تولید شوینده لباس

تاریخچه استفاده از شوینده لباس

اولین صابون‌ها در دوران باستان از طریق روش‌های متنوعی، معمولاً با جوشاندن چربی و خاکستر تولید می‌شدند. باستان‌شناسان در کاوش در مکان‌های بابل باستان شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد از این نوع صابون‌ها در سال 2800 قبل از میلاد استفاده شده است. در قرن دوم میلادی، رومی‌ها مرتباً صابون درست می‌کردند که احتمال می‌رود تولید آن‌ها را خیلی زودتر هم آغاز کرده بودند.

در اروپا، استفاده از صابون در قرون وسطی کاهش یافته است. با این حال، تا قرن پانزدهم، استفاده و ساخت آن از سر گرفته شد و یک صابون مبتنی بر روغن زیتون که در کاستیا، اسپانیا تولید می‌شد، در بسیاری از مناطق جهان شناخته شده و فروخته می‌شد. صابون کاستیل که امروزه نیز موجود است، اعتبار خود را به عنوان یک محصول با کیفیت حفظ کرده است.

در دوره استعمار و قرن هجدهم، آمریکایی‌ها صابون خود را در خانه تولید می‌کردند. تا اینکه تولید صابون از خانه‌های شخصی دور شد و در دهه 1930 به یک صنعت تبدیل شد. اولین شوینده یا صابون مصنوعی، در جنگ جهانی اول در آلمان تولید شد. در سال 1946، اولین شوینده ساخته شده شامل یک سورفکتانت (یک ماده مؤثر در سطح یا صابون) و یک سازنده (ماده‌ای شیمیایی که باعث افزایش عملکرد سورفاکتانت می‌شود و همچنین از طریق روش‌های دیگر، فرآیند شستشو را مؤثرتر می‌کند).

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

مواد اولیه مورد استفاده در تولید مواد شوینده لباس

اگرچه افراد معمولاً از شوینده لباس به عنوان “صابون” یاد می‌كنند، اما در واقع این یك ترکیب مصنوعی است كه مانند برخی از صابون‌ها با برخی پیشرفت‌های عمده عمل می‌كند. شوینده، لباس را تمیز می‌کند زیرا هر مولکول شوینده لباس از یک زنجیره هیدروکربن و یک گروه کربوکسیلیک (اسیدهای چرب) تشکیل شده است که دو عملکرد مهم را انجام می‌دهد.

انتهای کربوکسیلات مولکول شوینده لباس آب دوست است، به این معنی که به آب جذب می‌شود، در حالی که انتهای هیدروکربن مولکول هم آبگریز است (توسط آب دفع می‌شود) و هم جذب روغن و چربی موجود در آلودگی می‌شود.

در حالی که انتهای آبگریز یک مولکول شوینده لباس خود را به آلودگی متصل می‌کند، انتهای آب دوست خود را به آب متصل می‌کند. آلودگی متصل به انتهای کربوکسیلات مولکول به طور شیمیایی از لباس‌های تمیز شده به داخل آب شستشو کشیده می‌شود. تحریک و شستشوی مناسب لباس باعث پیشبرد روند پاکسازی می‌شود.

مشکل عمده استفاده از شوینده لباس برای تمیز کردن لباس‌های شسته شده زمانی نشان داده می‌شود که در آب سخت استفاده شود، آبی که سرشار از مواد معدنی طبیعی مانند کلسیم، منیزیم، آهن و منگنز است. وقتی این مواد شیمیایی با شوینده لباس واکنش می‌دهند، یک ترکیب نامحلول ایجاد می‌کنند که رسوب نامیده می‌شود.

شستشو رسوباتی بر روی لباس ایجاد می‌کند و باعث ایجاد سفتی پارچه می‌شود. حتی آبی که زیاد سخت نباشد در نهایت بعد از مدتی تولید رسوب می‌کند. در حالی که هیدروکربن‌های مورد استفاده در شوینده لباس به طور کلی از گیاهان یا حیوانات تهیه می‌شوند، مواد مورد استفاده در مواد شوینده می‌توانند از روغن خام تهیه شوند.

افزودن سولفوریک اسید به هیدروکربن فرآوری شده مولکولی مشابه اسیدهای چرب موجود در صابون تولید می‌کند. افزودن قلیایی به مخلوط، یک مولکول سورفاکتانت ایجاد می‌کند که با مواد معدنی موجود در آب سخت پیوند نخواهند خورد، بنابراین از تجمع رسوبات جلوگیری می‌کند. شوینده مدرن علاوه بر ماده فعال‌کننده سطح، چندین ماده دیگر نیز در خود جای داده است. از جمله مهم‌ترین سازندگان، مواد شیمیایی هستند که اهداف مختلفی دارند.

از همه مهم‌تر، آن‌ها کارآیی سورفاکتانت را افزایش می‌دهند. آن‌ها همچنین مواد معدنی را در آب سخت جدا می‌کنند، به این معنی که آن‌ها را در محلول نگه می‌دارند و از رسوب آن‌ها جلوگیری می‌کنند. بعلاوه، سازندگان می‌توانند روغن و چربی را به گلوله‌های ریزی که می‌توانند شسته شوند، امولسیون کنند. برخی مانند سیلیکات سدیم باعث مهار خوردگی شده و به شما اطمینان می‌دهند که شوینده به ماشین لباسشویی آسیب نمی‌رساند.

هنوز سازندگان دیگر به تعادل شیمیایی آب شستشو کمک می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که باعث شستشوی مؤثر می‌شود. مواد شوینده مدرن دارای چندین ماده دیگر از جمله عوامل ضد رسوب، مواد شیمیایی است که به جلوگیری از نشستن مجدد آلودگی روی لباس‌های شسته شده کمک می‌کند. سفید کننده‌های فلورسنت نیز شایع هستند که با تبدیل نور ماوراء بنفش نامرئی به نور آبی مرئی، به حفظ روشنایی یا سفیدی کمک می‌کنند.

سفید کننده‌های اکسیژن مانند پربورات سدیم باعث بهبود قابلیت بازدارندگی مخلوط به ویژه در محصولات کم فسفات یا فسفاته نشده و همچنین موجب از بین بردن برخی از انواع لکه‌ها می‌شوند. از ترکیباتی با عنوان کمکهای فرآوری مانند سولفات سدیم نیز برای جلوگیری از تجمع ذرات و استاندارد سازی تراکم محصول استفاده می‌شود.

آنزیم‌ها و عطرها در شوینده‌های تجاری نیز یافت می‌شوند. آنزیم‌ها (نوعی پروتئین) برخی از لکه‌ها را تجزیه می‌کنند تا از بین بردن آن‌ها آسان‌تر شود و یک ماده اساسی در محصولات مختلف قبل از خیساندن است که برای درمان لباس‌های بسیار کثیف قبل از شستشو استفاده می‌شود. عطرها یا رایحه‌ها بوی کثیفی و هر نوع بوی شیمیایی از خود ماده شوینده را می‌پوشانند. عوامل كنترل‌كننده سود نیز در شوینده‌ها نقش دارند.مقدار زیادی از لجن‌ها باعث مشكلات مكانیكی در ماشین لباسشویی می‌شوند.

روند ساخت شوینده لباس

اگرچه سه روش برای تولید مواد شوینده خشک لباسشویی وجود دارد، اما امروزه فقط از دو روش استفاده می‌شود. در فرآیند مخلوط کن که مورد علاقه شرکت‌های کوچکتر است، مواد قبل از بسته بندی در مخزن‌های بزرگ مخلوط می‌شوند.

دستگاه‌های مورد استفاده بسیار بزرگ هستند: یک مخلوط کن معمولی 4000 پوند (1816 کیلوگرم) ماده مخلوط را در خود جای داده است، اما مخلوط کن‌ها می‌توانند بارهای مختلفی از 500 تا 10 هزار پوند (227 تا 4540 کیلوگرم) را در خود جای دهند. اگرچه ممکن است برخی از ته نشینی‌ها رخ دهد، مواد شوینده حاصل از کیفیت بالایی برخوردار است و می‌تواند با مواد شوینده ساخته شده توسط سایر فرآیندها رقابت کند.

دومین روش متداول تولید، فرآیند تجمع نام دارد. برخلاف فرآیند مخلوط کن، این فرآیند مداوم است و همین امر باعث انتخاب بیشتر تولید کنندگان مواد شوینده می‌شود. فرآیند تجمع می‌تواند بین 15000 تا 50،000 پوند (6800 و 22700 کیلوگرم) مواد شوینده در ساعت تولید کند.

در روش سوم، مواد خشک قبل از خشک شدن با هوای گرم در آب مخلوط می‌شوند. اگرچه محصول بدست آمده از کیفیت بالایی برخوردار است، اما هزینه‌های سوخت و مشکلات مهندسی مربوط به تخلیه، گرم شدن مجدد و استفاده مجدد از هوا باعث شده است که این روش تا حد زیادی توسط روش تجمع جایگزین شود.

فرآیند مخلوط کن در تولید شوینده لباس

ابتدا، مواد در یکی از دو دستگاه بارگیری می‌شوند: مخلوط کن غلتکی یا مخلوط کن روبان. مخلوط کن موقت، به شکل یک جعبه مستطیل شکل، توسط دستگاهی از بیرون چرخانده و تکان داده می‌شود. در حالیکه مخلوط کن روبان استوانه‌ای است که برای تراشیدن و مخلوط کردن مواد با تیغه‌هایی مجهز شده است. بعد از مخلوط شدن مواد داخل مخلوط کن، درب زیر کاسه باز می‌شود. سپس کمربند، مواد شوینده را به منطقه دیگری از کارخانه منتقل می‌کند، جایی که می‌تواند در جعبه‌ها یا کارتن‌ها ریخته شود تا به عمده فروشان یا توزیع کنندگان تحویل داده شود.

روند تجمع در تولید شوینده لباس

در این روش، مواد اولیه خشک شونده ابتدا در یک ماشین بزرگ که به عنوان جمع کننده شوگی شناخته می‌شود، تغذیه می‌شود (تولید کننده شوگی است). در داخل دستگاه جمع کننده، تیغه‌های تیز و چرخان مواد را با قوام خوب مخلوط می‌کنند. این فرآیند شبیه بافتی است که مواد غذایی درون غذاساز وجود دارد.

بعد از مخلوط شدن مواد خشک، مواد مایع از طریق نازل‌هایی که در دیواره‌های جمع کننده قرار می‌گیرند، روی مخلوط خشک پاشیده می‌شوند. این ترکیب همچنان ادامه دارد و باعث ایجاد واکنش گرمازا (تولید گرما) می‌شود. مخلوط حاصل یک مایع گرم و چسبناک مشابه ژلاتین است که سفت نشده است.

بعد، مایع اجازه می‌یابد تا از جمع کننده خارج شود. هنگامی که از دستگاه خارج می‌شود، روی کمربند خشک کننده جمع می‌شود که در آن گرمای خود، قرار گرفتن در معرض هوا و دمنده های هوای گرم باعث می‌شود. این ترکیب خرد و ریز شود. مواد شوینده تازه ساخته شده سپس پودر می‌شوند و از طریق صفحاتی تحت فشار قرار داده می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که هیچ توده بزرگی از محصول غیر مخلوط به بازار عرضه نمی‌شود. نتیجه این فرآیند یک شوینده خشک است که از مخلوط گرانول‌های مواد شوینده تشکیل شده است.

روش دوغاب در تولید شوینده لباس

در این فرآیند، مواد برای ایجاد دوغاب در آب حل می‌شوند. با استفاده از پمپ، دوغاب از طریق نازل‌های از بالای ظرف مخروطی شکل وارد می‌شود زیرا هوای گرم و خشک همزمان به پایین مخروط وارد می‌شود. با خشک شدن دوغاب، “دانه‌ها” مواد شوینده خشک به پایین مخروط می‌افتند، جایی که می‌توان آن‌ها را برای بسته‌بندی جمع‌آوری کرد.

مایع شوینده لباس

اگر مواد شوینده به جای پودر مایع باشد، پس از اینکه همه مواد مخلوط شدند، با محلول متشکل از آب و مواد شیمیایی مختلف که به عنوان مواد روان‌کننده شناخته می‌شوند، مخلوط می‌شود. مواد حل‌کننده به آب و مواد شوینده کمک می‌کنند تا به طور کامل و یکنواختی با هم ترکیب شوند.

محصولات جانبی تولید شوینده لباس

در سال‌های اخیر، صنعت شوینده لباس با دو چالش زیست محیطی روبرو شده است که به نظر می‌رسد با موفقیت با هر دو مقابله شده است. دوستداران محیط زیست نگران بودند که سازندگان فسفات مقدار زیادی ترکیبات فسفره به آبراه‌های کشور اضافه کنند.

فسفر با نقش کود، رشد جلبک‌ها را تحریک می‌کند و این محصولات غیر طبیعی جلبک میزان اکسیژن محلول در آب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این کاهش اکسیژن آزاد به زندگی موجودات دریایی دیگر آسیب می‌رساند، بنابراین تهدیدی برای برهم زدن الگوهای طبیعی زیست محیطی می‌شود. امروزه شوینده‌هایی که در بسیاری از ایالت‌ها فروخته می‌شوند فاقد فسفات هستند. اگرچه این تعدیل تغییری در روند تولید ایجاد نمی‌کند، اما به یک تحقیق تحقیقاتی احتیاج داشت که چندین ماه طول کشید تا یک گزینه مناسب ارائه شود.

یک مشکل زیست محیطی دیگر، وجود کف شوینده بیش از حد در آبراه‌های کشور بود. در اوایل دهه 1950، هنگامی که استفاده از ماشین لباسشویی در خانه و مواد شوینده لباس با سرعت انفجاری رشد می‌کرد، چندین مورد از ظاهر شدن کف زیاد در رودخانه‌ها و جویبارها وجود داشت، اگر چه ماده شوینده تنها دلیل کف شدن نبوده است. طی یک دوره پنج ساله، از سال 1951 تا 1956، مشخص شد که یک سورفکتانت مشترک، ABS (آلکیل بنزن سولفونات)، ماده شوینده‌ای که در کف‌سازی نقش دارد، مسئول است.

ساختار مولکولی پیچیده ABS سریع تخریب نشده است که پس از تخلیه آب شستشو از کف آن جلوگیری کند. یک جایگزین ثابت شده بلافاصله در دسترس نبود. با این حال، از سال 1956، تولید کنندگان ABS را با LAS جایگزین کردند که به سرعت تخریب می‌شود و از آن زمان، LAS عامل اصلی کف در مواد شوینده لباس است.