Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch

Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch Xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2017-2018

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT

MỘT SỐ LOẠI XÀ PHÒNG THẢO MỘC:

TRÀ XANH, CÀ PHÊ, THAN TRE, YẾN MẠCH

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA: KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2017-2018

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI XÀ PHÒNG THẢO MỘC:

TRÀ XANH, CÀ PHÊ, THAN TRE, YẾN MẠCH

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ngọc Yến Nam/Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp: D15HHHC Khoa: Khoa học tự nhiên

Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Hóa học Người hướng dẫn: TS Lê Thanh Thanh

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

Tên đề tài: XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI XÀ PHÒNG THẢO MỘC: TRÀ XANH, CÀ PHÊ, THAN TRE, YẾN MẠCH

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ngọc Yến

Lớp: D15HHHC Khoa: Khoa học tự nhiên Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4

Người hướng dẫn: TS Lê Thanh Thanh

4 Kết quả nghiên cứu:

Đã tổng hợp thành công xà phòng thảo mộc với ba loại bột thảo mộc khác nhau: trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

Xà phòng được tổng hợp thành công có công dụng trong lĩnh vực hóa học mỹ phẩm giúp ngăn ngừa lão hóa da, oxy hóa, dưỡng ẩm, làm sạch lỗ chân lông, chống viêm…

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên

tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở

đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày … tháng … năm 2018

Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài

(Ký và ghi rõ họ, tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực

hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

Ngày … tháng … năm 2018

Xác nhận của lãnh đạo khoa Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN

CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Nguyễn Thị Ngọc Yến

Ngày, tháng, năm sinh: 04/ 04/ 1997

Nơi sinh: Bình Dương

Lớp: D15HHHC Khóa: 2015-2019 Khoa: Khoa học tự nhiên

Địa chỉ liên hệ: Khánh Vân, Khánh Bình, Tân Uyên, Bình Dương

Điện thoại: 0933265231 Email: yenyen0404997@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm

đang học):

* Năm thứ 1:

Ngành học: Hóa học Khoa: Khoa học tự nhiên

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình khá

Sơ lược thành tích: HKI: 6.90 HKII: 6.86

* Năm thứ 2:

Ngành học: Hóa học Khoa: Khoa học tự nhiên

Ảnh 4x6

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình khá

Sơ lược thành tích: HKI: 6.90 HKII: 6.49

* Năm thứ 3:

Ngành học: Hóa học Khoa: Khoa học tự nhiên

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình khá

Sơ lược thành tích: HKI: 6.63

Ngày tháng năm

Xác nhận của lãnh đạo khoa Sinh viên chịu trách nhiệm chính

(Ký và ghi rõ họ, tên) thực hiện đề tài

(Ký và ghi rõ họ, tên)

DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT i

DANH MỤC BẢNG BIỂU ii

DANH MỤC HÌNH iii

MỞ ĐẦU 1

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài trong và ngoài nước 1

2 Tính cấp thiết của đề tài: 1

3 Mục tiêu đề tài: 2

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: 2

4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Nội dung nghiên cứu: 3

6 Bố cục của đề tài 3

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

1.1 Khái quát về xà phòng 4

1.1.1 Lịch sử phát triển 4

1.1.2 Khái niệm 6

1.1.3 Tính chất 6

1.1.4 Cơ chế tẩy rửa (xà phòng) 7

1.2 Nguyên liệu tổng hợp xà phòng 8

1.2.1 Nguyên liệu hữu cơ 8

1.2.2 Nguyên liệu vô cơ 14

1.2.3 Bột thảo mộc 15

1.3 Phương pháp tổng hợp xà phòng 16

1.3.1 Phương pháp không gia nhiệt 16

1.3.2 Phương pháp gia nhiệt nhẹ 16

1.3.3 Phương pháp nhiệt độ cao 16

1.3.4 Phương pháp liên tục 17

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Nguyên liệu, hoá chất và dụng cụ 18

2.1.1 Nguyên liệu 18

2.1.2 Hóa chất 18

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị 18

2.2 Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1 Phương pháp xác định hàm lượng axit béo 19

2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng natri hiđroxit (kiềm tự do) 21

2.3 Quy trình thực nghiệm 22

2.3.1 Tổng hợp phôi xà phòng từ dầu dừa 22

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng thảo mộc cho vào phôi xà phòng 23

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Kết quả tổng hợp phôi xà phòng 27

3.2 Kết quả tổng hợp xà phòng thảo mộc 28

3.2.1 Xà phòng trà xanh 29

3.2.2 Xà phòng cà phê 31

3.1.4 Xà phòng than tre 33

3.1.5 Xà phòng yến mạch 35

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

1 Kết luận 38

2 Kiến nghị 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

i

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần các axit béo trong dầu dừa 9

Bảng 1.2 Thành phần axit béo có trong dầu cọ 10

Bảng 1.3 Thành phần các axit béo trong dầu lạc 11

Bảng 1.4 Thành phần các axit béo trong dầu vừng 11

Bảng 1.5 Thành phần axit béo của dầu cám 11

Bảng 1.6 Thành phần các axit béo trong dầu cao su 12

Bảng 1.7 Thành phần các axit béo của dầu ve 12

Bảng 1.8 Thành phần axit béo của dầu đen 13

Bảng 2.1 Thành phần nguyên liệu phôi xà phòng 23

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của bột trà xanh đến phôi xà phòng 24

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của bột cà phê đến phôi xà phòng24 Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của bột than tre đến phôi xà phòng25 Bảng 2.5 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của bột yến mạch đến phôi xà phòng 26

Bảng 3.1 Kết quả một số chỉ tiêu hóa lí của phôi xà phòng được trình bày trong bảng sau: 28

Bảng 3.2 Kết quả một số chỉ tiêu pH của xà phòng trà xanh được trình bày trong bảng sau: 30

Bảng 3.3 Kết quả đo pH của xà phòng cà phê được trình bày trong bảng sau: 32

Bảng 3.4 Kết quả một số chỉ tiêu hóa lí của xà phòng than tre được trình bày trong bảng sau: 34

Bảng 3.5 Kết quả một số chỉ tiêu hóa lí của xà phòng cà phê được trình bày trong bảng sau 36

ii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Thí nghiệm tổng hợp xà phòng thảo mộc 23

Hình 3.1 Phôi xà phòng 27

Hình 3.2 Các mẫu bánh xà phòng trà xanh 29

Hình 3.3 Khảo sát độ pH xà phòng trà xanh theo thời gian 30

Hình 3.4 Các mẫu bánh xà phòng cà phê 31

Hình 3.5 Kết quả khảo sát pH xà phòng trà xanh theo thời gian 32

Hình 3.6 Các mẫu bánh xà phòng than tre 33

Hình 3.7 Khảo sát độ pH xà phòng than tre theo thời gian 34

Hình 3.8 Các mẫu bánh xà phòng yến mạch 35

Hình 3.9 Khảo sát độ pH xà phòng yến mạch theo thời gian 36

iii

1

MỞ ĐẦU

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài trong và ngoài nước

2 Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học và công nghệ cùng với đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên đang

là một xu hướng mới Xà phòng từ lâu đã được biết đến như một loại chất tẩy rửa phổ biến và thông dụng có thành phần chính là muối natri hoặc kali của acid béo Nhiều ghi chép trước đây xà phòng có mặt từ rất sớm ở các khu vực khác nhau trên thế giới như: Trung Đông cổ đại, La Mã cổ đại, châu Âu thời trung cổ Theo đó xà phòng được tạo thành từ phản ứng giữa dầu thực vật hoặc mỡ động vật và natri hydroxide hoặc kali hydroxide [7]

Xà phòng được đưa vào sản xuất công nghiệp và phát triển thành một thương hiệu nổi tiếng đến ngày nay bởi William Hesketh Lever người đã sáng lập

ra thương hiệu Unilever [8]

Trên thị trường đã xuất hiện thêm nhiều loại xà phòng, chủ yếu đi từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên và được biết với tên gọi là xà phòng thảo mộc Một

số loại xà phòng thảo mộc phổ biến trên thị trường hiện nay như: xà phòng tinh than tre với các thành phần cơ bản: dầu thực vật, dầu dừa, NaOH, than tre cùng với

ưu điểm nổi bật là tính hấp phụ cao giúp làm sạch bụi bẩn từ sâu trong lỗ chân [22]

Xà phòng trà xanh với thành phần nổi bật: dầu thực vật, dầu dừa, NaOH, trà xanh, trong đó trà xanh là chất chống oxy hóa làm trẻ hóa, giữ ẩm và nuôi dưỡng làn da, ngoài ra nó còn có tác dụng như một chất tẩy tế bào chết nhẹ giúp da phát triển khỏe mạnh [6][10] Xà phòng cà phê với các thành phần nổi bật: dầu thực vật, dầu dừa, NaOH, bột cà phê, trong đó cà phê giúp tẩy tế bào chết, chống viêm, chống oxy hóa đem lại một làn da rạng rỡ, làm mềm và giữ ẩm cho da [9][17] Xà phòng yến mạch với các thành phần nổi bật: dầu dừa, dầu thực vật, NaOH, bột yến mạch, trong đó bột yến mạch có khả năng giữ nước tuyệt vời, giàu chất chống oxy hóa, chống viêm hiệu quả [16] Nhìn chung, các loại xà phòng thảo mộc được tạo thành

2

chủ yếu từ quá trình xà phòng hóa các loại dầu và thêm vào các loại thảo mộc có tác dụng làm mềm và giữ ẩm cho da, trong đó nổi bật nhất phải kể đến là dầu dừa Dầu dừa có thành phần chính là axit béo no, vitamin E, phenolic, axit Ferulic,…có tính kháng khuẩn, tăng hệ thống miễn dịch, chống quá trình oxi hóa, và tác dụng tốt

nhất là dưỡng da [20][19] Xà phòng làm từ dầu dừa sẽ có tác dụng ngăn ngừa các

bức xạ cục tím từ ánh nắng mặt trời, các tác nhân ô nhiễm môi trường, ngăn ngừa quá trình lão hóa, giữ ẩm, giúp da săn chắc, tẩy tế bào chết, làm mềm da, bên cạnh

đó là các loại thảo mộc với hoạt tính có lợi cho da, tạo ra đặc tính riêng từng loại xà phòng

Từ những vấn đề nêu trên việc nghiên cứu sản xuất xà phòng thảo mộc từ nguồn dầu dừa đang là một vấn đề quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu của người

tiêu dùng Chính vì thế, chúng tôi tiến hành đề tài: xây dựng quy trình sản xuất một số loại xà phòng thảo mộc (trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch)

3 Mục tiêu đề tài:

Sản xuất một số loại xà phòng từ xà phòng hóa dầu dừa và thêm vào các thành phần thảo mộc: trà xanh, cà phê, than tre, yến mạch

4 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu:

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Xà phòng hóa dầu dừa thu xà phòng từ dầu dừa

- Khảo sát hàm lượng thảo mộc sử dụng trong xà phòng dầu dừa: trà xanh,

cà phê, than tre, yến mạch

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Xà phòng thảo mộc được nghiên cứu và sản xuất từ dầu dừa bằng các thực

nghiệm trong phòng thí nghiệm

3

5 Nội dung nghiên cứu:

Khảo sát tỉ lệ thành phần thảo mộc cho vào phôi xà phòng từ dầu dừa và kiểm tra một số chỉ tiêu hóa lý đảm bảo chất lượng xà phòng tạo thành

6 Bố cục của đề tài

Đề tài gồm các phần chính sau:

Phần 1: Mở đầu

Phần 2: Chương 1: Cơ sở lý thuyết;

Chương 2: Quy trình thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu;

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Phần 3: Kết luận và kiến nghị

4

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái quát về xà phòng

1.1.1 Lịch sử phát triển

Trung Đông Cổ đại

Bằng chứng ghi chép sớm nhất về việc sản xuất các vật liệu xà phòng bắt đầu từ khoảng năm 2800 TCN ở Babylon cổ đại Một công thức cho xà phòng chứa nước, kiềm và dầu cassia được viết trên một viên sét Babylon vào khoảng năm

2200 TCN

Trong triều đại Nabonidus (556-539 TCN), một công thức cho xà phòng bao gồm uhulu [tro], cây bách [dầu] và dầu vừng [hạt giống] "để rửa đá cho các cô gái đầy tớ"

Đế Quốc La Mã

Từ Sapo , Latin có nghĩa xà phòng, đầu tiên xuất hiện trong Pliny the Elder 's Historia Naturalis , mà bàn về việc sản xuất xà phòng từ mỡ động vật và tro

Hồi giáo Trung Đông

Các công thức chế biến xà phòng được mô tả bởi Muhammad ibn Zakariya al-Razi (854-925), người cũng đưa ra một công thức để sản xuất glycerin từ dầu ôliu , xà phòng được sản xuất từ sự tương tác giữa dầu mỡ và chất béo với kiềm

Tài liệu Hồi giáo thế kỷ 12 mô tả quá trình sản xuất xà phòng Nó đề cập đến thành phần chính, kiềm , sau này trở nên rất quan trọng đối với hóa học hiện đại, bắt nguồn từ al-qaly hoặc "tro tàn"

Trung cổ châu Âu

Các vùng đất của Tây Ban Nha Trung cổ là một nhà sản xuất xà phòng hàng đầu vào năm 800, và việc xà phòng bắt đầu ở Vương quốc Anh khoảng 1200 năm

Ở châu Âu, xà phòng vào thế kỷ 9 được sản xuất từ mỡ động vật và có mùi khó chịu

5

Sản xuất xà phòng trên thế giới

Các loại xà phòng đã được sản xuất ở Châu Âu từ thế kỷ 16, sử dụng các loại dầu thực vật (như dầu ô liu) trái ngược với chất béo động vật Xà phòng Castile là một ví dụ phổ biến về xà phòng có chứa thực vật có nguồn gốc từ "xà phòng trắng" lâu đời nhất của Ý Cho đến Cách mạng Công nghiệp , việc xà phòng

đã được thực hiện trên quy mô nhỏ và sản phẩm thô Năm 1780 James Keir thành lập một công trình hóa học tại Tipton, để sản xuất kiềm từ sunfat của potash và soda, mà sau đó ông thêm một xưởng sản xuất xà phòng Phương pháp khai thác tiến hành trên một phát hiện của Keir Andrew Pears bắt đầu chế tạo một xà phòng trong suốt có chất lượng cao vào năm 1807 ở London Con rể của ông, Thomas J Barratt , đã mở một nhà máy ở Isleworth năm 1862 Robert Spear Hudson bắt đầu sản xuất một loại bột xà phòng vào năm 1837, ban đầu bằng cách mài xà phòng bằng vữa và chày William Hesketh Lever và anh trai, James, đã mua một xưởng xà phòng nhỏ ở Warrington vào năm 1886 và thành lập nên một trong những doanh nghiệp xà phòng lớn nhất, trước đây gọi là Lever Brothers và bây giờ được gọi

là Unilever

Xà phòng thiên nhiên trên thị trường ngày nay

Một số loại xà phòng thảo mộc trên thị trường như: xà phòng than tre, với các thành phần cơ bản: dầu hướng dương, dầu dừa, NaOH, than tre,…với ưu điểm than tre giúp làm sạch bụi bẩn từ sâu trong lỗ chân lông, dầu dừa làm mềm da Xà phòng trà xanh với thành phần nổi bật: dầu hướng dương, dầu dừa, NaOH, bột trà xanh nên có ưu điểm: trà xanh giàu chất chống oxy hóa làm trẻ hóa, giữ ẩm và nuôi dưỡng làn da, ngoài ra trà xanh còn có tác dụng như một chất tẩy tế bào chết nhẹ nhàng giúp da phát triển khỏe mạnh Xà phòng cà phê với các thành phần nổi bật: dầu dừa, NaOH, bột cà phê, tinh dầu hoa hồi, có ưu điểm cà phê giúp tẩy tế bào chết đem lại một làn da rạng rỡ, dầu dừa giúp làm mềm và giữ ẩm cho da, tinh dầu hoa hồi giúp kháng khuẩn và mùi hương của hoa hồi cũng giúp chúng ta thư giản, giảm căng thẳng Tuy nhiên, các loại xà phòng hữu cơ thường có chung những nhược điểm sau đây: giá thành cao hơn hẳn xà phòng công nghiệp, ít bọt, mùi hương tự nhiên nên không được nồng nàn như xà phòng công nghiệp, màu sắc ít

tử glycerol Trong phản ứng này, chất béo triglyceride đầu tiên thủy phân thành các axit béo tự do, và sau đó kết hợp với kiềm để tạo thành xà phòng thô: một hỗn hợp các muối xà phòng khác nhau, chất béo dư thừa hoặc kiềm, nước và glycerol tự

do (glycerin) Glyxerin, một sản phẩm phụ hữu ích, có thể tồn tại trong sản phẩm

xà phòng như một chất làm mềm, hoặc được cô lập cho các mục đích sử dụng khác

1.1.3 Tính chất

Tất cả các loại dầu mỡ động vật có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất xà phòng như: mỡ bò, cừu, heo, dầu dừa, dầu cọ, cao su, dầu đậu phộng, thầu dầu, dầu cau

- Dầu mỡ giàu thành phần acid béo no (mỡ heo, bò, dầu dừa ) cho xà phòng cứng hơn các dầu mỡ giàu thành phần acid béo không no

- Dầu mỡ động thực vật là ester của alcol 3 chức là glyxerin và các acid béo khác nhau, nên các chất béo có tên chung là glyxerin có công thức tổng quát:

Trong các chất béo tự nhiên glyxerin không đổi còn các acid béo thay đổi Thí dụ:

7

Triolein oleo - panmito - stearin

Một số đại lượng vật lý đặc trưng cho chất béo:

- Chỉ số acid: là số mg KOH dùng để trung hòa 1g chất béo cho biết lượng acid tự

do trong dầu mỡ

- Chỉ số xà phòng: là số mg KOH dùng để xà phòng hóa 1g chất béo ,nó nói lên thành phần tổng cộng các acid béo Chỉ số xà bông lớn nói lên thành phần tổng cộng các acid béo

Chỉ số xà phòng lớn chứng tỏ có mặt các acid béo ít ngược lại chỉ số xà phòng nhỏ chứng tỏ acid béo lớn hoặc có chứa những chất không xà phòng hóa

1.1.4 Cơ chế tẩy rửa (xà phòng)

Sự tẩy rửa được định nghĩa là làm sạch mặt của một vật thể rắn, với một tác nhân riêng biệt, chất tẩy rửa, theo một tiến trình lý hóa khác hẳn với việc hòa tan thông thường

Quá trình tẩy rửa xảy ra theo các bước như sau:

Dung dịch tẩy rửa trong nước làm giảm sức căng của nước, nước thấm sâu vào vết bấn trên da

Quá trình lấy bẩn ra

Quá trình chống tái bám chất bẩn

Chất hoạt động bề mặt tạo bọt, chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt

và bị đẩy ra ngoài hay phân tán vào trong dung dịch ở dạng huyền phù, treo lơ lửng

Chất tẩy rửa (xà phòng) là chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt của nước làm cho vải được thấm ướt hoàn toàn Mỗi phân tử của chất hoạt động bề

8

mặt có 1 đầu ưa nước, đầu này bị các phân tử nước hút và 1 đầu không ưa nước (kị nước) – đầu này đồng thời vừa đẩy nước vừa hút vào các chất bẩn Các lực ngược nhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ lửng trong nước ở dạng hòa tan, nhũ hoặc huyền phù

Ảnh hưởng của môi trường nước đến sự tẩy rửa: Môi trường nước cứng có chứa nhiều ion Ca2+

và Mg2+ làm kết tủa xà phòng, giảm bọt

1.2 Nguyên liệu tổng hợp xà phòng

1.2.1 Nguyên liệu hữu cơ

a/ Dầu mỡ động vật :

Dầu mỡ động vật phổ biến nhất là mỡ lợn, mỡ bò, mỡ cừu, dầu cá,…

Mỡ bò và mỡ cừu thường chứa tristearin, tripalmitin, 40-60% triolein Nhiệt

độ nóng chảy khoảng 45-500C (mỡ bò) và 45-550C (mỡ cừu), chỉ số iot 35-46, đương lượng xà phòng hóa là 285-287, chỉ số xà phòng từ 193-198, tỷ trọng là 0.86

ở 1000

C

Dầu cá thường chứa stearic, phystolic, triglixeric của axit oleic, còn có mùi tanh của trimetilamin Chỉ số iot từ 100 đến 110, chỉ số xà phòng là 200, đương lượng xà phòng hóa 280-300

Ngoài ra, để nấu xà phòng người ta có thể sử dụng các loại mỡ động vật khác như mỡ trâu, mỡ ngựa, mỡ phế thải từ công nghiệp thục phẩm (các mẫu súc vật chết từ dịch bệnh, vì quá trình xử lí nhiệt sẽ làm chết mọi vi trùng gây bệnh)

Mỡ động vật là nguyên liệu tốt trong công nghiệp xà phòng, nhằm tạo ra sản phẩm có độ cứng như mong muốn, xà phòng tốt thường dùng cả dầu mỡ động vật

và dầu mỡ thực vật

b/ Dầu mỡ thực vật:

Cũng như dầu động vật thì bất cứ loại dâu thực vật nào cũng có thể dùng để nấu xà phòng, từ các loại dầu không khô như: dầu dừa, dầu ve, dầu hạt bông, dầu hướng dương, dầu vừng, dầu lạc, dầu cám đến các loại dầu nửa khô như dầu hạt

9

cao su, dầu khô như trầu, dầu lai,…Tuy vậy, trong thực tế, dầu khô rất it được dùng đến vì 2 lý do: dầu khô là nguyên liệu quý hiếm dùng trong nghành sơn, mực in và trong dầu khô hàm lượng các axit béo no không cao, dễ bị oxy hóa trong quá trình chế biến và bảo quản, làm cho sản phẩm dễ có mùi hôi, khét, ảnh hưởng đến chất lượng xà phòng

Các loại dầu thực vật thường dùng để sản xuất xà phòng là:

Dầu dừa ép từ cùi dừa (coco nucifera), dầu dừa có nhiệt độ nóng chảy khoảng 23-260C, chỉ số xà phòng 250-260, đương lượng xà phòng hóa từ 216 đến

225, tỷ trọng 0.86-0.90 ở 150C, chất không xà phòng hóa 0.1% đến 0.3% gồm sterol, tocopherol và squalen

Bảng 1.1 Thành phần các axit béo trong dầu dừa

Cùi dừa phơi khô chứa tới 65% dầu Xà phòng được nấu từ dầu dừa có sức giặt tẩy

và bọt tốt nhất bởi vì hàm lượng lauric và meristic cao

10

Dầu cọ lấy từ cây cọ được trồng nhiều ở châu Á, châu Phi, Mĩ Latinh trong đó Malaysia chiếm 40% sản lượng thế giới Dầu cọ được ép từ cùi và nhân của quả cọ

Bảng 1.2 Thành phần axit béo có trong dầu cọ [13]

Axit béo Dầu nhân cọ Dầu cùi cọ

11

Bảng 1.3 Thành phần các axit béo trong dầu lạc [14]

Axit béo Thành phần, % Axit béo Thành phấn, %

Linoleic 29.4%

Palmitic 12-18%

Oleic 48.2%

12

Chỉ số xà phòng 180-195; chỉ số iot 91-110

Dầu hạt cao su ép từ hạt cao su (Hevea brasilliensia) Nhân hạt cao su chứa 40-45% dầu

Bảng 1.6 Thành phần các axit béo trong dầu cao su [11]

Axit béo Thành phần, % Axit béo Thành phần, %

Oleic 11.5-29.0% Linolenic 20-26%

Chất không xà phòng hóa 183-190; chỉ số iot 136-145

Dầu hạt cao su thuộc loại dầu nửa khô, hiện nay người ta thường sử dụng làm sơn dầu và sơn alkit

Dầu ve còn được gọi là dầu thầu dầu, dầu đu đủ tía được lấy từ hạt cây thầu dầu (Ricinus communis) Tỷ trọng dầu ở 150C là 0.96, chỉ số xà phòng hóa từ 177-

0.96-Bảng 1.8 Thành phần axit béo của dầu đen

Xà phòng được sản xuất từ dầu đen có khả năng tẩy giặt tốt, gần giống như

xà phòng dầu ve, sản xuất xà phòng thơm và nước gội đầu rất tốt

Những dầu thực vật khác như dầu tương, dầu bóng, dầu hướng dương,… đều là những nguyên liệu sản xuất xà phòng tốt Gần đây, người ta còn dùng các axit béo được tổng hợp từ hydrocacbua dầu mỏ để sản xuất xà phòng

14

Tùng hương (colophan) có tỷ trọng ở 150C là 1.07, chỉ số xà phòng là

169-179, đương lượng xà phòng hóa 312-330, chỉ số iot 120-130 Tùng hương được thêm vào trong quá trình sản xuất xà phòng tăng tác dụng giặt tẩy và cũng là chất phụ gia rẻ tiền cho xà phòng, làm cho xà phòng mềm hơn khi thành phần nguyên liệu không cân đối giữa các axit béo no và không no

1.2.2 Nguyên liệu vô cơ

Natri hidroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt

Dung dịch Natri hidroxit có tính nhờn, làm bục vải, giấy và ăn mòn da

Natri hidroxit có Entanpi hòa tan ΔHo -44,5kJ/mol

Ở trong dung dịch nó tạo thành dạng monohydrat NaOH.H2O ở 12,3 - 61,8 °C với nhiệt độ nóng chảy 65,1 °C và tỷ trọng trong dung dịch là 1,829 g/cm3 NaOH là nguyên liệu vô cơ chủ yếu dùng để nấu xà phòng, làm tác nhân xà phòng hóa dầu mỡ

Nếu không có sẵn xút ta có thể tự điều chế bằng cách dùng natricacbonat theo phản ứng:

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH Khi cho NaOH phản ứng với các axit béo no, phản ứng xảy ra theo phương trình: