家用机洗餐具洗涤剂的技术现状及趋势

丁建华 云田田 曾祥军 王冰冰

（潍坊市洗涤剂工程技术研究中心，山东潍坊，261031）

家用自动洗碗机使用方便，具有清洁力高、节水的优点，可以代替双手清洗餐具，让人们可以节省更多的时间陪伴家人。自动洗碗机清洗过程温度高、时间长，餐具清洁的过程同时伴随着消毒除菌，餐具洗完后还可以暂时存放在洗碗机中，这些都成为人们选择自动洗碗机的理由。近几年来，家用自动洗碗机市场呈爆发性增长[1]，与之配套的洗涤剂、光亮漂洗剂、软水盐等耗材的市场发展也非常迅速。

洗碗机可以分为台式、嵌入式、独嵌两用、水槽式、抽屉式等品类，洗碗机将重油污清洗、快速洗、烘干等作为主要技术升级方向，未来将更智能、更节能、更健康[2]。洗碗机技术升级多元化对配套的洗涤剂提出了更高的要求，另外我国的饮食文化与欧美国家存在着较大差异[3]，如烹饪方式及餐具的多样化、饮食偏油腻等，也需要研究有针对性的配套用的洗涤剂。

1 家用机洗餐具洗涤剂的剂型

机洗餐具用洗涤剂，是自动洗碗机必须使用的耗材，按剂型可以分为洗碗粉、洗碗块（片）、洗碗液、洗碗凝胶（Gel）、洗碗凝珠等。上述洗涤剂中，洗碗粉上市的时间最久，市场占有率最高，消费者可以根据洗碗机容量、餐具的数量、污垢的多少自主选择使用量。洗碗块是市场增速最快的家用机洗餐具洗涤剂品种，使用水溶膜或者塑料袋进行独立包装，其优点是使用方便，运输和携带方便。洗碗液和洗碗凝胶配方相似，只是流变性能有所差异，优点是溶解速度快，洗涤后餐具不会出现白色残留。洗碗液和洗碗凝胶在配方设计时，需充分考虑表面活性剂与助剂的相容性，以免产品在储存过程中出现絮凝、沉淀、分层等质量问题。洗碗凝珠是多效合一的产品，既能解决投放计量问题，又可以将多腔或多剂型原料复合在一个凝珠里，解决洗碗液或洗碗凝胶中有些助剂例如活性氧助剂无法添加的问题。

2 家用机洗餐具洗涤剂的配方组成

洗碗机清洗去除餐具上的污垢主要是凭借强劲的水流在三维立体空间产生的喷射作用、温水的热能作用和清洗剂的除油去污作用，这3种作用相互协同完成[4]。家用机洗餐具洗涤剂的配方组成一般含有表面活性剂、助洗剂（螯合剂和分散剂）、碱性助剂、漂白氧化剂、酶、填充料和其他功能助剂等，液体产品可能还需要加入增溶剂和流变增稠剂，这些原料组合在一起，共同发挥清洗剂在洗碗机工作中的除油去污作用。GB 14930.1-2015《食品安全国家标准 洗涤剂》[5]中规定：“食品用洗涤剂是指用于洗涤和清洁食品、餐饮具以及接触食品的工具和设备、容器和食品包装材料的物质”，因此机洗用餐具洗涤剂属于食品用洗涤剂，所用的原料必须符合GB14930.1的相关规定。

2.1 表面活性剂

表面活性剂在机洗餐具洗涤剂中发挥润湿、乳化、分散等作用，由于洗碗机使用高压水流清洗污垢，洗碗机使用的专用洗涤剂必须是超低泡产品，因此传统洗涤剂常用的LAS、AES、CAB、AEO9等表面活性剂不适合在机洗餐具洗涤剂中使用。机洗餐具洗涤剂常用的表面活性剂有低泡脂肪醇烷氧基化合物、EO-PO嵌段聚醚、烷基封端醇醚等非离子表面活性剂，这类表面活性剂浊点较低，具有较低的表面张力和较好的润湿力，在洗碗机工作温度时具有较低的泡沫，除了分散污垢外，还能降低洗后餐具上的水印残留。

2.2 助洗剂

同其他类型的洗涤剂一样，助洗剂在机洗餐具用洗涤剂中也必不可少，助洗剂包括螯合剂和分散剂。螯合剂的作用是与金属离子（如Ca2+、Mg2+、Fe3+）等结合，使水软化，机洗餐具用洗涤剂常用的含磷螯合剂有三聚磷酸钠、羟基乙叉二膦酸四钠（HEDP-4Na），无磷螯合剂有乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、氮川三乙酸三钠（NTA-3Na）、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠（IDS-4Na）、甲基甘氨酸二乙酸钠（MGDA-3Na）、谷氨酸二乙酸四钠（GLDA-4Na）等。分散剂主要为丙烯酸类的高分子聚合物如聚丙烯酸钠、马来酸丙烯酸共聚物钠盐等，聚合物可以将已经洗掉的污垢分散在水中，防止再沉积，还可以抑制结垢，阻止碳酸钙结晶生长。为方便使用，粉体和固体产品可选择粉末状聚合物产品，液体和凝胶产品可选择液体聚合物产品。螯合剂、分散剂和低泡表面活性剂配合使用，可以提高餐具洗涤后的洁净度，避免污垢在餐具表面和洗碗机内壁形成白色斑点或者不透明膜。

2.3 碱性助剂

机洗餐具用洗涤剂的碱性助剂具备pH缓冲能力，可以使洗涤过程保持碱性环境，提供皂化或乳化油脂的能力。常用的碱性助剂有碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、层状结晶二硅酸钠、偏硅酸钠等，其中层状结晶二硅酸钠是一种新型的洗涤剂助剂，它可以提供碱度，具备优良的钙镁离子交换能力，软化水质能力很强，对表面活性剂有很好的吸附能力，具有一定的分散性能，可以提高过碳酸钠的储存稳定性[6]，非常适合应用于洗碗粉或者洗碗块中。

2.4 氧化漂白剂

机洗餐具洗涤剂的氧化漂白剂有氯漂剂和氧漂剂，主要作用是去除餐具上的茶渍、果渍、咖啡渍、红酒渍、火锅渍等有色污渍，还具有一定的杀菌消毒作用。近年来洗碗粉或洗碗块常用的氧化漂白剂主要是含氧漂白剂如过碳酸钠或过硼酸钠，如果复配四乙酰乙二胺（TAED）、壬酰基苯磺酸钠（NOBS）等活化剂[7]效果更佳。由于过氧化物在碱性液体条件下稳定性差，液体剂型主要采用次氯酸盐做氧化漂白剂[8]。但是不管什么剂型产品加入漂白剂，产品设计时要进行稳定性的测试，充分考虑氧化漂白剂出现分解后的产物对包装物的影响，避免出现胀瓶、胀袋等质量问题。

2.5 酶制剂

日常生活中，餐饮具上有一些污垢，例如蒸鸡蛋渍、蛋糕渍、碎肉渍、土豆泥渍、米饭渍等很难被表面活性剂和助剂洗掉，需要在配方中加入针对蛋白污渍和淀粉污渍的蛋白酶和淀粉酶，蛋白酶、淀粉酶和表面活性剂之间具有较好的协同作用，复配后可以大大提高对蛋白污渍和淀粉污渍的去污效果。然而需要注意，大部分的机洗餐具用洗涤剂是碱性的，而且洗碗机的洗涤过程温度较高，因此机洗餐具洗涤剂中酶的使用要考虑耐碱性和耐温性能，液体型产品还需要考虑长期储存的酶活稳定性。

2.6 其他助剂

使用洗碗机长久清洗玻璃餐具，玻璃餐具会出现划痕、暗淡、浑浊，在配方中加入玻璃保护剂如铋化合物、锌化合物、聚乙烯亚胺、硅酸盐等助剂可减轻洗涤过程中的玻璃腐蚀[9-10]。

很多低泡非离子表面活性剂的耐盐耐碱性能一般，液体产品配方里的聚合物、螯合剂、碱性助剂等可能影响这类表面活性剂在水中的溶解性能，可以在配方中加入异丙基苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠等增溶剂来提高表面活性剂和洗涤助剂的相容性。为了方便消费者将洗碗剂添加到洗碗机内，往往将液体洗碗剂制成黏稠型或者凝胶型，可选取丙烯酸聚合物、硅酸镁铝、纤维素、卡拉胶中的一种进行流变调节[11]。

3 机洗餐具用洗涤剂发展趋势

3.1 剂型发展趋势

在物联网时代，智能化是洗碗机发展的重要趋势，洗碗机的智能化方向包括液态洗涤剂智能投放、自动匹配洗碗程序、物联网远程控制等方面[2]，液态洗涤剂相对于粉体和块状产品，具有流动性，方便设备自动计量和智能投放，将是未来重要的发展方向之一。洗碗凝珠类似于洗衣凝珠，是一种新型的机洗用餐具洗涤剂，它采用水溶膜包裹，可以将不同功能的表面活性剂或助剂放置于同一腔或者不同腔的凝珠单元里，实现多效合一的功能，这种产品计量准确，不易洒，不会污染手和洗碗机，未来也会成为洗碗机洗涤剂重要的发展方向。另外，某些小型洗碗机不带软水装置，无法配套软水盐和光亮剂使用，消费者在使用洗碗粉或洗碗块时，洗后的餐具上可能会出现白色残留物或者斑点水印，针对这种问题，亟需厂家研发具备软水、预防水垢、清洁、光亮等功能于一身的多效合一产品。

3.2 配方和原料的发展趋势

节能、节水、节时将是未来洗碗机程序设计的重要方向，这给洗碗机耗材的升级提出了更高的要求，浓缩洗涤剂是当今洗涤剂研究和市场开发的重要趋势，也是家用机洗餐具洗涤剂的发展趋势，浓缩产品具有有效含量高、节约包材、占用库存低、运输成本低的优点，机洗餐具洗涤剂未来将在降低填料含量、提高配方中有效物质含量、降低产品泡沫等方面进行升级。

近年来，商家们为了让洗碗机功能更多样，推出了具有果蔬洗涤功能的洗碗机，相比于传统的洗碗机，这样的产品功能变得更强大，更受到人们的欢迎[12]。市售的手洗餐具用洗涤剂可以用来清洗果蔬，类似于这一功能，具有果蔬清洗功能的机洗餐具洗涤剂也是未来的发展方向。

随着社会环保意识的增强，人们对洗涤剂原料的绿色化提出了更高的需求。传统螯合剂三聚磷酸钠会造成湖泊江河的富营养化，已经逐渐被弃用，而EDTA也被认为对环境不友好[13]。GB/T 32163.1-2015《生态设计产品规范 第1部分：家用洗涤剂》[14]中规定，合成洗涤剂或液体洗涤剂申报绿色设计产品时，配方中不得含有NTA、含氯消毒剂。综上，未来对环境和人体友好的绿色螯合剂将会受到欢迎，IDS、MGDA、GLDA等是新型的氨基酸基螯合剂，有很强的螯合金属离子的能力和良好的溶解性，易生物降解且符合绿色化学的发展要求[15-16]，将在机洗餐具用洗涤剂中得到越来越多的应用。

4 结语

新型冠状病毒肺炎疫情爆发以后，人们对具备杀菌消毒功能的产品重视程度越来越高，洗碗机正好迎合人们对餐具杀菌消毒的需求，家用机洗餐具用洗涤剂在洗涤剂中虽然属于小类产品，市场占比不高，但是随着人们生活水平的提高和对健康卫生的需求，相信未来家用机洗餐具用洗涤剂将伴随洗碗机走进越来越多的家庭，研发智能添加、绿色环保、多效合一、方便使用的产品将是业内工作者研究的重点。