固体空气清新剂的研制

固体空气清新剂的研制
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固体空气清新剂最早出现在国外70年代初,主
要使用于轿车,家居卧室或客厅,宾馆饭店以及其它
公共娱乐场所.近年来,随着我国百姓生活水平的提
高,国内市场需求量增加很快.该产品的基本配制原
理是:将香精,除臭剂及杀菌消毒剂与水,增稠剂,防
腐剂,乳化剂等组分混合,水与增稠剂形成固体胶状
物,此胶状物将香精,除臭剂及杀菌消毒剂包藏其中,
当固体胶状物置放在空气中时,随着其中水分的挥
发,体积慢慢缩小,香精,除臭剂以及杀菌消毒剂也缓
慢散发到空气中,从而达到使空气芳香,清新的目的.
在固体空气清新剂的组分中,增稠剂,防腐剂,乳化剂
是其中的三个重要成分,它决定了产品的外观状况,
生产工艺及生产成本,因此,对这三种基本成分的性
能特点做了系统的比较研究.
1实验材料
增稠剂L:卡拉胶,琼脂,海藻酸,羧甲基纤维素.
防腐剂:甲醛,苯甲酸,山梨酸,苯甲酸.
乳化剂:平平加一O,OP一10,吐温系列(40,60,80),
增溶剂168(广州天赐化工公司产),各种香精.
2不同增稠剂的性能比较
21卡拉胶
卡拉胶又名角叉菜胶,由半乳糖及脱水半乳糖所
组成的多糖类硫酸酯钙,钾,钠,铵盐,由红藻类所属
角叉菜等植物,经过稀碱液加热萃取或热水萃取,用
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心机内尽量甩干母液,再用少许冷却离子水充分洗涤
1～2次,甩干洗液.母液及洗涤液应予以收集,或经除
杂处理后,可用于相应的工序.
⑥将咖啡碱晶体从离心机内取出,置放于远红外
线电热干燥器中.在60℃以下干燥至含水量≤0.5%
时,即达干燥终点.再经取样,化验,称量,包装即为咖
啡碱成品.
⑦上述收集到的结晶母液及洗液经多次(一般大
约4～5轮)循环套用后,应按照下述方法进行除杂净
化处理,以达到既能提高咖啡碱成品的收率,又不至
于影响其质量.
3除杂净化处理
①将母液和洗液合并后升温至85~90~C,在充分
的搅拌下,加入适量的粉状活性炭(糖用或味精脱色专
一
28一
醇沉淀,经滚筒干燥,冷却后而得.卡拉胶与水混合,
加热后溶解成半透明溶液,冷却后即可成胶.这种空
气清新剂可按以下配方制得:
卡拉胶2.5g,水100ml,吐温一601.0ml,香精
20ml,甲醛1.0val,色素少许.
先在三口圆底烧瓶中将卡拉胶,水,表面活性剂
吐温一60混合,搅拌,加热至沸腾,形成澄清透明的液
体,冷却至70℃左右时,将甲醛,香精,色素加入其中,
搅拌均匀,趁热倒入模具,冷却,得到凝胶产品.
该方法制得的产品外观较好,表面平整光滑,硬
度高,韧性好,原料比琼脂稍便宜,但硬度比不上琼脂
凝胶,由于凝固前是流动性较好的液体,便于分装及
模具成型,产品的生产过程比较简单,从一些专利文
献及进口样品外观判断,国外固体空气清新胶一般使
用卡拉胶,而国产固体空气清新胶中,我们暂未发现
有使用卡拉胶的.我们试验了国内一厂家生产的卡拉
胶,发现由此形成的凝胶放置一段时间后会有少量水
渗出,而进口卡拉胶无此现象.
22琼脂
琼脂又名琼胶,洋莱,主要成分是聚半乳糖苷,为
半透明或浅黄色带状粉末.从红藻类石花菜,江蓠类
等有关藻类中提取.琼脂与水混合,加热后溶解,冷却
后即可成胶.这种空气清新剂可按以下配方制得:
琼脂1.5g,水97Illl,吐温—4010ml,甲醛(37%)
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”
用级)进行煮沸脱色处理20~30rain,停止加热.待液温
下降至775℃时,边搅拌边小心地加入少许碳酸钠饱
和溶液至pH值为9.5~10.0(用精密试纸趁热测定);再
在充分搅拌下,加入很少量的一定浓度的稀氢氧化钠溶
液至pH值刚到11.0为止.前者是为了以CaCO3形式沉
淀c,后者是为了以Mg(OH)2形式沉淀M.
②及时精细过滤.要求滤液基本无色透明.定性
分析时,要求滤液中无ca2+,M离子.
③由于上述滤液呈碱性,因而可套用于”粗品提
取”项下的③中以及套用于”酸渣”的中和工序等.这
样,既回收,利用了母液和洗液,有利于提高咖啡碱
的总收率,还可利用它们具有的碱性来中和”酸渣”
的酸度,起到了降低氧化镁用量的效果,进一步降低
了生产成本.
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0.75IIll,香精2.0ml,色素少许.
先在三口圆底烧瓶中将琼脂,水,表面活性剂吐
温-4o混合,搅拌,加热至沸腾,形成澄清透明的液体,
冷却至6o左右时,将甲醛,香精,色素加入其中,搅
拌均匀,趁热倒入模具,冷却,得到凝胶产品.
该方法制得的产品外观较好,表面平整光滑,硬
度高,韧性好,由于凝固前是流动性较好的液体,便于
分装及模具成型,产品的生产过程比较简单,缺点是
琼脂原料比较贵.
2.3羧甲基纤维素(CMC)
羧甲基纤维素(CMC)是浅黄色固体粉末,用氢氧
化钠溶液处理纤维素得碱性纤维素,与氯乙酸混合,
几天后再用酸或碱调节pH值,异丙醇精制,即得羧甲
基纤维素.该固体胶的形成原理是羧甲基纤维素
fCMC)与C交联后成胶,可按下列配方而制备:
A:CMC3g,水72ml,防腐剂苯甲酸钠溶液(0.08g/m1).
B:水20ml,平平加一00.5g,硫酸铬0.2g,香精
2IIll,六偏磷酸钠0.07g,色素少量.
先在搅拌条件下分别将A组分,B组分混合,制得
两个混合物,将A,B两个混合物在搅拌条件下混合,得
到具有粘稠性,但可以流动的液体,立即倒入模具,液
体在l5分钟内凝固,得到具有弹性和韧性的凝胶.
此方法具有原料成本低,制作加工时不须加热的
优点,但原料混合液凝固较快,且较粘稠,给大规模生
产带来困难.
2.4海藻酸钠
由各种褐藻(如海带,巨藻等),先用稀盐酸水溶液
洗涤,除去碘,甘露醇,食盐,岩藻石等杂质后,用氢氧
化钠或碳酸钠溶液搅拌提取而得.海藻酸钠的热水溶
液与钙离子能形成凝胶,但不能用溶于水的强电解质
钙盐如氯化钙,硝酸钙等,因为这样形成凝胶的速度
太快,且凝胶不均匀.一般用不溶于水的碳酸钙.与少
量弱酸如海藻酸或柠檬酸作用缓慢释放钙离子,使形
成凝胶的速度减慢,便于生产时的操作.这种空气清
新剂可按以下配方制得:
2%海藻酸钠水溶液500ml,5%柠檬酸llml,碳
酸钙2.5g.
先将2.og海藻酸钠搅拌下溶于100ml热水中,
加入2.2ml5%柠檬酸,保持温度在80~90~C之间,加
入0.5g碳酸钙粉末,搅拌均匀,得均匀液体,在此温
度下能保持3小时不凝固.分装至模具中,冷却至室
温,1分钟内凝固.
海藻酸钠的价格比上述增稠剂都便宜,此方法操
作也比较简单,但由此方法制得的产品外观不太美
观,有的象泥巴状.且易产生裂缝.
3不同防腐剂的性能比较
我们试验了甲醛,苯甲酸,苯甲酸钠和山梨酸这
四种廉价防腐剂对固体空气清新剂产品的防腐,防霉
的效果.将上述四种防腐剂分别添加到由2g琼脂,
95ml水制得的凝胶中去,并都加入其它相应的组分
如香精2.0ml,表面活性剂lml,色素等,总质量约
100g,观察防腐,防霉的效果.
将上述四种防腐剂分别添加到卡拉胶,羧甲基纤
维素,海藻酸钠三种原料制得的三种不同的凝胶,观
察防腐,防霉效果.
4不同乳化剂的增溶性能比较
由于一般香精都不溶于水,因此必须加入乳化
剂,以增加香精在水中的溶解性或分散程度.我们主
要试验了平平加一0,OP一10,吐温系列(40,6o,80),增
溶剂168(广州天赐化工公司产)增溶效果,实验方法
及结果如下:
将上述乳化剂各1.0g分别加入到100ml冷水
中,分别加入2.0IIll国际型香精,用磁力搅拌器搅拌5
分钟.结果发现:添加增溶剂168的烧杯中的液体变
成乳状液,但约4分钟后分层;添加其它乳化剂的烧
杯中的液体,香精没有乳化,呈明显油滴状,停止搅拌
后立即分层透明.
在一组烧杯中,分别加入2.0g琼脂,100ml水,上
述乳化剂各1.0g,加热至沸腾,得澄清透明溶液,冷却
至80℃,分别加入2.0IIll国际型香精,在70~80~C磁力
搅拌器搅拌5分钟,停止搅拌后,结果发现:添加增溶
剂168的烧杯中的液体半透明,其它乳化不透明;保
温观察,添加其它乳化剂的放置一定时间后表面出现
明显油层.
5结论
使用不同增稠剂,防腐剂,乳化剂结合其它组分
如香精,色素,水等可配制不同质量,不同外观,不同
香型的固体空气清新剂.其中增稠剂是最关键的组
分,它决定产品的外观,生产工艺,生产成本.不同增
稠剂有各自优点,缺点.综合权衡来看,琼脂最理想,
它优点突出,虽然单位质量高,但用量相对其它增稠
剂少,因此产品成本并不高太多;四种防腐剂中,甲
醛,苯甲酸和山梨酸均有较好的防腐效果,这三种防
腐剂比较廉价,均可选用,而苯甲酸钠几乎没有防腐
效果.苯甲酸和山梨酸常温水溶性低,但与其它组分