Nghiên cứu quy trình sản xuất xà phòng thân thiện với môi trường từ nguyên liệu tự nhiên ở việt nam

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA MÔI TRƯỜNG & KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---o0o---- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT XÀ PHÒNG THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG TỪ NGUYÊN LIỆU TỰ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA MÔI TRƯỜNG & KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-o0o

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT

XÀ PHÒNG THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG TỪ NGUYÊN LIỆU TỰ NHIÊN Ở

VIỆT NAM

Thành phố Đà Nẵng, tháng 6 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến với giảng viên hướng dẫn của

em là giảng viên Th.S Lê Thùy Trang Với sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của cô, đến nay em đã có thể hoàn thành đề tài đồ án “Nghiên cứu quy trình sản suất xà phòng thân thiện với môi trường từ nguyên liệu tự nhiên ở Việt Nam”

Em xin bày tỏ lòng biết ơn phòng thí nghiệm, tạo điều kiện và cung cấp cho em những trang thiết bị để em có thể hoàn thành được đề tài này

Em xin gửi lời cảm ơn và tri ân đến quý thầy cô khoa Môi Trường và Công Nghệ Hóa đã tận tình giảng dạy cho em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện ở trường Đại học Duy Tân

Sự giúp đỡ của tất cả mọi người là một con đường chứ không phải đích đến sẵn có

và với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, bài đồ

án này không thể tránh được những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện

Phan Thanh Sơn

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan mình đã tham gia làm tại phòng thí nghiệm Căn cứ vào những

gì trong quá trình tìm hiểu và được sự hướng dẫn tận tình của giảng viên, nay em thực hiện bài làm với đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản suất xà phòng thân thiện với môi trường từ nguyên liệu tự nhiên ở Việt Nam” Đây là đồ án đề báo cáo cá nhân của em

Em xin cam đoan bài chuyên đề này hoàn toàn làm theo hình thức và nội dung tuân theo yêu cầu của giảng viên hướng dẫn Những số liệu và kết quả trong đề tài do

em thực hiện trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn nào khác Mọi tham khảo dùng trong đề tài đều được trích dẫn đầy đủ và ghi rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1.1 Sự cần thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Nội dung nghiên cứu 3

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về xà phòng thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe 5

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu xà phòng thân thiện với môi trường trong và ngoài nước 6

1.2.1 Ở nước ngoài 6

1.2.2 Ở Việt Nam 8

1.3 Tổng quan về nguồn nguyên liệu tự nhiên được sử dụng trong đề tài để tạo xà phòng thân thiện môi trường và an toàn cho người sử dụng 8

1.3.1 Dầu dừa 9

1.3.2 Bã cà phê 10

1.3.3 Cám gạo 11

1.3.4 Tro bếp 13

1.3.5 Sáp ong 14

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Phương pháp khảo cứu tài liệu 15

2.2 Phương pháp thực nghiệm 15

2.2.1 Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ để tạo xà phòng thân thiện với môi trường 15

2.2.2Quy trình thực nghiệm 18

2.3 Phương pháp thống kê, phân tích số liệu, đánh giá kết quả 19

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20

3.1 Kết quả phối trộn các nguyên liệu để tạo xà phòng thân thiện với môi trường và an toàn cho da 20

3.2 Kết quả đánh giá ngoại quan chất lượng sản phẩm thu được 25

Bảng 3.1 Kết quả so sánh các chỉ tiêu của các nghiệm thức 27

3.3 Thảo luận về kết quả của quy trình phối trộn tối ưu các nguyên liệu để tạo ra xà phòng thân thiện với môi trường 28

3.4 Thảo luận về kết quả đánh giá yếu tố ngoại quan của sản phẩm đối với môi trường và sức khỏe người tiêu dùng 28

3.5 Tính khả thi của sản phẩm đối với thị trường 30

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31

Kết luận 31 Kiến nghị 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng 2

Bảng 1.1 Sự khác biệt giữa xà phòng công nghiệp và xà phòng handmade 5

Bảng 3.2 Thành phần các axit béo trong dầu dừa 29

Bảng 3.3 Tính năng của các loại axit béo có trong dầu dừa 29

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây dừa, trái dừa và dầu dừa 9

Hình 1.2 Bã café 10

Hình 1.3 Cám gạo 12

Hình 1.4 Tro bếp thu được sau khi đốt 13

Hình 1.5 Sáp ong 14

Hình 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu 16

Hình 2.2 Các thiết bị và dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 17

Hình 2.3 Quy trình tạo xà phòng trong nghiên cứu 18

Hình 2.4 Một số hình ảnh thực tế của quá trình thực nghiệm 19

Hình 3.1 Mẫu sản phẩm thu được của NT1 20

Hình 3.2 Mẫu sản phẩm thu được của NT2 20

Hình 3.3 Mẫu sản phẩm thu được của NT3 21

Hình 3.4 Mẫu sản phẩm thu được của NT4 21

Hình 3.5 Mẫu sản phẩm thu được của NT5 22

Hình 3.6 Mẫu sản phẩm thu được của NT6 22

Hình 3.7 Mẫu sản phẩm thu được của NT7 23

Hình 3.8 Mẫu sản phẩm thu được của NT8 23

Hình 3.9 Mẫu sản phẩm thu được của NT9 24

Hình 3.10 Mẫu sản phẩm thu được của NT10 24

Hình 3.11 Mẫu sản phẩm thu được của NT11 25

Hình 3.12 Mẫu sản phẩm thu được của NT12 25

MỞ ĐẦU 1.1 Sự cần thiết của đề tài

Xà phòng hay xà bông, sọc phòng (phiên âm từ tiếng Pháp: savon) là một chất tẩy

rửa các vết bẩn, vết dầu mỡ, diệt vi khuẩn Thành phần của xà phòng

là muối natri hoặc kali của axít béo Xà phòng được dùng dưới dạng bánh, bột hoặc chất lỏng

Xà phòng trước kia được điều chế bằng cách cho chất béo tác dụng với kiềm bằng phản ứng xà phòng hóa Sản phẩm tạo ra là muối natri hoặc kali của axit béo Vì thế xà phòng được phân loại thành xà phòng cứng (chứa natri) và xà phòng mềm (chứa kali) Loại xà phòng này có một nhược điểm là không giặt được trong nước cứng vì nó tạo các kết tủa với các ion calci và magiê bết lên mặt vải làm vải chóng mục Về sau, xà phòng được sản xuất từ dầu mỏ Cho nên, nó đã khắc phục được nhược điểm trên để có thể giặt được quần áo bằng nước cứng [1]

Ngày nay, xà phòng được sản xuất theo quy mô công nghiệp nên nó còn có tên gọi

là xà phòng công nghiệp - Commercial Soap - nhưng thường gọi tắt là xà phòng - là hỗn hợp muối natri hoặc kali của acid béo (RCOONa, RCOOK) và một số chất phụ gia (tạo

độ cứng, tạo mùi hương…), là nhóm chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ acid carboxylic Xà phòng được sử dụng dưới dạng bánh, bột hoặc chất lỏng, là một chất tẩy rửa các vết bẩn, vết dầu mỡ

(RCOO)3C3H5+3NaOH →3RCOONa+C3H5(OH)3

Xà phòng có công dụng phong phú, được sử dụng nhiều trong đời sống hàng ngày

Cụ thể:

- Thay cho sữa tắm: Xà phòng chứa thành phần glycerin, có khả năng làm sạch bã nhờn và cung cấp độ ẩm cho cơ thể Nhờ công thức làm sạch dịu nhẹ, ít mùi hương nhân

tạo mà xà phòng cục thường được sử dụng thay thế cho sữa tắm thông thường

- Thay cồn rửa tay diệt khuẩn: Bên cạnh các loại nước rửa tay thông thường, sử

dụng lượng nhỏ xà phòng cục cũng giúp làm sạch da tay mà hoàn toàn không khiến tay

khô rát, khó chịu

Xà phòng là muối Kali hay Natri của acid béo hay xà phòng tổng hợp đều có hai phần Một là đầu hidrocacbon kị nước, đầu còn lại là đầu ion kim loại ưa nước Đối với các vết bẩn, dầu mỡ bám trên bề mặt thì đầu kị nước sẽ quay vào trong vết bẩn, đầu ưa nước hướng ra ngoài Sau đó sẽ tạo thành mixen là một khối cầu có đầu ưa nước quay ra ngoài tách vết bẩn ra khỏi bề mặt Tùy theo độ tinh khiết của nguyên liệu và kỹ thuật nấu xà phòng cũng như thành phần pha chế, mà có thành phần chất lượng cao, xà phòng giặt chất lượng trung bình và chất lượng thấp Các tiêu chuẩn của xà phòng tắm dạng bánh được trình bày ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng

P.A

Loại 80% P.A

1 Khối lượng danh nghĩa của một bánh xà phòng, tính bằng g 10; 25; 50 75; 100

2 Hàm lượng axit béo, tính bằng % so với khối lượng danh

3 Hàm lượng natri hidroxit, tính bằng % so với khối lượng danh

4 Hàm lượng natri clorua, tính bằng % so với khối lượng danh

5 Hàm lượng các chất béo chưa xà phòng hóa, tính bằng % so

6 Hàm lượng các chất hữu cơ không xà phòng hóa, tính bằng

% so với khối lượng axit béo, không lớn hơn 1,50

7 Điểm đông đặc của axit béo tách ra từ xà phòng, tính bằng %

Mặc dù, xà phòng là nhu yếu phẩm quan trọng trong đời sống của chúng ta, nhưng

nó tiềm ẩn nhiều mối nguy không an toàn cho sức khỏe và môi trường Với giá thành rẻ

và phong phú về chủng loại, màu sắc, mùi hương nhưng ẩn chứa bên trong nó là những hóa chất độc hại Loại xà phòng được sản xuất từ hóa chất điều chế trong phòng thí nghiệm gây hại cho da nói riêng và sức khỏe người tiêu dùng nói chung Chúng lấy đi lớp màng dưỡng ẩm bảo vệ da và gây cảm giác khô rát khó chịu Cho nên, xà phòng còn được gọi với cái tên là chất hoạt động bề mặt

Ở dạng đơn giản, xà phòng được điều chế từ phản ứng hóa học giữa dầu béo, nước

và xút Để giảm chi phí, nhà sản xuất xà phòng công nghiệp đã thay thế dầu béo bằng nguyên liệu gốc dầu hỏa Vì vậy, chất hoạt động bề mặt, propylene glycol, chất tạo màu công nghiệp và hương liệu tổng hợp sẽ lấy đi lớp chắn bảo vệ da, làm da trở nên nhạy cảm hơn

Nền công nghiệp hóa chất đã tạo ra xà phòng dưới nhiều dạng như xà phòng dưỡng

ẩm, xà phòng trắng da và xà phòng diệt khuẩn Nhưng thực ra chúng chỉ là một hỗn hợp hóa học chứ không phải xà phòng Bên cạnh đó, xà bông có chứa chất tiệt trùng như triclosan hay các chất sát khuẩn nhưng rất có hại cho da thường, da mụn Bình thường trên bề mặt da và các lỗ chân lông luôn có hàng triệu vi khuẩn, trong đó 99% vi khuẩn

vô hại, nếu không nói là có lợi Và khi có “đối thủ” - dù chỉ là 1%, thì những vi khuẩn

có lợi này sẽ tự bảo vệ mình và gây rối loạn, tạo điều kiện cho vi khuẩn có hại phát triển mạnh Vì thế, mẩn ngứa, mụn nhọt xuất hiện

Bên cạnh đó, bao bì của xà phòng công nghiệp cũng không thân thiện với môi trường Không chỉ tính bao bì nilong khó phân hủy mà các hóa chất độc hại tiềm ẩn chỉ

có một lượng nhỏ trong vỏ cũng gây ô nhiễm môi trường

Hơn thế nữa, thành phần chính của các chất tẩy rửa là chất hoạt động bề mặt, ngoài

ra còn có các chất phụ gia, màu, hương liệu Đối với sản phẩm có công dụng diệt khuẩn còn có thêm các hợp chất của clo, peoxit…tiền thân của hợp chất N-nitrosodimethylamine - một chất ô nhiễm có thể gây ung thư trong các nguồn nước Mặc

dù, chất tẩy rửa có khả năng làm sạch các chất cáu bẩn, nhưng không thể diệt các chất này Vì vậy, khi tẩy rửa xong, hỗn hợp chất tẩy rửa và chất bẩn sẽ theo dòng nước thải

đổ vào các bể chứa, ao hồ, cống rãnh, sông, suối… gây ô nhiễm

Đặc biệt, nếu như các chất cáu bẩn sau khi bị chất tẩy rửa tách ra dễ dàng bị phân hủy bởi các vi khuẩn, vi sinh vật, thì các loại chất tẩy rửa lại rất khó bị phân hủy Do đó, sau khi chất tẩy rửa thải xuống ao, hồ, sông, suối sẽ tồn tại trong nước một thời gian dài (theo nghiên cứu, trên một quãng đường di chuyển 200km, chỉ có 30% bị các vi khuẩn phân giải) Hiện tượng mặt nước thường có nhiều bọt, đó là do chất benzen sun-pho-nat gốc ankin tạo nên Theo sự đo đạc xác định khi nồng độ chất này có khoảng 0,5 miligam/lít nước sông sẽ nổi bọt Lượng bọt lớn sẽ gây trở ngại cho tiếp xúc với không khí, làm cho khả năng tự làm sạch của nước giảm đi Chất tẩy rửa được thải xuống nước

sẽ tiêu hao lượng dưỡng khí hòa tan trong nước, làm cho cá ngạt thở mà chết Chất tẩy rửa còn gây độc đối với các sinh vật thủy sinh, dễ tạo nên các loại cá dị dạng Ngoài ra, sunphát ở trong chất tẩy rửa chảy vào nước làm cho nước trở thành nhiều chất dinh dưỡng phá hoại môi trường sinh thái của nước [3]

Như vậy các loại xà phòng sản xuất theo công nghiệp không an toàn cho người sử dụng và gây áp lực cho môi trường sống Vì thế, chúng ta cần thay thế bằng các sản phẩm xà phòng làm từ nguyên liệu tự nhiên để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người

hơn Và đó là lý do để tác giả thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất xà phòng

từ nguyên liệu tự nhiên tốt cho da và thân thiện với môi trường”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài được thực hiện với mục tiêu nhằm tìm kiếm nguyên liệu, nghiên cứu quy trình để tạo ra xà phòng handmade dùng để làm sạch da, dưỡng da, không chứa hóa chất tạo độ cứng, chất bảo quản, chất tạo bọt, phẩm màu công nghiệp… có lợi cho sức khỏe làn da của người sử dụng và thân thiện với môi trường

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để hoàn thành mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, đề tài tập trung vào các nội dung nghiên cứu sau:

- Khảo sát chọn lựa các nguyên liệu để làm xà phòng hamdmade như (các loại dầu, nguyên liệu từ thiên nhiên )

- Thử nghiệm và nghiên cứu trộn các nguyên liệu cho ra sản phẩm tối ưu

- Phân tích, đánh giá các kết quả nghiên cứu

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các nguyên liệu từ thiên nhiên, có sẵn ở Việt Nam như: dầu dừa, bã café, sáp ong, cám gạo

- Phạm vi nghiên cứu: phòng thí nghiệm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về xà phòng thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe

Hiện nay, trên thị trường xuất hiện 02 dòng xà phòng phổ biến là xà phòng công nghiệp và xà phòng handmade Sự khác biệt của 02 loại này được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.1 Sự khác biệt giữa xà phòng công nghiệp và xà phòng handmade

Quy trình sản xuất Được sản xuất trong dây chuyền

công nghiệp Gia công hoàn toàn thủ công

Thành phần

Muối natri hoặc kali của axit béo,

bổ sung thêm hương liệu, dầu hóa học và một số chất hóa học khác

Nguyên liệu hữu cơ: dầu ô liu, tinh bột nghệ, mật ong, dầu dừa, dầu hạnh nhân,… Tính chất vật lý Cứng cáp, ít chảy khi gặp nước Dễ tan chảy trong môi

trường ẩm ướt

Mẫu mã Phong phú, đa dạng Ít sự lựa chọn

Mùi hương Mùi thơm tỏa mạnh và giữ lâu Mùi thơm dịu nhẹ, bay

Khó tìm ở các địa điểm phân phối thông thường

(Nguồn:[10])

Mặc dù, xà phòng công nghiệp có ưu thế lớn về giá cả rẻ (do được sản xuất với số lượng lớn hàng loạt), mùi hương thơm hơn, có độ cứng tốt, nhiều bọt, ít chảy khi gặp nước, tẩy sạch da hơn nên thu hút được người tiêu dùng Tuy nhiên, nhược điểm của xà phòng công nghiệp là thành phần nguyên liệu có một phần từ dầu lửa, mỡ động vật và các hạt vi nhựa nên dễ làm da khô, không phù hợp với người có da nhạy cảm, đặc biệt

là trẻ nhỏ Các thành phần có trong xà phòng công nghiệp cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là làm ảnh hưởng đến nguồn nước Vì vậy, xà phòng thủ công (handmade soap) được làm hoàn toàn từ thiên nhiên đang dần thay thế xà phòng công nghiệp trên thị trường ở các nước phát triển Một số đặc điểm nổi trội của xà phòng thân thiện với môi trường có thể kể đến là:

- Thành phần tự nhiên: Xà phòng thân thiện với môi trường được làm từ các nguyên liệu tự nhiên như dầu cây cỏ, dầu hạt cacao, dầu cọ, dầu dừa, dầu ô liu và các chất làm sạch tự nhiên khác Chúng không chứa các chất hóa học như chất tạo bọt nhân tạo (SLS) hay paraben

- Không gây ô nhiễm nguồn nước: Xà phòng thân thiện với môi trường thường không chứa các chất gây ô nhiễm nguồn nước, như Phosphat Khi rửa sạch, xà phòng này không gây hại cho các hệ thống cấp nước và môi trường nước sống

- Phân hủy sinh học: Xà phòng thân thiện với môi trường có khả năng sinh học phân hủy tự nhiên, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường sau khi xà phòng được sử dụng Điều này có nghĩa là xà phòng sẽ phân hủy trong tự nhiên một cách an toàn, không gây ra tích tụ độc tố

- Duy trì làn da khỏe mạnh: Cách chăm sóc làn da sẽ tác động đến sức khỏe cũng như cải thiện cuộc sống nhờ hiệu quả giảm ngứa, khô, chàm, mụn trứng cá, các bệnh ngoài da Việc lựa chọn sản phẩm xà bông tự nhiên là cách đơn giản để làn da có thể được hưởng mọi sự ưu ái từ thiên nhiên

- Thân thiện môi trường: Khi tắm bằng xà phòng công nghiệp, ngoài việc đang phủ lên da lớp chất hóa học tổng hợp có thể gây kích ứng cho da còn vô tình đưa vào tự nhiên những hợp chất không phân hủy Chúng bị rửa trôi vào cống rãnh và tích tụ trong

hệ sinh thái Những hóa chất này ảnh hưởng đến động vật, thực vật, ô nhiễm nguồn nước

và sau cùng là tác động lên con người Cho nên, xà phòng tự nhiên với các thành phần hữu cơ, có thể cải thiện chất lượng môi trường bằng cách bảo vệ đất và nước ngầm khỏi

ô nhiễm

- Bao bì tái chế: Xà phòng thân thiện với môi trường thường được đóng gói trong bao bì tái chế hoặc bao bì có khả năng phân hủy tự nhiên Điều này giúp giảm thiểu lượng rác thải nhựa và tác động đến môi trường

- Sản xuất bền vững: Nhiều nhà sản xuất xà phòng thân thiện với môi trường cam kết sử dụng quy trình sản xuất bền vững và nước tái chế Điều này giúp giảm lượng nước tiêu thụ và khí thải carbon trong quá trình sản xuất

- Tác dụng trị liệu: Xà phòng handmade sử dụng tinh dầu nguyên chất để tạo mùi hương Lợi ích của liệu pháp hương thơm sẽ giúp giải tỏa căng thẳng, thư giãn đầu óc

và tăng cường hệ miễn dịch cơ thể

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu xà phòng thân thiện với môi trường trong

và ngoài nước

1.2.1 Ở nước ngoài

Từ thời xa xưa con người đã biết dùng các phương pháp khác nhau để làm sạch cơ thể và đồ dùng hay vật dụng của mình Người Hy Lạp và người La Mã làm sạch cơ thể bằng dầu olive và cát Sau khi trát dầu olive và cát lên da, người ta dùng một cái nạo để cạo và loại bỏ dầu và cát ra khỏi cơ thể, kéo theo các loạt vết bẩn trên cơ thể Sau đó, da được xát bằng một loại thuốc mỡ chế bằng thảo mộc Về sau, con người bắt đầu tắm bằng nước thảo dược, hoặc pha vào nước tắm các chất có lợi khác [4]

Các sản phẩm xà phòng đã được chế ra ở Babylon cổ đại khoảng năm 2800 trước Công nguyên và ở Ai Cập khoảng năm 1550 trước Công nguyên Và người Phoenic cũng đã biết làm xà phòng từ những năm 600 trước Công nguyên, những người đi biển từ đất nước Tây Ban Nha cổ đại đã làm ra loại xà phòng tương tự như xà phòng hiện nay Họ hòa tro thân cây (giàu kali) với mỡ dê và đun sôi Sau khi nước bốc hơi và phần chất rắn

nguội đi, hỗn hợp này trở thành một chất rắn giống như sáp: đó chính là xà phòng Tuy nhiên loại chất tẩy rửa thông dụng nhất là sản phẩm đi từ tro gỗ [4]

Người Celt ở nước Anh thời cổ xưa cũng làm ra xà phòng từ tro thân cây và mỡ động vật Họ gọi sản phẩm này là ‘saipo’ Đó chính là nguồn gốc của từ ‘soap’ (xà phòng) trong tiếng Anh hiện đại ngày nay Đến năm 300 sau Công nguyên, Zosimos của Panopilos, một nhà hóa học người Ai Cập, đã có thể làm xà phòng rất giỏi và ông đã viết về quy trình nấu xà phòng Ở Naples vào thế kỷ VI và ở Tây Ban Nha vào thế kỷ VIII đã có phường hội sản xuất xà phòng Cũng vào thế kỷ VIII, ông Jabir Ibn Hayyan, một trí thức người Ả-rập, đã viết về việc sử dụng xà phòng để tắm rửa Khi viết lại lịch

sử thành La Mã cổ đại, Plini một nhà sử học có viết rằng thời đó người ta đã biết làm xà phòng từ mỡ dê và tro gỗ còn biết độn thêm muối vào để xà phòng thêm cứng hơn Trong thời kỳ này xuất hiện một vài cơ sở sản xuất xà phòng từ mỡ và tro củi Trong thời kỳ đầu tiên xà phòng dùng để trị bệnh Xà phòng đã trở nên phổ biến để giặt rửa trong thời kỳ cuối của kỷ nguyên La Mã Như vậy, xà phòng thân thiện với môi trường

đã được sản xuất từ cách đây hàng ngàn năm và đó là một trong những phát minh tuyệt vời nhất [4]

Vào năm 2016, một nhóm các nhà nghiên cứu do Trường Đại học Minnesota dẫn đầu đã phát minh ra một phân tử xà phòng mới từ các nguồn tái tạo, có thể giảm đáng

kể số lượng hóa chất được sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa và giảm tác động đến môi trường Theo đó, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm xúc tiến đổi mới năng lượng đã phát triển một quy trình hóa học mới để kết hợp axit béo từ đậu tương hoặc dừa và đường chiết xuất từ ngô để sản xuất phân tử xà phòng tái tạo gọi là chất hoạt tính Oleo Furan (OSF) OFS hoạt động tốt trong môi trường nước lạnh, môi trường mà xà phòng thông dụng trở nên đục và dính không sử dụng được Ngoài ra, xà phòng OFS được chứng minh tạo thành các hạt xà phòng (gọi là vi hạt) cần cho các ứng dụng tẩy rửa ở nồng độ thấp, làm giảm đáng kể tác động môi trường đến sông hồ [5]

Bên cạnh đó, xà phòng OFS tái tạo mới cũng đã được thiết kế để hoạt động trong các điều kiện nước cứng bằng cách sử dụng một nguồn chiết xuất tự nhiên, không liên kết mạnh với các khoáng chất trong nước Đồng thời, các nhà nghiên cứu còn sử dụng chất xúc tác hạt nano để tối ưu hóa cấu trúc xà phòng mang đến cho nó khả năng tạo bọt và những khả năng khác Ngoài tính phân hủy sinh học và hiệu quả làm sạch, OSF còn tạo bọt có độ sệt như các chất tẩy rửa thông thường, nghĩa là nó có thể trực tiếp thay thế xà phòng sử dụng trong các thiết bị hiện nay như máy giặt, máy rửa bát và các sản phẩm tiêu dùng [5]

Ngoài ra, xà phòng Black soap (xà phòng đen) có thể gọi là “truyền nhân” duy nhất của xà phòng nguyên thủy Nó là sáng tạo của những người dân Ghana, Châu Phi Thành phần của xà phòng đen có chứa bơ hạt mỡ (Shea Butter) giàu vitamin A, E, F cần thiết cho da Bơ hạt mỡ chứa axit béo, chất chống oxy hóa giúp dưỡng ẩm và phục hồi tế bào

da rất hiệu quả Và các thành phần khác như: dầu dừa và/hoặc dầu cọ, bột yến mạch, nước ép lá lô hội, chiết xuất từ chuối, tocopherol (vitamin E), glycerin thực vật, sắc tố khoáng hoặc màu thực vật, hỗn hợp tinh dầu [6]

Như vậy, xà bông thiên nhiên đã trở thành xu hướng rộng khắp ở các nước phát triển từ nhiều thập kỷ Tuy giá thành cao hơn nhưng xà bông thiên nhiên chiếm ưu thế tuyệt đối so với xà bông công nghiệp ở khả năng chăm sóc làn da với nhiều dưỡng chất hữu ích và không gây độc hại cho nguồn nước do chúng dễ dàng phân huỷ sau khi sử dụng

1.2.2 Ở Việt Nam

Một vài năm gần đây khi chất lượng cuộc sống được nâng cao, nhiều người tiêu dùng Việt đã quan tâm hơn đến các sản phẩm an toàn và thân thiện với môi trường Xà bông thiên nhiên từ đó cũng trở nên quen thuộc hơn

Việc chiên nấu nhiều, nhất là trong các dịp lễ, Tết khiến rất nhiều dầu ăn dư thừa phải thải ra môi trường Nhận thấy lượng dầu này có thể tái chế để sử dụng, hạn chế ô nhiễm, chị Phạm Minh Hậu (phố Quán Thánh, Hà Nội) đã tự mày mò tìm ra công thức chế tạo xà phòng từ dầu thừa Mục đích của việc tái chế dầu thừa là hạn chế rác thải, góp phần bảo vệ môi trường [7]

Tương tự, vào năm 2021, với mong muốn hạn chế tối đa mỡ, dầu ăn thừa, đã qua

sử dụng và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, thông qua dự án Tái chế dầu ăn thừa, một nhóm giáo viên và học sinh trường THCS Khong Hin, Tuần Giáo, Điện Biên đã biến mỡ, dầu ăn thừa thành xà phòng dùng để giặt, cọ rửa Xà phòng gồm Sáp ong, mỡ động vật đã qua sử dụng; NaOH; nghệ tươi; lá tía tô, tinh dầu sả [8]

Sau thời gian miệt mài nghiên cứu, 2 em Nguyễn Đình Tuấn Anh và Trần Trọng Phúc, học sinh lớp 112, Trường THPT Tân Hiệp (huyện Châu Thành) đã sáng chế thành công sản phẩm "Xà phòng diệt khuẩn từ dây vác" Sản phẩm này có công dụng diệt khuẩn và dưỡng da rất hiệu quả, được Viện Pasteur Tp Hồ Chí Minh chứng nhận tỷ lệ diệt khuẩn đạt trên 99% Để tạo ra xà phòng, Tuấn Anh và Trọng Phúc áp dụng kiến thức môn hóa học hữu cơ về phản ứng xà phòng hóa triglixerit của hỗn hợp axit béo tạo thành muối (Na hoặc K) và glixerol Một số nguyên liệu chủ yếu được tác giả sử dụng

để sản xuất xà phòng gồm: Lá vác, dầu dừa, dung dịch kiềm (NaOH), tinh bột nghệ, tinh dầu oải hương, màu thực phẩm Giải pháp "Xà phòng diệt khuẩn từ dây vác" đã xuất sắc đoạt giải "Đặc biệt" của Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Tiền Giang lần thứ XII (2018 - 2019) và được Ban tổ chức xét chọn tham dự cuộc thi toàn quốc [9] Việt Nam được đánh giá là một quốc gia có tiềm năng lớn về dược liệu trong khu vực Đông Nam Á và trên thế giới Nguồn tài nguyên dược liệu phong phú, đa dạng được ứng dụng khá nhiều nhất vào sản xuất xà phòng là các loại dầu thực vật như dầu dừa, dầu cám gạo, dầu gấc, dầu thầu dầu Cho nên, một vài năm gần đây khi chất lượng cuộc sống được nâng cao nhiều người tiêu dùng Việt đã quan tâm hơn đến các sản phẩm

an toàn và thân thiện với môi trường Xà bông thiên nhiên từ đó cũng trở nên quen thuộc hơn

1.3 Tổng quan về nguồn nguyên liệu tự nhiên được sử dụng trong đề tài để tạo xà phòng thân thiện môi trường và an toàn cho người sử dụng

Việt Nam được đánh giá là một quốc gia có tiềm năng lớn về dược liệu trong khu vực Đông Nam Á và trên thế giới Nguồn tài nguyên dược liệu phong phú, đa dạng được ứng dụng nhiều vào sản xuất xà phòng là các loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu cám gạo,

dầu gấc, dầu thầu dầu ) Không chỉ có vậy, những thảo mộc bình dị như sáp ong, đậu,

đỗ, gạo, trà xanh… cũng góp phần làm bánh xà bông trở nên hấp dẫn với nhiều công dụng bổ trợ

1.3.1 Dầu dừa

Cây dừa là một loại cây thân gỗ trong họ nhà cau Tên nước ngoài là: Kalpa Vriksha (tiếng phạn), Pokok Seribu Guna (Mã Lai), Coconut (Mỹ, Austraulia) Thân dừa mọc thẳng, độ cao tối đa có thể đạt đến 30m Trên thế giới, dừa được phân bố chủ yếu ở 20o

Bắc đến 20o Nam Dừa trồng chủ yếu ở vùng ven biển, duyên hải Riêng Thái Lan và Việt Nam dừa được trồng ở vùng Đồng bằng

Có hơn 11 triệu ha diện tích dừa được trồng ở 93 quốc gia trên thế giới Trong đó

có 90% diện tích dừa được trồng ở Châu Á – Thái Bình Dương Khoảng 61% nằm ở Đông Nam Á (trong đó: Indonesia, Philippines, Ấn Độ chiếm ¾ tổng diện tích dừa thế giưới) Gần 20% ở Nam Á, phần còn lại ở Châu Đại Dương, Châu Mỹ La tinh và Caribbean

Tại Việt Nam, diện tích trồng dừa đạt khoảng 147210 ha Tập trung chủ yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long chiếm trên 75%, các tỉnh Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng trở vào) gần 20% Hiện nay, Bến Tre đang là tỉnh có trữ lượng dừa lớn nhất cả nước

(Nguồn: [11])

Dầu dừa là loại dầu thực vật được chiết xuất từ cơm của quả dừa khô (cùi dừa) dưới tác dụng của máy móc, thiết bị hoặc tự nhiên, có thể thông qua xử lý nhiệt hoặc không, chất lỏng có mùi đặc trưng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng, sản phẩm tẩy rửa hay chăm sóc cá nhân,… Chuyên gia y

tế các nước khuyên dùng nhờ công dụng tuyệt vời của nó như chữa bệnh, chăm sóc sức khỏe, làm đẹp da,… Dầu dừa không mềm dần theo nhiệt độ tăng mà chuyển đột ngột từ đặc sang lỏng trong một biên độ nhiệt độ hẹp, dầu dừa có trạng thái lỏng ở nhiệt độ khoảng 25oC và đông đặc (rắn) ở nhiệt độ dưới 22 oC

Theo báo cáo nghiên cứu của Haji Ibrahim Haji Abd Rahman cho biết trong dầu dừa có 8 nhóm thành phần, bao gồm: triacylglycerols (chiếm 95% thành phần dầu dừa), acid béo, phospholipid, tocopherol, tracemetals, sterols, volatiles, mono và acylglycerols Thành phần hóa học của dầu dừa chủ yếu là các acid béo bão hòa, đa số

Hình 1.1 Cây dừa, trái dừa và dầu dừa

là chuỗi trung bình gọi là triglyceride chuỗi trung bình hay acid béo chuỗi trung bình Tuy nhiên, chất béo bão hòa trong dầu dừa khác với chất béo bão hòa trong chất béo động vật (chủ yếu là các acic béo no mạch carbon dài)

Bên cạnh công dụng với sức khỏe dầu dừa cũng có nhiều công dụng trong việc chăm sóc sắc đẹp như làm tăng sức khỏe răng miệng, giảm mất protein từ tóc khi bôi trước hoặc sau gội đầu, mà đặc biệt là nó có khả năng chặn 20% tia UV phát ra từ mặt trời, các đặc tính kháng nấm và chống vi khuẩn của dầu dừa làm cho nó trở thành một loại thuốc cứu vết thương tuyệt vời Ngoài ra, dầu dừa còn có khả năng làm mềm da môi, chữa nứt gót chân Với đặc tính kháng khuẩn, dầu dừa có thể được trộn với các thành phần tự nhiên khác, chẳng hạn như bột dong riềng, tinh bột ngô, baking soda và dầu thơm để tạo thành chất khử mùi tự nhiên

1.3.2 Bã cà phê

Cà phê là loại cây ngoại nhập không phải cây bản địa tại Việt Nam, có nguồn gốc

từ vùng nhiệt đới châu Phi Cây cà phê lần đầu tiên được trồng tại Việt Nam vào khoảng năm 1870 do những giáo sĩ người Pháp mang đến, cây cà phề gồm có thân, rễ cây, hoa

và quả cà phê Cây cà phê cho ra những trái cà phê ngon nhất khi được trồng ở những vùng cao nguyên, nơi có khí hậu nhiệt đới và có đất đai màu mỡ Theo Cục Trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), cà phê là cây công nghiệp chủ lực của Việt Nam đứng thứ 2 cả nước về diện tích (710 nghìn ha)

Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều vùng trồng được cà phê, có thể kể đến như: Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Tây Nguyên, Nam bộ Tuy nhiên, xét về điều kiện khí hậu thì các tỉnh thuộc Tây Nguyên là thích hợp nhất cho cây café phát triển Vì vậy, loại cây này được trồng nhiều ở đây

Bột cà phê sau khi được pha chế, chắt lọc ra nước cốt nguyên chất sẽ còn giữ lại thành phần bã Bã cà phê, hay còn được gọi là xác cà phê thường có màu sẫm và tùy theo từng loại cà phê khác nhau mà sẽ có màu sắc khác nhau

Thành phần hóa học của cà phê nguyên chất chứa nhiều hợp chất, có tác dụng làm đẹp

vô cùng tốt Bao gồm thành phần chính là cafein, chất chống oxy hóa và diterpen Ngoài ra, cà phê còn chứa các chất axit hữu cơ, chất béo vừa đủ, alkaloids, khoáng chất, kali, magie và sắt

- Chăm sóc và làm trắng da từ bã cà phê: Công dụng chăm sóc và làm trắng da của

bã cà phê đã được kiểm chứng trong nhiều năm qua Các nghiên cứu đã chỉ rằng trong nguyên liệu này có chứa các thành phần chống oxy hóa cao Đó chính là chất giúp loại

bỏ đi các vết thâm, nám Vì bã cà phê không có các thành phần hóa học nguy hại nên có thể pha thêm dầu dừa, vitamin E… để tạo ra sản phẩm chăm sóc da tối ưu Bên cạnh đó,

độ pH và kiềm trong bã cà phê cũng nằm ở mức độ an toàn cho da Chính vì thế, bã cà phê có thể được sử dụng cho nhiều loại da So với các cách làm trắng da thủ công khác thì làm trắng da bằng bã cà phê mang lại hiệu quả tốt và có mức độ an toàn cao

- Tẩy tế bào chết và làm sạch da trên da: Chỉ cần sử dụng 1 lượng bã nhất định,

kết hợp với các loại tinh dầu thiên nhiên lành tính hoặc mật ong, tạo nên hỗn hợp đặc sệt Sau đó, dùng hỗn hợp này xoa đều lên phần da cần tẩy tế bào và massage nhẹ nhàng theo chuyển động tròn để loại bỏ phần da chết Duy trì trong khoảng 5 phút, sau

đó, có thể rửa lại bằng nước ấm để làm sạch Đặc biệt, phương pháp này cũng giúp đẩy sạch các bụi bẩn bám sâu trong lỗ chân lông, để lỗ chân lông được thông thoáng, giảm sự hình thành mụn trên da

- Trị mụn, giảm quầng thâm và làm đẹp da mặt: Bã cà phê được sử dụng nhiều

trong ngành công nghiệp làm đẹp Đặc biệt mang lại kết quả tích cực trong việc trị mụn, giảm quầng thâm và làm đẹp da mặt Có thể phối trộn bã cà phê những thành phần có chiết xuất tự nhiên như sữa chua Khi kết hợp bã cà phê với sữa chua sẽ tạo ra hỗn hợp dưỡng da tự nhiên với nhiều công dụng tốt Trong sữa chua có chứa vitamin C, D, kẽm

là dưỡng chất thiếu yếu cho làn da Do đó, khi sử dụng mặt nạ sữa chua cà phê sẽ giúp giảm quầng thâm và xẹp bọng mắt Bên cạnh đó, các loại vi khuẩn có lợi trong sữa chua

sẽ ngăn ngừa mụn và làm sạch làn da

1.3.3 Cám gạo

Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới Theo quan niệm xưa lúa cũng là một trong sáu loại lương thực chủ yếu trong Lục cốc Lúa là loài thực vật thuộc một nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng Lúa sống một năm, có thể cao từ 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp (khoảng 2-2,5 cm) và dài 50–100 cm Rễ chùm,

có thể dài từ 2–3 m/cây trong thời kỳ trổ bông Lúa được trồng trên khắp cả nước với các vùng trồng chính ở đồng bằng sông Hồng, đồng bằng ven biển miền Trung và đồng bằng Nam Bộ

Trong quá trình xay và chế biến gạo, ngoài thu được sản phẩm cốt thì còn một phần phụ từ loại hạt này, mang giá trị cao đó là cám gạo Nó được hiểu như một lớp bột bao phủ ngoài hạt gạo, nằm gọn trong vỏ trấu, tựa lớp phấn

Hình 1.3 Cám gạo

(Nguồn:[13])

Cám gạo có màu trắng đục, mang mùi thơm đặc trưng của gạo Cám thường tồn tại

ở dạng bột, sờ khá mềm mịn Cám gạo chứa 12 – 22% dầu, 11 – 17% protein, 6 – 14% chất xơ, vitamin như vitamin E, thiamin, niacin và các khoáng chất như nhôm, canxi, clor, sắt, magie, mangan, phốt pho, kali, natri và kẽm Cám gạo có công dụng như sau:

- Làm sạch, giảm nhờn cho da: Vì tồn tại ở dạng bột, thành phần lại chứa nhiều

vitamin B và protein nên bột cám gạo có thể hút một lượng lớn dầu thừa trên da mặt, làm sạch sâu bên trong lỗ chân long, giúp tái tạo các tế bào da bị tổn thương do các tác nhân bên ngoài, kiểm soát sự phát triển của các bã nhờn nằm trong lỗ chân lông Rửa mặt, đắp mặt bằng bột cám gạo không chỉ giúp làm sạch, giảm nhờn mà còn giúp kiểm soát dầu nhờn trên da hiệu quả

- Tẩy tế bào chết: Cám gạo còn được biết đến là một sản phẩm giúp tẩy tế bào chết

hiệu quả bởi trong thành phần của nguyên liệu này có chứa tới 10% axit phytic Ngoài tác dụng tẩy da chết còn giúp kiểm soát sắc tố da, kích thích tái tạo tế bào mới một cách nhanh chóng và làm trắng da tự nhiên Chính vì thế nên có rất nhiều dòng sản phẩm sữa rửa mặt và kem tẩy tế bào chết hiện nay có chiết xuất từ cám gạo Có thể dùng bột cám gạo tự nhiên để rửa mặt và tẩy tế bào chết toàn thân

- Se khít lỗ chân lông: Nguyên nhân của tình trạng lỗ chân lông trên da to ra là do

dầu thừa trên da, khi lượng dầu trên da dư thừa, chúng sẽ gây trì trệ quá trình trao đổi chất và khiến lỗ chân lông nở to, kéo theo các loại mụn sinh sôi Tuy nhiên, cám gạo sẽ giúp khắc phục tình trạng lỗ chân lông to rất hiệu quả Rửa mặt hàng ngày với cám gạo nguyên chất hoặc đắp mặt nạ cám gạo sữa tươi sẽ giúp lấy đi bụi bẩn, cặn bã sâu bên trong lỗ chân lông và dần thu nhỏ chúng

- Trị mụn, trị thâm: Bên cạnh những công dụng như thu nhỏ lõ chân lông, tẩy tế

bào chết không thể không nói đến công dụng của cám gạo trong việc trị mụn, trị thâm Mụn nhọt trên da chủ yếu hình thành do các vi khuẩn, bụ bẩn tích tụ lâu trên da gây bít tắc, viêm nhiễm trong lỗ chân lông, đặc biệt là các loại mụn trứng cá, mụn bọc, mụn ẩn Kể cả sau khi hết thì mụn cũng thường để lại những vết thâm xấu xí trên da Tác dụng của cám gạo trong điều trị mụn được kiểm chứng là hiệu quả bởi vì chúng sở hữu các vi lượng vitamin B1, E trị mụn lẫn vitamin A giúp tái tạo tế bào, giải quyết vấn đề thâm sau mụn