LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE (LAS) và ỨNG DỤNG TRONG CHẤT tẩy rửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỐ HỌC & THỰC PHẨM HOÁ HỌC VÀ KỸ THUẬT CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT Báo cáo chủ đề LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE (LAS) VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẤT TẨY RỬA GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: PHẠM THỊ BÍCH THUỲ MSVV: 18139192 LỚP: DH18HS TP Hồ Chí Minh ngày 19, tháng 1, năm 2021 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG vi LỜI MỞ ĐẦU vii CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT [1] I 1.1 Các khái niệm bản: 1.2 Các phương pháp xác định sức căng bề mặt: 1.3 Chất hoạt động bề mặt: 1.4 Phân loại chất hoạt động bề mặt: 10 1.4.1 Phân loại theo chất nhóm háo nước 10 1.4.2 Phân loại theo bảnh chất nhóm kỵ nước 11 1.4.3 Phân loại theo chất liên kết nhóm háo nước kỵ nước: 11 1.5 Sự hình thành Micelle: 11 1.6 Nồng độ micelle tới hạn – Điểm kraft – Điểm đục – HLB: 13 1.6.1 Nồng độ micelle tới hạn (crictical micelle concentration: CMC): 13 1.6.2 Điểm Kraft: 14 1.6.3 Điểm đục: 14 1.6.4 HLB (Hydrophile-Lipophile Balance): 14 1.7 Cơ chế tẩy rửa chất hoạt động bề mặt: 15 II GIỚI THIỆU VỀ LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE: 16 2.1 Sự đời LAS [9] 16 2.2 Giới thiệu chung LAS [8] 16 2.3 Tiêu chuẩn đánh giá LAS [2] 17 III 2.3.1 Yêu cầu kĩ thuật: 17 2.3.2 Phương pháp thử: 18 2.3.3 Bao gói, ghi nhãn, vận chuyển bảo quản sản phẩm 18 ĐẶC TÍNH CỦA LAS: 18 3.1 Số CAS thông tin LAS [3] 18 3.2 Cấu trúc thành phần hóa học: 19 IV LINEAR ALKYLBENZENE (LAB) AND LINEAR ALKYLBENZENE SULFONIC ACID (LAS) 20 ii 4.1 Mối liên hệ LAB LAS [5] 21 4.2 Sulfo hố LAB q trình “Falling Film” – Cơ chế phản ứng động học [9] 22 QUY TRÌNH SẢN XUẤT LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE (LAS) [1] 25 V 5.1 Nguyên liệu tổng hợp: 25 5.2 Cơ sở lý thuyết trình tổng hợp: 26 5.3 Công nghệ trình tổng hợp: 28 VI ỨNG DỤNG CỦA LAS: 29 6.1 Ứng dụng thực tế LAS [1] 29 6.2 Ứng dụng LAS chất tẩy rửa [7] 30 6.2.1 Đặc tính LABSA: 31 6.2.2 Tỷ suất lượng chất hoạt động cần dùng: 32 6.2.3 Khả thay chất hoạt động bề mặt: 32 VII SẢN XUẤT BỘT GIẶT THEO PHƯƠNG PHÁP SẤY PHUN: 32 7.1 Phân loại bột giặt [6] 32 7.1.1 Bột giặt truyền thống: 32 7.1.2 Bột giặt đậm đặc: 34 7.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun [4] 36 VIII 7.2.1 LABSA (Linear Alkyl Benzene Sulphonic Acid): 36 7.2.2 Khuấy tẩy: 37 7.2.3 Trung hoà: 38 7.2.4 Khuấy trộn: 38 7.2.5 Nghiền lọc: 39 7.2.6 Sấy phun: 39 7.2.7 Phân loại hạt: 40 7.2.8 Trộn bổ sung phun sương: 40 7.2.9 Đóng gói: 40 SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA DẠNG LỎNG CÓ CHỨA LAS: 41 8.1 Nước giặt cấu trúc dạng lỏng [4] 41 8.2 Sản phẩm tẩy rửa đậm đặc dạng lỏng: 43 8.3 Nước rửa chén: 44 iii TỔNG KẾT 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I.1: Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm đầu ưa nước đuôi kỵ nước Hình I.2: Sự phụ thuộc sức căng bề mặt theo nồng độ (đẳng nhiệt) Hình I.3: Minh hoạ cấu trúc chất hoạt động bề mặt Anion, Cation, Nonion Lưỡng tính 10 Hình I.4: Sự hình thành cấu trúc micelle chất hoạt động bề mặt 12 Hình I.5: Các dạng micelle môi trường khác nhau: môi trường dầu nước (micelle hình trên) mơi trường nước dầu (micelle hình dưới) 13 Hình I.6: Sự thay đổi đột ngột tính chất vật lý dung dịch chất hoạt động bề mặt CMC 13 Hình II.1: Cấu trúc hóa học chung Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) 17 Hình IV.1: Cấu trúc phân tử Linear Alkylbenzene Linear Axit alkylbenzen sulfonic 21 Hình IV.2: Sulfo hố LAB để sản xuất LABSA 23 Hình IV.3: Con đường phản ứng sơ cấp - Phản ứng LAB với SO3 23 Hình IV.4: Con đường phản ứng - Axit pyrosulfuric đóng vai trị chất sunfonat hóa 24 Hình IV.5: Sản phẩm phản ứng sulfo hóa LAB 25 Hình V.1: Alkyl hố n-parafin clo hoá với xúc tác AlCl3 26 Hình V.2: Alkyl hố olefin mạch thẳng với xúc tác AlCl3 26 Hình V.3: Sơ đồ quy trình cơng nghệ tổng hợp Alkyl benzene sulfonate 29 Hình VII.1: Sơ đồ khối trình sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun 37 Hình VII.2: Sơ đồ cơng nghệ q trình sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun 38 v DANH MỤC BẢNG Bảng I.1: Ước tính HLB dựa mức độ phân tá chất hoạt động bề mặt nước 15 Bảng II.1: Các tiêu cảm quan 17 Bảng II.2: Các tiêu hoá lý 18 Bảng III.1: Số CAS EINECS LAS thị trường Châu Âu 19 Bảng III.2: Dữ liệu hóa lý C11.6 LAS thương mại (IUCLID, 1994; SIDS, 2005) 20 Bảng IV.1: Các thành phần điển hình bột giặt nặng-bột giặt thơng thường 22 Bảng VI.1: Tính chất vật lý LABSA 31 Bảng VI.2: Tính chất vật lý LAS 32 Bảng VII.1: Công thức tạo bột giặt bọt 33 Bảng VII.2: Công thức tạo bột giặt khơng có bọt 34 Bảng VII.3: Công thức bột giặt đậm đặc 36 Bảng VIII.1: Công thức bột giặt tay 42 Bảng VIII.2: Công thức bột giặt máy 43 Bảng VIII.3: Công thức bột giặt máy phosphate 43 Bảng VIII.4: Công thức mẫu nước giặt đậm đặc với polime giảm ngưng kết 44 Bảng VIII.5: Tính chất LAS dùng công thức nước rửa chén tay 45 Bảng VIII.6: Công thức nước rửa chén có sử dụng nước chanh át mùi cá 45 vi LỜI MỞ ĐẦU Từ lâu trước, chất tẩy rửa diện đời sống với vị trí vơ quan trọng Xã hội ngày đại đời sống người ngày nâng cao, kéo theo khoa học kĩ thuật ngày phát triển Chất tẩy rửa phát triển đa dạng hơn, phù hợp với nhu cầu người tiêu dùng Những chất tẩy rửa dường quen thuộc sống kem đánh răng, xà giặt đồ, xà rửa chén… Tất điều làm hình thành nên cơng nghiệp chất tẩy rửa đa dạng Bài tiểu luận này, em xin tổng hợp tài liệu liên quan tới chất tẩy rửa, đặc biệt Linear Alkylbenzene Sulfonate ứng dụng chất tẩy rửa Qua có nhìn tổng qt chất tẩy rửa Tiểu luận tổng hợp từ tài liệu khác nhau, em mong qua đem đến cho cô bạn thông tin hữu ích cho mơn học cho bạn có ý định phát triển thân theo hướng sản phẩm tẩy rửa Em xin gửi đến cô Quỳnh Anh lời cảm ơn sâu sắc cho em có hội tìm hiểu sâu lĩnh vực chất tẩy rửa chất hoạt động bề mặt Bài tiểu luận có nhiều thiếu sót nên mong bỏ qua Em chân thành cảm ơn Phạm Thị Bích Thuỳ vii LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE I CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT [1] 1.1 Các khái niệm bản: Các trình dị thể (như hình thành hay phân huỷ chất rắn, hoà tan chất rắn lỏng khí, bay hơi, thăng hoa, tạo nhũ tương, bọt…) trình xảy bề mặt phân chia pha Trạng thái chất bề mặt phân chia pha khác với vật chất lịng pha có khác biệt tương tác phân tử với Sự khác biệt làm sản sinh tượng đjăc biệt bề mặt phân chia pha Việc nghiên cứu tượng có sức lơi lớn có tầm quan trọng lý thuyết thực tế Nghiên cứu tượng bề mặt đánh giá lượng hiểu rõ chất tương tác phân tử Ý nghĩa thực tế tượng bề mặt chỗ, vật chất có bề mặt lớn phổ biến tự nhiên ứng dụng rộng rãi kĩ thuật Vì việc tìm hiểu sức căng bề mặt có vai trị quan trọng 1.2 Các phương pháp xác định sức căng bề mặt:  Xác định biến đổi mực chất lỏng mao quản  Cân giọt chất lỏng  Phương pháp Ledomte du Nouy  Bản phẳng L Wilhelmy  Áp suất cực đại bọt khí  Xác định hình dạng bọt khí 1.3 Chất hoạt động bề mặt: Chất có khả làm giảm sức căng bề mặt dung mơi chứa Các chất có khả hấp thụ lên lớp bề mặt, có độ tan tương đối nhỏ, khơng chúng có xu hướng rời khỏi bề mặt vào lòng chất lỏng Các chất hoạt động bề mặt nước đa số chất hữu acid béo, muối sulfonate, sulfate, rượu, alkyl sulfate… phân tử hoạt động bề mặt gồm phần:  Phần phân cực: (ái nước, ưa nước, háo nước) thường chứa nhóm cacboxylate, sulfonate, sulfate, amine bậc bốn… Nhóm làm cho phân tử hoạt động bề mặt có lực lớn nước bị kéo vào lớp nước  Phân không phân cực (kỵ nước, ghét nước hay dầu, háo dầu, ưa dầu) gốc hydrocacbon không phân cực kỵ nước, không tan nước, tan dung môi hữu không phân cực nên bị đẩy đến pha khơng phân cực LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Hình I.1: Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm đầu ưa nước kỵ nước Có thể nhận thấy tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt, lúc đầu sức căng bề mặt giảm mạnh Do lúc đầu lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt có dung dịch di chuyển đến bề mặt, thể tích lớp bề mặt nhỏ nhiều so với thể tích pha lỏng, nên có lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt làm thay đổi lớn sức căng bề mặt Tiếp theo nồng độ trung bình chất hoạt động bề mặt, sức căng bề mặt tiếp tục giảm chậm phần lớn bề mặt bị chiếm chỗ Ở nồng độ lớn sức căng bề mặt phụ thuộc vào nồng độ Hình I.2: Sự phụ thuộc sức căng bề mặt theo nồng độ (đẳng nhiệt) Một số điều cần lưu ý:  Tính hoạt động bề mặt chất khơng phụ thuộc vào chất mà cịn phụ thuộc vào mơi trường chứa (dung mơi) Nếu dung mơi có sức căng bề mặt cao thid chất cho biểu tính hoạt động bề mặt cao  Sức căng bề mặt chất lỏng nguyên chất gần giảm đặn nhiệt độ tăng dung dịch chứa chất hoạt động bề mặt đường biểu diễn có cực đại Điểm cực đại giải thích khoảng nhiệt độ định, xảy giải hấp phụ chất hoạt động bề mặt bề mặt lỏng – khí, gia tăng sức căng bề mặt khoảng LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE 1.4 Phân loại chất hoạt động bề mặt: Các chất hoạt động bề mặt phân loại theo cấu trúc hố học, theo tính chất vật lý (độ tan nước dung mơi), theo ứng dụng hố học Phân loại theo cấu trúc hố học phân theo: 1.4.1 Phân loại theo chất nhóm háo nước Phân loại theo nhóm háo nước chất hoạt động bề mặt chia thành nhóm sau: chất hoạt động bề mặt anion, cation, lưỡng tính khơng ion Hình I.3: Minh hoạ cấu trúc chất hoạt động bề mặt Anion, Cation, Nonion Lưỡng tính 1.4.1.1 Chất hoạt động bề mặt anion: Là chất hoà tan nước phân ly thành ion hoạt động bề mặt điện tích âm Được ứng dụng phổ biến sản phẩm tẩy rửa (ví dụ xà bơng…) Bao gồm nhóm chính: Acid cacboncylic, Ester sulfuric, Alkan sulfonic acid, Alkyl aromatic sulfonic acid… ví dụ như: Sulfate rượu bậc một, Parafin sulfonate, Linear Alkylbenzene Sulfonate… 1.4.1.2 Chất hoạt động bề mặt cation: Là chất hoà tan nước phân ly thành ion hoạt động bề mặt điện tích dương Được ứng dụng rỗng rãi chất có tác dụng bám bề mặt nước xả vải Một vài ví dụ chất hoạt động bề mặt Cation là: dãy alkyl, Dialkyl ester bốn lần methosulfate triethanolamine, Imidazolin bậc bốn… 1.4.1.3 Chất hoạt động bề mặt không ion (nonionic): 10 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Bột giặt “truyền thống" hay gọi bột giặt “quy ước” hay “cổ điển" loại bột giặt có đặc tính thành phần phụ chiếm tỷ lệ cao (chất trợ giúp cho q trình, chất độn ) có tính tẩy rửa thấp Tỷ trọng chúng thay đổi khoảng 200 g/1–700 g1 Bột giặt truyền thống gồm có hai loại sản phẩm dành cho hai đối tượng sử dụng khác nhau: Tạo bọt (thường dùng cho giặt tay), Không tạo bọt (thường dùng cho máy giặt) 7.1.1.1 Bột giặt có tạo bọt: Các chất hoạt động bề mặt dùng loại bột giặt phần lớn loại anionic như: LAS, PAS Các CHĐBM NI thêm vào với lượng thấp -5 lần so với CHĐBM anionic Lượng chất xây dựng dùng với mức độ tùy thuộc vào độ cứng nước, loại vết bẩn giá thành, thông thường người ta thường dùng STPP, Natri Silicate, Natri Carbonate Các thành phần phụ khác Natri Sulphate, Calcit giúp bỏ túc công thức, tăng tỷ trọng giảm giá thành Các thành phần khác chất tẩy quang học, enzyme chiếm hàm lượng nhỏ Bảng VII.1: Công thức tạo bột giặt bọt 7.1.1.2 Bột giặt không tạo bọt: Ở loại bột giặt này, thành phần tương tự loại tạo bọt, điểm khác biệt chúng có diện tác nhân chống bọt 33 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Bảng VII.2: Công thức tạo bột giặt khơng có bọt 7.1.2 Bột giặt đậm đặc: Trong nhiều năm qua, thị trưởng có sản phẩm bột giặt truyền thống, ngày nay, theo xu thể phát triển kinh tế giới, yêu cầu loại bột giặt có khả tẩy rửa tốt hơn, tỷ trọng cao với nhiều tinh đa dạng dã dẫn dần hình thành Vì vậy, nhà sản xuất cho đời sản phẩm có tỷ trọng cao nhiều phương pháp khác Qua nhiều năm sau, công ty KAO Nhật Bản tung thị trường loại bột giặt dâm đặc với tỷ trọng cao tạo xu hướng phát triển cho thị trường bột giặt Bột giặt dậm đặc có đặc điểm phối trộn sau: gia tăng tối đa thành phần hoạt động (giảm thiểu lượng chất độn), tăng tỷ trọng lên đến 600-900 g/1 chí 1000 g/1 Chính vậy, bột giặt đậm đặc hội tụ ưu điểm sau:  Đối với người tiêu dùng o Một sản phẩm thực tiễn (dễ dàng vận chuyển, lưu trữ định lượng) o Một kỹ thuật cơng nghệ mẻ có tính cách mạng giặt tẩy có ưu điểm bột giặt sản xuất theo công nghệ sảy phun mà không vấp phải điều bất thuận tiện bột pha trộn khô sử dụng đến ngày nhờ phương thức sản xuất  Đối với việc buôn bán: 34 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE o Ít chốn chỗ để trưng bảy lưu trữ sản phẩm o Thu lợi nhuận cao  Đối với nhà sản xuất o Đi tiên phong thị trường thật đổi o Lợi nhuận cao (ít bao bị hơn, giả phân phối sản phẩm thấp hơn) o Một bước tiến quan trọng việc giảm gây ô nhiễm môi trường Nguyên tắc thành lập công thức bột giặt đậm đặc: Để thành lập công thức cho sản phẩm đậm đặc, người thành lập công thức phải  Loại bỏ thành phần thật khơng ích lợi cho khả hoạt động sản phẩm (các chất hay tác nhân phục vụ cho hoạt động tẩy rửa sulphat natri chẳng hạn)  Giảm lượng nước sản phẩm Người ta thường dùng perborate mono hydrate perborate tetra hydrate cổ điển  Dùng nguyên liệu đậm đặc mà phương pháp đo đục có hạt giúp lấp đầy tất “khoảng trống", phủ đẩy phần bên hạt rỗng Tuy nhiên, để có bột giặt đậm đặc cần lưu ý hai yếu tố:  Sự gia tăng thành phân có hoạt tỉnh cơng thức loại tối đa chất độn nước  Sự gia tăng tỷ trọng bột giặt Trong đó, vấn đề gia tăng hàm lượng chất hoạt động bề mặt 35 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Bảng VII.3: Công thức bột giặt đậm đặc 7.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun [4] 7.2.1 LABSA (Linear Alkyl Benzene Sulphonic Acid): LABSA sulpho acid Các sulpho acid acid mạnh, nên không muối chúng với cation hóa trị mà muối với cation hóa trị cao acid trạng thái tự tan khả nhiều nước để tạo thành dung dịch có tất tính chất đặc trưng dung dịch lấy rửa Do đó, dùng chủng làm chất tẩy rửa môi trường nước cứng (có ion Mg2+, Ca2+) mơi trường acid 36 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Vì acid mạnh nên phản ứng hồn tồn với bazơ, phản ứng tịa nhiều nhiệt, gây ăn mịn nhơm đồng, bóc SO2 độc, có mùi hắc Một đặc tính khác LABSA làm khô, gây rát tiếp xúc với da LABSA nguyên liệu dạng rắn trước hết cho vào bồn khuấy trộn với nước để đưa LABSA thành dạng dung dịch có nồng độ 50% 7.2.2 Khuấy tẩy: Nguyên liệu LABSA trước vào quy trình sản xuất đựợc khuấy tẩy dung dịch nước oxy già (H2O2) 35% để tăng độ tinh khiết nguyên liệu Hàm lượng H2O2 dùng để tẩy trắng LABSA khoảng 0.1-0.15% Hình VII.1: Sơ đồ khối trình sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun 37 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Hình VII.2: Sơ đồ cơng nghệ q trình sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun 7.2.3 Trung hoà: Sau khuấy tẩy xong, LABSA bơm vào bồn khuấy trộn, sau ta tiến hành cho dung dịch NaOH chuẩn bị trước vào bồn khuẩy để trung hoả LABSA để tạo muối Natri linear alkyl sunfonate (LAS), chất hoạt động bề mặt tốt, khả tạo bọt tốt, tính tẩy rửa mạnh Lượng NaOH cần để trung hoả khoảng 28%, tức 100kg nguyên liệu LABSA cần 28– 28.5kg dung dịch NaOH đậm đặc (40-45%) 7.2.4 Khuấy trộn: Sau trình trung hoả, người ta tiếp tục cho thành phần khác chất xây dựng (STP, Zeolit), chất chống ăn mòn (Natri silicate), chất chống tái bám (CMCNa, polyme), chất độn (Na2SO4), chất tẩy trắng (TEAD, perborat), bột giặt sau sấy phun khơng đạt kích cỡ hạt dạng bột vào bón khuấy trộn với tỷ lệ tuỷ theo yêu cầu thành phần bột giặt để tạo dung dịch dụng kem nhân chuẩn bị cho trình sảy phun Nước thêm vào giai đoạn để tạo dung dịch kem nhân có độ ấm khoảng 60% Hệ giữ khoảng 80°C Hỗn hợp kem nhão phải đảm bảo: 38 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE  Sự đồng thành phần chứa khơng thay đổi mẹ Do vậy, yêu cầu liều lượng phải xác  Bảo đảm đơng phu, trình tách lớp Các chất xây dựng đóng vai trị quan trọng việc tạo kem nhão Ngoài ra, giúp cho chất hoạt động bề mặt, chất long khác hấp thu vào Khi chất xây dựng có chất hoạt động bề mặt hấp thu vào đem sấy phun, cấu trúc tinh thể giữ nguyên, chất hoạt động bề mặt khơng bị thất thốt, phân bố sản phẩm khơng Q trình tạo kem nhão theo mẻ hay liên tục, tuỳ theo suất yêu cầu 7.2.5 Nghiền lọc: Dung dịch kem nhiều sau khỏi bốn khuấy trộn đưa vào máy nghiền trục vít để nghiền nhỏ hại chất rắn có kích thước lớn chưa hồ tan hết, tỉnh thể hình thành hỗn hợp kem nhão Trước vào sấy phun, kem nhân đưa vào hệ thống lưới lọc từ nhằm loại bỏ chất rắn kim loại chất rắn khác có kích thước lớn Q trình thực nhằm tránh tương tác nghên, giảm môn vòi phun tháp sảy phun Sau lọc từ, hỗn hợp kem nhão đưa vào bốn chứa trung gian 7.2.6 Sấy phun: Sấy phun trình làm nước hỗn hợp kem nhão Chuyến hỗn hợp từ dạng kem nhão có độ ẩm 60% thành dạng bột Độ ẩm yêu cầu bột sau sấy 10% Hỗn hợp kem nhiều từ bồn chứa trung gian hệ thống bơm hai cấp hút vào đẩy lên vào phía đỉnh tháp sảy phun Kem nhão tác dụng hệ thống bơm hai cấp hệ thống máy nên vào vòi phun với áp suất khoảng 100 atm Kem nhãc qua với phun tán thành hạt nhỏ (dạng sương) vào tháp sấy Trong đó, khơng từ mơi trường ngồi quạt hút hút vào buồng đốt để gia nhiệt không lên 300C thành tác nhân sấy Buồng đốt sử dụng dầu FO truyền nhiệt gián tiếp vào không sấy Không sấy quạt thổi đưa vào phía tháp sầy phun Đơng khơng nóng lên từ đáy tháp gập hạt lỏng nhanh chóng bốc nước giọt lịng hình thành hạt rắn bột giật Các hạt bột giặt hình thành có độ âm giao động từ 2-10% rơi xuống đáy tháp Ở giai đoạn này, độ ẩm không buồng sấy ảnh hưởng lớn đến cấu trúc kích thước hạt bột giặt thành phẩm Nếu độ ẩm khơng khí buồng sấy thấp, hạt bột giặt có kích thước nhỏ trở nên rời rạc chúng khơng thể kết dính lại với Ngược lại, độ ẩm không buồng sấy cao, tượng kết dính hạt bột giặt xảy mạnh mẽ làm tăng kích thước chúng Kết bột giặt 39 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE khơng đạt độ mịn, độ đồng kích thước cấu trúc hạt Các hạt bột giặt tạo thành tháo vào băng tải Dịng khơng khí sấy sau qua tháp lôi theo hạt bột giặt có kích thước nhỏ, nhẹ dẫn vào hệ thống thu hồi bụi đỉnh tháp trước đưa ngồi Bột giặt sau q trình sáy phun có nhiệt độ cao làm nguội khơng khí vận chuyển băng tải 7.2.7 Phân loại hạt: Bột giặt từ băng tải đưa đến đường ống đặt thẳng đứng hệ thống bút chân không phân loại hạt Khi bột giật vào ống, tác dụng lực hút chân không, hạt có kích thước đạt u cầu lơi theo dịng lên phía trên, thu hồi lại nhờ cyclone, hạt có kích thước nhỏ thoát khỏi cyclone đưa vào thiết bị lọc túi đưa hoà tan lại vào dung dịch tạo kem nhâu Còn hạt có kích thước q lớn trọng lượng chúng thẳng lực hút chân không bị rơi xuống vào băng tái đưa lại thiết bị khuấy trộn tạo dung dịch kem nhão để sấy phun lại 7.2.8 Trộn bổ sung phun sương: Bột giật sau phân loại hạt đưa vào bồn chứa Sau người ta trộn bổ sung thành phần khác, chất nhạy nhiệt, dễ biến đổi nhiệt độ cao khơng thể cho vào trước q trình sấy phun, chất hoạt động bề mặt không ion (NI), chất tẩy trắng quang học, enzyme, chất chống tạo bọt, chất màu Các chất thêm vào hệ thống cân định lượng Tất hỗn hợp cho vào hệ thống trộn thùng quay nhằm trộn thành phần kết hợp phun hương tạo mùi thơm cho bột giặt Sau phối trộn bột giật có tỷ trọng: 650-750 g/1 7.2.9 Đóng gói: Thơng thường, người ta sử dụng bao bì nhựa, nylon để đựng sản phẩm Yêu cầu chung bao bị hạn chế tiếp xúc ánh sáng không độ ẩm từ môi trường xung quanh đến bột giặt Ưu điểm phương pháp sấy phun so với phương pháp sáy khác chỗ: o Quá trình sấy xảy nhanh (thường sau 15-30 giây hạt khỏi với phun mịn tiếp xúc giữ độ ẩm khơng nóng tốt) o Dễ điều chỉnh chi tiêu sản phẩm cuối qua chế độ sấy (ví dụ nhờ điều chỉnh tốc độ phun tốc độ dịng nóng điều chỉnh kích thước hạt, độ âm sản phẩm cuối cùng) o Sản phẩm có độ hịa tan tốt, o Ít bị hao hụt o Dễ hoa tự động hóa qua trình sấy 40 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Nhược điểm phương pháp sắc phun thiết bị phức tạp kích thước lớn: o Thành phần phối liệu ảnh hưởng đển trình sấy cơng suất thiết bị Thí dụ thành phần nước cao nhiệt đòi hỏi nhiều hơn, natri silicat nhiều làm giảm tốc độ bay nước phối liệu Soda cho phép thu sản phẩm có độ ẩm tối ưu VIII SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA DẠNG LỎNG CÓ CHỨA LAS: 8.1 Nước giặt cấu trúc dạng lỏng [4] Một khó khăn khác việc lập công thức cho nước giặt cấu trúc dạng lòng tượng ngưng kết liposom Hiện tượng gây độ nhớt khơng mong muốn làm cho sản phẩm không ổn định Để khắc phục tượng người ta sử dụng "polime giảm ngưng kết" với hàm lượng nhỏ (0,01 đến 1%) giúp tránh vấn đề không ổn định độ nhớt gia tăng chất hoạt động bề mặt sản phẩm Cơ chế tác động polime giải thích phần kỵ nước polime liên kiên vào bên lớp liposom phần ưa nước bên ngồi lớp Khi có lực đẩy phân tử chất hoạt động bề mặt phần khác liposom kế cạnh Trong trường hợp tỉnh ổn định gia tăng, độ nhớt giám, polime giảm ngưng kết Điều quan trọng người lập công thức phải nghiên cứu loại chất hoạt động bề mặt dùng để có ổn định sản phẩm hoàn thành hiệu  Chất anionic: Người ta phán tìm giải pháp dung hoa LAS dây dài LAS dãy ngắn Chẳng hạn, người ta chọn dùng LAS có phân bỏ dây cacbon 10 14: tẩy rửa tốt cấu trúc mixen chắn  Xà phòng: từ q trình trung hồ axit béo cất từ đậu phộng KOH, có tính ổn định xà phòng mỡ động vật stearat (các chất cho nước nước giặt dạng lỏng sệt)  Chất hoạt động bề mặt khơng ion (NI) Có thể dùng rượu béo mạch thẳng etoxy hoá C13 – C15 với 7.OE  Cân băng quan hệ ABS/ Xà phịng/ NI o Chính tỉ lệ ba hoạt chất thành phần định tinh nhớt tính ổn định sản phẩm cơng hiệu (giặt rửa khả tạo bọt) o Những tỉ lệ khác thửu nghiệm thí nghiệm cách sử dụng biểu đồ tam phân, thử nghiệm liên tiếp giúp thiết lập đồ vùng cấu trúc khác  Chất điện li: người ta phân laoiaj chúng thành hai nhóm chính: o Chất diện ly “mạnh": natri clorua, natri sunfat o Chất điện giải trung bình, natri tripolyphotphat, natri xitrat 41 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Lưu ý: diện dầu thơm cần cải thiện tính ổn định nước giặt cấu trúc dạng lỏng  Ổn định enzim: enzim đặt nhiều vấn đề cho người lập công thức nước giặt cấu trúc dạng lỏng Các enzim chi ổn định mơi trường trung tính, để hiệu giặt tẩy cao sản phẩm phải có độ pH cao Giải pháp sản xuất phức chất từ pentaborat hay natri bốt glyxerol, giải phóng ion H" (cho phép pH giảm xuống khoảng 7, đảm bảo enzym ổn định) Khi có nước, phản ứng ngược lại độ pH tăng (= 9) giúp giặt tây hiệu cao Alkyl benzen sulfonat Công thức I (thành phần %) 6.5 Công thức II (thành phần %) 8.5 Xà phòng kali 1.5 2.2 Chất hoạt động bề mặt NI 2.5 3.5 CMC Na 0.05 0.05 Triphotphat 30 27 Natri silicat 2 Chất tẩy quang học 0.1 0.1 TT Thành phần Dầu thơm 0.4 Bảng VIII.1: Công thức bột giặt tay 0.4 TT Thành phần nguyên liệu Thành phần % Alkyl benzen sulfonat Xà phòng 2.4 Chất hoạt động bề mặt NI 3.5 Toluen sulfonat CMC Na 0.1 Triphotphat 25 Chất tẩy quang học 0.1 Enzim (proteaza) Gu/mg Pentaborat 10 Glyxerol 42 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE 11 12 Dầu thơm Nước Bảng VIII.2: Công thức bột giặt máy 0.5 Vđ 100 TT Thành phần nguyên liệu Thành phần % LAS 7.7 LES 2.4 Chất hoạt động bề mặt NI 2.4 Zeolit 20 Polime 3.5 Axit xitric 1.5 Glyxerol 8 Borax 5.7 CaCl2 0.3 10 Enzim 0.5 11 Chất tẩy quang học 0.05 12 Silicon 0.35 13 Dầu thơm 0.2 14 NaOH chỉnh pH 8,5 Bảng VIII.3: Cơng thức bột giặt máy khơng có phosphate 8.2 Sản phẩm tẩy rửa đậm đặc dạng lỏng: Trong vòng ảnh hưởng chung sản phẩm cảng hướng dạng đậm đặc (thực dụng, hoạt động báo mơi trường thải sản phẩm hố chất bao bì mơi trường, tiêu thụ lượng), nước giặt đẳng hướng dạng lỏng nước giặt cấu trúc dạng lỏng có sản phẩm đậm đặc giúp giảm % liều lượng sử dụng Sản xuất sản phẩm đẳng hướng dạng lỏng đậm đặc thực cách gia tăng tỉ lệ chất xây dựng hoạt tính (điều dẫn đến sản phẩm sệt nhân phải cần đến lượng lớn tác nhân làm ướt) Người ta lập công thức tốt cách  Dùng polime giảm ngưng kết 43 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE  Chọn hoạt chất thích hợp (SAS, chất hoạt động bề mặt NI, lưỡng tỉnh)  Giảm nhiều lượng xà (do cần tác nhân làm ướt làm đậm đặc hơn)  Thay đổi chất xây dựng xả phòng hệ thống chất xây dựng hoà tan Sự lựa chọn phụ gia thực cho thoả mãn ba đòi hỏi sau: o Hiệu tốt (đặc biệt môi trường chưa xây dựng đủ) o Giảm tối đa số lượng tác nhân làm ướt cần thêm vào o Không gây hại tới mơi trường STT Tên thành phần Thành phần % LAS 12,3 Synperonic (NI) 15,4 Natri oleat 7,5 Natri laurat 5,1 K2SO4 6,0 Glyxerol 5,0 Borax 3,5 Dequest 0,4 Silicon 0,1 10 Savinaza 0,3 11 Amilaza 0,1 12 Tinopal 0,3 13 Dầu thơm 0,3 14 Polime giảm ngưng kết 15 Nước Vđ 100 Bảng VIII.4: Công thức mẫu nước giặt đậm đặc với polime giảm ngưng kết 8.3 Nước rửa chén: Các nước rửa chén bát truyền thống có cơng thức dựa Alkyl benzen sulfonat mạch thẳng thường kết hợp với etoxy sunfat (LES: nhạy cảm với độ cứng nước) tăng cường tác dụng với LAS 44 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Các LAS sử dụng có mạch cacbon từ 10 -12 nguyên tử cho nước dịu nước hiệu tốt kết hợp với bọt có chất lượng tốt Các LES tử C12- C14 (khoảng - OE) cho kết tối ưu tăng cường tác dụng với LAS Tỉ số LAS/LES thay đổi 80/20 đến 70/30 tuỷ theo giá thành công thức Tỉ số thường dùng 70/30 Trong trường hợp nước rửa chén có nồng độ yếu (dưới 20% hoạt chất) để gia tăng hiệu mơ, dầu, người ta thường dùng chất ổn định/chất điều chỉnh bột Các alcanolumit thường sử dụng nhiều chức Tính chất  Giá thấp  Nhiều bọt, trừ nước cứng  Hiệu tẩy rửa tốt LAS: linear alkylbenzen sulfonat  Tăng cường tác dụng với LAS  Tốt nước cứng AES: rượu ete sunfat  Hoà tan tốt nước  Thích hợp với da Bảng VIII.5: Tính chất LAS dùng công thức nước rửa chén tay TT Thành Phần Thành phần % LAS 29 29 LES (Na) 14 14 Nƣớc chanh 5-20 5-20 Etanol 5-6 5-6 Ure 5 Chất bảo quản 0,03 0.03 Nước, dầu thơm, màu Vđ 100 Bảng VIII.6: Công thức nước rửa chén có sử dụng nước chanh át mùi cá 45 TỔNG KẾT LAS từ lâu ứng dụng rộng rãi sản xuất chất tẩy rửa Nhiều nghiên cứu gần người ta LAS có khả phân huỷ sinh học, chưa có báo cáo cho thấy LAS có tác động nguy hiểm đến thể người Những sản phẩm chứa LAS phổ biến bột giặt, nước rửa chén… ứng dụng rộng rãi khắp thị trường Nhưng sử dụng LAS nhiều bị khô da tay, nên LAS thường sử dụng chung với chất hoạt động bề mặt khác nhằm khắc phục nhược điểm mà mang lại Nhu cầu người ngày phát triển nghiên cứu LAS ngày tiến hành nhằm phụ vục đời sống người tốt hơn, phù hợp với đa dạng nhóm người 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thị Hồng Nhan, “Hoá học kỹ thuật chất hoạt động bề mặt”, Trường đại học Bách Khố – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2019 [1] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6535: 1999 Chất hoạt động bề mặt – Linear Alkylbenzene Sulfonate, Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC91 “Chất hoạt động bề mặt” biên soạn, sở dự thảo đề nghị Viện Hóa học cơng nghiệp, Bộ cơng nghiệp, Tổng cục Tiêu chuẩn – Đo lường – Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành [2] Báo cáo HERA, “Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS)”, đánh giá rủi ro môi trường, tháng 4/2013 [3] Giáo trình “Cơng nghệ hợp chất hoạt động bề mặt” ngành Cơng nghệ kỹ thuật Hố học, Trường Đại học Sao Đỏ, Bộ Công Thương, lưu hành nội năm 2015 [4] Joseph A Kocal∗, Bipin V Vora, Tamotsu Imai, “Production of linear alkylbenzenes”, UOP LLC, 50 East Algonquin Road, Des Plaines, IL 60017-3724, USA [5] J A Perales, M A Manzano, D Sales, J M Quiroga, “Linear Alkylbenzene Sulphonates: Biodegradability and lsomeric Composition”, Department of Chemical Engineering, Food Technology and Environmental Technology, Faculty of Sea Sciences, University of Cádiz, Polygon Rio San Pedro s/n, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain, April 1999 [6] [7] Muhammad Y Sandhu, Faiqa S Saleh, Sharjeel Afridi, Ian C Hunter, S Nigel S Roberts, “The process for making low density LAS surfactant detergent agglomerates using microwave heating”, 06 December 2017 Caroline Sablayrolles, Michel Treilhou, Mireille Montréjaud-Vignoles, “Trace Determination of Linear Alkylbenzene Sulfonates: Application in Artificially Polluted Soil—Carrots System”, in International Journal of Analytical Chemistry · June 2009 [8] Mohammad Basry Attar, “Production of Linear Alkybenzene Sulfonic Acid (LAS) at High Pressure in Supercritical Carbon Dioxide Medium”, A thesis presented to the University of Waterloo in fulfillment of the thesis requirement for the degree of Master of Applied Science in Chemical Engineering, Waterloo, Ontario, Canada, 2010 [9] 47 ... nghiệp chất tẩy rửa đa dạng Bài tiểu luận này, em xin tổng hợp tài liệu liên quan tới chất tẩy rửa, đặc biệt Linear Alkylbenzene Sulfonate ứng dụng chất tẩy rửa Qua có nhìn tổng quát chất tẩy rửa. .. chất carbon lọ nồi… 15 LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE Khả tẩy rửa chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố: chất chất hoạt động bề mặt sử dụng, pH, phụ gia, nhiệt độ… II GIỚI THIỆU VỀ LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE: ... thiện khả làm chất tẩy rửa Ví dụ điển hình, thành phần bột giặt nặng thể Bảng IV.1 Có thể thấy, chất hoạt động bề mặt anion khơng ion sử dụng để cải thiện tính chất tẩy rửa chất tẩy rửa Bảng IV.1: