非离子表面活性剂在洗碗机用粉状洗涤剂的应用研究

周文杰，梁智坤

（广州立白企业集团有限公司，广东 广州 510170）

家用洗碗机对餐具具有清洗、漂洗、消毒和烘干等功能，能有效减少消费者体力劳动，迎合了国内消费者的需要，但近5年洗碗机在国内增长较为平缓，远低于发达国家的普及率[1]。原因主要有：国产洗碗机并没有按照中式餐盘形状进行改造，导致清洗效果不理想；国内洗碗机专用洗涤剂市场份额小，发展缓慢，且洗碗机洗涤水温高（40 ℃～60 ℃），洗涤时间长（30 min～60 min），传统手洗餐具洗涤剂不适用于机洗[2]。笔者选取洗碗机洗涤剂中常见的剂型-粉剂（简称“洗碗粉”）为研究对象，以洗净率为评价指标，探索适合于制备洗碗粉的表面活性剂，促进洗碗机在国内的应用推广。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

直链烷基苯磺酸钠（LAS, 99%，广州立白企业集团有限公司，工业级）、直链醇聚氧乙烯醚（9）（AEO9，95%，BASF，工业级）、支链醇聚氧乙烯醚（8）（XP80，95%，BASF，工业级）、支链醇聚氧乙烯醚（9）（EH9，95%，DOW，工业级）、普朗尼克型嵌段非离子聚合物（PE6800，95%，BASF，工业级）和聚羧酸盐型聚合物（Acusol 445N，99%，DOW，工业级）。

WQP8-3801-CN型家用全自动洗碗机，美的集团股份有限公司；WXJ-6型立式去污机，武汉科恒工控工程有限责任公司；HC-2151型罗氏泡沫仪，郑州华创电子分析仪器制造有限公司。

1.2 人工油污制备

参照GB/T 9985-2000制备。将15份小麦粉和7.5份全脂奶粉混合均匀，将15份混合油置烧杯中加热至50 ℃～60 ℃熔化，将混合均匀的小麦粉和全脂奶粉转入熔化的混合油中搅拌，再将30份鸡蛋液分数次加入烧杯中搅拌均匀，最后向烧杯中加入32.5份水搅拌均匀即得人工油污。

1.3 洗净率评价

参照GB/T 9985-2000方法。将已完成涂污的污盘或污片置于洗涤架上（4枚污片为一组）并放入立式去污机洗涤30 min，洗涤温度设置为50 ℃，取4枚污片洗净率平均值作为该洗碗粉样品的平均洗净率。洗净率计算公式为：

式中，m0为涂污前的载玻片/餐盘质量，g；m1为涂污后的载玻片/餐盘质量，g；m2为洗涤后的载玻片/餐盘质量，g。

实验时，除了使用上述人工油污，笔者同时收集了厨房抽油烟机盛油器油污和餐馆所用餐具实物污垢进行洗净率测试。测试方法参照GB/T 9985-2000，分别将人工油污、厨房抽油烟机盛油器油污和餐馆餐具实物污垢涂于餐盘表面，涂污量为每个盘4 g，放置过夜备用。将已完成涂污的污盘置于洗碗机中，每个洗碗机放置8个盘，选定程序为1小时模式，洗涤过程中不添加漂洗剂，取8个餐盘的洗净率平均值作为该洗碗粉样品的平均洗净率。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂复配体系基本性能

对于手洗餐具洗涤剂，一般会复配多种阴离子表面活性剂，主要应用表面活性剂的去油污功效，而机洗专用洗涤剂主要应用表面活性剂渗透、湿润和分散污垢的功效，同时表面活性剂还需具有低泡性[3]。笔者以阴离子表面活性剂LAS为基础，复配非离子表面活性剂为AEO9、XP80、EH9和PE6800，考察了不同复配体系表面张力和泡沫性能（见表1），表中表面活性剂复配比为质量比（下同），表面张力及泡沫测试条件：温度为25 ℃，表面活性剂水溶液质量分数为0.2%。由表1可知，加入非离子表面活性剂能有效降低LAS的泡沫性能，这是由于非离子表面活性剂本身具有低泡性；此外XP80和EH9具有适当的支链结构和聚氧丙烯聚合结构，支链结构和聚氧丙烯聚合结构可有效降低表面活性剂分子在气/液界面的吸附密度，使泡沫液膜难以持久，其降低泡沫性能强于AEO9；与PE6800的复配体系泡沫高度最低，推测是因为其分子链能与LAS分子形成疏水结合，促进其分子分散于水中或与PE6800分子形成复合物，降低LAS分子在泡沫气/液界面的吸附，从而抑制泡沫生成；与EH9复配体系表面张力最低，添加EH9能有效提高洗碗粉润湿和渗透污垢的能力。

表1 复配体系泡沫高度及表面张力Tab.1 Foam height and surface tension of different surfactant systems

续表

2.2 非离子表面活性剂种类对洗净率的影响

洗碗粉组成（w）：柠檬酸钠（20%），碳酸钠（30%），硅酸钠（30%），EDTA（5%），Acusol 445N（4%），淀粉酶（0.5%），蛋白酶（0.5%），表面活性剂（10%），下同，测试含不同复配体系的洗碗粉对人工油污洗净率的影响，实验结果见表2。

表2 非离子表面活性剂种类对洗净率的影响Tab.2 Effects of different nonionic surfactants on detergency

由表2可知，洗净率由高到低顺序依次为LAS 与EH9复配体系、LAS 与 PE6800复配体系、LAS 与XP80复配体系、LAS 与AEO9复配体系，与降低表面张力能力结果一致。EH9因其支链结构，能有效增强洗碗粉对载玻片上污垢的渗透能力。

2.3 非离子表面活性剂用量对洗净率的影响

根据表2结果，选取洗净率较好的含EH9/PE6800的复配体系，考察不同复配比对人工油污洗净率的影响，实验结果见表3。

表3 非离子表面活性剂用量对洗净率的影响Tab.3 Effects of the dosage of nonionic surfactants on detergency

由表3可知，洗净率与非离子表面活性剂的用量成正比关系，洗净率突变区域为1∶2～1∶3，超过1∶3后，洗净率上升减缓。考虑成本因素，选择复配比为1∶3进行实际应用研究。

2.4 实际应用

为了进一步验证实验结果，同时对比EH9和PE6800的性能差异，收集2种实际污垢（厨房油污和餐馆油污）用于测试，测试采用实际餐盘代替载玻片，市售家用洗碗机代替立式去污机，实验结果见表4，表中配方A为LAS与 EH9复配体系，配方B为LAS与PE6800复配体系，洗净率指1次测试中所有污盘洗净率平均值，餐盘沉积物指污垢被瓦解后在餐盘再沉积形成的沉积物。由表4可知，配方A和配方B洗净率均强于国外市售产品，且配方B洗净率强于配方A，与立式去污机测试结果不一致，推测原因为立式去污机测试法，配方泡沫不会干扰搅拌杆，洗碗机清洗测试，配方泡沫会减弱水流的冲刷作用，具有抑泡能力的PE6800比EH9更适合用于洗碗粉配方；餐盘沉积物反映了表面活性剂对污垢的分散性能，由于国外市售洗碗粉产品均不含离子表面活性剂，缺少对污垢的分散能力，故添加LAS的配方更有优势。

表4 产品实际应用测试Tab.4 Results of application test

3 结论

以LAS为基础，以降低表面张力能力、泡沫性能、洗净率和实际清洗效果为评价指标，研究4种不同种类的非离子表面活性剂在洗碗粉中的应用。研究发现PE6800抑沫性较好，能有效增强洗碗机水流冲刷效果，获得适合于中式餐饮习惯的洗碗机专用粉状洗涤剂，洗涤效果优于国外产品。