فرمولاسیون جرمگیر غلیظ سطوح سخت فاقد آب
چکیده: در این مقاله یک فرمولاسیون جرمگیر (Hard surface cleaner formulation) غلیظ برای تمیز کردن موثر
سطح سخت معرفی می شود. فرمول شیمیایی جرمگیر فوق از اجزاء زیر با نسبت مشخص تشکیل شده
است: گلیسیرین، مونو پروپیلن گلیکول، تری اتیلن گلیکول متیل اتر، یک سورفکتانت غیر یونی، یک
امولسیون کننده متیل استر سویا یا متیل استر کانولا و هیدروکسی پروپیل سولفونات. این فرمول مایع جرمگیر
فاقد آب است زیرا آب باعث افزایش دمای ترکیب می شود.
مقدمه:
تا کنون تعداد زیادی فرمولاسیون جرمگیر گوناگون برای تمیز کردن قسمت های مختلف خانه
مانند آشپزخانه، حمام، شیشه ها و لوازم منزل طراحی شده است. اما ترکیبات جرمگیر چند
منظوره از سوی مصرف کننده ها از استقبال بیشتری برخوردار بودند. بنابراین مصرف کنندگان به
دنبال یک فرمول مایع جرمگیر هستند که به راحتی و در کمترین زمان آلودگی، چربی و چرک را
از سطوح بزداید. دستیابی به بالاترین سطح عملکرد یک چالش اساسی برای طراحی
فرمول جرمگیر است و فرمولاتور باید با اضافه کردن برخی مواد افزودنی و
کمکی بر این چالش فائق آید. این اجزاء کمکی دارای مزایای عملکردی چند منظوره مانند کف، پایداری
و سفید کنندگی هستند. همچنین امروزه گرایش به سمت فرمول های غلیظ به دلیل کاهش مصرف
آب و بهبود بهره وری حمل و نقل افزایش یافته است. برخی از ترکیبات جرمگیر غیر آبی بوده و ممکن
است بر پایه الکل باشند. الکل نسبت به آب حلال قطبی تری بوده بنابراین فرمول مایع جرمگیر بر پایه
الکل برای پاک کردن آلودگی های محلول در الکل از سطوح سخت مفیدتر است. از ویژگی بارز ترکیبات
غیر آبی خشک شدن سریع است و به عنوان سیستم های با رطوبت بسیار کم (VLM) معروف
هستند. این نوع فرمول جرمگیر الکلی افزون بر تمیز کردن سطوح آشپزخانه، حمام و … میکروب ها و
قارچ ها را نیز از بین می برند. در این مقاله یک فرمول تولید جرمگیر بهداشتی غلیظ غیر آبی
و برخی جنبه های فناوری تولید آن ارائه شده است.
اجزاء تشکیل دهنده فرمول ساخت جرمگیر سطوح سخت غلیظ:
این فرمولاسیون جرمگیر سطوح سخت فاقد آب بوده و از اجزاء شیمیایی زیر تشکیل شده است: گلیسیرین، مونو پروپیلن گلیکول، تری اتیلن گلیکول متیل اتر، یک سورفکتانت غیر یونی، یک امولسیون کننده متیل استر سویا یا متیل استر کانولا و هیدروکسی پروپیل سولفونات. در ادامه به بررسی هر کدام از این ترکیبات و نقش آن ها در فرمول مایع جرمگیر می پردازیم.
گلیسیرین در فرمول جرمگیر:
گلیسیرین یک محصول جانبی طبیعی صابون سازی است که می تواند از منابع گیاهی یا حیوانی تأمین شود. این ترکیب یک حلال طبیعی بی رنگ، بی بو و غلیظ بوده که در تمیز کردن و پاک کردن لکه ها مفید است. در واقع گلیسیرین نوعی الکل است که هم می تواند در آب و هم در الکل های دیگر حل شود. در نتیجه این خاصیت آن را به یک حلال عالی تبدیل کرده که روی چندین نوع لکه بسیار خوب عمل می کند. یکی از این لکه ها، لکه ی قیر است. گلیسیرین به طور موثری به سست شدن قیر از سطح کمک می کند در حالی که سایر پاک کننده ها چنین توانایی را ندارند. درصد وزنی گلیسیرین بکار رفته در فرمول جرمگیر معرفی شده می تواند از حدود ۱۵ تا ۲۵٪ متفاوت باشد. هم چنین می توان از جایگزین های گلیسیرین مانند گلیسیریل کاپریلات/کاپرات، اتیل هگزیل گلیسیرین، پلی بوتیلن گلیکول و پلی اتیلن گلیکول در مواد شیمیایی جرمگیر استفاده کرد.
مونو پروپیلن گلیکول در فرمول جرمگیر:
پروپیلن گلیکول یک ماده روان کننده است که در فرمولاسیون مواد شوینده و آرایشی یافت می شود. این ماده گاهی اوقات با اتیلن گلیکول (ماده ای با مزه شیرین که در سیستم های تهویه مطبوع و محصولات ضد یخ استفاده می شود) اشتباه گرفته می شود. از پروپیلن گلیکول برای اطمینان از توزیع یکنواخت اجزاء در سراسر محصول استفاده می شود تا به افزایش عملکرد و کارایی کمک کند. همچنین از آن به عنوان از بین برنده بو استفاده می کنند. همچنین به عنوان یک ماده تمیز کننده یا “سورفکتانت”، توانایی حذف خاک، چربی و آلودگی را نیز دارد. همچنین به دلیل اثر مرطوب کنندگی، امکان پیوند محصول جرمگیر به سطح را فراهم می کند. درصد وزنی مونو پروپیلن گلیکول در فرمول جرمگیر ممکن است از حدود ۱۵ تا ۲۵ درصد، متفاوت باشد. همچنین گاهی اوقات ممکن است از -دی هیدروکسی پروپان، ۱،۲-پروپاندیول و یا ۱،۲ پروپیلن گلیکول به جای مونو پروپیلن گلیکول در فرمول جرمگیر استفاده شود.
تری اتیلن گلیکول متیل اتر در فرمولاسیون جرمگیر:
اترهای گلیکول مانند تری اتیلن گلیکول متیل اتر (TEGME) با ویژگی حلالیت عالی، پایداری شیمیایی و سازگاری با آب و حلال های آلی مشخص می شوند. عملکرد دوگانه حلالیت این ترکیب منجر به خواص منحصر به فرد می شود. این قدرت پرداخت پذیری قوی منجر به انتخاب اترهای گلیکول برای مجموعه گسترده ای از موارد مصرف می شود که از آن جمله می توان به حلال های چربی و جرم در فرمولاسیون جرمگیر اشاره کرد. درصد وزنی تری اتیلن گلیکول متیل اتر در فرمول جرمگیر معرفی شده حدود ۱۵-۱۰% است. همچنین می توان از پنتیلن گلیکول، متیل گلوکز، دیپروپیلن گلیکول متیل اتر، پلی استر گلیکول، پلی گلیسیرین، هگزاندیول، تری پروپیلن گلیکول n-بوتیل اتر و پروپیلن گلیکول دی استات به جای تری اتیلن گلیکول متیل اتر در فرمول جرمگیر استفاده کرد.
سورفکتانت غیر یونی و متیل استرها در فرمول جرمگیر:
وجود یک سورفکتانت غیر یونی برای خیساندن سریع سطوح و کمک به عملکرد نظافت در فرمول لازم است. نمونه ای از سورفکتانت های غیر یونی مناسب برای استفاده در فرمول جرمگیر معرفی شده عبارتند از: سورفکتانت های تجاری پلی سوربات ۲۰ (پلی اکسی اتیلن (۲۰) مونولورات سوربیتان)، پلی سوربات ۸۰ (پلی اکسی اتیلن (۲۰) مونو اولئات سوربیتان)، پلی سوربات ۶۰ (پلی اکسی اتیلن) (۲۰) سوربیتان مونو استئارات)، مشتقات گلوكوزید، پلی اتیلن گلیكول ها و مشتقات آنها، آمین اکسیدها و اتوکسیلات ها ( به عنوان مثال اتوکسیلات آلکیل فنل، اتوکسیلات نونیل فنل و مانند آن). درصد وزنی سورفکتانت غیر یونی در فرمول جرمگیر حدود ۸ تا ۱۵ درصد است. همچنین فرمول جرمگیر سطوح سخت معرفی شده در این مقاله شامل ۸-۳% متیل استر مانند متیل استر کانولا، سویا، و متیل اولئات است. متیل استرها به عنوان حلال های طبیعی عملکرد چند منظوره مانند حامل و ادجوانت دارند. این ترکیبات خاصیت پاک کنندگی داشته و غیر سمی و با قابلیت تجزیه پذیری زیستی هستند. امولسیفایر استفاده شده در فرمولاسیون جرمگیر شامل امولسیفایرهای پایه سویا و الکل های اتوکسیله است که حدود ۳ تا ۸ درصد فرمول را تشکیل می دهند.
طرز تهیه جرمگیر غلیظ:
در خط تولید جرمگیر، ابتدا گلیسیرین و پروپیلن گلیکول (با تری اتیلن گلیکول اختیاری) در دمای ۲۰-۴۰ درجه سانتیگراد با یکدیگر مخلوط می شوند. در حین فرآیند اختلاط با حفظ دما، سورفکتانت به آرامی اضافه می شود. پس از حدود ۵ تا ۱۰ دقیقه مخلوط کردن، امولسیفایر سویا افزوده شده برای مدت زمان ۱۰ دقیقه و با حفظ دما همزده می شود. در مرحله بعد، هیدروکسی پروپیل سولفونات اضافه می شود و اختلاط حدود ۵ تا ۱۰ دقیقه ادامه می یابد. سپس متیل استر و بعد تری اتیلن گلیکول متیل اتر اضافه می شود، در حالی که اختلاط حدود ۲۰ دقیقه ادامه دارد. در طول این مدت، دما در حدود ۲۰-۴۰ درجه ی سانتیگراد حفظ می شود. در این مرحله ی آخر، مواد افزودنی مانند رایحه و اسانس (در فرمول جرمگیر معطر) ممکن است اضافه شده و با اجزای فعال فرمول، ترکیب شوند.
علت عدم استفاده از آب در این فرمول مایع جرمگیر:
به فرمولاسیون جرمگیر (Hard surface cleaner formulation) غلیظ آبی اضافه نمی شود. با
این حال، ممکن است برخی از ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تولید، مقادیر کم
و ناچیز آب داشته باشند. این آب به قدری نیست که هنگام رقیق سازی جرمگیر موجب افزایش
دمای بالا شود. رقیق کردن فرمولاسیون جرمگیر غلیظ با نسبت ۱: ۱ تا ۵:۱/۱ منجر به افزایش دما
در حدود ۲۰ درجه ی سانتیگراد می شود. در صورتی که فرمول جرمگیر حاوی آب باشد، دما پس از
رقیق سازی تا ۶۵ درجه سانتیگراد افزایش می یابد. این دمایی است كه باعث سوختگی درجه ۲ می شود.
بنابراین چنانچه از فرمول رقیق استفاده می کند حتما دمای آب مورد استفاده ۲۰ درجه باشد تا دمای مخلوط نهایی
حدود ۴۰ درجه ی سانتی گراد شود که زیر دمای سوختگی است. همچنین هنگام بکارگیری جرمگیرها استفاده از وسایل محافظتی مانند دستکش توصیه می شود.