Ứng dụng của CHĐBM trong sản phẩm tẩy rửa

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