Báo cáo thực hành kỹ thuật sản xuất tẩy rữa

  • 16 trang
  • file .pdf
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
GVHD: TH.S Phan huy Trình
Lớp 11cdhh1
Nhóm: 04
 Phan Thành Nhân (3004110221)
 Lê Thị Bích Nguyên (30041100213)
 Trần Thanh Phong (3004110
0
BÀI 1: THỰC HÀNH SẢN XUẤT XÀ BÔNG
I. Cơ sở lý thuyết
1. Nguyên liệu sản xuất xà bông
1.1 Nguyên liệu hữu cơ
- Dầu mỡ động vật: gồm có mỡ bò, cừu, dầu cá, …
+ Mỡ bò: có chỉ số xà phòng hóa: 193 – 287, đương lượng xà phòng hóa: 285
– 287
+ Dầu cá: chỉ số xà phòng hóa 20, đương lượng xà phòng hóa: 280 – 330
- Dầu thực vật
+ Dầu dừa:
 Tỉ trọng: ở 15oC là 0,86 – 0,90
 Chỉ số xà phòng: 250 – 260
 Đương lượng xà phòng: 216 – 225
 Chất không xà phòng hóa: 0,1 – 0,3 %
1.2 Nguyên liệu vô cơ
- Xút
Công thức phân tử: NaOH
Dùng để xà phòng hóa
Lỏng 30 – 40%
Rắn dạng vẩy hoặc dạng cục
- Soda
Công thức phân tử Na2CO3
Dùng để trung hòa Calophan
Calophan + NaOH xà phòng Calophan
Lượng còn lại là phụ gia, làm rắn xà phòng, hổ trợ cho quá trình tẩy rửa.
- Muối ăn:
Công thức phân tử: NaCl
1
Dùng dung dịch muối ăn 30 – 40oBe dùng cho quá trình tách Glixerin
Ngoài ra còn dùng Na2SiO3( thủy tinh lỏng) có tác dụng đóng rắn nhanh, điều
chỉnh độ cứng của xà phòng, tránh hiện tượng nổi vân trắng khi dùng Soda.
- Đất sét ( cao lanh): là chất độn, làm tăng khối lượng, giá thành hạ.
2. Các phương pháp nấu xà phòng
2.1Phương pháp nấu xà phòng không gia nhiệt
- Nấu xà phòng theo phương pháp này, nguyên liệu phải có chất lượng cao, vì
không thể làm sạch sản phẩm ra khỏi tạp chất do nguyên liệu đưa vào.
- Glixerin không thu hồi được
- Sau khi tính toán lượng mỡ cần thiết, hòa trộn thật đều với lượng xút ở nhiệt độ
32 – 35oC.
- Lượng xút dùng phải ít hơn so với lượng lý thuyết để tránh kiềm dư trong sản
phẩm. Sau khi pha trộn hỗn hợp đồng nhất, người ta rót vào khuôn sắt. Ở đây
quá trình xà phòng hóa sẽ xảy ra, tỏa nhiệt lượng lớn.
- Khuôn phải giữ ở 30oC trong suốt quá trình. Nhưng phải giữ xà phòng trong
khuôn vài ba ngày để sản phẩm có độ cứng cần thiết.
 Ưu điểm:
- Nhanh, tiêu hao ít nhiên liệu, chi phí đầu tư nhỏ
 Nhược điểm:
- Không thu hồi được Glixerin một sản phẩm có giá trị trong công nghiệp
2.2 Phương pháp nấu xà phòng gia nhiệt nhẹ
- Tương tự như phương pháp nấu không gia nhiệt, nhưng ta sử dụng các axit béo
có độ nóng chảy cao hơn.
- Phản ứng xà phòng hóa được thực hiện ở 70 – 80oC
- Có thể thêm tùng hương và axit béo vào hỗn hợp chất béo. Sau khi thêm xút
hỗn hợp được khoáy liên tục to<70oC
- Lượng kiềm có thể trung hòa bằng axit béo như axit oleic. Cuối cùng có thể
thêm NaCl hoặc KCl (0,5%) để giảm bớt khối phản ứng đặc quánh trước khi đổ
khuôn.
- Người ta có thể thêm chất độn như Na2CO3, Na2SiO3.
2
- Trước hết người ta cho dầu mỡ vào thiết bị đun nóng tới 60oC rồi cho thêm xút
và natri silicat. Khuất liên tục tránh tạo bọt không khí cho đến khi đồng nhất thì
ngừng khuấy, để yên từ 1-2 giờ. Nhiệt độ khi đó nâng lên 80oC và giữ nhiệt độ
này suốt thời gian phản ứng. Sau đó trung hòa kiềm và khoáy tiếp, rồi cuối
cùng đổ khuôn.
2.3 Phương pháp nấu xà phòng ở nhiệt độ cao
- Ngày nay, phần lớn xà phòng sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp
gia nhiệt vì nó thu hồi được glixerin, một nguyên liệu quý.
- Nồi nấu xà phòng trong phương pháp này làm bằng thép, có cánh khoáy, có hệ
thống gia nhiệt khối phản ứng,có ống nạp liệu, có van ở đáy nồi để tháo bỏ
dung dịch kiềm khi tách lớp
- Nạp vào nồi đồng thời 2 nguyên liệu: dầu mỡ và dung dịch xút 7%. Khuấy trộn
đều bằng cách khuấy hoặc dùng hơi nước bão hòa từ hệ thống ống xoắn có đục
lỗ vừa đun nóng vừa khuấy. sau đó thêm từng giọt dung dịch kiềm đậm đặc
hơn.
- Khi quá trình xà phòng hóa đã kêt thúc, thêm muối ăn với lượng đã tính toán
trước, đẩy xà phòng lên trên nồi nước nấu.
- Lớp nước dưới chứa glixerin, các tạp chất và kiềm được tháo qua van đấy.
- Tiếp đó thêm dung dịch liềm vào khối xà phòng và xục hơi bão hòa để xà
phòng hóa nốt phần dầu mỡ còn lại.
- Lại thêm dung dịch muối đun nóng để xà phòng tách lớp nỗi lên trên. Qua van
đấy, lại tách lấy nước lớp dưới, kết hợp với phần nước trước chuyển sang thiết
bị chân không để thu hồi muối và tách glixerin.
- Xà phòng sau khi tách khỏi dung dịch muối có dạng muối có hạt không lổn
nhổn, phải thêm nước vào để thu được một khối đòng nhất và có dạng keo. Để
yên 2 – 3 ngày cho tách lớp.
- Kết quả, người ta thu được hai dạng vật lý xà phòng: dạng hạt chứa 70% xà
phòng, 30% nước và dạng keo, ngược lại chứa 30% xà phòng và 70% nước.
- Dạng hạt nỗi lên trên và dễ dàng tách khỏi dạng keo. Xử lý dạng keo giống như
trên và thu được xà phòng thứ phẩm. nếu thực hiện tốt quy trình sẽ thu được
2/3 loại xà phòng hạt có chất lượng cao và 1/3 xà phòng keo.
3
II. Dụng cụ & thiết bị:
- Xô nhựa
- Đũa Khuấy
- Ca nhựa cốc thủy tinh
- Nồi nấu
- Bếp điện
- Cân 5kg & 1kg
- Khuôn
- Nhiệt kế
- Muỗng
III. Thực hành
1. Nguyên liệu và tính toán
1000.50
- Sản xuất 1kg xà bông 50% vậy là có 500g dầu dừa. ( = 500𝑔)
100
- 100 phần dầu dừa có lượngNaOHcần để xà phòng hóa là 17,5%.
500×17.5
- Vậy lượngNaOH100% = = =0,175×500= 87,5g
100
100×87.5
- Nước và NaOH(30%) == = 291,7 g
30
- Khối lượng nước cần dùng là: H2O =291-87.5= 204,2 (g) = 204,2 (ml)
- Nhưng lượng NaOH cần dùng ta lấy bớt10% củaNaOH 30% :
291,7×10
291-( ) =262,53 g
100
- Phụ gia:
3×1000
- Na2SiO33% =30g(= )
100
- Na2CO310% = 100g
- Mùi hương chanh là 10ml
- Ngoài ra còn có dd NaCl bão hòa
2. Các bước tiến hành
 Xà phòng hóa
4
- Pha 8,75g xút vào 204,5 ml nước ( cho NaOH vào nước từ từ không cho nhanh
để tạo an toàn trong thưc hành) theo lượng đã tính toán.
- Cho 500g dầu dừa vào nồi nấu đến khoảng 70 – 800C. Đỗ dầu dừa ra xô 5 lít,
cho từ từ xút vào xô khuấy điều để cho quá trình xà phòng hóa xảy ra hoàn
toàn. Ta thử bằng cách lấy tay nắn thử không thấy nhờn và chóng khô là được.
 Tách glixerin
- Sau đó ta dùng nước muối bão hòa cho vào hỗn hợp khuấy và để lắng để tách
xà phong ra khỏi kiềm dư và glixerin.
- Khi thấy tách thành 2 lớp rõ ràng ta chắt hết nước trong xô ra và đổ lại xà
phòng vào nồi và tiếp tục nấu, khi xà phòng nóng chảy hoàn toàn thì ta bắt ra
khỏi bếp cho các phụ gia vô : Na2SiO3 30g nhằm đóng rắn nhanh, Na2CO3 100g
, chất tạo mùi hương chanh 10ml.
 Cuối cùng là đổ khun.
- Đổ sản phẩm ra khuôn và đợi sản phẩm cứng lại.
3. Kết quả:
Sản phẩm có màu trắng sữa, mùi hương chanh.Đổ khuôn dễ dàng, đóng rắn
nhanh.
4. Nhận xét:
Trong khi thực hành ta lưu ý như sau: tính toán chính xác các nguyên liệu cho
bài thí nghiệm, thực hiện các bước đúng cách đúng trình tự nhất là pha xút và
xà phòng hóa để tránh tai nạn phòng thí nghiệm là gây bỏng.
Sau khi tách glixerin ta nấu xà phòng phải chảy hoàn toàn, không để quá nóng
trong lúc cho phụ gia, và không để quá nguội lúc đổ khuôn sẽ bị đóng rắn trước
thì đổ khuôn không tốt, mất thẩm mỹ.
5
Bài 2 KEM GIẶT
I. Thành phần Kem Giặt
- Gồm nhiều thành phần: CHĐBM, chất phụ gia, chất độn, màu, hương…Trong
đó chất hoạt động bề mặt chiếm 30%-80% tùy thuộc vào từng lĩnh vực sử
dụng. Chất hoạt động bề mặt thường trong công thức này phần lớn là các
anionit như ABS, LAS, xà phòng NA, hoặc K (dung với lượng nhỏ từ 3-5 lần
so với anionit)…
- Chất trợ đưa vào mục đích cho việc giặt giũ và giảm giá thành sản phẩm Khối
lượng đưa vào tùy thuộc vào nhiều yếu tố, trước hết độ cứng của nước, loại
chất bẩn…Các chất đưa vào phổ biến như: TPP, Natrisilicate, NAtricacbonate,
natrisulfate, calsit, chất tẩy trắng quang học, enzyme, photon bleach (tẩy trắng
ánh sáng mặt trời)..
II. Nguyên liệu
- LAS: chất hoạt động bề mặt
- NaOH: trung hòa LAS
- Na2CO3: làm chất trợ cho quá trình giặt giũ vì tạo môi trường kiềm để thủy
phân các chất bẩn thuộc loại dầu mỡ, ngoài ra Na2CO3 còn là chất độn để giảm
giá thành.
- Na2SO4: ngoài mục đích chính là chất độn nó còn tạo gel, giảm sức căng bề
mặt của dung dịch…
- Na2SiO3: có tác dụng ổn định bọt, ngăn ngừa bẩn bám trở lại, tạo ra môi trường
kiềm để thủy phân dầu mỡ…
- CMC: có khả năng giữ chất bẩn trong dung dịch, không cho chất bẩn bám trở
lại, bảo vệ da tay, ổn định bọt…
- Urê: thêm vào hạn chế để ngăn cản sự phân lớp của các chất hoạt động bề mặt.
- H2O,
- Mùi.
6
III. Thiết Bị và Dụng Cụ
a. Dụng Cụ
- Xô nhựa
- Ca nhựa
- Cốc thủy tinh
- Đũa khuấy
- Găng tay cao su
- Muỗng nhựa
b. Thiết bị:
- Nồi nấu
- Cân đồng hồ
- Bếp điện
- Máy đo PH
IV. Thực Hành
1. Thành phần nguyên liệu đã tính toán:
 Sản xuất 1 kg kem giặt gồm:
- Chất HĐBM Las 200g , (50g thêm trong lúc chỉnh PH từ 6-7)
200×40
- NaOH= =32g , (3g lúc chỉnh pH)
250
- H2O =0,4×100=400ml=400g , (180ml thêm)
- Phụ giacòn 368g: silicat lỏng =100g, CMC 50g,Na2SO4 =5g, ure =50 g
và TPP =150g
2. Các bước tiến hành:
 Tiến hành theo các bước:
- Bước 1: Cân nguyên liệu,
- Bước 2: Pha lượng NaOH cần thiết cho vào xô
- Bước 3: Trung hòa Las vào dd NaOH (lượng nước chỉ dùng 1 nữa)
- Bước 4: Xác định PH ( điều chỉnh PH phù hợp), khoảng PH=7 trung tính là
phù hợp nhất, trường hợp PH < 7, ta bổ sung lượng dung dịch NaOH (pha
thêm) để điều chỉnh PH.
7
- Bước 5: Cho chất độn và phụ gia (CMC, TPP, Na2SiO3, Na2SO4, Ure, màu
mùi) khi hỗn hợp đã nguội tránh bay hương mất mùi.
- Bước 6: Để yên xà phòng để hoàn thiện quá trình và vào dụng cụ chứa.
3. Kết Quả:
- Sản phẩm có màu xanh lá nhạt, mùi hượng chanh, độ nhớt cao.
4. Nhận Xét
- PH có trò rất quan trọng trong kem giặt vì nếu pH quá cao hoặc quá thấp cũng
không tốt cho sản phẩm. Nếu pH quá cao thì khi sử dụng xà bông sẽ ở môi
trường bazơ sẽ ăn da. Còn pH quá thấp thì xà bông sẽ tạo ở môi trường axit sẽ
gây nóng và rát da trong quá trình sử dụng
- Qua bài thí nghiệm sản xuất kem giặt giúp cho mỗi sinh viên biết cách sản xuất
ra kem giặt với quy mô phòng thí nghiệm
- Biết cách sử dụng các hóa chất và hiểu rõ hơn vai trò của từng chất hơn sau khi
đã được học lý thuyết, từ đó biết cách lựa chọn các hóa chất thay thế sẵn có để
làm thí nghiệm.
- Biết cách tổ chức bài thí nghiệm sao cho phù hợp với thời gian quy định
8
Bài 3 DẦU GỘI ĐẦU
I. Cơ sở lý thuyết
1. Nguyên liệu
Sản xuất 500 ml dầu gội đầu
Ta có thành phần nguyên liệu như sau:
16×500
- Chất hoạt động bề mặt Les Na 16% = =80g
100
4×500
- Chất hoạt động bề mặt CAPB 4% = = 20g
100
1×500
- Chất làm sệt NaCl 1% = =5g
100
- Chất làm sệt Carbopol 1% = 5g
- Chất điều hòa Silicol 0,5%= 2,5g
- Màu
- Mùi bồ kết
2. Dụng cụ
- Cốc thủy tinh 100ml
- Cốc thủy tinh 500 ml
- Cốc thủy tinh nhỏ
- Ca nhựa
- Đũa khuấy
II. Cách tiến hành
- Cân 80g lesNa bỏ vào cốc 1000 ml cho ít nước vào và nấu khuấy cho hòa tan
hoàn toàn.
- Cân 5g muối NaCl cho vào dung dịch lesNa đã nấu khuấy cho tan hết muối.
- Cân 20g CAPB cho vào dung dịch trên. Lưu ý: Để nguội dung dịch LesNa
- Cân 5g Carbopol , nấu trong cốc 500 ml cho thêm nước vào khuấy trộn cho hòa
tan hoàn toàn. Rồi cho vào cốc 1000ml dung dịch trên
- Rồi tiếp tục cân 2,5 g Silicol cho vào hỗn hợp trên.
9
- Trong suốt quá trình chú ý không cho hỗn hợp vượt quá 500ml. Nếu không đủ
500 ml thì thêm nước vào và khuấy đều cho đông nhất sản phẩm. Cuối cùng ta
cho thêm mùi và màu vào.
- Hoàn thành sản phẩm.
III. Kết quả
- Sản phẩm có màu trắng, hương bồ kết, có độ nhớt.
- Tạo bọt nhìu
- Sản phẩm có độ sệt thấp
- Khả năng tạo bọt tốt, không bị phân lớp.
IV. Nhận xét
- Qua bài thí nghiệm sản xuất dầu gội đầu giúp cho mỗi sinh viên biết cách sản
xuất ra dầu gội đầu với quy mô phòng thí nghiệm.
- Biết cách tổ chức bài thí nghiệm sao cho phù hợp với thời gian quy định.
- Biết cách sử dụng các hóa chất và hiểu rõ hơn vai trò của từng chất hơn sau khi
đã được học lý thuyết, từ đó biết cách lựa chọn các hóa chất thay thế sẵn có để
làm thí nghiệm
10
BÀI 4 : NƯỚC RỮA CHÉN
I. Cơ sở lý thuyết
1. Nguyên liệu:
Sản xuất 3kg nước rữa chén
 Phương trình phản ứng sản xuất nước rửa chén:
LAS + NaOH = LASNa = H2O
 Yêu cầu sản xuất 3lit nước rữa chén:
150×100
- Las 150g = =5%
3000
100×100
- LesNa 100g = = 3,33%
3000
1×100
- Hec 1g= =0,033%
3000
2×3000
- Na2SiO3 2%= =60g
100
2×3000
- Na2SO4 2%= =60g
100
- NaOH 24g+10g
2. Dụng cụ
- Xô nhựa, ca nhựa cốc thủy tinh,
- Đũa khuấy, gang tay cao su, nhiệt kế
- Nồi nấu, cân đo, bếp điện, giấy PH
II.Cách tiến hành
- Cân nguyên liệu theo toa
- Trung hòa LAS + NaOH, hòa tan NaOH rắn trong 1,5 lít nước vào xô
- Ta cho 40% lượng nước (tương đương 600ml nước) rồi cho NaOH rắn
và khuấy tan sau đó cho từ từ LAS vào khuấy nhẹ cho đều đều cho đến
khi phản ứng trung hòa hết.(dung dịch A)
- Cho LesNa vào, hòa tan LESNa bằng nước nóng và phải khuấy mạnh
được (dung dịch B). Cho dung dịch B vào A và khuấy đều không khuấy
mạnh tránh tạo bọt.
11