绿色、低碳浓缩皂基洗衣粉

陈锡康

绿色、低碳浓缩皂基洗衣粉

陈锡康

为减少化学品的使用、保护环境和节约资源，多年来世界洗涤剂工业已做了许多工作以提高化学品的使用效率，其中最有效的措施就是洗衣粉的浓缩化。洗涤剂的浓缩化可以有效减少化学品的消耗及污染物排放、降低包装贮存和运输成本、节约能源和资源、减少温室气体排放量，符合低碳经济的内涵。日本1983年开始洗衣粉浓缩化，至今浓缩粉占95%；欧洲洗涤剂的浓缩化进程始于1997年，目前浓缩粉已占40%。我国洗衣粉产量近年来以年均7%的速度增长，增速和产量都很惊人，这意味着原料化学品的大量使用和消耗，带来污染物排放增量。但是，直至2008年我国浓缩洗衣粉还只占3%。

天然皂粉称作皂基洗衣粉更为贴切，因而也应列入浓缩化的范围。本文叙述的浓缩皂基洗衣粉涉及原料的绿色化和利用可再生资源两个层面，探讨了循环经济和可持续发展的问题。

1. 天然皂粉与低碳世博

2010年上海世博会开幕前两天，纳爱斯成为世博会清洁用品项目的赞助商。纳爱斯能够与上海世博会联姻，是纳爱斯产品开发理念“只为提升您的生活品质”与世博主题“城市，让生活更美好”的吻合对接。

纳爱斯天然皂粉面市10年来，平均以每年20%的增长率迅速占领市场。其快速发展的原因，首先是天然皂粉的优良使用性能，如易漂洗、省水、省力；第二，迎合了当前人们崇尚自然返朴归真的消费潮流；第三，纳爱斯将发展天然皂粉作为公司产业转型的第一个产品大力投入。肥皂和天然皂粉的起始原料是天然动植物油脂，其市场波动不像石油产品那么剧烈，资源供应也更加稳定，因而肥皂和皂粉已成为纳爱斯公司利润的主要来源。

2. 浓缩皂粉的产品设计与工艺

浓缩粉的生产工艺主要有三种：附聚成型、干混及湿法造粒流化床干燥。附聚成型工艺生产的浓缩粉，粉体是实心颗粒，颗粒度较差，流动性不好，外观欠佳，但产品质量可达到目标要求，且视比重可达到0.5～1.0g/cm3；同样，干混工艺产品质量也能达到目标要求，但产品完全是粉状，流动性差，堆放贮存容易结块，外观也较差，视比重可达到0.7～1.1g/cm3；第三种是湿法造粒流化床干燥工艺，产品外观较好，呈颗粒状，颗粒度相当高，视比重可达到0.6～1.2g/cm3。

浓缩皂基洗衣粉的产品设计应考虑消费者接受程度分阶段进行：第一阶段根据中国洗协2009年7月推出的浓缩洗衣粉标志的实施规定，即将视比重提高至0.6g/cm3、浓度为0.1%时，去污指数≥浓度为0.2%的标准洗衣粉。第二阶段视比重继续提高至≥0.8g/cm3，预期3～5年内国内MES生产技术过关后可批量供应质量稳定的MES产品，以MES作为钙皂分散剂的皂基洗衣粉，配伍性能有望进一步提高，性价比也有望再上层楼。

2.1 第一阶段

图1 第一阶段的工艺流程

表1 高塔喷粉的工艺参数

目前，国内洗衣粉生产普遍采用高塔喷粉工艺，可以利用现有设备，采用高塔基粉＋预混→后配的工艺（表1，图1），以高塔喷粉的基粉为主（占总量的60～70%）。喷粉料浆配方组成包括皂基、AES、泡化碱、4A沸石、高聚物、荧光增白剂及降黏剂，尽量提高料浆的含固量，使基粉的视比重达到0.45～0.5g/cm3。

皂基的油脂配方由牛羊油、棕榈硬脂及椰子油或棕榈仁油组成，其中椰子油或棕榈仁油应占25～30%（有利于增加皂粉的溶解速度，这一点很重要）。预混料由纯碱、元明粉及部分非离子表面活性剂组成，其中非离子表面活性剂尽量采用含EO数高的如AEO9，这有利于提高皂粉对皮脂污布的去污力。预混料占总量的30～40%，后配时再加酶制剂、部分非离子表面活性剂及香精。为提高流动性，也可将小部分4A沸石留在后配加入。

第一阶段浓缩皂基洗衣粉的理化性质和使用性能等质量指标见表2、表3。

2.2 第二阶段

实现第二阶段浓缩化目标，时间上大约应在3～5年后，届时国内MES生产技术已经成熟，有能力批量供应优质MES产品。第二阶段浓缩皂基洗衣粉的浓缩目标是：视比重上升到0.8g/cm3，总活性物含量≥32%。其中，干钠皂占总有效物仍为≥55%，MES占35%，非离子占10%。

该阶段可采用湿法造粒流化床干燥工艺，例如造粒机可采用南京三普公司的挤出造粒机，产量大的可选择侧出料型式，挤出产品成柱状颗粒。侧出料颗粒粗细长短可调，直径为0.7～2.0mm。柱状颗粒的比表面积比球状颗粒大，有利于快速溶解。

湿法造粒流化床干燥流程示意图如图2。造粒工艺的优点：1）粉状物料在湿态下完成混合造粒过程，使操作条件改善，特别是粉尘得到有效控制；2）避免产品在后续贮存、输送过程出现结块、架桥、脉动等影响操作的现象；3）造粒产品的视比重有较大提高，可实现浓缩化第二阶段的目标，使视比重能提高至≥0.8g/cm3。

表2 第一阶段浓缩皂基洗衣粉物理化学指标

表3 第一阶段浓缩皂基洗衣粉的使用性能指标

湿法造粒流化床干燥流程的工艺特点：1）泡腾剂利用非离子混和包裹后再与皂料、泡化碱、纯碱、增白剂、高聚物一起捏和造粒；2）MES用4A沸石、元明粉、非离子预混包裹，防止因MES与碱性材料直接接触而发生水解；3）MES与元明粉中性盐紧密接触，使其在冷水中快速溶解，MES与皂类一样遇水形成胶体，只有在电解质存在时才能迅速溶解。以上两项措施都是为了解决视比重提高后颗粒状产品的溶解速度问题。

美国休斯公司加配MES的洗衣粉在美国习惯洗涤温度（40℃）下使用没有问题，而我国是冷水洗涤，必须解决溶解速度的问题。笔者曾观察过美国休斯公司太阳牌加MES的洗衣粉在冷水中的溶解情况，其MES是以粉状产品配入，产品溶在冷水中呈乳白状，加热到40℃以上才会透明。解决溶解速度问题关系到浓缩产品的推广，必须在配方和生产工艺上提出切实可行的解决方案。第二阶段浓缩皂基洗衣粉的理化指标及使用性能指标列于表4、表5。

3. 讨论与展望

图2 湿法造粒流化床干燥流程

本文提出了洗衣粉企业绿色化、低碳化的转型思路。尽管某些工艺操作细节还不够明晰，特别浓缩化第二阶段视比重从0.6g/提高到0.8g以上的工艺，尤其是MES的配入还可能会出现预想不到的情况，但大方向应该是清楚的。

表4 第二阶段浓缩皂基洗衣粉物理化学指标

以我国洗涤用品行业目前的技术为依托，洗衣粉实现绿色化，摆脱对石油原料的依赖是可行的。油脂水解、脂肪酸连续中和制皂的工艺设备比烷基苯磺化的工艺设备简单得多，控制也容易，且三废环境污染的情况要轻得多。大的洗衣粉厂上油脂水解、脂肪酸制皂装置应该不成问题。退一步讲，自己不上制皂，外购商品皂粒也是可取的。

表5 第二阶段浓缩皂基洗衣粉的使用性能指标

作为生活必需品，洗涤用品特别是洗衣粉量大面广，其绿色化和低碳化的意义重大。尽管都可以称为洗衣粉，但皂基洗衣粉或天然皂粉通过在包装上标注配方组成，消费者将对其一目了然。可以期待，这必将对消费者的购买行为产生一定的影响。