1. deterjan üretimi - · pdf fileya asitleri:kostik ile nötralletikden sonra sabun...

Departman: retim Yaplan : Deterjan retimi renildi Tarih:10 Ocak 2005 Sayfa : 1

1. Deterjan retimi

Deterjanlar, her biri temizlemede ayr bir grev yapan, pek ok maddenin ok

kompleks bir karmdr. Yzey aktif maddeler veya surfaktanlarla ilgili modern

kavram, sabunlar, deterjanlar, emlsifiyanlar, slatc maddeleri ve girme

(penetrasyon) maddelerini kapsamaktadr. Btn bunlar, birbirleriyle temasta

olan iki faz arasndaki yzey tabakasnn zelliklerini deitirerek, aktiftiklerini

srdrrler. Yzey aktif maddelerin pekou, molekln bir ucunda suyu eken

(hidrofilik) ve dier ucunda suyu iten (hidrofobik) bir grup bulundururlar.

Deterjanlar, kirleri uzaklatrmada etkin olan bu zelliklere, fazlasyla

sahiptirler.

Deterjan hammaddeleri olarak byk hacimlerde yzey aktif organik bileikler

veya surfaktanlar(surface-active-agents) sabun ve deterjan retiminde

kullanlrlar. Lineer alkil benzen sulfonat (LABSA) ve ya alkol slfat,

bunlara rnek olutururlar. Bu amala oleum, sud kostik, eitli sodyum fosfatlar ve

rn arlnn % 3 veya daha azn oluturan ok saydaki katk maddeleri

hammaddeler olarak kullanlr.

1.1.Yzey Aktif Maddeler

Bu maddeler, suda veya sulu bir zeltide zndkleri zaman, yzey

gerilimini etkileyen (ounlukla azaltan) herhangi bir bileiktir. Ayn ekilde, iki

sv arasndaki yzeyleraras gerilimi de etkilerler. Sabun byle bir maddedir,

fakat bu terim daha ok byk molekll alkil slfat veya sulfonatlarn sodyum

tuzlar gibi organik trevler iin kullanlr.

Sabun ve deterjanlarn surfaktanlar, ayn ekilde yzey gerilimini azaltarak,

ykama ileminin temizleme ve kpk oluturma grevini yerine getirirler.

Temizleme ilemi, (1) sabun veya deterjan zeltisi ile ykanacak maddenin

yzeyini ve kirleri slatmak, (2) kirleri yzeyden uzaklatrmak ve (3) kiri

kararl bir zelti veya sspansiyon (deterjan) ierisinde tutmak gibi,

ilemlerden oluur. [1]

Departman: retim Yaplan : Deterjan retimi renildi Tarih:10 Ocak 2005 Sayfa : 2

ekil 1.1. Yzey Aktif Madde le Misel Oluumu

Ykama suyuna katlan sabun ve deterjanlar, suyun slatma zelliini artrr;

bu nedenle su, kuma ve kirlere daha kolay girer. Bundan sonra kirin

uzaklatrlmas balar. Temizleme zeltisinin her bir molekl, uzun bir zincir

olarak dnlebilir. Zincirin bir ucu hidrofilik (suyu seven) ve dier ucu

hidrofobik (suyu sevmeyen veya kiri seven)'dir. Bu molekllerin kiri seven ular,

bir kir paracna ynelir ve onu epeevre sarar (ekil 1.1). Ayn zamanda

suyu seven ular, moleklleri ve kir paracn kumadan uzaklatrp, su

ierisine tar. amar makinasnn mekanik kartrmas ile bu ilemler

birletii zaman, bir sabun veya deterjann kiri uzaklatrma, onu sspansiyon

ierisine alma ve kumaa tekrar yapmasn nleme grevleri tamamlanm

olur. [2]

Pek ok maddede hidrofobik ksm, 8-12 karbondan oluan, dz veya ok

az dallanm bir hidrokarbondur. C12H25, C9H19 .C6H4 rneinde olduu

gibi, belirli baz bileiklerde karbon atomlarnn bir ksmnn yerini, bir benzen

halkas alabilir. Hidrofilik fonksiyonal grup ok deiik olabilir. CSO3- veya

SO3- rneklerinde olduu gibi anyonik, N(CH3) 3+ veya C5H5N+ rneinde

olduu gibi katyonik, N+ (CH3) 2 (CH2)2COO- rneinde olduu gibi anyonik ve

katyonik, N(CH3) 2 O rneinde olduu gibi semipolar veya (OCH2CH 2 )nOH

rneinde olduu gibi iyonik olmayan (noniyonik) bir yapda olabilir.

Petrolden elde edilen lineer alkil benzen sulfonatlar ile, hayvansal ve

bitkisel yalardan elde edilen slfatlarn oluturduu anyonik snf, en yaygn

kullanlan bileiklerdir. Dier rnekler alkilbenzen-eter slfonat, ya alkolu-

etilen oksid slfat, alkil gliserin-eter sulfonat, izotionatm alkil esterleri ve

metilalkil lauratlardr. Son konu edilenler, genel olarak, daha yeni

uygulamalarda kullanlrlar; rnein, zellikler isteyen ve yksek fiat

denmesini gerektiren yerlerde, sv ve ubuklar halinde kullanlrlar. Sabun

da anyonik karakterdedir. Setiltrimetilamonyum bromrn bir rnek

oluturduu kuarterner trimetilalkilamonyum halojenrler, en yaygn katyonik

surfaktanlardr. Dialkildimetilamonyum klorr, kumalar iin katyonik bir

yumuatcdr. Deterjan gcnn genel olarak zayf olmasna karn, iyi bir

kaydrc, antistatik ve mikrop ldrc etkiye sahiptir; fakat, evlerde

kullanlmaya uygun bir deterjan deildir. znmeyen bir kelti vermek

zere birletikleri iin, anyonik ve katyonikler birlikte kullanlamazlar. Ayn

nedenle katyonik deterjanlar sabunla birlikte kullanmak uygun deildir. Alkil

betainler, ift iyonlular iin (anyonik-katyonik) rnek olutururlar;

dimetilalkilamin oksidler semipolar; ya alkollerinin etilen oksid kondensatlar,

noniyonik surfaktanlarn moleklsel yapsn gznne sererler. Bunlar, en stn

kir uzaklatran tiptir ve daha ok, emlsifiyan madde olarak kullanlrlar; fakat,

kpk oluturma zellikleri dktr. Bu nedenle, otomatik amar ve bulak

ykama makinalar iin yararldrlar. Bu fonksiyonal gruplarn hidrofilik

karakteri, iyonikten noniyonie gre azalr. Organik deterjanlarla ilgili

aratrmann ok byk bir bolm, son yllarda gerekletirilmitir. Yeni

surfaktanlarn sentez edilmeleri, aadaki reaksiyonlarn bir sonucudur.

1.2.Kpk Dzenleyiciler

Surfaktan ile birlikte ok kez bir kpk dzenleyici ya bir dayankllatrc

(stabilizr) veya tutucu (suppresr) kullanlr. Bu kimyasal maddeler yaygn

kimyasal ilikiye sahip deillerdir ve ok kez, belirli surfaktanlar iin zeldir.

Stabilizr surfaktan sistemlere rnek olarak laurik etanolamid-alkilbenzen

sulfonat ve lauril alkol-alkil slfat gsterilebilirler. Kpk tutucular

Departman: retim Yaplan : Deterjan retimi renildi Tarih:10 Ocak 2005 Sayfa : 3

(koruyucular) genel olarak hidrofobik maddelerdir; bunlarla ilgili birka rnek,

uzun zincirli ya asidleri, silikonlar ve hidrofobik noniyonik surfaktanlardr.

1.3.Yardmc Maddeler

Yardmclar, deterjan gcn kuvvetlendirirler, sodyum tripolifosfat gibi

kompleks fosfatlar, bunlarn en yaygn kullanlanlardr. Bunlar; suyun sertliine

neden olan kalsiyum ve magnezyum iyonlarn tutan (balayan), su

yumuatclardan farkldr. Ykama suyundaki kirlerin kuma yzeyine

kelmelerini nlerler. Kompleks fosfatlarla hazrlanm uygun bir

formlasyon, iyi bir temizlemenin anahtardr ve deterjanlarn byk

geliimlerinde, surfaktanlarla ibirlii yapmlardr. Polifosfatlar (rnein,

sodyum tripolifosfat ve tetrasodyum pirofosfat) surfaktanlarla ibirlii yaparlar

ve bu nedenle fiat (maliyeti) drrler. Ayrca deterjanlarn etkilerini artrrlar.

Deterjanlarn herkes tarafndan hzl bir ekilde kabul, polifosfatlarn

glendirici etkisinden kaynaklanmtr. Surfaktanlar, kpk dzenleyiciler ve

glendiriciler(yardmclar) deterjan formlasyonunun esasn olutururlar.

Bunlarla birlikte az miktarda (% 3 veya daha az) katk maddelerine de gerek

duyulur.

1.4.Katk Maddeleri

Sodyum silikat gibi anma nleyiciler (korozyon inhibitrleri), metal ve

ykayc paralarm, mutfak malzemelerini ve tabaklar, su ve deterjanlarn kt

etkilerinden korurlar. Ykanan maddelerden uzaklatrlan kirlerin, temizlenen

maddenin yzeyine oturmalarn nlemek iin karboksimetil selloz

(antidepozitr) kullanlr. Alman gm gibi malzemelerin korunmas ve

ayrca korrozyon inhibitrlerine yardmc olmak zere, benzotriozol gibi kararma

(donuklama) nleyiciler kullanlr. Kumalara parlaklk veren maddeler,

fluoresant boyalardr. Bunlar, ltraviyole grnr a dndrme

yeteneine sahip olduklar iin, kumalar daha parlak gsterirler. Bu amala

kullanlan iki organik boyar madde vardr; bunlardan biri sodyum 4(2H-nafto

Departman: retim Yaplan : Deterjan retimi renildi Tarih:10 Ocak 2005 Sayfa : 4

[1,2-d] triazol-2-yl) stilben-2-sulfonat ve dieri disodyum 4,4'-bis (4-anilino-6-

morfolino-S-triazin-2-ylamino)-2,2'-stilben disulfonat'tr.

ivitler, kumalarn sararma eilimini nleyerek, beyazlklarm iyiletirirler.

Bu amala kullanlan maddeler, uzun bir sredir kullanlmakta olan ivitden

(ultramarin mavisi), yeni organik boyar maddelere kadar, eitlilik gstermektedir.

Evlerde kullanlan deterjanlar iin imdi pek yaygn kullanlmayan antiseptik

(antimikrobial) maddeler, karbanilidler, salisilanilidler ve katyoniklerdir.

Peroksijen-tip aartclar, amarhanelerde kullanlan deterjanlara katlrlar, fakat

A.B.D.'de kullanm snrlanmtr. Peroksijen-tip aartc bulunduran

deterjanlar, Avrupa lkelerinde yaygndr. Buna karn Avrupa lkeleri,

hipoklorit tip aartclar pek yaygn kullanmazlar. Avrupallarn yksek

scaklkta ykamalar nedeniyle, birinci tip daha etkilidir. Parfm yaygn olarak

kullanlr, bileimi ve kokusu ok eitlilik gsterir. Sabun ve deterjan endstrileri,

A.B.D.'deki en byk parfm tketici endstrilerdir. Renklendirme, belirli baz

zellikleri ortaya koyma ve dikkat ekme iin kullanlr.

2. Toz Deterjanlar

Toz deterjan imalatnda kullanlan likit ve solid hammaddelerin karmdan slurry

ad verilen amur elde edilir. Kullanlan hammaddeler ve fonksiyonlar aada

aklanmtr.

2.1. Likit Hammaddeler

Slfonik Asit(LAB-HSO3):Kkrdn SO3'e dntrlmesinden sonra Linear

Alkyl Benzene (LAB) ile reaksiyona sokularak slfatasyonu ile elde edilen ve

LABSA olarak tanmlanan deterjann ana aktif maddesidir.

Sud Kostik (%47)(NaOH):Slfonik asit sud kostik ile muamele edilerek

yapsnda