Сейчас расскажу [пост в Geektimes.ru, NNN], как из соды и стирального порошка сделать порошок для посудомоечной машины. Такой же по составу, только дешевле на порядок.
Есть очень много областей нашей жизни, где наше представление формирует исключительно маркетинговый буллшит. Увы, большинство людей даже не пытаются задумываться о том, что лежит в основе всего этого. Очень часто рыночная ситуация приводит к тому, что себестоимость продукта составляет 0.5% от его цены. Остальное маркетинг, наценки, логистика, упаковка и тому подобное. Почти все в курсе про концепцию продажи чернил для принтера по цене слез гималайских девственниц и настойчивые рекомендации производителей использовать только оригинальные расходные материалы. Например, совсем недавно меня озарило, что 1.5 грамма сухого вещества во флаконе удобрений для растений не могут стоить 200–250 рублей. А ведь именно такое количество может уместиться в относительно стабильном состоянии в виде раствора. Я сразу представил себе гектары полей и грузовики, которые везут тонны порошка. В результате перешел на расфасовки по 1 кг Буйских комплексных сухих удобрений. Можно ванну раствора приготовить.
Сегодня будем создавать ультра-дешевый порошок для посудомойки. Уменьшение реальной зарплаты и удорожание импортной бытовой химии заставило перерыть учебники, просмотреть кучу материалов с форумов химиков и попытаться найти способы экономии на расходниках. Очень уж ощутимо стал стоить порошок. Результаты вдумчивого исследования и экспериментов сильно удивили. Для промышленного применения чаще всего химиками-технологами создаются индивидуальные рецептуры в зависимости от качества воды и задач. Почему бы нам не попробовать разобраться во всем этом?
TLDR:
70% прокаленной соды и 30% стирального порошка вместо моющего средства.
Если очень лень возиться с содой, то просто порошок Биолан или его аналоги. Сода удешевляет.
Пищевая соль «Экстра» вместо соли.
Виды загрязнений
Что нам нужно от порошка? Странный вопрос. Чтобы мыл. Ну и желательно, чтобы не был сильно ядовитым и не растворял посуду вместе с посудомоечной машиной. Моющее средство должно справляться с основными видами загрязнений:
- Жир. Основной загрязнитель — всевозможные масла для жарки, заправки салатов, отпечатки пальцев, а также жирные соусы и прочее
- Белковые загрязнения. Встречаются реже, но сложны в удалении — яйца, каши и другие подобные варианты.
- Красители. Чай, кофе, свекла и прочие сильно красящие вещи.
- Запах. Курица, которую забыли в контейнере на пару недель, может доставить вам немало острых ощущений.
- Инертные механические загрязнители. Опилки, прилипшие кусочки зелени, радиоактивная пыль и всякая мелочь.
- Неведомая пригоревшая фигня с позапрошлой вечеринки. Ничего не поможет. Не надейтесь. Выбрасывать посуду.
С первым типом загрязнений хорошо справляются различные ПАВ (поверхностно-активные вещества). Это химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Упрощенно можно себе это представить, как обволакивание частичек жира молекулами ПАВ и препятствование к обратному их прилипанию к поверхности.
Этот класс веществ довольно обширен и включает в себя основные две группы: ионогенные (анионные) и неионогенные ПАВ. Первые распадаются в растворе на ионы (соли жирных кислот, например, обычное жидкое мыло — это калиевые соли), вторые не диссоциируют (алкилгликозиды и прочие). Анионные, как правило, моют лучше, но более агрессивны.
С белковыми загрязнениями немного сложнее. Традиционно порошок для посудомоечных машин включает в себя ферменты (энзимы), которые гидролизируют белок на мелкие пептидные кусочки. Энзимы капризны, работают в небольшом диапазоне pH и температуры, так как сами являются белком. При высокой температуре мойки (больше 60 градусов) почти все из них будут денатурированы и перестанут работать. Альтернативный вариант более характерный для промышленных средств — создание щелочной среды. Многие пользовались средством для прочистки труб вроде «Крота» и ему подобных. В составе детергенты (ПАВ) и щелочь (гидроксид натрия). Вся эта адская смесь разрушает почти любую органику, включая белки и жиры. Белки распадаются на отдельные петиды и аминокислоты. Жиры же превращаются в мыло:
Эта же реакция лежит в основе одного из древних способов получения мыла из растительных и животных жиров. Основной минус — очень уж агрессивная среда получается. Концентрированная щелочь точно так же радостно растворит и кожу на руках. Требуется осторожность в применении.
С красителями все довольно просто. Как правило, для обесцвечивания пигмента достаточно его окислить, изменив его структуру. Чаще всего это достигается активным кислородом или хлором. Достаточно вспомнить перекись водорода и разные варианты «хлорки», которые легко обесцвечивают чай, кофе, гранатовый сок и тому подобное. Обязательно входят в состав как порошков для посудомоек, та и для стиральных машин. Для ткани применяются более мягкие варианты, чтобы заодно не растворить заводской рисунок на одежде. Запах устраняется этими же окислителями, так как «пахнущие» молекулы так же реагируют с этими компонентами.
Механические загрязнения вообще не требуют применения бытовой химии. Достаточно высокого давления струи и горячей воды в процессе отмывания посуды.
Стиральный порошок в посудомойке
Возможно мысль покажется вам немного странной, но стиральный порошок автомат почти идентичен порошку для посудомоечных машин. Чтобы не быть голословным — давайте разберем типичный состав и назначение каждого компонента. За подробное описание хочу поблагодарить avor с форума www.chemport.ru.
Разбор компонентов двух типичных представителей, один «экологичный», второй «детский».
«Эковер»: цеолиты, дисиликат натрия, C12–18 алкисульфат натрия, карбонат натрия, бикарбонат натрия, сульфат натрия, этоксилированные метиловые эфиры жирных кислот рапсового масла, полиаспарагинат натрия, кокоат натрия, целлюлозная камедь, метилцеллюлоза, сульфат магния.
«Аистенок»: 5%-15% мыла на натуральной жировой основе, кислородный отбеливатель, фосфаты (в пересчете на Р2О5), менее 5% неионогенных ПАВ, силикат натрия, поликарбоксилаты, оптический отбеливатель, пенорегулятор, фосфонаты, ароматические добавки.
- цеолиты — твердые нерастворимые вещества сорбируют на себе некоторые загрязнения(могут оставлять тонкую пыль при плохом выполскивании) к организму инертны используются в медицине как энтеросорбенты.
- дисиликат натрия (жидкое стекло) — загуститель, клей, гранулообразователь получается на основе песка и каустической соды, опасен только высоким рН.
- силикат натрия — тоже что дисиликат натрия.
- карбонат натрия, бикарбонат натрия- это кальцинированная и питьевая соды используются для регуляции рН и умягчения воды — токсичны только высоким рН.
- C12–18 алкилсульфат натрия — синтетический ПАВ на основе жирного спирта(источник может быть как растительный так и нефтяной) и серной кислоты. Используется в шампунях токсичность низкая или никакая.
- этоксилированные метиловые эфиры жирных кислот рапсового масла — синтетические не ионный ПАВ на основе окиси этилена и метиловых эфиров ЖК рапсового масла, полунатуральный продукт, токсичность см алкилсульфаты.
- полиаспарагинат натрия — дорогая добавка на основе природной аминокислоты, служит загустителем, умягчителем воды, и десорбером загрязнений, нетоксична усваивается организмом, как пища.
- кокоат натрия — аналог обычного мыла только не на основе животных жирных кислот, а на основе жирных кислот кокосового масла.
- целлюлозная камедь — производное целлюлозы (древесины). Назначение такое же как и полиаспаргинатат натрия, токсичность низкая.
- метилцелулоза — аналогично, но используется как загуститель.
- сульфат магния. — используется в медицине, как для внутривенного так и для перорального введения — магнезия. В порошках — инертный наполнитель.
- мыла на натуральной жировой основе — обычное мыло, но на жирных кислотах животного происхождения, похоже на кокоат натрия
- кислородный отбеливатель — перборат или перкарбонат натрия по свойствам близок перекиси, которой девушки, отбеливают волосы, во время стирки разлагаются и убивают микрофлору, продукты разложения малотоксичны (бораты) или практически не токсичны (карбонаты).
- фосфаты (в пересчете на Р2О5) — умягчитель воды и регулятор рН триполифосфат натрия, фосфаты используются как пищевые добавки и малотоксичны.
- менее 5% неионогенных ПАВ — соединения аналогичные этоксилированным эфирам ЖК рапсового масла, однако в качестве гидрофобной соcтавляющей могут быть использованы и продукты полученные из нефти (аналогично алкилсульфатам)
- поликарбоксилаты — либо карбоксиметилцеллюлоза, либо производные полиакриловой кислоты(используется в памперсах, в частности и в косметических гелях) токсичность низкая, назначение тоже, что и полиаспарагинатов и целлюлозной камеди (последняя вообще может быть идентична)
- оптический отбеливатель — краситель типа синьки заставляет белое белье сиять белым светом из-за флюоресценции, токсичность средняя, но дозы в порошке в 10000 — 100000 раз меньше чем нужно для того чтобы, ощутить простое недомогание от действия этого красителя на организм.
- пенорегулятор, пеногаситель — как правило масло на основе силикона, (аналоги используется для протезирования груди) если его нет в составе, то порошок нельзя использовать в барабанных стиральных машинах, токсичность крайне низкая.
- фосфонаты — умягчители воды, токсичность низкая
- ароматические добавки — обычно менее токсичны, чем женский парфюм.
Собственно, все перечисленные компоненты нетоксичны и прошли все мыслимые тесты, включая тесты на смываемость, тератогенное и онкогенное действие на подопытных крысах. Если ложками его не жрать, то никаких проблем для здоровья не будет. Если бы при производстве стиральных порошков для одежды использовали плохо смываемые и токсичные вещества, то потребители бы уже ходили с контактным дерматитом от ношения таких вещей. Мне понравилась формулировка с этого же форума, описывающая «технологическую сложность» производства таких порошков:
Ну, чтобы изготовить хороший автомобиль, нужно целая наука, дорогое оборудование. Нужна армия квалифицированных специалистов. А чтобы бодяжить бытовую химию такого рода, нужна бочка, весло, весы базарные, два гастарбайтера. И начальник, который умеет читать, писать и считать до ста.
А теперь давайте сравним с составом порошков для посудомоечных машин. Возьмем вполне стандартный порошок Finish.
Несколько смутило начало «15% или более, но не менее 30%», которое логически верно, но выглядит крайне странно.
Неверно прочитал) Основные компоненты — ПАВ от жиров, окислитель (отбеливатель от пятен), полифосфат — умягчитель, энзимы — разрушение белков.
Вот аналогичный состав очень распространенного порошка Somat:
Неиногенные ПАВ, фосфаты, фосфонаты, сода, силикат, полимеры, отбеливающие реагенты на основе кислорода, ТАЕД, энзимы, ингибитор коррозии, красители, отдушка, вода.
Теперь возьмем стиральный порошок. Я пробовал варианты с «Ушастым нянем» и Биоланом.
То же самое с незначительными вариациями.
У Биолана состав абсолютно аналогичен:
Фосфаты (15% или более, но менее 30%), анионные поверхностно-активные вещества (5% или более, но менее 15%), неионогенные поверхностно-активные вещества (менее 5%), энзимы, ароматизирующая добавка.
Как видите — ничего криминального в составе нет. Применяемые вещества у разных производителей лишь незначительно варьируются. Из «лишних» для посудомойки компонентов — только оптический отбеливатель. Но этот флюресцент присутствует в микродозах и прекрасно смывается во время ополаскивания. В том же «Биолане автомат» его вообще нет. Конечно, всегда будут находиться ненормальные химиофобы, но оставим им право стирать все мыльными орехами и горчичным порошком. Если находятся странные личности, готовые за это платить, то почему бы и не взять с них многократную наценку за «Эко-органик» продукт? Кстати, «Ушастый нянь» приятен своим слабым запахом, но по сути идентичен по составу другим порошкам нашего производителя «Невская косметика» — Лотос, Макс, Обычный порошок, Сарма. Разница только в ароматизаторах и маркетинговом позиционировании.
Поиграем в алхимика
Подобрав минимально пахнущий и пенящийся порошок для стиральных машин-автоматов можно было бы и успокоиться. Экономия по цене получается уже очень существенной. Но мы не будем останавливаться на достигнутом и попробуем радикально уронить стоимость финального средства для мытья посуды. Я сразу прошу прощения за качество части фотографий — снимал на тапок, а нормальный фотоаппарат сейчас на работе.
В качестве основы продукта мы возьмем всем известную и очень дешевую пищевую соду. Сама по себе пищевая сода — это гидрокарбонат натрия —
NaHCO3
. В растворе имеет слабощелочную реакцию и имеет моющие свойства. Но гораздо эффективнее использовать продукт ее термического разложения — стиральную соду, она же карбонат натрия —
Na2CO3
. Карбонат натрия имеет уже резко-щелочную реакцию в растворе, около 11 pH. С жирами реагирует, образуя мыло, а белки успешно гидролизует. Получить карбонат натрия очень легко — достаточно его нагреть выше 60 градусов.
Я рекомендую кастрюлю/сковородку и прогрев в духовке в течение часа. В результате, полученный порошок теряет в весе около 25%.
Будьте осторожны при работе с карбонатом натрия!
Вещество может вызывать ожоги слизистых оболочек, глаз и других поверхностей тела. Используйте перчатки, не ешьте, не вдыхайте и будьте аккуратны. Сода не является жутким ядом, но щелочные ожоги никому еще не приносили радости. Теперь осталось соединить 70% карбоната натрия и 30% стирального порошка для того, чтобы внести небольшое количество детергентов, отбеливателя и других компонентов. Кстати, в результате разбавления мы снижаем общее количество потенциально несмытых ПАВ.
Предварительные испытания
Первое с чем придется столкнуться стиральной соде — жировые загрязнения. В качестве тестового образца была взята сковорода после жарки свиной отбивной.
После стандартного цикла, картина более чем приемлемая. Сковородка на ощупь чистая, жировых загрязнений я не заметил.
Особо трудный тест. Белково-жировое загрязнение. Пригоревшая овсяная каша на молоке. Такие загрязнения редко берут с первого раза даже «специальные» порошки. Пробуем на усиленном режиме, ничего предварительно не очищая.
Результат хороший. Остались небольшие следы этого безобразия, но я не думаю, что другие порошки отмыли бы лучше.
Считаем экономию
Мне немного трудно вычислить точную цифру, но попробуем хотя бы примерно сравнить. Цена условной пачки соды весом 500 г — 20 рублей. Цена за 100 г — 4 рубля. Можно найти сильно дешевле, если купить мешок оптом, но это чересчур. Теперь порошок. Я бы советовал выбирать порошки с минимальным запахом. «Ушастый нянь» для машин-автоматов вполне подходит. Цена за упаковку 4.5 килограмма в первом попавшемся магазине — 439 рублей. Цена за 100 г — примерно 10 рублей. Суммарно килограмм нашего средства будет стоить 74+310=58 рублей.
Теперь «специальный» порошок Finish — 560 рублей за кг. Разница примерно в 10 раз! Если взять таблетки, которые содержат то же самое, только с красивыми гранулами, то разница будет совсем запредельной.
Попробуем прикинуть масштаб экономии за год. За одну мойку расходуется примерно 20 г порошка. В моей семье из 4 человек посудомойка обычно запускается дважды в день, но примем 1 запуск в день как среднее значение. 20*365 = 7300 г порошка в год. Это 4088 рублей за «специальный» и 423 рубля за наш вариант.
Специальная соль
Еще один классический способ заработка — специальная соль для регенерации ионообменного фильтра. Конечно, каменную соль с песком туда сыпать нельзя. Но давайте поднимем ГОСТ Р 51574–2000 на пищевую соль сорта «Экстра». Массовая доля NaCl — не менее 99.7%. Остальное незначительные примеси кальция и магния. Извините, но это, согласно классификации чистоты химических реактивов, лучше, чем «Чистый для анализа» — «ч.д.а.» Это «Химически чистый» («х.ч.») — высшая степень чистоты реактива. Содержание основного компонента более 99 %. Единственный нюанс — не нужно брать йодированные или фторированные сорта. Вы верите, что соль, которая нормируется ГОСТом по чистоте, годится для употребления в пищу, но недостаточно чистая для посудомойки?
Потенциальные минусы и проблемы
Сразу хочу уточнить, что я не несу ответственности за работу вашей посудомоечной машины и любые потенциальные проблемы со здоровьем, связанные с поеданием, выпиванием или другим непонятным применением результатов экспериментов.
Я лишь описываю свой опыт и полученную информацию в этой области. Если среди вас есть профессиональные химики — я буду рад выслушать вашу точку зрения. Единственная проблема, которую я потенциально вижу — из-за высокой щелочной реакции раствора можно повредить особо нежный расписной фарфор, фужеры или что-то подобное. Но такие вещи вообще можно стирать без использования моющих средств. Рекомендую все же внимательно протестировать все и взвесить. С точки зрения проблем со здоровьем, я ничего крамольного не вижу. ПАВы мы используем даже в меньшей концентрации, чем в специальных порошках. Основа — безвредный карбонат натрия, входящий в состав антацидных препаратов для лечения гастрита. Аллергические реакции на компоненты стирального порошка? Если вы им стираете одежду и все хорошо, то проблем не предвидится. При ручной мойке вы оставляете в разы больше остаточного средства для мытья посуды на тарелках и чашках. И ничего критичного не происходит.
В любом случае, я бы хотел, чтобы вы осознанно понимали, что именно делаете в плане бытовой химии и зачем.
Полезные ссылки
Мне кажется, что мнение профессиональных химиков-технологов куда весомее традиционных белок-истеричек на форумах, посвященным избавлению от ужасной химии и полному переходу на «эко», «био», «органик» продукцию из «натуральных» компонентов. Надеюсь, приведенные ссылки дадут возможность многим людям пересмотреть свои взгляды и перестать страдать химиофобией.
- Моющее средство для посудомоечной машины
- Использование стирального порошка в посудомоечной машине
- Химический состав безопасной бытовой химии.
- Фантастический стиральный порошок Umvay??
UPD
Пользователи Guzzle и apakin предлагают дешевый вариант местного российского производителя. Продается в Ашане, называется Sanit. Приблизительная цена 100 р/кг. В 2 раза дороже рассмотренного варианта, но зато заточенный непосредственно под посудомойки.
Фотографии пачки
