王宇楠，李雙奇，馬 鑫，盧展順

(遼寧科技學院 生物醫(yī)藥與化學工程學院，遼寧 本溪 117004)

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，洗碗機可有效減少消費者體力勞動，迎合消費者需要，滿足現(xiàn)代家庭對高節(jié)奏生活的需求，在人們日常生活中得到了廣泛應用。在歐美等經濟發(fā)達國家，洗碗機的普及率已達80%左右，在日本、韓國等亞洲國家，家庭的洗碗機也具有較高的擁有率，近幾年來洗碗機在中國發(fā)展較快，前景比較樂觀。我國人口眾多，市場需求大，這將為洗碗機的發(fā)展提供極大的潛能，從而促進與之配套使用的機洗餐具洗滌劑的應用和發(fā)展，人們對高質量生活的追求給機洗餐具洗滌劑帶來了極大的市場與機遇〔1〕。

機洗餐具洗滌劑與手洗餐具洗滌劑在配方設計上有所不同，由于中西方飲食習慣的差異，為保證洗滌效果，進一步開發(fā)具有去污力強、安全、殺菌、容易降解、不污染環(huán)境，適合我國國情使用且具有優(yōu)良洗滌性能的表面活性劑和具有優(yōu)良助洗性能的洗滌助劑與代磷試劑，研究開發(fā)它們的復配及協(xié)同效應，成為我國餐具洗滌劑工業(yè)的研究熱點。

1 配方設計開發(fā)與研究

1.1 表面活性劑篩選

表面活性劑是餐具洗滌劑配方中的必要組分，通過洗滌、潤濕、乳化、分散等作用，去除餐具表面的蛋白質、脂肪、淀粉等污垢。在本實驗設計的專用機洗餐具洗滌劑配方中，選用高效、安全、綠色、低泡的表面活性劑烷基糖苷(APG)、脂肪酸甲酯磺酸鈉(MES)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)復配而成。

烷基糖苷是新一代“綠色”非離子表面活性劑，原料來自天然的可再生資源，無毒無害，具有優(yōu)異的去污能力，易于生物降解，具有與其他表面活性劑良好的協(xié)同增效作用，研究APG在機洗餐具洗滌劑中的復配效應是目前我國洗滌劑工業(yè)研究的熱點。

脂肪酸甲酯磺酸鈉是一種性能優(yōu)良的低泡型陰離子表面活性劑，來自天然可再生原料，價格低廉，去污力強，易生物降解，與酶制劑有很好的相容性。MES接觸角小，有較好的親水性，用于餐具洗滌劑配方中易于鋪展和潤濕。

椰油酰胺丙基甜菜堿是用于餐具洗滌劑的新型兩性離子表面活性劑，洗滌性能優(yōu)良，具有抑菌殺菌、抗硬水、增稠、環(huán)保和良好的復配協(xié)同效應。

脂肪醇聚氧乙烯醚是非離子表面活性劑，對去污力不具有主導作用，但具有較強的乳化、分散能力，低泡、能用于低溫洗滌，且具有較好的生物降解性能，是用于配制機洗餐具洗滌劑的常用試劑。

1.2 洗滌助劑篩選

洗滌助劑是洗滌劑配方中的輔助組分，增強表面活性，螯合鈣、鎂離子，使硬水軟化，提高去污力；增加污垢的分散、懸浮、防止污垢再沉積；乳化，增溶、殺菌，并有堿性緩沖作用；與表面活性劑發(fā)生協(xié)同作用，減少表面活性劑用量，提高洗滌劑去污能力。

在本實驗機洗餐具洗滌劑配方中，選用作為代磷試劑的檸檬酸鈉的用量為10.0%(質量分數(shù)，以下同)、乙二胺四乙酸鈉的用量為2.0%，替代洗滌助劑STPP，螯合鈣、鎂離子，分散、懸浮污垢離子，不僅提高了洗滌效果，同時解決了含磷廢水的環(huán)境污染問題。

選用硅酸鈉用量為5.0%，可降低水的硬度，對金屬有防腐蝕作用。羧甲基纖維素鈉做抗再沉積劑，還可起到螯合、分散以及增稠功能。過碳酸鈉是含氧漂白劑，室溫下溶解度較好，靠其分解有色污垢使之被去除，并且具有殺菌、消毒功能。加入脂肪酶、淀粉酶等生物催化劑，無毒并能被完全生物降解，提高洗滌劑去除油脂、淀粉類污垢的效果。泡沫調節(jié)劑選用二甲基硅油，使配置的機洗餐具洗滌劑水溶液低泡以滿足機洗洗滌要求，易沖洗、節(jié)能。

2 實驗部分

2.1 主要試劑與儀器

APG；MES；CAB；AEO-9；檸檬酸鈉；二甲基硅油；硅酸鈉等。

2151型羅氏泡沫儀；NDJ-9S型旋轉粘度計；FA124型電子天平；202-2A型電熱恒溫干燥箱；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器等。

2.2 實驗方法

發(fā)泡力的測試方法參照GB/T13173-2008執(zhí)行，使用羅氏泡沫儀進行測定。配制一定質量分數(shù)表面活性劑溶液，40℃時，將200 mL試液從90 cm 高度流到刻度量筒底部50 mL相同試液的表面后，測量得到的泡沫體積作為該表面活性劑試液的發(fā)泡力〔2〕。

去污力的測試方法參照GB/T 24692-2009執(zhí)行。與歐美國家相區(qū)別，根據(jù)我國人民日常飲食習慣，配制由混合油、面粉、全脂奶粉、蛋液等原料組成的人工污漬進行測定去污力實驗。40℃時，在實驗條件相同情況下，以一定時間內機械力清洗模擬餐具去除污垢的百分數(shù)，作為衡量標準，計算洗滌劑去污力〔3-4〕。

粘度測定是在室溫條件下，使用旋轉粘度計3號轉子30 r/min轉速進行洗滌劑粘度測定。

穩(wěn)定性測定，取一定洗滌劑試液放入容器，分別置于恒溫箱(50℃)和冰箱(-10℃)中48 h，觀察餐具洗滌劑是否有分層、結晶等現(xiàn)象。

3 結果與討論

3.1 表面活性劑泡沫性能測定

1)單一表面活性劑

采用二甲基硅油做消泡劑，分別測定0 分鐘、5 分鐘和10分鐘時，APG、MES、CAB、AEO-9四種單一表面活性劑溶液在加入消泡劑前后的泡沫體積，并進行數(shù)據(jù)對比分析，如圖1。

加入二甲基硅油對四種單一表面活性劑都具有顯著的消泡作用，APG的泡沫度達到最低。

圖1 單一表面活性劑的泡沫性能影響

2)復配表面活性劑體系

將APG、MES、CAB三種表面活性劑按正交試驗所得的9組試液分別測定其泡沫性能。對比加入消泡劑前后的試液泡沫體積，以10 分鐘時測量的體積做為衡量試液泡沫性能依據(jù)，根據(jù)0、10分鐘時測得數(shù)據(jù)進行對比分析，如圖2。

圖2 復配表面活性劑體系的泡沫性能影響

由圖2中數(shù)據(jù)可知，二甲基硅油表現(xiàn)出較好的協(xié)同效應，有效的降低了試液泡沫度，使復配體系呈現(xiàn)出較好的低泡性能。在三因素水平變化中，APG的變化對復配體系的泡沫性能影響最大，是顯著性因素。

3.2 去污率測定

為研究表面活性劑復配體系的最佳配比，提高餐具洗滌劑的洗滌性能，通過正交試驗來考察APG、MES、CAB這三個因素對洗滌劑去污性能的影響，根據(jù)去污率最優(yōu)原則確定最佳復配比例，數(shù)據(jù)結果與分析見表1。

表1 去污率正交試驗表

表1中K1、K2、K3行對應的數(shù)據(jù)是對應因素在不同水平下的算術平均值，以去污率最高為原則，選取A2B3C3水平。R是極差，在三因素水平變化當中，烷基糖苷的變化對餐具洗滌劑的去污性能影響最大，是顯著性因素。

3.3 性能測定

根據(jù)國家標準，通過粘度計測定餐具洗滌劑試液的粘度值為1750Pa/s，粘度值適宜。對餐具洗滌劑進行穩(wěn)定性試驗結果，無分層、結晶，符合國家標準。

4 結論

1)將烷基糖苷與脂肪酸甲酯磺酸鈉、椰油酰胺丙基甜菜堿這三種表面活性劑按照3.5∶1.6∶1.1比例進行復配，餐具洗滌劑具有優(yōu)良的去污率和較低的泡沫性能。

2)研制的機洗餐具洗滌劑，具有洗滌高效、低泡、節(jié)能、穩(wěn)定性好、粘度適宜、易于降解、適用于低溫洗滌等優(yōu)良性能。

3)研究開發(fā)適用于我國國情的機洗餐具洗滌劑，符合市場發(fā)展前景，具有一定的推廣應用價值。