洗涤剂的通用生产工艺

1.液体洗涤剂的通用生产工艺

一般市售的液体合成洗涤剂外观清澈透明，不因天气的变化而浑浊，酸碱度接近中性或微碱性，对人体皮肤无刺激，对水硬度不敏感，去污力较强。其主要成分有表面活性剂、碱性助洗剂、泡沫促进剂、稳泡剂、溶剂、增溶剂、防腐缓蚀剂、耐寒防冻剂、香精、色素等。按洗涤对象的差异分为重垢和轻垢型两类产品。重垢型液体洗涤剂主要用于洗涤油污严重的棉麻织物，具有很强的去污力；其碱性助洗剂使产品pH值大于10，并配有螯合剂、抗污垢再沉积剂及增白剂等。轻垢型产品主要用于手洗羊毛、尼龙、聚酯纤维及丝织品等柔软性织物，也常用做餐具清洗。产品中一般不采用非离子表面活性剂，用得最多的是LAS与AES或FAS与AES的复配物，前者与后者的最佳比率为5:1。

液体洗涤剂生产工艺所涉及的化工单元操作设备主要是带搅拌的混合罐、高效乳化或均质设备、物料输送泵和真空泵、计量泵、物料储罐和计量罐、加热和冷却设备、过滤设备、包装和灌装设备。把这些设备用管道串联在一起，配以恰当的能源动力即组成液体洗涤剂的生产工艺流程，参见图8-3。

生产过程的产品质量控制非常重要，主要控制手段是原料质量检验、加料配比、计量、搅拌、加热、降温、过滤等操作。液体洗涤剂生产工艺流程至少包括下述几部分组成。

(1)原料准备所有液体洗涤剂至少有两种原料(表面活性剂和水)组成，多者要20-30种。液体洗涤剂产品实际上是多种原料的混合物。因此，熟悉所使用的各种原料物理化学特性，确定合适的物料配比及加料顺序与方式是至关重要的。

(2)混合或乳化大部分液体洗涤剂是制成均相透明混合溶液，另外一部分则制成乳状液。主要根据原料和产品特点选择不同工艺，还有一部分产品要制成微乳液或双层液体状态。

(3)混合物料的后处理无论是生产透明溶液还是乳状液，在包装前还要经过一些后处理，以便保证产品质量或提高产品稳定性。这些处理可包括以下几种。

①过滤在混合或乳化操作时，要加入各种物料，难免带入或残留一些机械杂质，或产生一些絮状物。这些都直接影响产品外观，所以物料包装前的过滤是必要的。因为滤渣相对来说很少，只需在釜底放料阀后加一个管道过滤器，定期清理即可。

②均质经过乳化的液体，其乳液稳定性往往较差，最好再经过均质工艺，使乳液中分散相的颗粒更细小，更均匀，得到高度稳定的产品。

③排气在搅拌的作用下，各种物料可以充分混合，但不可避免地将大量气体带入产品。由于搅拌的作用和产品中表面活性剂等的作用，有大量的微小气泡混合在成品中。气泡有不断冲向液面的作用力，可造成溶液稳定性差，包装时计量不准。一般可采用抽真空排气工艺，快速将液体中的气泡排出。

④稳定也可称为老化。将物料在老化罐中静置储存数小时，待其性能稳定后再进行包装。

液体洗涤剂生产过程中，原料、中间品和成品的输送可采用不同的方式。少量固体物料是通过人工输送，在设备手孔中加料；液体物料主要由泵送或重力(高位)输送。重力输送主要涉及厂房高度和设备的立面布置。物料流速则主要靠位差和管径大小来决定。

(4)包装对于绝大部分民用液体洗涤剂都使用塑料瓶小包装。因此，在生产过程的最后一道工序，包装质量是非常重要的，否则将前功尽弃。正规生产应使用灌装机、包装流水线。小批量生产可用高位手工灌装。严格控制灌装量，做好封盖、贴标签、装箱和记载批号、合格证等工作。包装质量与产品内在质量同等重要。将上述介绍的几个工序环节，按工艺顺序连接在一起可绘出工艺流程示意图。

根据液体洗涤剂生产技术确定的生产规模、品种、投资等，可进行工程设计的工艺计算，包括物料衡算、热量衡算、物料输送和设备的平立面布置，即可绘出对工程建设具有指导意义的工艺流程图。

2.粉状洗涤剂的通用生产工艺

粉状洗涤剂是最常见的合成洗涤剂成型方式，尤其在我国占洗涤剂总量的80%以上，其优点是使用方便、产品质量稳定、包装成本较低、便于运输储存、去污效果好。

粉状洗涤剂的生产工艺方法很多，主要包括高塔喷雾于燥法、附聚成型法和膨胀成型法。大型企业目前主要采用第一种，生产工艺详述如下。

高塔喷雾干燥法是目前生产空心颗粒粉状洗涤剂的主要方法。完整的高塔喷雾干燥成型工艺包括配料、喷雾干燥成型及后配料三部分。参见图8-4。

(1)配料所谓配料就是将单体活性物和各种助剂，根据不同品种的配方而计算的投料量，按一定顺序在配料缸中均匀混合制成料浆的操作。料浆质量的好坏，直接影响到成品的质量。根据配料操作方式的不同，配料可分为间歇配料和连续配料。

①间歇式配料间歇式配料是根据配料锅的大小，将各种物料按配方比例一次投入，搅匀，将锅内料浆放完后，再进行下一锅配料的操作方法。目前，我国大部分都采用这种方法，主要是因为设备简单，操作容易掌握。实际操作中将料浆浓度(即总固体含量)控制在55%～65％之间。

间歇配料时，控制料浆温度是重要的。一定的料浆温度有助于助剂的溶解，有利于搅拌和防止结块，使浆料呈均匀状。一般情况下，料浆温度提高，助剂易溶，但有的助剂例外，如碳酸钠在30℃时溶解度最大，温度再高，溶解度反而下降，温度太高可能会使五钠水合过快及加速水解，使料浆发松；温度过低则助剂溶解不完全，料浆黏度大、发稠，影响料浆的流动性。根据国内多年生产的经验，料浆温度控制在60℃左右。

另外，配料时的投料顺序也会影响料浆的质量。一般情况下，按下述规律投料：先投难溶的料，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，边投料边搅拌，以达到料浆均匀一致。

投料完成后，一般要对料浆进行后处理，使其变成均匀、细腻、流动性好的料浆，料浆后处理一般包括过滤、脱气和研磨。过滤是将料浆中的块团、大颗粒物质以及其他不溶于水的物质除掉，防止设备磨损及管道堵塞，常用的设备有过滤筛、真空过滤机等，所用滤网孔径一般在3mm以下。脱气是把料浆中的空气除去，以保障喷雾干燥后成品有合适的视密度，常用的脱气设备是真空离心脱气机，实际生产中，也可以略去此工序。研磨是为了使料浆更均匀，防止喷雾干燥时堵塞喷枪，常用的设备是胶体磨。

②连续配料连续配料是指各种固体和液体原料经自动计量后连续不断地加入配料罐内，同时连续不断地出料。采用连续配料，制得的料浆均匀一致，使成品质量稳定。由于是自动加料，这样既保证不会因疏忽而多加或少加某种原料，又可保证在称量上不发生错误。除此之外，由于自动配料一般在密封状态下操作，料浆混合时带气现象较少，可使料浆流动性好。一般采用自动配料可使料浆浓度增加3％～6％，这样可在不增加任何能量消耗的情况下，使喷粉能力提高30％～40％。

(2)喷雾干燥成型喷雾干燥包括喷雾及干燥两个过程。喷雾是将料浆经过雾化器的作用，喷洒成极细小的雾状液滴；干燥则是载热体(热空气)与雾滴均匀混合进行热交换和质交换，使水分蒸发的过程。喷雾与干燥两者必须密切结合，才能取得良好的干燥效果和优质的产品。

(3)高塔喷雾干燥工艺配制好的料浆用高压泵J102以3～8MPa的压力通过喷嘴在喷粉塔E101内雾化成微小的液滴，而来自热风炉的空气经加热后送至喷粉塔E101的下部，液滴和热空气在塔内相遇进行热交换而被干燥成颗粒状洗衣粉，再经风送老化，由振动筛L106筛分后作为基础粉去后配料。喷粉塔顶出来的尾气经尾气系统净化后放空。而风送分离器L107顶出来的热风经袋式过滤器L108(或子母式旋风分离器)除尘后排空或作为二次风送入热风炉。

(4)后配料工艺将一些不适宜在前配料加入的热敏性原料及一些非离子表面活性剂与喷雾干燥制得的洗涤剂粉(又称基础粉)混合，从而生产出多品种洗涤剂的过程叫后配料。

基础粉、过碳酸钠、酶制剂等固体物料经各自的皮带秤计量后由预混合输送带送入旋转混合器；非离子、香精等液体物料计量后进入旋转混合器的一端喷成雾状与固体物料充分混合后而成产品，从另一端出料，收集到一个料斗里为包装工序供成品粉。