低温中性洗涤剂应用及节省测算

2015年伊始，新修订的被称为史上最严厉的《中华人民共和国环境保护法》施行，洗衣污水都要达标零污染排放要求，否则将会被令停业整顿或关闭，除非达到环保要求，否则宁可不需要这项服务，也不准污染事故发生，祸害子孙后代为代价影响生活。很明显国家特别在14年/15年玩忽职守官员都法办了，我们一个洗衣单位国家更不会姑息，洗衣和洗涤剂项目门栏越来越高，这就意味着人们在享受现代生活的同时，必须要依法爱护环境。具体到洗衣行业，新环保法的实行将带来一场洗衣观念和操作模式的剧变。

一、概述

洗衣行业现在通行的高温、高碱工艺，已有近百年的历史，在人类洗衣进程中发挥了不容忽视的作用，为服装服饰和公用纺织品的清、消毒灭菌、抑制疾病传播贡献巨大。

高温高碱洗涤首先是利用了热胀冷缩的原理，使织物在高温的作用下纤维结构变得蓬松、疏散，沾附其上的污渍更易剥离去除；再者，由于洗涤剂的原料组分如纯碱、元明粉及表面活性剂的溶解和活性发挥是在一定温度下进行的，尤其是氧化漂白去渍，必须在80℃以上高温，才能发挥出最佳效果，其分解、湿润、渗透、乳化、去污的作用才能凸显。

除了有助于洗涤中的碱和其他主要成分更好地发挥作用，高温还具有消毒灭菌的功能。

目前市场上的洗涤剂仍以碱性为主，其渊源在于发明洗衣粉之前，人类最初靠草木灰洗衣。随着科学的进步，人们找到了比草木灰去污效果更好的碱。虽然碱可以更好地去污，但其对纤维的损伤也很明显。因此，由动物油脂和碱经高温煮炼而成的肥皂就应运而生。但肥皂用于生活洗衣和工业洗衣都有不足，现代化的碱性洗衣粉随之也就成为洗衣市场的主导产品。

二、传统高温高碱洗涤的优与劣

高温可以降低水的表面张力快速打开纤维，使碱性洗衣粉深入纤维内部清除污垢。但高温主洗之后低温投水随即使膨胀蓬松的纤维遇冷收缩。虽然经过2-3次的投水，但纤维在收缩过程中会把少部分碱性组分滞留在纤维内部。几经反复洗涤，碱性组分不断积累，从而导致棉纱捻度下降、纱绒丢失、强度变弱，织物的舒适性降低，布草失去自身的光泽和白度，发灰、发硬，寿命缩短。巾类布草在这方面表现更为明显。

由于洗涤剂中含有大量碱性组分，所以必须通过酸中和程序来调节pH值，使洗后织物的碱性降低并接近中性，以期减少对使用者皮肤的刺激。使用带有碱性残留物的布草容易引发皮肤过敏，尤其是婴幼儿皮肤娇嫩、抵抗力弱，易导致皮炎、湿疹、脓疮等疾病。但这种中和作用在实际操作过程中并不能完全实现，酸中和与投水不彻底还会使织物因碱性残留。

为了改变高温高碱洗涤造成的发灰发硬的负作用，在进行酸中和，平衡pH值后，又需加入阳离子性质的柔软剂，改善手感和舒适度。阳离子表面活性剂对织物的整理起到了很好的作用，但其生物降解性差，对土壤和水质造成不良影响，在欧美及日本等环保意识强的发达国家早已列入限制之列。由于柔软剂是在最后一次投水时添加的，所以，会滞留在洗好的毛巾上。这虽然增加了毛巾的柔软度，但同时也降低了毛巾的吸水性。在北京某高星级饭店就曾发生过由于添加不当而导致外宾投诉毛巾吸水差的情况。也正是由于在最后投水时添加柔软剂，所以，在下次洗涤就不得不增加预洗程序以便把上次添加的柔软剂冲掉，从而导致水、电、人工等成本的增加。

除此之外，高温高碱产生的高热废水，还会破坏水和土壤中的有益微生物，破坏生态平衡。因此，在欧美等国家，对于洗衣厂所排废水及温度都有一定的要求和限制。

传统的高温高碱洗涤工艺程序已经走入了一个循环往复的怪圈：强碱性洗衣粉需要高温溶解才能发挥作用——高温使织物膨胀蓬松——碱性组分进入纤维内部——低温投水将碱性组分漂清同时又使纤维收缩并致少量碱性组分存留——酸中和使织物pH值尽量呈中性——阳离子表面活性剂降低纤维硬度增加柔软度——为消除日渐增加的灰度加大洗衣粉用量——过多的洗衣粉又增加了纤维内部碱性组分的残留和积累——碱性组分的存留和积累又导致织物更加发灰发硬……循环往复，即增加了洗涤成本，又降低了织物的使用寿命。

正是由于上述原因，采用高温高碱使洗涤程序越来越复杂。为了消除高温高碱所导致的负作用，洗涤时就得添加相应的可以抵消其负作用的洗涤材料。主洗时要分阶段加入主洗剂、乳化剂和漂白剂，2-3次投水完成后再分阶段加入中和酸和柔顺剂。也正因为程序的复杂，有的洗衣厂洗衣操作工或者忘记加料，或者加多料，或者重复加料，更有一些洗衣厂指定一个操作工专门执行投放洗涤剂的任务。这无疑在降低了洗衣厂的洗涤效率和质量的同时，还增加了洗衣厂技术难度、成本和负担。

历史走到了今天，特别是现代化工业的高速发展所产生的负效应越来越凸显：全球变暖、自然环境遭到了侵害，生态失去平衡。人类在享受现代化的同时，健康也受到日益恶化的环境威胁。尤其是处于经济高速增长的中国，当人们惊喜的看到城市中一座座高楼大厦拔地而起的时候，蓝天白云离我们却越来越远。就北京而言，2014年国庆之后，本应是秋高气爽，但接连四场雾霾压在首都的上空。雾霾的天气占据了50%以上，正所谓收之东隅，失之桑榆。

如何唤回蓝天白云，如何让阳光普照大地，如何让APEC蓝永驻祖国大地，这是摆在我们面前的严峻的课题。历史不可倒退，我们不可能回到刀耕火种的时代。作为服务业中能耗最大、污染最重的行业，洗衣人应如何践行我们的历史责任？我们的管理人员和技术人员一定要做好转型准备。

三、低温中性洗涤剂现状

颠覆传统、实现跨越，这或许是一个痛苦但却非常值得的探索过程。

如何实现环保低碳、降耗节能，这就需要洗衣人身体力行，从高耗能、高耗水、高污染的逆境中走出来。

由原始的冷水洗涤到工业文明的高温洗涤，再到科学的低温中性洗涤，这并不是一种简单的返璞归真，而是升华。在全面倡导环保的新形势下，洗衣行业低温中性洗涤的科学发展脉络已经变得越来越清晰。为了这个目标，洗衣行业中的志士仁人们进行了无数次的探索，历经了无数次的失败，现在终于找到了开启的密钥，看到了曙光。

随着科技的进步，可用于洗涤剂的新型材料越来越丰富，尤其是互联网的广泛应用、极大的加快洗涤科技产品的开发步伐，为新产品的研制提供了坚实的基础。

近年来，虽然有些厂家在尝试低温化料的研发，但其低温基本上是在50-60℃左右，没有实现真正意义的低温，也没有达到理想的洗涤效果，更没有实现中性的目标。究其原因，关键还是没有摆脱传统化料的研发思路。这种传统思路的出发点建立在能源成本和人工成本相对低廉以及环保要求相对较低的历史背景之下，更多的考虑洗涤剂的经济性和功能性，而忽视了对织物、使用者、能源和环境保护的因素。伴随着全球低碳减排、能源和人工成本高企以及人们对环保和健康的不断重视，低温中性洗涤剂正日益成为研发机构的重点方向，也越来越受到洗衣企业的关注。

四、低温中性洗涤的突出特点

（1）强渗透和分解特性

碱性洗涤剂之所以需要借助高温来发挥作用，除了上述原因之外，更关键的一点就是，碱性洗涤剂的主要组分不能完全在常态常温下降低水的表面张力，就会影响洗涤剂深入纤维和内部污垢清洗。

低温中性洗涤剂可以通过其新型表面活性剂的功能来降低水的表面张力实现渗透和润湿、乳化纤维的目的，所以也就免除了高温来作为辅助手段。与此同时，低温中性洗涤剂强大的污垢分解、包裹和悬浮作用可迅速将织物上的污垢加以清除。

由于低温中性洗涤剂中不含碱性填充材料，所以，织物在洗涤后不会有残留和积累。手感自然柔软，白度更持久。低温洗涤还可以防止蛋白类污渍因高温而产生的变性反应，使其更易于清除。

（2）节能特性

低温中性洗涤剂由于无需高温，在25-40℃的温度中洗涤剂即可很好地发挥作用，所以，对热能的要求大大降低。可以为洗衣厂的洗涤节省总蒸汽用量的35%左右。

（3）pH值中性和省水、省电特性

中性洗涤消除了碱性洗涤剂对洗涤程序、织物和污水水质等方面的弊端，无需酸中和与柔软步骤，投水可以减少1-2次。由于其pH值呈中性特征，返回的布草可以直接主洗。总体节水1/3；程序减少，耗电也随之下降1/3.

（4）操作简便特性

常规的传统洗涤剂需要在不同的阶段添加多达五、六种洗涤化料。低温中性洗涤剂在研制时即考虑到操作人员素质参差不齐的特殊因素，对庞杂的原料组分做最优化筛选，将各种功能综合到一个产品中。使化料添加在主洗中一次完成。

（5）省工省时省成本特性

常规的洗涤程序至少需要5-6个步骤：（预洗添加助洗剂），主洗分阶段添加主洗剂、乳化剂和漂白剂，投水时添加中和酸剂；如果是巾类，最后还要添加柔顺剂。而低温中性洗涤剂则只需3个步骤：主洗添加低温中性洗涤剂和少量漂白剂，两次投水。虽然新型中性低温化料因由高比例多种新型活性物复配成本略高于高温高碱化料，但由于省蒸汽、省电、省水、省时，省工，洗涤成本可下降35%以上，效益显著。

（6）消毒和环保特性

低温中性洗涤剂采用国际最前沿化工原料，在增强去污效果的同时，其消毒效果也比传统洗涤剂大为加强，改变了传统洗涤必须通过高温消毒和化学消毒相结合的程序，仅通过低温洗涤程序即可达到优异的消毒效果；与此同时，低温中性洗涤剂配方中不含任何碱性材料，洗涤剂中的所有成分都可生物降解，符合环保要求。洗涤过程中以及洗涤后的布草、衣物都呈pH值中性。由此导致污水排放更符合环保要求，洗后的织物寿命更长，更有益于使用者的健康。

《中外洗衣》杂志在2014年第六期刊登了一篇名为《洗衣行业近来出现的先进技术》的文章。文章指出，降低洗涤温度的理论探讨已经存在了很长一段时间。德国的罗伯特·科赫研究院已经认证了很多处理餐旅织物和医用织物的洗涤程序及化料产品。现在，一些领军化料企业研发出的最新技术产品能够使得洗衣厂在40℃的洗涤达到以前只有在70℃以上才可能达到的消毒去污效果。这项研发成果对于织物经过150-200次洗涤后仍能继续使用这个要求具有非常重要的意义。

在《中外洗衣》杂志为即将新版的《中国医院建设指南》医院洗衣房项目撰写的《医院洗衣房规划设计》一文中指出，目前布草洗涤主要依靠高温配合碱性洗涤剂发挥去除布草污垢以及达到消毒灭菌的作用。随着全世界对节能的重视以及洗涤剂科技的不断创新，国际上已经开始倡导低温中性洗涤（40度以下）。欧洲的布草洗涤标准EN14065:2002在最新版标准EN14065:2014中已对原来规定的高温洗涤给出了新的建议：可以通过具有消毒杀菌功能的低温洗涤剂来实现对布草的洗涤和消毒灭菌。使用具有消毒杀菌功能的低温中性洗涤剂，一方面可以大大节省能源的使用（一般可以节省1/3的蒸汽），另一方面，可以减少投水次数1-2次，进而减少了水、电的消耗，缩短了洗涤时间，降低了布草的磨损，延长了布草的使用周期，延长设备使用寿命，提高人工劳动效率。

结合低温中性洗涤剂在国际上的倡导应用和国内环保、低碳的大环境以及洗衣厂各项成本居高不下，由此可以做出高温高碱的洗涤历史即将结束的判断。依靠现代科技的低温中性洗涤技术，伴随着中性低温洗涤技术的发展和完善，在可以预期的未来，势必代替高温高碱的传统洗涤工艺，其市场广阔，必将为洗衣事业的持续发展做出巨大贡献。表1、表2、表3 是常规布草高温高碱洗涤和中性低温洗涤的工艺对照。

五、低温中性洗涤剂节省能耗测算

以日洗涤量20吨布草为例测算蒸汽消耗量：

1、根据布草洗涤量测算蒸汽量

20吨布草折合100Kg单机约为240机左右，

具体为：20吨=20000Kg 20000Kg÷85Kg（实际装机量）=236机≈240机

100Kg水洗机主洗水量约220Kg，从15℃升温到80℃约消耗蒸汽80-100Kg，平均90Kg，20吨布草高温洗涤需要蒸汽量21.6吨

2、根据能源计算费用

燃煤锅炉自产蒸汽每吨约150元，外购蒸汽每吨约200元。

燃气锅炉自产蒸汽每吨约310元，外购蒸汽每吨约360元。

1吨煤可产生4 吨蒸汽，1吨蒸汽可洗、烘、烫0.5吨干布草，因此，1吨煤可处理布草2吨左右；以单机为例，其中洗涤消耗蒸汽约占42%，熨烫或烘干消耗蒸汽约占58%。

当前北京市煤的价格约为每吨500元（5300大卡）。

3、低温中性洗涤剂节省情况

20吨布草洗涤可消耗蒸汽38-40吨，约10吨煤，核价5000元。

100Kg水洗机消耗蒸汽量约为90Kg，约13.95元（燃煤）或27.9元（燃气）

如采用低温（25-40℃）洗涤剂，不加温时，每日可节省蒸汽费3348元（燃煤）或6695元（燃气）；加温到40ºC时，每日可节省蒸汽费约2500元（燃煤）或5000元（燃气）。因此，综合测算每月可节省7.5-10万元（燃煤）或15-20万元（燃气），每年至少节省上百万元。

（本文原载于《中外洗衣》杂志2015年2月刊）

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