非離子表面活性劑在洗碗機用粉狀洗滌劑的應用研究

周文杰，梁智坤

（廣州立白企業集團有限公司，廣東 廣州 510170）

家用洗碗機對餐具具有清洗、漂洗、消毒和烘干等功能，能有效減少消費者體力勞動，迎合了國內消費者的需要，但近5年洗碗機在國內增長較為平緩，遠低于發達國家的普及率[1]。原因主要有：國產洗碗機并沒有按照中式餐盤形狀進行改造，導致清洗效果不理想；國內洗碗機專用洗滌劑市場份額小，發展緩慢，且洗碗機洗滌水溫高（40 ℃～60 ℃），洗滌時間長（30 min～60 min），傳統手洗餐具洗滌劑不適用于機洗[2]。筆者選取洗碗機洗滌劑中常見的劑型-粉劑（簡稱“洗碗粉”）為研究對象，以洗凈率為評價指標，探索適合于制備洗碗粉的表面活性劑，促進洗碗機在國內的應用推廣。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS, 99%，廣州立白企業集團有限公司，工業級）、直鏈醇聚氧乙烯醚（9）（AEO9，95%，BASF，工業級）、支鏈醇聚氧乙烯醚（8）（XP80，95%，BASF，工業級）、支鏈醇聚氧乙烯醚（9）（EH9，95%，DOW，工業級）、普朗尼克型嵌段非離子聚合物（PE6800，95%，BASF，工業級）和聚羧酸鹽型聚合物（Acusol 445N，99%，DOW，工業級）。

WQP8-3801-CN型家用全自動洗碗機，美的集團股份有限公司；WXJ-6型立式去污機，武漢科恒工控工程有限責任公司；HC-2151型羅氏泡沫儀，鄭州華創電子分析儀器制造有限公司。

1.2 人工油污制備

參照GB/T 9985-2000制備。將15份小麥粉和7.5份全脂奶粉混合均勻，將15份混合油置燒杯中加熱至50 ℃～60 ℃熔化，將混合均勻的小麥粉和全脂奶粉轉入熔化的混合油中攪拌，再將30份雞蛋液分數次加入燒杯中攪拌均勻，最后向燒杯中加入32.5份水攪拌均勻即得人工油污。

1.3 洗凈率評價

參照GB/T 9985-2000方法。將已完成涂污的污盤或污片置于洗滌架上（4枚污片為一組）并放入立式去污機洗滌30 min，洗滌溫度設置為50 ℃，取4枚污片洗凈率平均值作為該洗碗粉樣品的平均洗凈率。洗凈率計算公式為：

式中，m0為涂污前的載玻片/餐盤質量，g；m1為涂污后的載玻片/餐盤質量，g；m2為洗滌后的載玻片/餐盤質量，g。

實驗時，除了使用上述人工油污，筆者同時收集了廚房抽油煙機盛油器油污和餐館所用餐具實物污垢進行洗凈率測試。測試方法參照GB/T 9985-2000，分別將人工油污、廚房抽油煙機盛油器油污和餐館餐具實物污垢涂于餐盤表面，涂污量為每個盤4 g，放置過夜備用。將已完成涂污的污盤置于洗碗機中，每個洗碗機放置8個盤，選定程序為1小時模式，洗滌過程中不添加漂洗劑，取8個餐盤的洗凈率平均值作為該洗碗粉樣品的平均洗凈率。

2 結果與討論

2.1 表面活性劑復配體系基本性能

對于手洗餐具洗滌劑，一般會復配多種陰離子表面活性劑，主要應用表面活性劑的去油污功效，而機洗專用洗滌劑主要應用表面活性劑滲透、濕潤和分散污垢的功效，同時表面活性劑還需具有低泡性[3]。筆者以陰離子表面活性劑LAS為基礎，復配非離子表面活性劑為AEO9、XP80、EH9和PE6800，考察了不同復配體系表面張力和泡沫性能（見表1），表中表面活性劑復配比為質量比（下同），表面張力及泡沫測試條件：溫度為25 ℃，表面活性劑水溶液質量分數為0.2%。由表1可知，加入非離子表面活性劑能有效降低LAS的泡沫性能，這是由于非離子表面活性劑本身具有低泡性；此外XP80和EH9具有適當的支鏈結構和聚氧丙烯聚合結構，支鏈結構和聚氧丙烯聚合結構可有效降低表面活性劑分子在氣/液界面的吸附密度，使泡沫液膜難以持久，其降低泡沫性能強于AEO9；與PE6800的復配體系泡沫高度最低，推測是因為其分子鏈能與LAS分子形成疏水結合，促進其分子分散于水中或與PE6800分子形成復合物，降低LAS分子在泡沫氣/液界面的吸附，從而抑制泡沫生成；與EH9復配體系表面張力最低，添加EH9能有效提高洗碗粉潤濕和滲透污垢的能力。

表1 復配體系泡沫高度及表面張力Tab.1 Foam height and surface tension of different surfactant systems

續表

2.2 非離子表面活性劑種類對洗凈率的影響

洗碗粉組成（w）：檸檬酸鈉（20%），碳酸鈉（30%），硅酸鈉（30%），EDTA（5%），Acusol 445N（4%），淀粉酶（0.5%），蛋白酶（0.5%），表面活性劑（10%），下同，測試含不同復配體系的洗碗粉對人工油污洗凈率的影響，實驗結果見表2。

表2 非離子表面活性劑種類對洗凈率的影響Tab.2 Effects of different nonionic surfactants on detergency

由表2可知，洗凈率由高到低順序依次為LAS 與EH9復配體系、LAS 與 PE6800復配體系、LAS 與XP80復配體系、LAS 與AEO9復配體系，與降低表面張力能力結果一致。EH9因其支鏈結構，能有效增強洗碗粉對載玻片上污垢的滲透能力。

2.3 非離子表面活性劑用量對洗凈率的影響

根據表2結果，選取洗凈率較好的含EH9/PE6800的復配體系，考察不同復配比對人工油污洗凈率的影響，實驗結果見表3。

表3 非離子表面活性劑用量對洗凈率的影響Tab.3 Effects of the dosage of nonionic surfactants on detergency

由表3可知，洗凈率與非離子表面活性劑的用量成正比關系，洗凈率突變區域為1∶2～1∶3，超過1∶3后，洗凈率上升減緩。考慮成本因素，選擇復配比為1∶3進行實際應用研究。

2.4 實際應用

為了進一步驗證實驗結果，同時對比EH9和PE6800的性能差異，收集2種實際污垢（廚房油污和餐館油污）用于測試，測試采用實際餐盤代替載玻片，市售家用洗碗機代替立式去污機，實驗結果見表4，表中配方A為LAS與 EH9復配體系，配方B為LAS與PE6800復配體系，洗凈率指1次測試中所有污盤洗凈率平均值，餐盤沉積物指污垢被瓦解后在餐盤再沉積形成的沉積物。由表4可知，配方A和配方B洗凈率均強于國外市售產品，且配方B洗凈率強于配方A，與立式去污機測試結果不一致，推測原因為立式去污機測試法，配方泡沫不會干擾攪拌桿，洗碗機清洗測試，配方泡沫會減弱水流的沖刷作用，具有抑泡能力的PE6800比EH9更適合用于洗碗粉配方；餐盤沉積物反映了表面活性劑對污垢的分散性能，由于國外市售洗碗粉產品均不含離子表面活性劑，缺少對污垢的分散能力，故添加LAS的配方更有優勢。

表4 產品實際應用測試Tab.4 Results of application test

3 結論

以LAS為基礎，以降低表面張力能力、泡沫性能、洗凈率和實際清洗效果為評價指標，研究4種不同種類的非離子表面活性劑在洗碗粉中的應用。研究發現PE6800抑沫性較好，能有效增強洗碗機水流沖刷效果，獲得適合于中式餐飲習慣的洗碗機專用粉狀洗滌劑，洗滌效果優于國外產品。