الكل منا يعرف مصطلح المنظف لكن لربما لم يتعرف على تفاصيل طبيعة المنظفات ، انواع منتجات التنظيف و تطبيقات هذه المواد في الاستهلاك الصناعي. سنقوم بشكل موجز في هذا المقال بدراسة المواضيع ذات الصلة بما فيها كيميا المنظفات، انواع المنظفات، المنظفات الحمضية، المنظفات القاعدية و انواع المنظفات الصناعية و تطبيقاتها.
ما هي المنظفات؟
المنظفات أو detergent يطلق على مواد تذوب في الماء بالكامل بمساعدة الخافض للتوترالسطحي و تستخدم كمواد للنظافة و التنظيف في الاستهلاكات المنزلية و الصناعية. المنظفات تؤدي الى الإزالة الفاعلة للأوساخ و الدهون و البقع من الأسطح المختلفة مثل الجسم و الثياب و ادوات المنزل و المعدات الصناعية . نوع المنظف المستهلك يعتمد على مكان استعماله. من وجهة نظر كيميائية ، يشير المنظف إلى مجموعة من المواد الخافضة للتوتر السطحي التي يتم تحضيرها في شكل محاليل مخففة في الماء. القاعدة الرئيسية لمعظم مركبات التنظيف ذو الفعالية السطحية الأنيونية هي الألكيل سلفونات البنزين.
المنظفات تتمتع بأداء مماثل للصابون والفرق بینهما هو أن المنظفات أكثر قابلية للذوبان في الماء العسر (تحتوي على أيونات ثقيلة مثل الكالسيوم) من الصابون. السبب يعود للميول المنخفض لتكوين الترابط بين خافض التوتر السطحي الأنيوني للسلفونات مع الكالسيوم بالنسبة لأنيون الكربوكسيل. عادة ما يتم استخدام مواد مثل لوريل إثيرسلفات الصوديوم ، ثلاثي إيثانولامين ، كوكاميدوبروبيل بيتائين ، الصابون ، منظفات مصنعة مثل كبريتات ألكيل ، سلفونات ألكان ، سلفونات ألكيل أريل ، بن سلفونات ، حمض بنزويك الصوديوم ، تُستخدم مواد خافضة للتوتر السطحي أو منظفات رئيسية في تركيبات المنظفات. يضاف البربورات لخصائص التبييض و إزالة البقع. السيليكات هي عوامل قلوية.
تساعد المنظفات في إزالة الجزيئات الملوثة بشكل فعال بعد الامتزاز على الأسطح المختلفة مع تكوين المذيلات وتقليل التوتر السطحي .
الامتزاز على الأسطح هو الذي يضفي للجزيئات المنظفة أثار مث الرغوة و الترطيب و الاستحلاب و نثر( التشتيت ) الجسيمات الصلبة و التنظيف كما إن تكوين المذيلات (الأيون الغروي) يخلق الخصائص القابلة للذوبان والكتلة لجزيئات المنظف مثل اللزوجة والقابلية للذوبان.
السؤال التي يطرح نفسه هنا هو أنه ما هو المُذَيْلَة (micelle) و ما هو دورها في صناعة المنظفات؟ تتكون المذيلات من التراكم الكروي للمواد الخافضة التوتر السطحي حول الجسيمات الدهنية. تركيز المواد الخافضة للتوتر السطحي الذي يتكون عنده تركيز المذيلات يسمي CMC (المذيلات الحرج) أو critical micelle concentration . في هيكل المذيلة ، يتم توجيه القطب الهيدروكربوني من المواد الخافضة للتوتر السطحي نحو خلية المذيلة (جزيئات التلوث) و رأسها المحب للماء نحو مذيب الماء. حجم المذيلة أو عدد المواد الخافضة للتوتر السطحي المشاركة في هيكل المذيلة يسمي العدد التجميعي.
تؤثر هذه المذيلات على خاصيتين مهمتين:
1 . ذوبان الدهون و الهيدروكربونات المائية في المحاليل المائية.
2 . تُقاس لزوجة حجم المذيلة بواسطة العدد التجميعب ، والذي يشير إلى عدد جزيئات المنظفات المشاركة في المذيلة. هنالك عدة نقاط مثيرة اولها هي خلافاً للأنواع الأنيونية و الكاتيونيةـ فإن المنظفات غير الأنيونية تكوّن مذيلات كبيرة للغاية. لربما تتصورون إن الخصائص المتعلقة بالمذيلة مثل اللزوجة و الذوبان، هو السبب في وجود هذه المذيلات الكبيرة للمنظفات غير الأنيونية . على أرض الواقع هي كذلك لأن المنظفات غير الأنيونية فعالة جداً في تذويب الدهون الهيدروكربونية. النقطة الثانية هي السلوك الغير إعتيادية للمنظفات غير الأنيونية مع تغيرات الحرارة. في المنظفات القطبية، قد تقلل زيادة درجات الحرارة بسبب منح الطاقة الحركية للجزيئات، من ميولها نحو التجميع و التضاخم.
السمة الرئيسية للمنظف هو أنه يتراكم على سطح السوائل أكثر مما يتراكم داخل السائل. تسمى هذه الظاهرة بالامتزاز وتحدث عند المستويات بين السائل – الصلب ، السائل – السائل، و الهواء – السائل.
تحدد الجزيئات المنظفة على شكل سلسلة كاره للماء طويلة و رأس صغير محب للماء قادر على التموضع في الجهات المختلفة. يتسبب امتصاص المنظفات على السطح بين سائل الهواء في حدوث تغيرات فيزيائية في السائل ، فكلما زادت كمية هذه الجزيئات (حتى يتم تغطية السطح بالكامل) ، زادت كمية هذه التغييرات.
انواع المنظفات
بلغة بسيطة تشمل المنظفات موارد مثل الصابون، سائل غسيل الصحون، سائل غسيل الثياب، سائل غسل اليد، مسحوق ماكينة غسل الثياب و الشامبو.
انواع المنظفات الصناعية
تُستخدم المنظفات الصناعية في عمليات التنظيف والغسيل المختلفة نظرًا لقدرتها على التنظيف العالية لإزالة جميع أنواع الأوساخ والشحوم بشكل أفضل.هذه المواد عند اضافتها الى نظام التنظيف تقوم بتأمين جزء من الطاقة المطلوبة لتكسير الرابط بيم جسيمات التلويث و سطح و بالتالي مع تقليل جميع الطاقة المطلوبة لإزالة الأوساخ، فهي تساعد على إجراء عمليات التنظيف والغسيل بشكل أسرع وبجودة أفضل. نظراً لتنوع التلوثات و اختلاف الحاجة للتنظيف في البيئات المختلفة، فإن الحصول على أعلى جود تعتمد على استخدام المنظفات الصناعية المتخصصة. على هذا الأساس فإن المنظفات تختلف عن بعضها من حيث التكوين الكيميائي، نسبة الحمضوة أو القاعدية للمادة و التطبيق و طريقة الاستعمال.
1. المواد الحمضية
تتمتع المنظفات الحمضية بالقدرة على إزالة الرواسب الجيرية المختلفة و الأوساخ الزيتية. يمكن استخدامه على جميع الأسطح المقاومة للأحماض ، بما في ذلك الأسطح الخزفية والبلاط والفولاذ. أهم تطبيقات المنظفات هي في المطابخ و في الصناعات الغذائية. يتم تقديم هذه الفئة من المنظفات الصناعية في شكل مركّز ويمكن تخفيفها بالماء حسب نوع التلوث. يتم استخدام الحامض في هذه المواد ، كعامل تنظيف رئيسي ، وهو قادر على إذابة الرواسب المعدنية مثل الكالسيوم والمغنيسيوم ، وكذلك الرواسب بسبب عسر الماء على سطح الآلات والمعدات الصناعية. كما تستخدم المنظفات الحمضية لإزالة الدهان و التلوثات القلوية و الإسمنت و الجص أو الخرسانة.
2. المواد القلوية
المنظفات القلوية التي تحمل الاسم العلمي لمنظفات هيدروكسيد الصوديوم هي المجموعة الرئيسية للمنظفات الصناعية ، والتي يمكن أن تمتزج مع الدهون والزيوت لإذابة مكون الصابون و البروتينات.
الأس الهيدروجيني لهذه الفئة من المنظفات في الغالب يكون عند نطاق 9 الى 5/12 و هى أكلة بسبب طبيعتها القلوية المرتفعة.
و هذه القلوية العالية مهمة جداً لصوبنة الدهون و تحييد الأحماض الموجودة في العديد من التلوثات.
غالبًا ما يستخدم هذا النوع من المنظفات في الحالات التي تتطلب منظفًا قويًا ، مثل:
يتم استخدام إزالة الشموع والملوثات العميقة المتراكمة والملوثات الجافة والشحوم والزيوت الساخنة. من موارد تطبيقها الاخرى نشير الى الصناعات الغذائية و البيئات مثل المطابخ الصناعية، المطاعم. تعتبر المنظفات القلوية فعالة من حيث التكلفة ويمكن استخدامها مع مجموعة كبيرة من معدات التنظيف ، لأن أنواع المنظفات عالية الجودة لديها قدرة أقل على الرغوة.
تشمل المنظفات الأخرى المواد الخافضة للتوتر السطحي أو مزيلات الشحوم. تتكون هذه الأنواع من المنظفات من مواد خافضة للتوتر السطحي مثل المركبات الجزيئية وإذا تمت إضافتها إلى الماء ، فإنها تقلل التوتر السطحي للماء وتزيد من التلامس بين جزيئات الملوثات وعامل التنظيف
هذه المواد قادرة على اختراق الدهون وتحللها وتحويلها إلى جزيئات أصغر يسهل إزالتها من البيئة عن طريق الماء.
هذه المواد لها تأثيرات مضادة للميكروبات ، ومضادة للفطريات ، ومضادة للفطريات ومضادة للبكتيريا (المبيد) ويمكن استخدامها كمطهر أو مع المنظفات المطهرة.
3. المطهرات
فئة أخرى مهمة من المنظفات هي المطهرات. تحتوي هذه المواد على عامل مطهر مع عامل منظف ، حتى تتمكن من تنظيف وتطهير الأسطح في نفس الوقت. كما أنها تستخدم كمنظفات في التلواث العميقية والبيئات الحساسة.
عند اختيار منظف مناسب ، يجب مراعاة أشياء مثل نوع التلوث ونوع الأسطح الملوثة وطريقة التنظيف (التنظيف المنزلي أو الصناعي).
تشمل خصائص المنظفات التي تعمل بشكل جيد ما يلي:
- تتمتع بقابلية عالية في إزالة عسر الماء
- يذوب في الماء في جميع النسب
- غير سام و موافق مع البيئة ( التحلل البيولوجي)
- اقتصادية من حيث التكاليف مقارنة مع المنافسين المحليين و الأجانب
- قابلية الترطيب و الأختراق العالي
- قابلية إزالة الشحوم
- قابلية تذويب جسيمات التلويث
- قابلية سحب الماء المناسبة
- قابلية إزالة الصدأ و الغطاْ
تطبيق الفسفونات في المنظفات
- تُستخدم الفوسفونات كمُحسِّن للمنظفات. استخدام الفوسفونات في تركيبات المنظفات له فوائد عديدة منها:
- يزيد استخدام الفوسفونات بشكل كبير من نشاط التحلل البروتيني واستقرار إنزيمات البروتياز في المنظفات السائلة. تمت الموافقة على أداء هذا النوع من الفوسفونات من قبل Henkel Ag & Kgaa Co.
- في حال تم استخدام الفسفونات في تركيب المنظفات فمن المؤكد أنها لا تضر بهيكل ماكنة الغسيا. تعتبر الفسفونات من المواد المثبطة.
- لا تتم إزالة البقع العسرة بسهولة الا من خلال استخدام ملح الفسفونات. بقع الدم و الشاي تعتبر من البقع العسرة.
- يتم السيطرة على أحد المشاكل القديمة في منتجات سوائل التبييض (امتصاص الماء و التلف) من خلال استخدام ملح الفسفونات HEDP الى حد كبير.
- خلافاً لمادة EDTA ، لا تحتوي الفوسفونات على خصائص معقدة فحسب ، بل يعتمد أداؤها على تشتت (تثبيط نمو البلورات).
- تعمل الفوسفونات أيضًا على تحسين استقرار المنتج من خلال منع التحلل التحفيزي للمبيضات الضوئية وعوامل التلوين والزيوت الأساسية (العطور) في وجود أيونات معدنية.
في السنوات الأخيرة ، نظرًا لانتشار الأمراض الفيروسية المختلفة مثل الأنفلونزا والسارس والكورونا وغيرها من الأمراض،أصبح يرعى إهتماماً خاصاً بالنسبة لغسل المنتظم لليدين والملابس والأسطح الملوثة لتقليل مخاطر الإصابة بالأمراض الفيروسية . لذا أصبح تصميم منتج منظف و مطهر ذات فاعلية تنظيفية عالية أحد الاولويات.
شركة شيميايي تصفيه ، من خلال توظيف فريق بحث ذو خبرة وكفاءة في مجال تركيبة المنظفات ، قادرة على إنتاج سائل غسيل الملابس منزلي وصناعي بقوة تنظيف عالية ، من أجل إزالة الجسيمات الملوثة بشكل فعال من أسطح الملابس. سائل غسيل الملابس المركب في مجمع الأبحاث التابع لشركة شيميايي تصفيه ، بالإضافة إلى قدرته العالية على التنظيف ، له سعر معقول مقارنة بالمنافسين المحليين والأجانب.
- سائل غسيل الملابس المركب من قبل شركة شيميايي تصفيه يحتوي على مواد مثبتة للون و التي تحافظ على الرائحة و تشاحب لون القماش و الملابس بعد الغسيل المتكرر.
- يحتوي على أنزيمات فعالة لإزالة التشققات و العقد التي تنشأ عادة في النسيج أثناء الغسيل و بالتالي يحافظ على نضارة القماش بعد الغسيل المتكرر.
- لأجل الحفاظ على قوة تنظيف المنظفات، تم تصميم جيل منتجات Tachem السلسلة 4000 . هذه الفئة من المنتجات مبنية على الفسفونات و فضلا عن تعزيز الغسل فإنها فعالة ايضاً في إزالة البقع العسرة مثل الشاي و الدم.
- مضادة للكهرباء الساكنة و تمنع من امتصاص جزيئات الغبار العالقة.
- تحتوي على رغوة مسيطر عليها
- تحتوي على زيوت أساسية معطرة للملابس
- موافقة مع البئية .
تطبيق الفسفونات في سوائل غسل الصحون
بداية، يجب أن نقول أنه قد يكون من الأفضل نسيان مسحوق غسالة الصحون ، لأن المسحوق عمليًا تقنية قديمة لا مجال لها في مقارنة أقراص غسالة الصحون وجل غسالة الصحون ، ولا يتم إنتاجها كثيرًا. تحتوي المساحيق على عدة نواقص رئيسية أهما أنها أحادية الأنزيم مما يجبرنا على استخدام أملاح غسالة الأطباق و ملمع الغسالة. بالاضافة لكونه مسحوق و يتفاعل مع الماء بسهولة لذا توجد هنالك اححتمالية قوية أنه يتحول الى حبيبات عند تعرضة لأقل رطولة أو ماء، كما في عملية الغسيل يمتزج مع المائء بسرعة و يفقد قوته المنظفة المطلوبة و تبقى أثر البقع على الصحون و الأواني. الجانب السلبي الآخر لمسحوق غسالة الصحون هو أن هناك العديد من الأنواع المزيفة في السوق والتي يمكن أن توقعكم في المشاكل.
على عكس مسحوق غسالة الأطباق ، أو أقراص غسالة الصحون ، أو في التكنولوجيا الحديثة ، تحتوي المواد الهلامية لغسالة الأطباق على إنزيمات مختلفة ويتم إنتاجها أيضًا في مجموعة متنوعة من العطور.يجب الإنتباه إن الأقراص و الجيلات تحتويان ايضا على ملح و ملمع، إن لم تكونوا من المهتمين بجانب التلميع و عسر الماء لم يكن في محل اقامتكم مرتفع فلا تحتاجوا أبداً أن تستخدموا الملح و الملمع لغسالاتكم، و اما استخدام الجل أو القرص فهذا يعود لكم و لنوع استخدامكم و عدد الأطباق. بعض الأحيان تكون عدد الأطباق قليلة جداً بحيث يصبح استخدام القرص أمراً غير اقتصاديا من حيث التكلفة و في الواقع إنكم تقومون بإهدار الأقراص. في هذه الحالة من الأفضل أن تستخدموا الجل ولكن اذا شعرتم أن عدد الأطباق المتسخة كبير فقوموا باستخدام القرص. الإزالة الفعالة للبقع الدهنية هو أحد الميزات المهمة للجل و أقراص غسالات الصحون.
أحد الاستخدامات الاخرى للفوسفونات هي في صياغة الأقراص والمواد الهلامية السائلة لغسل الصحون. الفسفونات بالاضافة الى الإزالة الفعالة للبقع الدهنية، في حال استخدامها في تركيب المنظفات فإنها لاتضر بهيكل غسالة الصحون ابدا. كما إنها تعتبر أحد المثبطات . تطبيق و بيع جيل منتجاتTachem السلسلة 4000 المبني على الفسفونات الى العديد من الشركات المنتجة الكبرى و المرموقة يعد أحد مفاخر شركة شيميايي تصفيه.