洗涤剂课程设计--低成本衣用液体洗涤液配方设计

洗涤剂课程--低成本衣用液体洗涤液配方设计 精细化学品化学 课程设计 应用化学专业精细化学品化学 课程设计任务书 一、设计目:低成本衣用液体洗涤液配方设计 二、设计目的:掌握配制通用液体洗衣剂的工艺，了解各组分的特点 和作用，熟悉生产工艺流程。 三、设计内容 设计一款低刺激性的，对环境友好的，低成本的衣用液体洗涤液配方，并针对此配方的性能、特点进行阐述。用各种表面活性剂和洗涤助剂的性能配制洗衣液，并按产品要求选取不同的数量进行复配。 四、设计要求: 1. 设计说明书需包括以下内容:摘要、关键词、目录、文献综述、配方设计及、生产工艺说明及流程示意图; 2. 查阅至少五篇文献或书籍相关内容，写出文献综述(主要介绍拟设计产品的研究背景和意义，现状及发展方向); 3. 配方设计要求写出配方设计原则，确定洗衣液所用各组分名称、质量分数及作用，详细阐述各组分的特性; 4. 生产工艺说明需写出具体添加顺序，步骤及所用设备，要求合理可行; 1 5. 工艺流程示意图要求明确标注各设备名称，重点标示料液流 向，不需标注尺寸。 2 衣用液体洗涤液配方设计 摘要 洗涤剂是我们日常生活中联系最密切的一类精细化学品。洗涤剂的主要成分是表面活性剂和助剂。洗涤剂只有综合发挥了表面活性剂的润湿、吸附、乳化、分散、悬浮、起泡、加溶、降低表面张力等功能，才能发挥洗涤的良好效果。助剂本身不具有表面活性作用，但能提高表面活性剂的活性作用，使洗涤性能明显改善，例如，软化水，降低表面活性剂溶液的表面张力，润湿和乳化，防止被分散污垢的再附着，有很强的螯合能力。因此助剂也是洗涤剂不可缺少的重要组成成分。洗涤剂对于人类健康和卫生有着非常积极、有效的作用。经济快速发展，人们的健康意识和文明水平也在不断提高，推动者洗涤剂市场日新月异的变化。目前市场上洗涤剂产品种类繁多，新产品形式仍然不断涌现。衣用液体洗涤液作为一种重要的液体洗涤剂，具有制造简便、设备少、节约能源、使用方便、溶解迅速、便于局部强化清洗、具有吸引人的感官及引人瞩目的包装等优点。此次的设计主要是对衣用液体洗涤剂配方的设计，设计一款低刺激性的，对环境友好的，低成本的衣用液体洗涤液配方，并针对此配方的性能、特点进行阐述。此外，还就洗涤液的主要生产工艺进行介绍说明。液体洗涤液的生产工艺流程:原料精制处理?混和乳化?过滤?均质化?排气?稳定? 成品包装。 关键词: 表面活性剂 ，衣用液体洗涤液，配方设计，生产工艺 3 Abstract Detergent is the most close touch in our daily life a kind of fine chemicals. The main components of the detergent is a surface active agent and additives. Only comprehensive played a surfactant detergent of wetting, adsorption, emulsification, dispersion, suspension, foaming, solubilization, to reduce the surface tension, and other functions, can play a good effect washing. Fertilizer itself does not have surface active effect, but can improve the activity of the surfactant, the washing performance is obviously improved, for example, softened water, reduce the surface tension of surfactant solutions, wetting and emulsifying, is separately to prevent dirt, and has a strong chelating ability. So the fertilizer is an indispensable important component of detergent. Detergent for human health and the health has a very positive and effective role. Rapid economic development, people's health consciousness and civilization level has been increased, promoters and unceasing transformation of detergent market. Currently on the market detergent product variety and new product forms are still emerging. Clothing with liquid washing liquid as a kind of important liquid detergent, is simple and easy, equipment manufacturing, energy saving, convenient use, less dissolved local strengthening quickly, easy to clean, have attractive sensory and eye-catching packaging, etc. This design is mainly for garment use liquid detergent formulation design, design a low irritant, environmentally friendly, low cost of the clothes cleaned with liquid detergent formulation, and elaborates the performance and characteristics for the recipe. In addition, the main production process of washing liquid is also introduced. Liquid detergent production process: raw materials and refined processing mixture emulsification - filter - > homogenizing - exhaust - stability - finished goods packaging. Keywords: surface active agent, garment with liquid detergents, formula design, the production process 4 目录 1、文献综述 ........................................... 6 1.1 研究背景和意义 ................................. 6 1.2现状及发展方向 .................................. 7 1.2.1 产品生产现状 ............................... 7 1.2.2未来发展方向 ................................ 8 2.1设计概述 ....................................... 10 2.1.1 洗涤原理 .................................. 10 2.1.2表面活性剂的应用 ........................... 12 2.1.3洗涤剂辅助原料(助剂)的应用 ................ 13 2.2配方设计 ....................................... 17 2.2.1配方 ...................................... 17 2.2.2、配方设计及分析 ........................... 17 3、液体洗涤剂生产工艺 ................................. 19 3.1原料精制处理 ................................... 20 3.2 混合或乳化 ..................................... 21 3.3过滤 ........................................... 22 3.4均质化 ......................................... 22 3.5排气 ........................................... 22 3.6稳定 ........................................... 23 4、设计总结与思考 ..................................... 23 5、参考文献 ....................................... 25 5 1、文献综述 1.1 研究背景和意义 洗涤剂是千家万户的日用必需品，长期以来对保护人体健康、清洁环境起着十分重要的作用。随着“低碳生活”主张的流行，人们更加注重节能、减排、降耗。而洗衣液具备生产过程耗能小，使用过程中易溶解无残留、便于低温洗涤，排放过程中易生物降解等特点，顺应了国家“节能减排”的可持续发展潮流，是未来衣物洗涤剂发展的必然趋势。与固体和粉状洗涤剂相比，液体洗涤剂使用前无需溶解，具有使用方便、溶解(分散)速度快、低温洗涤性能好,不会伤及皮肤和衣物等优点。同时，还具有配方灵活，制造工艺简单、设备投资少、节省资源、加工成本低等优点，越来越受到消费者的欢迎。与固体肥皂的比较，由于人的皮肤呈弱酸性，用碱性较大的肥皂洗衣，洗后残留在衣服里的物质会刺激皮肤，尤其是婴儿的皮肤。另外，由于肥皂遇到硬水中矿物质后会发生化学反应，产生粉状皂垢极易吸附在衣物中，影响清洁效果。与粉状洗衣粉的比较，洗衣粉在使用过程中并不能完全溶解，残留物容易导致衣物损伤，并且不易漂洗，而洗衣液能够完全溶解并且溶解速度快，易漂易洗，不会伤及皮肤和衣物。洗衣粉都是强碱性的，ph值超过12，在使用过程中需要戴手套，以减少对皮肤的刺激;而洗衣液ph值偏中性，配方温和不伤手。 国外洗衣液在洗衣剂中所占的比重较高。在欧洲和日本已占有至少1/3的份额，美国2007年的洗衣液占比更达到了80%。近年来 6 中国衣物洗衣剂市场以年均4.8%的速度增长，其中洗衣粉以2.2%的速度增长，洗衣液则以27.2%的速度增长，此消彼长折射出国内消费者对洗衣液的日益青睐。全球洗涤剂市场以每年4%的速度增长，洗衣粉市场趋于稳定，而洗衣液增长迅速，衣用液体洗衣液是洗涤产品中发展最具潜力的产品类型。美国、西欧和日本液体洗涤剂发展速度最快、品种最多。衣用液体洗涤剂是各国优先开发的产品，倍受重视的是低温用和重垢衣用液体洗涤剂。我国液体洗涤剂的市场前景和国家政策都给中国液体洗涤剂市场带来了极大的发展机遇，具有极大的发展空间。 1.2现状及发展方向 1.2.1 产品生产现状 洗衣液的市场份额是很小的，目前在中国的占比只有22%左右，仍有很大的发展空间。尼尔森也预计，国内洗衣液在2015年之后达到30%。目前市场常见的洗衣液一般为2升，价格大概在30~60元之间，销售仅停留在经济发达的大中型城市超市。洗衣液品牌有宝洁、联合利华、花王、纳爱斯、立白、蓝月亮等。 市场分析，据了解，洗衣液在国内已上市十多年了，但受两大原因影响，一直未被消费者普遍接受，也未能成为市场主力。 一是由于中国洗衣液市场处于起步阶段，鱼龙混杂，产品质量参差不齐，市面上充斥着一些洁净力较差的洗衣液，让不少消费者产生了一种认知误区，认为洗衣液的去污能力不足。 7 二是在消费者的传统观念中，他们更关注的还是洗衣机能否把衣服洗干净，而洗衣过程中的“健康和防护”的需求关注度较低。与洗衣粉相比，洗衣液的价格要贵不少，但从目前的销售量来看，洗衣液的潜在市场非常广，越来越多的家庭已开始考虑使用洗衣液，其中年轻的消费者和收入较高的白领阶层对洗衣液格外青睐。 自1993年以来，中国的液体洗涤剂产量增长速度虽然较快，但专业性或重垢型的衣用液体洗涤剂的产量增长仍然较慢。实际上绝大部分衣用液体洗涤剂都是由洗洁精“兼任”。从美国等发达国家来看，衣用洗涤剂由固体品向液体品发展已成为一种趋势。这种趋势将随着全球经济一体化程度的加快而越加明显。将来，我国的衣用重垢型洗涤液也会成为衣用洗涤液中的重要品种，部分取代目前普遍使用的固体洗涤剂洗衣粉。 1.2.2未来发展方向 1、配方优化 洗衣液由于酶制剂在水中的应用受到限制，多数厂家在推出的洗衣液中都没有添加酶，这样使得洗衣液对一些顽固污渍，如血渍、蛋白类污渍和脂肪类污渍不能针对性的去除。虽然洗衣液的活性物远高于洗衣粉，但在去污力上却无法与洗衣粉匹敌，从另一方面讲也是资源的浪费。令人欣喜的是，各酶制剂公司正在不断潜心研发更适合应用于液体中的酶，洗衣液厂家也在不断更新配方，相信在不久的将来，去污力更强的重垢型洗衣液将成为市场主流。 8 2、产品功能多元化 市售洗衣液的功能还是以去污为主，市面上的大多产品也宣称具有柔软或杀菌等附加功能。但这些功能只起到辅助功效，无法达到像专门的衣物柔顺剂或消毒液的效果。如今的消费者对洗涤剂产品的要求越来越高，既要安全环保，不伤皮肤和织物，又要使用方便且效果好，可以真正替代多种洗涤产品的多功能洗衣液，必然会受到广大消费者的青睐。 3、产品浓缩化 从目前来看，洗衣液的配方都为普通型，浓缩型甚少，而国家早已提出了节能减排的号召，无论是洗衣液还是洗衣粉都提倡生产浓缩型产品，既节省能耗，而且在原料和包材上也是很大的节约，虽然浓缩产品的价格远高于普通产品，但其使用效果也是显而易见的，相比之下，浓缩产品的性价比更高。在这个处处都提倡绿色环保的时代，消费者的消费理念在不断改变，绿色、安全、环保和健康的产品很容易被消费者接受，是未来洗涤市场的发展方向。 4 销售渠道多样化 因为洗衣液产品目前针对的是中高端消费者群，只有在大型卖场 超市有售，大多零售业还无法承担进货价高，销售量小的风险，但从 2009 年的各大洗衣液厂家的价格战来看，洗衣液的零售价在不断往下调，促销力度也更是前所未有 这样的变革，使更多消费者选择洗衣液作为洗涤衣物的主要产品，而不只是专供白领人士的高端产品 照这种趋势来看，在不久的将来，洗衣液将会走进各大零售小店，成 9 为零售行业的新宠儿。 2.1设计概述 洗涤剂的组成主要包括表面活性剂、助剂和辅助剂。在选择液体洗涤剂的主要组分时,可遵循以下一些通用原则:(1)有良好的表面活性和降低表面张力的能力，在水相中有良好的溶解能力;(2)表面活性剂在油/水界面能形成稳定的紧密排列的凝聚态膜;(3)表面活性剂能适当增大水相黏度，以减少液滴的碰撞和聚结速度;(4)要能用最小的浓度和最低的成本达到所要求的洗涤效果。 2.1.1洗涤原理 通常意义上的洗涤是指从载体(需清洗的物体如衣服、餐具、水果、窗户玻璃等)表面去除污垢的过程。通过洗涤剂消除或减弱污垢与载体之间的相互作用，使污垢和载体的结合转变为污垢与洗涤剂的结合，最终通过清洗等使污垢与载体脱离。洗涤基本过程的关系式: 载体?污垢，洗涤剂=载体，污垢?洗涤剂 洗涤过程可分为两个阶段，一是在洗涤剂的作用下，污垢与载体分离;二是脱离下的污垢被分散、悬浮于介质中，不在聚集沉积在载体表面。洗涤过程是一个可逆过程，分散、悬浮于洗涤剂中的污垢也有可能重新沉淀到被洗物上。因此，一种优良的洗涤剂除了具有使污垢易于脱离载体的能力外，还应有较好的分散和悬浮污垢、防止污垢再沉积的能力。洗涤过程的几个步骤: (1)吸附，洗涤剂中的表面活性剂在污垢与载体的界面发生定向吸 10 附; (2)润湿与渗透，由于表面活性剂的定向吸附，洗涤剂可渗透到污垢和载体之间，使洗涤剂润湿载体，降低污垢与载体的附着力; (3)污垢的脱落，污垢与载体的附着力降低后，再施加外力作用，促使污垢从载体表面脱落; (4)污垢的分散与稳定，从载体表面脱落的污垢被分散、被乳化或被增容在洗涤剂溶液中，保证脱落的污垢不再附着于洗净的载体表面 洗涤过程涉及的体系复杂多样，因而影响洗涤作用的因素众多，主要的物理、化学因素有以下几个方面。 (1)吸附作用(表面活性) 洗涤剂的必要组分之一就是表面活性剂，因此大多数优良的洗涤剂溶液均具有良好的表面张力和界面张力。根据固体表面润湿的原理，对于一定的固体表面，液体的表面张力越低，通常润湿性能越好，所以洗涤剂中的表面活性剂分子能够逐渐向污垢和载体之间渗透并按其基团的极性进行定向吸附，一方面使污垢与载体之间的界面张力大幅度地降低，结合开始松弛;另一方面污垢因吸附表面活性剂分子而承受一种挤压的力，加上水的浮力，污垢就与载体脱离而进入洗涤液中，即所谓的污垢的卷离。 (2)乳化作用 如果污垢是油污类，当油污吸附表面活性剂分子后，油水间的界面张力降低，油和水即发生乳化作用，形成水包油型乳状液而不再附着于载体表面。 11 (3)增溶作用 洗涤剂溶液中的表面活性剂浓度达到临界胶束浓度以后，表面活性剂分子即可在溶液中集聚在一起而形成胶束。这些亲油基向内，亲水基向外的胶束能把不溶于水的污垢包容到胶束内部而使其随着胶束“分散”到水中而增溶。疏水基烃链长或含不饱和烃链的表面活性剂的增容效果好，非离子表面活性剂比阴离子表面活性剂的增溶能力强。 (4)分散作用 表面活性剂分子能使固体污垢不聚集、沉积，分散悬浮在水溶液中，不容易再被吸附到载体表面上去。 (5)泡沫作用 泡沫作用与洗涤作用没有直接的关系，但是泡沫在洗涤剂使用中经常是不可缺少的，丰富的泡沫使人感到舒适，令人感到愉快。泡沫还起到携带污垢的作用，对于泡沫丰富的洗涤剂而言，泡沫可以作为洗涤液是否有效的一个标志，因为油脂性油污对洗涤液的起泡力有抑制作用，当油脂性油污过多而洗涤剂的加入量不够时，洗涤液就不会产生泡沫，并使原有的泡沫消失。 洗涤去污过程是多种因素作用的结果。表面活性剂分子的表面活性使污垢易于从载体表面卷离是洗涤去污的主要因素，乳化、分散和增容在防止污垢再沉积方面起主要作用。 12 2.1.2表面活性剂的应用 在洗涤剂中起主要去污作用的是表面活性剂，也称活性物质。它们在水中能迅速溶解，并能显示出良好的去污、起泡、增溶、乳化、润湿、分散等性能。 在洗涤剂中加入哪种表面活性剂以及加量的多少，对洗涤剂的整体质量影响很大。 洗涤剂中使用的表面活性剂主要有阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (LAS )、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES )、脂肪酸盐(皂基)、 烷基硫酸盐;非离子表面活性剂，如烷基醇酰胺(FFA)，脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)、烷基苷(APG)。 通常所说的衣用液体洗涤剂就是民用的衣用轻垢液体洗涤剂和衣用重垢液体洗涤剂。衣用液体洗涤剂，一般只选择使用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，其他类型表面活性剂很少使用 。 可以选用的表面活性剂很多，但实际上最常使用的仅有少数几种。如在应用表面活性剂方面，轻垢型与重垢型的不同特点是:轻垢型中非离子表面活性剂的用量相对大一些;轻垢型中阴离子表面活性剂AES使用的频次和用量也多一些; 轻垢型中一般不大量使用脂肪酸盐(皂基)，且可以塔配使用少量较为昂贵的表面活性剂;重垢型中一般不宜使用价格昂贵和在碱性条件下欠稳定 的表面活性剂。 由于表面活性剂之间有协同效应，洗涤剂配方中，采用两种或两种以上的表面活性剂，可有效提高其表面活性，去污效果好。在表面活性剂总含量相同的条件下，两种或两种以上的表面活性剂的有关性 13 能，特别是去污能力要比单一表面活性剂要好。 2.1.3洗涤剂辅助原料(助剂)的应用 衣用液体洗涤剂中除表面活性剂外，还要有各种助剂，才能发挥良好的洗涤能力。助剂本身有的有去污能力，但很多本身没有去污能力，加入助剂以后，可使洗涤剂的性能得到明显改善，减少表面活性剂的用量、降低成本，称为洗涤助剂，或助洗剂，也有称为洗涤强化剂或去污强化剂。助洗剂是洗涤剂不可缺少的重要组成分。助洗剂按其结构分为无机助洗剂和有机助洗剂两大类。按洗涤功能分，主要有硬水软化剂、碱性缓冲剂、抗污垢再沉积剂、增稠剂、增溶剂、荧光增白剂、漂白剂、抗氧化剂、抗静电剂、起泡剂、稳泡剂、抑泡剂、消泡剂、柔软剂、防腐剂、抗菌剂、酶制剂、摩擦剂、香精、色素、珠光剂等。 硬水软化剂:主要是螯合剂和离子交换剂。洗涤用水不同程度的都含有钙、镁等离子，会降低洗涤效果、使织物变色、手感发硬等。加入螯合剂和离子交换剂，可以将金属离子螯合在水中和固定在离子交换剂中，以保持洗涤剂的高效去污效果。螯合剂，最常用和最有效的是有机助剂乙二胺四乙酸钠(EDTA)，和无机助剂聚磷酸盐，如三偏磷酸钠(NTA)、三聚磷酸钠(STPP)、焦磷酸四钠、六聚磷酸钠。聚合磷酸盐是洗涤剂中用量最大的无机助剂，除了可以螯合水中钙、镁等离子的作用外，它还能与LAS等表面活性剂产生协同效应，可使油脂乳化、无机固体离子胶溶从而使洗涤剂达到更好的去污效果。 14 碱性缓冲剂:可使洗涤液在洗涤过程中维持一定的碱性，保持洗涤液的去污能力。碳酸盐和硅酸盐是常用的缓冲剂。硅酸盐通常和碳酸盐配伍使用，是无磷洗涤剂的主要助剂。洗涤剂中添加的碳酸盐主要有碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠和碳酸钾等，不仅可以降低临界胶束浓度，还可以使洗涤液保持一定的碱度，使洗涤系统在遇到酸性污垢时仍能保持足够的PH，而不至于降低去污能力。硅酸盐主要有偏硅酸钠和水玻璃等，有缓冲洗涤剂溶液的碱性的作用，可以维持洗涤溶液的PH稳定。硅酸盐还具有保护作用，可以使纤维织物强度不受损伤。硅酸盐的软化硬水作用、抗腐蚀作用、泡沫稳定作用以及良好的悬浮力、乳化力、润湿力使它成为主要的助洗剂。 抗污垢再沉积剂 :也叫携污剂。一些水溶性高分子化合物，如羧甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇等与污垢有很强的结合能力，能把污垢包围并分散在水中。防止污垢集聚再沉积在已洗净的物体表面。羧甲基纤维素除防止污垢再沉积外，还能提高洗涤剂的起泡力、泡沫稳定性、稠度、抑制洗涤剂对皮肤的刺激作用。 增稠剂:除非离子表面活性剂外，主要是使用皂基(长链脂肪酸)和无机电解质(NaC1，KC1)。可以使用的水溶性高分子化合物不多，试用后才能作出选择 。 增溶剂:常见使用的有甲苯磺酸盐、酒精、异丙醇。尿素不适合在碱性液体洗涤剂中使用，因此，重垢型液体洗涤剂中不宜加入尿素。 漂白剂:洗涤剂常用的漂白剂有过碳酸钠、过硼酸钠、次氯酸钠和次氯酸钙。过碳酸钠、过硼酸钠都是溶解于水中后，产生了过氧化 15 氢，过氧化氢产生很强的漂白作用。次氯酸钠(钙)用于织物的漂白，也用于水的杀菌杀毒。 荧光增白剂:是指那些能发射出荧光作用的化合物。用于洗涤剂的荧光增白剂主要有:二苯乙烯类荧光增白剂、香豆素类荧光增白剂、萘酰亚胺类荧光增白剂、芳唑类荧光增白剂、吡唑类荧光增白剂等。荧光增白剂的增白作用是一种光致发光的物理现象，不是漂白化学反应。荧光增白剂既能吸收紫外线，也能反射可见光。 抗氧化剂:常见使用的物质有二丁羟基甲苯(BHT)、丁羟基茴香醚( BHA)、 没食子酸丙酯(PG)。EDTA也有抗氧化作用。 抗静电剂:阳离子表面活性剂和两性表面活性剂因价格偏高而一般不在衣用液体洗涤剂中使用，而磷酸盐也是良好的抗静电剂，常用于衣用液体洗涤剂中。 防腐剂:微生物的滋长和繁殖，会引起洗涤制品霉变、腐败变质、洗涤性能降低等。为防止微生物的滋长和繁殖，需加入杀菌剂或防腐剂，洗涤剂中常用的防腐剂有尼泊尔金酯类、甲醛、苯甲酸钠、三溴水杨酰苯胺、二溴水杨酰苯胺等。衣用液体洗涤剂一般是使用较为便宜的物质，如甲醛、苯甲酸钠。在重垢型衣用液体洗涤剂中，因碱度较高，可以不使用杀菌防腐剂。 酶制剂:洗涤剂用酶制剂主要有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等，它们对特定的污泽有高效水解能力，添加在洗涤剂中，可提高洗涤剂的去污能力，尤其是一些难以去除的污垢如血渍、油脂、果汁等有很好的去污效果。酶制剂可以是液体酶，也可以是粉状的。 16 根据需要，洗涤剂中还可以摩擦剂，如氧化铝粉、骨粉等，以提高去污效果。如果是机洗用洗涤剂，为了省时省水、易于漂洗，可能还需要添加抑泡剂、消泡剂。为了美观和好闻，可加入香精、色素、珠光剂等。 2.2配方设计 2.2.1配方 组分 质量分数/% 作用 脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠(AES) 2.5 阴离子表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠(LAS) 9.5 阴离子表面活性剂 三聚磷酸钠(STPP) 10.0 PH缓冲剂、螯合剂、抗再沉剂 泡胀膨润土 11.0 无机助洗剂 碳酸钠 4.5 PH缓冲剂 FWA 荧光增白剂 0.2 茉莉浸膏 香精 0.3 色料 0.2 调色 去离子水 余量 溶剂 2.2.2、配方设计及分析 一种新产品的开发，在配方设计之前，必须对构成产品的原、产品要求达到的功能和生产工艺的现实性等有充分的了解和掌握，这样才能使产品的性能、成本、工艺达到最优的综合平衡。对于产品性能要求:充分了解产品规格的各项性能指标。了解产品使用的环境及其使用中可能出现的问题。了解市场信息，了解消费者的兴趣、爱好 17 等从而引导消费;对于原材料特征的了解:原材料的作用与性质，原材料之间的近似性、形容性、协同作用等，使其达到最佳增效效果，原材料的来源、质量及其检验方法，原材料的价格、市场信息等。 洗涤剂基本上都是多种表面活性剂和助剂复配的产品，并且通过复配技术达到提高性能和降低成本的目的。实验发现，不同的组分复配常常达到比混合物中任何单一组分都好的性能，称之为增效作用或协同作用。但如果搭配不当，或是品种、比例选择不合理，也可能出现负协同作用。对于衣用液体洗涤剂，一般只选择使用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，其他类型表面活性剂很少使用。可以选用的表面活性剂很多，但实际上最常使用的仅有少数几种。如阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (LAS )、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪酸盐(皂基);非离子表面活性剂，如烷基醇酰胺(FFA)，脂肪醇聚氧乙烯醚(AE3,9)。线性烷基苯磺酸钠(LAS)一直都是全球范围应用最普遍的阴离子表面活性剂。LAS可安全生产、使用，对环境安全，具有优良的洗涤特性，但是目前LAS的化工原料成本及生物降解性有一定的影响。所以本次设计选择添加的表面活性剂是质量分数为9%的LAS和质量分数为2.2%的AES进行复配。这样不仅可以弥补LAS原料成本和生物降解性的不足，还能够达到协同作用增加去污效果。 衣用液体洗涤剂中助剂的加入可以增强表面活性剂的去污效果。应用最普遍的有碳酸钠、硅酸钠、三聚磷酸钠、羟甲基纤维素钠等。这些无机助剂可以螯合水中的钙和镁离子，从而降低水的硬度，保持 18 洗涤液始终在一定的PH值范围。它们还可以松脱污迹和一些特殊的污垢并使之悬浮于洗液中，从而防止污垢的再沉积。本次设计选用质量分数11.0%的三聚磷酸钠(STPP)，4.0%的碳酸钠，12.0%的泡胀膨润土作为主要的洗涤助剂。三者复配使用不仅能够降低水的硬度，调节PH值，防止污垢再沉积等作用，还能够一定程度上改善贫磷土壤和水质。据资料表面，在贫磷国家的很多地区的土壤和地表水中的磷量均达不到农业生产的要求，加之高硬度水质，又采用低温洗涤，洗衣周期长，污垢大，洗涤剂中不可没有三聚磷酸钠。因此，降低污水中的磷含量或减弱富营养化的最好办法是加强对污水的三级处理，使之与工业同步发展。限制、禁止洗涤剂中磷的使用不仅不能起到根本作用，而且还会影响生态环境。在限制磷和禁磷方面宜采取实事求是的科学态度。 另外，还添加0.3%FWA作为荧光增白剂、0.25%茉莉浸膏作为芳香剂、0.2%的色料和适量的精制水作为溶剂。荧光增白剂加进洗涤剂中可使织物洗后更白更艳。它们在洗涤过程中被吸附在织物上，干燥后能吸收日光中的不可见紫外线，以可见的波长在400500nm的紫外光~ 的能力反射出来，这种反射光可以修饰淡黄色或黄色纤维织物。加入一些色料改善液体洗涤剂的色度和外观，用精制水作为溶剂把以上调料溶解混合形成稳定的乳状体液体洗涤剂。 3、液体洗涤剂生产工艺 一般市售的液体洗涤剂外观清澈透明，不因天气的变化而浑 19 浊，酸碱度接近中性或碱性，对人体皮肤无刺激，对水硬度不敏感，去污力较强。其主要成分有表面活性剂、碱性助洗剂、泡沫促进剂、稳泡剂、溶剂、增溶剂、防腐缓蚀剂、耐寒防冻剂、香精、色素等。液体洗涤剂的生产工艺和设备比较简单，因为生产过程中既没有化学反应，也不需要造型，只有几种物料的混配，制备出以表面活性剂为主的均匀溶液(大都为水溶液)。因此，液体洗涤剂生产一般采用间歇式批量化生产工艺，而不宜采用管道化连续生产工艺，这主要是因为液体洗涤剂生产工艺简单，产品品种繁多，没有必要采用投资多、控制难的连续化生产线。 液体洗涤剂生产工艺所涉及的化工单元操作设备主要是带搅拌的混合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵、计量泵和真空泵、物料贮罐、计量罐、加热和冷却设备、过滤设备、包装和灌装设备等，把这些设备用管道串联在一起，配以恰当的能源动力即组成液体洗涤剂的生产工艺流程。液状洗涤剂的生产过程虽然简单，但工艺条件和产品质量控制非常重要。主要控制手段是原料质量检验，加料配比、计量、搅拌、加热、降温、过滤等操作。液体洗涤剂的生产工艺流程:原料精制处理?混合乳化?过滤?均质化?排气?稳定?成品包装 3.1原料精制处理 所有液体洗涤剂的原料至少有两种原料(表面活性剂和水)组成，多着要20~30种。液体洗涤剂产品实质上是多种原料的混合物，因此，熟悉所使用的各种原料物理化学特性，确定合适的物料配比及加料顺序与方式是至关重要的。生产过程都是从原料开始，按照工艺 20 要求选择适当原料，还应做好原料的预处理。有些原料应预先加热或在暖房中溶化，有些要用水或溶剂预溶，然后才可加到配料罐中混合。某些粗制物料还应预先滤去机械杂质，主要使用的是溶剂水，还必须进行去离子处理等。工艺规程中应按加料量确定称量物料的准确度和计量方式、计量单位，然后才能选择工艺设备。如用高位槽计量那些用量较多的液体物料;用定量泵输送并计量水等原料;用天平和秤称固体物料;用量筒测量少量液体物料。 3.2混合或乳化 大部分液体洗涤剂是制成均相透明混合溶液，另一部分则制成乳状液。主要根据原料和产品特点选择不同的工艺，还有一部分产品要制成微乳液和双层液体状态。为了制得均相透明的溶液型或稳定的乳液型液体洗涤剂产品，物料的混配是关键工序。在按照预先拟定的配方进行混配操作时，混配工序所用设备的结构，投料方式与顺序，混配的各项技术条件，都体现在最终产品的质量指标中。混配设备罐须用耐腐蚀材料制成，其中的搅拌器须能变速，搅拌机的桨叶必须定位恰当，要使最上层的桨叶正好浸在液面之下，以防搅拌时带进大量空气。温度控制靠混配锅的外夹套或锅中的螺旋盘管通入蒸汽或冷水来调节。混配过程的投料顺序一般先将规定量的去离子水投入锅内，调节温度同时开动搅拌，达到40-50?时，边加料边搅拌，先投入易溶解的成分。由于AES较难溶解，所以应先投加LAS和STPP配成溶液再投入AES，此时应控制水分，避免出现AES的凝胶。另外，还应十分注意在过程中控制PH值及粘度。混配过程工序操作温度不宜太高， 21 投料过程一般温度约40?，投完全部原料后要再40-50?范围内继续搅拌至充分混合均匀为止。 主要原料在混配设备中混合均匀后由乳化泵将料液送至冷却罐降低料液温度至40?以下，然后再在搅拌下由辅料计量加料罐分别加入色料、FWA荧光增白剂等辅料，最后再加入茉莉浸膏香精，待搅拌均匀再送至下道老化均质工序。 3.3过滤 在混合或乳化操作时，要加入各种物料，难免会带入或残留一些机械杂质，或产生一些絮状物。这些都有直接影响产品外观，所以物料包装前的过滤是必要的。因为虑渣相对来说很少，只需在釜底放料阀后加一个管道过滤器，定期清理即可。 3.4均质化 经过乳化的液体，其乳液稳定性往往较差，最好再经过均质工艺，使乳液中分散相的颗粒更细小，更均匀，得到高度稳定的产品。 3.5排气 在搅拌的作用下，各种物料可以充分混合，但不可避免地将大量气体带入产品。由于搅拌的作用和产品中表面活性剂等的作用，有大量的微小气泡混合在成品中。气泡有不断冲向液面的作用力，可造成溶液稳定性差，包装是计量不准。一般可采用抽真空排气工艺，快速将液体中的气泡排出。 22 3.6稳定 稳定也可称为老化。将物料在老化罐静置贮存数小时，待其性能稳定后再进行包装。形成质量优良产品的最后一道工序对产品的PH、黏度、色泽、 气味、溶解性等指标 做最后的调整。各项理化指标也应做细致的分析检验。一切合格后再是产品通过排气，将料液内混入的空气排除，经过滤后送至包装即为成品。 3.7包装 对于绝大部分的民用洗涤剂都使用塑料瓶小包装。因此，在生产过程的最后一道工序，包装质量是非常重要的，否则将前功尽弃。正规生产应使用灌装机，包装流水线。小批量生产可用高位手工灌装。严格控制灌装量，做好封盖、贴标签、装箱和记载批号、合格证等工作。包装质量与产品内在质量同等重要。 4、设计总结与思考 通过课程设计，能够培养我们综合运用专业知识及相关知识的能力，提高我们工程实践的能力，使我们受到工程师的基本训练，在查阅相关文献、资料收集及研究、工程计算及图纸绘制、设计说明书的撰写等方面的能力得到一定程度的提高，进而为我们的毕业设计打下坚实的基础。 课程设计是结合课本理论知识的付诸实践部分，使我们认识到学习必须脚踏实地的道理，学习要学以致用，而且同时也学到了以前没学过的知识，也加深了对知识结合运用的了解，为自己在今后的岗位上工作积累了相当多的经验。这次课程设计任务时 23 间相对有些紧张，考试占用了一些课程设计的时间，其次对我们来说精细化学品的配方设计相对来说比较陌生，流程图的确定也相对麻烦点。总体看来这次设计的难度不是特别大。课程设计是结合课本理论知识的实践部分，使我们认识到学习必须脚踏实地的道理，学到了以前没学的知识，同时加深了对知识结合运用的了解。也为自己在今后的岗位上工作有了初步的经验。 一、 查资料 查资料也是需要认真细致的筛选的，要提取精华，去其糟粕。这次课程设计中我查资料更加的全面和具体，并有了进一步的提高。其实查资料是很讲究技巧的，也是相对比较灵活的，不单单要找到所需要的资料就行了，重要的是要把资料中相关的内容弄明白，学会，和应用到具体的课程设计中。筛选是很重要的～ 二、 Autocad绘图 在课程设计中尝试用专业绘图软件AutoCAD进行绘图。这个软件我们学过，这次刚好把学过的AutoCAD进行运用即能很好的完成课程设计的绘图任务也能对刚学过的绘图知识进行实战训练可谓一举两得。这次在基本的作图操作基本上没有遇到什么困难，只是在最后把画好的图在绘好图后，在把图按比例放到A4图幅中时遇到了一些困难。在作图过程中不断修改，差漏补缺，直到最后完成整个设计图。 三、 完成设计说明书 这是最后总结性的阶段。需要对前面的进行整理归纳，需要一定的耐心。 耐心、细心、决心——是本次课程设计最大的感受。 此次课程设计过程中还要感谢老师的悉心指导，耐心的讲解 24 我们设计过程中不明白的地方，提供我们相关的资料信息。同时觉得同学间相互帮助非常重要，相互交流可以使我们进步的更快，学的更扎实，团队精神不管在学校还是以后的工作中都是至关重要的。希望在以后的学习或工作中，能有更多的机会从事课程设计。 5、主要参考文献 [1]吴海霞(精细化学品化学(化学工业出版社，2008. [2]程铸生(精细化学品化学(华东理工大学出版社，2003( [3]朱洪法. 精细化工产品配方与制造.金盾出版社，2001 [4]李和平(精细化工工艺学(科学出版社，2007( [5]郑翔龙，林尚鹏(国内外洗衣液市场及技术发展综述.日用化学品科学,2010.05( [6] 黄肖容，徐卡秋(精细化工概论. 化学工业出版社，2008,12 江苏科学技术出版社，2008 [7]李东光. 精细化学品配方. [8]许丹萍，盛赛虹(中国洗衣液市场分析及发展前景(日用化学品科学，2010.05 [9]杨卫国.衣用液体洗涤剂文献综述及配方技术解说.甘肃化工.2003.09 刘国信(液体洗涤剂前景乐观(化工文摘，2002( 3 ):51( 25