BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA CHỐNG TÁI BÁM
VÀO SẢN XUẤT BỘT GIẶT
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Công Huân
Lý Thanh Tâm
Phan Trường Tiền
MSSV: 2102390
Ngành: Công Nghệ Hóa Học khóa 36
12/2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
.....................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày
tháng 12 năm 2014
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2
1. Cán bộ hướng dẫn: Phan Trường Tiền
2. Tên đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng một số loại phụ gia chống tái bám vào sản xuất
bột giặt”.
3. Sinh viên thực hiện: Lý Thanh Tâm
MSSV: 2102390
4. Lớp: Công nghệ Hóa học – Khóa 36
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện:
2. Tên đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng một số loại phụ gia chống tái bám vào sản xuất
bột giặt”.
3. Sinh viên thực hiện: Lý Thanh Tâm
MSSV: 2102390
4. Lớp: Công nghệ Hóa học – Khóa 36
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: .............................................................
.............................................................................................................................
Những vấn đề còn hạn chế:..........................................................................
.....................................................................................................................................
c. Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày
tháng 12 năm 2014
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
MỤC LỤC
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 ................................... i
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2 .................................. ii
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN........................................ iii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................................x
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................... xi
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN BÓN VÀ HÓA CHẤT
CẦN THƠ........................................................................................................................1
1.1 Giới thiệu chung ....................................................................................................1
1.2 Các sản phẩm của công ty .....................................................................................4
1.2.1 Nhóm hóa chất ................................................................................................4
1.2.2 Nhóm thức ăn chăn nuôi và thủy hải sản .......................................................5
1.2.3 Nhóm phân bón là mặt hàng chủ lực của công ty ..........................................5
CHƯƠNG 2 TỒNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẶT ....................6
2.1. Tổng quan về bột giặt ...........................................................................................6
2.1.1 Khái niệm .......................................................................................................6
2.1.2 Thành phần nguyên liệu .................................................................................7
2.1.3 Tình hình sử dụng bột giặt trên thế giới .......................................................13
2.1.4 Tình hình sản xuất bột giặt trong nước.........................................................14
2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột giặt .................................................................15
2.2.1 Sơ đồ khối .....................................................................................................16
2.2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ ............................................................................17
2.2.3 Thuyết minh quy trình ..................................................................................17
CHƯƠNG 3 SỰ TÁI BÁM VÀ GIỚI THIỆU PHỤ GIA CHỐNG TÁI BÁM ..........20
3.1 Khái niệm về sự tái bám ......................................................................................20
3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng tới sự tái bám ..............................................................20
Hình 2-4 Phương thức tác động của các enzym ............................................................12
Hình 2-5 Biểu đồ mức tiêu dùng các sản phẩm giặt tẩy năm 1996 ...............................13
Hình 2-6 Kích thước hạt sau khi sấy phun dưới kính hiển vi........................................16
Hình 2-7 Sơ đồ khối quá trình sản xuất bột giặt............................................................16
Hình 2-8 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy phun ..............................................................17
Hình 2-9 Máy bơm áp ...................................................................................................18
Hình 2-10 Thiết bị đóng thành phẩm ............................................................................19
Hình 3-1 Phụ gia ARON T – 62 ....................................................................................21
Hình 3-2 Phụ gia ACUSOL – 341 .................................................................................23
Hình 3-3 Công thức hình học của SCMC .....................................................................24
Hình 3-4 Nguyên liệu carboxymethyl cellulose (SCMC) ................................................24
Hình 4-1 Quy trình khuấy kem tại phòng thí nghiệm ...................................................27
Hình 4-2 So sánh độ trắng của các loại kem .................................................................28
Hình 4-3 Đồ thị thể hiện độ nhớt của phụ gia nồng độ 0,5% ở 90 oC ...........................29
Hình 4-4 Đồ thị thể hiện độ nhớt của phụ gia nồng độ 1% ở 90 oC ..............................30
Hình 4-5 Đồ thị thể hiện độ nhớt của phụ gia nồng độ 1,5% ở 90 oC ...........................30
Hình 4-6 Đồ thị thể hiện độ nhớt của phụ gia nồng độ 2% ở 90 oC ..............................31
Hình 4-7 Đồ thị thể hiện độ nhớt của từng loại phụ gia ở các nồng độ khác nhau .......31
Hình 4-8 Kết quả giặt của từng loại phụ gia .................................................................33
Hình 4-9 Cơ chế chống tái bám của phụ gia .................................................................34
Hình 4-10 So sánh độ sáng của bột giặt ........................................................................38
Hinh 4-11 Các dụng cụ thí nghiệm................................................................................38
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-1 Các thành phần chính trong bột giặt ................................................................ 6
Bảng 2-2 Tính chất vật lý của LAS ............................................................................... 10
Bảng 2-3 Thống kê mức sản xuất các sản phẩm tẩy rửa trên thế giới (đơn vị 1000 Tấn)
Tetra acetyl ethylene diamin
TCC
Triclorocarban
LỜI MỞ ĐẦU
Bột giặt tổng hợp ngày càng chiếm lĩnh thị trường chất tẩy rửa. Với sự phát triển
nhanh chóng của các loại sản phẩm bột giặt mới từ công ty nước ngoài vào thị trường
Việt Nam, các sản phẩm bột giặt trong nước do cơ chế lạc hậu không bắt kịp xu hướng
để có thể cạnh tranh đứng vững trên thị trường không những phải đảm bảo về chất
lượng mà còn giá thành sản phẩm.
Với đội ngũ kỹ sư tâm huyết của công ty đặt biệt là anh NGUYỄN CÔNG HUÂN
trưởng phòng kỹ thuật và anh PHAN TRƯỜNG TIỀN đã nghiên cứu và phát triển bột
giặt Zeo, với khả năng giặt tẩy cao, kết hợp với các loại Enzyme, tinh chất nha đam,
kết hợp với các loại hương đến từ Anh Quốc đã đưa sản phẩm bột giặt lên một tầm cao
mới.
Song song, do sản phẩm đang trên đường hoàn thiện và phát triển nên việc ứng dụng
các loại phụ gia hóa học vào sản phẩm được ưu tiên. Với việc ứng dụng các loại phụ
gia chống tái bám vào sản phẩm giúp cải thiện chất lượng bột giặt. Đặc biệt là ở những
nước phát triển, họ đã sử dụng loại phụ gia này có tác dụng chống tái bám hiệu quả, cải
thiện chất lượng, tăng hiệu quả sản xuất, chất lượng của bột giặt. Việc nghiên cứu và
sử dụng phụ gia hóa học có ý nghĩa rất lớn trong ngành công nghiệp sản xuất bột giặt
hiện nay. Đó cũng chính là lý do tôi chọn đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng một số loại
phụ gia chống tái bám vào sản xuất bột giặt”.
Mặc dù, đã rất cố gắng nhưng trong quá trình làm luận văn cũng sẽ không tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thấy cô và các bạn để nội
dung đề tài được hoàn thiện hơn.
2010 thị trường xuất khẩu đến các quốc gia: Philippines, Indonesia, Myanmar, Thailand
và Malaysia… đạt 15,5 triệu USD.
Hình 1-2 Tổng quan về công ty
Từ năm 1998, Công ty đi tiên phong trong ngành phân bón Việt Nam sử dụng công
nghệ cao trong sản xuất phân bón NPK công nghệ "Tạo hạt bằng hơi nước".Từ năm
2005, với các dòng "sản phẩm giá trị gia tăng" NPK Cò bay Hi-end và Hữu cơ vi sinh
một bước đột phá trong ngành phân bón Việt Nam, hình ảnh Cò bay có vị trí đặc biệt
trong tâm trí đối tác, khách hàng và công chúng liên quan.
Các sản phẩm Cò bay và bột giặt Pano được tiếp cận người tiêu dùng thông qua hơn
120 nhà phân phối chính từ Đồng bằng sông Cửu Long đến Cao nguyên, Đông-Nam
bộ, Nam-Trung bộ, thâm nhập vào thị trường Cambodia và các nước trong khu vực.
Trên chặng đường phát triển dài hạn và vững chắc, Công ty Cổ Phần Phân Bón và
Hóa Chất Cần Thơ với thương hiệu Cò Bay đã được khách hàng liên tưởng là một
Thương hiệu mạnh trong ngành phân bón NPK Việt Nam, hình ảnh thân thiện - trách
nhiệm - minh bạch và luôn đi đầu trong những bước đột phá vì lợi ích người tiêu dùng;
chất lượng phục vụ, chất lượng sản phẩm không ngừng cải tiến nên có lợi thế cạnh tranh
mạnh trên thị trường trong và ngoài nước.
Phương châm
- Kinh doanh linh hoạt, luôn sáng tạo, tiến bộ cùng với khách hàng và nông gia.
- Chọn lọc và trải thảm đỏ với khách hàng; đồng hành và chia sẻ.
- Nỗ lực thỏa mãn nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
- Sản xuất – kinh doanh "Minh bạch – Trách nhiệm – Cùng có lợi".
- Thương hiệu Cò bay là biểu tượng "Uy tín - Chất lượng – Thân thiện"
Định hướng phát triển đến 2015
- Mục tiêu phát triển bền vững đạt tăng trưởng hơn 20% hàng năm. Giá trị xuất khẩu
đạt 15-20% trong tổng doanh thu.
1.2.1.1 Bột giặt
Với đội ngũ kỹ sư trình độ cao đã nghiên cứu và áp dụng thành công, công nghệ sản
xuất bột giặt hiện đại nhất của Anh đã cho ra đời dòng sản phẩm siêu cao cấp "bột giặt
diệt khuẩn ZEO" sự kết hợp tinh tế từ các loại enzyme thông minh cùng tinh chất nha
đam thấm sâu vào từng sợi vải trong quá trình giặt giúp đánh bật các loại vết bẩn cứng
đầu nhất và tiêu diệt được các loại vi khuẩn có hại bám trên áo quần. Với mạng lưới
phân phối sản phẩm rộng khắp 13 tỉnh miền tây kể từ đầu năm 2104. Từ đó đã đánh
dấu được một bước phát triển mạnh của dòng sản phẩm bột giặt diệt khuẩn ZEO.
Hình 1-5 Sản phẩm bột giặt ZEO và Oplus của công Ty
1.2.1.2 Zeolite 4A
Hình 1-6 Xưởng sản xuất zeolite
1.2.2 Nhóm thức ăn chăn nuôi và thủy hải sản
Công ty đang phát triển một số sản phẩm dùng cho: cá tra, cá rô phi, tôm sú...
C
Cò Bay CB-18
Cò Bay CB-35
Hình 1-7 Nhóm sản phẩm thủy hải sản
1.2.3 Nhóm phân bón là mặt hàng chủ lực của công ty
1.3.3.1 Nhóm phân bón Cò Bay dùng cho thị trường nội địa
Hình 1-8 Nhóm sản phẩm Cò Bay nội địa
Chất xây dựng (builders)
- Zeolite 4A
- Natri tripolyphosphat (STPP)
- Natri cacbonat (Soda)
Chất tẩy trắng
- Natri perborat
- Natri percacbonat
Chất độn
- Natri sulphat
- Nước
Chất phụ gia
- Natri silicat : chống ăn mòn
- CMC Na: chống tái bám
- Chất tẩy trắng quang học
- Enzym (alcalase, protease)
- Hương
- Màu
2.1.2 Thành phần nguyên liệu
2.1.2.1 Chất hoạt động bề mặt (CHĐBM)
a) Sơ lược về chất hoạt động bề mặt
CHĐBM là các chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng. Phân tử
CHĐBM gồm hai phần: đầu kỵ nước (hydrophop) không phân cực và đầu ưa nước
(hydrophyl) phân cực. Và tính chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào hai phần này. Đầu
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.
Là chất tạo bọt
CHĐBM tạo bọt làm cho chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy ra
ngoài. Một CHĐBM hay hỗn hợp CHĐBM có khả năng tạo bọt tối đa quanh CMC. Với
một loại CHĐBM, CMC càng nhỏ thì khả năng tạo bọt càng lớn. Đối với alky sulfat,
chiều dài dây Cacbon tăng thì độ hòa tan CMC giảm, khả năng tạo bọt tăng; khi di
chuyển nhóm ưa nước vào trong dây hay dùng dây Cacbon mạch nhánh thì làm tăng
CMC từ đó làm giả khả năng tạo bọt. CHĐBM không ion tạo bọt ít hơn ion trong nước.
Để tăng khả năng tạo bọt người ta thêm vào các thành phần phụ gia, đó là các chất hữu
cơ có cực có thể làm giảm CMC của CHĐBM. Các chất tăng cường bọt trong bột giặt,
nước rửa chén, các dầu gội đầu là mono hay dietanol amid tạo bọt bền, mịn và đều.
d) Điểm Kraft – điểm đục
Khả năng hòa tan của các chất hoạt động bề mặt anion tăng lên theo nhiệt độ. Khả
năng hòa tan này tăng trưởng đột ngột khi tác nhân bề mặt hòa tan đủ để tạo thành
Micell. Điểm Kraft là điểm mà tại nhiệt độ đó các Micell có thể hòa tan được.
e) Phân loại chất hoạt động bề mặt
1. Chất hoạt động bề mặt anion
Khái niệm
CHĐBM mà khi hòa tan vào nước phân ly ra ion hoạt động bề mặt âm, chiếm phần
lớn kích thước toàn bộ phân tử hay chính là mạch Hidrocacbon khá dài, và ion thứ hai
không có tính hoạt động bề mặt.
Một số chất hoạt động bề mặt anion
LAS: (Linear Alkyl Benzen sulfonat, Ankyl benzen sunfonic axit mạch thẳng)
Có công thức tổng quát R-C6H4-SO3Na(R=C10-C13), là thành phần chính trong bột
giặt, ở Châu Á LAS là chất hoạt động bề mặt được sử dụng nhiều nhất (chiếm 71%
lượng CHĐBM) vì có giá thành rẻ, hoạt tính tẩy rửa mạnh, tạo nhiều bọt, là loại anion
được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Màu hổ phách, sệt
Khối lượng riêng ( kg.m-3)
Nhiệt độ (oC) 30
40 50
Mạch thẳng 1050 1045 1040
Mạch nhánh 1075 1070 1060
Nhiệt dung riêng
1,6 kJ.kg-1 oC -1
Độ dẫn nhiệt
W.m-1 oC
-1
Chất hoạt động bề mặt không sinh ion (NI)
Các chất tẩy rửa khi hòa tan vào trong nước không phân ly thành ion gọi là chất tẩy
rửa không sinh ion.
NI có khả năng hoạt động bề mặt không cao. Êm dịu với da, lấy dầu ít. Làm bền bọt,
tạo nhũ tốt. Có khả năng phân giải sinh học. Ít chịu ảnh hưởng của nước cứng và pH
của môi trường, tuy nhiên có khả năng tạo phức với một số ion kim loại nặng trong
nước....
Hiện nay để tổng hợp chúng, phương pháp được dùng phổ biến nhất là quá trình
etoxy hóa từ rượu béo với oxyt etylen.
2. Chất hoạt động bề mặt cation
Phản ứng hóa học tương ứng với một sự oxy hóa hoặc khử oxy làm phân hủy không
đảo ngược được các hệ thống màu. Phương cách này đòi hỏi sự hủy hoại hoặc biến đổi
các nhóm tạo màu và sự phân hủy của các thể màu thành các hạt nhỏ hơn và dễ tan hơn
để có thể loại bỏ chúng dễ dàng.
2.1.2.4 Enzym
Các chất giặt rửa chứa enzym công nghệ mới đó là sự kết hợp giữa các ngành hóa
học và sinh học, mà kết quả là những sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế
giới. Hiện nay, bột giặt chứa enzym đang được sử dụng phổ biến. Nhờ enzym nên bột
giặt có tính năng giặt rửa cao hơn ở nhiệt độ thấp hơn và có thể bị phân hủy sinh học.
Các enzym có nguồn gốc hữu cơ sinh sản bởi những tế bào sống, có khi được gọi là
diastasa hay men, là chất xúc tác sinh học. Chúng có thể có nguồn gốc động vật hoặc
có nguồn gốc vi khuẩn.
Cơ chế hoạt động của enzym
Hình 2-4 Phương thức tác động của các enzym
2.1.2.5 Các phụ gia khác
Natri sunphat
Là tinh thể màu trắng và khi dùng trong sản xuất các chất tẩy giặt phải không được
chứa các chất có hại như muối sắt, muối mangan... Là chất điện li rẻ tiền nhất, nó làm
giảm sức căng bề mặt của dung dịch, giảm lượng chất hoạt động bề mặt cần thiết và
tăng khả năng tẩy rửa của chúng. Là chất độn đóng vai trò làm giảm sức căng bề mặt
dung dịch và là chất độn giảm giá thành sản phẩm.
Natri toluensufonat:
Có tác dụng làm giảm độ nhớt của dung dịch khi pha chế, giảm độ hút ẩm và tính
vón cục của thành phẩm cuối cùng, để kéo dài thời gian bảo quản và làm sản phẩm trở
nên thuận tiện khi chuyên chở.
Chất thơm: