、消毒和烘干等步驟，對應的化學清潔劑為普通餐具清潔劑（類似洗潔精）、高堿主洗液、餐具漂洗催干劑等。國內成熟的餐具催干劑配方主要包括：低泡表面活性劑、螯合劑、助溶劑及必要的食用色素和防腐劑。漂洗步驟中加入一定量的漂洗助劑即催干劑有著非常重要的作用：(1)在很短的時間內潤濕餐具碗碟表面，使得漂洗液快速而均勻地在餐具碗碟表面鋪展。同時較高的溫度使得均勻鋪展的漂洗液迅速蒸發(fā)，從而使餐具表面得到很快干燥；(2)餐具催干劑中的螯合劑有效地螯合了水質中的鈣、鎂等堿土金屬離子，讓餐具碗碟表面在迅速干燥的過程中不會留下水漬和條紋，實現(xiàn)表面“無痕”；(3)中和主洗后殘留在餐具表面少量的堿，保證了最終體系的中性；(4)催干劑中包含的非離子表面活性劑具有低泡和抑泡性能，通過洗碗機的內循環(huán)進入洗碗機槽，對預洗和主洗過程引入的泡沫具有抑制作用[2]。

在餐具催干劑中添加的螯合劑本質上屬于助洗劑，它通過螯合作用與漂洗水中的堿土金屬（主要指鈣、鎂等）離子形成一個可溶性的絡合物，有效地阻止了堿土金屬離子的不溶物在餐具表面的沉積。然而洗碗機機洗碗碟的溫度從預洗、主洗、最終過水漂洗是逐步升高的。持續(xù)的高溫加速了鈣、鎂離子的碳酸鹽和碳酸氫鹽不溶物的形成。這些不溶物常常會使得洗碗機內表面和旋轉噴嘴處積垢，影響洗碗機的正常工作[3]。同時，上面述及的餐具催干劑的作用中也已經(jīng)表明體系需要保持一定的酸性。這樣，在餐具催干劑中加入一定量的酸成為必需。檸檬酸作為一種有機酸具有高效安全的特性，它的加入不但可以保持漂洗液體系的酸性，而且，具有一定的螯合和抗阻結垢作用，增加了餐具碗碟表面的光澤和亮度。但是，檸檬酸本質上作為一種酸，對于金屬來說具有一定的腐蝕作用。洗碗機整個循環(huán)過程所用到的材料一般為不銹鋼和聚合物材料。不銹鋼對除鹽酸外的其余酸均能夠保持較好的抗腐蝕性能。值得一提的是，銅管在洗碗機中應用也較多，而檸檬酸的存在對銅會產(chǎn)生一定的腐蝕。本文著重討論檸檬酸在餐具催干劑中的添加對銅材料腐蝕性研究。

1. 實驗部分

1.1 主要材料和儀器

丙酮，石油醚，無水乙醇，苯并三氮唑，H62黃銅（GB2041，50mm×25mm×3～6mm），PL3002電子分析天平（梅特勒—托利多儀器上海有限公司），DK—S26型電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實驗設備有限公司），CS-UT12鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司），溫度計，秒表，240#砂紙等。

1.2 試液的制備

催干劑Q（基礎配方）；催干劑W（某知名公司產(chǎn)品）；S1，S2為催干劑Q改進品種（催干劑Q中檸檬酸含量為7%，S1，S2為催干劑Q配方中檸檬酸含量改為1%和2%，其余不變）；S3為催干劑Q中加入0.3%銅緩蝕劑苯并三氮唑；S4為催干劑Q配方中剔除所有檸檬酸。

1.3 銅片的制備

根據(jù)行業(yè)標準QBT2117-1995-通用水基金屬清洗劑中的測試方法，用240#砂紙沿平行于試片長邊的方向打磨銅片至光亮，打磨好的銅片用脫脂棉擦凈，吊掛在S形吊鉤上，先用無水乙醇擦洗，再用石油醚漂洗，自然晾干或烘干，稱量備用。

1.4 腐蝕性試驗

根據(jù)行業(yè)標準QBT2117-1995-通用水基金屬清洗劑中的測試方法，將制備的銅片連同吊鉤一起浸入盛有試液的廣口瓶里，銅片應上不露面下不觸底。每個廣口瓶中放兩塊銅片，兩個銅片不相互接觸。將廣口瓶置于恒溫水浴鍋中，使試液恒溫在80℃±2℃中。一段時間后，用新煮沸后冷卻的去離子水漂洗（擺洗10次），在無水乙醇溶液中脫水然后熱風吹干，檢查外觀。再將銅片置于40℃±2℃的干燥箱中30min，于干燥器中冷卻，稱量。

銅片腐蝕量X2以其質量變化的毫克數(shù)表示，按下列公式計算：

式中：M0—銅片腐蝕試驗前的質量，g；M1—銅片腐蝕試驗后的質量，g；

銅片腐蝕外觀的評級標準：

0級：表面無明顯變化

1級：表面輕微均勻變色或失光

2級：表面不均勻變色、失光、局部有斑點

3級：表面嚴重變色或腐蝕

2. 結果和討論

2.1 腐蝕量的測定

2.1.1 四種試液3%使用濃度對黃銅的腐蝕量

對比表1，表2和表3可以看出：在3%使用濃度下，各試液隨著時間的推移對金屬銅的腐蝕加大；其中，催干劑W和催干劑Q對銅的腐蝕率相當，催干劑S1對銅的腐蝕率最小；在3%使用濃度下，隨著催干劑S1、S2和催干劑Q體系中檸檬酸的含量的增加，對黃銅的腐蝕量在相同時間內幾乎是遞增的，這說明檸檬酸在催干劑體系中的絕對含量決定了催干劑對銅的腐蝕程度輕重；值得一提的是，2%的檸檬酸含量體系（S2）和7%的檸檬酸含量體系（Q）在腐蝕量上并沒有出現(xiàn)成倍上升，反映了檸檬酸的絕對含量的增加和腐蝕量之間并不成線性比例關系。

表1 腐蝕時間為2小時，4種試液3%使用濃度對黃銅的腐蝕量

表2 腐蝕時間為2天，4種試液3%使用濃度對黃銅的腐蝕量

表3 腐蝕時間為7天，4種試液3%使用濃度對黃銅的腐蝕量

2.1.2 四種試液原液使用對黃銅的腐蝕量

表4和表5證實了2.1.1中的結論?？梢园l(fā)現(xiàn)，在原液腐蝕銅的實驗過程中，隨著時間的延長，四個樣品對銅的腐蝕率幾乎維持不變，這可能是因為黃銅在催干劑體系中存在兩個反應：首先是黃銅在高溫下和溶液中的氧氣，二氧化碳等生成銅綠，然后銅綠在酸性體系中溶解，表觀上表現(xiàn)為腐蝕量的增加，腐蝕程度的加重；其次是檸檬酸的存在可以在銅的表面生成復雜的絡合物，當檸檬酸的濃度較大時，黃銅表面的絡合物層致密，阻止了溶液體系中氫離子對銅綠的消耗，對黃銅在酸中的腐蝕起到了延緩作用。而當檸檬酸的濃度降低不足以保護銅腐蝕時，黃銅的腐蝕量隨著時間的增加是持續(xù)增加的[4]。

2.1.3 銅緩蝕劑苯并三氮唑的加入對腐蝕量的影響

苯并三氮唑是一種優(yōu)秀的對銅等有色金屬的防銹劑，簡稱BTA。其主要防銹機理是，BTA能夠與銅原子形成共價鍵和配位鍵，并相互交替形成鏈狀聚合物，在銅的表面組成多層保護膜，使銅的表面不起氧化還原反應，不產(chǎn)生氫氣，從而,起到防蝕抗腐作用[5]。

對比表1、表2和表6可以看出：催干劑Q中加入BTA能夠起到對黃銅的保護作用。隨著時間的延長，能夠比較有效地控制腐蝕量（2天和7天的腐蝕量相差不大）。然而BTA作為含有苯環(huán)的芳香族化合物，具有一定的低毒性，能否應用到餐具催干劑配方體系中還是應當慎重考慮的。

表4 腐蝕時間為1天，4種試液原液使用對黃銅的腐蝕量

表5 腐蝕時間為6天，4種試液原液使用對黃銅的腐蝕量

表6 腐蝕時間為2小時/2天/7天，試液S33%使用濃度對黃銅的腐蝕量

圖1 3%濃度各試液2小時浸泡外觀評測圖，從上往下依次為催干劑W、Q、S1和S2

圖2 3%濃度各試液2小時浸泡外觀評測圖，從左往右依次為催干劑S4、S1和Q

表7 4個試液外觀評測結果

從圖1、表7四個試液外觀評測結果可以看出：催干劑Q中浸泡的銅片表觀最好，但表1分析已經(jīng)表明其腐蝕量是最大的，反之催干劑S1的檸檬酸含量是最低的，但其外觀評測結果是最差的。這很有可能是因為配方中的酸性物質（檸檬酸）把已經(jīng)腐蝕的金屬銅表面氧化膜酸化溶解導致表面較光亮，就腐蝕量而言是最嚴重的。圖2證實了此結論，從左往右依次為催干劑S4（催干劑Q的基礎配方中剔除檸檬酸）、S1和Q，隨著檸檬酸濃度的增加反而表觀更加光亮。

3. 結論

1）在3%使用濃度下，各試液隨著時間的推移對金屬銅的腐蝕量加大；繼續(xù)延長時間，各體系對黃銅腐蝕繼續(xù)保持高速度（持續(xù)腐蝕），其中，催干劑W和催干劑Q對銅的腐蝕量相當，催干劑S1對銅的腐蝕量最小。外觀評級結果顯示催干劑Q腐蝕后的銅表面外觀較好，催干劑S1腐蝕后的銅表面外觀最差；建議檸檬酸在催干劑中的使用不宜超過2%。

2）在原液腐蝕銅的試驗過程中，隨著時間的延長，四個試液對銅的腐蝕量幾乎維持不變（腐蝕到一定程度幾乎停止），即時間的增加腐蝕量的積累非常緩慢。

3）銅腐蝕抑制劑BTA的加入能夠起到保護作用。隨著時間的延長，能夠比較有效圯地控制腐蝕量（2天和7天的腐蝕量相差不大）。但是餐具催干劑配方中如何選擇高效無毒的緩蝕劑還需要進行更多的研究工作。

[1]陳治. 洗碗機及其專用洗滌劑[J]. 洗凈技術， 2004，3（2）；21—25.

[2]張惠文. 表面活性劑在餐具催干劑中的應用[J]. 中國洗滌用品工業(yè)，2009，6：82—85.

[3]王金平，顧建棟，周鳴芳. 餐具催干劑的組成及其應用情況[J]. 日用化學工業(yè)，2000，12（6）：31—32.

[4]林勁柱. 檸檬酸在化學清洗中的應用分析[J]. 貴州化工，2011，36（2）：33—35.

[5]徐國梅, 謝紅璐, 劉云. 苯并三氮唑在金屬清洗劑中緩蝕性研究[J]. 皖西學院學報，2007，23（2）：72—75.