我國乳粉生產(chǎn)技術(shù)的回顧與展望

我國乳粉生產(chǎn)技術(shù)的回顧與展望

自20世紀70年代以來，中國的洗滌劑生產(chǎn)技術(shù)通過了技術(shù)和設(shè)備的引進，技術(shù)和設(shè)備的融合與技術(shù)和設(shè)備的自主創(chuàng)新之間得到了實現(xiàn)。我國也從最初的洗衣粉生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備引進國,變?yōu)楝F(xiàn)在的技術(shù)和設(shè)備出口國。隨著洗衣粉生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,洗衣粉產(chǎn)品的生產(chǎn)也經(jīng)歷了從產(chǎn)能低、污染大和使用不可再生的石油基表面活性劑,發(fā)展為產(chǎn)能高、低污染和越來越多地使用可再生的天然油脂基表面活性劑。洗衣粉產(chǎn)品及其生產(chǎn)過程,向著一條綠色環(huán)保的道路發(fā)展。按產(chǎn)品的理論生命周期劃分,洗衣粉產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)歷了導(dǎo)入期和發(fā)展期,目前已處于成熟期。120試樣的噴粉工藝由當初的輕工業(yè)部與地方政府合作,在國內(nèi)建設(shè)了10多家合成洗衣粉生產(chǎn)廠,使用的技術(shù)是由輕工業(yè)部設(shè)計院引進和消化吸收的國外技術(shù)。其中比較典型的工廠代表是北京日化二廠(生產(chǎn)熊貓牌洗衣粉)和徐州合成洗衣粉廠(生產(chǎn)海鷗牌洗衣粉)。企業(yè)的生產(chǎn)能力一般在5000t/年~10000t/年。主要生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)特征:洗衣粉噴粉塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);噴粉塔噴粉能力一般為5t/h;熱風爐使用柴油熱風爐;無洗衣粉后配裝置,非離子在料漿配料時加入。產(chǎn)品包裝:內(nèi)包裝一般為每袋500g左右;包裝材料為聚乙烯膜;外包裝使用紙箱包裝,每箱20袋洗衣粉。包裝方式為人工計量、人工封袋和人工裝箱。產(chǎn)品配方主要構(gòu)成:烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、非離子(包括AEO主要原料的生產(chǎn):使用進口烷基苯和發(fā)煙硫酸磺化成烷基苯磺酸,再中和成烷基苯磺酸鈉單體。由于生產(chǎn)工藝落后,磺化過程產(chǎn)生較多廢硫酸,污染較大。生產(chǎn)的烷基苯磺酸中含有較多未磺化的烷基苯。三聚磷酸鈉和非離子使用進口原料。在此期間,有些工廠嘗試自己建設(shè)裝置生產(chǎn)烷基苯和三聚磷酸鈉,但由于生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后,生產(chǎn)過程污染太大,洗衣粉配套建設(shè)的烷基苯裝置和三聚磷酸鈉裝置都陸續(xù)停產(chǎn)。這個時期的洗衣粉產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)處于產(chǎn)品生命周期的導(dǎo)入期。產(chǎn)品視比重一般控制在300g/L以內(nèi),包裝視覺飽滿。生產(chǎn)過程中三廢的排放控制不嚴:生產(chǎn)過程的冷卻水基本上直接外排,產(chǎn)生的廢水經(jīng)過簡單的沉淀處理后直接外排;生產(chǎn)過程中粉塵控制不好,生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)外有較大粉塵。對產(chǎn)品本身來說,生產(chǎn)者和消費者還沒有建立綠色和環(huán)保的概念。220磺化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用由于對原有技術(shù)的消化吸收,各個企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟。由武漢油脂化學(xué)廠開創(chuàng)的磺酸直接中和配料技術(shù)與最初從國外引進的配料技術(shù)相比,從工藝過程的簡化、配料速度的加快,到產(chǎn)品質(zhì)量的改善及能耗降低方面都有了顯著提高。由當時的輕工部牽頭,磺酸直接中和配料技術(shù)在國內(nèi)各個洗衣粉廠得到迅速推廣和應(yīng)用,推動了行業(yè)內(nèi)洗衣粉生產(chǎn)技術(shù)的提高。在此期間,各個洗衣粉生產(chǎn)工廠加大了洗衣粉生產(chǎn)裝置的技術(shù)改造力度,部分工廠開始從國外引進全套洗衣粉生產(chǎn)裝置和烷基苯SO由于烷基苯SO由于引進的洗衣粉生產(chǎn)線和烷基苯磺化裝置帶有比較好的除塵和廢氣處理裝置,工廠的三廢排放得到了比較好的控制。部分工廠的磺化裝置中,還帶有余熱利用設(shè)施,使磺化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱得到了比較好的利用。主要生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)特征:洗衣粉噴粉塔為鋼塔;噴粉塔噴粉能力一般為8t/h左右;熱風爐為柴油熱風爐;已有了后配旋轉(zhuǎn)混合器;非離子和香精原料在后配工藝中加入。產(chǎn)品包裝:內(nèi)包裝一般為每袋500g左右,包裝材料為聚乙烯膜;外包裝使用紙箱包裝,每箱20袋洗衣粉。包裝方式為人工稱量、人工封袋和裝箱。產(chǎn)品配方主要構(gòu)成:烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、非離子(AEO主要原料的生產(chǎn):烷基苯磺酸使用進口烷基苯和國產(chǎn)烷基苯磺化生產(chǎn),逐漸采用SO在此期間,云南昆明五鈉廠從國外全套引進了三聚磷酸鈉生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)出來高質(zhì)量的三聚磷酸鈉原料。南京烷基苯廠從國外全套引進了烷基苯生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)出來高質(zhì)量的烷基苯原料。主要原料質(zhì)量的提高,推動了這個時期洗衣粉產(chǎn)品質(zhì)量的迅速提高。這個時期的洗衣粉產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)處于產(chǎn)品生命周期的發(fā)展期。產(chǎn)品視比重一般控制在300g/L以內(nèi),產(chǎn)品包裝視覺飽滿。生產(chǎn)過程三廢的排放得到了控制。生產(chǎn)過程的冷卻水可循環(huán)使用,部分余熱得到了使用。對產(chǎn)品本身來說,生物降解性差的合成原料開始限制使用。320前配產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)開始完善以高塔噴粉技術(shù)為基礎(chǔ)的洗衣粉生產(chǎn)技術(shù)趨于成熟。各個工廠在洗衣粉引進裝置的基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新和改進。由于引進的洗衣粉生產(chǎn)線和烷基苯磺化裝置帶有比較好的除塵和廢氣處理裝置,工廠的三廢排放得到了比較好的控制。部分工廠的磺化裝置中,還帶有余熱利用設(shè)施,使磺化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱得到了比較好的利用。國內(nèi)已有企業(yè)能全套制作SO在此期間,沙市日化公司生產(chǎn)的“活力28”濃縮型洗衣粉在國內(nèi)市場得到了快速發(fā)展。但隨著沙市日化公司經(jīng)營等方面原因,產(chǎn)品在國內(nèi)市場的萎縮,國內(nèi)濃縮型洗衣粉產(chǎn)品市場發(fā)展處于停滯狀態(tài)。生物酶制劑引入到洗衣粉產(chǎn)品中。由于酶制劑等熱敏性原料不能在產(chǎn)品前配工序中加入,必須在基粉生產(chǎn)出后,在后段工序加入,促進了洗衣粉后配技術(shù)的開發(fā)。后配工藝中液體原料以計量泵計量,酶制劑等小料以電子皮帶秤計量。噴粉塔生產(chǎn)的基粉與后配原料采用連鎖控制計量和混合。主要生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)特征:洗衣粉配料生產(chǎn)出現(xiàn)了自動控制;后配生產(chǎn)技術(shù)趨于完善,后配系統(tǒng)裝置實現(xiàn)連鎖控制。產(chǎn)品包裝:內(nèi)包裝一般為每袋500g左右,開始出現(xiàn)了1kg左右的大規(guī)格包裝。包裝材料開始采用復(fù)合膜;外包裝使用編織袋,節(jié)約了大量的包裝材料成本。包裝方式以半制動包裝機為主。產(chǎn)品配方主要構(gòu)成:烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、非離子(AEO主要原料的生產(chǎn):國內(nèi)烷基苯產(chǎn)能和三聚磷酸鈉的產(chǎn)能提高較快,基本上滿足了洗衣粉產(chǎn)品生產(chǎn)的快速發(fā)展的需求。山東鋁廠等建設(shè)的4A沸石生產(chǎn)裝置生產(chǎn)4A沸石原料,滿足了無磷洗衣粉產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。這個時期的洗衣粉產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)仍處于產(chǎn)品生命周期的發(fā)展期。產(chǎn)品視比重有提高的趨勢,一般控制在320g/L以內(nèi)。合資企業(yè)的產(chǎn)品視比重更高些。產(chǎn)品包裝視覺比較飽滿?？紤]到水質(zhì)的富營養(yǎng)化問題,國內(nèi)部分區(qū)域開始限制含磷粉的銷售。420合成奶粉生產(chǎn)技術(shù)的成熟和發(fā)展過程中,雙方在添加前、后配系統(tǒng)的工況將繼續(xù)受到影響,逐步建立了制約生產(chǎn)的產(chǎn)品體系以高塔噴粉技術(shù)為基礎(chǔ)的洗衣粉生產(chǎn)技術(shù)更加趨于完善。洗衣粉生產(chǎn)過程普遍采用可編程控制器控制,控制界面更加直觀和便于操作。洗衣粉前配部分固體原料和液體原料采用失重秤計量;后配部分的固體原料普遍采用計量更加精確的失重秤連續(xù)計量,液體原料(非離子和香精)陸續(xù)采用液體流量計量,生產(chǎn)過程的計量和控制更加精確。產(chǎn)品生產(chǎn)過程的尾氣和粉塵得到了非常好的控制,一些工廠的生產(chǎn)過程實現(xiàn)了廢水的零排放。國內(nèi)企業(yè)SO主要生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)特征:洗衣粉配料生產(chǎn)自動化控制程度更高;后配生產(chǎn)技術(shù)更加完善。在后配工序中,除加入非離子、酶制劑及香精等傳統(tǒng)的后配原料外,純堿、芒硝、沸石及皂粉等原料陸續(xù)開始在后配系統(tǒng)加入。工廠技術(shù)的改造更多地關(guān)注后配工藝技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。由于后配生產(chǎn)技術(shù)的逐漸成熟,增加了洗衣粉產(chǎn)品在后配工序可加入原料的種類和數(shù)量,使產(chǎn)品的生產(chǎn)過程更加靈活,系統(tǒng)的產(chǎn)能也得到很大的提高。由于前后配生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善,在生產(chǎn)過程總能耗不變的情況下,洗衣粉生產(chǎn)線的系統(tǒng)產(chǎn)能迅速提高。在2010年,廣州立白集團的一條洗衣粉生產(chǎn)線已實現(xiàn)了日產(chǎn)800t洗衣粉的能力。產(chǎn)品包裝:包裝規(guī)格更加多樣,從300g/袋左右到3000g/袋~4000g/袋包裝規(guī)格均有;包裝過程逐漸采用從計量到全自動化機械包裝;小袋產(chǎn)品自動裝包的技術(shù)已開始在洗衣粉包裝技術(shù)中采用。產(chǎn)品配方主要構(gòu)成:烷基苯磺酸鈉、α-烯烴磺酸鈉、三聚磷酸鈉(或4A沸石)、非離子(AEO非離子原料使用天然脂肪醇乙氧基化技術(shù)生產(chǎn)。有些產(chǎn)品配方中加入了天然醇生產(chǎn)的AES原料。含脂肪酸鈉成分的皂粉產(chǎn)品取得了較好的市場擴張,發(fā)展較快。洗衣粉產(chǎn)品活性物使用可再生原料的步伐又向前跨出了一大步。輔料的生產(chǎn):具有良好的抗再沉積性能,高分子化合物在洗衣粉產(chǎn)品配方中陸續(xù)得到使用,這一類輔料的開發(fā)和推廣使用,使洗衣粉新產(chǎn)品的開發(fā)更加具有針對性和多樣性。這個時期的洗衣粉產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)可以認為已進入了產(chǎn)品生命周期的成熟期。產(chǎn)品視比重不斷提高,有利于節(jié)約產(chǎn)品包裝的包材。為提倡洗衣粉生產(chǎn)降低能耗,節(jié)約包裝材料,2004版洗衣粉產(chǎn)品國標中規(guī)定洗衣粉產(chǎn)品視比重下限要大于300g/L。實際上,幾個主要企業(yè)的洗衣粉產(chǎn)品的視比重已達400g/L以上。部分品牌的產(chǎn)品視比重已達到600g/L以上的水平。產(chǎn)品中石油基表面活性劑烷基苯磺酸鈉的比例下降較多,而以可再生資源生產(chǎn)的表面活性劑,如AES、非離子和皂粉等原料的使用比例逐漸提高。2008版皂粉行業(yè)標準要求脂肪酸鈉含量在皂粉配方中的比例達到7%以上。為推動洗衣粉行業(yè)進一步向節(jié)能降耗方面發(fā)展,并對洗衣粉生產(chǎn)過程能耗有比較客觀的評價,已于2012年9月開始實施《GB合成洗衣粉生產(chǎn)能耗評定規(guī)范》。表1是洗衣粉生產(chǎn)企業(yè)的能耗等級要求。按《GB合成洗衣粉生產(chǎn)能耗評定規(guī)范》評定,目前,國內(nèi)幾個主要日化企業(yè)洗衣粉生產(chǎn)的能耗指標已達到二級以上的水平。因此可以說,自2000年以來,受越來越嚴格的環(huán)保要求的制約以及天然基表面活性劑技術(shù)發(fā)展的推動,洗衣粉產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)越來越快地向生產(chǎn)過程環(huán)保和產(chǎn)品所需資源可再生的綠色方向發(fā)展。5洗衣液產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的展望以產(chǎn)品的生命周期來分析,洗衣粉產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)在我國的導(dǎo)入期經(jīng)歷了約10年的時間,發(fā)展期經(jīng)歷了約20年的時間,成熟期已經(jīng)歷了10年以上的時間。不可回避的是,與其他產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)一樣,洗衣粉產(chǎn)品在經(jīng)歷完成熟期后也同樣會進入產(chǎn)品的衰退期。2008年以來,國內(nèi)的洗衣液產(chǎn)品市場迅速擴張,沖擊了傳統(tǒng)的洗衣粉產(chǎn)品市場。與洗衣粉產(chǎn)品相比,洗衣液產(chǎn)品具有生產(chǎn)過程能耗更低、產(chǎn)品配制可使用的表面活性劑種類更多以及產(chǎn)品使用方便等優(yōu)點。存在的問題是:包裝成本高;同樣使用量下,產(chǎn)品的去污力要低于洗衣粉產(chǎn)品。但這些問題,會隨著洗衣液產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和消費者消費水平的提高而逐漸解決和淡化。為應(yīng)對洗衣液產(chǎn)品的挑戰(zhàn),延長洗衣粉產(chǎn)品的生命周期,洗衣粉產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)進一步向降低生產(chǎn)能耗、增加可再生資源使用比例的可持續(xù)發(fā)展方面努力,預(yù)期發(fā)展趨勢表現(xiàn)在:1)進一步開發(fā)洗衣粉后配生產(chǎn)工藝,加大產(chǎn)品配方中后配原料的加入比例。在提高后配原料比例的同時,提高產(chǎn)品的視比重,產(chǎn)品視比重普遍大于600g/L,節(jié)約產(chǎn)品包材40%以上(與300g/L視比重產(chǎn)品相比),從而達到產(chǎn)品生產(chǎn)過程更加節(jié)能(單位產(chǎn)量生產(chǎn)能耗應(yīng)達到50kg標