TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA







BÀI BÁO CÁO MÔN
CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT
ĐỀ TÀI
ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
TRONG CÁC SẢN PHẨM TẨY RỬA
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :
Nguyễn Thị Bích Thuyền
Lương Huỳnh Vũ Thanh
SINH VIÊN THỰC HIỆN MSSV
Nguyễn Vũ Trường 2033080
Trần Công Minh 2063982
Vũ Trung Kiên 2063970
Nguyễn Thành Luân 2063978
Trần Văn Phòng 2063995

Lớp CNHH K32
Nhóm:14

II.2.1 Các rượu béo etoxy hóa trang 9
II.2.2 Các rượu – amit trang 10
II.2.3 Các polyglycerol ete trang 10
II.2.4 Các ankyl polyglucosit (APG) trang 10
II.3 Các CHĐBM cation trang 10
PHẦN III. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN PHẨM
TẨY RỬA trang 11
III.1 Công thức của bột giặt trang 11
III.1.1 Công thức tạo bột cổ điển trang 11
III.1.1.1 Công thức giặt tay trang 11
III.1.1.2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy trang 11
III.1.2 Công thức cổ truyền không tạo bọt trang 12
III.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng trang 12
III.3 Phân tích tầm quan trọng của CHĐBM trong các sản phẩm tẩy rửa
trang 13
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 2
PHẦN IV. SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA trang 14
IV.1 Sản xuất xà phòng trang 14
IV.2 Sản xuất bột giặt trang 16
IV.3 Sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng trang 17
PHẦN V. KẾT LUẬN trang 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 20

2 2
0
2
4
6
8
10
Kg/người/năm
Nhật bản Bắc Mỹ Tây Âu Châu Mỹ
La Tinh
ĐNA -
Úc Châu
Phi Châu
Hình 1
ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỨC TIÊU DÙNG CHẤT TẨY RỬA CỦA NGƯỜI TÊU
DÙNG TRÊN THẾ GIỚI NĂM 1996
MỞ ĐẦU
☺
Đã từ lâu, trong số những nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, xà phòng và các chất tẩy
rửa tổng hợp thuộc loại không thể thiếu. Chẳng những thế nhóm sản phẩm này còn
được sử dụng càng nhiều trong các ngành khác của nền kinh tế quốc dân. Số liệu của
World Market Analyses cho thấy nhu cầu tẩy rửa trên thế giới (đơn vị tính 1000 Tấn).
Năm 1991 1992 1993 1994 1995 1996
Xà bông
%
5149
24.4
5095
24.5
5035

60.7
12859
60.1
13245
62
Bột nhãn/gen
%
210
1
213
1
222
1.1
312
1.5
341
1.6
359
1.7
Chất tẩy rửa dạng nước
%
1595
7.6
1536
7.4
1484
7.2
1544
7.5
1797

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 5
PHẦN I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẨY RỬA:
I.1 Định nghĩa và cơ chế của sự tẩy rửa:
I.1.1 Định nghĩa sự tẩy rửa:
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”
1.1.2 Cơ chế tẩy rửa:
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 xơ sợi.
 Quá trình lấy bẩn ra.
 Quá trình chống tái bám chất bẩn.
 CHĐBM 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.
I.2 Vai trò của các CHĐBM:
I.2.1 Giảm sức căng bề mặt của nước và lấy bẩn ra:
CHĐBM làm giảm sức căng bề mặt của nước làm cho vải được thấm ướt
hoàn toàn. Mỗi phân tử của CHĐBM có 1 đầu ái nước, đầu này bị các phân tử nước

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 6
I.2.2 Chống chất bẩn tái bám:
Các vết bẩn trong dung dịch tẩy có thể ưa hoặc kỵ nước. Các hạt ưa nước
sẽ phân tán vào trong nước và không bị tái bám. Ngược lại các hạt kỵ nước lại có
khuynh hướng bám trơ lại vải. Trong dung dịch tẩy rửa, phần lớn bề mặt vải và hạt
bẩn tích điện âm.

Các CHĐBM anion bị hút vào hạt bẩn và sợi làm tăng hàng rào tĩnh điện
giữa chúng và các hạt giúp sự phân tán các hạt bẩn ổn định, ngăn sự tái bám. Nhưng
đến một nồng độ nào đó của vết bẩn và CHĐBM nhất định, khi nồng độ anion càng
cao thì sự tái bám càng tăng do sự nén ép lớp điện tích kép bao bọc bề mặt sợi và hạt.


Các CHĐBM nonion có dây kỵ nước của phân tử càng dài thì tính chống
tái bám càng lớn. Các chất nonion hấp phụ vào bề mặt sợi và các hạt bẩn hướng phần
ưa nước ra ngoài. Hàng rào lập thể được tạo ra và cả lớp nước hydrat hóa sẽ ngăn
chặn các hạt tiến lại gần sợi, chống lại sự tái bám. Nhưng thực tế CHĐBM nonion có
khả năng chống tái bám thấp hơn các anion.

----------
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 8
PHẦN II. CÁC LOẠI CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CÓ TÁC DỤNG
TẨY RỬA:
Các chất hoạt động bề mặt là thành phần chính trong các sản phẩm tẩy rửa.
Nó có tác dụng tẩy sạch các vết bẩn và ngăn cản sự tái bám của chất bẩn lên vải.

14. Khi nhóm phenyl càng di chuyển vào giữa mạch thì khả năng tẩy rửa càng giảm.
II.1.2 Các Akyl sulfat:
Công thức hóa học của chúng: R

SO
3
Na
R – CH
2
OSO
3
Na
Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 9
Chúng là este của axit sulfuric và rượu béo. R là gốc hidrocarbon có từ 9
đến 17 nguyên tử carbon. Người ta còn phân biệt ankylsulfat bậc 1 và bậc 2 tùy thuộc
bậc của rượu. Ankylsulfat bậc 2 có khả năng tẩy rửa kém hơn. Nhóm sulfat càng gần
đầu mạch carbon bao nhiêu thì khả năng tẩy rửa càng tốt. Khả năng tạo bọt càng kém
khi mạch hidrocarbon càng dài.
II.1.3 Các Ankyl sulfonat:
Công thức hóa học của chúng:

Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, người ta thường dùng ankyl
sulfonat bậc hai.
Công thức hóa học của chúng:

Trong những CHĐBM không ion thương mại, các sản phẩm làm từ các
rượu béo với oxit etylen là loại được dùng nhiều nhất ngày nay.

RSO
3
Na

CH – SO
3
Na
R
1
R
2
RCOONa

R – O – (CH
2
CH
2
O)
n
H

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

sản phẩm lỏng, nước rửa chén. Chúng rất dịu với da mặt khác chúng dễ phân hủy sinh
học.
II.3 Các CHĐBM cation:
Các CHĐBM cation không thích hợp cho tẩy rửa. Chúng có tác dụng làm
mềm vải, nhưng nếu đưa chúng vào bột giặt, nó sẽ kết hợp với anion tạo muối không
tan. Vì vậy cần có một sản phẩm để làm mềm vải riêng và được sử dụng sau khi giặt.
Một số trường hợp có thể đưa chất làm mềm vải vào nhưng phải thay đổi thành phần
và thêm một số phụ gia khác, tuy nhiên sản phẩm này chưa được sử dụng nhiều.
Ngoài ra CHĐBM cation còn có tác dụng tẩy trùng, ta sử dụng chúng để tẩy trùng
cho quần áo.

R – C – N

H

CH
2
– CH
2
–
OH
O

Akyl monoetanolamit

R – (OCH
2
– CH )
n
– OH

O

O

OH

n

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 11

PHẦN III. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHĐBM TRONG CÁC SẢN
PHẨM TẨY RỬA:
III.1 Công thức của bột giặt:
III.1.1. Công thức tạo bột cổ điển:
III.1.1.1 Công thức giặt tay:
Thành phần
Tỉ lệ (% Khối lượng)
Anionic ABS hoặc LAS 15 – 30
Nonionic 0 – 3
TPP 3 – 20
Silicat Na 5 – 10
Cacbonat Na 5 – 10
Sulfat Na 20 – 50
Cacbonnat Ca 0 – 15
Bentonit (set) /calcit 0 – 15
III.1.1.2 Công thức bột giặt dành cho giặt máy:
Trong trường hợp này các công thức khác biệt nhau rất ít:
- Sự có mặt hoặc không có mặt photphat

TAED 2 – 5 - -
Tác nhân phụ 15 – 25 15 – 30 25 – 40
Sự khác biệt chính các công thức trên là ở chỗ tỉ suất các Anionic rất cao,
không có tác nhân tẩy trắng và tác nhân chống bọt ở công thức của Hoa Kỳ và Nhật
Bản.
III.2 Sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng.
Thành Phần Tỉ lệ (% khối lượng)
Công thức A Công thức B
LAS Trietanolamin 15 30
Rượu béo Etoxy hóa ( 7 OE ) 30 15
Axit stearic 15 15
Axit Xitric 0.2 0.2
Axit Dietylentriamin Pentametylen - -
Phosphonic 0.3 0.3
Proteaza 0.05 0.05
Chất tẩy quang học 0.25 0.25
Nhũ tương Silicon (DB 110) 0.2 0.2
Rượu 10 10
1,2_Propan dion 5 5
Trietanolamin dùng để điều chỉnh pH 7 7
Nước 17 17
CHĐBM không ion được dùng trong nước rửa chén với tỉ lệ thấp để điều
chỉnh bọt, ổn định bọt, tăng cường khả năng hoạt động trong môi trường nước cứng,
ít hai da. Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 13


O
2
.3H
2
O là
chất bột trắng chứa 10.38% oxy hoạt động được dùng nhiều nhất trong công nghiệp.
 Bentonit (xà phòng vô cơ): Thành phần chính là nhôm silicat (80-90%).
Khi cho vào nước, nó không tan mà trương nở thể tích đến 8 lần, chuyển thành dạng
gel. Nhờ tính nhũ hóa mà nó giữ trong dung dịch các chất bẩn mà xà phòng, chất tẩy
rửa đã lấy ra (tuy nhiên nó có thể bị hấp thụ một phần lên vải).
 Các muối phosphat: Natripoliphotphat Na
5
P
3
O
10
tăng tính kiềm, giảm
độ cứng của nước do tạo phức với các ion Ca
2+
,
Mg
2+
.

 Carbonat natri: Tạo và di trì môi trường kiềm, thủy phân các chất bẩn có
nguồn gốc dầu mỡ, mồ hôi.


Nguyên liệu sử dụng để sản xuất xà phòng tốt nhất là các axit béo bão
hòa có gốc hidro carbon từ C
12
đến C
18
. Nếu mạch carbon có nhiều hơn 18 nguyên tử
carbon, tính tẩy rửa tốt nhưng có độ tan kém ở nhiệt độ thường nên không thể hiện
tính HĐBM. Nếu mạch carbon có ít hơn 12 nguyên tử carbon thì khả năng tẩy rửa và
tạo bọt kém (có nhiều bọt nhưng bọt không bền) mặc dù chúng có độ hòa tan cao.
Người ta thấy rằng khi mạch carbon có 14 nguyên tử carbon thì tốt nhất cho tẩy rửa.

Trong giai đoạn tẩy màu, có thể sử dụng phương pháp sấy chân không ở
(90
0
C ) hoặc chưng cất lôi cuốn hơi nước để lấy hết nước trong dầu mỡ ra hoặc sử
dụng các chất hấp phụ như than hoạt tính, bentonit hoạt hóa bằng axit.

Giai đoạn xà phòng hoá, ta thường sử dụng dung dịch kiềm NaOH hoặc
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 Na
2
CO
3
không dùng để xà phòng hoá,
nhưng được sử dụng để trung hoà axit béo dư trong sản xuất xà phòng.
+
tăng lên làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều
tạo xà phòng, vì vậy ta thu được lượng xà phòng tối đa.

Giai đoạn hoàn tất, xà phòng sau khi sấy được trộn với chất màu, hương
liệu, phụ gia … trong máy trộn trục vít, sau đó được đưa qua trục cán, rồi đưa qua
máy đùn (có bộ phận hút chân không để loại bỏ bọt khí) làm đồng nhất xà phòng. Xà
phòng được đùn ra thành một thanh dài, liên tục, được cắt thành từng bánh nhỏ theo
chiều dài xác định, sau đó được dập khuôn định hình, lượng xà phòng dư trong quá
trình dập khuôn được thu hồi và đưa trở lại máy đùn.

Thu hồi glycerin: glycerin được thu hồi để sử dụng cho mục đích khác,
nó là một cấu tử quý. Phần dung dịch được cho vào thiết bị chưng cất chân không để
thu hồi glycerin với nồng độ dưới 8%.


COONa+

CH
2
– OH

CH – OH
CH
2
– OH

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa

Trang 16

IV.2 Sản xuất bột giặt:
nóng (300
0
C)

Các
chất
rắn
Các
chất
lỏng

Cột
phun
Bột
bền
Enzy
m
Chất
lỏng
Dầu
thơm
Bột thành
phẩm
Đóng gói
Các thành phần
khác

Nước

Sản xuất bột nền Phối trộn các thành phần khác
Phần lớn chất tẩy rửa dạng lỏng được sản xuất bằng những bồn trộn có
máy trộn khác nhau. Hình 4 là sơ đồ sản xuất sản phẩm tẩy rửa dạng lỏng không liên
tục.
Quá trình sản xuất có một số yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của sản
phẩm:
 Thứ tự các nguyên liệu đưa vào.
 Nhiệt độ.
 Tốc độ khuấy.
Trước tiên người ta đưa nước vào trong máy trộn chính và khuấy. Trong
các bồn phụ, nếu cần người ta điều chế xà phòng, các dung dịch CMC Na. Sau đó, Thành phẩm
Nước đã khử khoáng

Chất tạo màu và
chất tạo mùi
SƠ ĐỒ BÀO CHẾ SẢN PHẨM LỎNG
Axit
Sulfonic

Trang 18

người ta cho vào bình khuấy trộn chính (luôn luôn khuấy trộn với tốc độ vừa phải)
các chât silicat natri, CMC Na, LAS Na, oleat kali, chất tẩy quang học. Sau đó hỗn
hợp được đun nóng đến nhiệt độ khoảng 60
0
C đến 70
0
C. Khi đạt nhiệt độ đó người ta
ngưng đun và thêm vào một lượng TPP xác định, tiếp tục khuấy cho đến khi có được
một hỗn hợp đồng nhất. Xong người ta thêm những CHĐBM không ion và làm nguội
hỗn hợp (luôn luôn đang trong tình trạng được khuấy trộn) xuống nhiệt độ khoảng
30
0
C đến 35
0
C. Sau cùng người ta thêm vào nước còn thiếu (chẳng hạn nước bị bốc
hơi trong quá trình điều chế), chất tạo màu, chất tạo mùi, các enzym…
tính năng đặc trựng của chúng.

Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm tẩy rửa