機洗餐具洗滌劑技術解析

韓 富

（北京工商大學輕工科學技術學院，北京，100048）

隨著我國經濟結構的調整，服務業在國民經濟中起著越來越重要的作用，餐飲行業是服務業中一個非常重要的組成部分，餐飲業的快速健康發展對餐具的清洗提出了更高的要求，這促進了商業洗碗機的迅速發展。

隨著我國人民生活水平的提高以及現代家庭生活的高節奏，近年來家用洗碗機在我國的銷售量也在迅速提高。家用洗碗機作為現代廚房電器的重要成員，將會成為繼彩電、冰箱、洗衣機、空調之后又一個新的家電消費增長點。

據中國家用電器研究院的檢測數據顯示[1]，相對于傳統的手洗餐具洗滌方式，自動洗碗機在洗凈度、除菌效果和節電、節水性能方面均優于人工手洗。同時還可以節省體力，操作方便。隨著洗碗機制造商不斷地為洗碗機進行升級，許多如消毒、智能手機操控等新功能讓洗碗機成為了更加高性能的應用設備。

無論是家用洗碗機還是商用洗碗機，要使自動洗碗機更好地為家庭或餐飲行業服務，必須使用與其配套的專用洗滌劑。因此隨著洗碗機在餐飲行業中的大量滲透，洗碗劑也將會有更加廣闊的發展前景。

1 洗滌對象

洗碗機要清洗的對象是餐飲具，即盛放、取用食物或飲品直接經口的器具，如盆、碗、餐盤（碟）、湯勺、杯子、刀叉等，主要材質為陶瓷、玻璃、不銹鋼等。

不同的飲食、不同的烹飪方式（煎、煮、蒸、炸、炒等）產生的食物污漬不同，清洗難度也不同。最難清洗的是某些食物在餐飲具上形成的薄膜，這些食物薄膜可能是干涸而附上的，也可能是烘焙而附上的，甚至是燒烤而附上的，從而造成了由碳水化合物、蛋白質和脂質形成的復雜的混合污漬。植物顏料或浸泡茶中的含鞣酸鈣化合物形成的茶垢也是需要注意的問題。此外，從咖啡中來的由多酚類和碳水化合物結合形成的污漬也是相當難清除的[2]。

2 洗滌工藝

自動洗碗機按照洗滌工作原理主要分為4種：葉輪式、波輪式、超聲式和噴淋式。目前市面上90%以上的洗碗機都采用噴淋的清洗方式。

噴淋式洗碗機是依靠洗滌泵經過噴臂噴射出一定壓力的洗滌液，由于噴臂受到噴射水流的反作用力而不斷地沿軸心均勻地反方向轉動，噴臂不斷將帶有洗滌劑或漂洗劑的熱水以一定的壓力由上向下從三維方向均勻密集地噴射到餐具表面，進行強力沖洗。污水經排水泵排出，最后完成餐具的烘干。具體操作過程主要分為以下幾個步驟[3]：

（1）去殘：用適當的工具刮掉餐具表面上的大部分殘渣、污垢；

（2）分類：按餐飲具的類別分別碼放；

（3）預洗：設備對去殘后的餐飲具進行必要預沖洗（處理掉緊密粘結的、干硬固化的醬料、淀粉類污漬等），溫度約為40～50℃；

（4）主洗：按設定的設備條件，對預洗后的餐飲具進行洗滌，主洗的溫度約為55～65℃；

（5）漂洗：也稱催干，對主洗后的餐具表面殘留沖洗干凈，并且使餐具表面不留痕漬，漂洗的溫度約為80～90℃（對于玻璃杯，溫度要降至60～80℃）[4]；

（6）消毒：物理消毒按消毒設備的要求進行，化學品消毒嚴格按照消毒劑的使用說明進行操作。采用洗碗機熱水消毒的，一般控制水溫不低于85℃，接觸時間不少于7 s；

（7）烘干：可以利用催干時的余熱，也可以吹入熱風進行烘干。

有些洗碗機會帶有自來水處理功能，通過離子交換將硬水變為軟水，有助于餐具清洗。

3 自動洗碗機的去污機理

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、加溫水的熱能作用和清洗劑的除油去污作用，這3種作用是相互協同完成的。

這里涉及3種能量：高壓水流產生的機械能、高溫熱水形成的熱能、洗滌劑產生的化學能。另外可能還有洗滌時間，也會對去污效果產生影響。

4 自動洗碗劑的配方

目前市場上洗碗劑的形態主要有洗碗粉、洗碗塊（片）、洗碗液，現在也出現單劑量產品，其中以洗碗粉居多。從洗滌程序來看，有主洗劑、催干劑（沖洗劑、漂洗劑），商業洗碗機專用洗滌劑大多是分開使用，而家用洗碗機中大多數產品為多效合一產品。

自動洗碗劑產品除了必須通過毒理實驗外，對原料中的重金屬、甲醇、甲醛等雜質還要進行嚴格控制，所用原料均須符合食品添加劑的規范。

4.1 主洗劑

主洗劑在洗碗機的主洗程序中添加，主要作用是清洗食物污漬，同時防止污漬再沉積。主洗劑可以是粉、片、液等形態，主要成分包括堿、螯合劑、漂白劑、無機填料（粉劑中需要添加）。

主洗劑一般是強堿性的，用以去除大塊的食物殘渣，并進一步徹底清洗去除油性污漬。

4.1.1 堿性助劑

堿性助劑應水溶性好，且遇水不結塊，有良好的去污能力，可有效去除餐具上的食物渣滓、油脂及其他污漬。

常用的堿性助劑有碳酸鈉、硅酸鈉。碳酸鈉易溶于水，1%水溶液的pH約為11.2，在主洗劑中主要提供堿性，與油污成分中的脂肪發生皂化反應，使其由水不溶性變成水溶性的物質，將其除去。

硅酸鈉，又稱泡花堿，使用時要注意其模數，洗滌中一般用堿性硅酸鈉。硅酸鈉除了可以提供堿性以外，還具有抗污垢再沉積的作用，防止洗去的污漬重新沉積到餐具表面。另外，硅酸鈉還有抗腐蝕作用，可以在金屬、釉、瓷表面上形成單分子膜，能有效防止金屬制件特別是鋁、不銹鋼制件發生腐蝕。尤其是二硅酸鹽能有效防止玻璃在高堿性條件下受侵襲而引起的損傷，導致玻璃表面模糊。

4.1.2 螯合劑

自來水中的硬度離子（主要是鈣鎂離子）對洗滌效果的影響非常大。國內大部分地區自來水硬度比較高，存在大量的鈣鎂離子，這類離子容易形成各種無機或者有機不溶物，如碳酸鈣、硫酸鈣、鈣皂等不溶鹽，附著在餐具上形成水膜或者水痕，影響餐具的清潔度。

在洗滌劑配方中，去除鈣鎂離子最常用的方式是添加螯合劑。在自動洗碗劑中常用的螯合劑有羥基酸類、氨基酸類、丙烯酸類。

羥基酸類主要是檸檬酸鈉，易溶于水，相容性好。螯合能力強，但螯合時間長。氨基酸類最具代表性的是氮川三乙酸（NTA）、乙二胺四乙酸（EDTA）、甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）、谷氨酸二乙酸（GLDA），后兩者的生物降解性和安全性更好。

聚合物類主要是聚丙烯酸鈉或丙烯酸馬來酸共聚物，這類聚合物也常作為軟水劑使用，同時還具有分散、懸浮污垢的作用。這類化合物可通過減緩結晶或減小已有微晶的生長來阻止鈣化合物的沉積和沉淀，從而在合理的配方中能夠確保餐具的清潔、光亮。

4.1.3 漂白劑

食品中常含有很多色素，如蔬菜中的番茄紅素、咖喱中的姜黃素、茶和咖啡中的腐殖酸、紅酒中的單寧等。這些有色污漬會黏附于餐具上，通過普通洗滌的溶解或增溶難于奏效，需要通過漂白劑氧化去除。

洗滌用漂白劑都是氧化劑，這些氧化劑一般分為氧漂（含氧漂白劑）和氯漂（含氯漂白劑）。氧漂主要有雙氧水、過硼酸鈉、過碳酸鈉等，它們溶于熱水，可自行分解，放出活性氧，氧化去除污斑，洗滌之后，還能使被洗物有良好的色澤。氯漂是含氯的氧化劑，餐洗中主要是二氯異氰尿酸鈉，氧化性特強，可有效去除頑漬、色斑，并有很強的消毒殺菌能力。

二氯異氰尿酸鈉溶解度大，穩定性好，在高熱、高濕情況下，有效氯下降也很少。溶于水后很快釋放出次氯酸，是最常用的高效、快速漂白、殺菌劑。

在漂白應用時，過硼酸鈉應在60℃以上才會有顯著效果，過碳酸鈉使用溫度稍低，在45℃左右。為了降低漂白劑的釋氧溫度，常加入漂白活化劑，與漂白劑一起使用，可以激活漂白劑。常用的漂白活化劑有四乙酰乙二胺（TAED）、壬?；交撬徕c（NOBS）。

4.1.4 酶制劑

酶制劑是一種生物催化劑，對其特異底物具有高效催化作用，可以在溫和條件下加快化學反應。酶的最大特點是專一性和高效性，極少量的酶就能起到顯著的效果。

在自動洗碗劑中選用的酶必須是在堿性液體環境下和較高清洗溫度下能保持活性穩定的酶種。常用的是堿性蛋白酶、淀粉酶。

蛋白酶主要去除蛋白污漬，如血、肉、肉汁、蛋黃、牛奶、可可粉等，隨機分解蛋白質的肽鍵，生成可溶性肽、氨基酸。α-淀粉酶主要去除淀粉類污漬，如米飯、面、土豆、燕麥片、稀飯、醬汁等，隨機水解糖鍵形成糊精。

使用酶時應注意，溫度不能太高，堿性不能太強。尤其是不能與含氯漂白劑混用，所有酶都不耐氯漂白劑。

4.2 催干劑

在洗碗機的漂洗程序中添加，主要作用是中和主洗劑中的殘留堿，使餐具表面的殘留污漬漂洗干凈，并促進餐具表面迅速干燥、不留痕漬、杯碟有光澤。一般為液態，主要成分包括低泡表面活性劑、有機酸、增溶劑、水。

4.2.1 表面活性劑

表面活性劑可以迅速降低水的表面張力，有利于洗滌。對于餐飲用的表面活性劑，要對人體安全無毒，同時要有良好的環境指標。在自動洗碗機中使用的表面活性劑需滿足另外兩個特定要求：潤濕性好、低泡。

表面活性劑潤濕性好，可以促使漂洗液快速而均勻地從器皿表面上流下，使水在碗碟表面鋪展而不形成液滴，可避免在不均勻干燥后餐具表面形成斑點和條紋。

表面活性劑本身在洗滌過程中不發泡（低泡），同時可以有效控制殘留的食物污漬（尤其是蛋白質污漬）在洗滌過程中產生的泡沫，使沖洗水壓力保持強勁。洗碗機多采用噴射方式洗滌，泡沫能使泵的效率降低，并使噴射液的水壓減小。另外，泡沫會在餐具上形成不均勻的水膜，干燥后留下水漬或條紋，影響去污效果。這種現象對玻璃器皿尤其明顯。因此，用于催干劑的表面活性劑通常為非離子型低泡表面活性劑。主要有脂肪醇烷氧基化物、封端醇醚、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物（尤其是反式嵌段或無規嵌段）。

當溫度超過表面活性劑的濁點時，可以起到控泡作用。為了平衡潤濕和控泡功效，常常通過兩種以上低泡表面活性劑的復配來實現：具有稍高濁點的表面活性劑作為潤濕劑，而低濁點的表面活性劑主要發揮控泡效果[5]。

4.2.2 增溶劑

增溶劑主要用于提高液體洗滌劑中非離子表面活性劑的溶解度，避免凝膠化。比較常用的是二甲苯磺酸鈉。

4.2.3 有機酸

有機酸可以中和主洗劑中的殘留堿，常用的有檸檬酸、乳酸。另外，檸檬酸還可以螯合水中的鈣鎂離子，使水軟化。

4.2.4 消泡劑

有時候為了進一步降低自動洗碗機中的泡沫，也可以在配方中添加消泡劑。自動洗碗劑中常用的有磷酸二酯、硅油等，其中前者用的更多。

5 展望

隨著自動洗碗機在餐飲行業以及家庭廚房中的快速滲透，與之配套的專用洗碗劑也必須隨之跟上。雖然現在市場上也有很多專用的洗碗劑，但隨著社會的發展，居民對其要求也會越來越高。自動洗碗機專用洗滌劑的發展趨勢可能有如下幾點：①安全性，原料選擇上考慮對人體健康無害和符合環保的要求；②液態化，液態劑型制造工藝簡單，使用方便、溶解迅速、適合機械化洗滌工藝的準確計量；③濃縮化，生產、儲存、運輸過程中節約能源，使用方便；④低堿性，對玻璃表面、敏感瓷釉質餐具不造成損傷；⑤生物制劑，新型酶制劑的引入可以降低氧化劑和強堿的用量并有可能取代之；⑥多效合一，洗滌、軟水、漂洗亮碟等多種功能合一，且與不同餐具材質的相容性都很好。