1.1. Розглянути визначення "миючі засоби", споживні властивості миючих засобів.
1.2. Вивчити склад жирових мил і синтетичних миючих засобів, призначення окремих компонентів.
1.3. Представити у вигляді схеми в зошиті для практичних занять класифікацію асортименту жирових мил і синтетичних миючих засобів.
1.4. Вивчити асортимент жирових мил і синтетичних миючих засобів за каталогами і натуральними зразках.
1.5. Користуючись відомостями, отриманими під час виконання завдання 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 описати 10 зразків виробів.
Для підготовки до практичного заняття необхідно вивчити матеріали основної та додаткової літератури.
При виконанні завдання 1.1 варто знати, що миючими засобами називають речовини, які знижують поверхневе натяжіння води, і мають миючу та змочувальну здатністю.
Вони містять у собі поверхнево-активні речовини або їх суміші, які мають миючу здатністю. Поділяються на мило господарське і туалетне, синтетичні миючі засоби (СМЗ), допоміжні засоби для прання.
Миючий ефект засобу залежить від здатності миючої речовини змочувати, диспергувати (подрібнювати) і емульгувати забруднення. Так, мила господарські мають порівняно високий миючий ефект. Вони містять переважно тільки миючі речовини (натрієві або калієві солі жирних кислот). У зв'язку з тим, що синтетичні миючі речовини в чистому вигляді не мають високу миючу здатність, їх застосовують у суміші з корисними добавками: нейтральними та лужними солями (електролітами), відбілювачами, стабілізаторами піни тощо. Лужні солі (сода кальцинована, триполіфосфат, тринатрійфосфат, гексаметафосфат, силікат натрію) поліпшують емульгуючу здатність миючих розчинів, сприяють отриманню більш міцних плівок миючої речовини навколо часток забруднення, пом'якшують воду і створюють сприятливе (слабко-, помірно- або сильнолужне) середовище для прання виробів із різних волокон.
Споживними властивостями миючих засобів є миюча, піноутворююча та антиресорбційна здатність, рН середовища миючої речовини.
Миюча здатність - комплексний показник оцінки споживних властивостей миючих засобів. Її визначають за ступенем відновлення білизни забрудненої тканини після одного або декількоразового прання у миючому розчині певної консистенції.
Миюча здатність може бути виражена відношенням білизни (коефіцієнта відбиття) випраної тканини до білизни (коефіцієнту відбиття) білої незабрудненої тканини (у відсотках).
Миюча здатність залежить від поверхневої активності миючої речовини, її здатності емульгувати жирові й масляні забруднення, жорсткості води, температури, рН середовища тощо.
У м'якій (що не містить солей Са, Mg, Fe) воді найбільш високу миючу здатність проявляє жирове мило. Гарну миючу здатність мають первинні алкілсульфати й алкіларілсульфонати. Більш низьку миючу здатністю мають вторинні алкілсульфати, алкілсульфонати, катіоноактивні, неіоногенні синтетичні миючі речовини. Зі збільшенням жорсткості води миюча здатність мила може бути втрачена повністю, у той час коли у синтетичних миючих речовин вона зменшується лише наполовину, а в присутності електролітів майже не змінюється.
Піноутворюючу здатність миючих розчинів характеризують обсягом або висотою стовпа піни, а також піностійкість, тобто відношенням обсягу або висоти стовпа піни через певний проміжок часу після її утворення до первісного обсягу або висоти стовпа піни. У м'якій воді мило утворює більш пишну та стійку піну, ніж синтетичні миючі речовини.
Кальцієві й магнієві солі, що обумовлюють жорсткість води, помітно знижують піноутворюючу здатність. З появою електролітів і алкілоламидів підвищується здатність миючих речовин утворювати пишну та стійку піну у жорсткій воді.
Антиресорбційна здатність характеризує стабілізуючу дію миючих речовин. Миючі речовини повинні не тільки видаляти забруднення з поверхні, але й утримувати їх у розчині, перешкоджати повторному осадженню, тобто проявляти стабілізуючий ефект. Мила мають високу стабілізуючу дію. Синтетичні миючі речовини проявляють порівняно слабку здатність утримувати в миючому розчині забруднення. Дрібні частки забруднення повторно осаджуються на поверхні, що очищується, і тканини після багаторазового прання отримують сірий відтінок. Для підвищення антиресорбційної здатності миючих речовин вводять різні добавки (КМЦ).
В залежності від виду та кількості нейтральних і лужних солей миючий розчин має різне середовище (рН) – кисле, нейтральне, слабко- і сильнолужне. Кисле і нейтральне середовище сприятливе для прання виробів з волокон тваринного походження, лужне – для прання виробів з волокон рослинного походження; помірно лужне середовище (при додаванні триполіфосфата) – для прання тканин зі штучних і синтетичних волокон. Залежно від рН середовища змінюється також миюча здатність миючих речовин. Наприклад, аніоноактивні миючі речовини (мило, алкілсульфати й сульфонати) проявляють миючий ефект лише в лужному й нейтральному середовищі, у кислому середовищі вони самі закріплюються на тканині. Катіоноактивні миючі речовини проявляють миючу дію в нейтральному і слабкокислому середовищі. Таке розходження властивостей залежить від характеру заряду розчинених у воді активних частин молекули миючої речовини. Тому характер заряду миючих речовин варто враховувати під час вибору миючого засобу для певних умов прання.
При виконанні завдання 1.2 необхідно вивчити за підручником сировину миловарного виробництва й основні процеси миловаріння. При цьому варто звернути увагу на наступне.
Жирові мила, що отримують при взаємодії жирів з лугами, являють собою суміш натрієвих і калієвих солей жирних кислот: стеаринової С17Н35СООН, пальмітинової С15Н31СООН, олеїнової C17H33СООН.
При використанні натрієвої луги виходять тверді й порошкоподібні мила, при використанні калієвої - тільки рідкі й мазеподібні.
Сировиною для виробництва мила є органічні та неорганічні продукти:
1. Органічні – тверді природні жири (яловичий, баранячий, свиняче сало), перероблені рідкі жири й рослинні масла (саломас), риб'ячий жир, бавовняне, соняшникове, лляне та інші масла. З жирових відходів використовують соапсток - побічний продукт лужного очищення рослинних масел і саломаса, а також утильні жири (кухонні, стічні тощо).
2. Неорганічні – так звані, жирозамінники – синтетичні жирні кислоти, а також нефтенові й смоляні кислоти.
Процес виробництва мила показано на рис. 1. Омилення жирової сировини проводять дією лугу NaОН або КОН при високій температурі на жирову суміш. При цьому жирові речовини розпадаються на гліцерини та вільну жирну кислоту, що вступає в реакцію з їдким лугом, утворюючи сіль жирної кислоти – мило.
Мильний клей містить 40 - 47 % жирних кислот. Застигаючи (з наповнювачами), він утворює тверде клейове мило. Наповнювачі (сода, рідке скло) отверджують клейове мило та підвищують його миючу здатність, збільшуючи лужність миючого середовища.
| І. Омилення |
     
|
  
|
 |
| ІІ. Висолювання |
  
|
| ІІІ. Шліфування |
| Промивка мильного ядра слабкими водними розчинами електролітів |
 |
| ІV. Підсушування |
 |
| V. Пресування |
 |
| VІ. Пілірування |
Рис. 1. Основні етапи процесу виробництва мила
Для отримання мила з більш високим вмістом жирних кислот його висолюють, для чого в киплячий клей вводять поварену сіль або каустичну соду, мило спливає, утворюючи шар концентрованого, так званого, ядрового мила, що містить 60 – 63 % жирних кислот. Цей процес приводить не тільки до зниження концентрації мила, але й звільняє його від домішок супутніх речовин (гліцерину, фарбуючи сполук), які утримуються у вихідній сировині, а також від різних забруднень.
Для отримання особливо чистих і світлих мил висолювання проводять декілька разів, а крім того, мило піддають шліфуванню, тобто додатковому промиванню мильного ядра слабкими водяними розчинами електролітів. Спочатку мило розмішують у гарячій воді, а потім додають невелику кількість розчинів солі й луги та доводять до кипіння. При цьому домішки з ядра переходять у розчин, що відокремлюють, а ядро підсушують і пресують, потім направляють у преси, з яких мило виходить у вигляді плит.
Якість мила підвищують подальшим підсушуванням, особливо перетиранням на спеціальних вальцях (пілірувальних машинах).
Використання в миловарній промисловості безперервно діючого устаткування для виробництва твердих мил під вакуумом дозволяє випускати більше високоякісних сортів мила без застосування пілірувальних машин (туалетні мила "Супутник", "Російський ліс" та ін. з 80 % вмістом жирних кислот). У виробництві туалетних мил застосовують кращі за якістю жири. Варіння ведуть із наступним висалюванням, а отриману туалетну основу обов'язково піддають піліруванню. Вільний луг, що залишився, обов'язково нейтралізують жирами або жирними кислотами, доводячи його вміст до 0,05 %. Вміст неомиленого жиру обмежується до 1 %. У туалетну основу вводять парфумерну віддушку та барвники.
Під час виконання завдання 1.3 доцільно звернути увагу на поділ мил побутового призначення на групи: господарські й туалетні.
Господарські мила поділяються:
1. За призначенням:
- мила для прання,
- мила для відмивання посуду й господарських виробів.
2. За консистенцією:
- господарські мила для прання: тверді у вигляді шматків та у вигляді порошків;
- мила для миття посуду й господарських виробів: тверді, рідкі та мазеподібні.
3. За вмістом жирнокислих солей: 60, 70, 72 - процентні.
4. За масою: 400 г / 60 %; 340 г / 70%; 250 г / 72 %.
В порівнянні з господарськими милами асортимент туалетних мил більш різноманітний. Вони містять 74 – 80 % жирних кислот.
1. За призначенням:
- туалетні,
- медичні або спеціальні.
2. За фізичним станом:
2.1. Тверді (у шматках і порошкоподібні):
- за складом рецептури виділяють такі групи: "Екстра", "Дитяча" (Д), І, ІІ, ІІІ;
- за кольором: незабарвлене (біле) і пофарбоване (у різні світлі тони);
- за запахом: квіткове й фантазійне;
- за характером пакування: відкрите (без обгортки), закрите (в обгортці), у коробках, футлярах, коробках-мильницях;
- за формою шматка: прямокутне, кругле, овальне, півовальне, фігурне;
- за масою шматка: від 10 до 200 г (10, 20, 25, 40, 50, 75, 88, 100, 125, 150, 200);
- за торговельним найменуванням.
2.2. Рідкі.
Кращим за складом та якістю вважається мило 80%, в основі якого лежить тваринне сало і кокосове масло. До жирової суміші мил інших груп додають технічний саломас: перша група - до 20%, друга - до 50% і третя - до 70%.
Жирове мило легко переробляється мікроорганізмами й не забруднює воду річок й озер, у які надходять стічні води. У цьому найважливіша його перевага порівняно із синтетичними миючими засобами.
Синтетичні миючі засоби – це натрієві солі кислих складних ефірів вищих спиртів і сірчаної кислоти:
R-CH2-OH + H-O-SO2-OH => R-CH2-O-SO2-OH + H2O
R-CH2-SO3-OH + NaOH => R-CH2-SO3-ONa + H2O
Основною частиною синтетичних миючих засобів (СМЗ) є органічні поверхнево-активні речовини, які мають змочувальну, емульгуючу, пептизуючу та піноутворюючу здатність. Сукупність цих властивостей обумовлюють їхню миючу здатність.
Вивчаючи CMC необхідно звернути увагу на їхній склад.
Основу синтетичних миючих засобів представляють поверхнево - активні речовини (ПАР).
Основною сировиною для всіх видів ПАР в майбутньому залишаються нормальні парафіни й альфаолефіни, жирні кислоти й жирні спирти, окис етилену.
ПАР підрозділяють на:
1. Іоногенні речовини: аніоноактивні та катіоноактивні. Найважливіше значення для CMЗ має аніоноактивні ПАР: алкілсульфати, алкілсульфонати й алкіларілсульфонати - кристалічні речовини, розчинні у воді.
Алкілсульфати - це натрієві солі сірчанокислих ефірів жирних, що утворяться під час нейтралізації їдким натром продукту взаємодії високомолекулярних спиртів (жирного ряду) із сірчаною кислотою. Самостійно й у суміші з іншими ПАР їх застосовують для виготовлення високоякісних миючих порошків спеціального й універсального призначення. Піноутворююча здатність алкілсульфатів нижча, ніж у мила.
Алкілсульфонати – натрієві солі сульфокислот жирного ряду. Вони мають гарну змочувальну та емульгуючу здатність, але миюча дія в цілому трохи нижча, ніж в алкілсульфатів. Вони застосовуються в суміші з іншими миючими речовинами.
Алкіларілсульфонати – натрієві солі алкіларілсульфокислот. Алкіларілсульфонати широко використовуються для виробництва CMЗ, особливо порошкоподібних, хоча вони погано переробляються мікроорганізмами.
2. Неіоногенні ПАР: препарати ОП, які складаються з поліетиленгліколевого ефіру алкілфенолів. Ці речовини являють собою маслоподібні жирності або пасти коричневого кольору зі слабким характерним запахом. Препарати ОП відрізняються гарною змочувальною, але недостатньо піноутворюючою здатністю та піностійкістю. Вони входять до складу деяких миючих засобів, особливо рідких.
Крім ПАР до складу CMЗ входять електроліти, алкілоламіди, карбоксіметилцелюлоза.
Електроліти – лужні натрієві солі вугільної, фосфорної й кремнієвої кислот або нейтральні солі. Їх вводять для створення лужного (у засобах для прання бавовняних і лляних тканин) або нейтрального (у засобах для прання вовняних і шовкових тканин) середовища. Електроліти підсилюють поверхневу активність миючих речовин, диспергують і пептизують жироподібні забруднення.
Алкілоламіди є стабілізаторами піни та вводяться в CMЗ у кількості 1 - 3 %. Використовують моно- і діалкілоламіди жирних кислот. Вони істотно підвищують ефективність CMЗ, підвищуючи стійкість піни, суспензуючи забруднення та запобігаючи його осадження на тканині. Введення алкілоламідів до складу CMЗ дозволяє знижувати вміст ПАР.
Карбоксіметилцелюлоза (КМЦ) є простим ефіром целюлози та гліколевої кислоти. У вигляді натрієвої солі вводиться до складу CMЗ для запобігання ресорбції забруднень на тканині. Припускають, що аніон КМЦ у миючому розчині адсорбується частками забруднень і повідомляє їм свій негативний заряд. У нейтральному й лужному середовищі тканини несуть також негативний заряд, тому негативно заряджені частки забруднень не осаджуються на тканині.
Крім зазначених речовин у складі сучасних CMЗ можуть бути й інші добавки (ензими, вибілювачі, антистатики тощо).
Як біодобавки у складі CMЗ використовують переважно лугостійкі протеолітичні ензими - протеази, здатні руйнувати білкові забруднення.
Присутність у СМЗ навіть невеликої кількості таких ензимів (0,5 – 2 %) полегшує видалення із тканин важкозмиваючих білкових забруднень (плям молока, яєць, крові, рибних і м'ясних соусів тощо). Протеолітичні ензими не руйнують бавовняні, лляні, хімічні волокна, що дозволяє їх широке використання в СМЗ для замочування й прання різних тканин. Виключення становлять тканини шовкового походження – натуральні вовна й шовк.
Основні види синтетичних миючих засобів за призначенням:
- для прання вовняних і шовкових тканин (рН 1 % розчину 7-8,5), універсальні (рН 9-9,5):
- для прання бавовняних і лляних тканин (рН 10-11,5);
- для прання грубих і сильно забруднених тканин, зокрема спецодягу;
- для туалетних цілей (шампуні для миття волосся тощо, рН5,5);
- для миття посуду, інвентарю, домашніх речей;
- для догляду за автомобілями, велосипедами, мотоциклами;
- засоби догляду за підлогою тощо.
CMЗ для прання бавовняних і лляних тканин отримують переважно з алкіларілсульфатів або суміші алкіларілсульфатів й алкілсульфонатів. До складу цих засобів входять карбоксіметилцелюлоза, алкілоламіди, триполіфосфат натрію та до 10 - 15 % кальцинованої соди. Їх випускають такі найменування: "Арієль", "Тайд", "Міф", "Дося" тощо.
Для прання вовняних і шовкових тканин випускають в основному рідкі й порошкоподібні препарати. У їхній склад входять алкілоламіди, сечовина й ін. Основу миючої пасти становлять алкілсульфати, іноді з добавками алкіларілсульфонатів. До них відносять "Персіл", "Лєда", „Дар’я”, „Бінго”, „Бонукс” та ін.
Миючі засоби універсального призначення готовлять зазвичай із суміші алкілсульфатів й алкіларілсульфонатів, ОП, триполіфосфаната натрію, карбоксіметилцелюлози та ін. До них відносяться: "Містер мускул ", "Лотос", "Істра", „Комет”, „Фейрі”, „Містер Пропен”, "Доместос", "Гала", "Міф", "Дон", „Макс”, „Біо”, „Заря”, „Наталка”.
До складу засобів для чищення хутра входять поверхнево-активні речовини ОП-7 і ОП-10, триполіфосфат натрію, кальцинована сода тощо. До них відносяться такі засоби, як "Ленор", „Ваниш”, „Леда”.
Для очищення грубих тканин і сильно забруднених виробів використовують препарати, до складу яких входять алкіларілсульфонати та значна кількість лужних солей. До них відносяться такі засоби, як „Ваніш”, „Містер Пропен” та ін.
До допоміжних засобів для прання відносяться: засоби для пом'якшення води, відбілювання, підсинювання й підкрохмалювання.
Водопом’якшуючі засоби складаються з лужних електролітів. У їх асортимент входять препарати: "Ленор", "Дося", „Джубели”.
Вибілюючі засоби являють собою перекісні солі або оптичні вибілювачі (прямі білі барвники). Випускають прямі вибілюючі засоби "Персоль", "Чайку", "Лебідь", "Асс", "Ваніш" та ін.
До підсинюючих і підкрохмалюючих речовин відносяться "Синька", "Сипол" (ультрамарин) і крохмаль (у добавках до ін. препаратів).
Далі СМЗ класифікують:
1. За консистенцією - порошкоподібні, пастоподібні, рідкі.
2. За складом - з біологічними добавками й без добавок, з вибілюючими речовинами й без вибілювачів, з речовинами, що підфарбовують, дезінфікуючими речовинами, з антистатиками;
3. За призначенням - для бавовняних і лляних тканин; для вовняних, шовкових, штучних і синтетичних тканин; для всіх видів тканин (універсальні);
4. За способом застосування - з високою піною для прання в активаторних пральних машинах і для ручного прання, з низькою піною для прання в машинах будь-якої конструкції й для ручного прання;
5. За видом і матеріалом пакування - картонні коробки, поліетиленові пакети, пластмасові банки, пластмасові скляні флакони;
6. За масою розфасовки.
CMЗ має ряд переваг перед жировими милами, які виражаються в наступному: на відміну від виробництва жирових мил, де у якості сировини застосовують харчові жири, CMЗ отримують із продуктів переробки нафти. Властивості CMЗ можна регулювати залежно від їхнього призначення, миюча дія їх проявляється в кислих, лужних середовищах, жорсткій воді, концентрація миючого розчину CMЗ нижча, ніж у жирових мил.
Загальним недоліком CMЗ є їх важка біозасвоюваність у стічних водах. Крім того порошкоподібні CMЗ можуть викликати алергійні реакції. CMЗ сильно сушать шкіру рук.
Завдання 1.5 варто виконувати за таблицею 1.
Таблиця 1
Асортимент миючих засобів
| № | Найме-нуван-ня, марка миючо-го засобу | ДСТУ, ГОСТ або ТУ, за яким випус-кається | Призна-чення | Кон-сис-тенція | Вид основ-ної миючої речо-вини | Добав-ки | Форма (для мила) | Колір | Запах | Харак-тер паку-вання | Роз-фасовка |
Матеріальне забезпечення:
1. Зразки жирових мил та СМЗ.
2. Каталоги.
3. Нормативні документи на жирові мила і СМЗ.
Питання для контролю знань за темою „Асортимент миючих засобів”:
1. Поняття „миючі засоби”.
2. Споживні властивості миючих засобів.
3. Сировина для виробництва мила.
4. Процес виробництва мила.
5. Асортимент господарських мил.
6. Асортимент туалетних мил.
7. Поняття „синтетичні миючі засоби”.
8. Сировина для виробництва СМЗ.
9. Види СМЗ за призначенням.
10. Класифікація СМЗ за різними критеріями.
11. Переваги та недоліки СМЗ в порівнянні з жировими милами.
