Đang tải... (xem toàn văn)
QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẶT, NƯỚC XẢ VẢI THÔNG DỤNG TRONG NGÀNH GIẶT LÀ DÂN SINH, GIẶT LÀ CÔNG NGHIỆP. NƯỚC GIẶT TRUNG pH TRUNG TÍNH AN TOÀN CHO ĐỒ GIẶT VÀ BẢO VỆ SỨC KHỎE NGƯỜI SỬ DỤNG VỚI THÀNH PHẦN CHỦ YẾU LÀ CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT, CHẤT LÀM MỀM VÀ CHẤT ỔN ĐỊNH MÔI TRƯỜNG.
CÔNG THỨC SẢN XUẤT NƯỚC TẨY RỬA THÔNG DỤNG Trong lĩnh vực chất tẩy rửa gia dụng, người tiêu dùng khơng trơng đợi sản phẩm có hiệu cao mà mong muốn chúng phù hợp với giới đại Vì chất tẩy rửa dạng lỏng phát tiênr đưa vào thị trường từ năm 70, 80 kỷ 20 Nhân tố dẫn đến thành công chất tẩy rửa dạng lỏng trước hết khả dễ sử dụng Người sử dụng định lượng “phỏng chừng” mà có hiệu Thêm vào đó, sử dụng nước giặt bớt thao tác chuyển từ dạng bột sang dạng kem nhão với nước Nước giặt hồ tan tức giúp cho thành phần hoá chất khác vào hoạt động từ đầu quy trình Nguyên tắc lập công thức Khi lập công thức cho chất tẩy rửa dạng lỏng, người lập công thức phải đối mặt với hai vấn đề chủ yếu: - Nhu cầu làm dịu nước để việc giặt giũ đạt hiệu tốt - Không thể đưa vào chất tẩy trắng cơng thức có nước Những tác dụng có hại canxi đến hiệu giặt giũ cho thấy cần sử dụng chất xây dựng Ba khả xảy là: - Những chất xây dựng hồ tan hấp dẫn hạn chế (hiệu tượng hiệu ứng muối, tách pha hữu chất điện giải) - Xà phòng, diện đòi hỏi lượng chất hoạt động bề mặt lớn để phân tán/hồ tan muối xà phòng với canxi - Những chất xây dựng cổ điển (STPP, zeolit) tồn dạng rắn nên cần phải đưa chúng vào chất lỏng mà đảm bảo hình thức sản phẩm Đó nguyên tắc sản phẩm dạng lỏng có cấu trúc Hình dạng bên ngồi hiệu hai loại nước giặt dạng lỏng khác rõ dàng Điều giúp cho người tiêu dùng chọn lựa dễ dàng Nước giặt đẳng hướng dạng lỏng thường có màu sắc, nhớt giàu chất hoạt động bề mặt, hiệu nghiệm tẩy vết bẩn có chất béo, nước giặt có cấu trúc dạng lỏng nhớt thường có kết giặt tẩy tương đương với bột giặt Nước giặt đẳng hướng dạng lỏng a) Nước giặt dạng lỏng truyền thống Trọng tâm việc lập công thức dựa chất hoạt động bề mặt sử dụng: xà phòng/axit béo, dựa chất hoạt động bề mặt khác (NI, anionic) thành phần giúp làm cho công thức ổn định Chọn lựa chất hoạt động bề mặt Sự chọn lựa thực tuỳ theo câu trả lời nhiều câu hỏi (độ cứng nước? Người ta muốn hiệu tối đa loại vết bẩn nào? Sản phẩm phải chống lại điều kiện cực điểm tồn trữ? Sản phẩm hiệu nghiệm nhiệt độ nào? Giá thành sao?) Ví dụ: Một chất hỗn hợp từ 18-20% chất hoạt động bề mặt NI 6-8% LAS vừa có hiệu tuyệt vời vết bẩn có chứa chất béo vừa ổn định gặp lạnh Nói chung, người lập công thức dùng công thức người ta kiểm tra tỉ lệ phối hợp khác cách sử dụng giản đồ bậc ba cổ điển Hình 3.10: Biểu đồ bậc ba dành cho sản phẩm đẳng hướng dạng lỏng Đối với điểm kiểm tra phải định: - Tính hiệu phòng thí nghiệm (kiểm tra vải, vết bẩn) - Giá thành - Tính ổn định sản phẩm Điều giúp chọn tỉ lệ tốt Người ta thực thao tác với tỉ lệ chất hoạt động bề mặt khác, chẳng hạn 30 hay 35% Chọn chất hướng nước Khi biết tỉ lệ chất hoạt động bề mặt, phải tìm chất hướng nước giúp cho cơng thức ổn định tất điều kiện tồn trữ Lượng sử dụng điều chỉnh theo dòng thời gian quan sát sản phẩm lưu giữ Những thành phần dùng đơn độc hay phối hợp thuộc loại propylen, glycol, rượu, trietanolamin Enzim Cùng sắc thái loại bột giặt, chẳng hạn người ta dùng enzim phân giải protein tác động vết bẩn gốc protein enzim phân giải amin hiệu nghiệm vết bẩn gốc tinh bột (chuối, cacao ) nhiên phải kèm vào cho chúng hệ thống giúp ổn định chúng Etylen diamino tetra metylen photphonat/muối natri (EDTMP) Một chất thành phần loại dùng để gia tăng hiệu sản phẩm vết bẩn loại chè, cà phê, rượu nho hay trái bù đắp thiếu vắng chất tẩy trắng cổ điển (hệ thống đưa vào công thức chứa nước có tượng phân huỷ Chất tẩy quang học Kinh nghiệm giúp cho người lập công thức chọn lựa hay chất hồ quang thích nghi với nhiệt độ giặt giũ, ví dụ hỗn hợp CBS DMS-X giúp quan sát hiệu tốt đẹp người ta tẩy trắng khoảng nhiệt độ rộng Chất chống bọt Trong trường hợp công thức đẳng hướng gốc xà phòng, lượng chất chống bọt sử dụng nhỏ Những chất chống bọt gốc silicon với tỉ lệ < 0,05% dùng để ngăn cản sản phẩm bị bọt nhiều trình sản xuất Những thành phần khác - Chất làm đục: thành phần sử dụng để tạo cho sản phẩm vẻ mờ đục phục vụ cho việc đảm bảo tính thẩm mỹ sản phẩm - Dầu thơm, màu sắc: đảm bảo phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng Các công thức mẫu Loại công thức giúp ta có nước giặt dạng lỏng pha, có độ nhớt yếu (100 dến 250 mPa) tỉ trọng gần Công thức nước giặt dạng lỏng: Nguyên liệu Thành phần % Công thức I: LAS trietanolamin 15 %, Rượu béo etoxy hoá (7OE) 30 %, Axit stearic 15 %, Axit xitric 0,2 %, Axit Dietylenetriamin pentrametylen photphonic 0,3 %, Proteaza 0,05 %, Chất tẩy quang học 0,25 %, Nhũ tương silicon (DB 110) 0,2 %, Rượu 10 %, 1,2 - Propandiol %, Trietanolamin dùng để chỉnh pH - %, Nước Vừa đủ 100 %, Nguyên liệu Thành phần % Công thức II: LAS trietanolamin 30 %, Rượu béo etoxy hoá (7OE) 15 %, Axit stearic 15 %, Axit xitric 0,2 %, Axit Dietylenetriamin pentrametylen photphonic 0,3 %, Proteaza 0,05 %, Chất tẩy quang học 0,25 %, Nhũ tương silicon (DB 110) 0,2 %, Rượu 10 %, 1,2 - Propandiol %, Trietanolamin dùng để chỉnh pH - %, Nước Vừa đủ 100 %, Nước giặt cấu trúc dạng lỏng Kỹ thuật công nghệ dùng để sản xuất nước giặt cấu trúc dạng lỏng phức tạp nhiều so với kỹ thuật công nghệ sản xuất thuốc giặt đẳng hướng dạng lỏng (tong cách tương đối, cần hồ tan lẫn thành phần với nhau) Hai yếu tố cần quan tâm để đảm bảo tính ổn định độ nhớt sản phẩm cấu tạo nước giặt cấu trúc dạng lỏng phương thức sản xuất Ý tưởng sản xuất nước giặt cấu trúc dạng lỏng xuất phát từ cấu tạo màng tế bào, theo người ta sản xuất chất đưa hạt rắn vào giữ chúng ỏ thể vẩn nước Ở nồng độ thấp, chất hoạt động bề mặt tồn dạng phân tử hay mixe Khi nồng độ gia tăng, với có mặt chất điện giải làm cho hệ thống cấu trúc hình thành: pha lớp hay pha kết tinh hay liposom đóng lớp Hình 3.11: Tinh thể lỏng Ta có pha lớp với anionic đơn độc anionic NI Các liposom hình thể cấu tạo tầng kép đồng tâm phân tử hoạt động bề mặt, cách lớp nước hay dung dịch chất điện giải liposom phân tán cách xa nhiều pha lỏng để cấu tạo nên có cấu trúc ổn định tỏng hạt rắn thể vẩn nước Chất điện giải tripolyphotphat chẳng hạt, hồ tan pha nước hay tồn dạng hạt rắn vượt điểm bão hoà Các hạt này, hạt rắn khác (zeolit, calcit) thể vẩn có cấu trúc Nhưng hai vấn đề việc lập công thức cho nước giặt cấu trúc dạng lỏng tính ổn định độ nhớt san rphaamr Nói chung, phần dung lượng pha phân tán cao ổn định cao Tuy nhiên, pha ơhaan tán cao làm tăng độ nhớt sản phẩm gây khó khăn phải đổ sản phẩm khỏi chai Việc trì dung lượng pha phân tán gần 0,6 liposom gần liền Việc giúp sản phẩm có tính ổn định thoả đáng độ nhớt hợp lý Một khó khăn khác việc lập công thức cho nước giặt cấu trục dạng lỏng tượng ngưng kết liposom Hiện tượng gây độ nhớt không 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 là: 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 tính ổn định gia tăng, độ nhớt giảm, 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 phải tìm giải pháp dung hoà LAS dây dài LAS dây ngắn Chẳng hạn, người ta chọn LAS có phân bố dây cacbon 10 14: tẩy rửa tốt/cấu trúc mixen chắn Xà phòng 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 không ion (NI) Có thể dùng rượu béo mạch thẳng etoxy hố C13 - C15 với 7.OE Cân quan hệ ABS/Xà phòng/NI Chính tỉ lệ ba hoạt chất thành phần định tính nhớt tính ổn định sản phẩm cơng hiệu (giặt rửa khả tạo bọt) Những tỉ lệ khác thửu nghiệm phòng thí nghiệm cách sử dụng biểu đồ tam phân, thử nghiệm liên tiếp giúp thiết lập đồ vùng cấu trúc khác Chất điện ly Người ta phân laoiaj chúng thành hai nhóm chính: - Chất điện ly “mạnh”: natri clorua, natri sunfat - Chất điện giải trung bình: natri tripolyphotphat, natri xitrat Lưu ý: diện dầu thơm cần cải thiện tính ổn định nước giặt cấu trúc dạng lỏng Hình 3.12: Biểu đồ tam phân Ổn định enzim Các enzim đặt nhiều vấn đề cho người lập công thức nước giặt cấu trúc dạng lỏng Các enzim ổn định môi 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 boảt 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 tẩy hiệu cao Công thức mẫu - Giặt rửa tay Hai công thức tương đương với loại bột giặt để giặt tay cho đây: Công thức bột giặt tay Thành phần Công thức I (thành phần %): Alkyl benzen sulfonat 6,5%, Xà phòng kali 1,5%, Chất hoạt động bề mặt NI 2,5%, CMC Na 0,05%, Triphotphat 30%, Natri silicat 2%, Chất tẩy quang học 0,1%, Dầu thơm 0,4%, Thành phần Công thức II%, (thành phần %)%, Alkyl benzen sulfonat 8,5%, Xà phòng kali 2,2%, Chất hoạt động bề mặt NI 3,5%, CMC Na 0,05%, Triphotphat 27%, Natri silicat 2%, Chất tẩy quang học 0,1%, Dầu thơm 0,4% - Giặt rửa máy Công thức gần với loại bột giặt để giặt máy cho đây: Công thức bột giặt máy Thành phần nguyên liệu - Thành phần % Alkyl benzen sulfonat 6%, Xà phòng 2,4%, Chất hoạt động bề mặt NI 3,5%, Toluen sulfonat 1%, CMC Na 0,1%, Triphotphat 25%, Chất tẩy quang học 0,1%, Enzim (proteaza) Gu/mg%, Pentaborat 2%, Glyxerol 5%, Dầu thơm 0,5%, Nước Vđ 100%, Tỉ trọng: 1,3 - 1,4%, Độ nhớt: 250 - 400mPas - Cơng thức khơng có phot phat Cơng thức giặt máy khơng có photphat 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%, Enzim 0,5%, Chất tẩy quang học 0,05%, Silicon 0,35%, Dầu thơm 0,2%, NaOH chỉnh pH 8,5 %, Sản phẩm tẩy rửa đậm đặc dạng lỏng Trong vòng ảnh hưởng chung sản phẩm hướng dạng đậm đặc (thực dụng, hoạt động bảo vê 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 ½ liều lượng sử dụng Sản xuất sản phẩm đẳng hướng dạng lỏng đậm đặc thực băng cách gia tăng tỉ lệ chất xây dựng hoạt tính (điều dẫn đến sản phẩm sệt/nhão phải cần đến lượng lớn tác nhân làm ướt) Người ta lập cơng thức tốt cách: - Dùng polime giảm ngưng kết - Chọn hoạt chất thích hợp (SAS, chất hoạt động bề mặt NI, lưỡng tính) - Giảm nhiều lượng xà phòng (do cần tác nhân làm ướt làm đậm đặc hơn) - Thay đổi chất xây dựng: xà phòng/hệ thống chất xây dựng hoà tan Sự lựa chọn phụ gia thực cho thoả mãn ba đòi hỏi sau: - Hiệu tốt (đặc biệt môi trường chưa xây dựng đủ) - Giảm tối đa số lượng tác nhân làm ướt cần thêm vào - Khơng gây hại tới mơi trường Các cơng thức mẫu nước giặt đậm đặc với polime giảm ngưng kết Mẫu 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%, Mẫu Tên thành phần - Thành phần % LAS 20,6%, Synperonic (NI) 4,4%, Glyxerol 5,0%, Borax 3,5%, STPP 22,0%, Silicon 0,25%, Silic (Gasil) 2,0%, CMC Na 0,3%, Blancophor 0,1%, Dequest 0/0,2%, Dequest 0,4%, Dầu thơm 0,3%, Alcalaz 0,5%, Polime giảm ngưng kết 1%, Nước Vđ 100%, Mẫu Tên thành phần - Thành phần % LAS 9,2%, Synperonic (NI) 17,3%, Natri oleat 5,6%, Natri laurat 3,8%, Natri xitrat.2H2O 10,0%, Glyxerol 5,0%, Borax 3,5%, Dequest 0,4%, Silicon 0,1%, Savinaza 0,3%, Amilaza 0,1%, Tinopal 0,1%, Dầu thơm 0,3%, Polime giảm ngưng kết a 2%, Polime giảm ngưng kết b 1%, Nước Vđ 100% Nước rửa chén Trong sản xuất nước rửa chén bát gồm loại: nước rửa chén bát tay nước rửa chén bát máy Trong phạm vi giáo trình này, giới thiệu nước rửa chén bát tay Những bề mặt cứng rửa chén bát tay Những bề mặt cứng phải rửa tay đơn giản ba gồm vật gia dụng nhà bếp như: bát đĩa, dao, xoong nồi, ly tách Cấu tạo vật dụng khác đòi hỏi phải có cách sử dụng khác tuỳ theo chất lượng Các loại bề mặt rửa chén bát tay Thuỷ tinh Tất loại thỷ tinh: thuỷ tinh thường, thuỷ tinh kali, pha lê, - sản phẩm thuỷ tinh có trang trí khơng Sứ Trang trí nước men, nước men, nước men hay vẽ tay Sành / gốm Phần nhiều có vẽ nước men Bạc Bạc khối (có -8% đồng) mạ bạc Thép không rỉ Các dao, muỗng, nĩa, nồi, xoong, chảo Nhôm xoong, chảo Đồng Nồi (ít dùng ngày nay) Nhựa Polycacbonat, polypropylen Gỗ Thớt, muỗng, nĩa ... định độ nhớt sản phẩm cấu tạo nước giặt cấu trúc dạng lỏng phương thức sản xuất Ý tưởng sản xuất nước giặt cấu trúc dạng lỏng xuất phát từ cấu tạo màng tế bào, theo người ta sản xuất chất đưa hạt... (» 9) giúp giặt tẩy hiệu cao Công thức mẫu - Giặt rửa tay Hai công thức tương đương với loại bột giặt để giặt tay cho đây: Công thức bột giặt tay Thành phần Công thức I (thành phần %): Alkyl... Trọng tâm việc lập công thức dựa chất hoạt động bề mặt sử dụng: xà phòng/axit béo, dựa chất hoạt động bề mặt khác (NI, anionic) thành phần giúp làm cho công thức ổn định Chọn lựa chất hoạt động bề