ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPNGHIÊN CỨU SẢN XUẤT XÀ PHÒNG TỰ NHIÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU BARIA VUNGTAU UNIVERSITY C a p S a in t Ị acqụes ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT XÀ PHÒNG TỰ NHIÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM Trì

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

BARIA VUNGTAU

UNIVERSITY

C a p S a in t Ị acqụes

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT XÀ PHÒNG TỰ NHIÊN

QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Trình độ đào tạo: Đại học Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học Chuyên ngành: Công nghệ Hóa dầu

Gi ảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Ngọc Minh Sinh viên thực hiện: Đoàn Xuân Hoàng MSSV: 13030770 Lớp: DH13HD

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

VIỆN KĨ THUẬT-KINH TẾ BIỂN

Phụ 1 ục 2

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

(Đính kèm Quy định về việc to chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT)

Họ và tên sinh viên:

Trình độ đào tạo :

Hệ đào tạo :

Chuyên ngành :

ĐOÀN XUÂN HOÀNG Ngày Sinh: 22/2/1995

484/22/24 Đường 30/4, Phường Rạch Dừa, Thành phố Vũng Tàu duac onmj entrung @gm ail.com

Đại học Chính quy Công nghệ Kỹ thuật Hóa học Hóa dầu

1 Tên đề tà i: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT XÀ PHÒNG TỰ NHIÊN QUY MÔ PHÒNG

THÍ NGHIỆM

2 Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Ngọc Minh

3 Ngày giao đề tài: 10/02/2017

4 Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 10/06/2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 12 th á n g 02 năm 2017

SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên)

TS Đỗ Ngọc Minh

TRƯỞNG BỘ MÔN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đoàn Xuân Hoàng

TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên)

Tôi xin cam đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện.

Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong đồ án này hoàn toàn do tôi thực hiện

Nội dung của đồ án có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, tạp chí được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo

Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 07 năm 2017

Sinh viên thực hiên

Đoàn Xuân Hoàng

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể giảng viên Vi ện hóa học và Công nghệ thực phẩm Trường đại học Bà Rịa-Vũng Tàu đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện để tôi thực hiện đồ án này

Tôi cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Đỗ Ngọc Minh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đồ án

Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và đóng góp ý kiến cho tôi để giúp tôi hoàn thiện đồ án

Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 07 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đoàn Xuân Hoàng

DANH MỤ C BẢNG 111

DANH MỤC H ÌN H 1V LỜI MỞ Đ Ầ U 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổ ng quan về ngành công nghiệp xà phòng 3

1.1.1 Khái niệm về xà phòng [2 ] 3

1.1.2 Quá trình phát triển ngành công nghiệp xà phòng [1 ] 3

1.1.3 Các sản phẩm công nghiệp xà phòng và ứng dụng c ủa xà phòng [2] 5

1.2 Công nghệ sản xuất xà phòng [2], [3], [4] 9

1.2.1 Những lưu ý trước khi s ản xuất xà ph ò n g 9

1.2.2 Các khái niệm khi lên công thức xà p h ò n g 10

1.2.3 Các lưu ý khi lự a chọn nguyên liệu nấu xà ph ò n g 12

1.2.4 Nguyên liệu hữu c ơ 15

1.2.5 Nguyên liệu vô c ơ 20

1.2.6 Phụ g i a 21

1.2.7 Các phương pháp nấu xà phòng 25

1.3 Xác định các chỉ tiêu chất lượng xà phòng theo TCVN 1557:1991 30

1.3.1 Mùi của xà p h ò n g 30

1.3.2 Màu của xà p h ò n g 30

1.3.3 Xác định hàm lượng axit b é o 30

1.3.4 Xác định hàm lượ ng natri hidroxit tự d o 32

1.3.5 Xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ và chất béo chưa xà phòng hóa 33

1.3.6 Xác định hàm lượng các chất béo chưa xà phòng hóa 34

1.3.7 Xác định hàm lượng các chất béo chưa xà phòng hóa 34

CHƯƠNG 2 THỰC N G H IỆM 35

2.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết b ị 35

2.1.1 Hoá chất s ử dụng trong nấu xà phò n g : 35

2.1.2 Dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nấu xà phòng: 35

2.2 Quy trình nấu xà phòng theo phương pháp gia nhiệt n h ẹ 36

2.2.1 Công thức bánh xà phòng 36

2.2.2 Nấu xà phòng theo phương pháp gia nhiệt n h ẹ 37

2.2.3 Khảo sát ảnh hưở ng của nhiệt độ đến chất lượng bánh xà phòng 39

2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng NaOH đến chất lượ ng của xà p h ò n g 39

2.2.5 Khảo sát ảnh hưở ng của thành phần dầu đế n chất lượng xà phòng 40

2.3 Kiểm tra các chỉ tiêu ngoại quan và chỉ tiêu hóa lý của xà phòng theo TCVN 1557:1991 40

CHƯƠNG 3 KẾT QU Ả VÀ THẢO L U Ậ N 41

KẾT LU Ậ N 47

TÀI LIỆU THAM K H Ả O 48

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Tiêu chuẩn chất lượng xà p h ò n g tắm theo TCVN 2224:1551 6

Bảng 1 2 Tiêu chuẩn chất lượng xà p h ò n g giặt theo TCVN 2225:1991 7

Bảng 1 3 Phân tích khả năng các loại axit béo trong xà p h ò n g 12

Bảng 1 4 Thành ph ầ n các axit béo trong dầu dừ a 16

Bảng 1 5 Thành ph ầ n axit béo có trong dầu olive 16

Bảng 1 6 Thành ph ầ n các axit béo trong dầu cọ 17

Bảng 1 7 Thành ph ầ n các axit béo trong dầu đậu n à n h 17

Bảng 1 8 Thành ph ầ n các axit béo trong dầu vừng 18

Bảng 1 9 Thành ph ầ n axit béo của dầu cám 18

Bảng 1 10 Thành phần các axit béo của dầu hạt cao su 18

Bảng 1 11 Thành phần các axit béo của dầu ve 19

Bảng 1 12 Thành phần axit béo của dầu đen 19

Bảng 1 14 Các p h ố i liệu xà p hòng 26

Bảng 1 15 Ảnh hưởng của lượng kiềm đến tinh chất của xà p h ò n g nấu theo phương pháp không gia nhiệt 27

Bảng 2 1 Tính lượng dầu và xút cần d ù n g 37

Bảng 2 2 Công thức xà p h ò n g 40

Bảng 3 1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng bánh xà phòng 41

Bảng 3 2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NaOH đến chất lượng bánh xà phòng 42

Bảng 3 3.Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa lý xà phòng theo TCVN 1557:1991 44

Bảng 3 4 So sánh các tiêu chuẩn ngoại quan xà p h ò n g 45

Hình 2 1 Sơ đồ nấu xà phòng 38 Hình 3 1 Xà p h ò n g đạt tiêu chuẩn 45

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong xã hội hiện đại nhu cầu sử dụng xà phòng và những sản phẩm chăm sóc

da của con người ngày một nhiều hơn đã làm cho ngành công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa tổng hợp phát triển nhanh chóng Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy hàng chục loại xà phòng đa dạng về giá cả, mẫu mã, hương thom nhưng chúng đều có chung một đặc điểm, đó là được sản xuất theo dây chuyền công nghiệp tự động hóa

Trong sản xuất xà phòng công nghiệp chất béo có thể được dùng từ mỡ bò, mỡ lợn, dầu hỏa không có khả năng dưỡng da mà có khả năng gây tắc ghẽn lỗ chân lông Để giảm giá thành sản xuất và đáp ứng thị hiếu đa dạng của người dùng, xà phòng công nghiệp sử dụng hóa chất để tạo màu sắc, mùi hương Trong phản ứng

xà phòng hóa glycerin - chất dưỡng ẩm cho da - được sinh ra, nhưng bị chiết xuất để bán với giá cao hon, chủ yếu sử dụng trong các sản phẩm dưỡng da đắt tiền Về co bản xà phòng công nghiệp thường được bán trên thị trường với giá rất rẻ, không có bất cứ chất gì dưỡng da, làm đẹp da và chứa Sodium Lauryl Sulfate (chất tẩy rửa mạnh) giúp xà phòng có khả năng làm sạch cực cao nhưng gây tình trạng kích thích

và làm khô da

Ở thế kỉ XXI, khi mà mức sống của con người được nâng lên một cung bậc mới thì ý thức về môi trường và sức khỏe ngày càng được nâng cao Xã hội càng phát triển thì con người càng thiên về sử dụng các sản phẩm tự nhiên hơn, và xà phòng cũng không là ngoại lệ Điều này được minh chứng bằng những bài viết chia sẻ cách làm xà phòng handmade trên kênh Internet ở nhi ều thứ tiếng khác nhau Tuy nhiên, các công thức xà phòng handmade đó dừng lại ở trao đổi cách thức pha trộn các nguyên liệu, mà chưa được tiếp cận ở góc độ khoa học

Vì vậy, việc sản xuất xà phòng tự nhiên thân thiện với môi trường và có tính chất dưỡng ẩm, điều trị một số vấn đề về da dưới gốc độ khoa học là cần quan tâm

2 Tinh hình nghiên cứu

Xà phòng hiện nay được sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau như nấu

xà phòng không gia nhiệt, nấu xà phòng gia nhiệt nhẹ, nấu xà phòng ở nhiệt độ cao

và nấu xà phòng liên tục Ở quy mô nhỏ thì xà phòng handmade được làm theo phương pháp gia nhiệt nhẹ

3 Mục đích nghiên cứu: Sản xuất xà phòng tự nhiên quy mô phòng thí nghiệm.

4 Nhi ệm vụ nghiên cứu

- Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dầu lên chất lượng của xà phòng

- Phân tích sản phẩm theo TCVN 1557:1991 để đánh giá chất lượng bánh

xà phòng

5 Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tổng hợp tài liệu và phương pháp thực

nghi ệm

6 Dự ki ến kết quả nghiên cứu: Sản phẩm xà phòng tự nhiên và công thức nấu xà

phòng

7 Cấu trúc của ĐA/KLTN: Gồm 3 chương ( Tổng quan tài liệu, Thực nghiệm, Kết

luận), 48 trang , 21 bảng, 2 hình

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về ngành công nghiệp xà phòng

1.1.1 Khái niệm về xà phòng [2]

Xà phòng là hỗn hợp muối natri hoặc kali của axit béo Xà phòng được sử dụng dưới dạng bánh, bột hoặc chất lỏng, là một chất tẩy rửa các vết bẩn, vết dầu mỡ

Xà phòng được điều chế bằng phản ứng xà phòng hoá giữa NaOH hay KOH và axit béo Sản phẩm là muối natri hoặc kali của axit béo và glycerin Xà phòng được phân loại thành xà phòng cứng (chứa muối natri) và xà phòng mềm (chứa muối kali)

1.1.2 Quá trình phát triển ngành công nghiệp xà phòng [1]

Từ thời xa xưa con người đã biết dùng các phương pháp khác nhau để làm sạch

cơ thể và đồ dùng hay vật dụng của mình Người Hy Lạp và người La Mã làm sạch

cơ thể bằng dầu olive và cát Sau khi trát dầu olive và cát lên da, người ta dùng một cái nạo để cạo và loại bỏ dầu và cát ra khỏi cơ thể, kéo theo các loạt vết bẩn trên cơ thể Sau đó, da được xát bằng một loại thuốc mỡ chế bằng thảo mộc Về sau, con người bắt đầu tắm bằng nước thảo dược, hoặc pha vào nước tắm các chất có lợi khác

Các sản phẩm xà phòng đã được chế ra ở Babylon cổ đại khoảng năm 2800 trước Công nguyên và ở Ai Cập khoảng năm 1550 trước Công nguyên Và người Phoenic cũng đã biết làm xà phòng từ những năm 600 trước Công nguyên, những người đi biển từ đất nước Tây Ban Nha cổ đại đã làm ra loại xà phòng tương tự như

xà phòng hiện nay Họ hòa tro thân cây (giàu kali) với mỡ dê và đun sôi Sau khi nước bốc hơi và phần chất rắn nguội đi, hỗn hợp này trở thành một chất rắn giống như sáp: đó chính là xà phòng Tuy nhiên loại chất tẩy rửa thông dụng nhất là sản phẩm đi từ tro gỗ

Người Celt ở nước Anh thời cổ xưa cũng làm ra xà phòng từ tro thân cây và mỡ động vật Họ gọi sản phẩm này là ‘saipo’ Đó chính là nguồn gốc của từ ‘soap’ (xà phòng) trong tiếng Anh hiện đại này nay Đến năm 300 sau Công nguyên, Zosimos

của Panopilos, một nhà hóa học người Ai Cập, đã có thể làm xà phòng rất giỏi và ông

đã viết về quy trình nấu xà phòng Ở Naples vào thế kỷ VI và ở Tây Ban Nha vào thế

kỷ VIII đã có phường hội sản xuất xà phòng Cũng vào thế kỷ VIII, ông Jabir Ibn Hayyan, một trí thức người Ả-rập, đã viết về việc sử dụng xà phòng để tắm rửa Khi viết lại lịch sử thành La Mã cổ đại, Plini một nhà sử học có viết rằng thời đó người ta

đã biết làm xà phòng từ mỡ dê và tro gỗ còn biết độn thêm muối vào để xà phòng thêm cứng hơn Trong thời kỳ này xuất hiện một vài cơ sở sản xuất xà phòng từ mỡ

và tro củi Trong thời kỳ đầu tiên xà phòng dùng để trị bệnh Xà phòng đã trở nên phổ biến để giặt rửa trong thời kỳ cuối của kỷ nguyên La Mã Như vậy, xà phòng đã được sản xuất từ cách đây hàng ngàn năm và đó là một trong những phát m inh tuyệt vời nhất

Ngày nay, xà phòng thương mại được sản xuất theo quy trình công nghệ cao

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, các quy trình công nghệ luôn được cải tiến liên tục làm cho xà phòng dần hoàn thiện về chất lượng và mặt thẩm mỹ

Theo phương pháp sản xuất xà phòng trung hòa liên tục Để tiết kiệm năng lượng và cải thiện năng suất, công nghệ hrther cải tiển đã được áp dụng cùng với sự phát triển của quá trình xà phòng hóa liên tục giữa chất béo với xút (NaOH) để sản xuất xà phòng và glycerine Một phần quan trọng của các quá trình này là công nghệ

sử dụng để loại bỏ các glycerine từ xà phòng Phương pháp này sản xuất được gọi là liên tục xà phòng hóa

Cho dù xà phòng được sản xuất thông qua hệ thống trung hòa axit béo hoặc các

hệ thống xà phòng hóa liên tục, các nhà sản xuất xà phòng đã cải tiến để cho ra các loại xà phòng theo phương pháp liên tục để cho ra hiệu suất sản phẩm nhiều nhất Trong những năm gần đây, hệ thống thương mại đã được sửa đổi để giảm tiêu thụ năng lượng, đồng thời giảm thời gian chuyển đổi và mất mát, giảm bảo trì nhà máy nâng cao tính linh hoạt và chất lượng môi trường

1.1.3 Các sản phẩm công nghiệp xà phòng và ứng dụng của xà phòng [2]

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

Tên chỉ tiêu

Lo ại 77% P.A

Loại 80% P.A

1 Khối lượng danh nghĩa của một bánh xà phòng, tính

bằng g

10; 25;

2 Hàm lượng axit béo, tính bằng % so với khối lượng

danh nghĩa

75 ± 1,5 80 ± 1,0

3 Hàm lượng natri hidroxit, tính bằng % so với khối

lượng danh nghĩa, không lớn hơn

0,05

4 Hàm lượng natri clorua, tính bằng % so với khối

5 Hàm lượng các chất béo chưa xà phòng hóa, tính bằng % so với khối lượng axit béo, không lớn hơn

1,00

6 Hàm lượng các chất hữu cơ không xà phòng hóa, tính bằng % so với khối lượng axit béo, không lớn hơn

1,50

7 Điểm đông đặc của axit béo tách ra từ xà phòng, tính

bằng % không nhỏ hơn

35

8 Chỉ số iốt, tính bằng g iốt có trong 100g axit béo,

không lớn hơn

45

9 Thể tích bọt ban đầu của dung dịch 10,5% xà phòng,

tính bằng ml, không nhỏ hơn