家用機洗餐具洗滌劑的技術現狀及趨勢

丁建華 云田田 曾祥軍 王冰冰

（濰坊市洗滌劑工程技術研究中心，山東濰坊，261031）

家用自動洗碗機使用方便，具有清潔力高、節水的優點，可以代替雙手清洗餐具，讓人們可以節省更多的時間陪伴家人。自動洗碗機清洗過程溫度高、時間長，餐具清潔的過程同時伴隨著消毒除菌，餐具洗完后還可以暫時存放在洗碗機中，這些都成為人們選擇自動洗碗機的理由。近幾年來，家用自動洗碗機市場呈爆發性增長[1]，與之配套的洗滌劑、光亮漂洗劑、軟水鹽等耗材的市場發展也非常迅速。

洗碗機可以分為臺式、嵌入式、獨嵌兩用、水槽式、抽屜式等品類，洗碗機將重油污清洗、快速洗、烘干等作為主要技術升級方向，未來將更智能、更節能、更健康[2]。洗碗機技術升級多元化對配套的洗滌劑提出了更高的要求，另外我國的飲食文化與歐美國家存在著較大差異[3]，如烹飪方式及餐具的多樣化、飲食偏油膩等，也需要研究有針對性的配套用的洗滌劑。

1 家用機洗餐具洗滌劑的劑型

機洗餐具用洗滌劑，是自動洗碗機必須使用的耗材，按劑型可以分為洗碗粉、洗碗塊（片）、洗碗液、洗碗凝膠（Gel）、洗碗凝珠等。上述洗滌劑中，洗碗粉上市的時間最久，市場占有率最高，消費者可以根據洗碗機容量、餐具的數量、污垢的多少自主選擇使用量。洗碗塊是市場增速最快的家用機洗餐具洗滌劑品種，使用水溶膜或者塑料袋進行獨立包裝，其優點是使用方便，運輸和攜帶方便。洗碗液和洗碗凝膠配方相似，只是流變性能有所差異，優點是溶解速度快，洗滌后餐具不會出現白色殘留。洗碗液和洗碗凝膠在配方設計時，需充分考慮表面活性劑與助劑的相容性，以免產品在儲存過程中出現絮凝、沉淀、分層等質量問題。洗碗凝珠是多效合一的產品，既能解決投放計量問題，又可以將多腔或多劑型原料復合在一個凝珠里，解決洗碗液或洗碗凝膠中有些助劑例如活性氧助劑無法添加的問題。

2 家用機洗餐具洗滌劑的配方組成

洗碗機清洗去除餐具上的污垢主要是憑借強勁的水流在三維立體空間產生的噴射作用、溫水的熱能作用和清洗劑的除油去污作用，這3種作用相互協同完成[4]。家用機洗餐具洗滌劑的配方組成一般含有表面活性劑、助洗劑（螯合劑和分散劑）、堿性助劑、漂白氧化劑、酶、填充料和其他功能助劑等，液體產品可能還需要加入增溶劑和流變增稠劑，這些原料組合在一起，共同發揮清洗劑在洗碗機工作中的除油去污作用。GB 14930.1-2015《食品安全國家標準 洗滌劑》[5]中規定：“食品用洗滌劑是指用于洗滌和清潔食品、餐飲具以及接觸食品的工具和設備、容器和食品包裝材料的物質”，因此機洗用餐具洗滌劑屬于食品用洗滌劑，所用的原料必須符合GB14930.1的相關規定。

2.1 表面活性劑

表面活性劑在機洗餐具洗滌劑中發揮潤濕、乳化、分散等作用，由于洗碗機使用高壓水流清洗污垢，洗碗機使用的專用洗滌劑必須是超低泡產品，因此傳統洗滌劑常用的LAS、AES、CAB、AEO9等表面活性劑不適合在機洗餐具洗滌劑中使用。機洗餐具洗滌劑常用的表面活性劑有低泡脂肪醇烷氧基化合物、EO-PO嵌段聚醚、烷基封端醇醚等非離子表面活性劑，這類表面活性劑濁點較低，具有較低的表面張力和較好的潤濕力，在洗碗機工作溫度時具有較低的泡沫，除了分散污垢外，還能降低洗后餐具上的水印殘留。

2.2 助洗劑

同其他類型的洗滌劑一樣，助洗劑在機洗餐具用洗滌劑中也必不可少，助洗劑包括螯合劑和分散劑。螯合劑的作用是與金屬離子（如Ca2+、Mg2+、Fe3+）等結合，使水軟化，機洗餐具用洗滌劑常用的含磷螯合劑有三聚磷酸鈉、羥基乙叉二膦酸四鈉（HEDP-4Na），無磷螯合劑有乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）、氮川三乙酸三鈉（NTA-3Na）、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、亞氨基二琥珀酸四鈉（IDS-4Na）、甲基甘氨酸二乙酸鈉（MGDA-3Na）、谷氨酸二乙酸四鈉（GLDA-4Na）等。分散劑主要為丙烯酸類的高分子聚合物如聚丙烯酸鈉、馬來酸丙烯酸共聚物鈉鹽等，聚合物可以將已經洗掉的污垢分散在水中，防止再沉積，還可以抑制結垢，阻止碳酸鈣結晶生長。為方便使用，粉體和固體產品可選擇粉末狀聚合物產品，液體和凝膠產品可選擇液體聚合物產品。螯合劑、分散劑和低泡表面活性劑配合使用，可以提高餐具洗滌后的潔凈度，避免污垢在餐具表面和洗碗機內壁形成白色斑點或者不透明膜。

2.3 堿性助劑

機洗餐具用洗滌劑的堿性助劑具備pH緩沖能力，可以使洗滌過程保持堿性環境，提供皂化或乳化油脂的能力。常用的堿性助劑有碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、層狀結晶二硅酸鈉、偏硅酸鈉等，其中層狀結晶二硅酸鈉是一種新型的洗滌劑助劑，它可以提供堿度，具備優良的鈣鎂離子交換能力，軟化水質能力很強，對表面活性劑有很好的吸附能力，具有一定的分散性能，可以提高過碳酸鈉的儲存穩定性[6]，非常適合應用于洗碗粉或者洗碗塊中。

2.4 氧化漂白劑

機洗餐具洗滌劑的氧化漂白劑有氯漂劑和氧漂劑，主要作用是去除餐具上的茶漬、果漬、咖啡漬、紅酒漬、火鍋漬等有色污漬，還具有一定的殺菌消毒作用。近年來洗碗粉或洗碗塊常用的氧化漂白劑主要是含氧漂白劑如過碳酸鈉或過硼酸鈉，如果復配四乙酰乙二胺（TAED）、壬酰基苯磺酸鈉（NOBS）等活化劑[7]效果更佳。由于過氧化物在堿性液體條件下穩定性差，液體劑型主要采用次氯酸鹽做氧化漂白劑[8]。但是不管什么劑型產品加入漂白劑，產品設計時要進行穩定性的測試，充分考慮氧化漂白劑出現分解后的產物對包裝物的影響，避免出現脹瓶、脹袋等質量問題。

2.5 酶制劑

日常生活中，餐飲具上有一些污垢，例如蒸雞蛋漬、蛋糕漬、碎肉漬、土豆泥漬、米飯漬等很難被表面活性劑和助劑洗掉，需要在配方中加入針對蛋白污漬和淀粉污漬的蛋白酶和淀粉酶，蛋白酶、淀粉酶和表面活性劑之間具有較好的協同作用，復配后可以大大提高對蛋白污漬和淀粉污漬的去污效果。然而需要注意，大部分的機洗餐具用洗滌劑是堿性的，而且洗碗機的洗滌過程溫度較高，因此機洗餐具洗滌劑中酶的使用要考慮耐堿性和耐溫性能，液體型產品還需要考慮長期儲存的酶活穩定性。

2.6 其他助劑

使用洗碗機長久清洗玻璃餐具，玻璃餐具會出現劃痕、暗淡、渾濁，在配方中加入玻璃保護劑如鉍化合物、鋅化合物、聚乙烯亞胺、硅酸鹽等助劑可減輕洗滌過程中的玻璃腐蝕[9-10]。

很多低泡非離子表面活性劑的耐鹽耐堿性能一般，液體產品配方里的聚合物、螯合劑、堿性助劑等可能影響這類表面活性劑在水中的溶解性能，可以在配方中加入異丙基苯磺酸鈉、二甲苯磺酸鈉等增溶劑來提高表面活性劑和洗滌助劑的相容性。為了方便消費者將洗碗劑添加到洗碗機內，往往將液體洗碗劑制成黏稠型或者凝膠型，可選取丙烯酸聚合物、硅酸鎂鋁、纖維素、卡拉膠中的一種進行流變調節[11]。

3 機洗餐具用洗滌劑發展趨勢

3.1 劑型發展趨勢

在物聯網時代，智能化是洗碗機發展的重要趨勢，洗碗機的智能化方向包括液態洗滌劑智能投放、自動匹配洗碗程序、物聯網遠程控制等方面[2]，液態洗滌劑相對于粉體和塊狀產品，具有流動性，方便設備自動計量和智能投放，將是未來重要的發展方向之一。洗碗凝珠類似于洗衣凝珠，是一種新型的機洗用餐具洗滌劑，它采用水溶膜包裹，可以將不同功能的表面活性劑或助劑放置于同一腔或者不同腔的凝珠單元里，實現多效合一的功能，這種產品計量準確，不易灑，不會污染手和洗碗機，未來也會成為洗碗機洗滌劑重要的發展方向。另外，某些小型洗碗機不帶軟水裝置，無法配套軟水鹽和光亮劑使用，消費者在使用洗碗粉或洗碗塊時，洗后的餐具上可能會出現白色殘留物或者斑點水印，針對這種問題，亟需廠家研發具備軟水、預防水垢、清潔、光亮等功能于一身的多效合一產品。

3.2 配方和原料的發展趨勢

節能、節水、節時將是未來洗碗機程序設計的重要方向，這給洗碗機耗材的升級提出了更高的要求，濃縮洗滌劑是當今洗滌劑研究和市場開發的重要趨勢，也是家用機洗餐具洗滌劑的發展趨勢，濃縮產品具有有效含量高、節約包材、占用庫存低、運輸成本低的優點，機洗餐具洗滌劑未來將在降低填料含量、提高配方中有效物質含量、降低產品泡沫等方面進行升級。

近年來，商家們為了讓洗碗機功能更多樣，推出了具有果蔬洗滌功能的洗碗機，相比于傳統的洗碗機，這樣的產品功能變得更強大，更受到人們的歡迎[12]。市售的手洗餐具用洗滌劑可以用來清洗果蔬，類似于這一功能，具有果蔬清洗功能的機洗餐具洗滌劑也是未來的發展方向。

隨著社會環保意識的增強，人們對洗滌劑原料的綠色化提出了更高的需求。傳統螯合劑三聚磷酸鈉會造成湖泊江河的富營養化，已經逐漸被棄用，而EDTA也被認為對環境不友好[13]。GB/T 32163.1-2015《生態設計產品規范 第1部分：家用洗滌劑》[14]中規定，合成洗滌劑或液體洗滌劑申報綠色設計產品時，配方中不得含有NTA、含氯消毒劑。綜上，未來對環境和人體友好的綠色螯合劑將會受到歡迎，IDS、MGDA、GLDA等是新型的氨基酸基螯合劑，有很強的螯合金屬離子的能力和良好的溶解性，易生物降解且符合綠色化學的發展要求[15-16]，將在機洗餐具用洗滌劑中得到越來越多的應用。

4 結語

新型冠狀病毒肺炎疫情爆發以后，人們對具備殺菌消毒功能的產品重視程度越來越高，洗碗機正好迎合人們對餐具殺菌消毒的需求，家用機洗餐具用洗滌劑在洗滌劑中雖然屬于小類產品，市場占比不高，但是隨著人們生活水平的提高和對健康衛生的需求，相信未來家用機洗餐具用洗滌劑將伴隨洗碗機走進越來越多的家庭，研發智能添加、綠色環保、多效合一、方便使用的產品將是業內工作者研究的重點。