Làm sản phẩm xà phòng từ dầu ăn đã qua sử dụng

Hiện nay, dầu ăn đã qua sử dụng không đảm bảo vệ sinh, chứa các chất độc hại cóthể dẫn đến ung thư. Những loại dầu ăn được sử dụng quá nhiều lần đến mức đen đặc lạiđược nhiều cơ sở tái chế lại với “công nghệ siêu bẩn” sau đó lại “trôi nổi” trên thị trường. Đểgiải quyết vấn đề này thì cần những biện pháp thu mua dầu ăn đã qua sử dụng để tái chế lạinhững sản phẩm có lợi ích cho con người. Vừa đáp ứng được nhu cầu về an toàn thực phẩmcho người dân, vừa cho người dân thêm một nguồn kinh phí.Vì vậy, cùng với mong muốn tận dụng để tiết kiệm, bảo vệ sức khỏe của con ngườichúng em đã nảy ra ý tưởng nghiên cứu về một quy trình tái tạo dầu ăn thừa để làm ra mộtsản phẩm có ích cho đời sống sinh hoạt của con người với giá thành rẻ, đó là “xà phòng”.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

Chủ nhiệm đề tài : Võ Nguyễn Trọng Nhân

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Phúc

Khoa : Công nghệ Hoá- Thực Phẩm

Các thành viên tham gia:

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3 Mục tiêu của đề tài 1

1.4 Nội dung của đề tài 1

1.5 Cơ sở lý thuyết 2

1.6 Cơ sở thực tiễn 6

1.6.1 Thực trạng xử lý mỡ, dầu ăn thừa sau khi sử dụng 6

1.6.2 Khả năng diệt khuẩn của dầu ăn, mỡ động vật khi phản ứng với kiềm 7

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 8

2.1 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 8

2.1.1 Nguyên liệu: 8

2.1.2 Phương pháp nghiên cứu: 8

2.2 Thiết bị, dụng cụ 8

2.3 Chuẩn bị nguyên liệu 8

2.4 Phương pháp thực nghiệm 8

2.4.1 Những lưu ý trước khi sản xuất xà phòng 9

2.1.1 Các lưu ý khi lựa chọn nguyên liệu nấu xà phòng 11

2.5 Các yếu tố khảo sát 13

2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng bánh xà phòng 13

2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng NaOH đến chất lượng của xà phòng 14

2.6 Nội dung thực nghiệm tạo sản phẩm “xà phòng” 16

2.6.1 Sơ đồ khối 16

3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến xà phòng 22

3.4 Kiểm tra các chỉ tiêu ngoại quan và chỉ tiêu hóa lý của xà phòng theo TCVN 1557:1991 22

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 24

4.1 Kết luận 24

4.2 Khuyến nghị 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng tắm theo TCVN 2224:1551 3

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng giặc theo TCVN 2225:1991 4

Bảng 1.3 Thành phần dầu thực vật thải 5

Bảng 2.2 Số liệu điều tra về thực trạng xử lý mỡ, dầu ăn đã qua sử dụng 6

Bảng 2.3 Phân tích khả năng các loại axit béo trong xà phòng 10

Bảng 3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng xà phòng 21

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Dầu ăn đã qua sử dụng 7 Hình 2.1 Phản ứng xà phòng hoá 9 Hình 2.2 Sơ đồ làm xà phòng 16

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, dầu ăn đã qua sử dụng không đảm bảo vệ sinh, chứa các chất độc hại có thể dẫn đến ung thư Những loại dầu ăn được sử dụng quá nhiều lần đến mức đen đặc lại được nhiều cơ sở tái chế lại với “công nghệ siêu bẩn” sau đó lại “trôi nổi” trên thị trường Để giải quyết vấn đề này thì cần những biện pháp thu mua dầu ăn đã qua sử dụng để tái chế lại những sản phẩm có lợi ích cho con người Vừa đáp ứng được nhu cầu về an toàn thực phẩm cho người dân, vừa cho người dân thêm một nguồn kinh phí

Vì vậy, cùng với mong muốn tận dụng để tiết kiệm, bảo vệ sức khỏe của con người chúng em đã nảy ra ý tưởng nghiên cứu về một quy trình tái tạo dầu ăn thừa để làm ra một sản phẩm có ích cho đời sống sinh hoạt của con người với giá thành rẻ, đó là “xà phòng”

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

 Từ trước đến nay, dầu, mỡ đã qua sử dụng thường được người dân tái sử dụng, hoặc bỏ đi Để tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ với số lượng nhiều đó chúng em đã dùng, dầu, mỡ (ở trạng thái lỏng) đã qua sử dụng và một số các thành phần khác để tạo ra sản phẩm “xà phòng”, dễ làm, rẻ tiền và đẹp có thể dùng trong cuộc sống hằng ngày, góp phần tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường sống của con người

 Tận dụng nguồn nguyên liệu dầu ăn thừa, tránh lãng phí và làm ô nhiễm môi trường

 Tương đối dễ làm, giá thành rẻ, có khả năng ứng dụng vào công nghiệp

1.3 Mục tiêu của đề tài

 Ứng dụng vào trong thực tiễn để tạo ra sản phẩm “xà phòng” an toàn, hiệu quả

 Giúp chúng em bước đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học, đảm bảo tính ứng dụng thực tiễn và an toàn

 Tận dụng, tiết kiệm nguyên liệu dễ kiếm có giá thành rẻ và tránh lãng phí, góp phần bảo

vệ môi trường và sức khoẻ con người

 Khảo sát hiệu quả của sản phẩm “xà phòng”

 Khảo sát khả năng đông đặc nhanh của sản phẩm

 Hiệu quả kinh tế của từng sản phẩm

1.5.1.2 Các sản phẩm công nghiệp xà phòng và ứng dụng của xà phòng [1]

Xà phòng tắm: Là loại xà phòng thường được nấu bằng các loại nguyên liệu như mỡ động vật và thực vật chất lượng cao và các axit béo tổng hợp nhưng bên cạnh đó có thêm các chất vụ gia và hương thơm Nhiệm vụ chính là làm sạch các vết bụi, bẩn bám trên cơ thể nhưng không làm ảnh hưởng trực tiếp đến làn da con người hay môi trường

Tiêu chuẩn kỹ thuật của xà phòng tắm dạng bánh được trình bày ở bảng 1.1

Xà phòng giặt: Xà phòng giặt thường được nấu bằng các loại mỡ động vật, dầu thực vật và các axit béo tổng hợp, có hay không các phụ gia vô cơ như natri silicat và natri cacbonat Thường thì xà phòng giặt không có chất lượng thơm, nhưng đôi khi là nguyên liệu

có mùi khét nên nguyên liệu phải cho thêm chât thơm vào xà phòng (dầu xả, dầu thông) Và

có tác dụng làm sạch vết bẩn bám lên các chất rắn mà không gây ra các phản ứng hóa học, không làm ảnh đến môi trường và nguy hại trực tiếp đến bề mặt da

Tiêu chuẩn chất lượng của xà phòng giặt được trình bày ở bảng 1.2

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng tắm theo TCVN 2224:1551

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn chất lượng xà phòng giặc theo TCVN 2225:1991

1.5.1.3 Dầu ăn (dầu thực vật)

Dầu ăn được tinh lọc từ nguồn gốc thực vật, nằm ở thể lỏng trong môi trường bình thường Có khá nhiều loại dầu được xếp vào loại dầu ăn được gồm: dầu ô liu, dầu cọ, dầu nành, dầu canola, dầu hạt bí ngô, dầu bắp, dầu hạt hướng dương, dầu cây rum, dầu lạc, dầu hạt nho, dầu vừng, dầu argan và dầu cám gạo Nhiều loại dầu ăn cũng được dùng để nấu ăn và bôi trơn

Thuật ngữ "dầu thực vật" được sử dụng trên nhãn của sản phẩm dầu ăn để chỉ một hỗn hợp dầu trộn lại với nhau gồm dầu cọ, bắp, dầu nành và dầu hoa hướng dương

1.5.1.4 Thành phần cơ bản của dầu ăn, mỡ động vật đã qua sử dụng [2]

Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi xác định được thành phần của dầu thực vật thải bao gồm:

Triglyxerit chiếm xấp xỉ 73% nguyên liệu

Axit béo tự do chiếm 25% nguyên liệu

Một số chất khác chiếm hàm lượng tương đối nhỏ vào khoảng 2%

Bảng 1 3 Thành phần dầu thực vật thải

Mặt khác, từ bảng trên ta thấy rằng thành phần chính của dầu thực vật thải đều chứa các loại axit có mạch dài C16 và C18 Do đó có thể tái chế dầu thực vật thải thành loại nhiên liệu sinh học có giá trị kinh tế cao và giải quyết được các vần đề nêu ra ở trên

Ngoài ra thì trên GC-MS thì người ta phát hiện ra những thành phần như sau: [3]

Bảng 1 4 Thành phần thô của dầu ăn thải được phát hiện trên GC-MS

Compositions Methyl

hexadecanoate

Methyl linoleate

Methyl oleate Methyl

stearate Molecular

1.6.1 Thực trạng xử lý mỡ, dầu ăn thừa sau khi sử dụng

Ở trong các hộ gia đình việc xử lý dầu, mỡ đã qua sử dụng còn rất bất hợp lý, dầu ăn sau khi được sử dụng nhiều lần thường bị đổ ra môi trường xung quanh gây ô nhiễm môi trường Nhiều hộ gia đình còn tận dụng để sử dụng tiếp Cụ thể, dưới đây là bảng số liệu điều tra về thực trạng xử lý mỡ, dầu ăn đã qua sử dụng của 100 hộ gia đình trên địa bàn thành phố Thái Nguyên:

Bảng 2.1 Số liệu điều tra về thực trạng xử lý mỡ, dầu ăn đã qua sử dụng

Kết quả bảng số liệu trên cho thấy 1 thực tế rằng: Dầu mỡ sau khi dùng qua vài lần, nhiều bà nội trợ thường có thói quen tận dụng để dùng lại mặc dù họ biết ro tác hại của việc làm này đối với cơ thể Một số người khác, không tái sử dụng, nhưng họ lại đổ ra ngoài môi

trường xung quanh (vì theo họ, đó là cách xử lý duy nhất) Những thứ dầu mỡ này ngấm xuống lòng đất và nguồn nước gây ô nhiễm nặng nề Tuy nhiên, kết quả trên cũng cho thấy rằng, đa phần người dân ủng hộ phương pháp xử lý dầu, mỡ đã qua sử dụng mới, đó là tái chế lượng dầu, mỡ đã qua sử dụng này để tạo ra một sản phẩm có ích cho đời sống, góp phần bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khoẻ con người Ở các nhà hàng, quán ăn, dầu ăn sau khi được sử dụng được bán cho các doanh nghiệp sản xuất lại nên không đảm bảo chất lượng và ảnh hưởng đến sức khỏe

Hình 1 1 Dầu ăn đã qua sử dụng

1.6.2 Khả năng diệt khuẩn của dầu ăn, mỡ động vật khi phản ứng với kiềm

Dầu ăn, mỡ động vật khi phản ứng với kiềm tạo phản ứng xà phòng hóa khi đó hợp chất của xà phòng có một là đầu hiđrocacbon kị nước, còn một đầu là ion kim loại ưa nước Đối với các vết bẩn, dầu mỡ bám trên mặt vải 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 dạng cầu có đầu ưa nước quay ra ngoài tách vết bẩn ra khỏi bề mặt vải hay bề mặt da

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu:

 Mỡ, dầu ăn đã qua sử dụng

 Xút ăn da (NaOH)

 Sáp ong

 Nước cất

 Than hoạt tính

2.1.2 Phương pháp nghiên cứu:

 Nghiên cứu lý thuyết

 Tổng hợp các tài liệu liên quan, xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài

 Thực nghiệm trong phòng thí nghiệm, quan sát, ứng dụng

2.3 Chuẩn bị nguyên liệu

Mỡ, dầu ăn đã qua sử dụng được gạn bỏ bớt những mảng cặn bẩn, cháy đen và mùi dầu mỡ bằng phương pháp thủ công

Cho NaOH vào cốc thuỷ tinh

Sáp ong bào nhỏ

2.4 Phương pháp thực nghiệm

Phản ứng cơ bản xảy ra trong quá trình nấu xà phòng là phản ứng xà phòng hóa triglyceric của hỗn hợp axit béo tạo thành muối natri hoặc kali của chúng và glycerine

Hình 2.1 Phản ứng xà phòng hoá

2.4.1 Những lưu ý trước khi sản xuất xà phòng

a Các quy tắc cơ bản cần tránh trước khi nấu xà phòng

Cần sản xuất xà phòng ở nơi thoáng khí và đeo khẩu trang Với công đoạn pha NaOH vào nước, có thể làm ở ngoài trời và đừng để hơi từ nồi bay trực tiếp lên mặt

Tiếp xúc trực tiếp với NaOH hoặc dung dịch NaOH có thể gây bỏng rát Vì vậy, mặc quần áo dài tay, và làm việc cẩn thận trong quá trình sản xuất xà phòng Nếu chưa có kinh nghiệm và lo lắng, nên chuẩn bị dung dịch giấm, nước chanh để trung hòa xút bắn lên da mình

Tuyệt đối không cho trẻ em, động vật vào phòng sản xuất

Không rửa dụng cụ, trang thiết bị làm xà phòng với dụng cụ, trang thiết bị chế bi ến thực phẩm

b Các tính chất của xà phòng

Độ dưỡng (Conditioning): Là trạng thái tốt của da (được thể hiện bằng sự mềm mại,

dịu nhẹ và cảm giác da được dưỡng) Độ dưỡng của một loại dầu trong xà phòng là do một vài yếu tố như:

Độ cứng (Hardness): Bánh xà phòng tạo ra cứng hay mềm được thể hiện ở chỉ số

này Bánh cứng thường đi liền với lâu hao

Khả năng rửa sạch (Cleansing): Khả năng rửa trôi của xà phòng được giải thích

như sau:

+ Muối kiềm có vai trò kết hợp dầu và nước Phân tử muối kiềm có một đầu ưa nước (có nơi giải thích là “đói nước”), một đầu ưa dầu (“đói dầu”) Trên da chúng ta có một lượng dầu thừa, đi kèm bã nhờn và bụi bẩn Khi da tiếp xúc với xà phòng và nước, đầu ưa dầu sẽ bám lấy hợp chất này, trong khi đầu ưa nước sẽ gặp nước và được nước bọc lại và bị cuốn

đi theo dòng nước

+ Một số loại muối kiềm có thể có đầu “rất đói nước” Sử dụng xà phòng (hoặc chất tẩy rửa) có tỉ lệ lớn các loại muối kiềm này có thể khiến không chỉ lớp dầu bẩn, dầu thừa trôi

đi, mà còn tác động vào cả lớp màng dầu bảo vệ của da

Khả năng tạo bọt (lather)

Bubbly lather: miêu tả lớp bọt có những bong bóng to Chỉ số “bubbly” cao là trong phần bọt tạo ra rất nhiều bong bóng to phủ kín và dầy tay/da Xà phòng với 100% dầu dừa có thể cho dầy bọt lớn

Creamy lather: miêu tả lớp bọt gồm những hạt bọt mịn, nhỏ và lâu vỡ Xà phòng với

100% dầu olive có thể cho ra bọt như thế này

Bảng 2.2 Phân tích khả năng các loại axit béo trong xà phòng

Các acid béo Độ cứng Khả năng Bong bóng Bọt nhỏ Độ dưỡng

2.1.1 Các lưu ý khi lựa chọn nguyên liệu nấu xà phòng

a Khả năng rửa sạch và khả năng dưỡng phù hợp từng loại da

Mục đích chính của xà phòng là làm sạch bụi bẩn, tế bào chết và dầu thừa, bã nhờn, nhằm giúp cho da được sạch sẽ, thông thoáng để có thể tiếp nhận dưỡng chất từ sản phẩm dưỡng khác hoặc từ chính xà phòng handmade Vì vậy cần quan tâm đến khả năng làm sạch của xà phòng

Không nên lên công thức cho một bánh xà phòng có khả năng dưỡng cao trong khi khả năng làm sạch rất thấp Vì như vậy, các bụi bẩn, bã nhờn, tế bào chết vẫn còn trên da, trong khi lại tiếp nhận thêm dưỡng chất từ xà phòng, điều này góp phần gây ra mụn

Những sản phẩm nhiều dưỡng ít làm sạch thường chỉ dùng cho da khỏe, đẹp và không vấn đề

Đối với da khô, không nên dùng quá nhiều dầu dừa, dầu dừa nhiều acid lauric, đối với

Đối với da dầu và da mụn, có thể superfat với dầu castor, dầu castor giúp làm gi ảm mụn và giảm tình trạng da nhờn

b Khả năng tạo bọt bong bóng

Bong bóng to thường sử dụng cho trẻ em, chị em phụ nữ, hoặc tắm cho chó mèo (ở nước ngoài người ta cũng làm xà phòng handmade dùng cho thú cưng) Bọt nhỏ mịn thường dùng vào các sản phẩm cạo: trẻ sơ sinh, cạo râu, cạo lông c Lựa chọn hương liệu, tinh dầu

c Nguyên liệu thay thế nước

Với xà phòng, có thể sử dụng một số dung dịch có nước để thay thế nước

Nhóm sữa: trong sữa có acid béo, vì vậy sử dụng sữa để làm xà phòng là một cách để tăng

superfat, giúp làm dưỡng da Sữa còn có đường, khi đường gặp nhiệt độ cao (do xút tác động với nước) sẽ chuyển thành màu nâu, có thể là nâu đậm) Đây là phản ứng caramel hóa (giống như chưng đường) và chỉ có vấn đề về màu sắc chứ không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Có thể làm xà phòng đỡ đậm màu bằng cách làm lạnh hoặc đông đá sữa

Lưu ý: Do trong sữa vốn đã giàu chất béo, nên khi lập công thức với sữa, nên chú ý để chỉ

số SF vừa phải, hoặc tính toán công thức có khả năng làm sạch tương đối, để tránh gây bí da hoặc bít lỗ chân lông

Nhóm nước thực vật: có thể sử dụng nhiều loại nước ép hoa quả để làm xà phòng như

nước lô hội, nước trà xanh, nước cà phê, có thể lấy nước ép sinh tố của một số loại quả để thay cho nước

Lưu ý rằng không sử dụng nước cam, nước chanh và cẩn thận với nước của những quả rất chua để làm xà phòng vì lượng acid dồi dào trong các nước này sẽ tác động với xút để tạo ra muối, không làm xà phòng được

Có thể thay thế một phần của nước hoặc toàn bộ phần nước trong công thức Không cho quá phần nước vì như vậy sẽ làm nhão xà phòng hoặc xà phòng không đông được

d Các phụ gia khác

Các loại bùn có thể giúp tăng khả năng rửa sạch, hút dầu của sản phẩm Chúng cũng góp phần tán nhỏ bọt và làm bọt dầy hơn, vì thế thường dùng làm xà phòng cạo râu Một khả năng khác của bùn là tạo màu cho xà phòng mà không sợ bị biến màu

Than hoạt tính: được ưa dùng trong các sản phẩm rửa trôi vì khả năng loại bỏ độc tố

và các gốc tự do (phá hủy các tế bào da, gây oxi hóa cho da và làm da nhanh lão hóa) Khả năng làm sạch sâu đến tận lỗ chân lông, giúp da thông thoáng, ngăn ngừa mụn Than hoạt tính cũng là một loại phẩm màu đen tự nhiên

Một số phụ gia khác gồm: bột cà phê, bột cám gạo, bột yến mạch, bột các loại đậu còn có tác dụng tẩy da chết Tỉ lệ khuyến khích sử dụng khoảng 5 gram cho 450 gram dầu Với tỉ lệ lớn thì sản phẩm nên dùng cho cơ thể, nhiều hơn nữa thì nên dùng để chà chân, thay

vì dùng cho da mặt nhạy cảm Dùng cho da mặt nên sử dụng các loại bùn mịn

2.5 Các yếu tố khảo sát

2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng bánh xà phòng

Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tạo xà phòng để tìm ra

nhiệt độ phản ứng tối ưu tại đó đạt được chất lượng bánh xà phòng cao nhất

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp gia nhiệt nhẹ

trong điều kiện cố định thành phần tỷ lệ lượng dầu đã chọn với lượng NaOH thiếu 7% và tinh dầu thời gian phản ứng xà phòng hóa 3 phút Khảo sát phản ứng lần lượt ở các nhiệt độ 60°C, 70°C và 80°C với thời gian ủ xà phòng là 24h-48h sau khi tháo khuôn

Tiến hành thí nghiệm: Pha trộn hỗn hợp dầu theo thành phần tỷ lệ 3:1:1, tiếp tục cân

lượng NaOH và lượng nước cất theo đúng tỉ lệ đã trộn Đổ nhẹ lượng NaOH vào cốc chứa nước và khuấy cho hỗn hợp tan hoàn toàn Rót nhẹ hỗn hợp NaOH và nước vào cốc chứa