I. Bagaimana lemak dan minyak dikeluarkan dari piring?
Cuci piring adalah proses menghilangkan lemak dan kotoran lainnya dari permukaan peralatan makan dan seringkali membutuhkan penggunaan deterjen cuci piring, yang serfaktan merupakan komponen penting.Molekul surfaktan biasanya mengandung rantai hidrofobik panjang dan gugus hidrofil. Rantai hidrofobik berada dalam keadaan tidak stabil di dalam air, dan cenderung bermigrasi ke antarmuka dua fase atau multi-fase untuk meminimalkan area kontak dengan air,mengakibatkan ketegangan antarmuka yang lebih rendah, yang menghasilkan pelembab, larutan dan fungsi lainnya. Ketika konsentrasi surfaktan cukup besar, molekul surfaktan berkumpul di air,rantai hidrofobik bersama-sama untuk membentuk koloid, dan gugus hidrofilik ke luar untuk membentuk permukaan koloid.Kolloid dapat mengkapsulkan minyak dan membuat kelarutan minyak dalam air meningkat secara signifikan (iDengan menerapkan tindakan mekanik, minyak dapat dihapus dari permukaan peralatan makan.
Ada banyak surfaktan yang biasa digunakan dalam deterjen pencuci piring, seperti natrium dodecylbenzene sulfonate (LAS) dan alifat alkohol polioksieetilen eter sulfat (AES),tapi mereka tidak memuaskan dalam hal keamanan, efek pada kulit, kinerja biodegradasi dan sebagainya Di sini kita memperkenalkan surfactant hijau APG dengan kinerja yang lebih ideal.
II. Apa itu APG?
APG adalah singkatan dari AlkylPolyglucoside, yang biasanya merupakan senyawa glikosida alkil dari monosakarida dan oligosakarida.dan gugus hidrofil adalah monosakarida atau oligosakarida glikosida (tingkat polimerisasi biasanya 1 ~ 3Karena molekul gula memiliki beberapa gugus hidroksil, misalnya glukosa memiliki 5 gugus hidroksil, sukrosa, maltosa memiliki 8 gugus hidroksil,Jadi struktur alkil glikosida sangat kompleks, ada berbagai isomer.
III. Kinerja Detergen APG
Tidak ada gugus ionisasi yang kuat dalam molekul APG, yang termasuk dalam surfaktan non-ionik, dan aktivitas permukaannya adalah salah satu yang tertinggi, yang lebih kuat daripada surfaktan non-ionik biasa (misalnyaPolyoxyethylene ether alifatik alkohol), dan masih dapat mempertahankan aktivitas permukaan yang tinggi dalam larutan alkali dan elektrolit terkonsentrasi (misalnya natrium silikat, dll.).Konsentrasi terendah di mana suatu surfaktan dapat membentuk micelle disebut konsentrasi micelle kritis (cmc), yang merupakan parameter penting untuk mengukur aktivitas permukaan suatu surfaktan. semakin kecil cmc, semakin tinggi aktivitas permukaan. semakin kecil cmc, semakin tinggi aktivitas permukaan.Ketika kelompok alkil adalah sama, cmc dari sodium dodecylbenzene sulfonate anionik yang umum digunakan dan sodium dodecyl sulfate masing-masing 1,2x10-3mol dan 9,3x10-3molL,dan cmc dari non-ion lauryl polyoxyethylene ether C12H250 ((OC2H4) 9H adalah 1.0x10-4mol, dan berbagai APG bisa sebesar 8.0x10-5mol-2.2x10-4mol/L. Konsentrasi micel yang terendah disebut konsentrasi micellar kritis (cmc),dan itu adalah parameter yang sangat penting untuk mengukur aktivitas permukaan dari surfaktan. 4mol/L.
APG juga memiliki keuntungan lain, termasuk busa yang kaya, kemampuan berbusa dan surfaktan anionik hampir sama; dan surfaktan lain memiliki efek sinergis,dapat meningkatkan aktivitas permukaan dan mengurangi jumlah surfaktan iritasiKarena tidak beracun, mudah terdegradasi, dan 100% diproduksi dengan bahan baku alami regeneratif, ia memiliki keuntungan unik dalam konsumsi energi,fisiologi, kompatibilitas lingkungan, dll. dan oleh karena itu dikenal sebagai surfaktan hijau. Kekurangannya adalah bahwa hal ini sangat dipengaruhi oleh kualitas air, dan sebagai kekerasan air meningkat,Kemampuan dekontaminasi berkurang.
IV. Sintesis APG
APG biasanya disiapkan dengan kondensasi pati alami dan produk hidrolisisnya dengan alkohol lemak.Produk hidrolisis pati dapat berupa glukosa atau oligosakarida seperti disakarida dan trisaharidaAda berbagai metode sintesis, tetapi saat ini, metode utama adalah metode sintesis kimia.
Dua metode sintesis industri yang paling mapan dijelaskan di sini.yang menggunakan reaksi langsung alkohol lemak C8 ke C16 dengan produk hidrolisis pati untuk menghasilkan alkylglycosides, biasanya membutuhkan panas dan katalis. katalis yang umum digunakan adalah asam sulfat, asam p-toluenesulfon, dan asam dengan sifat emulsifikasi (misalnya, asam dodecylbenzenesulfon) juga digunakan,yang menyebabkan bahan baku terbentuk stabil, tetesan halus yang membantu dalam reaksi glikosidisasi.
Setelah reaksi selesai, alkohol lemak dihapus, dan kemudian setelah netralisasi dan pemutihan, produk APG diperoleh.tapi karena kelarutan alkohol karbon tinggi dan gula yang buruk, waktu reaksi panjang, dan kondisi reaksi perlu dikontrol dengan hati-hati, atau sebaliknya sangat mudah untuk membentuk gumpalan coklat aglomerasi.Negara-negara asing terutama menggunakan metode ini untuk mensintesis glikosida alkil.
Metode sintesis lain sering disebut metode dua langkah. Ambil metode transacetalisasi sebagai contoh, itu adalah dalam kehadiran asam sulfat, asam p-toluenesulfonat dan katalis asam lainnya,pertama-tama biarkan alkohol lemak rendah karbon (umumnya butanol) dan pati (atau produk hidrolisisnya) untuk menghasilkan rantai rendah karbon glikosida alkil, dan kemudian alkohol lemak rantai karbon tinggi alih-alih glikosida dalam rantai karbon rendah, sehingga mendapatkan rantai karbon tinggi glikosida alkil.
Saat ini produksi domestik utama dengan metode ini, kondisi yang umum digunakan adalah: langkah pertama dari reaksi selama 2 jam, pada 100 ~ 120 °C,di bawah vakum sesegera mungkin untuk menghilangkan n-butanolSetelah 40 menit reaksi, produk tersebut dinetralisir dengan Na2CO3 dan dodecanol dikeluarkan pada 165°C dan 0,27 kPa.Metode dua langkah ditandai dengan waktu reaksi yang singkat, operasi yang sederhana, dan solusi yang baik untuk masalah kompatibilitas alkohol-gula, tetapi produksi skala besar perlu meningkatkan pemisahan proses alkohol rendah karbon dan peralatan,dan kemurnian produk tidak sebaik metode satu langkahSelain metode kimia, APG juga dapat disintesis dengan metode enzimatik, yang memiliki keuntungan selektivitas yang baik, kondisi ringan, proses sederhana, kemurnian produk yang tinggi, dll.,tingkat konversi rendah, kecepatan reaksi lambat, dan rumit untuk membangun sistem enzim yang cocok, sehingga masih dalam tahap penelitian laboratorium.
V. Formulasi deterjen pencuci piring dengan APG
Biasanya, deterjen pencuci piring yang dirumuskan dengan APG juga mengandung surfaktan lain, sehingga deterjen yang dirumuskan kaya akan busa, tahan air keras,mudah dibilas dan lembut untuk disentuhPerlu dicatat bahwa tidak ada hubungan langsung antara kinerja busa dan deterjen,namun fenomena busa yang berkurang secara bertahap selama proses pencucian dapat menunjukkan penurunan zat aktif larutan pencucian dan penurunan kemampuan pembersihKarena harga APG yang relatif tinggi, jumlah APG yang digunakan dalam formulasi umum rendah (biasanya dalam kisaran 1% hingga 15%) untuk mengurangi biaya.NaCl biasanya digunakan sebagai penebal dalam produksi komersial untuk mengurangi biaya lebih lanjut dan meningkatkan viskositas.
Berikut adalah skema eksperimen untuk persiapan formula sederhana: menimbang 0,70 g APG (50%) dan 1,20 g AES (70%), tambahkan air masing-masing 10 g,lalu panaskan dengan air mandi (atau jaket pemanasan) untuk membubarkannya.Campurkan kedua larutan, tambahkan larutan jenuh NaC1 3,5 m, aduk perlahan secara merata, produk diperoleh.dan efek mencuci dalam air keras masih sangat baik setelah diencerkan 5 kali.
Dalam percobaan, perlu memperhatikan hal-hal berikut: (1) AES memiliki keasaman yang lemah, yang mengiritasi kulit,dan kontak langsung dengan kulit harus dihindari sebanyak mungkin. (2) Saat menyiapkan deterjen, APG dan AES harus dibubarkan secara terpisah sebelum dicampur, jika tidak, pembubaran akan lebih sulit. (3) APG sulit larut dalam air,tapi aduk dengan kuat akan menghasilkan banyak busaOleh karena itu, tidak boleh diaduk keras saat larut, dan dapat dipanaskan sedikit untuk mempromosikan larutan.(4) NaCl harus ditambahkan dalam bentuk larutan jenuh, langsung ditambahkan ke padat akan menyebabkan larutan sulit. Jumlah NaCl seharusnya tidak terlalu besar, jika tidak akan kehilangan efek penebalan, bukannya membuat deterjen lebih tipis.(5) Sebagian besar bahan percobaan adalah bahan organik mudah terbakar, sehingga seluruh proses tidak dapat memiliki api terbuka.
Untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda, dapat ditambahkan ke deterjen humectant (umumnya sedikit gliserin) untuk menghindari pengeringan kulit setelah dicuci, dapat ditambahkan ke bumbu (bumbu lemon 0.02g) untuk meningkatkan bau, tetapi juga untuk menambahkan jumlah pengawet yang tepat (natrium dehydroacetate 0,01g) untuk memperpanjang umur simpan produk.
I. Bagaimana lemak dan minyak dikeluarkan dari piring?
Cuci piring adalah proses menghilangkan lemak dan kotoran lainnya dari permukaan peralatan makan dan seringkali membutuhkan penggunaan deterjen cuci piring, yang serfaktan merupakan komponen penting.Molekul surfaktan biasanya mengandung rantai hidrofobik panjang dan gugus hidrofil. Rantai hidrofobik berada dalam keadaan tidak stabil di dalam air, dan cenderung bermigrasi ke antarmuka dua fase atau multi-fase untuk meminimalkan area kontak dengan air,mengakibatkan ketegangan antarmuka yang lebih rendah, yang menghasilkan pelembab, larutan dan fungsi lainnya. Ketika konsentrasi surfaktan cukup besar, molekul surfaktan berkumpul di air,rantai hidrofobik bersama-sama untuk membentuk koloid, dan gugus hidrofilik ke luar untuk membentuk permukaan koloid.Kolloid dapat mengkapsulkan minyak dan membuat kelarutan minyak dalam air meningkat secara signifikan (iDengan menerapkan tindakan mekanik, minyak dapat dihapus dari permukaan peralatan makan.
Ada banyak surfaktan yang biasa digunakan dalam deterjen pencuci piring, seperti natrium dodecylbenzene sulfonate (LAS) dan alifat alkohol polioksieetilen eter sulfat (AES),tapi mereka tidak memuaskan dalam hal keamanan, efek pada kulit, kinerja biodegradasi dan sebagainya Di sini kita memperkenalkan surfactant hijau APG dengan kinerja yang lebih ideal.
II. Apa itu APG?
APG adalah singkatan dari AlkylPolyglucoside, yang biasanya merupakan senyawa glikosida alkil dari monosakarida dan oligosakarida.dan gugus hidrofil adalah monosakarida atau oligosakarida glikosida (tingkat polimerisasi biasanya 1 ~ 3Karena molekul gula memiliki beberapa gugus hidroksil, misalnya glukosa memiliki 5 gugus hidroksil, sukrosa, maltosa memiliki 8 gugus hidroksil,Jadi struktur alkil glikosida sangat kompleks, ada berbagai isomer.
III. Kinerja Detergen APG
Tidak ada gugus ionisasi yang kuat dalam molekul APG, yang termasuk dalam surfaktan non-ionik, dan aktivitas permukaannya adalah salah satu yang tertinggi, yang lebih kuat daripada surfaktan non-ionik biasa (misalnyaPolyoxyethylene ether alifatik alkohol), dan masih dapat mempertahankan aktivitas permukaan yang tinggi dalam larutan alkali dan elektrolit terkonsentrasi (misalnya natrium silikat, dll.).Konsentrasi terendah di mana suatu surfaktan dapat membentuk micelle disebut konsentrasi micelle kritis (cmc), yang merupakan parameter penting untuk mengukur aktivitas permukaan suatu surfaktan. semakin kecil cmc, semakin tinggi aktivitas permukaan. semakin kecil cmc, semakin tinggi aktivitas permukaan.Ketika kelompok alkil adalah sama, cmc dari sodium dodecylbenzene sulfonate anionik yang umum digunakan dan sodium dodecyl sulfate masing-masing 1,2x10-3mol dan 9,3x10-3molL,dan cmc dari non-ion lauryl polyoxyethylene ether C12H250 ((OC2H4) 9H adalah 1.0x10-4mol, dan berbagai APG bisa sebesar 8.0x10-5mol-2.2x10-4mol/L. Konsentrasi micel yang terendah disebut konsentrasi micellar kritis (cmc),dan itu adalah parameter yang sangat penting untuk mengukur aktivitas permukaan dari surfaktan. 4mol/L.
APG juga memiliki keuntungan lain, termasuk busa yang kaya, kemampuan berbusa dan surfaktan anionik hampir sama; dan surfaktan lain memiliki efek sinergis,dapat meningkatkan aktivitas permukaan dan mengurangi jumlah surfaktan iritasiKarena tidak beracun, mudah terdegradasi, dan 100% diproduksi dengan bahan baku alami regeneratif, ia memiliki keuntungan unik dalam konsumsi energi,fisiologi, kompatibilitas lingkungan, dll. dan oleh karena itu dikenal sebagai surfaktan hijau. Kekurangannya adalah bahwa hal ini sangat dipengaruhi oleh kualitas air, dan sebagai kekerasan air meningkat,Kemampuan dekontaminasi berkurang.
IV. Sintesis APG
APG biasanya disiapkan dengan kondensasi pati alami dan produk hidrolisisnya dengan alkohol lemak.Produk hidrolisis pati dapat berupa glukosa atau oligosakarida seperti disakarida dan trisaharidaAda berbagai metode sintesis, tetapi saat ini, metode utama adalah metode sintesis kimia.
Dua metode sintesis industri yang paling mapan dijelaskan di sini.yang menggunakan reaksi langsung alkohol lemak C8 ke C16 dengan produk hidrolisis pati untuk menghasilkan alkylglycosides, biasanya membutuhkan panas dan katalis. katalis yang umum digunakan adalah asam sulfat, asam p-toluenesulfon, dan asam dengan sifat emulsifikasi (misalnya, asam dodecylbenzenesulfon) juga digunakan,yang menyebabkan bahan baku terbentuk stabil, tetesan halus yang membantu dalam reaksi glikosidisasi.
Setelah reaksi selesai, alkohol lemak dihapus, dan kemudian setelah netralisasi dan pemutihan, produk APG diperoleh.tapi karena kelarutan alkohol karbon tinggi dan gula yang buruk, waktu reaksi panjang, dan kondisi reaksi perlu dikontrol dengan hati-hati, atau sebaliknya sangat mudah untuk membentuk gumpalan coklat aglomerasi.Negara-negara asing terutama menggunakan metode ini untuk mensintesis glikosida alkil.
Metode sintesis lain sering disebut metode dua langkah. Ambil metode transacetalisasi sebagai contoh, itu adalah dalam kehadiran asam sulfat, asam p-toluenesulfonat dan katalis asam lainnya,pertama-tama biarkan alkohol lemak rendah karbon (umumnya butanol) dan pati (atau produk hidrolisisnya) untuk menghasilkan rantai rendah karbon glikosida alkil, dan kemudian alkohol lemak rantai karbon tinggi alih-alih glikosida dalam rantai karbon rendah, sehingga mendapatkan rantai karbon tinggi glikosida alkil.
Saat ini produksi domestik utama dengan metode ini, kondisi yang umum digunakan adalah: langkah pertama dari reaksi selama 2 jam, pada 100 ~ 120 °C,di bawah vakum sesegera mungkin untuk menghilangkan n-butanolSetelah 40 menit reaksi, produk tersebut dinetralisir dengan Na2CO3 dan dodecanol dikeluarkan pada 165°C dan 0,27 kPa.Metode dua langkah ditandai dengan waktu reaksi yang singkat, operasi yang sederhana, dan solusi yang baik untuk masalah kompatibilitas alkohol-gula, tetapi produksi skala besar perlu meningkatkan pemisahan proses alkohol rendah karbon dan peralatan,dan kemurnian produk tidak sebaik metode satu langkahSelain metode kimia, APG juga dapat disintesis dengan metode enzimatik, yang memiliki keuntungan selektivitas yang baik, kondisi ringan, proses sederhana, kemurnian produk yang tinggi, dll.,tingkat konversi rendah, kecepatan reaksi lambat, dan rumit untuk membangun sistem enzim yang cocok, sehingga masih dalam tahap penelitian laboratorium.
V. Formulasi deterjen pencuci piring dengan APG
Biasanya, deterjen pencuci piring yang dirumuskan dengan APG juga mengandung surfaktan lain, sehingga deterjen yang dirumuskan kaya akan busa, tahan air keras,mudah dibilas dan lembut untuk disentuhPerlu dicatat bahwa tidak ada hubungan langsung antara kinerja busa dan deterjen,namun fenomena busa yang berkurang secara bertahap selama proses pencucian dapat menunjukkan penurunan zat aktif larutan pencucian dan penurunan kemampuan pembersihKarena harga APG yang relatif tinggi, jumlah APG yang digunakan dalam formulasi umum rendah (biasanya dalam kisaran 1% hingga 15%) untuk mengurangi biaya.NaCl biasanya digunakan sebagai penebal dalam produksi komersial untuk mengurangi biaya lebih lanjut dan meningkatkan viskositas.
Berikut adalah skema eksperimen untuk persiapan formula sederhana: menimbang 0,70 g APG (50%) dan 1,20 g AES (70%), tambahkan air masing-masing 10 g,lalu panaskan dengan air mandi (atau jaket pemanasan) untuk membubarkannya.Campurkan kedua larutan, tambahkan larutan jenuh NaC1 3,5 m, aduk perlahan secara merata, produk diperoleh.dan efek mencuci dalam air keras masih sangat baik setelah diencerkan 5 kali.
Dalam percobaan, perlu memperhatikan hal-hal berikut: (1) AES memiliki keasaman yang lemah, yang mengiritasi kulit,dan kontak langsung dengan kulit harus dihindari sebanyak mungkin. (2) Saat menyiapkan deterjen, APG dan AES harus dibubarkan secara terpisah sebelum dicampur, jika tidak, pembubaran akan lebih sulit. (3) APG sulit larut dalam air,tapi aduk dengan kuat akan menghasilkan banyak busaOleh karena itu, tidak boleh diaduk keras saat larut, dan dapat dipanaskan sedikit untuk mempromosikan larutan.(4) NaCl harus ditambahkan dalam bentuk larutan jenuh, langsung ditambahkan ke padat akan menyebabkan larutan sulit. Jumlah NaCl seharusnya tidak terlalu besar, jika tidak akan kehilangan efek penebalan, bukannya membuat deterjen lebih tipis.(5) Sebagian besar bahan percobaan adalah bahan organik mudah terbakar, sehingga seluruh proses tidak dapat memiliki api terbuka.
Untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda, dapat ditambahkan ke deterjen humectant (umumnya sedikit gliserin) untuk menghindari pengeringan kulit setelah dicuci, dapat ditambahkan ke bumbu (bumbu lemon 0.02g) untuk meningkatkan bau, tetapi juga untuk menambahkan jumlah pengawet yang tepat (natrium dehydroacetate 0,01g) untuk memperpanjang umur simpan produk.