机用洗碗粉中过碳酸钠对餐具污渍洗涤效果的影响

李荣杰 谭小军

（威莱（广州）日用品有限公司，广东广州，501931）

随着经济的发展以及生活节奏的加快，人们越来越渴望双手能够从家务劳动中得到解放，洗衣机、扫地机等应运而生。作为后起之秀，洗碗机近年来发展迅猛，与之相匹配的机用洗碗剂也展现出喜人的销售量[1-2]。机用洗碗剂的使用效果直接影响消费者的体验感，生产成本很大程度上决定销售价格进而决定产品使用人群的多少，作为产品开发者，有必要对产品中的各种成分进行研究分析。

机洗洗碗剂目前主要有固体和液体两种形态。液体机用洗碗剂，因成分加入和配方稳定性的限制，洗涤效果一般，市场占有率不高[3]。固体洗碗粉（洗碗块可视为压片后的洗碗粉）是目前的主流产品[4]。目前市面上洗碗粉一般均含有碱性助剂、螯合剂、聚合物分散剂、表面活性剂、酶制剂和氧化剂等成分[5]。其中氧化剂在洗碗过程中起到的主要作用是漂白黏附于餐具上的有色污垢，使其氧化，易于冲刷下来，起到与其他成分协同增效的作用，同时还有杀菌消毒的作用。但并非所有具有氧化性的物质都可以添加，也并非添加得越多，洗涤效果就越好，添加量大可能会影响其他成分的作用效果。所以氧化剂的种类和用量在洗碗剂产品开发中尤为重要。此外，产品的开发还需从成本、体验感等角度考虑。

常用的氧化剂主要有含氯氧化剂和含氧氧化剂。其中，含氯氧化剂除了常见的次氯酸及其盐之外，还有氯化磷酸三钠和更为高效的含氯化合物，如二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、氯铵T等。含氧氧化剂则主要有各种过氧化物，如过氧化氢、过氧化钙、过硼酸钠、过碳酰胺、过碳酸钠等。由于含氯氧化剂，特别是有机型含氯氧化剂具有特征性气味，在家用餐具洗涤中容易残留刺激气味，部分使用者出于时间成本和洗碗机的耗水耗电考虑，习惯用快洗模式清洗餐具，从而加重了餐具的气味残留，所以不宜在家用餐具洗涤剂中添加含氯氧化剂，特别是有机型含氯氧化剂。在常用的几种过氧化物氧化剂中，过氧化氢是液体，不宜在固态洗碗剂中应用；而过氧化钙在水中溶解度小，且会引起水的硬度升高从而影响污渍的洗涤，也不宜应用于洗涤剂中；过硼酸钠相比于过碳酸钠具有熔点低（63℃）、价格高、溶解度小等不足。因此，过碳酸钠是固态洗碗剂较为理想的备选原料，具有无毒、低刺激、无恶臭等特点。

实验选取过碳酸钠为氧化剂和碱性助剂，从对蛋白类污渍、油性污渍、淀粉污渍和有色污渍的漂白氧化褪色程度[6]等方面入手，对总体洗涤效果进行评价，确定过碳酸钠的最佳用量。

1 实验部分

1.1 实验设备和试剂

过碳酸钠、TAED（浙江时代金科过氧化物有限公司），碳酸氢钠、碳酸钠（湖北双环科技股份有限公司），五水偏硅酸钠、柠檬酸钠（潍坊英轩实业有限公司），EDTA-2Na（西陇化工股份有限公司），脂肪醇烷氧基化合物（陶氏化学，LFE-1410），酶制剂（丹麦诺维信, Blaze Evity 100T和Stainzyme PlusEvity 24T），香精（国际香精香料有限公司）等。

电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司，ME4002E/02），洗碗机（海尔，WQP9-A F E S E），鼓风干燥箱（上海一恒，D H G-9070A），白瓷盘（直径约20 cm），玻璃杯。

1.2 污渍制备

1.2.1 肉沫污渍

按照质量比1:1称取牛肉沫和猪肉沫，加适量水搅至均匀，取2.0 g均匀涂抹于白瓷盘上。将白瓷盘置于105℃的烘箱中烘烤2 h后放凉备用。

1.2.2 鸡蛋污渍

取鸡蛋两个（全蛋），去壳置烧杯中，搅匀，取2.0 g均匀涂抹于白瓷盘上。将白瓷盘置于105℃烘箱中烘烤2 h，放凉备用。

1.2.3 燕麦污渍

向100 mL沸水中加入燕麦片20 g，保持沸腾10 min，制得燕麦糊。取燕麦糊2.0 g均匀涂抹在白瓷盘上，放置过夜后备用。

1.2.4 蔬菜污渍

取洗净的新鲜菠菜100 g于榨汁机中，加入蒸馏水50 mL，绞碎过筛布（50目），得到菠菜汁，取菠菜汁3.0 g均匀涂抹于白瓷盘上，隔夜晾干备用。

1.2.5 混合油污渍

将牛油、猪油和植物油按照质量比1:1:1加热熔于烧杯中，搅匀得到混合油污。取混合油污2.0 g均匀涂抹于白瓷盘上，隔夜备用。

1.2.6 茶渍

向200 mL沸水中加入普洱茶茶叶10 g，保持沸腾5 min，滤去茶叶渣，得到茶水，取10 mL茶水于玻璃杯中，低温烘烤（45℃左右）干燥，使茶渍附着于玻璃杯上。

制备后的污渍盘如图1所示。

图1 本次实验使用到的污渍盘及茶渍杯

1.3 洗涤

将污渍白瓷盘各三个，茶渍杯两个，按照固定位置摆放于洗碗机内待洗。将碳酸氢钠和碳酸钠、五水偏硅酸钠、EDTA-2Na、脂肪醇烷氧基化合物、酶制剂、香精等按照一定比例配成洗碗粉基料，每次取基料15 g于洗碗机内并分别添加不同含量的过碳酸钠（0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g，即添加比例分别为0%、3.2%、6.3%、9.1%、11.7%和14.3%，该系列配方1%水溶液在25℃条件下，pH在10.60到11.30之间较为稳定），混合置入洗碗机内，用250 mg/kg的硬水（钙镁摩尔比6:4）按照常规洗涤模式进行洗涤。洗涤后干燥，由评分小组（三名熟练的组员构成）通过目测判断并给出分数，打分范围0～10分，0分为最脏，10分为清洗最彻底。

2 结果与讨论

2.1 过碳酸钠对肉沫污渍的去除效果

由图2可知，随着过碳酸钠用量的增加，肉沫污渍的洗除效果得到有效提升，当含量到达一定程度之后效果提升不明显，甚至略有降低。这是由于氧化性物质能促进蛋白质有效分解，易于洗去，但是过多的氧化剂对蛋白酶分解肉类蛋白产生负面作用。

图2 不同用量的过碳酸钠对肉沫污渍的去除效果

2.2 过碳酸钠对鸡蛋污渍的洗除效果

图3反映了不同用量的过碳酸钠洗碗粉基料对鸡蛋污渍的洗除效果。由图3可以看出，该种类型的污渍容易清洗，受过碳酸钠用量影响不大。

图3 不同用量的过碳酸钠对鸡蛋污渍的去除效果

2.3 过碳酸钠对混合油污渍的洗除效果

由图4可知，该基料配方对油污的洗涤效果较为理想，增加过碳酸钠用量之后在一定程度上有所提升。

图4 不同用量的过碳酸钠对混合油污渍的去除效果

2.4 过碳酸钠对燕麦污渍的洗除效果

由图5可知，随着过碳酸钠用量的增加，燕麦污渍的洗除效果得到有效提升，当含量到达一定程度之后效果提升程度变缓。这是由于在氧化性物质存在下，可促进淀粉类污渍分解，使其易于洗去且淀粉酶制剂受其影响不如蛋白酶敏感。

图5 不同用量的过碳酸钠对燕麦污渍的去除效果

2.5 过碳酸钠对菠菜汁污渍的去除效果

由图6可知，随着过碳酸钠用量的增加，有色污渍的洗除效果得到有效提升，但是升高至一定程度后变化缓慢，这是由于菠菜汁本身在不含过碳酸钠的基料中可以得到有效地去除，氧化剂对蔬菜汁的作用效果不起决定性作用。

图6 不同用量的过碳酸钠对菠菜汁污渍的去除效果

2.6 过碳酸钠对茶渍洗去效果

图7是相同量的洗碗粉基料配合不同量的过碳酸钠对茶渍的洗去结果，从图中可以看出：随着过碳酸钠用量的增加，茶渍去除效果得到明显提高；当采用快洗模式时（图8），可以得到类似的结论。茶杯结构不同于盘子和碗，茶渍黏附在壁材上较为牢固，仅靠物理作用和表活不容易洗除干净，添加氧化剂能够有效分解、漂白茶渍，从而有效清除。

图7 常规洗涤模式下过碳酸钠对茶渍的去除效果

图8 快洗模式下过碳酸钠对茶渍的去除效果

2.7 碳酸钠和过碳酸钠作用效果比较

碳酸钠与过碳酸钠在氧化性方面有着较大的差异，其他化学性质比较接近，特别在水溶液中pH相若。本次测试过程中，还用碳酸钠代替过碳酸钠做参照实验组对本实验中的6种污渍进行洗涤对比，对比结果如图9所示。由图9可知，鸡蛋污渍比较容易清洗，添加碳酸钠或者过碳酸钠与否对洗涤效果没有明显影响；而对于混合油污渍，过碳酸钠的主要作用为碱性助剂，稳定洗涤体系的pH值，氧化性能有助于污渍洗除，但是效果不是特别明显；而对于肉沫污渍（蛋白类污渍）、燕麦污渍（纤维素类污渍）、菠菜污渍和茶污渍（有色类污渍），添加过碳酸钠除了作为碱性助剂对洗涤有正向影响之外，作为氧化剂起到更加明显的作用。

图9 分别添加11.7%的碳酸钠与过碳酸钠后的洗涤效果对比

3 结论

本实验通过改变过碳酸钠的用量，发现氧化剂能提升蛋白污渍、淀粉污渍、茶渍在内的多种污渍的洗除效果，但氧化剂的量并非越多越好，过量的氧化剂还能影响生物酶的活性。在实际应用中，还要综合考虑氧化剂对体系酸碱度的影响（pH升高，有助于餐具上残留油污的去除，但是会影响螯合剂螯合金属离子，不能有效调节水的硬度），是否会导致香精氧化变味等问题。综合考虑，选择过碳酸钠为配方中使用的氧化剂，添加量为11.5%。