Еще раз о моющем действии

Статья опубликована в журнале за 5.2012
Рубрика: Технологии чистоты в отеле

Основная задача, стоящая перед профессиональными синтетическими моющими средствами (СМС) – восстановить чистоту и белизну тканей. Основным фактором, определяющим эффективность стирки, является моющее действие СМС, обусловленное поверхностно-активными веществами (ПАВ), входящими в его состав. Поэтому позволю себе более подробно рассмотреть, может быть, хорошо известный механизм моющего действия.

Основным действующим веществом в процессе стирки является вода. Именно по способности растворяться в воде и классифицируют загрязнения.
Большинство загрязнений водонерастворимы (гидрофобны), ибо они, как правило, образованы жирами, маслами, салом, белками в сочетание с сажей или пылью. Растворимые (гидрофильные) в воде загрязнения – это различные соли, сахар, крахмалы.

Процесс удаления загрязнений во время стирки можно условно представить как последовательность нескольких этапов. Вода, обладая высоким поверхностным натяжением, полностью не смачивает загрязненные поверхности. Если же в воде растворить моющее средство, то своей гидрофобной частью ПАВ притягивается к частичкам грязи, а гидрофильной – к молекулам воды. Благодаря поверхностной активности ПАВов понижается поверхностное натяжение воды, тем самым увеличивается ее смачивающая способность. На первоначальном этапе (рис.1) ПАВы адсорбируются на поверхности, и водный раствор моющего средства растекается по слою загрязнения, смачивая и заполняя его поры.

На следующем этапе уменьшаются силы сцепления частиц загрязнения между собой и отмываемой тканью, что способствует отрыву загрязнения (рис.2). Набухание грязи ускоряется за счет действия щелочных электролитов, входящих в состав моющих средств. Этот процесс дополнительно усиливается механическим воздействием движущегося раствора моющего средства. В результате частицы загрязнений переходят в водный раствор.

На заключительном этапе молекулы ПАВ моющего средства окружают частицы загрязнения и отмытую поверхность в своеобразную "оболочку", препятствующую укрупнению частиц и их оседанию обратно на ткань (рис.3). Другими словами, происходит эмульгирование - перевод в водную фазу водонерастворимой жировой составляющей загрязнения или суспендирование загрязнений неорганической природы.

В результате частицы загрязнения диспергируются во взвешенном состоянии - остаются в водном растворе и удаляются вместе с ним.

Загрязнения, встречающиеся на ткани, часто классифицируют по типам пятен. Так, к жирным пятнам относятся непосредственно жирные и масляные пятна пищи, пота и остатков отшелушенной кожи, собирающие на себе частички пыли и образующие масляную пленку; масла минеральные и синтетические, сажа и др. У жирных пятен есть одна особенность: изначально они не окрашены или имеют слегка желтоватый оттенок, со временем оседающие на них частички пыли и сажи проявляются на поверхности и придают ткани устойчивый цвет от желтого до серого.
Пятна чая, как и пятна сока, вина, кофе, какао, зелени, травы, цветов, пыльцы растений относятся к группе пятен растительного происхождения. Их иногда еще называют окрашенные загрязнения. К белковым относятся пятна молока, крови, животного белка, мяса, соусов и т.д.
Механизм удаления загрязнений различной природы может варьироваться. Известно, что поверхностно-активные вещества эффективно удаляют масложировые загрязнения. Для полного же удаления более сложного, комплексного загрязнения действия одних только ПАВов не достаточно. Их моющее действие можно усилить, например, применением ферментов. А некоторые загрязнения, например, чай и кровь, трудно удаляются даже при использовании оптимизированных комбинаций ПАВ и ферментов. Для удаления таких пятен нужны отбеливающие агенты, действие которых связано с окислением хромофорных групп загрязняющего вещества с образованием бесцветных продуктов, которые затем могут удаляться с помощью ПАВ.
Моющие средства на основе ПАВ представляют собой один из старейших композиционных продуктов технического назначения. Традиционно для этих целей использовали мыла - натриевые и калиевые соли жирных кислот, которые получали омылением триглицеридов (жиров). Мыла и до сих пор используют в небольших количествах во многих моющих составах, однако в настоящее время для таких композиций в основном используют синтетические неионогенные и анионные ПАВ.
Наличие в составе моющего средства как анионных, так и неионогенных ПАВ, является необходимым условием достижения эффективного удаления загрязнений. Это связано как с синергетическим эффектом ПАВ (способностью усиливать совместное действие), так и со спецификой очищаемых изделий. Ткань представляет собой капиллярно-пористые системы с широким распределением по размерам. В процессе стирки текстильных изделий анионные ПАВ адсорбируются на волокнах ткани, а неионогенные ПАВ проникают внутрь волокон. Удаление масложировых загрязнений из капилляров ткани - процесс более сложный, чем удаление их с поверхности волокон. Глубина проникновения загрязнений внутрь ткани зависит от времени хранения загрязненных изделий до стирки, а качество очистки – от многих факторов, в том числе, от времени механического воздействия.
Хорошо известно, что результат стирки зависит не только от моющего действия средства, но и от качества воды, а также от температуры стирки, времени и интенсивности механического воздействия. Последний фактор важен не только непосредственно во время самого процесса стирки, но и во время полоскания. Иногда приходится сталкиваться с тем, что в целях экономии воды и электроэнергии, технологи идут на уменьшение количества полосканий. В связи с глубиной проникновения неионогенных ПАВ внутрь капилляров ткани и сложностью составов современных СМС, полное вымывание основных действующих веществ может происходить только после нескольких полосканий. В начале полоскания происходит удаление анионных ПАВ с поверхности волокон ткани. При дальнейшем полоскании и центрифугировании (отжиме), происходит постепенное вытеснение оставшихся неионогенных ПАВ на поверхность и, соответственно, в раствор. Для полного удаления требуется не менее 3-5 полосканий.

Немаловажным фактором, влияющим на качество стирки, являются свойства основного растворителя – то есть воды. Вода смачивает ткань, растворяет моющее средство, переносит загрязнение и передает механическое воздействие. Для достижения хорошего результата, белье и вода в стиральной машине должны находиться в определенном соотношении. Известно, что сухое белье способно впитать четырехкратное количество воды по весу. Избыток или недостаток воды оказывает влияние на механику процесса и, тем самым, на результат стирки.
Качество воды характеризуется жесткостью (количеством растворенных в воде солей кальция и магния) и влияет как на качество стирки, так и на экономичность и сохранность тканей. Специалистам известен тот факт, что расход СМС в жесткой воде выше на 5-15%. Чтобы жесткая вода не оказывала негативного воздействия на результаты стирки в стиральной машине и не вела к образованию отложений, как правило, в состав профессиональных СМС входят вещества, связывающие соли жесткости.

Хотелось бы еще раз остановиться на принятых методах контроля моющей способности. Определяют ее обычно по результатам стирки образцов ткани, предварительно загрязненных стандартным загрязнителем. Критерием является белизна ткани, которая определяется на лейкометре по коэффициенту отражения. Показатели, обеспечивающие необходимое потребительские свойства, нормируются ГОСТом Р 52488-2005 и Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю).

Понимание особенностей стирки в профессиональных прачечных, знание специфики ПАВ, производимых крупнейшими мировыми компаниями, позволили специалистам компании «УНИВЕРСАЛ» разработать профессиональные моющие средства для химчистки и стирки. Препараты серии «УНИВЕР» для химической чистки давно известны специалистам. О свойствах моющих средств серии «УНИВЕР-99» для профессиональных прачечных, а также о принципах построения жидких моющих, специфике их применения и способах дозирования средств я расскажу в следующей статье.

Марина Галаничева, руководитель направления технологий и разработки компании «Универсал», к.т.н.