隨東輝

（北京綠傘化學(xué)股份有限公司，北京，100094）

根據(jù)奧維云網(wǎng)《2019年中國洗碗機(jī)市場年度總結(jié)報(bào)告》[1]，2019年1～11月國內(nèi)洗碗機(jī)銷售134.8萬臺(tái)，銷售額64億元，同比分別增長了23.9%和24.5%。在經(jīng)濟(jì)放緩，家電市場普遍遇冷的市場氛圍下，洗碗機(jī)迎來了難得可貴的高速正增長。2020年受新冠疫情的影響，居民在家做飯、洗餐具的頻率大幅增加，疫情期間如何做好家庭餐具的消毒工作成為居民關(guān)注的重點(diǎn)。根據(jù)國家衛(wèi)健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）[2]介紹：56℃下30 min可有效殺滅新型冠狀病毒。目前，洗碗機(jī)的工作溫度普遍在70℃左右，洗滌時(shí)間超過1 h，因此洗碗機(jī)能很好地滿足消費(fèi)者在疫情下對(duì)餐具消毒的需求。根據(jù)奧維云網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，今年1季度洗碗機(jī)銷售24.6萬臺(tái)，銷售額10.4億元，零售量同比增長10.4%，618期間洗碗機(jī)零售量更是同比增長了71.8%[3]。目前，國內(nèi)家庭中洗碗機(jī)的普及率不足3%，遠(yuǎn)低于日本的30%和歐美的60%[4]，未來隨著洗碗機(jī)價(jià)格進(jìn)一步降低，洗碗機(jī)結(jié)構(gòu)性能越來越符合國人的清洗習(xí)慣，以及新生代消費(fèi)和生活理念的改變，洗碗機(jī)在國內(nèi)還有很大的發(fā)展空間。

1 洗碗機(jī)及其專用清洗劑

目前，市場上的家用洗碗機(jī)按安裝方式可分為：抽屜式、獨(dú)嵌兩用、嵌入式、水槽式、臺(tái)式。按清洗原理分為噴淋式和超聲波式[5]，前者利用洗碗機(jī)內(nèi)的壓力噴嘴反復(fù)朝不同方向噴射含清洗劑的高溫高壓水來沖洗掉餐具上的污垢，基本能實(shí)現(xiàn)360°清潔的效果，現(xiàn)階段主流的家用洗碗機(jī)都采用這種清潔模式。后者利用洗碗機(jī)內(nèi)的超聲波元件產(chǎn)生10～50 kHz的超聲波，超聲波使洗碗機(jī)內(nèi)的液體快速生成大量微小空化氣泡，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的微爆炸與沖擊波破壞餐具表面的污垢使其脫落，清潔效果很好但存在噪音較大的問題。一般認(rèn)為餐具的清洗除了水的影響，還需要考慮機(jī)械作用、洗滌劑作用、主洗時(shí)間和洗滌溫度，目前的研究發(fā)現(xiàn)[6]：手洗餐具各部分的貢獻(xiàn)分別為機(jī)械作用75%、洗滌劑作用10%、主洗時(shí)間5%、洗滌溫度10%，而洗碗機(jī)清洗餐具各部分的貢獻(xiàn)分別為機(jī)械作用15%、洗滌劑作用35%、主洗時(shí)間25%、洗滌溫度25%。因此，為了彌補(bǔ)洗碗機(jī)清洗過程中機(jī)械作用方面的不足，需要合適的清洗劑、主洗時(shí)間、洗滌溫度來保證洗碗機(jī)的清洗效果。

現(xiàn)階段，國內(nèi)市場的洗碗機(jī)專用清洗劑包括洗碗粉、洗碗塊、洗碗液[7]，其中主流產(chǎn)品為洗碗粉和洗碗塊。另外，由于北方的水硬度較大，為了保證更好的清洗效果，洗碗機(jī)都帶有專門的軟水器，一般需要添加專門的洗碗機(jī)專用鹽來軟化水質(zhì)，并用催干劑加快餐具干燥增加玻璃器皿的光亮度。筆者研究了幾種原料在液體洗碗機(jī)專用清洗劑中的清洗作用，期望能為液體洗碗機(jī)專用清洗劑的開發(fā)提供一點(diǎn)啟示。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 原料與設(shè)備

氫氧化鈉（濱化集團(tuán)股份有限公司）；檸檬酸鈉（濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司）；葡萄糖酸鈉（山東福洋生物科技股份有限公司）；Dissolving G L-4 7-S（諾力昂化學(xué)品(寧波)有限公司）；Alcosperse? 602N（諾力昂化學(xué)品(寧波)有限公司）；改性油脂乙氧基化物SOE-N-60（中輕日化科技有限公司）；Achieve Alpha 100 L淀粉酶（諾維信）；去離子水（自制）。

美的H5洗碗機(jī)（美的集團(tuán)股份有限公司）；JJ600型電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；雷磁PHSJ-3F型pH精密酸度計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；MSC5r數(shù)顯磁力攪拌器（寧波市鄞州群安實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

洗碗機(jī)專用清洗劑的成分一般包括：洗滌助劑、表面活性劑、分散劑、氧化劑、酶制劑等[8]。洗滌助劑主要作用為螯合水中的鈣鎂離子，軟化水質(zhì)，增強(qiáng)去污效果，其中堿性助劑對(duì)油垢有很好的皂化和分散效果。表面活性劑主要作用為乳化、分散污垢。分散劑對(duì)污垢有很強(qiáng)的分散作用及抗再沉積效果。生物酶主要為蛋白酶和淀粉酶，其對(duì)污垢中的蛋白質(zhì)和淀粉有很好的清除效果。

筆者主要研究氫氧化鈉（A）、檸檬酸鈉（B）、葡萄糖酸鈉（C）、Dissolving GL-47-S（D）、Alcosperse? 602N（E）、改性油脂乙氧基化物SOE-N-60（F）在液體洗碗機(jī)專用清洗劑中的作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以6個(gè)因素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來設(shè)計(jì)6因素，5水平的L25（56）正交實(shí)驗(yàn)，表1為正交實(shí)驗(yàn)的因素水平表。

2.3 實(shí)驗(yàn)污垢

實(shí)驗(yàn)用污垢參考《GB/T 24692-2009 表面活性劑 家庭機(jī)洗餐具用洗滌劑性能比較實(shí)驗(yàn)導(dǎo)則》[9]，人工污垢、茶漬、燕麥漬的制作與實(shí)驗(yàn)導(dǎo)則基本相同，只是餐具涂污后的放置時(shí)間略有不同，放置時(shí)間為18 h。實(shí)驗(yàn)所用餐、茶具及涂污量如表2所示。

2.4 清洗效果評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)用餐、茶具上的污垢準(zhǔn)備完成后放置18 h，餐、茶具按表2中的要求放置在洗碗機(jī)中的位置，洗碗機(jī)中放入30 g的清洗劑，選擇auto智能洗。清洗完成后取出餐、茶具，選取固定的3位有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，采用目視法，基于餐、茶具上的殘留污垢數(shù)目和大小評(píng)分，并取平均值，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

清潔劑的清潔效果C計(jì)算公式如下：

其中：W為不同餐、茶具的總得分?jǐn)?shù)，N為餐、茶具的總數(shù)。

表3 清潔效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與討論

3.1 無清洗劑的去污結(jié)果

將制備好帶有污垢的餐、茶具放入洗碗機(jī)中，不添加任何清洗劑進(jìn)行清洗，清洗完成后洗碗機(jī)各層餐、茶具的清洗效果如圖1所示。

表1 L25（56）正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

表2 餐、茶具及其涂污量

圖1 無清洗劑下洗碗機(jī)各層的清洗效果

從圖中可知：下層餐具清洗最干凈，上層次之，中間層最差。由于洗碗機(jī)下層擺放的餐具為盤子和面、湯碗，餐具上的污垢為人工污垢和燕麥漬，其中人工污垢的主要成分為蛋白質(zhì)、油脂和淀粉，燕麥漬的主要成分為糊化淀粉、蛋白質(zhì)、膳食纖維。洗碗機(jī)下層空間和噴出水的沖擊力都較大，餐具可以大角度傾斜擺放讓污漬可以更好受到水的沖洗。另外，洗碗機(jī)主洗時(shí)水溫較高（67℃左右），這遠(yuǎn)高于餐具上油溶性污漬的熔點(diǎn)，高溫能降低油滴間的相互吸引力和餐具表面的附著力，讓其更容易被清洗干凈。因此，即使無清洗劑參與清洗過程，下層餐具也能被清洗得較為干凈。

中層的餐、茶具主要為飯碗、佐料碟和杯子，餐、茶具上的污垢主要有燕麥漬和茶漬，其中燕麥漬的主要成分為糊化淀粉、蛋白質(zhì)、膳食纖維，茶漬主要成分為茶多酚和無機(jī)離子（鈣鎂）混合物[10]。其中糊化淀粉高溫下吸水溶脹形成黏稠液體，與餐具表面的吸附力增強(qiáng)導(dǎo)致更難清除。蛋白質(zhì)高溫變形也較難清除。北方水硬度較高，不利于茶垢的清除且高溫易生成水垢沉積在玻璃杯表面。因此，這導(dǎo)致無清洗劑時(shí)中層餐具的清洗效果很差。

上層餐具主要為湯勺和筷子，污垢主要為人工污垢和燕麥漬，其中筷子上污漬較少，熱水比較容易沖洗干凈，清洗不完全的主要是勺子上的燕麥漬。因此，為了更好地清除餐具上的污漬，需要研制合適的清洗劑來滿足洗碗機(jī)餐具清洗的需求。

3.2 正交實(shí)驗(yàn)的去污結(jié)果

本文以氫氧化鈉、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、Dissolving GL-47-S、Alcosperse? 602N、改性油脂乙氧基化物SOE-N-60為研究對(duì)象，其正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4中的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在以這6個(gè)因素為基礎(chǔ)的洗碗機(jī)專用清洗劑中影響其清洗效果的因素從大到小依次為：改性油脂乙氧基化物SOE-N-60、氫氧化鈉、Dissolving GL-47-S、Alcosperse? 602N、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉。洗碗機(jī)專用清洗劑的最佳配方為：A1B3C5D2E5F3，即0%的氫氧化鈉、10%的檸檬酸鈉、20%的葡萄糖酸鈉、15%的Dissolving GL-47-S、20%的Alcosperse? 602N、5%的改性油脂乙氧基化物SOE-N-60。

由于20%的葡萄糖酸鈉無法完全溶解在最佳配方的水溶液中，考慮到葡萄糖酸鈉對(duì)鈣、鎂離子的螯合能力較弱，且從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看5%的葡萄糖酸鈉也能在配方中起到很好的清洗效果。所以實(shí)驗(yàn)以10%的檸檬酸鈉、5%的葡萄糖酸鈉、15%的Dissolving GL-47-S、20%的Alcosperse? 602N、5%的改性油脂乙氧基化物SOE-N-60配制26#清洗劑并測試其清潔效果，實(shí)驗(yàn)清潔效果為85.25%，上、中、下層的清潔效果分別為：100%、65%、100%，這說明26#清洗劑具有很好的清潔效果，另外影響中層清潔效果的主要原因是碗、碟中的燕麥漬無法徹底清洗干凈，這可能需要在清洗劑中加入淀粉酶解決餐具上燕麥漬殘留的問題。

表4 正交實(shí)驗(yàn)的去污力結(jié)果

3.3 淀粉酶對(duì)去污的影響

針對(duì)碗、碟中的燕麥漬無法完全清洗干凈的問題，筆者考慮在配方中引入淀粉酶來解決這個(gè)問題。以26#配方為基礎(chǔ)，配方中分別添加0.3%、0.6%、1%的諾維信Achieve Alpha 100 L（淀粉酶），并測試配方的清潔效果。測試結(jié)果顯示，不同配方在洗碗機(jī)上層和下層的清潔效果均為100%，但是洗碗機(jī)中層的清潔效果隨著淀粉酶添加量的增加而不斷增加，這說明淀粉酶有利于燕麥漬的清除，淀粉酶起到了催化水解淀粉的作用，但是1%淀粉酶還是不能完全清除餐具上的燕麥污漬。清洗劑中不同添加量的淀粉酶對(duì)洗碗機(jī)中層餐具的清潔效果如圖2所示。

圖2 清洗劑中淀粉酶對(duì)洗碗機(jī)中層的清洗效果

3.4 市售產(chǎn)品性能對(duì)比

選擇2款市售的洗碗機(jī)清洗劑產(chǎn)品，1款為液體加酶清洗劑，1款為塊狀加酶清洗劑。測試其與26#（1% Achieve Alpha 100 L 淀粉酶）的去污效果。

從測試結(jié)果來看，26#（1%）清洗劑與市售液體清洗劑的去污基本相當(dāng)，略差于市售塊狀加酶清洗劑。清洗劑不能完全清洗干凈的主要原因是洗碗機(jī)中層餐具上的少量燕麥漬殘留，這可能需要在用洗碗機(jī)清洗淀粉類污漬時(shí)做點(diǎn)簡單的預(yù)處理或者開發(fā)對(duì)淀粉類污漬有很好清除效果的清洗劑。

圖3 實(shí)驗(yàn)清洗劑與市售清洗劑去污性能對(duì)比

4 結(jié)論

本研究測試了幾種不同原料在液體洗碗機(jī)專用洗碗機(jī)清洗劑清洗效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明液體洗碗清洗劑能滿足洗碗機(jī)清洗餐具的需求，選擇合適的原料更有利于餐具的清潔。本研究僅考察了幾種原料對(duì)人工污漬、燕麥漬、茶漬去污的影響，而國內(nèi)不同地區(qū)的飲食結(jié)構(gòu)具有很大的不同，如何滿足不同家庭對(duì)餐具清潔的需求還需要進(jìn)一步地探索和研究。