机洗餐具洗涤剂技术解析

韩 富

（北京工商大学轻工科学技术学院，北京，100048）

随着我国经济结构的调整，服务业在国民经济中起着越来越重要的作用，餐饮行业是服务业中一个非常重要的组成部分，餐饮业的快速健康发展对餐具的清洗提出了更高的要求，这促进了商业洗碗机的迅速发展。

随着我国人民生活水平的提高以及现代家庭生活的高节奏，近年来家用洗碗机在我国的销售量也在迅速提高。家用洗碗机作为现代厨房电器的重要成员，将会成为继彩电、冰箱、洗衣机、空调之后又一个新的家电消费增长点。

据中国家用电器研究院的检测数据显示[1]，相对于传统的手洗餐具洗涤方式，自动洗碗机在洗净度、除菌效果和节电、节水性能方面均优于人工手洗。同时还可以节省体力，操作方便。随着洗碗机制造商不断地为洗碗机进行升级，许多如消毒、智能手机操控等新功能让洗碗机成为了更加高性能的应用设备。

无论是家用洗碗机还是商用洗碗机，要使自动洗碗机更好地为家庭或餐饮行业服务，必须使用与其配套的专用洗涤剂。因此随着洗碗机在餐饮行业中的大量渗透，洗碗剂也将会有更加广阔的发展前景。

1 洗涤对象

洗碗机要清洗的对象是餐饮具，即盛放、取用食物或饮品直接经口的器具，如盆、碗、餐盘（碟）、汤勺、杯子、刀叉等，主要材质为陶瓷、玻璃、不锈钢等。

不同的饮食、不同的烹饪方式（煎、煮、蒸、炸、炒等）产生的食物污渍不同，清洗难度也不同。最难清洗的是某些食物在餐饮具上形成的薄膜，这些食物薄膜可能是干涸而附上的，也可能是烘焙而附上的，甚至是烧烤而附上的，从而造成了由碳水化合物、蛋白质和脂质形成的复杂的混合污渍。植物颜料或浸泡茶中的含鞣酸钙化合物形成的茶垢也是需要注意的问题。此外，从咖啡中来的由多酚类和碳水化合物结合形成的污渍也是相当难清除的[2]。

2 洗涤工艺

自动洗碗机按照洗涤工作原理主要分为4种：叶轮式、波轮式、超声式和喷淋式。目前市面上90%以上的洗碗机都采用喷淋的清洗方式。

喷淋式洗碗机是依靠洗涤泵经过喷臂喷射出一定压力的洗涤液，由于喷臂受到喷射水流的反作用力而不断地沿轴心均匀地反方向转动，喷臂不断将带有洗涤剂或漂洗剂的热水以一定的压力由上向下从三维方向均匀密集地喷射到餐具表面，进行强力冲洗。污水经排水泵排出，最后完成餐具的烘干。具体操作过程主要分为以下几个步骤[3]：

（1）去残：用适当的工具刮掉餐具表面上的大部分残渣、污垢；

（2）分类：按餐饮具的类别分别码放；

（3）预洗：设备对去残后的餐饮具进行必要预冲洗（处理掉紧密粘结的、干硬固化的酱料、淀粉类污渍等），温度约为40～50℃；

（4）主洗：按设定的设备条件，对预洗后的餐饮具进行洗涤，主洗的温度约为55～65℃；

（5）漂洗：也称催干，对主洗后的餐具表面残留冲洗干净，并且使餐具表面不留痕渍，漂洗的温度约为80～90℃（对于玻璃杯，温度要降至60～80℃）[4]；

（6）消毒：物理消毒按消毒设备的要求进行，化学品消毒严格按照消毒剂的使用说明进行操作。采用洗碗机热水消毒的，一般控制水温不低于85℃，接触时间不少于7 s；

（7）烘干：可以利用催干时的余热，也可以吹入热风进行烘干。

有些洗碗机会带有自来水处理功能，通过离子交换将硬水变为软水，有助于餐具清洗。

3 自动洗碗机的去污机理

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、加温水的热能作用和清洗剂的除油去污作用，这3种作用是相互协同完成的。

这里涉及3种能量：高压水流产生的机械能、高温热水形成的热能、洗涤剂产生的化学能。另外可能还有洗涤时间，也会对去污效果产生影响。

4 自动洗碗剂的配方

目前市场上洗碗剂的形态主要有洗碗粉、洗碗块（片）、洗碗液，现在也出现单剂量产品，其中以洗碗粉居多。从洗涤程序来看，有主洗剂、催干剂（冲洗剂、漂洗剂），商业洗碗机专用洗涤剂大多是分开使用，而家用洗碗机中大多数产品为多效合一产品。

自动洗碗剂产品除了必须通过毒理实验外，对原料中的重金属、甲醇、甲醛等杂质还要进行严格控制，所用原料均须符合食品添加剂的规范。

4.1 主洗剂

主洗剂在洗碗机的主洗程序中添加，主要作用是清洗食物污渍，同时防止污渍再沉积。主洗剂可以是粉、片、液等形态，主要成分包括碱、螯合剂、漂白剂、无机填料（粉剂中需要添加）。

主洗剂一般是强碱性的，用以去除大块的食物残渣，并进一步彻底清洗去除油性污渍。

4.1.1 碱性助剂

碱性助剂应水溶性好，且遇水不结块，有良好的去污能力，可有效去除餐具上的食物渣滓、油脂及其他污渍。

常用的碱性助剂有碳酸钠、硅酸钠。碳酸钠易溶于水，1%水溶液的pH约为11.2，在主洗剂中主要提供碱性，与油污成分中的脂肪发生皂化反应，使其由水不溶性变成水溶性的物质，将其除去。

硅酸钠，又称泡花碱，使用时要注意其模数，洗涤中一般用碱性硅酸钠。硅酸钠除了可以提供碱性以外，还具有抗污垢再沉积的作用，防止洗去的污渍重新沉积到餐具表面。另外，硅酸钠还有抗腐蚀作用，可以在金属、釉、瓷表面上形成单分子膜，能有效防止金属制件特别是铝、不锈钢制件发生腐蚀。尤其是二硅酸盐能有效防止玻璃在高碱性条件下受侵袭而引起的损伤，导致玻璃表面模糊。

4.1.2 螯合剂

自来水中的硬度离子（主要是钙镁离子）对洗涤效果的影响非常大。国内大部分地区自来水硬度比较高，存在大量的钙镁离子，这类离子容易形成各种无机或者有机不溶物，如碳酸钙、硫酸钙、钙皂等不溶盐，附着在餐具上形成水膜或者水痕，影响餐具的清洁度。

在洗涤剂配方中，去除钙镁离子最常用的方式是添加螯合剂。在自动洗碗剂中常用的螯合剂有羟基酸类、氨基酸类、丙烯酸类。

羟基酸类主要是柠檬酸钠，易溶于水，相容性好。螯合能力强，但螯合时间长。氨基酸类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），后两者的生物降解性和安全性更好。

聚合物类主要是聚丙烯酸钠或丙烯酸马来酸共聚物，这类聚合物也常作为软水剂使用，同时还具有分散、悬浮污垢的作用。这类化合物可通过减缓结晶或减小已有微晶的生长来阻止钙化合物的沉积和沉淀，从而在合理的配方中能够确保餐具的清洁、光亮。

4.1.3 漂白剂

食品中常含有很多色素，如蔬菜中的番茄红素、咖喱中的姜黄素、茶和咖啡中的腐殖酸、红酒中的单宁等。这些有色污渍会黏附于餐具上，通过普通洗涤的溶解或增溶难于奏效，需要通过漂白剂氧化去除。

洗涤用漂白剂都是氧化剂，这些氧化剂一般分为氧漂（含氧漂白剂）和氯漂（含氯漂白剂）。氧漂主要有双氧水、过硼酸钠、过碳酸钠等，它们溶于热水，可自行分解，放出活性氧，氧化去除污斑，洗涤之后，还能使被洗物有良好的色泽。氯漂是含氯的氧化剂，餐洗中主要是二氯异氰尿酸钠，氧化性特强，可有效去除顽渍、色斑，并有很强的消毒杀菌能力。

二氯异氰尿酸钠溶解度大，稳定性好，在高热、高湿情况下，有效氯下降也很少。溶于水后很快释放出次氯酸，是最常用的高效、快速漂白、杀菌剂。

在漂白应用时，过硼酸钠应在60℃以上才会有显著效果，过碳酸钠使用温度稍低，在45℃左右。为了降低漂白剂的释氧温度，常加入漂白活化剂，与漂白剂一起使用，可以激活漂白剂。常用的漂白活化剂有四乙酰乙二胺（TAED）、壬酰基苯磺酸钠（NOBS）。

4.1.4 酶制剂

酶制剂是一种生物催化剂，对其特异底物具有高效催化作用，可以在温和条件下加快化学反应。酶的最大特点是专一性和高效性，极少量的酶就能起到显著的效果。

在自动洗碗剂中选用的酶必须是在碱性液体环境下和较高清洗温度下能保持活性稳定的酶种。常用的是碱性蛋白酶、淀粉酶。

蛋白酶主要去除蛋白污渍，如血、肉、肉汁、蛋黄、牛奶、可可粉等，随机分解蛋白质的肽键，生成可溶性肽、氨基酸。α-淀粉酶主要去除淀粉类污渍，如米饭、面、土豆、燕麦片、稀饭、酱汁等，随机水解糖键形成糊精。

使用酶时应注意，温度不能太高，碱性不能太强。尤其是不能与含氯漂白剂混用，所有酶都不耐氯漂白剂。

4.2 催干剂

在洗碗机的漂洗程序中添加，主要作用是中和主洗剂中的残留碱，使餐具表面的残留污渍漂洗干净，并促进餐具表面迅速干燥、不留痕渍、杯碟有光泽。一般为液态，主要成分包括低泡表面活性剂、有机酸、增溶剂、水。

4.2.1 表面活性剂

表面活性剂可以迅速降低水的表面张力，有利于洗涤。对于餐饮用的表面活性剂，要对人体安全无毒，同时要有良好的环境指标。在自动洗碗机中使用的表面活性剂需满足另外两个特定要求：润湿性好、低泡。

表面活性剂润湿性好，可以促使漂洗液快速而均匀地从器皿表面上流下，使水在碗碟表面铺展而不形成液滴，可避免在不均匀干燥后餐具表面形成斑点和条纹。

表面活性剂本身在洗涤过程中不发泡（低泡），同时可以有效控制残留的食物污渍（尤其是蛋白质污渍）在洗涤过程中产生的泡沫，使冲洗水压力保持强劲。洗碗机多采用喷射方式洗涤，泡沫能使泵的效率降低，并使喷射液的水压减小。另外，泡沫会在餐具上形成不均匀的水膜，干燥后留下水渍或条纹，影响去污效果。这种现象对玻璃器皿尤其明显。因此，用于催干剂的表面活性剂通常为非离子型低泡表面活性剂。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（尤其是反式嵌段或无规嵌段）。

当温度超过表面活性剂的浊点时，可以起到控泡作用。为了平衡润湿和控泡功效，常常通过两种以上低泡表面活性剂的复配来实现：具有稍高浊点的表面活性剂作为润湿剂，而低浊点的表面活性剂主要发挥控泡效果[5]。

4.2.2 增溶剂

增溶剂主要用于提高液体洗涤剂中非离子表面活性剂的溶解度，避免凝胶化。比较常用的是二甲苯磺酸钠。

4.2.3 有机酸

有机酸可以中和主洗剂中的残留碱，常用的有柠檬酸、乳酸。另外，柠檬酸还可以螯合水中的钙镁离子，使水软化。

4.2.4 消泡剂

有时候为了进一步降低自动洗碗机中的泡沫，也可以在配方中添加消泡剂。自动洗碗剂中常用的有磷酸二酯、硅油等，其中前者用的更多。

5 展望

随着自动洗碗机在餐饮行业以及家庭厨房中的快速渗透，与之配套的专用洗碗剂也必须随之跟上。虽然现在市场上也有很多专用的洗碗剂，但随着社会的发展，居民对其要求也会越来越高。自动洗碗机专用洗涤剂的发展趋势可能有如下几点：①安全性，原料选择上考虑对人体健康无害和符合环保的要求；②液态化，液态剂型制造工艺简单，使用方便、溶解迅速、适合机械化洗涤工艺的准确计量；③浓缩化，生产、储存、运输过程中节约能源，使用方便；④低碱性，对玻璃表面、敏感瓷釉质餐具不造成损伤；⑤生物制剂，新型酶制剂的引入可以降低氧化剂和强碱的用量并有可能取代之；⑥多效合一，洗涤、软水、漂洗亮碟等多种功能合一，且与不同餐具材质的相容性都很好。