液体洗涤剂的制作 工艺

液体洗涤剂的制作 工艺 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和设备，主要是带搅拌的混合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵和真空泵、计量泵、物料贮罐、加热和冷却设备、过滤设备、包装和灌装设备。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。生产过程的产品质量控制非常重要，主要控制手段是物料质量检验、加料配比和计量、搅拌、加热、降温、过滤、包装等。 原料准备 液体洗涤剂的原料种类多，形态不一，使用时，有的原料需预先熔化，有的需溶解，有的需预混。用量较多的易流动液体原料多采用高位计量槽，或用计量泵输送计量。有些原料需滤去机械杂质，水需进行去离子处理。 混合或乳化 对一般透明或乳状液体洗涤剂，可采用带搅拌的反应釜进行混合，一般选用带夹套的反应釜。可调节转速，可加热或冷却。 对较高档的产品，如香波、浴液等，则可采用乳化机配制。乳化机又分真空乳化机和普通乳化机。真空乳化机制得的产品气泡少，膏体细腻，稳定性好。大部分液体洗涤剂是制成均相透明混合溶液，也可制成乳状液。但是不论是混合，还是乳化，都离不开搅拌，只有通过搅拌操作才能使多种物料互相混溶成为一体，把所有成分溶解或分散在溶液中。可见搅拌器的选择是十分重要的。一般液体洗涤剂的生产设备仅需要带有加热和冷却用的夹套并配有适当的搅拌配料锅即可。液体洗涤剂的主要原料是极易产生泡沫的面活性剂，因此加料的液面必须没过搅拌桨叶，以避免过多的空气混人。 混合 液体洗涤剂的配制过程以混合为主，但各种类型的液体洗涤剂有不同的特点，一般有两种配制方法:一是冷混法，二是热混法。 冷混法 首先将去离子水加人混合锅中，然后将表面活性剂溶解于水中，再加人其他助洗剂，待形成均匀溶液后，。就可加人其他成分如香料、色素、防腐剂、络合剂等。最后用柠檬酸或其他酸类调节至所需的pH值，黏度用无机盐(氯化钠或氯化铵)来调整。若遇到加香料后不能完全溶解、可先将它同少量助洗剂混 合后，再投人溶液。或者使用香料增溶剂来解决。冷混法适用于不含蜡状固体或难溶物质的配方 热混法 当配方中含有蜡状固体或难溶物质时，如珠光或乳浊制品等，一般采用热混法。首先将表面活性剂溶解于热水或冷水中，在不断搅拌下加热到70?，然后加人要溶解的固体原料，继续搅拌，直到溶液呈透明为止。当温度下降至25?左右时，加色素、香料和防腐剂等。pH值的调节和黏度的调节一般都应在较低的温度下进行。采用热混法，温度不宜过高(一般不超过70?),以免配方中的某些成分遭到破坏。 在各种液体洗涤剂制备过程中，除上述一般工艺外，还应注意如下问题: 高浓度表面活性剂(如AES等)的溶解，必须把它慢慢加人水中，而不是把水加让水加入到表面活性剂中，否则会形成黏性极大的团状物，导致溶解困难。适当加热可加速溶解。 水溶性高分子物质如调理剂JR-400、阳离子瓜尔胶等，大都是固体粉末或颗粒，它们虽然溶于水，但溶解速度很慢，传统的制备工艺是长期浸泡或加热浸泡，造成能量消耗大，设备利用率低。某些天然产品还会在此期间变质。新的制备工艺是在高分子粉料中加入适量甘油，它能快速渗透使粉料溶解，在甘油存在下，将高分子物质加入水相，室温搅拌15min，即可彻底溶解。如若加热，则溶解更快。当然，加入其他助溶剂也可收到相同的效果。 乳化在液体洗涤剂生产中，乳化技术相当重要。一部分民用液体洗涤剂中希望加入一些不溶于水的添加剂以增加产品的功能。一些高档次的液体洗涤剂希望制成彩色乳浊液以满足顾客喜爱，一部分工业液体洗涤剂必须制成乳浊液才能使其功能性成分均匀分散在水中。因此，只有通过乳化工艺才能生产出合格的乳化型产品。在液体洗涤剂生产中，无论是配方还是复配工艺，以及生产设备，乳化型产品的最高，工艺也最复杂。液体洗涤剂配制过程中的乳化操作，长期以来是依靠经验，经过逐步充实理论，正在定向依靠理论指导。因此它是一门经验科学或称实验科学。在实际工作中，仍然有赖于操作者的经验。 ?乳化方法乳化工艺除乳化剂选择外，还包括适宜的乳化方法，如乳化剂的添加方法，油相和水相添加方法以及乳化温度等。. 转相乳化法这是一种非常方便而且应用广泛的乳化方法。假如要制备o/w型乳状则可将加有乳化剂的油类加热，制成液体状，然后一边搅拌，一边徐徐加人热水。加人的热水，开始分散成细小的颗粒，首先形成W/O型乳化液。，然后按上述方法继续加水，随着水量增加乳状液渐渐变稠，而且黏度又急剧下降，当水量加完60%之后，即发生转相，形成o/w乳液，余下的水可快速加入。在这个过程中应充分进行搅拌，在转相时，油相则很快分散成又细又均匀的粒子。一旦转相结束，再强有力的搅拌也不会使分散相粒子再变小。所以，转相乳化法要充分理解转相原理并认真操作。 自然乳化法将乳化剂加人油相中，混匀后一起投人水中，油就会自然乳化分散，再加上良好的搅拌，则乳化得更好。像矿物油之类容易流动的液体，时常采用这种作法。自然乳化是由于水的微滴进人油中并形成通道，然后将油分散开来。如果使高黏度的油能够自然乳化，则应在较高温度(40-60?)下进行。使用多元醇醋类乳化剂不容易实现自然乳化。 机械强制乳化法均化器和胶体磨都是用于强制乳化的机械，这类机器用相当大的剪切力将被乳化物撕成很细很匀的粒，形成稳定的乳化体。所以用上述转相法和自然乳化法不能制备的乳化体，采用机械强制乳化法就能很好地制出合格的产品。反之，用自然乳化法可完成的乳化过程，没有必要也不适宜采用机械乳化法。现代科学技术的进步，已发明许多种用于强制乳化的机械。 乳化工艺流程 国内外大部分乳化工艺仍然采用间歇式操作方法，以便控制产品的质量，方便更换产品，适应性强。但间歇操作方法的辅助时间较长，操作比较繁琐，设备利用率低。只有每年上万吨规模的生产装置可推荐采用连续化生产方式。间歇式通用乳化流程是将油相和水相分别加热到一定温度，然后按一定顺序分别投入搅拌釜中，保温搅拌一定时间，再逐步冷却至60?以下，加入香精等热敏性物料，继续搅拌至50?左右，放料包装即可。连续式乳化工艺是将预先加热的各种物料分别由计量泵打人带搅拌的乳化器中，原料在乳化器中滞留一定时间后溢流到换热器中，快速冷却至60?以下，然后流入加香罐中，同时将香 精由计量泵加入，最终产品由加香罐中放出，整个工艺为连续化操作。半连续化工艺是乳化工段为间歇式、而加香操作为连续进行。对于难乳化的物料，一般可以采用两次加压机械乳化。而自然乳化和转相乳化只在一个带搅拌的乳化釜中就能完成。具体工艺条件视不同物料和质量要求而定。 调整 在各种液体洗涤剂制备工艺中，除上述已经介绍的一般工艺和设备外，还 等，有必有一些典型的工艺问题，如加香、加色、调黏度、调透明度、调pH值要分别叙述，便于实际操作者参考。 加香许多液体洗涤剂都要在配制工艺后期进行加香，以提高产品的档次。洗发香波类、沐浴液类、厕所清洗剂等一般都要加香。个别织物清洗剂、一餐具清洗剂和其他液体洗涤剂有时也要加香。 香精的选择: 首先应根据产品的特点和档次选择适宜的香型。一般来说，洗涤用品的加香，选择香型的范围很宽香型主要是化妆用香精的香型，常用的如茉莉、玫瑰、檀香、馥奇、力士、白兰、桂花、桅子、风信子、香石竹、熏衣草等，现代又流行一些所谓清香、草香、幻想型，还有的使用果香香精。总的来说，可供选择的香型是多种多样的。香型选择时还应结合产品用途、色调等综合考虑。另外，应考虑香精的档次，这与成本、效益直接有关，高级产品选高档香精，香精用量也应匹配。根据不同产品用途和档次，香精用量少至0.5%以下，多至2.5%不等。选择香精时还要考虑加香产品的性质。一般化妆皂用香精都能适用于液体洗涤剂。产品碱性特点，应与香精不发生任何化学反应，互相稳定。酸性洗涤剂应考虑选择相适应的香精。 加香工艺 一般来说，各种香精都是把高级芳香油用稀释剂冲淡到适宜浓度，使它有最佳的芳香效果，同时用定香剂来改善香气和稳定香型。可见，在液体洗涤剂中加入香精，要有几个必备条件。其中温度非常重要。在较高温度下加香(或使用)会使香精中的稀释剂(多用乙醇)大量挥发，造成香精流失，同时也会因高温 化学变化，使香精变质。所以一般应在较低温度下加香，至少在50?以下加香为宜。含有稀释剂的香精加人量本来就少，如果一旦不能混合均匀，香精就不能充分发挥效力。所以加香应在工艺的最后，将香精直接放到液体洗涤剂溶液中。有时将香精用乙醇稀释后才加入产品中，都是为了同一个目标。最近新出现一类水溶性化妆皂用香精。香精本身就是将香精油通过乳化分散在水溶液中，使用时可方便地加入液体洗涤剂。洗发香波中经常使用这类水溶性香精。 加色 液体洗涤剂虽然是实用型商品，但使用者首先是根据视觉来判断对产品的选购与否。产品的色泽是物质对各种波长光线的吸收、反射等反映到视觉上的综合现象。色素包括颜料、染料及折光剂等。这些物质大都不溶于水，部分染料能溶于指定溶剂。一般色素对光、酸、碱具有选择性。主要涉及其稳定性。 染料的选择 液体洗涤剂一般只选用染料使产品着色。个别不透明产品也选用颜料(不溶性，具有良好遮盖力)。一般染料也不溶于水，而是通过指定的溶剂(如乙醇、四氯化碳等)溶解后再使产品着色。中低档液体洗涤剂选用有机合成染料即可，主要是从价格考虑。如果选择无机染料，应对产品质量严格控制，尤其是铅、砷含量。一些中高档个人卫生用液体洗涤剂，如洗发香波和沐浴液产品可选用天然色素，这主要是为满足人们回归大自然的心态。这类色素对水和溶剂有良好的溶解性。在一般情况下，天然色素配以相应的香精，使产品的色香协调一致。有的还添加相应的营养物质，使产品犹如天然所生。一如现在流行的黄瓜香波、苹果香波、柠檬香波等，都是根据这一思路设计的。 加色工艺 :对于大多数液体洗涤剂，色素的用量都应在千分之几的范围甚至更少。因为这种加色只是使产品更加美观，而不是洗涤后使被洗物着色。因此，不应将液体洗涤剂的色调调配得太浓太深。尤其是透明产品，必须保持产品应有的透明度。切忌加色液体洗涤剂使被洗物着色。应选择对液体洗涤剂中某些成分有较好溶解性的色素，这样就可以将选定的色素预先与这种成分溶混在一起，然后再进行液体洗涤剂的复配。如果这种染料能溶于水，加色工艺最简单。譬如 色素易溶于乙醇，即可在配方设计时加乙醇，将色素溶解后再加人水中。有些色素在脂肪酸存在下有较好溶解性，则应将色素、脂肪酸同时溶混后配料。实际上，液体洗涤剂中有各种表面活性剂成分，用它来分散微量染料是很容易的。尤其是乳化产品，在乳化过程中，微量染料通过乳化就很容易分散在产品中。 珠光剂的使用 液体洗涤剂中，部分产品希望制成外观非常漂亮的乳状液，并加入珠光剂。在现代消费者眼中，具有珍珠光泽的乳状香波是高档产品的象征。加入珠光颜料是制备这种多彩产品的一种方法。可供选择的珠光颜料有天然鱼鳞片、氯氧化铋、云母。由于云母的许多优点，在云母的基础上发展了一系列的新型珠光颜料。近年开发出的一种有机合成珠光剂-硬脂酸乙二醇酯，可用于高级液体洗涤剂、洗发、护发产品，珠光效果好，在产品中分散性好、稳定性好。产品为浅黄色片状物，使用时可预先溶解在乙醇中，在产品制备后期加入并控制一定温度。由于这种珠光剂不同于上述珠光颜料，如果加人温度和程度不合适，珠光效果就不明显。这种珠光剂加人量为1%-10%即可。 加人色素应注意事项 各种色素加人液体洗涤剂产品中，最终得到的色彩效果是一种综合指标，其实验性很强。不同组分对色素配合后光反射效果不同，即要发生色彩、色度、色调的变化。不同工艺条件，其色彩效果也不同。因此，强调主体配方确定后，还应将加色素工艺条件进行试验、定型。否则，效果不好。 水溶性高分子物质的使用 液体洗涤剂各类产品中，加人水溶性高分子物质，主要目的是作增稠剂、乳化剂，以及作为调理剂和营养剂。由于作用不同，选用条件和用量也不尽相同。 原料选用条件 水溶性高分子物质有天然的(如植物胶和动物胶)、半天然的(多糖类衍生物)和合成的高分子聚合物。现代液体洗涤剂，已经有洗涤和调理作用并重，尽量将多种功能集中于一种产品的趋向。如出现的柔软洗衣剂，二合一洗发调理香 波等。这就要求选择一种具有调理作用的水溶性高分子物质。具有代表性的是阳离子聚合物。其特点是可在纤维上形成一层完整的保护膜，既可起保护作用，又可起滋润作用、柔软调理作用。另外如高分子的水解蛋白(如头发的水解产物)，可以对头发有修补、滋养作用。这类物质的加入，可以增加产品功能，还可以提高产品档次。 添加工艺 水溶性高分子物质大都是固体粉末或颗粒。它们虽然溶于水，但溶解速度很慢，造成能量消耗大，设备利用率低。某些天然产品还会在此期间变质。传统的制备工艺是长期浸泡或加热浸泡。最近提出一种水溶性高分子物质的快速溶解法。即在高分子粉料中加人适量甘油，它能快速渗透使粉料溶解，在有甘油存在下，将高分子物质加入水相，室温搅拌15min，即可彻底溶解。如若加热，则溶解更快。当然，加入其他助溶剂亦可收到相同的效果。 产品黏度的调整 液体洗涤剂都应有适当的黏度。为满足这一要求除选择合适的表面活性剂等主要组分外，一般都要使用专门调整黏度的组分-增稠剂。 增稠剂选择 大部分液体洗涤剂配方中，都加有烷基醇酰胺，它不但可以控制产品的黏度，还兼有发泡和稳泡作用，它是液体洗涤剂中不可缺少的活性组分。对于一些乳化产品，可以加人亲水性高分子物质，天然的或合成的都可以使用。不但可以作为增稠剂，还是良好的乳化剂。但是同时应考虑与其他组分的相容性。对于一般的液体洗涤剂，加人氯化钠(或氯化按)等电解质，可以显著地增加洗涤剂的戮度，乳化型香波，还可以加入聚乙二醇酯类。聚乙二醇(相对分子质量为(400一1000)脂肪酸度是很好黏结剂、增稠剂和乳化剂。肥皂型产品〔即以脂肪酸钠(钾)为主要活性物的液体洗涤剂〕一般都有较高的黏度，如果加入长链脂肪酸，可以进一步提高产品黏度、当然也有希望低黏度的产品，可以加人稀释剂，如酒精、二甲苯磺酸等。反过来说，要求较高黏度的产品，配方中尽可能不加或少加酒精和二甲苯磺酸等。为了提高产品的黏度，尽量选择非离子表面活性剂作为活性物成分。 增稠工艺调整 液体洗涤剂的黏度是产品制备中的一项主要工艺。尤其是现代液体洗涤剂，活性物不断降低，添加的水(溶剂)越来越多，产品自身的黏度也必然下降。因此，加入增稠剂更为必要。首先要选择有利于增加产品黏度的配方物。根据产品设计要求，确定活性物的最低含量下，选择一些有利于增稠的活性物。在这里首先应考虑到的是脂肪酸皂和非离子表面活性剂，一般都要选用一些烷基醇酰胺。对于透明型产品，加入胶质，有机增厚剂或无机盐类，控制产品的黏度和乳浊点应同时考虑。控制乳浊点首先要选用浊点较高的活性物或在低温下溶解度较大的活性物。一般来说，用氯化钠，氯化铵前后调节产品黏度是很方便的，加人量1%-4%，边加边搅拌，不能过多。 乳化型产品的增稠 相对来说，乳化型产品的增稠比透明产品增稠更容易一些。最常用的增稠剂是合成的水溶性高分子化合物，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等，一些天然胶逐步被合成产品代替。这类产品希望混浊，但不能太厚，流动性太差不便使用。常用高碳醇如脂蜡醇、鲸蜡醇、高级酸如山嵛酸等，硬脂酸或棕榈酸的丙二醇(或甘油)酯也是良好的乳浊剂，食盐和硫酸钠的加入只要合适(加入浓度刚好使皂和洗涤剂盐析，但不形成凝胶而分离)，也起乳浊作用。硬脂酸镁和硅酸镁也被用作乳浊剂。 pH值的调节 在配制液体洗涤剂时，大部分活性物呈碱性。一些重垢型液体洗涤剂是高碱性的，而轻垢型碱性较低，个别产品如高档洗发香波、沐浴液及其他一些产品，要求具有酸性。因此，液体洗涤剂配制工艺中，调整pH值带有共性。 缓冲剂的选择 pH调节剂一般称为缓冲剂。主要是一些酸和酸性盐，如硼酸钠、柠檬酸、酒石酸、磷酸和磷酸氢二钠，还有某些磺酸类都可以作为缓冲剂。选择原则主要是成本和产品性能。将主要成分按工艺条件混配后，作为液体洗涤剂的基料，测定其pH值，估算缓冲剂加入量，然后投入，搅拌均匀，再测pH值。未达到 要求时再补加，就这样逐步逼近，直到满意为止。对于一定容量的设备或加料量，测定pH值后可以凭经验估算缓冲剂用量，指导生产。 注意事项 液体洗涤剂pH值都有一个范围，没有定数。再说pH值的测定要十分准确也是困难的，即便使用玻璃电极来测定也是如此。重垢液体洗涤剂及脂肪酸钠为主的产品，pH=9-10最有效，其他液体洗涤剂(以各种表面活性剂复配的产品)pH值在6-9为宜。洗发和沐浴产品的pH值最好为中性或偏酸性，pH值为5.5-8为好。有特殊要求的产品应单独设计。另外，产品配制后立即测定pH值并不完全真实，长期贮存后产品pH值将发生明显变化，这些在控制生产时都应考虑到。 后处理过程 过滤从配制设备中制得的洗涤剂在包装前需滤去机械杂质。 均质老化经过乳化的液体，其稳定性往往较差，如果再经过均质工艺，.使乳液中分散相中的颗粒更细小，更均匀，则产品更稳定。均质或搅拌混合的制品，放在贮罐中静置老化几小时，待其性能稳定后再进行包装。 脱气由于搅拌作用和产品中表面活性剂的作用，有大量气泡混于成品中，造成产品不均匀，性能及贮存稳定性变差，包装计量不准确。可采用真空脱气工艺，快速将产品中的气泡排出。. 灌装 对于绝大部分液体洗涤剂，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槽手工灌装。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。.袋装产品通常应使用灌装机灌装封口。包装质量与产品内在质量同等重要。 产品质量控制- 液体洗涤剂产品质量控制要强调生产现场管理，确定几个质量控制点，找出关键工序，层层把关。首先把好原料关,对于不符合要求的原料应不进入生产过程，或者调整配方，保证产品质量。检验时至少要分批抽样。关键工序是配料工段。应严格按配比和顺序投料。计量要准确，温度、搅拌条件和时间等工艺操作要严格，中间取样分析要及时、准确。成品包装前取样检测是最后一道关口，不符合产品绝不灌装出厂。 特别声明: 1:资料来源于互联网，版权归属原作者 2:资料内容属于网络意见，与本账号立场无关 3:如有侵权，请告知，立即删除。