پودر لباسشویی، مواد اولیه، فرآیند تولید

تاریخچه ساخت پودر لباسشویی

پودر لباسشویی، تاریخچه، روش ساخت، مواد اولیه را در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است با سیکاکم تا انتهای این مقاله همراه باشید. همچنین برای خرید مواد اولیه باکیفیت و قیمت مناسب با ما تماس بگیرید

اولین صابون‌ها در زمان‌های قدیم با روش‌های مختلفی ساخته می‌شدند که معمولاً در ساخت آنها از جوشاندن چربی‌ها و خاکستر استفاده می‌شد. باستان شناسان در حفاری مکان هایی در بابل باستان شواهدی یافته اند که نشان می دهد چنین صابون هایی در 2800 سال قبل از میلاد استفاده می شده است. در قرن دوم پس از میلاد، رومی‌ها به طور مرتب صابون می‌ساختند، که احتمالاً زودتر از آن شروع به تولید کرده بودند.

در اروپا، استفاده از صابون در قرون وسطی کاهش یافت. با این حال، در قرن پانزدهم، استفاده و ساخت آن از سر گرفته شد و یک صابون بر پایه روغن زیتون تولید شده در کاستیل اسپانیا، در بسیاری از نقاط شناخته شده جهان فروخته شد. صابون کاستیل که امروزه نیز موجود است، شهرت خود را به عنوان یک محصول باکیفیت حفظ کرده است.

در طول دوره استعمار و قرن هجدهم، آمریکایی‌ها صابون خود را در خانه می‌ساختند، تا جایی که بیشتر آنها به تولید آن ادامه دادند تا اینکه صابون‌سازی از خانه‌های فردی دور شد و در طول دهه 1930 به یک صنعت تبدیل شد.

اولین شوینده یا صابون مصنوعی در آلمان در طول جنگ جهانی اول تولید شد. در سال 1946، اولین شوینده که شامل یک سورفکتانت (عامل اثر سطحی یا صابون) و یک سازنده (یک ماده شیمیایی است که عملکرد سورفکتانت را افزایش می دهد و همچنین فرآیند شستشو را به روش های دیگر موثرتر می کند) ظاهر شد.

با رونق اقتصادی و توسعه ماشین‌های لباسشویی نسبتاً ارزان در پی جنگ جهانی دوم، فروش مواد شوینده افزایش یافت. در سال 1953، آنها از فروش صابون در ایالات متحده پیشی گرفتند.

مواد خام اولیه پودر لباسشویی

اگرچه مردم معمولاً از مواد شوینده لباسشویی به عنوان “صابون” یاد می کنند، اما در واقع ترکیبی مصنوعی است که عملکردی بسیار شبیه صابون و بسیار بهبود یافته تر را دارد.

صابون تمیز می کند زیرا هر مولکول صابون از یک زنجیره هیدروکربنی و یک گروه کربوکسیلیک (اسیدهای چرب) تشکیل شده است که دو عملکرد مهم را انجام می دهند. انتهای کربوکسیلات مولکول صابون آبدوست است، به این معنی که به آب جذب می شود، در حالی که انتهای هیدروکربنی مولکول هم آبگریز است (با آب دفع می شود) و هم جذب روغن و کثیفی می شود. در حالی که انتهای آبگریز یک مولکول صابون خود را به کثیفی می چسباند، انتهای آبدوست خود را به آب می چسباند. کثیفی چسبیده به انتهای کربوکسیلات مولکول به صورت شیمیایی از لباس های در حال شستشو دور می شود و به داخل آب شستشو می رود. هم زدن و آبکشی مناسب لباس ها، روند پاکسازی را بهتر می کند.

مشکل اصلی استفاده از صابون برای تمیز کردن لباس‌ها زمانی آشکار می‌شود که در آب سخت استفاده شود، آبی که سرشار از مواد معدنی طبیعی مانند کلسیم، منیزیم، آهن و منگنز است. هنگامی که این مواد شیمیایی با صابون واکنش می دهند، یک کشک نامحلول به نام رسوب تشکیل می دهند که آبکشی آن دشوار است، رسوبات قابل مشاهده ای را روی لباس ایجاد می کند و باعث سفت شدن پارچه می شود. حتی آبی که سخت نیست در نهایت در یک دوره زمانی معین رسوب تولید می کند.

در حالی که هیدروکربن های مورد استفاده در صابون به طور کلی از گیاهان یا حیوانات می آیند، هیدروکربن های مورد استفاده در مواد شوینده می توانند از نفت خام به دست آیند. با افزودن اسید سولفوریک (که در گذشته جوهر گوگرد خوانده می شد)  به هیدروکربن فرآوری شده، مولکولی شبیه اسیدهای چرب موجود در صابون تولید می شود. با افزودن یک قلیایی به مخلوط، یک مولکول سورفکتانت ایجاد می کند که با مواد معدنی موجود در آب سخت پیوند نمی زند، بنابراین از تجمع رسوبات جلوگیری می کند.

علاوه بر یک سورفکتانت، یک شوینده مدرن حاوی چندین ماده دیگر است. در میان مهمترین آنها، مواد شیمیایی شوینده، مواد شیمیایی هستند که اهداف مختلفی را انجام می دهند. مهمتر از همه، آنها کارایی سورفکتانت را افزایش می دهند. آنها همچنین مواد معدنی را از آب سخت جدا می کنند، به این معنی که آنها را در محلول نگه می دارند و از رسوب آنها جلوگیری می کنند. علاوه بر این، مواد شیمیایی شوینده می‌توانند چربی را به شکل گلبول‌های کوچکی که قابل شستشو هستند، امولسیون کنند. برخی، مانند سیلیکات سدیم، از خوردگی جلوگیری می کنند و کمک می کنند تا مواد شوینده به ماشین لباسشویی آسیب نرساند. هنوز مواد اولیه شیمیایی دیگری نیز به تعادل شیمیایی آب شستشو کمک می کنند و اطمینان حاصل می کنند که شستشوی موثر انجام می شود.

شوینده های مدرن دارای چندین ماده دیگر از جمله عوامل ضد رسوب، مواد شیمیایی که به جلوگیری از برجا ماندن کثیفی بر روی لباس های شسته شده کمک می کنند. مواد سفید کننده فلورسنت نیز رایج هستند. با تبدیل نور ماوراء بنفش نامرئی به نور آبی مرئی، این نور به حفظ روشنایی یا سفیدی کمک می کند. سفید کننده های اکسیژن مانند پربورات سدیم خاصیت شویندگی مخلوط را به خصوص در محصولات کم فسفات یا بدون فسفات بهبود می بخشد و همچنین به از بین بردن برخی از انواع لکه ها کمک می کند.

برای جلوگیری از کیک شدن و استاندارد کردن چگالی محصول از وسایل کمکی پردازش مانند سولفات سدیم نیز استفاده می شود.

آنزیم ها و اسانس ها نیز در شوینده های تجاری یافت می شوند. آنزیم‌ها (نوعی پروتئین) برخی از لکه‌ها را تجزیه می‌کنند تا راحت‌تر از بین بروند و یک عنصر ضروری در محصولات مختلف قبل از خیس کردن هستند که برای تمیزی لباس‌های بسیار کثیف قبل از شستشو استفاده می‌شوند. اسانس ها یا عطرها بوی کثیفی و هرگونه بوی شیمیایی ماده شوینده را می پوشانند. عوامل کنترل کننده کف نیز در مواد شوینده نقش دارند – مقدار زیاد کف ( با توجه به سختس آب اکتیو مناسب پودر لباسشویی متناسب با اقلیم انتخاب می شود ) می تواند باعث مشکلات مکانیکی ماشین لباسشویی شود.

[

فرآیند تولید پودر لباسشویی

اگرچه سه روش برای تولید مواد شوینده خشک وجود دارد، اما امروزه فقط از دو روش استفاده می شود. در فرآیند مخلوط کن (استفاده از میکسر) که مورد علاقه شرکت های کوچکتر است، مواد قبل از بسته بندی در خمره های بزرگ مخلوط می شوند.

ماشین های مورد استفاده بسیار بزرگ هستند: یک مخلوط کن معمولی 4000 پوند (1816 کیلوگرم) مواد مخلوط را در خود جای می دهد، اما مخلوط کن ها (میکسر ها ) می توانند بارهایی از 500 تا 10000 پوند (227 تا 4540 کیلوگرم) را در خود جای دهند. طبق استانداردهای صنعت، این گروه از ماشین آلات برای صنایع کوچک ایده آل است. در حالی که ممکن است مقداری ته نشینی رخ دهد، شوینده حاصل از کیفیت بالایی برخوردار است و می تواند با مواد شوینده ساخته شده از روشها و  فرآیندهای دیگر رقابت کند.

دومین روش متداول تولید، فرآیند انباشتگی نام دارد. بر خلاف فرآیند مخلوط کن، پیوسته است، که آن را به انتخاب تولید کنندگان مواد شوینده بسیار بزرگ تبدیل می کند. فرآیند انباشتگی می تواند بین 15000 تا 50000 پوند (6800 تا 22700 کیلوگرم) مواد شوینده در ساعت تولید کند. در روش سوم، مواد خشک را قبل از خشک شدن با هوای داغ در آب مخلوط می کنند. اگرچه محصول به دست آمده از کیفیت بالایی برخوردار است، اما هزینه های سوخت و مشکلات مهندسی مرتبط با تهویه، گرم کردن مجدد و استفاده مجدد از هوا باعث شده تا این روش تا حد زیادی با روش انباشتگی جایگزین شود.

فرآیند مخلوط کن (میکسر)

ابتدا، مواد در یکی از دو دستگاه قرار می‌گیرند: مخلوط کن غلتکی یا مخلوط‌ کن نواری.

مخلوط کن غلتکی که به شکل جعبه مستطیلی شکل است، توسط دستگاهی از بیرون چرخانده و تکان داده می شود، در حالی که مخلوط کن نواری استوانه ای است که دارای تیغه هایی برای خراشیدن و مخلوط کردن مواد است. پس از مخلوط شدن مواد داخل مخلوط کن، دری در ته خمره یا همان میکسر باز می شود. در حالی که مخلوط کن هنوز مواد را به هم می زند، به مخلوط اجازه داده می شود تا روی یک تسمه نقاله یا دستگاه کانالی دیگر خالی شود. سپس تسمه پودر لباسشویی را به محل دیگری از کارخانه منتقل می‌کند و می‌توان آن را در جعبه‌ها یا کارتن‌ها بسته بندی تا به عمده‌فروشان یا توزیع‌کننده تحویل شود.

فرآیند تراکم یا انباشتگی

در این روش، مواد خشک برای یک شوینده ابتدا به یک دستگاه بزرگ معروف به آگلومراتور Shuggi (سازنده Shuggi) وارد می شود. در داخل آگلومراتور، تیغه های تیز و چرخان، مواد را با غلظت خوبی مخلوط می کنند. این فرآیند شبیه بافت مواد غذایی است که در داخل یک غذاساز تولید می‌شوند.
پس از مخلوط شدن مواد خشک، مواد مایع از طریق نازل های نصب شده در دیواره های آگلومراتور روی مخلوط خشک اسپری می شوند. اختلاط ادامه می یابد و باعث ایجاد یک واکنش گرمازا (تولید گرما) می شود. مخلوط حاصل، مایعی داغ و چسبناک شبیه ژلاتین است که سفت نشده است.
در مرحله بعد، به مایع اجازه داده می شود تا از آگلومراتور خارج شود. هنگامی که از دستگاه خارج می شود، روی یک تسمه خشک‌کن جمع می‌شود، نواری که گرمای خود را دارد، قرار گرفتن در معرض هوا و دمنده‌های هوای داغ آن را شکننده می‌کند – و خرد کردن یا خرد شدن آن را آسان می کند. سپس مواد شوینده پودر می شود و از طریق صفحه های اندازه گیری فشار داده می شود که اطمینان حاصل می کند که هیچ توده بزرگی از محصول مخلوط نشده به بازار نمی رود. نتیجه این فرآیند یک ماده شوینده خشک است که از دانه های ماده شوینده مخلوط تشکیل شده است.

روش دوغاب یا همان آبکی

در این فرآیند، مواد در آب حل می شوند تا دوغاب ایجاد شود. با یک پمپ، دوغاب از طریق نازل های داخل بالای یک ظرف مخروطی شکل پاشیده می شود، زیرا هوای گرم و خشک به طور همزمان به پایین مخروط وارد می شود. همانطور که دوغاب خشک می شود، “دانه های” مواد شوینده خشک به پایین مخروط می افتند، جایی که می توان آنها را برای بسته بندی جمع آوری کرد.

[ 

مایع پاک کننده

اگر قرار است ماده شوینده به جای پودر، مایع باشد، پس از مخلوط شدن همه مواد با محلولی متشکل از آب و مواد شیمیایی مختلف که به عنوان حل کننده شناخته می شوند، دوباره در آن مخلوط می شود. حل کننده ها به آب و مواد شوینده کمک می کنند تا بطور کامل و یکنواخت با هم ترکیب شوند.

کنترل کیفیت پودر لباسشویی

تولیدکنندگان به طور مداوم بر کیفیت مواد شوینده خود نظارت می کنند و از همان روش های آزمایشگاهی برای ارزیابی اثربخشی محصولات جدید استفاده می کنند. در یک روش، نور به پارچه ای که کثیف شده است تابیده می شود و سپس با ماده شوینده نمونه شسته می شود.
مقدار نور بازتاب شده در مقایسه با مقدار بازتاب شده توسط نمونه پارچه اصلی، معیاری برای تمیزی است. نرخ انعکاس 98 درصد کاملاً خوب در نظر گرفته می شود و نشان می دهد که مواد شوینده به درستی کار خود را انجام داده است.
روش دیگر شامل سوزاندن آزمایشگاهی مقدار کمی از مواد است که کثیف شده و سپس شسته شده است. وزن خاکستر، به اضافه وزن نتایج گازی حاصل از سوزاندن، نشان می دهد که چه مقدار از کثیفی پس از شستشو در پارچه باقی مانده است. نتیجه ای که بسیار بالاتر از نمونه آزمایشی بالا است نشان می دهد که مقدار قابل توجهی کثیفی در نمونه شسته شده باقی مانده است. به طور طبیعی، هدف این است که تا حد امکان به وزن یک نمونه کنترل تمیز نزدیک شود.

محصولات جانبی

در سال های اخیر، صنایع شوینده های پودر لباسشویی با دو چالش زیست محیطی مواجه بوده اند که به نظر می رسد با هر دوی آنها با موفقیت مقابله شده است. محیط بانان نگران بودند که سازندگان فسفات مقادیر زیادی ترکیبات فسفری را به آبراهه های کشور وارد می کنند. فسفر که به عنوان کود عمل می کند، رشد جلبک ها را تحریک می کند و این محصولات غیرطبیعی بزرگ جلبک ها به طور قابل توجهی میزان اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهند. این کاهش در اکسیژن آزاد به دیگر جانداران دریایی آسیب رساند، بنابراین الگوهای طبیعی اکولوژیکی را تهدید می کند.

این مشکل و فشار زیست محیطی و قوانینی که در اواخر دهه 1960 ایجاد کرد، تولیدکنندگان را به ساخت مواد اولیه شیمیایی مؤثرتری سوق داد که حاوی فسفات نیستند. امروزه مواد شوینده ای که در بسیاری از ایالت ها فروخته می شوند، فاقد فسفات هستند. اگرچه این تعدیل مستلزم تغییری در فرآیند تولید نبود، اما به تلاشی تحقیقاتی نیاز داشت که چندین ماه طول کشید تا یک جایگزین رضایت بخش ابداع شود.

یکی از مشکلات زیست محیطی قبلی، فوم مواد شوینده اضافی بود که در آبراهه های کشور ظاهر می شد. در اوایل دهه 1950، زمانی که استفاده خانگی از ماشین‌های لباسشویی و پودرلباسشویی و دیگر شوینده های لباسشویی با سرعت انفجاری رشد کرد، موارد متعددی از ظاهر شدن مقادیر زیادی کف در رودخانه‌ها و جوی‌ها مشاهده شد، اگرچه مواد شوینده ممکن است تنها عامل ایجاد کف نبوده باشد. در طی یک دوره پنج ساله، از سال 1951 تا 1956، مشخص شد که یک سورفاکتانت معمولی، ABS (آلکیل بنزن سولفونات)، ماده شوینده ای که به کف کردن کمک می کند، مسئول است. ساختار مولکولی پیچیده ABS آنقدر سریع تجزیه نمی شود که پس از تخلیه آب شستشو از کف نکند. جایگزین اثبات شده بلافاصله در دسترس نبود. با این حال، از آغاز سال 1956، سازندگان ABS را با LAS (آلکیلات سولفونات خطی) جایگزین کردند که به سرعت تجزیه می شود و از آن زمان، LAS عامل کف کننده اولیه در مواد شوینده بوده است.