洗滌劑的通用生產(chǎn)工藝

1.液體洗滌劑的通用生產(chǎn)工藝

一般市售的液體合成洗滌劑外觀清澈透明，不因天氣的變化而渾濁，酸堿度接近中性或微堿性，對人體皮膚無刺激，對水硬度不敏感，去污力較強(qiáng)。其主要成分有表面活性劑、堿性助洗劑、泡沫促進(jìn)劑、穩(wěn)泡劑、溶劑、增溶劑、防腐緩蝕劑、耐寒防凍劑、香精、色素等。按洗滌對象的差異分為重垢和輕垢型兩類產(chǎn)品。重垢型液體洗滌劑主要用于洗滌油污嚴(yán)重的棉麻織物，具有很強(qiáng)的去污力；其堿性助洗劑使產(chǎn)品pH值大于10，并配有螯合劑、抗污垢再沉積劑及增白劑等。輕垢型產(chǎn)品主要用于手洗羊毛、尼龍、聚酯纖維及絲織品等柔軟性織物，也常用做餐具清洗。產(chǎn)品中一般不采用非離子表面活性劑，用得最多的是LAS與AES或FAS與AES的復(fù)配物，前者與后者的最佳比率為5:1。

液體洗滌劑生產(chǎn)工藝所涉及的化工單元操作設(shè)備主要是帶攪拌的混合罐、高效乳化或均質(zhì)設(shè)備、物料輸送泵和真空泵、計(jì)量泵、物料儲罐和計(jì)量罐、加熱和冷卻設(shè)備、過濾設(shè)備、包裝和灌裝設(shè)備。把這些設(shè)備用管道串聯(lián)在一起，配以恰當(dāng)?shù)哪茉磩?dòng)力即組成液體洗滌劑的生產(chǎn)工藝流程，參見圖8-3。

生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量控制非常重要，主要控制手段是原料質(zhì)量檢驗(yàn)、加料配比、計(jì)量、攪拌、加熱、降溫、過濾等操作。液體洗滌劑生產(chǎn)工藝流程至少包括下述幾部分組成。

(1)原料準(zhǔn)備所有液體洗滌劑至少有兩種原料(表面活性劑和水)組成，多者要20-30種。液體洗滌劑產(chǎn)品實(shí)際上是多種原料的混合物。因此，熟悉所使用的各種原料物理化學(xué)特性，確定合適的物料配比及加料順序與方式是至關(guān)重要的。

(2)混合或乳化大部分液體洗滌劑是制成均相透明混合溶液，另外一部分則制成乳狀液。主要根據(jù)原料和產(chǎn)品特點(diǎn)選擇不同工藝，還有一部分產(chǎn)品要制成微乳液或雙層液體狀態(tài)。

(3)混合物料的后處理無論是生產(chǎn)透明溶液還是乳狀液，在包裝前還要經(jīng)過一些后處理，以便保證產(chǎn)品質(zhì)量或提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。這些處理可包括以下幾種。

①過濾在混合或乳化操作時(shí)，要加入各種物料，難免帶入或殘留一些機(jī)械雜質(zhì)，或產(chǎn)生一些絮狀物。這些都直接影響產(chǎn)品外觀，所以物料包裝前的過濾是必要的。因?yàn)闉V渣相對來說很少，只需在釜底放料閥后加一個(gè)管道過濾器，定期清理即可。

②均質(zhì)經(jīng)過乳化的液體，其乳液穩(wěn)定性往往較差，最好再經(jīng)過均質(zhì)工藝，使乳液中分散相的顆粒更細(xì)小，更均勻，得到高度穩(wěn)定的產(chǎn)品。

③排氣在攪拌的作用下，各種物料可以充分混合，但不可避免地將大量氣體帶入產(chǎn)品。由于攪拌的作用和產(chǎn)品中表面活性劑等的作用，有大量的微小氣泡混合在成品中。氣泡有不斷沖向液面的作用力，可造成溶液穩(wěn)定性差，包裝時(shí)計(jì)量不準(zhǔn)。一般可采用抽真空排氣工藝，快速將液體中的氣泡排出。

④穩(wěn)定也可稱為老化。將物料在老化罐中靜置儲存數(shù)小時(shí)，待其性能穩(wěn)定后再進(jìn)行包裝。

液體洗滌劑生產(chǎn)過程中，原料、中間品和成品的輸送可采用不同的方式。少量固體物料是通過人工輸送，在設(shè)備手孔中加料；液體物料主要由泵送或重力(高位)輸送。重力輸送主要涉及廠房高度和設(shè)備的立面布置。物料流速則主要靠位差和管徑大小來決定。

(4)包裝對于絕大部分民用液體洗滌劑都使用塑料瓶小包裝。因此，在生產(chǎn)過程的最后一道工序，包裝質(zhì)量是非常重要的，否則將前功盡棄。正規(guī)生產(chǎn)應(yīng)使用灌裝機(jī)、包裝流水線。小批量生產(chǎn)可用高位手工灌裝。嚴(yán)格控制灌裝量，做好封蓋、貼標(biāo)簽、裝箱和記載批號、合格證等工作。包裝質(zhì)量與產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量同等重要。將上述介紹的幾個(gè)工序環(huán)節(jié)，按工藝順序連接在一起可繪出工藝流程示意圖。

根據(jù)液體洗滌劑生產(chǎn)技術(shù)確定的生產(chǎn)規(guī)模、品種、投資等，可進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，包括物料衡算、熱量衡算、物料輸送和設(shè)備的平立面布置，即可繪出對工程建設(shè)具有指導(dǎo)意義的工藝流程圖。

2.粉狀洗滌劑的通用生產(chǎn)工藝

粉狀洗滌劑是最常見的合成洗滌劑成型方式，尤其在我國占洗滌劑總量的80%以上，其優(yōu)點(diǎn)是使用方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、包裝成本較低、便于運(yùn)輸儲存、去污效果好。

粉狀洗滌劑的生產(chǎn)工藝方法很多，主要包括高塔噴霧于燥法、附聚成型法和膨脹成型法。大型企業(yè)目前主要采用第一種，生產(chǎn)工藝詳述如下。

高塔噴霧干燥法是目前生產(chǎn)空心顆粒粉狀洗滌劑的主要方法。完整的高塔噴霧干燥成型工藝包括配料、噴霧干燥成型及后配料三部分。參見圖8-4。

(1)配料所謂配料就是將單體活性物和各種助劑，根據(jù)不同品種的配方而計(jì)算的投料量，按一定順序在配料缸中均勻混合制成料漿的操作。料漿質(zhì)量的好壞，直接影響到成品的質(zhì)量。根據(jù)配料操作方式的不同，配料可分為間歇配料和連續(xù)配料。

①間歇式配料間歇式配料是根據(jù)配料鍋的大小，將各種物料按配方比例一次投入，攪勻，將鍋內(nèi)料漿放完后，再進(jìn)行下一鍋配料的操作方法。目前，我國大部分都采用這種方法，主要是因?yàn)樵O(shè)備簡單，操作容易掌握。實(shí)際操作中將料漿濃度(即總固體含量)控制在55%～65％之間。

間歇配料時(shí)，控制料漿溫度是重要的。一定的料漿溫度有助于助劑的溶解，有利于攪拌和防止結(jié)塊，使?jié){料呈均勻狀。一般情況下，料漿溫度提高，助劑易溶，但有的助劑例外，如碳酸鈉在30℃時(shí)溶解度最大，溫度再高，溶解度反而下降，溫度太高可能會(huì)使五鈉水合過快及加速水解，使料漿發(fā)松；溫度過低則助劑溶解不完全，料漿黏度大、發(fā)稠，影響料漿的流動(dòng)性。根據(jù)國內(nèi)多年生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，料漿溫度控制在60℃左右。

另外，配料時(shí)的投料順序也會(huì)影響料漿的質(zhì)量。一般情況下，按下述規(guī)律投料：先投難溶的料，后投易溶的料；先投密度小的料，后投密度大的料；先投用量少的料，后投用量大的料，邊投料邊攪拌，以達(dá)到料漿均勻一致。

投料完成后，一般要對料漿進(jìn)行后處理，使其變成均勻、細(xì)膩、流動(dòng)性好的料漿，料漿后處理一般包括過濾、脫氣和研磨。過濾是將料漿中的塊團(tuán)、大顆粒物質(zhì)以及其他不溶于水的物質(zhì)除掉，防止設(shè)備磨損及管道堵塞，常用的設(shè)備有過濾篩、真空過濾機(jī)等，所用濾網(wǎng)孔徑一般在3mm以下。脫氣是把料漿中的空氣除去，以保障噴霧干燥后成品有合適的視密度，常用的脫氣設(shè)備是真空離心脫氣機(jī)，實(shí)際生產(chǎn)中，也可以略去此工序。研磨是為了使料漿更均勻，防止噴霧干燥時(shí)堵塞噴槍，常用的設(shè)備是膠體磨。

②連續(xù)配料連續(xù)配料是指各種固體和液體原料經(jīng)自動(dòng)計(jì)量后連續(xù)不斷地加入配料罐內(nèi)，同時(shí)連續(xù)不斷地出料。采用連續(xù)配料，制得的料漿均勻一致，使成品質(zhì)量穩(wěn)定。由于是自動(dòng)加料，這樣既保證不會(huì)因疏忽而多加或少加某種原料，又可保證在稱量上不發(fā)生錯(cuò)誤。除此之外，由于自動(dòng)配料一般在密封狀態(tài)下操作，料漿混合時(shí)帶氣現(xiàn)象較少，可使料漿流動(dòng)性好。一般采用自動(dòng)配料可使料漿濃度增加3％～6％，這樣可在不增加任何能量消耗的情況下，使噴粉能力提高30％～40％。

(2)噴霧干燥成型噴霧干燥包括噴霧及干燥兩個(gè)過程。噴霧是將料漿經(jīng)過霧化器的作用，噴灑成極細(xì)小的霧狀液滴；干燥則是載熱體(熱空氣)與霧滴均勻混合進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換，使水分蒸發(fā)的過程。噴霧與干燥兩者必須密切結(jié)合，才能取得良好的干燥效果和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

(3)高塔噴霧干燥工藝配制好的料漿用高壓泵J102以3～8MPa的壓力通過噴嘴在噴粉塔E101內(nèi)霧化成微小的液滴，而來自熱風(fēng)爐的空氣經(jīng)加熱后送至噴粉塔E101的下部，液滴和熱空氣在塔內(nèi)相遇進(jìn)行熱交換而被干燥成顆粒狀洗衣粉，再經(jīng)風(fēng)送老化，由振動(dòng)篩L106篩分后作為基礎(chǔ)粉去后配料。噴粉塔頂出來的尾氣經(jīng)尾氣系統(tǒng)凈化后放空。而風(fēng)送分離器L107頂出來的熱風(fēng)經(jīng)袋式過濾器L108(或子母式旋風(fēng)分離器)除塵后排空或作為二次風(fēng)送入熱風(fēng)爐。

(4)后配料工藝將一些不適宜在前配料加入的熱敏性原料及一些非離子表面活性劑與噴霧干燥制得的洗滌劑粉(又稱基礎(chǔ)粉)混合，從而生產(chǎn)出多品種洗滌劑的過程叫后配料。

基礎(chǔ)粉、過碳酸鈉、酶制劑等固體物料經(jīng)各自的皮帶秤計(jì)量后由預(yù)混合輸送帶送入旋轉(zhuǎn)混合器；非離子、香精等液體物料計(jì)量后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)混合器的一端噴成霧狀與固體物料充分混合后而成產(chǎn)品，從另一端出料，收集到一個(gè)料斗里為包裝工序供成品粉。