CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
vectorstock.com/2358396
Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection
ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA (Sản xuất xà phòng, Sản xuất bột giặt, Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng) WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM
Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
ƠN
OF FI C
KHOA CÔNG NGHỆ
IA L
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NH
CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
QU
Y
ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA
HỌ TÊN SINH VIÊN
Hồ Quốc Phong
Vƣơng Thị Ngọc Tuyết
Nguyễn Thị Bích Thuyền
Nguyễn Thị Phƣơng Uyên B1706433 Trần Quang Vinh
DẠ
B1706431
B1809092
Ngành CN kỹ thuật hóa học –Khóa 43, 44
Y
KÈ M
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
Tháng 06/2020
IA L
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập tại trƣờng Đại học Cần Thơ đến nay, chúng em đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của các quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
OF FI C
Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gởi đến quý Thầy Cô Bộ môn Công Nghệ Hóa Học khoa Công Nghệ, trƣờng Đại học Cần Thơ đã tâm huyết, hỗ trợ và truyền đạt kiến thức cho chúng em trong suốt thời gian học tại trƣờng. Và đặc biệt là học kì này, bộ môn đã tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo chúng em rất bổ ích cho sinh viên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học. Đó là môn “Công nghệ các chất hoạt động bề mặt”.
ƠN
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Hồ Quốc Phong và cô Nguyễn Thị Bích Thuyền đã tận tâm truyền đạt kiến thức hoàn thiện trong học phần này, nhóm chúng em rất mong những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn đọc để kiến thức của nhóm chúng em đƣợc hoàn thiện hơn.
DẠ
Y
KÈ M
QU
Y
NH
Cuối cùng, nhóm chúng em xin kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và luôn thành công trong công việc.
Trang ii
IA L
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .....................................................................................................ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
OF FI C
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ v DANH MỤC BẢNG .......................................................................................... vi CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ........................................................ 1 1.1
Khái niệm và cơ chế của sự tẩy rửa ....................................................... 1
1.2
Vai trò của chất hoạt động bề mặt ......................................................... 1
ƠN
1.2.1. Giảm sức căng bề mặt và lấy bẩn ra. ................................................ 1 1.2.2. Chất chống tái bám bẩn. .................................................................. 2 1.2.3. Là chất tạo bọt. ................................................................................ 2 Ảnh hƣởng của môi trƣờng đến sự tẩy rửa. ........................................... 3
NH
1.3
CHƢƠNG 2 PHÂN LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY RỬA ……………………………………………………………………4 2.1
Các CHĐBM anion............................................................................... 4
Y
2.1.1 Các CHĐBM alkyl aren sulfonate: ................................................... 4
QU
2.1.2 Các Alken sulfonate. ........................................................................ 5 2.1.3 Các Alkan sulfonate. ........................................................................ 5 2.1.4 Các CHĐBM alkyl sunfate. .............................................................. 5
KÈ M
2.1.5 Các xà phòng: ................................................................................... 6
2.2
Các CHĐBM không ion:....................................................................... 6
2.2.1 Các rƣợu béo etoxy hóa: ................................................................... 6 2.2.2 Các rƣợu amit: .................................................................................. 6
DẠ
Y
2.2.3 Các polyglycerol ete: ........................................................................ 7 2.2.4 Các alkyl polyglucosit (APG): .......................................................... 7
2.3
Các CHĐBM cation: ............................................................................. 7
CHƢƠNG 3 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG HỖN HỢP TẨY RỬA ............ 9 Trang iii
Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tẩy rửa .......................................... 9
3.2
Các chất hoạt động bề mặt .................................................................... 9
3.3
Các tác nhân làm mềm nƣớc ................................................................. 9
3.4
Các tác nhân tạo môi trƣờng kiềm....................................................... 10
3.5
Các tác nhân làm trắng ........................................................................ 10
3.6
Các tác nhân chống tái bám ................................................................ 10
3.7
Các tác nhân làm tăng bọt và chống bọt .............................................. 10
OF FI C
IA L
3.1
3.7.1 Các chất tăng bọt ............................................................................. 10 3.7.2 Các chất chống bọt ............................................................................ 11
ƠN
3.7.3 Các chất ổn định bọt ......................................................................... 11 Các chất xúc tác sinh học .................................................................... 11
3.9
Các tác nhân làm mềm vải .................................................................. 11
3.10
Các chất tạo hƣơng ............................................................................. 12
3.11
Các chất chống di chuyển màu ............................................................ 12
3.12
Các chất độn ....................................................................................... 13
Y
NH
3.8
QU
CHƢƠNG 4 TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA 14 4.1 Công thức của bột giặt: ............................................................................ 14 4.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng. .................................................................... 15
KÈ M
4.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa: ........ 16
CHƢƠNG 5 SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA .................................................. 18 5.1 Sản xuất xà phòng: .................................................................................. 18 5.2 Sản xuất bột giặt: ..................................................................................... 20
Y
5.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng: .............................................................. 21
DẠ
CHƢƠNG 6 KẾT LUẬN ................................................................................ 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 24
Trang iv
IA L
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cơ chế tẩy rửa các vết dầu mỡ .............................................................. 1 Hình 5.1 Sơ đồ quá trình sản xuất xà phòng ...................................................... 18
OF FI C
Hình 5.2 Phƣơng trình phản ứng xà phòng hóa .................................................. 19 Hình 5.3 Sơ đồ phƣơng thức sản xuất bột giặt ................................................... 20
DẠ
Y
KÈ M
QU
Y
NH
ƠN
Hình 5.4 Sơ đồ bào chế sản phẩm lỏng .............................................................. 21
Trang v
IA L
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4-1 Công thức bột giặt dành cho giặt tay .................................................. 14 Bảng 4-2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy ................................................ 14
OF FI C
Bảng 4-3 Công thức bột giặt cổ truyền không tạo bọt ........................................ 15
DẠ
Y
KÈ M
QU
Y
NH
ƠN
Bảng 4-4 Công thức sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng............................................... 15
Trang vi
Giới thiệu tổng quan
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
IA L
CHƢƠNG 1
Khái niệm và cơ chế của sự tẩy rửa (Nhóm sinh viên Trƣờng Đại học
1.1
Cần Thơ, 2013) Khái niệm về sự tẩy rửa
OF FI C
-
Sự tẩy rửa đƣợc định nghĩa là “làm sạch mặt của một vật thể rắn, với một tác nhân riêng biệt, chất tẩy rửa, theo một tiến trình lý hóa khác hẳn với việc hòa tan thông thƣờng”
NH
ƠN
- Cơ chế tẩy rửa. Quá trình tẩy rửa xảy ra theo các bƣớc sau: Dung dịch tẩy rửa trong nƣớc làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc, nƣớc thấm sâu vào xơ sợi. Quá trình lấy bẩn ra. Quá trình chống tái bám chất bẩn. Chất hoạt động bề mặt tạo bọt, chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài hay phân tán vào trong dung dịch ở dạng huyền phù, treo lơ lửng. Vai trò của chất hoạt động bề mặt (Louis Hồ Tấn Tài, 1999)
1.2
1.2.1. Giảm sức căng bề mặt và lấy bẩn ra.
DẠ
Y
KÈ M
QU
Y
Chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc làm cho vải đƣợc thấm ƣớt hoàn toàn. Mỗi phân tử của CHĐBM có 1 đầu ái nƣớc, đầu này bị các phân tử nƣớc hút và 1 đầu không ƣa nƣớc – đầu này đồng thời vừa đẩy nƣớc vừa hút vào các chất dầu mỡ bẩn. Các lực ngƣợc nhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ lửng trong nƣớc ở dạng hòa tan, nhũ hoặc huyền phù. Khuấy đảo của tay hay máy giặt đã giúp kéo hẳn các chất bẩn ra khỏi bề mặt cần làm sạch. Các vết bẩn phân cực thì dùng CHĐBM anion, các vết bẩn không phân cực thì dùng CHĐBM không ion. VD : Cơ chế tẩy rửa vết bẩn có chất béo:
Hình 1.1 Cơ chế tẩy rửa các vết dầu mỡ
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 1
Giới thiệu tổng quan
OF FI C
IA L
Ban đầu, sợi có dính vết bẩn dạng dầu mỡ đƣợc ngâm trong môi trƣờng nƣớc. Do sức căng bề mặt của nƣớc lớn nên nƣớc không thể tách hoặc hòa tan vết bẩn. Khi hòa tan chất tẩy rửa vào nƣớc, dung dịch chất tẩy rửa này có sức căng bề mặt nhỏ hơn nƣớc. Dung dịch có thể thấm sâu vào sợi vải và lôi các vết dầu mỡ ra, các vết dầu mỡ đƣợc lấy ra và treo lơ lửng ở dạng nhũ tƣơng hoặc dung dịch đồng nhất. 1.2.2. Chất chống tái bám bẩn. Các vết bẩn trong dung dịch tẩy có thể ƣa hoặc kỵ nƣớc. Các hạt ƣa nƣớc sẽ phân tán vào trong nƣớc và không bị tái bám. Ngƣợc lại các hạt kỵ nƣớc lại có khuynh hƣớng bám trơ lại vải. Trong dung dịch tẩy rửa, phần lớn bề mặt vải và hạt bẩn tích điện âm.
Các CHĐBM anion bị hút vào hạt bẩn và sợi làm tăng hàng rào tĩnh điện giữa
ƠN
chúng và các hạt giúp sự phân tán các hạt bẩn ổn định, ngăn sự tái bám. Nhƣng đến một nồng độ nào đó của vết bẩn và CHĐBM nhất định, khi nồng độ anion càng cao thì sự tái bám càng tăng do sự nén ép lớp điện tích kép bao bọc bề mặt sợi và hạt.
Y
NH
Các CHĐBM nonion có dây kỵ nƣớc của phân tử càng dài thì tính chống tái bám càng lớn. Các chất nonion hấp phụ vào bề mặt sợi và các hạt bẩn hƣớng phần ƣa nƣớc ra ngoài. Hàng rào lập thể đƣợc tạo ra và cả lớp nƣớc hydrat hóa sẽ ngăn chặn các hạt tiến lại gần sợi, chống lại sự tái bám. Nhƣng thực tế CHĐBM nonion có khả năng chống tái bám thấp hơn các anion.
QU
CHĐBM cation không có tác dụng chống tái bám, nó không thích hợp cho việc giặt tẩy. CHĐBM cation tích điện dƣơng, bề mặt vải tích điện âm vì vậy chúng bám vào vải nên không có tác dụng chống tái bám
KÈ M
1.2.3. Là chất tạo bọt. CHĐBM tạo bọt làm cho chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra ngoài. Một CHĐBM hay hỗn hợp CHĐBM có khả năng tạo bọt tối đa quanh cmc. Với một loại CHĐBM, cmc càng nhỏ thì khả năng tạo bọt càng lớn. Đối với alky
Y
sulfat, chiều dài dây Cacbon tăng thì độ hòa tan cmc giảm, khả năng tạo bọt tăng; khi di chuyển nhóm ƣa nƣớc vào trong dây hay dùng dây Cacbon mạch nhánh thì làm tăng cmc từ đó làm giả khả năng tạo bọt. Chất HDBM không ion tạo bọt ít hơn ion trong nƣớc. Để tăng khả năng tạo bọt ngƣời ta thêm vào các thành phần phụ da, đó là các
DẠ
chất hữu cơ có cực có thể làm giảm cmc của CHĐBM. Các chất tăng cƣờng bọt trong bột giặt, nƣớc rửa chén, các dầu gội đầu là mono hay dietanol amid tạo bọt bền, mịn và đều. Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 2
Giới thiệu tổng quan Ảnh hƣởng của môi trƣờng đến sự tẩy rửa. (Lê Thị Ngọc Trâm)
IA L
1.3
Môi trƣờng nƣớc cứng có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ làm kết tủa xà bông,
OF FI C
giảm bọt. Do đó trong bột giặt có chứa các thành phần có tác dụng làm mềm nƣớc. Ta có thể sử dụng các chất tạo phức nhƣ ortho phosphat, pyro phosphat, di phosphat, tri phosphat (tên gọi không chính xác là tripolyphosphat TPP), EDTA (etylen Diamin Tetra-acetat), NTA (Nitrilo Tri-acetic) … Nhƣng do các chất tạo phức có chƣa phospho sẽ cung cấp dinh dƣỡng cho các thực vật sống trong nƣớc nhất là tảo, làm cho chúng phát triển nhanh nên tiêu thụ nhiều O2 hòa tan trong nƣớc vào ban đêm làm cá
chết hàng loạt nên hạn chế dùng. Sử dụng chất tạo môi trƣờng kiềm và có tác dụng đệm để duy trì môi trƣờng
ƠN
này. Các chất thƣờng sử dụng nhƣ TPP, Na2CO3, NaHCO3, các silicat. Trƣớc đây, ngƣời ta sử dụng TPP khá phổ biến nhƣng hiện nay Zeolit (các silicat) đang từ từ thay thế các carboxylat cùng các loại polymer phân giải sinh học tăng tốc và các silicat mới
DẠ
Y
KÈ M
QU
Y
NH
đang đi vào thị trƣờng.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 3
Phân loại chất hoạt động bề mặt có tác dụng tẩy rửa
PHÂN LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG TẨY RỬA
AL
CHƢƠNG 2
(Lê Thị Ngọc Trâm)
Các đối tƣợng cần tẩy rửa (loại sợi dệt).
OF
Trạng thái môi trƣờng (nƣớc cứng hay không).
FI
CI
Chất hoạt động bề mặt đƣợc sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa là CHĐBM anion và nonion. Tuy nhiên do tính phong phú của các vết bẩn, các môi trƣờng tẩy rửa, đối tƣợng cần tẩy rửa nên không có CHĐBM nào đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu trên. Việc lựa chọn các CHĐBM phụ thuộc điều kiện nghiên cứu:Nhiệt độ tẩy rửa.
Mức nổi bọt. Sản phẩm có phosphat không.
Hình thức của chất tẩy rửa (lỏng, bột thƣờng hay bột đậm đặc).
ƠN
Phƣơng trình bào chế (tự động hay NTR- Non Tower Route, theo thuật ngữ Anglosaxon). Ngoài ra việc chọn lựa còn tùy thuộc vào số lƣợng và chất lƣợng của các thành phần khác. Có thể sử dụng kết hợp CHĐBM ion và nonion. Các CHĐBM anion
NH
2.1
2.1.1 Các CHĐBM alkyl aren sulfonate:
QU Y
Các CHĐBM alkyl aren sulfonate phổ biến nhất là alkyl benzen sulfonate có phần kỵ nƣớc là gốc alkyl (có số nguyên tử Carbon trên dƣới 12) nối vào vòng benzen, phần ái nƣớc là nhóm sunfonate.
M
Thực nghiệm cho thấy tính HĐBM của chúng phụ thuộc nhiều vào nhóm ankyl:
KÈ
- Gốc ankyl mạch thẳng có khả năng tẩy rửa tốt hơn so với ankyl mạch nhánh. Gốc ankyl càng phân nhánh thì alkyl benzen sulfonate tƣơng ứng càng dễ tan trong nƣớc. Mặt khác ankyl mạch nhánh khó bị phân hủy sinh học. -
Gốc ankyl bậc I có tính tẩy rửa tốt hơn các alkyl khác.
DẠ Y
- Nhóm phenyl sulfonate ở vị trí nguyên tử Carbon số 1 trên gốc ankyl thì khả năng tẩy rửa cực đại khi gốc ankyl thẳng có số nguyên tử carbon khoảng 11 đến 14. Khi nhóm phenyl sulfonate càng di chuyển vào giữa mạch thì khả năng tẩy rửa càng giảm. Ứng dụng thực tế của alkyl benzen sulfonate: -
Là chất tẩy rửa, chiếm gần 50% tổng sản lƣợng chất tẩy rửa các loại:
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 4
Phân loại chất hoạt động bề mặt có tác dụng tẩy rửa + Là CHĐBM chính trong các sản phẩm tẩy rửa, tiêu biểu là bột giặt các
AL
loại, hàm lƣợng LAS sử dụng có thể trên dƣới 10%. + Dùng trong sản xuất nƣớc rửa chén.
CI
+ Trong một số dầu gội đầu cũng có sử dụng LAS (3-4%), nhất là dùng cho tóc dầu.
FI
- Dùng nhiều trong ngành mạ điện: các bể điện phân có chứa một lƣợng CHĐBM nhất là LAS, alkyl sunfat sẽ làm lớp mạ không bị xốp, bóng đẹp và bền hơn mà không cần đáng bóng phụ.
OF
Trong xử lý bề mặt kim loại, các CHĐBM đƣợc sử dụng nhiều trƣớc khi sơn hay tráng men lên bề mặt kim loại, chúng đƣợc xử lý bằng dung dịch H3PO4. Các CHĐBM này (không dùng xà phòng) tăng cƣờng khả năng thấm ƣớt, giúp cho bề mặt
2.1.2 Các Alken sulfonate.
ƠN
đƣợc xử lý tốt hơn và đồng đều hơn.
Các alken sunfonate có khả năng tạo thành hỗn hợp tẩy rửa không có phosphat
QU Y
NH
hay với hàm lƣợng phosphat nhỏ. Phosphat đƣợc thêm vào bột giặt để làm tăng khả năng tẩy rửa, dự trữ kiềm, làm giảm độ cứng của nƣớc do tạo phức tan với Ca2+, Mg2+. Tuy nhiên phosphat khi thảy ra ngoài gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái nên một số vùng, ngƣời ta cấm dùng bột giặt chứa phosphat. Một số nhà sản xuất thay phosphat bằng zeolit hay silicat biến tính nhƣng trong nƣớc thải sử dụng zeolit có chứa nhiều bùn. Các alken sunfonate hoạt động trong nƣớc cứng tốt hơn là alkyl sunfonate và alkylbenzen sunfonate. Tuy nhiên khi sử dụng alken sunfonate chung với nƣớc javen để tẩy trắng làm hại da tay nên ngƣời ta ít sử dụng.
M
2.1.3 Các Alkan sulfonate.
KÈ
CHĐBM alkan sulfonate (có chiều dài mạch Carbon từ C8-C12) sử dụng chủ yếu dạng dung dịch trong nƣớc nhƣ là chất nhũ hóa và thấm ƣớt (nhất là khi tẩy nhuộm vải cotton); hoặc là phụ gia cho chất tẩy rửa. 2.1.4 Các CHĐBM alkyl sunfate.
DẠ Y
Tính chất của các CHĐBM alkyl sunfate phụ thuộc vào cấu tạo và chiều dài của nhóm alkyl, vị trí của nhóm sulfat trong mạch. Các kết quả thực nghiệm cho thấy:
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 5
Phân loại chất hoạt động bề mặt có tác dụng tẩy rửa
AL
- Ankyl sunfate bậc 1 có khả năng tẩy rửa tốt hơn alkyl sunfate bậc 2. Khả năng tẩy rửa tốt nhất khi chiều dài mạch Carbon chứa từ 12 đến 16 nguyên tử Carbon đối với ankyl sunfate bậc 1, và từ 15 đến 18 đối với alkyl sunfate bậc 2.
CI
- Đối với alkyl sunfate bậc 2, khi di chuyển gốc sunfate càng vào giữa mạch, tính HĐBM càng giảm dần.
FI
- Mạch thẳng có tính HĐBM tốt hơn mạch nhánh. Mạch nhánh không có khả năng phân hủy sinh học. Do vậy, ngƣời ta sử dụng rƣợu làm nguyên liệu là các rƣợc bậc 1 mạch thẳng có số nguyên tử Carbon từ 12 đến 18, một số trƣờng hợp sử dụng rƣợu bậc 2 mạch thẳng.
OF
2.1.5 Các xà phòng:
Xà phòng là hỗn hợp muối natri, kali của các axit béo. Công thức hóa học của chúng: RCOONa
ƠN
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất xà phòng tốt nhất là các axit béo bão hòa có gốc hidro carbon từ C12 đến C18. Nếu mạch carbon có nhiều hơn 18 nguyên tử carbon, tính tẩy rửa tốt nhƣng có độ tan kém ở nhiệt độ thƣờng nên không thể hiện tính HĐBM. Nếu mạch carbon có ít hơn 12 nguyên tử carbon thì khả năng tẩy rửa và tạo bọt kém
NH
(có nhiều bọt nhƣng bọt không bền) mặc dù chúng có độ hòa tan cao. Ngƣời ta thấy rằng khi mạch carbon có 14 nguyên tử carbon thì tốt nhất cho tẩy rửa. Xà phòng có nhƣợc điểm là không hoạt động trong môi trƣờng pH thấp, bị thuỷ phân thành axit béo ngay cả trong môi trƣờng trung tính (pH = 7); dễ tạo thành muối
2.2
QU Y
không tan trong môi trƣờng nƣớc có ion Ca2+, Mg2+. Các CHĐBM không ion:
CHĐBM không ion (nonionic) ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi vì chúng có
M
khả năng hoạt động trong môi trƣờng nƣớc cứng, môi trƣờng chứa lƣợng lớn chất điện ly, chứa nhiều ion kim loại nặng và môi trƣờng pH thấp.
KÈ
2.2.1 Các rượu béo etoxy hóa: Công thức hóa học của chúng:
DẠ Y
Trong những CHĐBM không ion thƣơng mại, các sản phẩm làm từ các rƣợu béo với oxit etylen là loại đƣợc dùng nhiều nhất ngày nay. 2.2.2 Các rượu amit:
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 6
Phân loại chất hoạt động bề mặt có tác dụng tẩy rửa
CI
AL
Công thức hóa học của chúng:
FI
Các ankyl monoetanolamit đƣợc sử dụng để tăng hoặc ổn định bọt trong
OF
những công thức gốc ankyl ete sulfat (nƣớc rửa chén hoặc dầu gội đầu). Chúng cũng có những đặc tính làm đặc sệt, làm óng ánh hoặc làm mềm, tùy theo dây carbon R. 2.2.3 Các polyglycerol ete:
ƠN
Công thức hóa học của chúng:
NH
Các chất này hoàn toàn phù hợp với da và có những đặc tính tạo bọt rất tốt. 2.2.4 Các alkyl polyglucosit (APG):
M
QU Y
Công thức hóa học của chúng:
KÈ
Trong đó n từ 1 đến 3, R là gốc hidro carbon có tử 9 đến 13 nguyên tử
Carbon.
DẠ Y
Các chất này đƣợc sử dụng trong công thức bột, nhƣng thƣờng là trong các sản phẩm lỏng, nƣớc rửa chén. Chúng rất dịu với da mặt khác chúng dễ phân hủy sinh học. 2.3
Các CHĐBM cation:
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 7
Phân loại chất hoạt động bề mặt có tác dụng tẩy rửa Các CHĐBM cation không thích hợp cho tẩy rửa. Chúng có tác dụng làm mềm
AL
vải, nhƣng nếu đƣa chúng vào bột giặt, nó sẽ kết hợp với anion tạo muối không tan. Vì vậy cần có một sản phẩm để làm mềm vải riêng và đƣợc sử dụng sau khi giặt. Một số
CI
trƣờng hợp có thể đƣa chất làm mềm vải vào nhƣng phải thay đổi thành phần và thêm một số phụ gia khác, tuy nhiên sản phẩm này chƣa đƣợc sử dụng nhiều. Ngoài ra
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
OF
FI
CHĐBM cation còn có tác dụng tẩy trùng, ta sử dụng chúng để tẩy trùng cho quần áo.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 8
CHƢƠNG 3 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG HỖN HỢP TẨY RỬA 3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tẩy rửa Các yếu tố ảnh hƣởng bao gồm 2 nhóm:
CI
(Lê Thị Ngọc Trâm)
AL
Thành phần chính trong hỗn hợp tẩy rửa
Các yếu tố có thể khống chế đƣợc là nhiệt độ, pH, thành phần bột giặt… Các yếu tố khách quan không thể kiểm soát đƣợc gây ảnh hƣởng chính tới quá trình giặt tẩy là: nguồn nƣớc, các loại vết bẩn, bản chất của vải sợi. + Nguồn nƣớc:
FI
-
OF
Ảnh hƣởng lớn nhất của nguồn nƣớc lên quá trình tẩy rửa là ảnh hƣởng của hàm lƣợng Ca2+, Mg2+ có trong nguồn nƣớc, tức là ảnh hƣởng do độ cứng của nƣớc.
ƠN
+ Các loại chất bẩn:
Các loại vết bẩn khác nhau có từ những nguồn gốc khác nhau nhƣ: vết bẩn từ thân thể, từ môi trƣờng, từ thực phẩm; vết bẩn do nghề nghiệp… Các loại vết bẩn khác nhau tác động lên quá trình tẩy rửa với các mức độ khác nhau.
tạo),…
QU Y
NH
+ Bản chất của vải sợi: Tùy từng loại vải khác nhau có một chế độ giặt khác nhau. Các loại sợi dệt đƣợc xếp thành các nhóm sau: sợi thiên nhiên động vật, sợi thiên nhiên thực vật, sợi tổng hợp, sợi nhân tạo, sợi hỗn hợp (kết hợp sợi thiên nhiên và sợi nhân 3.2 Các chất hoạt động bề mặt Các CHĐBM là thành phần chủ yếu của một sản phẩm tẩy rửa, đảm bảo tẩy đi các vết bẩn và những chất lơ lửng trong nƣớc giặt để ngăn cản sự bám lại của chúng trên vải vóc
KÈ
M
Hai yếu tố quan trọng trong hiện tƣợng tẩy rửa là sự hòa tan của các CHĐBM và nồng độ micelle tới hạn CMC. Do quá trình tẩy rửa đa dạng và phức tạp, không có CHĐBM nào có thể đáp ứng mọi yêu cầu tẩy rửa mà tùy vào mục đích sử dụng: Dựa vào nhiệt độ quá trình tẩy rửa Các loại sợi dệt Ảnh hƣởng đến môi trƣờng Sản phẩm có phosphat hay không Hình thức sản phẩm (lỏng, bột truyền thống hay bột đậm đặc) Quá trình phối trộn 3.3 Các tác nhân làm mềm nƣớc
DẠ Y
-
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 9
Thành phần chính trong hỗn hợp tẩy rửa Ngƣời ta sử dụng các tác nhân làm mềm nƣớc để tránh hiện tƣợng nƣớc cứng
-
Phức hóa các ion Ca2+, Mg2+: làm giảm lƣợng ion tự do Trao đổi ion Ca2+, Mg2+ với các ion Na+, K+ : hấp thụ các ion Ca2+, Mg2+ và giải hấp thụ các ion Na+, K+ làm giảm lƣợng Ca2+, Mg2+ tự do trong dung dịch. Tạo kết tủa các ion Ca2+, Mg2+: làm tủa các ion Ca2+, Mg2+
CI
-
AL
làm giảm hiệu quả tẩy rửa bằng cách:
FI
Tùy vào từng loại sản phẩm có thể dùng kết hợp 2 hay 3 chất làm mền nƣớc.
-
TPP (pH=9.5): có khả năng đệm tốt, phức hợp tốt và chống tái bám Percarbonat natri (pH=10.5): là tác nhân làm trắng, thƣờng phối hợp với TAED Các silicat (pH=10-13): vừa tạo môi truoefng kiềm thủy phân các chất bẩn dầu mỡ vừa đóng vai trò chống ăn mòn, giúp ổn định bọt, ngăn chặn các chất bẩn bám lại bề mặt, đi kèm với zeolit ở tỉ lệ thấp, không dùng trong kem nhão do dễ tạo thành bột. Na2CO3 (pH>10): là tác nhân làm mềm nƣớc và chất độn rẻ tiền NaHCO3 : là chất trợ kiềm khi các nguyên liệu khác không đảm đƣợc vi trò đó
ƠN
-
OF
3.4 Các tác nhân tạo môi trƣờng kiềm Một số chất trợ kiềm:
NH
Trƣớc đây, ngƣời ta sử dụng TPP khá phổ biến nhƣng hiện nay zeolit đang từ từ thay thế và các carboxylat cùng các loại polymer phân giải sinh học tăng tốc và các silicat mới đang đi vào thị trƣờng.
M
Các tác nhân khử oxy (sunfit và bisunfit) Các hợp chất của clo Các hợp chất khác có khả năng giải phóng oxy tự do 3.6 Các tác nhân chống tái bám Các vết bẩn trong dung dịch giặt tẩy có thể ƣa nƣớc hay kỵ nƣớc. Các hạt ƣa
KÈ
-
QU Y
3.5 Các tác nhân làm trắng Tác nhân làm trắng là một chất có khả năng tẩy màu của một nền vải bằng một phản ứng hóa học làm biến đổi các nhóm tạo màu, phân hủy các thể màu thành những hạt nhỏ hơn, dễ tan hơn để có thể loại ra dễ dàng. Các tác nhân làm trắng đƣợc chia thành 3 loại:
DẠ Y
nƣớc sẽ phân tán rất nhanh trong nƣớc và ổn định do năng lƣợng tự do ở bề mặt phân chia pha rắn/lỏng nhỏ, do đó không có sự tái bám. Đối với các hạt kỵ nƣớc, năng lƣợng tự do ở bề mặt rắn/lỏng lớn, các hạt có xu hƣớng đông tụ lại và bám lên bề mặt kỵ nƣớc. Các tác nhân chống lại sự tái bám có thể là các CHĐBM, các phosphat, các polymer.
3.7 Các tác nhân làm tăng bọt và chống bọt 3.7.1 Các chất tăng bọt
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 10
Thành phần chính trong hỗn hợp tẩy rửa -
CHĐBM
AL
Một CHĐBM hay hỗn hợp các CHĐBM có thể tạo thành một hệ thống tạo bọt.
Số lọt bọt tăng với nồng độ tối đa quanh cmc. Về lý thuyết có thể dự đoán khả năng
CI
tạo bọt của một CHĐBM dựa vào giá trị cmc nhƣng không nói lên đƣợc là bọt đã ổn định hay chƣa.
FI
Các yếu tố có khả năng làm thay đổi cmc, làm tăng hoặc giảm khả năng tạo bọt của một CHĐBM: nhiệt độ, sự hiện diện của chất điện giải, cấu trúc của phân tử các
-
OF
CHĐBM. Chất phụ gia
Khi thêm một chất phụ gia (có thể là CHĐBM có tính tẩy rửa không đáng kể
3.7.2 Các chất chống bọt
ƠN
hoặc các chất điện giải vô cơ) có thể tạo một lƣợng lớn bọt với CHĐBM ít bọt
Các tác nhân chống bọt làm giảm hay loại trừ bọt trong sản phẩm bằng cách ngăn cản sự tạo bọt bằng những ion vô cơ Ca2+ có ảnh hƣởng đến sự ổn định tĩnh điện hay
NH
giảm nồng độ các anion bằng kết tủa hoặc là làm tăng tốc độ phân hủy của bọt bằng những hợp chất vô cơ hay hữu cơ sẽ thay thế phân tử các CHĐBM của màng bọt làm bọt ít ổn định.
QU Y
3.7.3 Các chất ổn định bọt
- Các chất ổn định bọt vô cơ: natri silicat… - Các chất ổn định bọt hữu cơ: etanalamin, isopropanolamin, dietanolamin… 3.8 Các chất xúc tác sinh học Các enzym đƣợc đƣa vào thành phần bột giặt do: Xúc tiến cho quá trình phân hủy các chất bẩn: nhiệt độ giặt thấp, các vết bị loại dễ dàng - Có thể làm bột giặt đậm đặc và lỏng - Làm quần áo lâu cũ trong thời gian dài - Các enzym cõ nguồn gốc từ các vi sinh vật và có hiệu quả tẩy giặt khác nhau. 3.9 Các tác nhân làm mềm vải Trƣớc khi có bột giặt tổng hợp, các sản phẩm có nguồn gốc xà phòng phản ứng với các muối hiện diện trong nƣớc hình thành loại xà bông vôi có tác dụng bôi trơn chống lại tác dụng thô cứng của vải.
DẠ Y
KÈ
M
-
Do yêu cầu sử dụng, chất làm mềm đầu tiên ra đời ở Mỹ vào năm 1953 là CHĐBM cation Clorua Amoni thế 4 lần Distearyl Amoni Clorua DSDMAC. Chất này Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 11
Thành phần chính trong hỗn hợp tẩy rửa mang điện tích dƣơng (+), các anionic mang điện tsch âm (-) nên rất khó đƣa vào trong
AL
công thức tẩy rửa do tạo tủa với CHĐBM. Trong dung dịch nƣớc giặt, bề mặt sợi tích điện âm (-) có khuynh hƣớng hút các phân tử DSDMAC. Ngƣời ta đƣa chất làm mềm Có hiệu quả chống khô cứng Khả năng làm trơn bóng, dễ ủi Hạn chế tĩnh điện Giúp hòa tan đƣợc dầu thơm Có tính sát khuẩn
FI
-
CI
vải sợi vào sau khi xả để sản phẩm đạt hiệu quả và do những ƣu điểm của DSDMAC:
OF
Nhƣng DSDMAC có nhực điểm chính là không hòa tan vào nƣớc
nên
DSDMAC không phân bố đồng đều lên vải vóc. Trƣớc sức ép bảo vệ môi trƣờng thúc đẩy các nhà sản xuất thay thế dần DSDMAC.
ƠN
3.10 Các chất tạo hƣơng Hƣơng đƣợc sử dụng trong bột giặt không những làm thơm mà còn phải tồn đọng trên quần áo tạo cho chúng có mùi thơm dễ chịu. Hƣơng đƣợc sử dụng khác nhau trong các sản phẩm tẩy rửa tùy theo thành phần cấu tạo hóa học của chúng, dạng sản
NH
phẩm (lỏng, rắn). Dùng các chất tạo hƣơng để che mùi nền khó chịu từ các nguyên liệu ban đầu nhƣ cá CHĐBM ít nhiều có mùi: alkyl benzen sunfonat có mùi dầu lửa, nonionic có mùi mỡ, cationic có mùi tanh cá, TAED có mùi giấm, enzyme lipaza, polymer PVP…
QU Y
Ngoài ra hƣơng còn đƣợc sử dụng để tạo mùi thơm dễ chịu phù hợp với thị hiếu ngƣời tiêu dùng. Hƣơng có độ bền và tính bám phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là độ ẩm. Nƣớc hiện diện trên quần áo làm cho mùi hƣơng bốc hơi dễ dàng. Vì vậy, đôi khi
KÈ
M
cảm nhận đƣợc mùi hƣơng trên quần áo ẩm ƣớt và không mùi trên quần áo khô. Các chất nhẹ dễ bay hơi có mùi hƣơng bị biến đổi theo thời gian và nhiệt độ, cho nên trong quá trình sản xuất phải cho hƣơng vào sau các giai đoạn gia nhiệt để tránh mất hƣơng.
DẠ Y
3.11 Các chất chống di chuyển màu Trong quá trình giặt, màu của vải sợi bị chuyển sang vải màu trắng (hoặc màu sáng hơn). Chất chống di chuyển màu, thƣờng dùng là PVP (poly vinyl pyrrilidon) tan đƣợc trong nƣớc, ngăn cản quá trình di chuyển màu từ vải này sang vải khác thông qua cơ chế phức hóa các màu trong dung dịch nƣớc giặt và ngăn cản chúng hấp phụ vào vải. PVP có tác động nhiều hơn khi trong thành phần có các CHĐBM không ion, thuốc nhuộm acid anionic và thuốc nhuộm trực tiếp.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 12
Thành phần chính trong hỗn hợp tẩy rửa
AL
3.12 Các chất độn Các chất này không có vai trò gì trong quá trình tẩy rửa nhƣng một số hợp chất cần thiết cho quá trình sản xuất. Còn đối với những chất bột thƣờng chứa các hợp chất
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
OF
FI
CI
làm đầy, kết nối tất cả các nguyên liệu với nhau làm giảm giá thành sản phẩm. Chất đƣợc sử dụng nhiều nhất là sulfat natri, bên cạnh đó còn có carbonat calcium, đất sét, tinh bột,… Còn trong bột giặt đậm đặc, ngƣời ta tìm cách loại trừ tối đa các chất độn.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 13
Tầm quan trọng của CHĐB trong các sản phẩm tẩy rửa
AL
CHƢƠNG 4 TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA (Louis Hồ Tấn Tài,1999)
CI
4.1 Công thức của bột giặt:
FI
Công thức tạo bột cổ điển: Công thức giặt tay:
Bảng 4-1 Công thức bột giặt dành cho giặt tay
OF
Tỉ lệ (% Khối lƣợng)
Thành phần
15 – 30
Anionic ABS hoặc LAS
0–3
Nonionic
ƠN
TPP Silicat Na
Sulfat Na Cacbonnat Ca Bentonit (set) /calcit
NH
Cacbonat Na
3 – 20 5 – 10 5 – 10 20 – 50 0 – 15 0 – 15
QU Y
Công thức bột giặt dành cho giặt máy: Trong trƣờng hợp này các công thức khác biệt nhau rất ít: - Sự có mặt hoặc không có mặt photphat - Sự có mặt của những chất tẩy trắng : perborat/TEAD hoặc perborat/
M
SNOB.
Bảng 4-2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy
Tỉ lệ (% khối lƣợng)
KÈ
Thành phần
Công thức có Photpho 10 – 20
Nonionic
0–5
DẠ Y
Anionic
TPP
15 – 30
Silicat Na
5 – 15
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Công thức không có Photpho 10 – 20 0–
5
5 – 15
Trang 14
Tầm quan trọng của CHĐB trong các sản phẩm tẩy rửa
Sulfat Na
5 – 15
5 – 30
Xà bông
0 - 1.5
0–2
Perborat
0 – 15
0 – 15
CI
Na
5 – 20
0– 4
TAED hoặc SNOB Polime
0–4 0–5
FI
0–2
Zeolit
AL
5 – 15
15 – 35
-
OF
Na
Cacbonat
Công thức cổ truyền không tạo bọt
Bảng 4-3 Công thức bột giặt cổ truyền không tạo bọt
Tỉ lệ (% khối lƣợng)
ƠN
Thành phần
Nonionic Chất xây dựng + Chất khác Perborat
Tác nhân phụ
QU Y
TAED
Hoa Kỳ
Nhật Bản
5 – 15
8 – 22
15 – 25
3–7
0–6
0–4
30 – 45
30 – 50
25 – 40
15 – 25
-
-
2–5
-
-
15 – 25
15 – 30
25 – 40
NH
Anionic
Châu Âu
Sự khác biệt chính các công thức trên là ở chỗ tỉ suất các Anionic rất cao, không có tác nhân tẩy trắng và tác nhân chống bọt ở công thức của Hoa Kỳ và Nhật Bản.
Bảng 4-4 Công thức sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng
KÈ
M
4.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng.
Thành Phần
Tỉ lệ (% khối lƣợng) Công thức B
LAS Trietanolamin
15
30
Rƣợu béo Etoxy hóa ( 7 OE )
30
15
Axit stearic
15
15
Axit Xitric
0.2
0.2
DẠ Y
Công thức A
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 15
Tầm quan trọng của CHĐB trong các sản phẩm tẩy rửa
Proteaza
0.05
Chất tẩy quang học
0.25
Nhũ tƣơng Silicon (DB 110)
0.2
Rƣợu
10
1,2_Propan dion
5
Trietanolamin dùng để điều chỉnh
7
AL
0.3
0.3
0.05 0.25
CI
Phosphonic
-
0.2
OF
pH
-
FI
Axit Dietylentriamin Pentametylen
Nƣớc
17
10 5 7 17
CHĐBM không ion đƣợc dùng trong nƣớc rửa chén với tỉ lệ thấp để điều
ƠN
chỉnh bọt, ổn định bọt, tăng cƣờng khả năng hoạt động trong môi trƣờng nƣớc cứng, ít hai da. 4.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa:
NH
Trong các công thức pha chế ở trên, ta thấy mọi sản phẩm tẩy rửa có chứa rất nhiều thành phần khác nhau, các công thức không giống nhau hoàn toàn về số lƣợng cũng nhƣ các hóa chất sử dụng. Nhƣng nhìn chung tất cả các công thức đều có chứa các CHĐBM.
QU Y
Các CHĐBM là thành phần không thể thiếu, chúng có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc, giúp nƣớc thẩm sâu vào sơ sợi để hòa tan vết bẩn. Đối với chất bẩn không tan, chúng sẽ bị CHĐBM lấy ra ngoài dƣới dạng huyền phù. Sau đó CHĐBM tạo bọt để đẩy bụi bẩn nổi lên trên, không cho chúng tái bám trở lại. Nhìn
M
chung, chúng ta có thể tƣởng tƣợng là nếu không có CHĐBM trong các chất tẩy rửa thì quá trình tẩy bẩn sẽ không xảy ra đƣợc. Các thành phần khác chỉ là thành phần phụ có tác dụng cải thiện khả năng tẩy rửa.
KÈ
Vai trò của các thành phần phụ:
Sulfat natri : Khi thêm vào dung dịch CHĐBM một chất điện ly nào đó, thí dụ: NaCl, Na2SO4 thì hiện tƣợng tạo micelle xảy ra ở nồng độ thấp hơn và nhƣ vậy có thể giảm đƣợc lƣợng CHĐBM cần thiết khi giặt giũ.
DẠ Y
Silicat natri (Thủy tinh lỏng): Ổn đinh bọt, ngăn cản bẩn tái bám vào vải. Trong bột giặt nó làm tăng độ bền của bột, ngăn không cho chúng bị dính vào nhau, đảm bảo bột luôn tơi xốp.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 16
Tầm quan trọng của CHĐB trong các sản phẩm tẩy rửa
AL
Các muối peoxit: Có tính chất tẩy trắng, khử khỏi vải các chất bẩn có màu nhƣ: nƣớc trà, nƣớc hoa quả,… Khi hòa tan vào nƣớc, nguyên tử oxy hoạt động tách ra có tác dụng oxy hóa rất mạnh. Trong đó có Napeborat, NaBO2.H2O2.3H2O là chất bột trắng chứa 10.38% oxy hoạt động đƣợc dùng nhiều nhất trong công nghiệp.
FI
CI
Bentonit (xà phòng vô cơ): Thành phần chính là nhôm silicat (80-90%). Khi cho vào nƣớc, nó không tan mà trƣơng nở thể tích đến 8 lần, chuyển thành dạng gel. Nhờ tính nhũ hóa mà nó giữ trong dung dịch các chất bẩn mà xà phòng, chất tẩy rửa đã lấy ra (tuy nhiên nó có thể bị hấp thụ một phần lên vải). Các muối phosphat: Natripoliphotphat Na5P3O10 tăng tính kiềm, giảm độ cứng của nƣớc do tạo phức với các ion Ca2+, Mg2+.
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
OF
Carbonat natri: Tạo và di trì môi trƣờng kiềm, thủy phân các chất bẩn có nguồn gốc dầu mỡ, mồ hôi.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 17
Sản xuất chất tẩy rửa
SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA
AL
CHƢƠNG 5 (Louis Hồ Tấn Tài,1999)
QU Y
NH
ƠN
OF
FI
CI
5.1 Sản xuất xà phòng:
Hình 5.1 Sơ đồ quá trình sản xuất xà phòng
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất xà phòng tốt nhất là các axit béo bão hòa có gốc hidro carbon từ C12 đến C18. Nếu mạch carbon có nhiều hơn 18 nguyên tử carbon, tính tẩy rửa tốt nhƣng có độ tan kém ở nhiệt độ thƣờng nên không thể hiện tính
KÈ
M
HĐBM. Nếu mạch carbon có ít hơn 12 nguyên tử carbon thì khả năng tẩy rửa và tạo bọt kém (có nhiều bọt nhƣng bọt không bền) mặc dù chúng có độ hòa tan cao. Ngƣời ta thấy rằng khi mạch carbon có 14 nguyên tử carbon thì tốt nhất cho tẩy rửa. Trong giai đoạn tẩy màu, có thể sử dụng phƣơng pháp sấy chân không ở
(900C) hoặc chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc để lấy hết nƣớc trong dầu mỡ ra hoặc sử dụng các chất hấp phụ nhƣ than hoạt tính, bentonit hoạt hóa bằng axit.
DẠ Y
Giai đoạn xà phòng hoá, ta thƣờng sử dụng dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH. Ta sử dụng dung dịch NaOH để sản xuất xà phòng cứng, sử dụng dung dịch KOH để sản xuất xà phòng mềm. Dung dịch Na2CO3 không dùng để xà phòng hoá, nhƣng đƣợc sử dụng để trung hoà axit béo dƣ trong sản xuất xà phòng Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 18
Sản xuất chất tẩy rửa
Hình 5.2 Phương trình phản ứng xà phòng hóa
FI
Giai đoạn rửa bằng nƣớc muối:
CI
AL
Phản ứng xà phòng hóa:
OF
Việc rửa bằng nƣớc muối nhằm tăng tỉ trọng của pha lỏng từ đó đẩy xà phòng nổi lên trên. Ngoài ra việc làm này còn để tận thu xà phòng. Để thấy rõ điều này ta xét
ƠN
phản ứng thủy phân xà phòng :
Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch, xà phòng là RCOONa. Khi cho muối ăn vào hỗn hợp, nồng độ Na+ tăng lên làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều
NH
tạo xà phòng, vì vậy ta thu đƣợc lƣợng xà phòng tối đa.
Giai đoạn hoàn tất, xà phòng sau khi sấy đƣợc trộn với chất màu, hƣơng liệu, phụ gia … trong máy trộn trục vít, sau đó đƣợc đƣa qua trục cán, rồi đƣa qua máy đùn (có bộ phận hút chân không để loại bỏ bọt khí) làm đồng nhất xà phòng. Xà phòng
QU Y
đƣợc đùn ra thành một thanh dài, liên tục, đƣợc cắt thành từng bánh nhỏ theo chiều dài xác định, sau đó đƣợc dập khuôn định hình, lƣợng xà phòng dƣ trong quá trình dập khuôn đƣợc thu hồi và đƣa trở lại máy đùn. Thu hồi glycerin: glycerin đƣợc thu hồi để sử dụng cho mục đích khác, nó là
DẠ Y
KÈ
M
một cấu tử quý. Phần dung dịch đƣợc cho vào thiết bị chƣng cất chân không để thu hồi glycerin với nồng độ dƣới 8%.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 19
AL
Sản xuất chất tẩy rửa
NH
ƠN
OF
FI
CI
5.2 Sản xuất bột giặt:
Hình 5.3 Sơ đồ phương thức sản xuất bột giặt
QU Y
Việc sản xuất những bột giặt truyền thống đƣợc chia làm ba giai đoạn chính: Tạo một hỗn hợp lỏng - đặc (kem nhão) với các nguyên liệu chịu đƣợc nhiệt độ cao, sau đó đƣợc phun thành bột:
M
Hỗn hợp có đƣợc bằng cách trộn những nguyên liệu nhƣ phosphat, zeolit, carbonat natri, sulfat natri, chất hoạt động bề mặt, polyme, chất tẩy quang học.
KÈ
Một số cẩn trọng cần đƣợc thực hiện, chẳng hạn các axit béo cần phải đƣợc trung hoà riêng trong một máy trộn riêng trƣớc khi đƣợc cho vào hỗn hợp kem nhão. Hỗn
DẠ Y
hợp này đƣợc khuấy trộn mạnh để tạo sự đồng đều. Sau đó hỗn hợp đƣợc đƣa vào máy trộn thứ hai mà thời gian lƣu đƣợc kiểm tra để cho phép hydrat hoá những muối vô cơ. Hỗn hợp sau đó đƣợc bơm áp suất cao lên vòi phun có đƣờng kính nhất định trên
nóc tháp và rơi trong một luồng không khí nóng (khoảng 3000C).
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 20
Sản xuất chất tẩy rửa Sau đó ta thu đƣợc bột căn bản. Bột căn bản này đƣợc để nguội từ từ sau khi đã
AL
đƣợc chuyển ra ngoài khí trời.
CI
Ta có đƣợc bột căn bản, sau khi để nguội ta thêm vào những thành phần nhạy cảm hơn:
Các thành phần nhạy cảm (enzym, perborat, TAED, dầu thơm) cần đƣợc thêm vào ở nhiệt độ dƣới 350C để tránh sự phân huỷ nhiệt.
Sau đó bột hoàn chỉnh đƣợc đóng gói.
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
5.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng:
OF
FI
Giai đoạn này cần nhấn mạnh về các thao tác khi thêm enzym vào, chúng ta cần có những biện pháp an toàn tránh gây ảnh hƣởng đến sức khoẻ công nhân.
Hình 5.4 Sơ đồ bào chế sản phẩm lỏng
DẠ Y
Phần lớn chất tẩy rửa dạng lỏng đƣợc sản xuất bằng những bồn trộn có máy trộn khác nhau. Hình 4 là sơ đồ sản xuất sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng không liên tục. Quá trình sản xuất có một số yếu tố ảnh hƣởng đến tính ổn định của sản
phẩm:
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 21
Sản xuất chất tẩy rửa Thứ tự các nguyên liệu đƣa vào.
AL
Nhiệt độ. Tốc độ khuấy.
CI
Trƣớc tiên ngƣời ta đƣa nƣớc vào trong máy trộn chính và khuấy. Trong các
bồn phụ, nếu cần ngƣời ta điều chế xà phòng, các dung dịch CMC Na. Sau đó, ngƣời ta cho vào bình khuấy trộn chính (luôn luôn khuấy trộn với tốc độ vừa phải) các chât
FI
silicat natri, CMC Na, LAS Na, oleat kali, chất tẩy quang học. Sau đó hỗn hợp đƣợc đun nóng đến nhiệt độ khoảng 600C đến 700C. Khi đạt nhiệt độ đó ngƣời ta ngƣng đun
OF
và thêm vào một lƣợng TPP xác định, tiếp tục khuấy cho đến khi có đƣợc một hỗn hợp đồng nhất. Xong ngƣời ta thêm những CHĐBM không ion và làm nguội hỗn hợp (luôn luôn đang trong tình trạng đƣợc khuấy trộn) xuống nhiệt độ khoảng 300C đến 350C. Sau cùng ngƣời ta thêm vào nƣớc còn thiếu (chẳng hạn nƣớc bị bốc hơi trong quá trình
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
điều chế), chất tạo màu, chất tạo mùi, các enzym…
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 22
Kết luận
CHƢƠNG 6
AL
KẾT LUẬN
Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều sản phẩm liên quan đến tẩy rửa. Hầu
chú ý đến việc nghiên cứu đến tính năng của CHĐBM.
CI
hết các sản phẩm thành phần quan trọng nhất ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm là các chất có khả năng tẩy rửa (CHĐBM). Từ đó quá trình sản xuất chất tẩy rửa thƣờng
FI
Trong các CHĐBM thƣờng sử dụng để sản xuất sản phẩm tẩy rửa là các CHĐBM loại anion, nonion và số ít các cation.
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
OF
Đặc biệt hiên nay trong các sản phẩm trên đều dùng CHĐBM anion và các tính năng đặc trƣng của chúng.
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 23
Lê Thị Ngọc Trâm – “Bài giảng chất hoạt động bề mặt”
AL
TÀI LIỆU THAM KHẢO Louis Hồ Tấn Tài – “Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân” – 1999
CI
Nhóm sinh viên Trƣờng Đại học Cần Thơ , Cơ chế của sự tẩy rửa,
DẠ Y
KÈ
M
QU Y
NH
ƠN
OF
FI
http://hoachatjsc.com/news/330/co-che-cua-su-tay-rua, 2013 (ngày truy cập 10/06/2020)
Ngọc Tuyết- Phương Uyên –Quang Vinh
Trang 24
