Пищевые добавки с отбеливающим действием

Любые белые ткани с течением времени и при многократной стирке желтеют из-за действия света и солей жесткости. Вернуть таким тканям первоначальную белизну помогают химические отбеливатели.

Вопрос о применении отбеливающих препаратов в процессах профессиональной стирки многократно рассматривался в различной литературе, нормативных документах и статьях. Однако, чем чаще встречаешься с технологами и владельцами прачечных в различных регионах страны, тем больше понимаешь, что до сих пор остаются вопросы по применению не только современных средств для отбеливания, но и классических, давно известных веществ.

Полагаю, целесообразно еще раз вернуться к рассмотрению свойств веществ, используемых в процессах отбеливания белья.

Что было

Можно предположить, что период раннего средневековья не является объектом нашего внимания. Тогда на Руси вместо мыла использовали измельченные ягоды бузины, корни мыльнянки, смешанные с зольным щелоком, а основным отбеливателем было солнце — то есть солнечный свет в ультрафиолетовом диапазоне. По современным меркам это были действительно экологически чистые технологии.

После открытия шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле хлора в 1774 году началось время химических отбеливателей. Они бывают трех типов: пероксидные (перекисные или кислородосодержащие), хлорные и серосодержащие. Применение химических отбеливателей основано на процессе окисления кислородом различных веществ, придающих желтизну ткани.

Более чем двухсотлетнюю историю применения в отбеливании тканей имеет хорошо известный гипохлорит натрия (англ. sodium hypochlorite) — натрий хлорноватистокислый. Историческое название гипохлорита натрия лабарракова вода или жавелевая вода. Гипохлорит натрия относится к химическим хлорным отбеливателям. Химическая формула — NaOCl. Обычно в прачечных применяются его водные растворы различной концентрации.

Хлорные отбеливатели типа гипохлорита натрия, хлорамина, хлорной извести, ди-хлоризоциануратов калия и натрия действуют на холоде. Пользоваться этими дешевыми отбеливателями удобно и просто, они универсальны и могут применяться не только при стирке белья, но для дезинфекции. Однако у них имеются и существенные недостатки: они раздражают кожу рук и сильно снижают прочность ткани. Если капля хлорного отбеливателя попадает на цветное белье, получаются ничем неудаляемые пятна самого неожиданного цвета (например, оранжевые на темно-синем фоне), а неотстиранные жировые загрязнения в хлорном отбеливателе могут приобрести ярко-желтый цвет.

Серосодержащие отбеливатели (например, на основе гидросульфита натрия) при нагревании с водой выделяют сернистый газ. Гидросульфит натрия применяется в текстильной промышленности главным образом как восстановительное средство для кубовых красителей, для восстановительной очистки при крашении полиэфира и для снятия прямых активных красителей при крашении хлопка. Он обесцвечивает не только окрашенные пятна вина, ягод и фруктов, но и цветные изделия. Серосодержащие красители универсальны, могут применяться для обработки любых тканей. Однако против сернистого газа в водной среде не могут устоять даже самые прочные текстильные красители. По этой причине серосодержащие препараты применяются при отбеливании тканей крайне редко.

К пероксидным отбеливателям относятся: пероксид водорода (30%-ный водный раствор которого до сих пор иногда называют пергидроль), пероксоборат или пероксокарбонат натрия (персоль), пероксосульфат калия, гидропероксид карбамида (гидроперит), — то есть это соединения, в молекулах или ионах которых присутствует пероксидный фрагмент из двух атомов кислорода, соединенных между собой: -О-О-. При нагревании в водной среде и разложении эти вещества выделяют атомарный кислород, который окисляет и обесцвечивает загрязнения. Пероксидные отбеливатели проявляют свои свойства эффективнее всего при 80-90°С, даже при кипячении они обычно не портят красок рисунка хлопчатобумажной или льняной ткани.

Что есть

Как это не покажется странным, но за прошедшие годы практически ничего не изменилось. В качестве средств для отбеливания применяются все те же химические отбеливатели. До сих пор действуют Правила технологического процесса обработки белья в прачечных, утвержденные Министерством жилищно-коммунального хозяйства РСФСР от 14 декабря 1972 года (текст документа по состоянию на июль 2011 года).

«Отбелка белья.

• Отбеливают только белое белье. Хлопчатобумажное и льняное белье отбеливают каждую стирку, шелковое и синтетическое — при появлении желтого оттенка.
• В качестве отбеливателей используют химические и оптические отбеливающие средства».

В этом же документе приводятся нормы расхода отбеливающих средств.

Нормы расхода отбеливающих средств в кг на 1 т сухого белья

Позволю себе еще раз остановиться на, казалось бы, хорошо известном и сказать несколько слов о самых широко используемых отбеливающих средствах.

Гипохлорит натрия

В нашей стране состав и свойства гипохлорита натрия нормируются ГОСТом или ТУ и производятся, в зависимости от марки, с массовой концентрацией активного хлора от 120 до 190 г/дм³ и массовой концентрацией щелочи в пересчете на NaOH от 10 до 90 г/дм³. Растворы гипохлорита натрия недостаточно стабильны. Для растворов гипохлорита натрия по ГОСТ 11086-76 допускается потеря активного хлора по истечении 10 суток со дня отгрузки не более 30% первоначального содержания и изменение окраски до красновато-коричневого цвета. А для растворов по ТУ допускается потеря активного хлора по истечении 10 суток со дня отгрузки для марок А и Б не более 30% первоначального содержания, для марок В и Г — не более 20%, для Марки Э — не более 15%.

Гипохлорит натрия различных марок применяют:

• Раствор марки А по ГОСТ 11086-76 — в химической промышленности, для обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов, для дезинфекции и отбелки;
• Раствор марки Б по ГОСТ 11086-76 — в витаминной промышленности, а также как окислитель для отбеливания ткани;
• Раствор марки А по ТУ — для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов, дезинфекции в пищевой промышленности, получения отбеливающих средств;
• Раствор марки Б по ТУ — для дезинфекции территорий, загрязненных фекальными сбросами, пищевыми и бытовыми отходами; обеззараживания сточных вод;
• Раствор марки В, Г по ТУ — для дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов;
• Раствор марки Э по ТУ — для дезинфекции аналогично марке А по ТУ, а также для дезинфекции в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, объектах ГО и др. Помимо этого для обеззараживания питьевой воды, стоков и отбеливания.

Без гипохлорита натрия не обойтись при отбелке больничного белья или белья, пораженного плесенью. Он прекрасно работает при низких температурах (~ 40°С), поэтому, чаще всего его рекомендуют применять при замачивании белья IV категории загрязнения в виде рабочих растворов с концентрацией 5 г/л , а также в 1-ю ванну при двухванновом способе стирки. Периодически приходится сталкиваться с тем, что гипохлорит добавляют без предварительного разбавления. В этом случае производители нормируют его расход 5-20 мл на килограмм сухого белья.

Перборат натрия, перкарбонат натрия и пероксид водорода

Наиболее распространены кислородсодержащие отбеливатели, которые, так же как и хлорсодержащие, обладают дезинфицирующими свойствами. Выделяемый ими кислород окисляет нестойкие органические соединения, скопившиеся в местах загрязнений. После этого они либо переходят в раствор, либо образуют новые соединения, которые легко удаляются при последующей стирке.

Самым распространенными отбеливателями в синтетических стиральных порошках являются перборат натрия (NaBO3•4H2O) и перкарбонат натрия (Na2CO3•1,5H2O2). Соединяясь с водой, перборат натрия высвобождает перекись водорода. При повышенных температурах (от 600 градусов) перекись водорода распадается на воду и кислород.

В отличие от пербората натрия, перкарбонат натрия не содержит бор, то есть он более экологичен.

В качестве индивидуального отбеливающего вещества, усиливающего эффект стирки, в прачечных применяют или перкарбонат натрия, или пероксид водорода. Последний представляет собой прозрачную негорючую жидкость, способную самопроизвольно разлагаться на воду и кислород. Пероксид водорода коррозионно опасен для большинства металлов.

В промышленных масштабах в нашей стране выпускается пероксид водорода с массовой долей действующего вещества от 30 до 40% (по ГОСТ 177-88 или ТУ). В течение гарантийного срока хранения допускается снижение массовой доли перекиси водорода до 1,5-2,5%.

Обычно пероксид водорода применяют в виде рабочего раствора с концентрацией 6% по активному кислороду. При дозировании в стиральную машину пероксид водорода рекомендуется добавлять во вторую ванну к основному моющему средству при температуре от 60°С при двухванновом способе стирки в концентрации 5-10 млна килограмм белья.

Что же изменилось за время, прошедшее с начала промышленного производства химических отбеливателей? До сих пор в профессиональных прачечных применяются те же вещества, что и более чем сто лет назад. Однако нельзя сказать, что ничего нового не придумано. Так для снижения температуры отбеливания в состав стиральных порошков вводят активатор отбеливателя, самым распространенным из которых является тетраацетилэтилендиамин — ТАЭД. Это позволяет снизить температуру отбеливания до 30-40°С.

Кроме того более 70 лет назад были открыты оптические отбеливатели. В 1929 году Пол Крайс впервые провел эксперимент по отбеливанию волокон натуральным отбеливающим агентом (гликозидом 6,7-дигидроксикумарина), относящимся к группе флуоресцентных отбеливающих веществ. Оптические отбеливатели — это бесцветные или слабоокрашенные органические соединения, обладающие способностью поглощать ультрафиолетовую составляющую солнечного света (300-400 нм) и преобразовывать полученную энергию в видимый свет, преимущественно в голубой или фиолетовой части спектра (400-500 нм). Отбеливающее действие оптических отбеливателей основано на том, что излучаемый ими свет компенсирует недостаток синих лучей в свете, отражаемом материалом (в этом их коренное отличие от химических отбеливателей). В отличие от подсинивания ультрамарином (синькой), при котором уменьшение желтизны происходит из-за частичного поглощения света в желто-красной области спектра, при отбеливании оптическими отбеливателями благодаря флуоресценции резко увеличивается интенсивность отражаемого света в фиолетово-синей части спектра, что особенно проявляется при дневном свете и ультрафиолетовом освещении.

Происходят изменения и в оборудовании. Меняется экологическое законодательство, актуальными становится технологии стирки и отбеливания, позволяющие осуществлять экономию воды, электроэнергии и других ресурсов.

Что будет

Сегодня на фоне изменения ассортимента изделий и состава тканей отчетливо просматривается тенденция применения экологичных моющих и отбеливающих препаратов и снижения температуры стирки.

На диаграмме реализации средств для отбеливания компанией «УНИВЕРСАЛ» можно увидеть изменения в потреблении отбеливающих препаратов за последние несколько лет. Так, отчетливо виден рост потребления пероксида водорода и перкарбоната при уменьшении потребления гипохлорита натрия (г/х Na).

В будущем представляется наиболее перспективным все более широкое применение препаратов для отбеливания, основанных на действии надкислот. Из них наиболее известны — это препараты на основе перуксусной (надуксусной) кислоты.

Надуксусная кислота (пероксиуксусная кислота, перуксусная кислота, НУК) — химическое соединение, органическая надкислота с формулой СН3СО3Н. Она представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, относится к группе сильных окислителей. Перуксусная кислота в товарном виде существует в виде равновесной четырехкомпонентной смеси, состоящей из уксусной и перуксусной кислот, пероксида водорода и воды. Перуксусная кислота содержит пероксидную функциональную группу, поэтому по химическим свойствам схожа с перекисью водорода. Механизм отбеливания при применении перуксусной кислоты аналогичен механизму отбеливания перекисью водорода в щелочной среде. Известно, что при этом почти не происходит деструкции целлюлозы хлопкового волокна, достигается высокая капиллярность и более устойчивая белизна, обеспечивается устойчивость отбеливающих растворов и появляется возможность отбеливания тканей при низких температурах.

На российском рынке уже присутствуют средства на основе надуксусной (перуксусной) кислоты, применяемые для отбеливания (в том числе низкотемпературного) в процессе стирки. Они подходят как для белых, так и для окрашенных тканей, для отбеливания шерстяных тканей и цветного льна. Обычно подобные препараты представляет собой высококонцентрированные средства, обладающие хорошими отбеливающими, пятновыводящими и дезинфицирующими свойствами. Препараты на основе перуксусной кислоты после применения разлагаются на воду, кислород и уксусную кислоту, которая в дальнейшем распадается на углекислый газ и воду, обеспечивая экологическую безопасность. Дозируются они в зависимости от степени загрязнения: от 2 мл до 5 мл на 1 кг сухого белья.

Однако появление подобных препаратов никак не исключает применение и других ранее описанных отбеливающих средств. Сегодня компания «УНИВЕРСАЛ» поставляет своим заказчикам весь ассортимент отбеливающих препаратов для профессиональной стирки: перкарбонат натрия, гипохлорит натрия и пероксид водорода и др. А линейка препаратов для стирки под торговой марки «УНИВЕР» включает в себя препараты для отбеливания белья на основе всех имеющихся отбеливающих веществ, включая перуксусную кислоту. Качество всей продукции обеспечивается за счет осуществления постоянного контроля как на предприятиях-изготовителях, так и в наших двух собственных лабораториях. Одна из них находится непосредственно на складе готовой продукции, что позволяет нам оперативно реагировать на любые внештатные ситуации. Таким образом компания «УНИВЕРСАЛ» поставляет заказчикам только продукты гарантированного качества.

Хочется надеяться, что очередной возврат к известной теме будет полезен технологам профессиональных прачечных и читателям журнала.

Марина Галаничева,
руководитель направления технологий и разработки компании «Универсал»,
к.т.н.
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.