邱金江 李萌 李瑞丰(山东恒联新材料股份有限公司，山东 潍坊 261100)

0 引言

软化工艺是确保再生纤维素膜使用性能的重要条件，而软化浴实际使用周期与产品品质和公司经济效益直接挂钩；同时，软化是再生纤维素膜在湿部处理的最后一道工序，软化浴变质出现异味，会直接影响最终再生纤维素膜的气味，存在此类质量问题的产品，往往在终端客户开包起用时就会很容易发现，因此会造成不良产品反馈或索赔。因此，延长再生纤维膜软化浴实际使用周期也是公司成本控制、节约增效和保持产品感官质量稳定的重要管理内容。在此背景下，本文以公司延长软化浴使用周期为目标的实例研究，对该行业再生纤维素膜软化浴使用周期延长有着重要指导价值。

1 软化浴变质

2012 年7 月份，山东恒联新材料股份有限公司完成A 厂区到B 厂区的整体搬迁工作，而在B 厂区实际工业投产后，遇到软化浴使用周期由50 天左右减少至7 天左右、且存在部分软化浴发臭变质情形，而A 厂区工业生产并不存在该类情况。软化浴使用周期较短，且存在变质这一不良情况，直接造成了频繁更换软化浴药液、增加停车频次，造成每次更换药液成本费用增加2000 元以及影响产量约4 吨，直接影响了公司B 厂区生产的连续性和质量的稳定。

软化浴变质，说明菌类超标，但因为软化浴成分较多，生产环境较复杂，菌落培养检测也不能确定携带途径。我司通过不断的对比实验，最终确定了影响软化浴使用周期的因素。

2 影响软化浴变质的因素[1,2]

从人员、方法、原料、设备和环境五个方面进行影响因素罗列和初步排除，并就关键控制工序涉及的几个方面重点分析。

图1 影响因素鱼刺图

2.1 软化浴pH值

我们咨询专家和查阅资料了解到，微生物对介质的pH 值的反应是很灵敏的，微生物在最适的pH 值中能正常生长和繁殖。大多数细菌在中性或弱碱性的环境中生长较适宜，霉菌和酵母则在弱酸的环境中较适宜。若培养基过酸或过碱，都能影响微生物对于营养物质的摄取。

因抗粘剂及其他组分的要求，软化浴pH 值要求不同。我们发现只要软化浴pH 值是酸性的，都未发生变质，使用周期也未发生影响。但由于软化剂中功能性组分的使用条件限制，不能使所有品种的软化浴pH 都是酸性。在软化浴各组分使用条件允许的情况下，提高pH 值至9-10，但没有什么改善。

2.2 软化浴温度

温度是微生物生长和繁殖的重要条件之一，各种微生物各有其生长所需的温度，超过其所需温度范围，就会停止生长，甚至死亡。此温度范围对某种微生物而言，又可分为最低温度、最适温度和最高温度。微生物在最适温度生长速度最快，由于微生物种类的不同，其最适温度的界限也不同。

提高软化浴温度，有利于软化剂的吸附，一般控制在50～ 60℃。我们尝试将软化浴温度提高至70℃，软化浴使用周期也没有改善。同时我们也试图降低温度以打破微生物的适宜生长温度，将温度由50～60℃降低至40℃，但仍没有什么效果。

2.3 软化剂种类

每种微生物对营养物的吸收均有选择性，如酵母菌喜欢糖类物质，不喜欢脂肪；而一些腐败菌则需要蛋白质营养物。

笔者对2012 年1 到3 月A 厂区软化浴实际使用情况和2012 年8 到12 月B 厂区软化浴实际使用情况进行调查，如图2。B 厂区实际药液更换主要集中于201 机、203 机和206 机这三台车，而该三台车的软化浴成分均为甘油加抗粘剂A，也就是使用甘油加抗粘剂A 配比的软化浴使用周期最短。但按照B 厂区实际工业生产产品性能要求，甘油＋抗粘剂A 并不能用其他软化剂和抗粘剂进行有效替换。

图2 各机台软化浴更换频次排列图

再生纤维素薄膜的软化剂主要使用甘油、二甘醇、三甘醇等，我们对比发现甘油作为单一软化剂，变质最快。这可能甘油富含微生物滋生的养分。

2.4 原材料本身的污染

软化浴组分较多，来源广泛，微生物污染的程度因不同的品种和来源而异。我们在制备软化浴时，采取单组分高温杀菌，软化浴使用周期略有延长，但最终仍出现了变质问题，未达到我们对使用周期的要求。软化浴单组分实验，并不会很快变质，这也说明微生物污染是在生产中带入的。

2.5 软化水

我司软化浴使用的水是软化水，水源是自来水厂。我们在对原材料上游进行调查时了解到，供应A 厂和B 厂生产用水的自来水公司水源不同，A 厂自来水公司水源多使用当地水库资源，B 厂自来水公司水源使用了黄河水资源。这可能是造成软化浴使用周期不同的主要因素。实验室中使用甘油+两种水质进行对比，变质时间有很大不同。甘油和A 厂区软化水，变质时间10 天；甘油+B 厂软化水，变质时间60 天。水质的不同，对软化浴使用周期影响很大。

2.6 环境因素

软化剂在制备、传输、贮存、使用过程中，频繁与空气、不洁净的机械接触，增加了微生物污染的风险。这些都需要严格控制和把关。原因分析过程，模拟软化剂制备流程，离线在实验室进行不洁净罐体实验，发现用有异味的底部有残渣的罐体储存生产用软化浴溶液，恒温23℃下，72 小时后整个罐体出现异味变质。因此软化浴组份接触容器的洁净程度也会影响其储存周期。

2.7 杀菌剂的选择

通过咨询和查阅资料，我们选择了镁盐杀菌剂和钠盐杀菌剂，而且确定钠盐杀菌剂对延长软化浴使用周期有更好的效果。

在实验室中加入镁盐杀菌剂和不加入镁盐杀菌剂的试样中，加入镁盐杀菌剂后的试样，软化浴21 天后变质，不加镁盐杀菌剂10 天后变质，证明镁盐杀菌剂能起到一定效果，但并不能达到目标要求；加入钠盐杀菌剂的试样，软化浴25 天后变质，而不加钠盐杀菌剂的软化浴10 天后变质。

杀菌剂的加入方式对杀菌效果也有明显不同。方式一是按要求将杀菌剂稀释到一定浓度，连续加入；方式二是直接将浓的杀菌剂每隔6 小时加入一次(十分钟内在槽体内循环均匀)。在实际生产中，对比连续加入方式和间歇性加入方式，软化浴使用周期出现明显差异，连续性加入方式仅维持软化浴使用周期至26 天，而加入方式可延长软化浴使用时间至平均48 天。

3 巩固措施

(1)软化剂接触罐体保持洁净。因为连续在线生产，对化工助剂需要连续制备，以每个班次8 小时为单位时间。因此有条件对软化剂制备罐体、计量工具和储存罐等接触设备进行及时刷洗和保持清洁，要把罐体清洁工作规定到改流程的作业指导书中，由班长监督组员严格执行，保持罐体和器具洁净、密闭；

(2)选择杀菌剂正确的加入方法和加入位置。杀菌剂正确的加入方法是间歇性循环加入，间歇性一次加入杀菌剂杀菌效果最佳，为此要根据菌落生长周期，采取每6 小时加入一次的方法；为达到十分钟内混合均匀的效果，需要选择在软化浴循环加入口一起加入，确保最短时间循环有效。

(3)开发新工艺，使用新的功能性材料，改变微生物滋生条件，主要是改变软化浴pH。文中提到，发现弱酸性环境的软化浴不容易变质，同时软化剂采用非甘油多元醇组合。因此，选择合适的软化剂和抗粘剂，实现弱酸性环境的软化浴处理条件，对延迟软化浴变质时间有辅助作用。例如开发和应用纳米级亲水阳性二氧化硅抗粘剂，保持其溶液的弱酸性，并确保与软化剂的混合稳定性。具体巩固措施工作实施分工见表1。

表1 巩固措施实施表

4 结语

这次软化浴变质问题，最终确定是生产用水中微生物导致，由于不方便在源头杀菌和改变水源，采用了在软化浴中间歇性加入适合的杀菌剂解决延长使用周期。

在实际生产中，影响软化浴微生物增多的因素很多，在生产控制中，尽量隔绝微生物的携带途径，从源头减少微生物带入软化浴，同时研究不同软化浴工艺条件对微生物滋生速度的影响，需要我们一直研究和杜绝。