日用化学品生产技术第一章 绪论

日用化学品生产技术授课内容•第一章绪论•日用化学品的发展、开发以及研制的简介授课内容•第二章洗涤剂的去污原理与成分•洗涤剂的去污原理以及洗涤剂的成分和辅料授课内容•第三章肥皂•肥皂的去污原理、制备方法和生产工艺以及肥皂的质量问题。授课内容•第四章粉状合成洗涤剂•洗衣粉的原料、配方以及生产。授课内容•第五章液体洗涤剂•液体洗涤剂的原料、品种以及质量问题。授课内容•第六章香料与香精•香料与香精的概述、生产和应用。授课内容•第七章化妆品•化妆品的简介、生产工艺和原料以及生产实例。授课内容•第八章口腔卫生用品•口腔卫生用品配方、生产以及质量问题。授课内容•第九章其他日用化学品•鞋油以及其他日用化学品。第一章绪论第一节日用化学品的范畴及特点•日用化学品的概念•日用化学品是指人们日常生活中所使用的精细化学品，是精细化学品的重要门类。是用于家庭日常生活和居住环境的化工产品(常包括用于办公室和公共场所的化学品)•日用化学品种类繁多，主要包括洗涤用品、化妆品、牙膏、香精、香料等等。•随着人们生活水平的不断提高，日用化学品与人们的生活及工作越来越密不可分。日用化学品的特点•1.大众化•2.产品的安全性日益重要•3.人们对新产品的需求不断提高•4.污染环境问题广泛关注日用化学品的分类•根据使用目的大致可分为：•化妆品、洗涤剂、消毒剂、黏合剂、涂料、家用杀虫（驱虫）剂等几大类•其中最常用的主要有洗涤用品和化妆品洗涤用品•洗涤用品在日常生活中不可或缺，能够提高去污能力，还能根据调节织物的柔软性、防腐等。•如：肥皂：香皂、洗衣皂、药皂等•洗衣粉：普通型、浓缩型等•洗涤液：洗发水、洗衣液等化妆品•“爱美之心，人皆有之”，化妆品也是已经有了上千年的历史。随着生活水平的提高，对化妆品要求也慢慢改变。•从起初的装饰作用慢慢发展到清洁、保护、美化、营养、治疗等作用。第二节日用化学品的发展概况•一、洗涤用品•洗涤用品是日常生活中不可或缺的，我国也有用皂角增加水的去污能力的历史。一、洗涤用品•肥皂是最早的洗涤剂，但肥皂的抗硬水能力差，同时酸性水溶液极其敏感。•第二次世界大战以来，合成洗涤剂分为三个阶段进入市场。一、洗涤用品•第一阶段：20世纪30-50年代•有效成分由油脂衍生物、烷基磺酸盐、仲烷基磺酸盐等烷基芳基磺酸盐为主逐渐转变为三聚磷酸盐、纯碱、硅酸盐等。一、洗涤用品•第二阶段：20世纪60-80年代•有效成分从支链四聚丙烯烷基苯过渡到直链烷基苯，并以烷基苯磺酸盐与醇醚复配。•此阶段进入限磷阶段，4A沸石和碱性蛋白酶开始加入。一、洗涤用品•第三阶段：1987年以来•一是浓缩粉、浓缩液粉和高密度粉的出现，二是富和美的使用。•同时出现4A沸石与聚合物配合使用、在洗衣粉、洗衣液中出现了敏感皮肤适用的洗涤用品。一、洗涤用品•我国的洗涤用品虽然经过了几十年的发展，产品也不断更新换代，产量也不断增加，品质也有所提高，但是跟发达国家有很大差距。一、洗涤用品•随着人们生活水平的提高，对洗涤用品的需求也变得多样化。（Why?）•高效、温和、节水、环保、节能以及使用方便是合成洗涤剂发展的主要方向。一、洗涤用品•1.开发新型表面活性剂，以多种表面活性剂配方代替单一表面活性剂配方•目前常用的表面活性剂，有的生物降解性差，有的刺激性大。因此，开发新型的对人体和环境都温和的表面活性剂成为研究的热点。一、洗涤用品•2.开发漂白用酶或是低温用氧化还原酶，增加酶的新作用•主要有脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶等，已经得到了从单一型向混合型的发展。一、洗涤用品•3.适应环境保护有要求，改善水体富营养化问题•含磷洗衣粉大量流入水域，导致水体富营养化，严重污染环境，因此在全球洗涤界，对无磷洗涤剂的呼声越来越高。一、洗涤用品•4.开发具有多种外观形态的新剂型•比如片剂洗涤剂，对于消费者来说，体积小，方便携带，也更加环保。但出现了残留现象。二、化妆品•化妆品的使用已经有上千年的历史，最早出现在埃及，用防腐香油保存尸体来制作木乃伊。二、化妆品•因为人们生活水平的提高，我国的化妆品行业也飞速发展，产值增加，产品的种类、功能、结构变化巨大，新的理论和生产工艺也层出不穷。二、化妆品•一方面，要求产品质量提升，档次提高。•另一方面，新的理论要求传统的配方重新调整。二、化妆品•1.开发新型、高效和安全的防晒原料•强烈的紫外线是皮肤衰老的原因之一，也会导致各种皮肤病，甚至皮肤癌，因此防晒与美白化妆品经久不衰。•特别是对人体无害的天然活性物质研究是近年来的热点。二、化妆品•2.开发生物技术制剂•近代时期，已经从分子生物学的角度逐渐揭示了皮肤损伤和衰老的生化过程。•因此利用现代生物技术，依据皮肤内部的作用机制，通过生物技术生产高效的化妆品原料的有了较大突破。二、化妆品•3.开发天然化妆品•数千年前，人类已经用天然的植物作为化妆品原料。近代合成化妆品虽然急速发展，但是也造成了资源浪费和带来了大量废弃物。因此，天然化合物作为化妆品原料已经进入一个新阶段。三、牙膏•牙膏是和牙刷组合用于清洗牙齿表面的物质。•功能主要是辅助牙刷，发挥清爽口腔、洁齿健齿的作用。•牙膏已经成为日常生活中的必需品，与口腔和牙齿息息相关。三、牙膏•自古以来，我国就有保护牙齿清洁卫生的习惯。•主要材料是骨粉和食盐。•我国自20世纪以来，也陆续出现牙膏。三、牙膏•1926年-上海化学工业社-三星牙膏•1954年-上海牙膏厂-中华和白玉牙膏•1957年-天津牙膏厂-含氟牙膏•1973年-天津-中药脱敏牙膏•1983年以来，我国牙膏产业迅速发展第三节日用化学品的开发与试验•根据日用化学品的特点，可以知道，日用化学品在日常生活中占据的地位越来越高。同时由于是化学品，伴随而来的环境污染问题也非常严重，因此合理的开发、使用也是重点之一。一、日用化学品开发的方法•1.从应用角度选择和调配处方•2.充分利用仪器分析技术•3.正确使用加工工艺•4.重视人体和环境保护一、日用化学品开发的方法•1.从应用角度选择和调配处方•之所以开发日用化学品，其目的是应用于日常生活中，给人们的生活带来方便，因此，其开发必须从应用的角度来选择和调配处方。一、日用化学品开发的方法•2.充分利用仪器分析技术•在日化品的开发中，仪器分析的广泛使用不仅有利于选择最佳配方和优化工艺，还可以用于成品鉴定。一、日用化学品开发的方法•3.正确使用加工工艺•因为不同的日用品，其有效成分不同，针对各种日用品的材料，应该制定出相对应的加工工艺，避免受温度、湿度、光照等影响，导致失效。一、日用化学品开发的方法•4.重视人体和环境的保护•日化用品日常生活中关于是否威胁健康和环境污染问题备受关注，因此开发“绿色产品”是日用化学品开发的重点之一。二、日用化学品的研制试验•研制新产品，必须首先拟定有关方案，明确目标，制定可行的方案。•新产品研制主要经过三个阶段：•1.小试---小型试制阶段•2.中试---小批试生产阶段•3.大生产和销售阶段二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•小试是指用小型的仪器设备，小剂量的原料，在实验室中进行的试验，不仅能研究大生产的机制和制备过程，还能减少损失。二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•小试涉及诸多事项，如：•①原料的选择•②试验的方法•③催化剂选择•④建立分析手段二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•①原料的选择•小试中原料一般选择化学纯的试剂，但原料的选择应考虑到生产中原料的杂质，杂质太多会影响产品质量。二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•②试验的方法•试验方法一定要能够结合实际生产，能够在尽量少的改变后运用到大生产中。二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•③催化剂选择•合适的催化剂能是化学反应加速千万倍以上，因此适当的催化剂是工业生产的关键。使用催化剂应做到省原料、省能源、少污染。二、日用化学品的研制试验•1.小试---小型试制阶段•④建立分析手段•适当的分析手段能够加快试验的节奏，节省前期研究时间。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•中试是小型的生产模拟阶段，能够解决小试实验室阶段没有解决或没有发现的问题，为工业化生产提供设计依据。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•中试是小试试验到工业化生产的必经阶段，中试放大试验则是快速、高水平到工业化生产的重要过渡阶段。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（1）中试的目的•验证、复审和完善实验室工艺得出的工艺路线是否成熟、合理，是否符合生产要求。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（1）中试的目的•研究选定的工业化生产设备结构、材质、安装和车间布置等，为正式生产提供各种数据。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（1）中试的目的•另外，要考虑到环保、消防安全、以及涉及生产人员的安全防护和卫生、职业病问题。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（2）中试放大研究的内容•①生产工艺路线的复审•虽然小试中已经确定工艺路线，但是在中试放大试验中可能会暴露出重大问题，因此需要复审和修正。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（2）中试放大研究的内容•②设备材质与型式的选择•针对腐蚀性物料，应该选择耐腐蚀的设备材料。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（2）中试放大研究的内容•③搅拌器型式与搅拌速度的考查•小试中因为剂量较小，因此没有传热传质问题，但是放大成百上千倍以后，这些问题就会出现。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（2）中试放大研究的内容•④反应条件的进一步研究•小试中的实验条件不一定适合于中试阶段，因此应掌握小试到中试阶段的变化规律，找到更适合的反应条件。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（2）中试放大研究的内容•⑤工艺流程与操作方法的确定•中试阶段因为物料量的增加，应特别注意根据实际工业化生产来缩短工序和简化操作。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（3）进行中试的条件•①首要条件是保证小试的合成路线确定，操作步骤明晰，反应条件确定，提纯方法可靠等。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（3）进行中试的条件•②必须对小试的工艺路线进行多次稳定性试验检测，以确保小试工艺切实稳定可行。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（3）进行中试的条件•③产品的后续处理如精制、分离、干燥等的方法和要求有明确的指标。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（3）进行中试的条件•④建立成熟的质量标准和监测分析方法。包括产品、中间品和原材料的分析方法。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（3）进行中试的条件•⑤设备安全问题，三废问题，原材料的要求以及安全生产已经充分得到解决办法。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（4）中试放大的方法•①经验放大法：•小试装置-中间装置-中型装置-大型装置•凭借研制经验摸索反应器的特征及反应条件，是药物合成的主要方法。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（4）中试放大的方法•②相似放大法：•只适用于物理过程的放大，不适用于化学过程。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（4）中试放大的方法•③数学建模放大法：•应用计算机技术放大。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（4）中试放大的方法•此外，还可以采用价格低廉、建设快的微型中间装置来代替大型中间装置。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（4）中试放大的方法•无论是小试，还是中试试验，最终的目的均是为日后的工业生产阶段做准备，应该充分考虑试验与生产之间质和量的区别。二、日用化学品的研制试验•2.中试---小批试生产阶段•（5）新产品的鉴定•鉴定是对新产品进行技术、经济、效益的评价。新产品必须经过鉴定才能进