Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Mục Lục I Giới thiệu: Khái niệm: Lịch sử phát triển: .3 3.Tình hình tiêu thụ bột giặt giới: 4 Các phương pháp sản xuất: II Thành phần nguyên liệu: Chất hoạt động bề mặt (HĐBM): .5 Chất xây dựng: 2.1 Natri hyđroxit: 2.2 Natri cacbonnat: .8 2.3 Natrisilicat: .8 2.4 Muối Photphat ngưng tụ: 2.5 Các chất trao đổi ion: .9 Tác nhân tẩy trắng: 11 3.1 Perborat: 12 3.2 Các hợp chất khác có khả giải phóng oxy: 12 Enzym: 14 Chất chống tái bám: 14 Các phụ gia khác: 16 III Phân loại bột giặt: Các bột giặt truyền thống: 17 Các sản phẩm tẩy rửa có chất làm mềm vải: 20 Bột giặt dành cho quần áo mỏng manh có màu: 22 Bột giặt đậm đặc: 23 IV Qui trình công nghệ: Phương pháp sấy phun truyền thống: 25 GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: 25 1.2 Các giai đoạn công nghệ: 25 1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu: 25 1.2.2 Phối hợp thành phần ( phối liệu): 26 1.2.3 Sấy phối liệu: 26 1.2.4 Trộn thêm muối peoxit đóng gói: 27 Phương pháp tạo hạt ướt: 27 2.1 Sơ đồ công nghệ: 29 2.2 Các bước tiến hành: 29 2.2.1 Quá trình tạo hạt ướt: .29 2.2.2 Quá trình sấy: 29 2.2.3 Quá trình thêm phụ gia đóng gói: 30 Phương pháp kết hợp: 31 Phương pháp sản xuất bột giặt dạng viên nén: 32 Phương pháp kết tụ: 33 V Ứng dụng………………………………………………………………… 33 Tài liệu tham khảo 34 GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Giới thiệu I Giới thiệu: Khái niệm: Các chất tẩy rửa nói chung chia thành hai nhóm lớn: nhóm loại “xà phòng” cổ điển, có chất hóa học muối Natri Kali axit béo tự nhiên tổng hợp, nhóm đông đúc nhiều gọi chất tẩy rửa tổng hợp, đời muộn màng ngày chiếm ưu Chất tẩy giặt tổng hợp đời vào năm 1913 nhà hóa học Bỉ Reichler tổng hợp C17H33SO3Na (Natri xeti sunfonat) Năm 1916 người ta tổng hợp muối Nảti axit disopropil naphtalein sunfonic để thay xà phòng với tên thương mại Nekal Từ chất giặt tổng hợp nối tiếp xuất Bột giặt tổng hợplà hợp chất tẩy rửa thông dụng xuất muộn so với xà phòng Năm 1987 bột giặt sản xuất tên trở thành quy ước chung toàn giới Lịch sử phát triển: Bột giặt sản xuất lần phương pháp sấy phun cổ điển có tỉ trọng 300-550g/l.Và nắm bắt thị hiếu người tiêu dùng vào năm 1980 Nhật sản xuất bột giặt đậm đặc có tỉ trọng 750-900g/l, bước ngoặt quan cho phát triển công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp.Và bột giặt siêu mạnh xuất Châu Âu Mỹ theo yêu cầu người tiêu dùng.Vào năm 90 kỷ XX, giới quý tộc Châu Âu Mỹ xem bột giặt đậm đặc thứ thiếu trình giặt tẩy.Và bột giặt dạng viên nén với tỉ trọng >1200g/l phát triển sản xuất Châu Âu vào năm 1998 Năm 2000 người tiêu dùng Bắc Mỹ biết đến Công nghệ sản xuất bột giặt bao gồm thiết bị trộn nguyên liêu tạo hỗn hợp lỏng, tháp sấy phun, bơm thiết bị cấp nhiệt với nhiệt độ cao để tạo hạt sau sấy.Vào năm 1990 có phát triển công nghệ mới, công nghệ không “tháp” Đây công nghệ hoản thiện hơn, giai đoạn sấy khô tháp sấy phun thay cách thêm nguyên liệu khô hợp chất như(FAS Zeolit) vào giai đoạn đầu, công nghệ gọi công nghệ GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp kết khối Ban đầu để tăng tỉ trọng cho hạt người ta sử dụng thiết bị khuấy trộn có tính nghiền mịn với tốc độ nhanh, liên tục suất nghiền lớn Cũng năm 1990 ngành công nghiệp tẩy rửa Châu Âu có bước phát triển cho hiệu cao hơn, dạng tháp tháp sấy phun làm khô nguyên liệu chất độn Để đạt sản phẩm có tỉ cao phụ thuộc vào xếp chất tẩy rửa phương pháp sản xuất theo bảng đây: Công nghệ sử dụng cho nhiều phương pháp khác như: phương pháp tạo bột ướt sử dụng nước, nước-chất kết dính phương pháp hồ(chất tẩy rửa) thiết bị sấy( fluidized-bed, linear or round), nghiền hay kết hợp sấy nghiền Điểm khác biệt công nghệ tạo sản phẩm có chất lượng cao công nghệ kết khối.Trong phương pháp nguyên liệu có kích thước lớn làm mịn Nhờ đó, chất hoạt động bề mặt anion, hợp chất NI, chất xây dựng dễ dàng thay đổi thành phần cách thêm bớt chất Sản phẩm sử dụng nhều công nghiệp tẩy rửa nhu cầu ngày tăng cao 3.Tình hình tiêu thụ bột giặt giới: Sản lượng bột giặt tiêu thụ giới ngày căng theo nhu cầu người tiêu dùng Năm 1994 tổng sản lượng bột giặt tiêu thụ toàn giới khoảng 13,3 triệu tấn/năm Thì đến năm 1998 số vào khoảng 14,1 triệu tấn/năm, khối lượng bột giặt trung bình người sử dụng 3,9kg/năm(tính trung bình toàn giới) Và theo khảo sát European Ecolabel tính riêng Châu Âu lượng bột giặt tiêu thụ vào khoảng triệu GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp tấn/năm (năm 2008) Điều chứng tỏ vị ngày cao chất tẩy rửa tổng hợp nói chung bột giặt tổng hơp nói riêng Bảng thể sản lượng tiêu thụ bột giặt củ số nước giới: Tình hình sử dụng bột giặt số nước giới năm 1996 (tính theo Kg bột giặt/người/năm ) Các phương pháp sản xuất: Cùng với phát triển bột giặt trình cải thiện chất lượng bột giặt kéo theo phát triển công nghệ sản xuất Một số công nghệ sản xuất sử dụng ngày hoàn thiện hơn: Phương pháp sấy phun cổ điển: sử dụng nhiệt để sấy khô hạt phun từ đỉnh tháp xuống Đây phương pháp sản xuất bột giặt theo quy mô công nghiệp giới ngày số nước sử dụng công nghệ Phương pháp tạo hạt ướt: phương pháp sản xuất không sử dụng tháp sấy nên gọi công nghệ không “tháp” Sản phẩm tạo từ phương pháp có tỉ trọng khoảng 550 – 750g/l Phương pháp sử dụng phổ biến Châu Âu Bắc Mỹ GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Phương pháp nén viên: Đây phương pháp sản xuất bột giặt đậm đặc có tỉ trọng cao (>1200g/l) , sử dụng cách nén viên dược phẩm để sản xuất Có hai loại viên nén dạng khô dạng dẻo(mềm) Phương pháp nén viên sử dụng số nước Châu Âu Bắc Mỹ Ngoài số phương pháp khác phương pháp đùn ướt kết hợp với sấy nghiền mịn, phương pháp sản xuất dạng sợi, phương pháp kết tụ II Thành phần nguyên liệu: Chất hoạt động bề mặt(HĐBM): LAS:(Linear Alkyl Benzen sulfonat, Ankyl benzen sunfonic axit mạch thẳng) có công thức tổng quát R-C6H4-SO3Na(R=C10-C13), thành phần bột giặt, Châu Á LAS chất hoạt động bề mặt sử dụng nhiều (chiếm 71% lượng chất HĐBM) có giá thành rẻ, hoạt tính tẩy rửa mạnh, tạo nhiều bọt, loại anion AS:(Acohol sulfates, Akyl sulfates) có công thức tổng quát R-CH 2-OSO3Na (R= C11-C17), sản xuất từ dầu cùi cọ,dầu nhân cọ, dầu dừa, từ rượu OXO hay từ nguồn nguyên liệu dầu mỏ Nó có hoạt tính tẩy rửa mạnh, có ưu điểm vượt trội so với LAS, tạo bọt nhiều, giá thành cao nên sử dụng vào số đơn phối liệu đặc biệt AS sử dụng nhiều Bắc Mỹ (khoảng 16%), nguyên liệu sản xuất bột giặt theo phương pháp không “tháp” Đây chất HĐBM dạng anion AES:( Akyl Ether Sulfates) có công thức tổng quát GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Đây chất HĐBM có hoạt tính cao, tính thấm ướt tốt, khà tạo nhiề bọt tốt, giá thành cao, nên dùng làm bột giặt để giặt loại vải sợi cao cấp len, tơ sợi từ thiên nhiên Nó sử dụng nhiều Mỹ(19%) Nhật Bản(12%)do khả tạo micelle tốt mật độ micelle cao LAS AE:( Alcohol Ethoxylates) có công thức tổng quát Là chất hoạt động không ion, hòa tan tốt nước, không phân cực, hoạt động với chất điện phân, đặc biệt AE có tính lưỡng tính đối cực tốt (HLB), hoạt tính tẩy rửa tốt, với chất bẩn dạng hạt vải sợi Do nồng độ tạo micelle thấp nên sử dụng để phối trộn với chất hoạt động bề mặt khác đơn phối liệu không sử dụng nguyên liệu GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp OAS: (α-Olefinsunfonates) có công thức tống quát Nó có hoạt tính tẩy rửa tốt, khả tạo bọt nên sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột giặt dùng cho máy giặt, nguyên liệu sử dụng nhiều Nhật Bản Bảng thể tình hình sử dụng chất hoạt động bề mặt khu vực giới năm 1995 Tình hình sử dụng chất HĐBM giới năm 1995 Chất xây dựng: Chất xây dựng đóng vai trò quan trọng trình tẩy rửa Nó có vài trò chất tẩy rửa bổ sung làm mềm nước( hòa tan kết tủa GVHD:Nguyễn Đức Cường Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp ion Ca2+,Mg2+) Chất xây dựng chủ yếu muối Natri Cacbonate, Natri Silicat, Natri triphoshate, Nitrilotriacetat (NTA) chất xây dựng trao đổi ion acid Polycarboxylic, Zeolit 2.1 Natri hyđroxit: Là chất rắn, tinh thể có màu trắng có tỷ trọng d = 2,13; phân tử lượng M=40 đvC Trong không khí dễ hút ẩm chảy rữa Tan nhiều nước, 200C tan 109 gam/100g H2O 1000C tan 347gam/100g H2O Nóng chảy 3180C sôi 13880C Dung dịch xút có tính ăn da nên gọi xút ăn da Bị xút bám vào da để lâu gây bỏng nặng, ta phải rửa dòng nước chảy, rửa xà phòng cho kỹ, nhiều lần Xút hóa chất Nó ứng dụng nhiều công nghệ giấy, công nghệ sản xuất chất tẩy rửa, công nghệ nhuộm tẩy vải, công nghệ sản xuất thủy tinh lỏng Là thành phần thiếu bột giặt, cho vào bột giặt để trung hòa LAS, chuyển LAS dạng hoạt động thường sử dụng xút 30 – 33% 2.2 Natri cacbonnat: Còn gọi sôđa, chất rắn, tinh thể màu trắng, có tỷ trọng d = 2.53, phân tử lượng M = 106 đvC Nhiệt độ nóng chảy 851 0C Khi đun nóng cao bị phân hủy Sôđa dễ tan nước, 200C tan 21,5g/100g H2O, 1000C tan 45,5g/100g H2O Trong không khí ẩm dễ hút nước chảy rữa.Trên thị trường sođa phải có hàm lượng sau: Na2CO3 ≥ 99% chất không tan ≤0,1% Màu trắng mùi Sođa dùng nhiều công nghệ chế biến thực phẩm, công nghệ nhuộm, chế tạo chất tẩy rửa, công nghiệp thủy tinh dùng sođa làm chất trợ dung Trong dược phẩm để chế tạo natri bicacbonat làm thuốc khử toan cho đau dày Na2CO3 thành phần bột giặt, xà làm chất phụ gia tạo thành môi trường kiềm, thủy phân chất bẩn dầu mỡ chất độn làm giảm giá thành sản phẩm 2.3 Natrisilicat: Là chất xây dựng thiếu thành phần bột giặt sản xuất theo phương pháp sấy phun GVHD:Nguyễn Đức Cường 10 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Là chất rắn tinh thể suốt, tỷ trọng d=2,4 Phân tử lượng M=124 đvc, có nhiệt độ nóng chảy 108 0C Natrisilicat dễ hút nước, ngậm nước thành công thức nước là: Na2SiO3.9H2O Tan nhiều nước nóng, tan nước lạnh Trong công nghiệp dùng natrisilicat khoảng 39% Gọi thủy tinh lỏng có quy chuẩn sau: • • • • • Hàm lượng nước ≤ 60% Hàm lượng Na2O ≥ 10% Mođun silicat từ 2,4 đến 2,8 Tỷ trọng d=1,383 Chất không tan ≤ 0,5% Trong bột giặt tổng hợp, làm tăng độ bền hạt, ngăn không cho chúng dính vào nhau, bảo đảm cho bột luôn tơi xốp, ổn định bọt có tác dụng ngăn chặn chất bẩn bám lại bề mặt tạo môi trường kiềm thủy phân chất dầu mỡ Trong trình giặt giũ, thủy tinh lỏng xem chất ức chế tượng ăn mòn xảy tác dụng chất hoạt động bề mặt sunfonat hóa thùng, chậu nhôm, đồng bề mặt tráng men Nếu chất tẩy giặt có chứa thành phần tẩy trắng hợp chất clo, che dấu mùi clo khó ngửi người tiêu thụ Ngoài nhờ tính kiềm, có tác dụng thủy phân chất bẩn dầu mỡ Như vậy, thành phần bột giặt tổng hợp, thủy tinh lỏng hỗ trợ tốt tác dụng tẩy bẩn phân phối đồng chất tẩy trắng hóa học, thường chất oxi hóa mạnh, khiến sợi vải không bị phá hủy cục 2.4 Muối Photphat ngưng tụ: Các muối photphat ngưng tụ chất có ứng dụng lớn công nghiệp chất tẩy giặt tổng hợp Chất phổ biến số muối photphat ngưng tụ natri tripoliphotphat Muối Natri Tripolyphosphate (STPP) GVHD:Nguyễn Đức Cường 11 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp • Một kĩ thuật công nghệ mẻ giặt tẩy có ưu điểm bột giặt “loại thổi” mà không vấp phải bất thuận tiện bột pha trộn khô, sử dumgj dến ngày nay, nhờ phương thức sản xuất  Đối với việc buôn bán • Ít choán chỗ để trưng bày lưu trữ sản phẩm • Chênh lệch quan trọng giá bán giá mua  Đối với nhà sản xuất • Đi tiên phong thị trường với sản phẩm thật đổi • Chênh lệch cao đạt việc thành lập công thức • Một bước tiến để tôn trọng môi trường  Nguyên tắc thành lập công thức: Để thành lập công thức cho sản phẩm đậm đặc, ngưới ta thành lập công thức phải: Loại bỏ chất thành phần thật không lợi cho công hiệu ( chất hay tác nhân phục vụ phương thức sunphat natri chẳng hạn) Giảm lượng nước sản phẩm Như người ta thích dùng perborat niono- hydrat perborat tetra- hydrat cổ điển Dùng nguyên liệu đậm đặc mà phương pháp đo đạc cỡ hạt giúp lấp đầy tất “ khoảng trống” phủ đầy phần bên hạt rổng Vài nguyên liệu sẵn sàng gia tăng tỉ trọng chất khác Như dùng Zeolit dễ dàng TPP, zeolit hút lượng lớn chất hoạt động bề mặt, trái với TPP Cũng thế, lí tưởng tìm nguyên liệu có “hai chức năng” Chẳng hạn percacbonat Na với trọng lượng, percacbonat sản sinh oxi hoạt tính tốt perborat Các enzim có vai trò hấp dẫn người lập công thức, với liều lượng nhỏ chúng có hiệu nâng cao Nhưng để có bột giặc đậm đặc, chẳng hạn cần thiết có tỉ lệ hoạt chất để độ đậm đặc chúng nước giặt độ đậm đặc bột giặt qui ước • V(định lượng) x d x Y% hoạt chất =290 ml x 0,55 x10 độ %=16gam • V= dung tích trung bình sử dụng người tiêu dùng=290 ml • d= tỉ trọng trung bình =0,55 GVHD:Nguyễn Đức Cường 33 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Y% trung bình chất hoạt động bề mặt bột giặt qui ước bán = 10% Nếu ngưới ta muốn có bột giặt đậm đặt gấp đôi phương diện dung tích phải 145 x X x Y=16g X= tỉ trọng Y=% hoạt chất Kinh nghiệm cho thấy tỉ trọng tối đa bột thổi khoảng vào 0,65 Như % hoạt chất là: Y= 16g/145 x 0,65=17% hoạt chất Trong thực tế không dễ tạo bột với 17% hoạt chất mà không cần đến phương thức đặc biệt Một phương pháp sử dụng thổi sương phần chất Nl lỏng lên bột phần khác vào hạy mịn zeolit, có khả hấp thu cao nghĩa lớn 28% Đối với chất “xây dựng”, thấy thay 30% TPP 22% TPP +2% polyme Mặt khác, sử dụng chất hoạt động bề mặt công hiệu hơn, tỉ suất enzim cao hơn, hệ thống tẩy trắng công hiệu hơn, người ta làm giảm liều lượng khuyến cáo Nhờ phuơng thức này, người ta có loại bột giặt đậm đặc gấp hai lần có đặt tính vật lý tốt (dòng chảy tốt, phân phối tốt) cho phép sử dụng phận phân phối bột tron máy giặt giặt giũ lẫn giặt sơ trước Các sản phẩm đậm đặc OP( không p) đặt vấn đề phối hợp chất hoạt động bề mặt zeolit có lực hấp thu chúng tốt thường chất NI lỏng Mặt khác, phương thức chế biến( chẳng hạn, tháp bột + làm thành hạt, Nou Tower Route mà đề cập chương 12), người ta đạt đến tỉ trọng cao IV Qui trình công nghệ:  • • • • • Bột giặt tổng hợp phải đảm bảo yêu cầu: Hạt có kích thước tiêu chuẩn thường 0,5mm Hạt tơi xốp, có độ rỗng, thành phần phân bố đồng Không bị vón cục, vụn nát Không hút ẩm Bền nước nóng, nước cứng ổn định bảo quản GVHD:Nguyễn Đức Cường 34 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp • Có khả tẩy rửa tạo bọt tốt • Không có tính kiềm cao • Có mùi thơm dễ chịu Ngoài cần số yêu cầu khác tơi xốp, thành phần phân tán đều…phụ thuộc vào phương pháp kỹ thuật thiết bị gia công Phương pháp sấy phun truyền thống: Đây phương pháp sản xuất bột giặt theo quy mô công nghiệp giới ngày thường sử dụng để sản xuất bột giặt nước phát triển Ở nước ta bột giặt sử dụng phương pháp Do phương pháp không đòi hỏi cao nguồn nguyên liệu sấy phun cho suất sấy lớn, tốc độ sấy đạt 80 tấn/giờ Sản phẩm thu có tỉ trọng từ 250 – 550g/l Kích thước hạt 10 - 100µm Kích thước hạt sau sấy phun kính hiển vi 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: GVHD:Nguyễn Đức Cường 35 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp 1.2 Các giai đoạn công nghệ: 1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu Các thành phần hữu natri sunfat, soda khan, tripolophotphat phải khô, nghiền mịn không vốn cục Cacboximetilxenluioza phải pha với dung dịch 7% nước Nếu độ ẩm cao người ta pha vào dung dịch chất hoạt đông bề mặt (alkilsunfat alkilbenzen sunfonat) nồng độ chất khô không vượt 35%.Chất ổn định bọt alkilolamit natri metasilicat dạng bột phải làm nóng chảy trước thùng có 80 oC tasilicat 30-37%.Các chất hoạt động bề mặt phải dạng dung dịch nước với nồng độ 50%.Quá trình hòa tan tiến hành nhiệt độ khoảng 60oC 1.2.2 Phối hợp thành phần ( phối liệu) Sau chuẩn bị xong nguyên liệu người ta cân, đong thành phần đơn pha chế đưa chúng vào thiết bị trộn.Trình từ đưa nguyên liệu vào thiết bị sau:nước, chất hoạt động bề mặt,chất ổn định bọt, alkilolamit, cacboximetilxenluioza, natri silicat hoặc…metasilicat cuối chất ổn định peoxit Lượng nước dùng dung dịch 40_45%.khi có bổ xung toluensunfonat giảm lượng nước xuống 30% chất có khả làm giảm nhiều độ nhớt hỗn hợp phối liệu GVHD:Nguyễn Đức Cường 36 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Thiết bị trộn chế tạo thép không rỉ có lắp máy khuấy, bơm tuần hoàn vỏ bọc gia nhiệt K cho tất phối liệu vào thiết bị người ta bắt đầu cho máy khuấy bơm tuần hoàn hoạt động,đồng thời vỏ bọc dùng nước để gia nhiệt khối hỗn hợp lên 60-70 độ C để làm giảm độ nhớt tạo điều kiện khuấy trộn nhiều Để thu hỗn hợp có độ bền học cao sau sấy.cần phải lấy bọt không khí khỏi hỗn hợp, người tao dùng bơm tạo áp suất thấp Sau phối liệu phân tán đưa sang công đoạn sấy 1.2.3 Sấy phối liệu: Sấy trình lấy độ ẩm khỏi phối liệu cách làm bay hơi nước.Phương pháp phổ biển sản xuất loại bột giặt phương pháp sấy phun Thiết bị sấy phun gồm: tháp sấy, thiết bị trộn dể phối hợp thành phần dạng bột nhão, quạt thông gió, cấu vận chuyển…Tháp sấy bê tông, lót thép chịu axit hoạt inox, thường cần phần sản phẩm sấy khô, rơi từ xuống không gây ăn mòn, kích thước tháp phục thuộc vào điều kiện sấy thành phần chất tẩy giặt Bơm cao áp bơm hỗn hợp lên đỉnh tháp với áp suất lên đến 100bar Bên tháp (đỉnh) vòi phun (Béc phun) quay với tốc độ lớn Hỗn hợp chất tấy giặt dàn nhão từ thiết bị trộn sẻ phun qua vòi Thường hỗn hơp 40-60% chất rắn 60-40 % nước Nếu hỗn hơp cho thêm 2% toluensunfonat để giảm độ nhớt lượng chất rắn tăng lên đến 70% nhiệt độ hỗn hợp khoảng 60-70 oC Ra khỏi vòi phun, hỗn hợp trở thành hình cầu rỗng, có diện tích lớn Một phối liệu đạt diện tích tiếp xúc với không khí nóng từ lên khoảnrg 100-150 m Không khí có nhiệt độ 300oC hay cao nữa, dùng làm tác nhân sấy đưa vào tháp chiều ngược chiều với dòng phối liệu Đa số thiết bị sấy dòng khí ngược chiều Độ ẩm, trước hết độ ẩm học, sau độ ẩm hóa lý tách dần Không khí khỏi tháp mang theo nước bụi, chất giặt tẩy Trước phóng thả khí thải người ta thu hồi chùng tháp rửa, xiclon, lọc ướt lọc khô Bột giặt sau sấy có độ xốp cao, mịn, thành phần phân tán đều, xuống đáy tháp chuyển  Ưu điểm phương pháp sấy phun so với phương pháp sấy khác chỗ: Quá trình sấy xảy nhanh( thường sau 15-30 giây hạt khỏi vòi phun mịn tiếp xúc giữ độ ẩm không khí nóng tốt) GVHD:Nguyễn Đức Cường 37 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Dễ điều chỉnh tiêu sản phẩm cuối qua chế độ sấy(ví dụ: nhờ điểu chỉnh tốc độ phun tốc độ dòng khí nóng, điều chỉnh kích thước hạt, độ ẩm sản phẩm cuối cùng) Sản phẩm có độ hòa tan tốt Ít bị hao hụt Dễ khí hóa tự động hóa trình sấy  Nhược điểm phương pháp sấy phun thiết bị phức tạp kích thước lớn: Thành phần phối liệu ảnh hưởng đển trình sấy công suất thiết bị Thí dụ thành phần nước cao nhiệt đòi hỏi nhiều hơn, natri silicat nhiều làm giảm tốc độ bay nước phối liệu Soda cho phép thu sản phẩm có độ ẩm tối ưu 1.2.4 Trộn thêm muối peoxit đóng gói: Để sản phẩm có tính tẩy trắng mùi thơm, người ta trộn thêm peborat pecacbonat loại tinh dầu, người ta đưa chất vào sau chúng dể phân hủy bay sấy Bột giặt chất tẩy trắng hóa học trộn máy trộn ly tâm, đồng thời chất thơm phun qua vòi phung trình khuấy trộn Sau đó, bột mang kiểm tra chất lượng,đóng vào túi polietilen(PE) để tránh hấp thụ độ ẩm vón cục, ngăn cản thành phần bị oxi hóa không khí tác dụng với khí tạp có khí  Để sản phẩm “đẹp”, luôn mịn xốp không vụn, không vốn cục người ta đưa biện pháp: • Có thể thêm 5-20% muối alkilbenzensunfonat, magie, canxi, stronti, bari, nhôm, kẽm • Thêm 5-10% muối natri alkildiglixin • Thêm sunfat rượu có phân tử lượng thấp • Thêm 2-10% axit boric muối Phương pháp tạo hạt ướt: Phương pháp gọi phương pháp không “tháp” Nguyên liệu thô nghiền trộn để đạt độ đồng sau tham chất kết GVHD:Nguyễn Đức Cường 38 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp dính để hạt kết khối lại với Sản phẩm thu có tỉ trọng cao từ 550 – 750g/l Phương pháp thường sử dụng Châu Âu Bắc Mỹ GVHD:Nguyễn Đức Cường 39 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Cách thức hình thành hạt theo phương pháp tạo hạt ướt: Sơ đồ kết khối hạt theo Iveson  Yêu cầu nguyên liệu:Nguyên liệu sử dụng dạng rắn dạng lỏng Dạng rắn: natricarbonate, natribicarbonate, STPP, zeolit (loại 4A X), TAED, silicat, muối sulfate, chất độn Dạng lỏng: HLAS, polymer hòa tan( PVOH, polyvinyl pyloridone, polycarboxylates), poly ethoxyl glycols(PEGs), NI, thủy tinh lỏng, phụ gia kết dính khác Theo nguyên tắc kết khối, nguyên liệu dạng lỏng đóng vai trò chất kết dính, kết dính hạt rắn tạo hạt có kích thước xác định Sau sấy khô hạt có độ ẩm thấp có đầy đủ tính chất bột giặt tổng hợp Thành phần bột giặt sử dụng theo phương pháp tạo hạt ướt: ( theo “book of laundry detergents”): Thành phần GVHD:Nguyễn Đức Cường Tỉ lệ (%) 40 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Chất hoạt động loại anion 13,4 Chất hoạt động loại nonion(NI) 32,5 Các muối silicat + thủy tinh lỏng 10,1 Percarbonate 22,7 Tetraacetylethylenediamine (TAED) 7,8 Chất ức chế bọt 6,5 Hương (perfume) 0,1 Chất chống tái bám 0,4 Chất độn( natricarbanate, natrisulfate) 3,5 Enzymes 2,0 GVHD:Nguyễn Đức Cường 41 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp 2.1 Sơ đồ công nghệ: Sơ đồ sản xuất bột giặt theo công nghệ tạo hạt ướt(hai máy trộn) 2.2 Các bước tiến hành: 2.2.1 Quá trình tạo hạt ướt: Nguyên liệu thô (dạng hạt)trước tiên phải nghiền mịn đến kích thước tiêu chuẩn(0,2 – 0,8mm) Sau đưa vào silo chứa, trình cung cấp nguyên liệu thực tự động máy tính Tiếp đến tất nguyên liệu thô( zeolit, muối natricarbonate, chất độn, dòng sản phẩm tái sinh ) đưa vào thiết bị trộn số Tại chất kết dính(dạng lỏng) cung cấp định lượng theo tỉ lệ định Thời gian trộn khoảng 2030phút, sau toàn hỗn hợp chuyển qua thiết bị trộn số 2, hỗn hợp tạo độ đồng trước chuyển qua giai đoạn sấy 2.2.2 Quá trình sấy: GVHD:Nguyễn Đức Cường 42 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Sau tạo hỗn hợp đồng (dạng hạt) chuyển qua thiết bị sấy đối lưu Quá trình sấy sử dụng không khí nóng để làm bay nước, làm khô bột, nhiệt độ trì khoảng 50 – 110oC (nhiệt độ tốt khỏang 60 – 80oC) Thời gian sấy phụ thuộc vào nhà sản xuất loại sản phẩm Thông thường độ ẩm bột giặt -10% Trong trình sấy hạt bột mịn theo dòng không khí nóng lên thiết bị tách bụi Bụi tiếp tục đưa qua thiết bị lọc bụi thứ 2, bụi thu hồi lưu để sản xuất Dòng không khí nóng hồi lưu tiếp tục làm tác nhân sấy Khi đạt độ ẩm yêu cầu, bột chuyển sang giai đoạn sàng để hạt có kích thước đồng ( thường khoảng 0.5mm) Hạt sàng chuyển vào silo để chuẩn bị cho giai đoạn pha trộn phối liệu, hạt sàng chuyển sang thiết bị nghiền sau sàng lại 2.2.3 Quá trình thêm phụ gia đóng gói: Để tăng khả giặt tẩy sản phẩm người ta phối trộn thêm percarbonate, chất tẩy trắng quang học, TAED Người ta thêm enzym để tăng khả phân hủy sinh học chất hữu làm mềm vải(xenlulaza) Các chất định hương đưa vào giai đoạn cuối trình phối trộn Trước đóng gói sản phẩm trộn lại lần để đảm bảo độ đồng sản phẩm  Ưu điếm phương pháp tạo hạt ướt: • Thiết bị đơn giản, nhiệt độ sấy hạt thấp, có tính tự động hóa cao • Sản phẩm có tỉ trọng cao phương pháp sấy phun truyền thống, tỉ trọng khoảng 550 – 750g/l • Độ an toàn cao phương pháp sấy phun Không dùng bơm cao áp, nhiệt độ sấy thấp  Nhược điểm phương pháp tạo hạt ướt: • Quá trình trung hòa cần gia nhiệt để trình tạo muối trung hòa xảy tốt ( >35oC), nhiệt độ thiết bị trộn trì nhiệt độ dẫn đến khả tạo muối trung hòa(muối Natri) giảm • Hàm lượng ẩm bột giặt cao khoảng10-14% • Hàm lượng chất hoạt động nonion (NI) ảnh hưởng đến trình tạo hạt Nếu hàm lượng NI nhiều hạt tạo thành mềm không khô • Thời gian sản xuất dài phương pháp sấy phun GVHD:Nguyễn Đức Cường 43 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Phương pháp kết hợp: Phương pháp kết hợp tháp sấy thiết bị nghiền vít xoắn hai trục.Phương pháp cho sản phẩm có kích thước hạt lớn (khoảng 1,4mm) Sơ đồ sản xuất bột giặt theo phương pháp kết hợp GVHD:Nguyễn Đức Cường 44 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Phương pháp sản xuất bột giặt dạng viên nén: Đây phương pháp sản xuất bột giặt có tỉ trọng cao >1200g/l Qui trình sản xuất ứng dụng từ trình nén viên dược phẩm Trên thị trường có hai loại bột giặt dạng viên: viên nén khô viên nén mềm.Dưới cách tạo bột giặt dạng viên nén khô Thiết bị nén viên phương pháp sản xuất bột giặt đậm đặc dạng viên GVHD:Nguyễn Đức Cường 45 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Phương pháp kết tụ: Phương pháp giống phương pháp tạo hạt ướt khâu chuẩn bị nguyên liệu trình sấy phương pháp kết tụ sử dụng không khí nóng 140oC sau làm nguội không khí lạnh có nhiệt độ 5-15oC Dưới sơ đồ công nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp kết tụ Sơ đồ sản xuất bột giặt theo phương pháp kết tụ giai đoạn V Ứng dụng • Bột giặt giúp tẩy vết bẩn quần áo tạo nên khả chống bám bẩn trở lại bề mặt vải sợi • Góp phần phát triển kinh tế Việt Nam GVHD:Nguyễn Đức Cường 46 Nhóm Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Tài liệu tham khảo Hienrich Waldhoff, Rudiger Spilker - Handbook of Detergents, Part C: Analysis- Marcel Dekker- 2005 Michael S Showell - Handbook of Detergents, Part D: Formulation – CRC Press, Taylor & Francis Group – 2006 Uri Zoller, Paul Sosis - Handbook of Detergents, Part F: Production - CRC Press, Taylor & Francis Group – 2009 E Smulders - Launry Detergents – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co - 2002 Kuo-Yann Lai - Liquid Detergents - CRC Press, Taylor & Francis Group – 2006 Report by CEFIC(01/2000) - Zeolites for Detergents As Nature Intended Fariha Hasan, Aemer Ali Shah, Sundus Javed and Abdul Hameed (04/2010) Report: Enzymes used in detergents: Lipases European Ecolabel (08/2009) - Repport: Revision of Ecolabel Criteria for Laundry Detergents Louis Hồ Tấn Tài - Các sản phẩm tẩy rửa chăm sóc cá nhân – NXB Dunod 10 Kỹ thuật sản xuất chất tẩy rửa- Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM ( Lưu hành nội bộ) 10.Website: http://sinhviencnhh.net/diendan/showthread.php?t=4408,LaundryDetergents-Chat-tay-rua/ 12 Website: http://ecolabel.com/ GVHD:Nguyễn Đức Cường 47 [...]... Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Công thức hóa học của một este mono pentaerychritol: CH2 – R2 R1 = CH3(CH2)10 – COO- R1 – CH2 – C – CH2 – R3 R2 = R3 = R 4= OH CH2 – R4 GVHD:Nguyễn Đức Cường 29 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Ngày ấy, và mặt dù sáng kiến sử dụng một sản phẩm 2 trong 1 thuốc giặc / chất làm mềm là một viễn cảnh tốt đẹp, thành tích của bột giặt loại... đặc tính vật lí kém, công hiệu giảm)vì phương thức sản xuất vào lúc đó không ngang hàng với chất lượng các sản phẩm qui ước  Các ưu điểm: Các phương tiện để thành công của nó là:  Đối với người tiêu dung • Một sản phẩm thực tiễn GVHD:Nguyễn Đức Cường 32 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp • Một kĩ thuật công nghệ mới mẻ về giặt tẩy có được mọi ưu điểm của các bột giặt “loại thổi” mà...Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Các loại phức sử dụng làm chất xây dựng trong công nghệ sản xuất bột giặt Natri tripoliphotphat Na5P3O10: Là một chất xây dựng, tăng cường tính năng giặt tẩy đối với nơi nước cứng, là một chất bột trắng có hàm lượng P 2O5 không quá 57% khối lượng riêng 2,5 g/cm 3, làm tăng tính... là H 2SO4, từ 1 đến 2% là chất chưa bị sunfo hóa DBSA được sử dụng làm chất tạo bọt trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa, DBSA được dùng sản xuất DBSNa là chất tẩy rửa chính Ngoài ra, DBSA còn được dùng trong công nghệ tuyển khoáng GVHD:Nguyễn Đức Cường 20 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp 6.3 Natri toluensufonat: Có tác dụng làm giảm độ nhớt của dung dịch khi pha chế, giảm... “photo belach” 1.2 Những ví dụ về công thức dành cho máy giặt: Trong trường hợp này, các công thức khác biệt nhau rất ít: • Sự có mặt hoặc không có phostphat (P hoặc không P) • Sự có mặt của những chất tẩy trắng ( + những hoạt chất): perborat/ TAED hoặc perborat/ SNOB Công thức có P GVHD:Nguyễn Đức Cường Công thức không P 23 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Anionic 10 – 20 10 – 20 NI... thu những hợp chất lỏng GVHD:Nguyễn Đức Cường 27 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Sự phối hợp amin và xenluloza cho một tác dụng làm mềm vải vóc hơn Trong một bằng sáng chế gần đây, Cogate Palmolive mô tả những hợp chất phân giải sinh học mới có thể dựa vào bột giặt để làm mềm quần áo Đó là những este axit béo mono hoặc pentaerythritol alkyloxy hóa Các tác giả đã cho công thức... GVHD:Nguyễn Đức Cường 34 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp • Có khả năng tẩy rửa và tạo bọt tốt • Không có tính kiềm cao • Có mùi thơm dễ chịu Ngoài ra cần một số yêu cầu khác như tơi xốp, các thành phần phân tán đều…phụ thuộc vào phương pháp kỹ thuật và thiết bị gia công 1 Phương pháp sấy phun truyền thống: Đây là phương pháp sản xuất bột giặt theo quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới... vùng mà nước có nhiều Clo, người ta có thể them sulfat nhôm, chẳng hạn để ngăn ngừa tác động của Clo lên trên màu  Công thức mẫu bột giặt quy ước để giặt giũ hang mỏng manh Ví dụ công thức có “photphat” LAS GVHD:Nguyễn Đức Cường 6 – 14 31 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Xà bông NI (C13-C15-7OE) TPP Sulfat Na Copolyme acrylic / maleic Silicat Na CMC Na PVP Enzym Protcaza Amylaza... MX/N[(Al2O)X(SiO2)].zH2O Công thức của zeolit A là: GVHD:Nguyễn Đức Cường 12 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Trong thương mại đường kính trung bình của những hạt Zeolit A là vào khoảng 4µm Khả năng giặt tẩy của các sản phẩm có chứa zeolit ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện “kém xây dựng” hơn những công thức với Phosphat Nhưng hiệu lực của chúng lại ít đối với những giặt giũ trung bình và... bình =0,55 GVHD:Nguyễn Đức Cường 33 Nhóm 1 Lớp HHC34 Công nghệ sản xuất bột giặt tổng hợp Y% trung bình các chất hoạt động bề mặt của bột giặt qui ước được bán = 10% Nếu ngưới ta muốn có được bột giặt đậm đặt gấp đôi về phương diện dung tích phải 145 x X x Y=16g ở đây X= tỉ trọng và Y=% hoạt chất Kinh nghiệm đã cho thấy rằng tỉ trọng tối đa của một bột thổi là khoảng vào 0,65 Như vậy % của hoạt chất