Việc chế tạo sản phẩm nƣớc rửa chén bằng tay nhìn chung khá đơn giản. Có thể sơ đồ hoá nhƣ sau:
Acid sulfonic
Trung hoà (bằng NaOH/KOH/NH4OH dạng dung dịch)
Điều chỉnh pH (kiềm hay acid)
Đƣa vào chất hoạt động bề mặt NI/LES
Điều chỉnh độ nhờn, pH (muối, chất hoà tan) Làm nguội
Lƣu ý:
Khuấy chậm trong giai đoạn trung hòa..
Chú ý làm nguội máy trộn để nhiệt độ không vƣợt quá nhiệt độ nào đó trong quá trình trung hoà.
pH phải trung tính trƣớc khi thêm vào chất hoạt động bề mặt NI (vì chất hoạt động bề mặt NI không ổn định trong môi trƣờng acid).
Kiểm tra độ nhờn. Các chất ƣa nƣớc có thể đƣợc thêm trực tiếp vào nƣớc trƣớc khi thêm những chất thành phần khác vào. Chức năng của các chất ƣa nƣớc không phải chỉ để điều chỉnh độ nhờn mà còn ảnh hƣởng đến điểm đục, sự ổn định ở nhiệt độ thấp của sản phẩm.
2.2.7 Một số loại nƣớc rửa chén trên thị trƣờng
2.2.8 Các tiêu chuẩn của nƣớc rửa chén thành phẩm
2.2.8.1 Theo TCVN 4786 – 89
Bảng 2.11 Danh mục chỉ tiêu chất lƣợng chất tẩy rửa
Tên chỉ tiêu Đơn vị Dạng chất tẩy rửa tổng hợp
Bột Kem Lỏng 1. Màu sắc 2. Mùi 3. Hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt 4. Hàm lƣợng natri tripoliphotphat 5. Hàm lƣợng natri cacbonat 6. Hàm lƣợng natri silicat 7. Hàm lƣọng oxy hoạt tính 8. Hàm lƣợng ẩm
9. Khả năng giặt rửa so với chuẩn 10. Khả năng tẩy trắng so với chuẩn 11. Khả năng tạo bọt 12. Thành phần hạt 13. Độ pH - - % % % % % % - - - - - + + + + + + ± + + ± ± + + + + + + + + ± + + ± ± - + + + + + + + ± - + ± ± - + Chú thích: Dấu “ + “ cần sử dụng Dấu “ – “ không sử dụng; Dấu “ ± “ sử dụng hạn chế
2.2.8.2 Theo TCVN 6971:2001
Bảng 2.12 Các chỉ tiêu ngoại quan
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1. Trạng thái Lỏng sánh, đồng nhất, không phân lớp và kết tủa ở nhiệt độ nhỏ hơn 20°C
2. Màu Đồng nhất và theo mẫu đăng ký 3. Mùi Không mùi hoặc có mùi dễ chịu
Bảng 2.13 Các chỉ tiêu chất lƣợng
Tên chỉ tiêu Mức chất lƣợng
1. Hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt, tính bằng
phần trăm khối lƣợng, không nhỏ hơn 10
2. pH của dung dịch sản phẩm 6 – 8
3. Hàm lƣợng methanol, tính bằng mg/kg,
không lớn hơn 1000
4. Hàm lƣợng asen, tính bằng mg/kg, không lớn
hơn 1
5. Hàm lƣợng kim loại nặng, qui ra chì, tính
bằng mg/kg, không lớn hơn 2
6. Chất làm sáng huỳnh quang Không đƣợc phép
7. Độ phân hủy sinh học, tính bằng phần trăm
khối lƣợng, không nhỏ hơn 90
Bảng 2.14 Các chỉ tiêu chất lƣợng
Tên chỉ tiêu Mức chất lƣợng
1. Hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt tan trong
cồn, tính bằng % khối lƣợng, không nhỏ hơn 10 2. Hàm lƣợng muối clorua quy ra natri clorua, tính
bằng % khối lƣợng, không lớn hơn 2
3. Hàm lƣợng muối sunfat, tính bằng % khối
lƣợng, không lớn hơn 2
4. Hàm lƣợng kim loại gây độc, tính bằng mg/kg, không lớn hơn
- Asen - Chì
1,00 2,00 5. Hàm lƣợng amoniac tự do, tính bằng % khối
lƣợng, không lớn hơn 0,10
6. Độ pH dung dịch 1% 4 – 7,5
7. Thể tích cột bọt dung dịch 1% ở 50°C, tính
bằng ml, không nhỏ hơn 350
8. Độ ổn định cột bọt, tính bằng % - Sau 3 phút, không nhỏ hơn - Sau 5 phút, không nhỏ hơn
95 90
9. Chất hoạt động bề mặt DBSA Không đƣợc phép
10. Kích ứng da Không đƣợc phép
11. Khối lƣợng hoặc dung lƣợng sản phẩm (m),
tính bằng gam hoặc ml m ± 0,05 m
2.3 Các phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc rửa chén
2.3.1.1 Phương pháp định lượng trực tiếp (phương pháp Mohr)
Áp dụng phản ứng:
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
Cho dung dịch chuẩn AgNO3 vào dung dịch trung tính có chứa NaCl, phản ứng trên sẽ xảy ra. Khi NaCl trong dung dịch đã kết hợp hết với AgNO3, một giọt AgNO3 thừa sẽ kết hợp với K2CrO4 (dùng làm chỉ thị màu) cho Ag2CrO4 màu đỏ gạch (phản ứng đã kết thúc).
2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3
Từ lƣợng AgNO3 , ta tính ra hàm lƣợng NaCl trong mẫu nƣớc rửa chén.
2.3.1.2 Phương pháp định lượng gián tiếp (phương pháp Charpentier Volhard)
Áp dụng hai phản ứng liên tiếp:
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 AgNO3 + KSCN → AgSCN + KNO3
Cho vào dung dịch NaCl một lƣợng AgNO3 thừa, NaCl sẽ kết hợp hết dƣới dạng AgCl (phản ứng thứ nhất) AgNO3 sẽ đƣợc chuẩn độ bằng KSCN (phản ứng thứ hai) và một giọt KSCN thừa sẽ kết hợp với Fe3+
trong phèn sắt amoni (chỉ thị màu) thành Fe(SCN)3 màu đỏ (phản ứng kết thúc).
2.3.2 Xác định hàm lƣợng kim loại Chì
Chì là kim loại nặng, độc hại, chì hấp thụ vào cơ thể từ ăn uống, nƣớc và không khí. Nhiễm độc chì thƣờng làm rối loạn trí óc, nhẹ thì nhức đầu co giật, có thể dẫn đến động kinh, hôn mê, có thể dẫn đến tử vong, viêm thận, thấp khớp. Do đó việc xác định hàm lƣợng Chì trong các mẫu nƣớc rửa chén là một chỉ tiêu rất quan trọng.
Xác định hàm lƣợng kim loại chì trong mẫu thử bằng phƣơng pháp so màu, dựa vào phản ứng của các ion kim loại chì tạo với dung dịch natri sunfua kết tủa màu đen hay nâu trong môi trƣờng acid acetic pH = 3,5 – 4.
2.3.3 Phƣơng pháp so màu xác định Asen
Asen là kim loại nặng, chúng đi vào cơ thể qua các con đƣờng hấp thụ của cơ thể nhƣ: hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu Asen đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện (Foulkes, 2000). Khi bị nhiễm Asen có thể gây ra các bệnh nhƣ: viêm da, viêm màng kết, thủng xoang mũi, bệnh trên các mạch máu ngoại vi, bệnh móng tay, rối loạn hệ thần kinh, tuần hoàn máu, ung thƣ trên cánh tay, vẩy sừng do asen, viêm tróc da.
Trong nƣớc rửa chén có lẫn các hợp chất dẫn vào nhƣ: muối độn vào hoặc nƣớc có thể lẫn một ít Asen.
2.3.3.1 Phương pháp nhuộm màu Bromua Thủy ngân
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện theo nguyên tắc: Asen đƣợc khử về trạng thái khí Arsin (AsH3) bằng NaBH4 trong môi trƣờng acid. Khí AsH3 bay lên đi qua giấy tẩm HgBr2 tạo thành các phức chất As có màu từ vàng đến nâu (tùy theo hàm lƣợng As) thích hợp để so màu.
2.3.3.2 Phương pháp so màu với Dietyldithiocarbamat Bạc
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện theo nguyên tắc là Asen đƣợc khử thành Asin (AsH3) bằng Zn trong dung dịch acid và trong bình Gutzeit. Khí Asin đƣợc đƣa qua ống rửa khí nhồi bông thủy tinh thấm dung dịch Chì acetate vào bình hấp phụ chứa Dietyldithiocarbamat Bạc hòa tan trong Piridin hoặc Clorofom trong bình hấp phụ. Asen phản ứng với muối Bạc tạo ra phức tan màu đỏ, thích hợp để so màu cƣờng độ màu tỉ lệ với hàm lƣợng Asen có trong nƣớc.
Một số kim loại nhƣ: Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pt, Ag ảnh hƣởng đến sự tạo khí Asin. Đặc biệt là Sb trong mẫu tạo thành Stibin gây ảnh hƣởng tạo màu, tăng màu đỏ. Do đó phƣơng pháp này chỉ đƣợc áp dụng khi không có chất gây ảnh hƣởng.
2.3.4 Chất làm sáng huỳnh quang
Chất làm sáng huỳnh quang là một hợp chất hữu cơ phức tạp. Nếu tiếp xúc với chất làm sáng huỳnh quang nhiều, sẽ gây tổn hại cho cơ thể con ngƣời, đặc biệt có khả năng gây bệnh ung thƣ cho ngƣời [8]
.
Ta sử dụng đèn chiếu tia cực tím để xác định sự có mặt của chất làm sáng huỳnh quang.
2.3.5 Độ pH
Độ pH trong nƣớc rửa chén có ảnh hƣởng đến da tay ngƣời sử dụng. Trong một số loại nƣớc rửa chén có dùng một số chất mà điều kiện pH thích hợp thì chất sử dụng mới không bị mất hoạt tính.
Ta sử dụng máy đo pH cho kết quả nhanh, tiện lợi và chính xác.
2.3.6 Xác định chất hoạt động bề mặt DBSA
Ngƣời sử dụng nếu hít phải DBSA có thể gây ra: ho, đau họng, thở khó, nhức đầu, buồn nôn, ói mửa; dính vào mắt: xót mắt, đỏ mắt, mờ mắt, vấy vào da: ngứa ngáy, tróc da, đỏ da, đau rát; hay nuốt phải: đau bụng, bồn chồn, buồn nôn, ói mửa, sốc, ngất xỉu. Ngoài ra DBSA còn gây ô nhiễm nƣớc sông, nƣớc biển về lâu dài. Hiện nay DBSA đã bị cấm sử dụng trong bột giặt và chất tẩy rửa.
Nhận biết sự có mặt của DBSA dựa vào phản ứng của DBSA và Bari clorua cho dạng kết tủa vón cục màu đỏ.
2.3.7 Thể tích cột bọt và độ ổn định cột bọt
Bọt làm giảm sự cách biệt sức căng bề mặt giữa hai pha, hỗ trợ đắc lực cho quá trình tẩy bẩn. Bên cạnh đó, trong mắt ngƣời tiêu dùng một sản phẩm có chất lƣợng tốt là cần có lƣợng bọt dồi dào, lâu tan. Do đó thể tích cột bọt và độ ổn định của cột bọt là một nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến sự lựa chọn sản phẩm của ngƣời tiêu dùng.
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM 3.1 Địa điểm, thời gian và phƣơng tiện thực hiện
3.1.1 Địa điểm thực hiện
Phòng Thí Nghiệm Hóa Phân Tích - Khoa Khoa Học và Tự Nhiên – Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
3.1.2 Thời gian thực hiện
Thời gian bất đầu từ 09 /12/2011 đến 30/03/2012.
3.1.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm: tủ sấy, cân phân tích, đèn chiếu tia cực tím, bếp đun cách thủy,…và các dụng cụ bằng thủy tinh cần thiết trong phòng thí nghiệm.
Hóa chất thí nghiệm: etanol, methyl da cam, bạc nitrat, acid nitric, kali iodua, kali cromat, natri thiosunfat…
3.2 Phƣơng pháp thực hiện
- Mẫu nƣớc rửa chén đƣợc mua ngẫu nhiên ở các chợ, siêu thị tại TPCT. - Tiến hành phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng theo Tiêu Chuẩn Việt Nam. - Đánh giá các chỉ tiêu chất lƣợng một số loại nƣớc rửa chén thông dụng trên thị trƣờng TPCT theo TCVN 6971:2001.
Bảng 3.1 Ký hiệu các mẫu nƣớc rửa chén
Ký hiệu mẫu Tên sản phẩm Nơi sản xuất
1 Ban Mai Công ty NHH Daso, Thuận giao, Thuận an, tỉnh Bình Dƣơng.
2 Co.op Mart Công ty CP Bột Giặt Lix, Phƣờng Linh Trung, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh.
3 Lix Công ty CP Bột giặt Lix, Phƣờng Linh Trung, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh.
4 Mỹ Hảo F1/35 Hƣơng Lộ 80, Xã Vĩnh Lộc B, Huyện Bình Chánh, TP HCM.
5 Sunlight Lô A2 – 3, Khu Công Nghiệp Tây Bắc Củ Chi, xã Tân An Hội, huyện Củ Chi, TP HCM. 6 Mẫu không nhãn Mua ở chợ Xuân Khánh, TP Cần Thơ.
7 Mẫu không nhãn Mua ở chợ Hƣng Lợi, TP Cần Thơ. 8 Mẫu không nhãn Mua ở chợ An Nghiệp, TP Cần Thơ. 9 Mẫu không nhãn Mua ở chợ An Lạc, TP Cần Thơ. 10 Mẫu không nhãn Mua ở chợ An Hòa, TP Cần Thơ.
3.3 Hoạch định thí nghiệm
3.3.1 Khảo sát các phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng:
TN 1: Đánh giá ngoại quan sản phẩm
TN 2: Xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt
TN 3: Xác định hàm lƣợng kim loại nặng, tính theo chì TN 4: Xác định hàm lƣợng asen
TN 5: Chất làm sáng huỳnh quang TN 6: Xác định độ pH
TN 7: Xác định chất hoạt động bề mặt DBSA
TN 8: Xác định thể tích cột bọt và độ ổn định cột bọt
3.3.2 Kiểm tra và đánh giá các chỉ tiêu chất lƣợng một số loại nƣớc rửa chén thông dụng trên thị trƣờng Thành Phố Cần Thơ chén thông dụng trên thị trƣờng Thành Phố Cần Thơ
3.4 Tiến hành thí nghiệm
3.4.1 Đánh giá ngoại quan sản phẩm
3.4.1.1 Nguyên tắc
Lấy khoảng 200ml mẫu vào cốc thủy tinh dung tích 500ml. Quan sát mẫu bằng mắt thƣờng, ở nơi có đủ ánh sáng, tránh ánh sáng chói, không bị ảnh hƣởng của màu sắc khác và mùi vị lạ. Quan sát các đặc tính về: trạng thái, màu sắc, mùi.
3.4.1.2 Tiến hành
Quan sát mẫu ở nhiệt độ thƣờng.
Thử mẫu ở nhiệt độ nhỏ hơn 20°C: lấy khoảng 200g mẫu vào cốc thủy tinh dung tích 250ml và đặt trong bình ổn nhiệt ở nhiệt độ 20°C. Sau 10 phút mẫu đạt nhiệt độ này, lấy ra quan sát.
3.4.1.3 Kết quả
Bảng 3.2 Kết quả ngoại quan các mẫu thử ở nhiệt độ thƣờng (31°C)
Tên mẫu Trạng thái Màu sắc Mùi
Mẫu 1 Lỏng sánh Vàng Thơm nhẹ
Mẫu 2 Lỏng sánh Xanh lá cây Không mùi
Mẫu 3 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 4 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 5 Lỏng sánh Xanh lá cây nhạt Thơm nhẹ
Mẫu 6 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 8 Lỏng sánh Xanh lá cây Không mùi
Mẫu 9 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 10 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Bảng 3.3 Kết quả ngoại quan các mẫu thử ở nhiệt độ nhỏ hơn 20°C
Tên mẫu Trạng thái Màu sắc Mùi
Mẫu 1 Lỏng sánh Vàng Thơm nhẹ
Mẫu 2 Lỏng sánh Xanh lá cây Không mùi
Mẫu 3 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 4 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 5 Lỏng sánh Xanh lá cây nhạt Thơm nhẹ
Mẫu 6 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 7 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 8 Lỏng sánh Xanh lá cây Không mùi
Mẫu 9 Lỏng sánh Vàng Không mùi
Mẫu 10 Lỏng sánh Vàng Không mùi
3.4.2 Xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt
3.4.2.1 Nguyên tắc
Hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt đƣợc tính bằng tổng các chất tan trong etanoltrừ đi các thành phần khác cũng tan trong etanol nhƣ clorua, glyxerin.
Chuẩn độ muối clorua (quy ra NaCl) bằng bạc nitrat với chỉ thị màu kali cromat. Ta có phƣơng trình phản ứng:
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3
Dựa vào phản ứng oxy hóa khử của glyxerin với kali periodat trong môi trƣờng acid, lƣợng periodat dƣ tác dụng với kali iodua giải phóng iot. Định lƣợng iot mới sinh bằng natri thiosunfat và tính ra hàm lƣợng glyxerin. Các phƣơng trình phản ứng:
C3H5(OH)3 + 2KIO4 → HCOOH + 2CH2=O + 2KIO3 + H2O KIO4 + 7KI + 8HCl → 8KCl + 4 I2↑ + 4H2O
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI
3.4.2.2 Dụng cụ, vật liệu, hóa chất và thuốc thử
- Etanol 99%
- Bạc nitrat, dung dịch 0,1 N - Kali cromat, dung dịch 10% - Acid nitric, dung dịch 1:4
- Metyl đỏ, dung dịch 0,1% pha trong etanol - Acid clohidric, d = 1,19 và dung dịch 1:1 - Natri thiosunfat, dung dịch 0,1 N
- Kali periodat, dung dịch 0,1 N - Kali iodua, dung dịch 10% - Hồ tinh bột, dung dịch 1%
3.4.2.3 Thiết bị và dụng cụ
- Tủ sấy
- Bếp cách thủy
- Bình tam giác có nút nhám, dung tích 250ml - Cốc thủy tinh, dung tích 250ml
- Buret 25ml
a. Xác định tổng hàm lƣợng chất tan trong etanol
Cân khoảng 5 gam mẫu (chính xác đến 0,001 gam) vào cốc thủy tinh dung tích 250ml, thêm vào đó 40ml etanol. Đậy cốc bằng mặt kính đồng hồ, đun nóng trên bếp cách thủy và khuấy cho mẫu phân tán hoàn toàn. Lọc mẫu qua giấy lọc vào bình tam giác dung tích 100ml đã đƣợc sấy khô và cân trƣớc đến khối lƣợng không đổi m0 (chính xác đến 0,001 gam).
Tiếp tục quá trình hòa tan trên hai lần nữa, mỗi lần với 20ml etanol. Thu gộp tất cả dung dịch lọc vào bình tam giác trên, và cô nhẹ bình này trên bếp cách thủy cho đến khi chỉ còn lại cặn. Sấy bình tam giác này ở nhiệt độ 105°C trong một giờ. Để nguội bình trong bình hút ẩm, sau 30 phút đêm cân là giá trị m1 (chính xác đến 0,001 gam).
Lặp lại giá trị sấy này đến khi chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp không lớn 0,001 gam.
b. Xác định hàm lƣợng muối clorua tan trong etanol
Hòa tan phần cặn sau khi xác định chất tan trong etanol (a) trong 20ml nƣớc