年产20万吨洗手液生产工艺设计 综述杜兴鹏Word文档格式.docx

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过去，受生活条件的制约，人们洗手通常用的是香皂、肥皂、洗衣粉等。

虽然它们能达到一定的清洗效果，但对皮肤有刺激作用，去污效果也不甚理想。

更严重的是，长期使用，会导致皮肤粗糙、皴裂、脱皮。

洗手液作为新兴的洁手物品，近几年来得到了越来越多人的认可，销量一路攀升。

手作为人的第二张脸，洗手液以其养护功能成功地获取了广大消费者的青睐。

洗手液的主要消费群体也由刚开始的高收入白领、公务员家庭开始向广大普通家庭用户普及。

作为专门用于洗手的清洁护理用品，洗手液成为传统洗手用品的替代品这是必然的趋势。

而本次设计通过对现有资料中洗手液生产工艺的分析研究及比较并在广泛查阅国内外相关文献的基础上，选择最优方法生产洗手液。

结合生产要求及标准，利用所学专业知识对现有工艺进行优化，确定设计所用的洗手液原料及设备类型，利用化工原理中所涉及的物料衡算等相关知识，得出设备所需的具体参数及最佳操作条件，计算所用物料量及所得产品产量，确定设备规格进行设备的设计以得到最佳产品，并根据整个工艺要求及特点对电气管线的走向做出正确合适的安排，最后设计出完整的自动化控制工序，最后完成整个工厂的厂房设计及布局。

1.1洗手液的特性

按照洗手液使用效果和用途不尽相同，但大体上可以分为三类：

一类是普通洗手液，一般为“准字号”，起到清洁去污的作用；

第二类属消毒产品，多为“消字号”，除起清洁去污的作用外，还有含有抗菌、抑菌或杀菌的有效成分，另外特殊一类属于重油污洗手液，多用于工业类油污和顽固污渍的清洗。

洗手液的原料组成一般分为表面活性剂和助剂两大部分。

表面活性剂，其分子结构均由两部分构成。

分子的一端为非极亲油的疏水基，有时也称为亲油基；

分子的另一端为极性亲水的亲水基，有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。

它的这种双亲的性质，使得当加入少许洗手液时，就能使溶剂的表面张力或液-液界面的表面张力大大降低，改变体系的界面状态；

当它的达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团。

表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。

表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

洗手液中除表面活性剂外还要添加各种助剂，才能发挥良好的洗涤能力。

助剂分为有机助剂和无机助剂，有机助剂的用量较小，但其重要性很高，无机助剂一般为碱性，主要有氯化钠、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、硫酸钠等。

助剂本身有的有去污能力，很多本身没有去污能力，但加入后，可使洗手液的性质得到明显的改善，或使表面活性剂的配合量降低，因此，这些助剂可以成为洗涤强化剂或去污增强剂，是洗手液中必不可少的重要组分。

因而，采用的原料种类和数量不同，所生产的出来的而洗手液的优点则在于以下几点：

第一、实用性较强。

其一，洗手液使用方便。

其二，洗手液通过挤压式取量，只需轻轻一按喷嘴，液体便流入手心，用量由自己掌握，方便易取。

其三，起沫率较高，使用起来不易浪费。

第二、产品成分多元化。

洗手液的成分一般为纯甘油、芦荟、沙棘油等天然植物成分，洗手液的产品性质温和，对皮肤无刺激，如开米洗手液采用高科技配方，达到了绿色产品的要求。

属中性，无磷、铝、碱、烷基苯磺酸钠等，温和去污并有滋润护肤的功能。

第三、杀菌消毒作用明显。

洗手液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等病源的灭菌率达90％以上，保证了产品的安全有效性[1]。

在现代消费者眼中，具有珍珠光泽的乳状香波是高档产品的象征。

为了满足消费者的需求，洗手液中可加入珠光剂，制成外观非常漂亮具有珍珠光泽的乳状液。

本次设计的内容就是设计一款珠光洗手液。

1.2洗手液的物理性质

外观：

淡黄色液体，pH=9.5左右，散装，经济，不伤手有颜色带香味。

洗涤时对人体的皮肤没有刺激作用。

洗手液的外观是粘稠状不透明且带少量泡沫的液体。

粘度600，为低粘度流体，有较好的清洁功能，表面张力小于纯水的表面张力，且随浓度增大而减小。

1.3洗手液市场现状及发展趋势

1.3.1洗手液的市场现状

从洗手液的产品特性、市场前景来看，它是一个市场生命周期长、蕴藏着丰富市场潜力的产品。

如果某厂商抓紧这个市场机遇，完全可以以“洗手液”一炮走红，既可以产生名牌效应，又会成为新的经济增长点。

虽然传统的香皂洗手方式的观念在早已深入人心，而使用洗手液洗手从开始推广到在国内普及使用也不过十年左右的时间，凭借其优点已经在我国各大城市站稳了脚跟。

但是大多数人对于其产品成分、功能还没有充分了解。

目前洗手液市场较为混乱，知名品牌并不突出，虽然总体销售数量不小，但小品牌产品较多，行业集中度低。

《药品法》规定：

普通洗手产品属于化妆品范畴，而配合有杀菌剂和消炎剂的洗手产品则属于医药外用品的范畴。

中国市场上洗手液主要分为两大类，一类是普通型洗手液，其标签上的卫生许可证为：

“卫妆准字”，该类产品只能起到清洁去污、护肤的功效；

另一类是具有抗（抑）菌功效的特种洗手液，其标签上的卫生许可证为：

“卫消证字”，该类产品具有抗菌或抑菌的功效。

目前，随着新型表面活性剂、特殊功能活性成分、功能性助剂技术的发展，洗手液也被赋予了很多新功能。

洗手液已经从最初只要清洗干净向多功能发展。

近年来，中国洗手液市场品种丰富多彩，归纳起来，主要有以下几种。

（1）具有抗/抑菌功效的洗手液长期以来，人们一直相信“病从口入”，但研究证明，多数疾病是从“手入”的，很多病原体都是通过手送进口中，或通过手与鼻、眼等部位接触乘虚而入。

因此，洗手成为预防疾病最有效的途径。

大部分消费者在购买洗手液时看重的是它的抑菌或杀菌功能，在调查中有62%的消费者在购买洗手液时都选择抗/抑菌型，认为洗手液比肥皂更能有效杀菌和抑菌。

目前，市场上绝大多数洗手液都具有抗/抑菌功效。

该类产品主要采用三氯羟基二苯醚（DP300）、4氯-3,5-二甲酚（PCMX）、三氯均二苯脲（TCC）和邻苯基苯酚（OPP）作为抗/抑菌功效成。

（2）儿童洗手液伴随着建国以来第三次人口出生高峰，截至2011年底，我国0～14岁人口已超过2.2亿。

近年来，我国的婴童用品产值增长迅速。

儿童皮肤相比成人尚未发育成熟，同成人相比，皮肤更易受到冷、热、潮湿、干燥以及过量日晒的损伤。

其表皮角化层是成人的十分之一，皮肤血管丰富，皮肤表面积相对成人较大，因而，吸收和渗透能力较强，所以相当娇嫩。

不论是衣服摩擦，风吹日晒的物理性刺激，还是药品类的化学刺激，都易造成皮肤损伤、过敏反应[4]。

因此，儿童用洗手液，必须选用无毒、无刺激/低刺激的原料，并应尽量减少色素和香精的用量。

一些绿色的表面活性剂如烷基糖苷、氨基酸类表面活性剂和植物性润肤成分经常被用于儿童洗手液中。

（3）含柔珠洗手液为了能够让消费者相信配方中真正添加了活性成分，借鉴护肤品的概念，将含有活性成分的柔珠添加在洗手液配方中，使消费者从外观上就能看到自己使用的洗手液中所含的活性成分。

这类产品在洗手过程中随着双手的摩擦，含活性成分的柔珠会破碎，活性成分被释放出来，从而，达到滋润双手的目的。

柔珠主要是由纤维素、乳糖和活性物组成，其结构式见图1。

目前包裹比较多的活性物质主要有：

VE、VC、VA等维生素及其衍生物、霍霍巴油、辅酶Q10、果酸、植物蛋白等。

颗粒的外观可以做成各种颜色，大小从200～1000μm不等。

该类配方的难点在于如何能让这些柔珠均匀悬浮在配方中而不下沉或漂浮在洗手液表面。

一般采用丙烯酸聚合物将含有活性成分的柔珠均匀悬浮在洗手液体系中，示意图见图2。

（4）工业用洗手液从事机修、采油、油墨、印刷、化工、食品加工等行业的工人手上常沾有重油污，采用普通洗手液和肥皂、香皂等均难以洗净，有的再用黄沙和木屑搓，这样容易造成手部皮肤刺激，甚至使皮肤龟裂。

有些企业长期采用汽油、煤油等清洗手上油污，清洗效果虽然尚可，但这些物质挥发性强，对人体有害，同时存在易燃易爆的安全隐患。

重油污垢的洗手液应具有安全、洗涤能力强、刺激作用小等特点[5]。

（5）免水净手液免水净手液主要在无水源，节约用水等场所使用，用作杀菌、净手的功能。

它不需要水即可使手部保持洁净、卫生。

该类产品配方主要采用60%以上的乙醇和甘油、丙二醇等保湿成分配制而成。

其中乙醇既可起到洗涤作用，又能起到杀菌作用。

此外，美国FDA机构建议，如果是在无水环境，应使用含乙醇的杀菌剂来杀灭手部的细菌。

该类产品的另外一种类型是采用胍类阳离子杀菌剂和助剂，主要是对手部皮肤的日常杀菌。

使用时采用喷雾方式直接喷在手上。

1.3.2洗手液的发展趋势

洗手液毕竟是化妆品市场细分之下的新产品，从启蒙到普及需要一个较为漫长的过程，而且其市场推广的难度及风险莫测，这是其目前的市场劣势。

但是，任何一个新产品必将孕育着一个新的市场机会。

由于洗手液是一种日用生活消费品，依靠的是重复性消费，而不像学汽车、电脑学习机等市场周期短的投机、过渡产品只是一次性消费。

目前洗手液市场处于启蒙认知阶段，产品生命周期长，因而市场机会更为可观。

洗手液的具体发展趋势大概有以下几点：

产品形式多样化

洗手液产品形式从单一的液体形式向多样化方向发展，从状态上分有不透明液体、珠光型液体、膏状产品、粉状产品、凝胶状产品和喷雾型产品等；

从产品的数量上分有普通型、袖珍小瓶装和浓缩产品等各具个性的产品，便于消费者根据不同消费需求进行选择。

产品功能性多样化

洗手液产品功能由单一的洗涤型向护肤、美肤、营养、消毒杀菌和专用功能型方向发展，洗手液产品功能多样化才能满足不同的消费群体的不同需求。

如针对老年人干燥的皮肤类型使用的防干肤洗手液、针对儿童娇嫩的皮肤使用的儿童洗手液、针对接触有害物质铅的工作人员使用的除铅洗手液及针对不同的医务人员使用的多种专用消毒洗手液等。

功能性产品的开发要以市场为导向，以高科技为基础，突出产品的功能性与实用性产品才有市场竞争力和生命力。

绿色环保产品

在化学污染日益严重的今天，消费者在注重产品功能的同时还要求人与自然的和谐，大众呼唤着健康、时尚的绿色环保型清洁用品问世，“重返大自然”已成为当今洗手液发展的一个趋势，蕴含有天然植物成分和具有保养效果的洗手液产品为消费者所青睐。

据报道，国外已有公司开发出天然成分含量达到95%～99%的洗手液产品，受到消费者的喜爱。

现在，国内一些厂家已将一些植物提取液或中草药提取成分加入到洗手液中，例如芦荟、沙棘、柠檬汁、海藻及金银花等天然植物提取成分，这些成分既可美白嫩肤，又可使人们找到回归大自然的美好感觉，对消费者有着极大的吸引力。

我国是一个农业大国，有丰富的植物资源和独特的中草药资源，开发天然植物型洗手液有充足的自然资源保障。

此