厨房油垢及清洗剂配方设计范文

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《日用化学品科学》2014年第五期

1厨房油垢清洗机理及方法

厨房中一般经过气化后冷凝的油垢可以使用一般的清洗剂进行乳化或增溶等将其去除。由于比较顽固的重油垢是聚合油脂将各种类型的油垢交织在一起，既不溶于水，又难以在通常情况下被乳化及增溶等，所以需要对厨房重油垢的去除机理及具体的去除方法进行研究。目前去除油垢的机理及方法主要有以下几种。

1.1溶剂除油垢

有机溶剂对聚合物油垢具有很好的润湿、渗透、溶解和乳化作用，对油垢达到很好的去除效果，如图1所示。但是去油垢效率高的有机溶剂都具有闪点低、毒性大、易燃及污染性强等缺点。另外厨房受污染的表面较多，所以如果全部使用溶剂，将会消耗大量的溶剂，价格昂贵，产品成本会很高，且纯溶剂对人体有一定的危险。如果使用添加少量溶剂的水剂产品，由于溶剂量太少对聚合物的溶解性将大大降低，清洗效果也将骤降。

1.2碱性物质的皂化作用

一般的轻油垢，如植物食用油遇到碱性物质较易发生皂化反应生成溶于水的肥皂和甘油达到去除目的。经高温挥发出来的食用油在空气中氧化聚合后的聚合油垢产物带有了过氧化物和羟基等酸性基团，这些基团与碱性物质较易发生中和反应，从而大大增强其亲水性，可以使用水基清洗剂将其去除。缺点是碱性物质对器具表面及使用者皮肤都有一定腐蚀性。

1.3表面活性剂除油垢

厨房油垢清洗剂中的表面活性剂去油垢效果主要通过润湿、渗透、增溶和乳化等一系列作用使油垢脱落，从而达到去除的目的。其优点是去污率高、毒性低、刺激性小。表面活性剂在除油垢过程中与油垢之间主要存在以下几种作用：

1.3.1降低表面张力及乳化吸附作用一般表面活性剂中含有亲水和亲油基团,在清洗油垢的过程中亲油基团的一端与油垢吸引，亲水基团的一端伸入水中从而降低了油垢与清洗剂之间的表面张力或界面张力。根据固体表面润湿的原理，固体表面液体的表面张力越低，润湿渗透性能通常就越好，油垢就越容易卷缩成油珠，如图2所示。同时表面活性剂的乳化作用可以将油垢乳化分散成细小的粒子，然后靠机械(外力)作用使油垢脱落而达到除油垢的目的。

1.3.2增溶作用表面活性剂的去污能力与表面活性剂的增溶作用是分不开的。非极性油垢增溶于表面活性剂的胶束疏水内核中，如图3所示；极性油垢增溶于胶束的表层亲水性区域内。胶束对油垢的增溶作用实际上是将油垢溶解于清洗剂中，从而使油垢不能再沉积，这将大大提高清洗效果。

2厨房油垢清洗剂配方设计

根据以上3种常用厨房油垢去除方法的描述可以发现，每个单一的方法都有一定优缺点和局限性，所以配方设计时需要将这3种方法综合起来，充分利用溶剂对聚合物油垢的溶解力、碱性物质的碱度对油垢的影响以及表面活性的特性来增强和加大清洗剂的去除油垢能力。

2.1设计原理

厨房油垢清洗剂选择化学原料时首先应遵循以下原理：由于厨房油垢和物体表面之间一般都具有很好的结合力，所以清洗剂必须能够把油垢去除的同时而不破坏物体的表面。设计厨房油垢清洗剂配方主要从配方去污效果、安全性、稳定性及遵循当地的法律法规和标准等几个因素进行考虑。

2.2常用厨房油垢清洗剂的配方组成

2.2.1表面活性剂表面活性剂可以促进清洗剂对油垢表面的润湿及油垢卷缩，通过对油垢进行分散渗透乳化，提高清洗剂洗涤效果。洗涤作用就是指浸渍在某种介质中（主要是水），去除固体表面上油垢的过程，在此过程中表面活性剂通过疏水部分和固体表面之间的相互作用吸附到固体基底上，同时吸附到油垢表面上，改变了原有的界面之间电、机械和化学性质，减弱了油垢和固体表面的黏附力。表面活性剂主要有4类：非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。厨房油垢清洗剂配方中主要用到非离子和阴离子表面活性剂，且它们的混合体系使产品的洗涤去污效果达到更佳，原因是：非离子表面活性剂的存在降低了阴离子表面活性剂头基之间的静电排斥力，因此促进了吸附作用。

2.2.2溶剂高沸点的醇醚有机溶剂对油性污垢，尤其是由不饱和油形成的褐色黏型树脂状的变质油垢具有良好的膨胀和溶解作用，可以有效降低油垢各成分之间以及油垢与固体表面的结合力，为油垢的去除创造条件。考虑到产品的去污力及对人体、环境的安全性，最好选择闪点较高、安全性能好、溶解力强的有机溶剂，如乙二醇正己醚和二乙二醇丁醚相结合。

2.2.3碱厨房油垢清洗剂使用过程中，碱可以通过与油垢的接触促使油垢部分皂化而被除去，同时还能对不饱和油脂聚合物形成的树脂状物产生溶胀作用（碱溶胀树脂），使油垢与固体表面的结合力和油垢的致密性下降,这对薄膜型油垢的去除非常有利。另外由于油脂聚合物油垢中含有一些酸性基团比较容易受碱性物质的攻击，因此在配方中要考虑一定的碱度，这样在清洗的时候可以加大油脂的亲水性有利于使用水基清洗剂清洗。碱可选择有机碱如三乙醇胺等和无机碱如氢氧化钠和氢氧化钾等。

2.2.4添加剂和螯合剂厨房油垢清洁剂配方中表面活性剂的表面活性可以随着溶剂、各种添加剂、螯合剂和盐的加入而增加。添加剂主要是指具有3种功效的原料：稳定配方中碱的pH值、稳定缓冲体系的pH值和螯合硬水中的钙和镁等金属离子，常见的添加剂有磷酸盐、碳酸盐和柠檬酸钠等。这里提到的“螯合剂”与“添加剂”的主要区别在于：它们不会像添加剂或酸碱物质那样很明显地改变体系的pH值，尽管它们也可以螯合硬水中的钙和镁等金属离子并且是很好的缓冲剂。一种常见的螯合剂是EDTA-4Na。

2.2.5香精染料消费者的期望值有一部分是产品的外观，从美观角度考虑产品最好具有令人舒服的外观和可以接受的气味，因此大部分厨房油垢清洗剂产品都会添加染料和香精。甚至于有的消费者喜欢有黏度的产品，所以有时候还会添加少量的增稠剂。

2.3厨房油垢清洗剂配方案例

根据以上综合分析描述，设计厨房油垢清洁剂配方时需要将溶剂、表面活性剂及碱进行合理的复配使用。选用的配方主要用来考察清洗剂各主要成分对配方去油垢效果的影响，所以配方设计的时候没有添加其他与去油垢效果关系不是很大的香精染料等成分。最终我们拟定了本文将要使用的基础配方S，见表1。

3厨房油垢清洗剂去污力三大主要影响因素试验

3.1试验目的和方法

该试验主要目的是研究厨房油垢清洁剂及三大主要成分在配方中对产品去污力的影响情况。基础配方选用以上拟定的配方，根据试验目的需要对基础配方进行调整，做相应的对比测试。由于试验方法的误差限制，基础配方在每一组平行试验中的去污力结果可能不尽相同，但是作为对比试验，结果对我们设计配方时还是有一定的参考价值。试验方法参照现行的国家标准QB/T4348—2012《厨房油垢清洗剂》中的附录A———去污力的测试方法。

3.2试验配方

该试验选用的配方主要有：基础配方S、配方A、配方R、配方K，其中配方A、R和K分别是将基础配方中表面活性剂、溶剂和碱去掉来检验这三大主要成分对厨房油垢清洁剂配方去污力的影响情况，见表2和图4。

3.3试验结果

由图4试验结果表明，不添加溶剂、表面活性剂或碱的配方去污力明显比基础配方要差很多，证明这三大主要成分对厨房油垢清洗剂配方的去污力贡献都很大。试验结果表明，3种主要成分对厨房油垢清洗剂去污力的影响都很明显，缺少任何一项，产品的去污力都将大打折扣，所以厨房油垢清洗剂配方设计的时候要考虑将3种有效成分进行合理复配，以期达到最佳的去污效果。

4结论

根据研究可以发现厨房油垢的组成及其形成过程极其复杂，而且很难用一般的清洗剂去除。厨房油污的去除方法主要有溶剂除油垢、碱性物质的皂化作用及表面活性剂除油垢3种，与其相对应的厨房油垢清洗剂的主要成分有溶剂、碱及表面活性剂。通过使用国家标准QB/T4348—2012《厨房油垢清洗剂》中的去污力测试方法对3种主要成分进行去污力对比试验。试验结果表明：每种成分对厨房油垢清洗剂的去污力都有不同程度的贡献，所以最佳的厨房油垢清洗剂配方设计是将3种主要的功效原料进行合理的复配。

作者：闫媛李鼎文陈艳单位：上海庄臣有限公司研发部