Новый многофункциональный ингредиент для экологически чистых моющих средств

Новый многофункциональный ингредиент для экологически чистых моющих средств

23.06.2020

clean-3296013_640.jpg washing-powder-1500058_640.jpg

Карбоксиметилинулин

Бесфосфатным моющим средствам необходим дополнительный компонент

На протяжении десятилетий ключевым компонентом бытовой химии был триполифосфат натрия. Он обеспечивал отличные моющие свойства порошкам: смягчал воду, позволял удалять грязь, масла или жиры даже при очень низкой температуре воды. Средства с триполифосфатом натрия также препятствовали повторному оседанию частиц грязи и образованию плёнки на стенках посудомоечных машин. Однако фосфаты могут стать причиной аллергических реакций у детей и людей с повышенной чувствительностью кожи, поэтому моющие средства на основе триполифосфата натрия и его аналогов уже давно считаются недостаточно экологичными. Поэтому в последние годы на европейском и российском рынке стиральных порошков и средств для посудомоечных машин доминируют бесфосфатные продукты.

В бесфосфатных моющих средствах триполифосфат натрия заменяют максимально к нему приближенной по функциональным возможностям смесью ингредиентов. Также в этих средствах полностью изменена система поверхностно-активных веществ, для компенсации снижения моющей способности. Как правило, для этого используются поликарбоксилаты, фосфонаты, цеолиты, силикаты, карбонаты, цитраты и другие ингредиенты в определённых пропорциях. Все эти компоненты в комплексе обеспечивают сохранение исходного цвета посуды или тканей, препятствуют появлению налёта от жёсткой воды, образованию пленки на посуде и повреждению нагревательного элемента стиральной или посудомоечной машины.

plastic-4043071_640.jpg

Поликарбоксилаты используются в бесфосфатных рецептурах для удаления грязи и нерастворимых неорганических солей, а также для предотвращения образования накипи. Таким образом, они защищают стиральные машины от коррозии во время стирки белья и предотвращают образование пленки на посуде, моющейся в посудомоечной машине. Дисперсионные свойства и прочность ионных связей этих полимеров зависят как от их молекулярной массы, так и от плотности заряда. Принято считать, что низкомолекулярные полимеры (то есть с ММ 1500-5000 а.е.м.) являются хорошими ингибиторами образования накипи, в то время как высокомолекулярные полимеры (20000 а.е.м. и выше) проявляют хорошие диспергирующие свойства. Традиционные поликарбоксилаты - продукты нефтепереработки, в связи с чем и они плохо биоразлагаются с течением времени. Кроме того, их адсорбционные свойства таковы, что промышленные очистные сооружения не в состоянии достаточно эффективно удалять поликарбоксилаты из сточных вод.

Решение проблемы – карбоксиметилинулин

Карбоксиметилинулин представляет собой многофункциональный экологичный ингредиент, полученный путём функционализации полисахарида из корня цикория (инулина). Диспергирующие свойства и способность карбоксиметилинулина связывать ионы кальция, магния, а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жёсткость воды, дают множество преимуществ. Карбоксиметилинулин в водном растворе связывает ионы кальция и магния, обуславливающие жёсткость воды, предотвращает коррозию стекла, а также ингибирует образование накипи, тем самым он предотвращает образование плёнок и пятен и позволяет получать безупречно блестящую посуду. Он также предотвращает повторное осаждение загрязнений при стирке, сохраняя яркость цветов и белизну тканей. Благодаря высокой растворимости, карбоксиметилинулин может связывать ионы металлов, обуславливающие жёсткость воды, даже в холодной воде, действуя с первых минут стирки. В отличие от других ингредиентов, высокая способность карбоксиметилинулина к связыванию кальция не оказывает вредного влияния на стабильность и эффективность энзимов. Как средство природного происхождения, карбоксиметилинулин обладает исключительно низкой токсичностью и легко разлагается, что гарантирует его низкое воздействие на окружающую среду.

Поэтому карбоксиметилинулин является предпочтительным ингредиентом для экологически чистых моющих средств.

Карбоксиметилинулин: биоразлагаемый эффективный поликарбоксилат на растительной основе

Карбоксиметилинулин - устойчивая альтернатива традиционному поликарбоксилату. Этот полимер на основе растительного сырья изготовлен из полифруктозы, полученной путем экстрагирования водой из корней цикория (инулин). Инулин функционализируется путем карбоксиметилирования, что превращает его в эффективный ингредиент моющего средства. При отсутствии других полисахаридов может быть достигнута высокая степень карбоксиметилирования (коммерчески доступный продукт содержит до 2,5 карбоксиметильной группы на единицу фруктозы). Высокая степень функционализации карбоксиметилинулина предоставляет возможности, недоступные для других карбоксиметилированных полисахаридов. Карбоксиметилинулин обеспечивает гораздо более высокий уровень защиты от образования отложений, поскольку он эффективно связывает ионы жесткости (Таблица 1).

Таблица 1  - Коммерчески доступные сорта карбоксиметилинулина

 DS (средняя степень карбоксиметилирования на единицу фруктозы * при рН 10)    2,0      2,5
 Молекулярная масса      ~2000      ~2000
 Log K – Ca **      6,0*      6,0*
 Способность связывать кальций (мг CaCO3/г активно)      130*      170*

Как и исходная молекула, то есть инулин, карбоксиметилинулин имеет очень низкую токсичность по отношению, как к млекопитающим, так и к водным организмам. Кроме того, его разлагаемая полисахаридная основа обеспечивает хорошее разложение в окружающей среде (анаэробная деградация 56% за 28 дней испытаний).

Естественное происхождение карбоксиметилинулина, его низкая токсичность и способность к разложению делают его надёжным ингредиентом экологически чистого моющего средства. Также стоит принять во внимание, что в отличие от других натуральных ингредиентов, исходное сырьё (инулин) извлекается из культур, не конкурирующих с тропическими лесами.

Карбоксиметилинулин в чистящих составах

Связывающие свойства карбоксиметилинулина по отношению к ионам щелочноземельных металлов вместе с его полианионной природой делают его эффективным компонентом чистящих составов. Особый интерес представляет совместимость карбоксиметилинулина с энзимами. Несмотря на хорошие кальций-связывающие свойства карбоксиметилинулина, в его присутствии не нарушается стабильность и эффективность энзимов (включая чувствительную α-амилазу). Кроме того, карбоксиметилинулин начинает связывать ионы жёсткости с самого начала мойки, благодаря своей высокой растворимости в холодной воде. Карбоксиметилинулин также совместим с кислородным отбеливателем и может использоваться в составах, его содержащих.

gloves-4017614_640.jpg

Преимущества карбоксиметилинулина при автоматической мойке посуды:

  • Предотвращение образования кальциевых пленок: карбоксиметилинулин является ингибитором пороговой шкалы карбоната кальция и может предотвращать образование накипи в количестве 5-10 частей на миллион при стирке в очень жесткой воде (22°dH).
  • Дисперсия: КМИ обладает такими же способностями к дисперсии каолина, что и акриловый/малеиновый сополимер.
  • Защита нагревательных элементов от накипи: даже при высоком индексе Ланжелье (LSI), благодаря общему содержанию растворённых твёрдых веществ, содержанию ионов жесткости, pH и температуре, карбоксиметилинулин обеспечивает эффективное подавление образования накипи. Действительно, концентрация карбоксиметилинулина всего лишь от 3 до 5 частей на миллион обеспечивает полное подавление образования кальция в течение 24 часов при LSI 2,5.
  • Подавление коррозии стекла: было доказано, что карбоксиметилинулин подавляет коррозию стекла, которая происходит при щелочных значениях pH в условиях мягкой воды. Карбоксиметилинулин действительно может эффективно заменить сульфат цинка при использовании в концентрациях от 0,5 до 1,5% состава.

Карбоксиметилинулин также является ценным ингредиентом для мытья посуды и в прачечных, поскольку он обеспечивает следующие функциональные возможности
    
  • Предотвращение образования накипи на волокнах: карбоксиметилинулин, содержащийся в стиральном порошке в количестве от 0,5 до 1,0%, помогает значительно снизить наложение волокон. Его эффективность аналогична традиционным поликарбоксилатам (то есть сополимеру АА/МА). Использование карбоксиметилинулина в сочетании с фосфонатами обеспечивает лучшую в своем классе защиту от образования налета на волокнах. Свойства КМИ даже превосходят те, что наблюдаются при использовании только поликарбоксилатов или только фосфоната.
  • Дисперсия: карбоксиметилинулин обладает такими же способностями к дисперсии каолина, что и акриловый/малеиновый сополиме
  • Защита нагревательных элементов от накипи (см. раздел об автоматической мойке посуды)

Вышеупомянутые функциональные возможности карбоксиметилинулина привели к его использованию КМИ в любых чистящих составах – от дезинфицирующих до моющих средств для мытья посуды – как в Северной Америке, так и в Европе. Его эффективность была также признана столь требовательными отраслями промышленности, как добыча нефти и производство целлюлозы и бумаги, которые требуют эффективных вспомогательных средств обработки в сочетании с уменьшенным воздействием на окружающую среду.

Выводы

Нарастание объёмов потребления бесфосфатных моющих средств привело к увеличению потребления экологически небезопасных поликарбоксилатов. Карбоксиметилинулин является проверенной альтернативой традиционным поликарбоксилатам, поскольку он сочетает в себе высокую производительность и экологичность, сохранить Землю для потомков.

 

Оставьте Вашу заявку здесь

Возврат к списку