8/18/2019 Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục http://slidepdf.com/reader/full/thiet-ke-quy-trinh-san-xuat-xa-phong-cuc 1/68 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆLUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCTHIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT XÀ PHÒNG CỤCCÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆNThs. NGUYỄN BỒNG Quách Hoài Tân ( MSSV: 2092159) Ngành: Công nghệ hóa học – Khóa: 35Tháng 5/2013 WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM óng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/18/2019 Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục
Nhận xét về bản vẽ:....................................................................................................................................................................
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn, chân thành cảm ơn cán bộ hƣớng dẫnthầy Nguyễn Bồng đã tận tình hƣớng dẫn, chia sẽ kinh nghiệm quý báu của thầy cho tôi.
Xin cảm ơn các thầy cô Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, cán bộ khoa Công Nghệ và
những cán bộ đã giảng dạy truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã ủng hộ về nhiều mặt để tôi có đủ khả năng hoàn thành
chƣơng trình giảng dạy và hoàn thành luận văn.
Cuối lời, tôi xin gởi lời chúc sức khỏe và thành công đến tất cả mọi ngƣời. Tôi xin
MỤC LỤC Lời cảm ơn ....................................................................... i
Mục lục ............................................................................. iiDanh mục hình ................................................................ iv
1.1 Đặt vấn đề Với sự hình thành của sản phẩm xà phòng và kỹ thuật phát triển đến hiện
nay, cho chúng ta thấy xà phòng là một sản phẩm thiết yếu trong cuộc sống hàng
ngày. Việc sử dụng xà phòng cho những mục đích nhƣ: tắm, giặt, tẩy rửa những vậtdụng trong gia đình, sản xuất, …
Trong nhiều năm, chỉ có các loại xà phòng qui ƣớc có mặt trên thị trƣờng.tuy nhiên, có khuynh hƣớng gia tăng đều đặn tỉ trọng của chúng, nhƣng với nhịpđộ rất chậm (chẳng hạn ở Pháp, chuyển từ 400 – 500g/l sang 500 – 550g/l trong
vòng mƣời lăm năm) để đạt đến 650 – 700g/l trong những năm 90.
Với sự phát triển đa dạng về nhiều loại sản phẩm xà phòng trên thị trƣờnghiện nay, với những mặt hàng xà phòng dạng bột dạng lỏng dùng cho giặt tay và
giặt máy, và sản phẩm xà phòng dạng cục (thỏi), cho việc vệ sinh chân tay, và cơthể, đã tạo ra nhiều sự lựa chọn cho khách hàng.
Các loại xà phòng đều có những ứng dụng quan trọng thiết yếu trong cuộc
sống. Xà phòng chủ yếu sử dụng để tẩy rửa vết bẩn trên quần áo, trên cơ thể vànhững vật dụng gia dụng.
Đối với sản phẩm xà phòng cục (thỏi) đƣợc quan tâm nhiều nhất với đa dạng
các sản phẩm trên thị trƣờng.
Sản phẩm xà phòng cục để đạt chất lƣợng cao trong thị trƣờng, là do sự hiệuquả của hệ thống quy trình sản xuất xà phòng cục trong sản xuất.
Do đó cần thiết kế một “hệ thống quy trình sản xuất xà phòng cục” có năngsuất và hiệu quả cao.
1.2 Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu chung
Thiết kế một quy trình sản xuất xà phòng cục, và nghiên cứu về sự tƣơngquan giữa quy trình sản xuất và các thiết bị để đƣa ra sản phẩm đạt chất lƣợng tốt
nhất.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về quy trình sản xuất cũng nhƣ các
thiết bị trong từng công đoạn, nhằm cụ thể hóa quá trình tạo nên sản phẩm, phát
hiện những lỗi có thể hình thành trong quá trình sản xuất để đƣa ra những biện pháp khắc phục hợp lý nhất, nhằm phát huy tối đa hiệu quả của từng thiết bị đểđạt đến sản phẩm có chất lƣợng tốt nhất.
Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục.
Tìm hiểu về sự vận hành của từng thiết bị, trong từng công đoạn làm nên sản
phẩm.
Tìm hiểu về cơ chế tạo hình sản phẩm, xem xét về chất lƣợng sản phẩm qua
từng công đoạn.
1.2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
Sƣu tầm và đọc tài liệu.
Xây dựng cơ sở lý thuyết.
Phân tích những quy trình sản xuất xà phòng cục tìm đƣợc.
Lịch sử phát triển xà phòng Các sản phẩm giống xà phòng đã đƣợc chế ra ở Babylon cổ đại khoảng năm
2800 trƣớc Công nguyên và ở Ai Cập khoảng năm 1550 trƣớc Công nguyên.
Khoảng năm 600 trƣớc Công nguyên, những ngƣời đi biển từ đất nƣớc Tây
Ban Nha cổ đại đã làm ra loại xà phòng tƣơng tự nhƣ xà phòng hiện nay. Họ hòatro thân cây (giàu ka-li) với mỡ dê và đun sôi. Sau khi nƣớc bốc hơi và phần chấtrắn nguội đi, hỗn hợp này trở thành một chất rắn giống nhƣ sáp: đó chính là xà
phòng.
Họ bán xà phòng cho ngƣời Hy Lạp và ngƣời La -mã để rửa hoặc giặt giũ.Họ cũng bán loại hàng hóa mới này cho ngƣời xứ Gaul làm thuốc nhuận tràng(theo nhà văn ngƣời La Mã Pliny the Elder, một ngƣời hơi có thành kiến với
ngƣời xứ Gaul). Ngƣời Celt ở nƣớc Anh thời cổ xƣa cũng làm ra xà phòng từ trothân cây và mỡ động vật. Họ gọi sản phẩm này là „saipo‟. Đó chính là nguồn gốccủa từ „soap‟ (xà phòng) trong tiếng Anh hiện đại và „savon‟ trong tiếng Pháp
ngày nay.
Đến năm 300 sau Công nguyên, Zosimos of Panopilos, một nhà hóa họcngƣời 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 phƣờnghội sản xuất xà phòng. Cũng thế kỷ VIII, Jabir Ibn Hayyan, một trí thức ngƣời Ả-
rập, đã viết về việc sử dụng xà phòng để tắm rửa.
Chúng ta thƣờng dùng nƣớc để rửa tay hay giặt quần áo. Nƣớc có tác dụng
loại bỏ một số vết bẩn dính trên tay chân hoặc quần áo. Nếu những vết bẩn nàytan trong nƣớc, nƣớc sẽ cuốn đi những chất bẩn và tay chân hoặc quần áo bạn sẽtrở nên sạch sẽ. Tuy nhiên, nếu chứa chất béo, vết bẩn sẽ không tan trong nƣớc.Khi đó, nƣớc sẽ không thể rửa sạch những vết bẩn trên tay chân hoặc quần áo bạn.
2.8 Khái niệm về xà phòng[2]
Xà phòng là hỗn hợp muối natri, kali của các acid béo. Tùy từng loại xà
phòng mà tính chất có thể thay đổi.
2.9 Thành phần[2]
Xà phòng là chất tẩy rửa: là muối kim loại kiềm của acid cacboxylic, công
thức chung RCOO – Me+ (Me = Na, K) với R là gốc hiđrocacbon (thƣờng R chứa
12 - 18 C, nếu R > 18 C xà phòng sẽ không tan trong nƣớc).
Để giặt quần áo thƣờng dùng dạng anion, trong đó gốc hiđrocacbon chứa từ7 đến 18 C, ví dụ natri lauryl sunfat CH3(CH2)11OSO3 – Na+, hoặc natri
ankylbenzensunfonat RC6H4SO3 – Na+.
Xà phòng chủ yếu là muối RCOONa, RCOK với R: C15H31, C17H35... Ngoàira còn có chất độn (làm tăng độ cứng để đúc bánh), chất tẩy màu, chất diệt khuẩnvà chất tạo hƣơng...
2.10 Phƣơng pháp sản xuất[2]
Xà phòng hóa là quá trình thủy phân este trong môi trƣờng kiềm, tạothành ancol và muối cacboxylat.
Đun chất béo với dung dịch kiềm trong các thùng kín ở nhiệt độ cao.
Lƣu ý: Hỗn hợp các muối natri của acid béo sinh ra ở trạng thái keo. Để táchmuối này ra khỏi hỗn hợp, ngƣời ta thêm muối ăn vào dung dịch để cho xà phòngnổi lên thành lớp, sau đó tách lớp.
Đi từ parafin (để giảm bớt sự tiêu hao nguồn thực phẩm):
2.11 Cơ chế tẩy rửa của xà phòng[2]
Xà phòng là chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc làmcho vải đƣợc thấm ƣớt hoàn toàn. Mỗi phân tử của chất hoạt động bề mặt có 1đầu ƣa nƣớc, đầu này bị các phân tử nƣớc hút và 1 đầu không ƣa nƣớc (kị nƣớc) – đầu này đồng thời vừa đẩy nƣớc vừa hút vào các chất dầu mỡ bẩn. Các lực ngƣợcnhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ lửng trong nƣớc ở dạng hòatan, nhũ hoặc huyền phù. Khuấy đảo của tay hay máy giặt đã giúp kéo hẳn các
chất bẩn ra khỏi bề mặt cần làm sạch.
Các vết bẩn phân cực thì dùng chất hoạt động bề mặt anion, các vết bẩn
không phân cực thì dùng chất hoạt động bền mặt không ion.
Quá trình tẩy rửa xảy ra theo các bước như sau:
Dung dịch tẩy rửa trong nƣớc làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc,
5%), nhƣng không bao gồm chất tẩy rửa bề mặt hữu cơ tổng hợp.
2.12 Sơ lƣợc về sản xuất xà phòng cục (thỏi)
Xà phòng cục có cùng công dụng và cách thức sản xuất. Nhƣng xà phòng lạicó nhiều loại với hình dáng và màu sắc, đƣờng vân trang trí khác nhau. Xà phòngđƣợc sản xuất trải qua công đoạn phản ứng xà phòng hóa giữa mỡ động vật, tinh
dầu thực vật và dung dịch kiềm natri. Ngƣời ta cho thêm nƣớc vào những bể chứacác hỗn hợp trên. Hơi nƣớc bốc lên có tác dụng trộn đều hỗn hợp nhằm thúc đẩyquá trình phản ứng xà phòng hóa xảy ra nhanh hơn.
Hình 2.2: Quá trình phản ứng của xà phòng
Trong quá tr ình phản ứng, phần xà phòng thừa chƣa phản ứng hết sẽ lắngxuống đáy và bám vào thành của các bể phản ứng. Khi đó, ngƣời ta sẽ tận dụng
chúng bằng cách lọc riêng ra rồi để dùng cho các mẻ sau.
Hình 2.7: Xà phòng đƣợc trộn đều bởi máy khuấy và đƣợc lƣỡi dao cắt thành
những hạt xà phòng nhỏ
Sẽ trộn thêm phẩm màu dạng lỏng hoặc bột với các hạt xà phòng. Tất cả sẽ
đƣợc máy trộn khuấy đều sau cho phẩm màu trộn lẫn vào với các hạt xà phòng.Trong quá trình khuấy, thƣờng cho thêm vào hỗn hợp dầu hƣơng liệu để tạo mùithơm cho sản phẩm.
Hạt xà phòng tạo thành sẽ đƣợc trộn với màu, sau đó cho thêm nƣớc hƣơngliệu vô để tạo hỗn hợp bột nhão.
Hình 2.8: Đổ phẩm tạo màu dạng nƣớc vào bể trộn hạt xà phòng
a. Cấu tạo máy trộn kiểu cánh xoắn; b. Cánh trộn. 1. bệ máy; 2. máng; 3. Cánh xoắn; 4. cơ cấu nạp liệu; 5. bộ dẫn động;
6. trục nằm ngang
Máy trộn cánh xoắn thuộc loại máy trộn vận chuyển. Việc trộn đƣợc tiếnhành bằng cánh xoắn. Vì vậy, ngoài trộn vật liệu, cánh xoắn còn có tác dụng làm
dịch chuyển vật liệu trộn. Thùng trộn ở máy trộn cánh xoắn có dạng máng hay bình kín khi thích ứng làm việc với chân không.
Để chuyển chỗ sản phẩm khi trộn ở hai hƣớng ngƣợc chiều nhau, trong mộtsố máy trộn, ngƣời ta dùng hai cánh xoắn có đƣờng vít trái và vít phải. Cánh xoắn
đƣợc cố định trên trục.
Trong trƣờng hợp khi dùng máy trộn cánh xoắn để trộn sản phẩm rời rắn và
đồng thời làm ẩm vật liệu thì trục máy trộn phải có những tay gạt đặc biệt để làmsạch máng, khi đó băng phải quay với khe hở thành thùng khoảng vài milimet kể
Gồm hai hình nón cụt nối với ống hình trụ, trục quay thƣờng đi qua theođƣờng kính ống, hay trong những trƣờng hợp riêng có thể trùng với đƣờng tâm củahình trụ. Trong những máy trộn hình nón, hiệu quả trộn tăng lên nhờ trộn đƣợc vật
liệu rời dọc theo bề mặt thay đổi của hình nón. Khi cần thiết thì vỏ của những máytrộn nhƣ thế có thể đƣợc đốt nóng bằng dòng điện hay bằng hơi.
2.7.1.5 Máy trộn dạng nồi quay
Hình 2.18: Máy trộn dạng nồi quay.
1. Nồi quay; 2. Trục nằm ngang; 3. Cánh đảo
Gồm chủ yếu có bình chứa dạng lập phƣơng quay trên trục nằm ngang vớiđƣờng tâm quay của bình chứa trùng với đƣờng chéo chính của nó. Sử dụng hình
dạng lập phƣơng thay cho dạng hình trụ vì ở trong những hình trụ dài, khó đả m
bảo việc trộn đều và tháo sản phẩm nhanh chóng. Trộn trong nồi quay rất có hiệu
quả và có thể còn tăng hiệu quả của nó mạnh hơn nhờ có lắp thêm những cánh đảoquay theo hƣớng ngƣợc chiều quay của nồi.
Đối với quá trình trộn yêu cầu quan trọng nhất là tạo cho sản phẩm trộn đạtđến độ đồng nhất, đối với thiết bị trộn, ở đây chọn thiết bị trộn cánh xoắn cho quátrình trộn, thiết bị trộn cánh xoắn tạo cho nguyên liệu trộn có độ đồng nhất cao, do
có thể tăng cƣờng 2 cánh xoắn và đồng thời di chuyển nguyên liệu trộn, gạt bỏnhững phần nguyên liệu còn dính trong thiết bị trộn nhờ cánh gạt.
Đối vớ i máy đóng gói, khâu định lƣợ ng là khâu quan tr ọng nhất. Ứng với sai số cho phép, sẽ có những cách định lƣợ ng khác nhau nhƣng căn bản đƣợc chia
làm hai dạng: định lƣợng theo thể tích và định lƣợ ng theo tr ọng lƣợ ng .
Cơ cấu định lƣợ ng theo thể tích thƣờ ng đƣợc dùng với vật liệu dạng rời, cóƣu điểm là đơ n giản và dễ chế tạo nhƣng không thể mang lại độ chính xác cao
khi so sánh với cơ cấu định lƣợ ng theo trọng lƣợng. Định lƣợ ng theo thể tích có
thể dùng kiểu tang quay, kiểu đĩ a, kiểu vít xoắn, kiểu rung …
Vật liệu để chế tạo cơ cấu định lƣợ ng dùng trong các máy đóng gói thực
phẩm và các sản phẩm có tính ăn mòn kim loại cao thƣờng là inox để đảm bảo
tính thẩm mỹ cũng nhƣ chất lƣợng và vệ sinh thực phẩm. Ngoài ra cũng có thểsử dụng nhựa hay các loại vật liệu khác nhƣng không phổ biến .
Máy đóng gói thƣờng gặ p phải sai số ở bộ phận cắt bao (cắt không đúng vị
trí vạch đánh dấu) do đó phải có một cơ cấu làm nhiệm vụ bù tr ừ sai số này (có
thể dùng hệ thống bánh r ăng vi sai hoặc bù trong quá trình điều khiển).
Yêu cầu quan tr ọng của máy là phải cắt bao đúng vị trí những đƣờ ng vạch
trên mép bao (vạch màu tr ắng trên nền nâu) do đó cần có các cảm biến nhận diện
vị trí cắt và phải tiến hành bù trừ đi sai số phát sinh do việc chế tạo máy không
chính xác, sai số do in sai vị trí vạch, sai số do biến dạng nhiệt của bao và của
máy. Nhiệt độ cần thiết để hàn bao là khoảng 160ºC.
Ngoài ra, còn có các yêu cầu về mặt thẩm mỹ và k ết cấu hợp lý để khi vận
hành ngƣờ i công nhân không bị vƣớng víu gây khó khăn, yêu cầu về việc vận
hành phải đơn giản, bảo quản và bảo dƣỡng máy dễ dàng.
a) Máy đóng gói hoạt động theo nhị p
Ở phƣơng án này máy hoạt động theo nhị p sản xuất đƣợc tạo bở i ly hợp hay
cơ cấu Man. Vì làm việc theo nhị p, lực căng của cuộn bao gói sẽ thay đổi liêntục do đó cần có cơ cấu điều hòa lực căng để máy hoạt động chính xác. Ƣuđiểm của dạng thiết kế này là hệ thống điều khiển đơn giản, mỗi khi cảm biến
quang phát hiện thấy vạch định vị thì bộ phận điều khiển phát lệnh cấ p liệu và
hàn (hàn dọc bao và hàn hai đầu bao đều bằng thanh k ẹ p, không dùng con lăn)
do đó không cần hệ thống bù vi sai, hoạt động chính xác hơn. Nhƣợ c điểm lớ nnhất của loại này là năng suất không cao do có những khoảng thời gian chờ giữa
các động tác của các cơ cấu do ảnh hƣởng của quán tính.
Đây là phƣơ ng án đƣợ c dùng phổ biến vì cho năng suất cao. Đặc điểm của
hệ thống loại này là luôn luôn xuất hiện sai số ở vị trí cắt giữa các gói, sai số này
xuất hiện do nhiều nguyên nhân, trong đó hai nguyên nhân chủ yếu là sai số hệthống của máy và sai số ngẫu nhiên ở khoảng cách của hai vạch liên tiế p trên
bao gói (do sự biến dạng nhiệt hoặc do in sai vị trí). Do đó hệ thống này đòi hỏi
phải có cơ cấu bù trừ sai số này, cơ cấu này sẽ hoạt động liên tục làm cho sai số
dao động trong một phạm vi cho phép. Ngoài ra ta cũng có thể bù trừ sai số này
bằng giải thuật điều khiển.
Qua phân tích ở trên, ta thấy phƣơng án (b) đáng lựa chọn hơ n vì trong hoạt
động sản xuất ngày nay, yếu tố năng suất luôn đƣợc đặt lên hàng đầu và việc chế
tạo hệ thống bù trừ sai số vị trí cắt cũng không quá phức tạ p. Nhƣ vậy phƣơng án hai sẽ đƣợc sử dụng trong khuôn khổ này với việc bù trừ sai số bằng giải thuật
Soap là một dạng muối của acid béo với kim loại kiềm (Kali hoặc Natri).Trong đó “R” là gốc hydrocaron, có độ dài mạch khoảng từ 6 -20 nguyên tửcarbon. Phần lớn các acid béo tạo nên phân tử xà phòng là các acid béo bão hòa
(saturated acid) và có số chẵn các nguyên tử carbon trong mạch, tuy nhiên cũng cómột số acid béo chƣa bão hòa (unsaturated acid), các acid béo chƣa bão hòa đƣợcsử dụng nhiều nhất là những chất có chứa 18 nguyên tử carbon.
Các chất béo và dầu đƣợc cấu tạo bởi các chất triglyceride. Đó là những
phân tử đƣợc kết hợp từ ba phân tử acid béo và một phân tử glycerol.
Công thức cấu tạo(CTCT):
Tùy thuộc vào chất béo có nguồn gốc từ động vật hay thực vật mà phân tử
triglyceride có độ dài mạch carbon và số lƣợng nối đôi trong phân tử acid khácnhau.
Những chất béo thƣờng đƣợc sử dụng trong sản xuất xà phòng là: Mỡ động vật: bò, dê, cừu, và mỡ của các loài hải sản.
Dầu thực vật:
Dầu dừa: Từ cơm dừa.
Dầu cọ: Đƣợc lấy từ vỏ và hạt trái cọ chủ yếu đƣợc nhập khẩu từ Malaysia .
Ngoài ra còn sử dụng một số loại dầu thực vật khác nhƣ: dầu lạc, dầu ve, dầu
1= (gồm một liên kết đôi), 2= (gồm 2 liên kết đôi)
Thành phần cấu tạo đóng một vai trò quan trọng ảnh hƣởng rất nhiều đếntính chất và chất lƣợng của xà phòng nền. Với các acid béo có mạch ngắn dễ hòatan hơn, có khả năng tạo bọt và làm mát da hơn.
Theo đó phản ứng hóa học cơ bản để tạo nên soap là phản ứng thủy phântriglyceride trong kiềm ở nhiệt độ khoảng 100oC:
Sau đó phải tách glycerine ra khỏi xà phòng, vì glycerine tạo thành sẽ làm
cho
xà phòng có độ nhớt cao, hỗn hợp luôn ở trạng thái nhão, đó là mộ t công
việc khá phức tạp vì dung dịch tƣơng đối bị pha lẫn. Tuy nhiên cách này vẫn đƣợccác nhà sản xuất xà phòng lớn sử dụng nhiều.
Ngành công nghiệp sản xuất xà phòng ở nƣớc ta đang trên đà phát triển,
bằng việc mua lại những quy trình công nghệ và trang thiết bị tiên tiến, việc sảnxuất xà phòng đã đi vào bƣớc tiến vƣợt bậc.
1 2
Hình 3.1: Hạt xà phòng (Soap Noodles)
3.6 Các chất phụ gia [2]
Nước
Nƣớc chiếm vị trí rất quan trọng , không thể thiếu trong công nghệ sản xuất
xà phòng cục vì nó sử dụng để trộn các nguyên liệu lại với nhau. Ngoài ra nó còncó mục đích để giữ ẩm, làm mềm da vì vậy phải đảm bảo về chỉ tiêu hóa lý, visinh.
Nƣớc sử dụng phải đạt nồng độ pH: 6.5 † 8.5, có chỉ số E.coli và độ cứngthích hợp.
3.7
Các nguyên liệu phụ
Chất chiết xuất từ củ nghệ (turmeric)
Từ củ nghệ tƣơi trong thiên nhiên mua về, sử dụng phƣơng pháp chiết xuấtdung môi thu lấy tinh dầu từ củ nghệ thiên nhiên.
Curcumin là thành phần chính của curcuminoit, thành phần curcuminoid tạo
ra màu vàng của nghệ. Có 2 loại curcumino ít khác là desmethoxycurcumin và
bis - desmethoxycurcumin. Các curcuminoit là các polyphenol và là chất tạo màuvàng cho củ nghệ. Curcumin có thể tồn tại ít nhất ở 2 dạng tautome là keto vàenol. Cấu trúc dạng enol ổn định hơn về mặt năng lƣợng ở pha rắn và dạng dung
dịch.
Curcumin dạng keto Curcumin dạng enol
Mục đích: Chiết xuất curcumin từ củ nghệ có tính sát khuẩn cao, giúp trắng
da, làm liền sẹo nhỏ do di chứng mụn, có thể phối vào mỹ phẩm dƣới dạng hạt
mịn vì vậy nó rất thuận tiện cho việc tự massage làn da sau mỗi lần tắm, giúp loại bỏ những tế bào chết, giúp làn da trắng tự nhiên.
Ti tanium dioxide: TiO 2
[2]
Mục đích cho TiO2 vào xà phòng để làm tăng độ sáng bóng cho sản phẩm.
Ngoài ra TiO2 đƣợc phối vào sản phẩm dƣới dạng hạt mịn, nó tác dụng ma sát,
massage khi tắm giúp tẩy đi tế bào chết, cho làn da thêm mịn màng và trắng sáng.
Glycerine [2]
CTHH: C3H5(OH)3
UIPAC: propan-1,2,3-trio l hoặc Glycerol
CTCT:
Là chất lỏng sánh nhƣ dầu, không màu, có vị ngọt, tan trong nƣớc và rƣợu,không tan trong ether, đƣợc sử dụng làm chất giữ ẩm.
Mục đích: Tăng độ ẩm cho làn da , Glycerine giúp giữ ẩm làn da rất tốt, là
nguyên liệu không thể thiếu trong sản phẩm xà phòng cục. Hơn nữa một phần
glycerine kết hợp với acid stearic tạo thành glycol tristearate tạo hiệu ứng màungọc trai cho sản phẩm.
Acid stearic [2]
Acid stearic là 1 loại acid béo no bão hoà có nguồn gốc từ mỡ động vật và 1số loài thực vật.
CTHH: C18H36O2
UIPAC: octandecanoic acid
CTCT :
Nhiệt độ nóng chảy 69.6oC, nhiệt độ sôi 383oC
Acid stearic là chất rắn dạng xốp đƣợc điều chế bằng cách xử lý mỡ động vật
với nƣớc ở nhiệt độ và áp suất cao, dẫn đến sự thủy phân của triglyxerit. Nó cũngcó thể lấy từ quá trình hidro hóa các acid béo không no có trong dầu thực vật.Acid stearic thông thƣờng là hỗn hợp của acid stearic và acid palmitic.
Acid stearic là thành phần để làm đèn cầy, xà phòng, chất dẻo, phần bổ sungtrong chế độ ăn kiêng, dầu tùng lam và mỹ phẩm và để làm mềm cao su. Acidstearic đƣợc sử dụng làm cứng xà phòng, đặc biệt là xà phòng làm từ dầu thực vật.
Ester cuả acid stearic với ethylene glycol hoặc glycerol là glycol distearatehay glycol tristearate đƣợc sử dụng để tạo hiệu ứng màu ngọc trai trong dầu gộiđầu, xà phòng.
Hương liệu [2]
Mục đích: hƣơng liệu chiếm vị trí rất quan trọng trong sản phẩm. Nhà sảnxuất chọn lựa hƣơng liệu phải có độ thơm lâu lƣu lại trên da sau khi tắm. Các loạihƣơng liệu sử dụng đều có nguồn gốc thiên nhiên nhƣ hoa lan, hồng, hoa sứ,lavender… có mùi thơm nhẹ nhàng quyến rũ tạo cảm giác dễ chịu sau khi sửdụng.
Màu[2]
Chọn màu có độ sáng bóng, đặc biệt là không bị phai màu, thƣờng sử dụngmàu D&C yellow 10. Chọn màu tan trong dầu, bền trong kiềm, màu đƣợc phântán vào hƣơng liệu sau đó trộn vào xà phòng. Vì màu sắc làm cho cục xà phòngthêm sắc sảo giúp cho ngƣời tiêu dùng thêm thích nhìn khi lựa chọn sản phẩm.
Chất bảo quản: Bảo quản sản phẩm không bị hƣ hại bởi nấm mốc
Đầu tiên, ta cân hạt xà phòng với trọng lƣợng đã tính trƣớc theo đơn côngnghệ và các nguyên liệu phụ khác. Tiến hành trộn đều hạt xà phòng và các phụliệu bằng máy trộn nhằm mục đích làm đồng đều các nguyên liệu.
Thông thƣờng mỗi mẻ xà phòng khoảng 300kg. Sau khi hạt xà phòng đƣợccân xong ta cho vào máy trộn. Tiếp theo cho hƣơng, màu vào để hạt xà phòng
thấm đều hƣơng và có màu sắc theo yêu cầu. Màu thƣờng đƣợc sử dụng phải tantrong dầu nên ta phải hòa tan màu vào hƣơng ở bên ngoài trƣớc khi đƣa vào máy
trộn. Ta tiến hành trộn đều màu và hƣơng để nguyên liệu phân tán đều màu vàohạt xà phòng khoảng 10 phút. Sao đó thêm nƣớc vào để bổ sung độ ẩm chonguyên liệu. Tiếp tục cho các phụ gia vào nhƣ: Glyceryl, TiO 2, DP300, chất bảoquản, acid stearic… vào và trộn đều trong vòng 20 phút. Lúc này các nguyên liệu
và xạt xà phòng sẽ tạo thành một khối đồng nhất dạng paste. Sau khi đã trộn đềucác nguyên phụ liệu, nhấn nút tháo liệu cho xà phòng ra băng tải (đang chạy) vàtiến hành trộn mẻ tiếp theo.
Thông thƣờng mỗi ngày trộn khoảng 20 mẻ. Nguyên phụ liệu sau khi trộnxong sẽ đƣợc băng tải chuyển qua máy cán 3 trục. Tại đây xà phòng sẽ đƣợc cánmỏng ra để làm tăng độ đồng đều và đồng nhất về màu sắc, và hƣơng phân tánđều. Mỗi mẻ sẽ đƣợc cán ít nhất 3 lần nhằm tạo độ mịn, sự kết dính và tăng thêm
độ đàn hồi của xà phòng và đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm thuận lợi cho các
công đoạn sau. Sau công đoạn cán, xà phòng sẽ đƣợc bộ phận QA kiểm tra chất lƣợng bán
thành phần: về độ mịn, độ đồng đều của màu, và cán phụ gia phân tán trong xà phòng, nếu chƣa đạt xà phòng bán thành phẩm sẽ đƣợc đƣa lại máy cán tiếp tụccán cho đều.
Nguyên liệu sau khi đƣợc cán mỏng sẽ đƣợc băng tải đƣa vào máy đùn trụcvít để tạo thành những thanh xà phòng cứng nhờ lực nén của máy. Băng tải sẽ đƣaxà phòng đã cán vào nơi nhập liệu và máy đùn, sau khi đùn xong thanh xà phòng
sẽ đƣợc cắt thành những thanh cục, hoặc hình dạng thích hợp tùy theo yêu cầu củasản phẩm.
Sau khi cắt thành những thanh xà phòng có trọng lƣợng và kích thƣớc thíchhợp băng tải sẽ chuyển những thanh xà phòng đó qua máy dập khuôn để định hình
kiểu dáng sản phẩm.
Sản phẩm sau khi đã hoàn chỉnh về hình dáng sẽ đƣợc chuyển qua khâu
đóng gói, công nhân sẽ cho những cục xà phòng vào hộp giấy và đóng gói vào
Tại đây bộ phận QA sẽ kiểm tra chất lƣợng sản phẩm một lần nữa trƣớc khinhập kho.
Sau khi hoàn tất các công đoạn, xà phòng thành phẩm sẽ đƣợc cho vào kho
và chờ ngày xuất xƣởng.
Kiểm tra chất lƣợng sản phẩm
Mục đích
Kiểm tra tiêu chuẩn đặt ra cho từng loại sản phẩm. Đồng thời đánh giá xếploại chất lƣợng của từng lô hàng, kiểm tra những sai sót do lỗi kỹ thuật, đơn côngnghệ, thao tác vận hành máy của công nhân… để có những biện pháp khắc phục.
Các phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng xà phòng
Cảm quan
- Màu tƣơi nhƣng không đƣợc quá đậm.
- Xà phòng có màu và các phụ gia phân tán đồng đều trong đó.
- Phải có hình thức đẹp, có góc cạnh trơn láng, nét in phải rõ nét.
Trong phòng thí nghiệm
- Bánh xà phòng phải có cấu trúc đặc, có bọt nhiều, bọt mịn, kích thƣớc bọt
không đƣợc lớn hơn 1mm. - Không bị chảy nhão khi sử dụng, độ hao mòn thấp.
- Các phụ gia nhƣ chất thơm, chất màu, chất béo và các phụ gia khác đềukhông gây tác hại trên sản phẩm.
- Sự savon hóa phải đảm bảo hoàn toàn.
- Trong khi tắm, hƣơng thơm bốc lên tạo cảm giác dễ chịu, và hƣơng phảilƣu đƣợc ít nhất 2 giờ sau khi tắm.
- Tính năng diệt khuẩn của xà phòng phải đạt trên 99% vi khuẩn.
Kiểm tra hoàn tất
- Kiểm tra gắn nhãn mác, hạn sử dụng, sai sót, lỗi kỹ thuật…
- Kiểm tra tính năng kháng khuẩn và diệt khuẩn của xà phòng.
- Kiểm tra tính năng diệt khuẩn của xà phòng: Xà phòng phải diệt đƣợc trên
99% vi khuẩn có hại trên da nhƣ: E.Coli, Staphylococcus, streptococcus
Sử dụng 2 phƣơng pháp cơ bản để kiểm tra tính năng diệt khuẩn của xà phòng:
Kiểm tra tính năng diệt khuẩn - BCT test (Bacterial Contact time)
Cho một số lƣợng nhất định các vi sinh vật vào dung dịch xà phòng đểnghiên cứu, sau đó mẫu đƣợc lấy sau các quãng thời gian đều đặn (cứ 15 giây thử
một lần) đem quan sát dƣới kính hiển vi và đếm số vi sinh vật còn sống sót theothời gian.
Kiểm tra tính năng chống khuẩn - Kiểm nghiệm bằng dấu tay:
Vì chất diệt khuẩn trong xà phòng còn hấp phụ lại trên da sau khi tắm rửa.Do đó sản phẩm chống vi khuẩn kết tụ này sẽ ngăn cản sự tăng trƣởng của vi
khuẩn chứa trong các lỗ chân lông, nan lông, cũng nhƣ các vi khuẩn nhiễm quatiếp xúc từ môi trƣờng bên ngoài.
Trong kiểm nghiệm này, sau khi rửa tay bằng xà phòng, các ngón tay đƣợc
quan sát dƣới kính hiển vi để kiểm tra số lƣợng các vi khuẩn, sau đó tiếp xúc vớimột loại gel chứa vi khuẩn chọn lọc. Sự ngăn cản các vi khuẩn tăng trƣởng ở điểmtiếp xúc của các ngón tay cho thấy sự tồn đọng của sản phẩm xà phòng diệt khuẩntrên đó.
Các thông số tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng xà phòng
Bảng 3.2: Các thông số tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng xà phòng cục
- Thân thiết bị trộn là thùng nằm ngang đƣợc làm bằng Inox quay nhờ motorvà bộ xích.
- Trong thùng trộn có hai trục trộn, trên mỗi trục trộn đƣợc gắn các cánh trộncó độ lệch 90.
- Máy có cửa nạp nguyên liệu và tháo liệu.
Hoạt động
- Hai trục quay ngƣợc chiều nhau và có thể điều chỉnh đƣợc tốc độ quay.
- Khi ta cho dòng điện 3 pha vào động cơ thì động cơ quay kéo theo bộ giảmtốc quay theo, khi đó thùng sẽ trộn cho tới khi nguyên liệu đều với các chất phụ
gia, khoảng 30 phút, mỗi lần trộn khoảng 300kg nguyên liệu.
Các thông số chủ yếu của thiết bị
- Đặc điểm: dùng để trộn xà phòng, bột, hóa chất và sản phẩm .
- Động cơ có công suất: P= 400 (W), điện áp 380 (V) tần số 50 (Hz), 250
(vòng/phút).
- Bộ giảm tốc 1/5 vòng /phút.
Cách vận hành:
- Cho sản phẩm vào thùng đúng theo qui định một lƣợng.
- Cài chặt nắp thùng lại và mở chốt hảm thùng.
- Bật điện cung cấp cho máy, bấm "ON"cho máy quay và tự động đổi chiều.
- Thời gian trộn theo đúng qui trinh sản xuất cho từng loại sản phẩm.
- Bấm nút "OFF"cho máy dừng cài hãm thùng cho chắc chắn .
- Mở cửa lấy sản phẩm qua khâu tiếp theo.
- Thời gian trộn qui định là 30 phút khối lƣợng trộn mỗi mẻ là 300k g.
Máy Cán [1]
Nhiệm vụ :
Thiết bị cán có nhiệm vụ cán những hạt nguyên liệu xà phòng đã đƣợc nhàotrộn thành lá có độ dày mỏng thích hợp theo yêu cầu kỹ thuật và độ màu rất đều.
Hình 3.8: Nguyên lý hoạt động của máy nghiền 3 trục
Hệ thống máy cán gồm 3 trục, cán hoạt động theo nguyên tắc chuyển động
cùng chiều nhau và trục có 3 đuờng kính bằng nhau là D nhƣng tốc độ quay thì
khác nhau N1, N2 & N với N2 gần sản phẩm, N1 ở giữa và N khi cho khi cho
nguyên liệu vào với N2 =280v/ p, N1= 140v/p, N= 30v/p.
Các trục cán đƣợc đặt trong một khung cứng, song song và quay trong các ôlăn, nhƣ vậy có thể đƣợc độ chính xác phù hợp.
Các trục cán đều cách nhau một khoảng cách, nhƣ vậy khe hở trục cán có thể
xác định một cách chính xác.
Máy cán đƣợc làm nguội bằng nƣớc lạnh vì sự cán gây ra ma sát giữ trục cánvà xà phòng, sinh nhiệt làm tăng nhiệt độ của xà phòng. Hệ thống làm mát sẽ cungcấp nƣớc lạnh chuyển động trong mỗi trục nhằm làm mát hệ thống.
Các trục chuyển động nhờ các mortor điện 3 pha qua bộ giảm tốc và thôngqua cơ cấu chuyển động xích, 1 chiều vô cấp thông qua cơ cấu truyền động.
Trục cán chịu tải trọng uốn lớn do đó chúng cần thiết phải có sự đàn hồi và vỏ
cứng, mặt khác cũng cần phải tạo cho chúng bề mặt có độ bào mòn tốt. Phần lớn
các trục cán đƣợc chế tạo bằng thép đúc hoặc sử dụng các trục cán bằng thép. Độcứng bề mặt cần thiết khoảng 500 † 550Hb. Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào yêu
cầu: 0,01 † 0,1mm.
Trong quá trình làm việc trên các trục cán xuất hiện những lực khá lớn, nhƣvậy các trục cán sẽ bị uốn cong và do đó các kích thƣớc của sản phẩm sẽ bị thayđổi.
Máy cán có 1 mortor chính nằm ở cán thô và cán tinh có công suất 15Hp, qua
hệ thống xích truyền động có hộp giảm tốc 1/10 để điều chỉnh tốc độ thích hợp và
380(V), 50 Hf 2800v/p.
Cách vận hành :
Nguyên vật liệu sau khi trộn đƣợc đƣa vào khe trục cán sẽ dính lên trục cáncó tốc độ đƣợc điều chỉnh thích hợp và nhƣ thế nó đƣợc đƣa vào khe tiếp theo. Đốivới nguyên vật liệu dùng làm xà phòng thì quá trình cán đƣợc lập lại khoảng 3 đến
4 lần để tiếp tục trộn nhuyễn và đồng nhất các nguyên phụ liệu đã qua quá trìnhtrộn sản phẩm cán đƣợc tạo thành từng màng mỏng có độ dày mỏng thích hợp theo
yêu cầu kỹ thuật.
Máy đùn trục [1]
Hình 3.9: Máy đùn trục chân không XT-500 XT-800 vacuum plodder
nguyên liệu vào xylanh (D: đƣờng kính trục vít ) .
Ở phần này cung cấp nguyên liệu nhằm tăng năng suất cho máy đùn ngƣời ta
chỉ tạo một số răng trong xylanh, các răng này có nhiệm vụ ngăn cản sự quay quẩn
của nguyên liệu, để các cánh vít có tác dụng đẩy tốt hơn, trục vít phải đƣợc làmnguội tốt trong quá trình đùn để tránh sự sinh nhiệt gây chảy nhão sản phẩm.
Cấu tạo trục vít:
Trục vít: đây là bộ phận riêng của máy quay trong xylanh, nhiệm vụ của trụcvít là tiếp nhận nguyên liệu, tải nguyên liệu tạo ma sát trƣợt để trộn và nén qua đầu
tạo hình, từ khi nhập liệu di chuyển dần đến đầu tạo hình vít xoắn cần một hệ sốnén lớn để vật liệu di chuyển trong các rảnh vít.
Thông thƣờng trục vít đƣợc chế tạo bằng thép không rỉ, hệ số ma sát nguyênliệu lên bề mặt trục vít nhỏ, để đảm bảo năng suất cao thì hệ số ma sát nguyên liệu
vật liệu trên trục vít bé hơn hệ số ma sát của vật liệu trên thành xylanh.
Khoang chân không:
Khoang chân không là một buồng trống, nối giữa trục sơ cấp và trục đùn thứ
cấp của máy, bên trong đƣợc hút chân không.
Khoang chân không có tác dụng tạo ra áp suất chân không giúp loại bỏ ẩm và
bọt khí liên tục ra khỏi sợi nguyên liệu đùn, giúp đảm bảo sản phẩm có độ rắnchắc, độ ẩm luôn ở mức thấp nhất (3%).
Bộ phận cấp nhiệt và giải nhiệt
Cung cấp nhiệt :
- Để cung cấp nhiệt cho xylanh trong quá trình gia công có thể sử dụng đầugia nhiệt, hơi quá nhiệt, nhiệt điện (điện trở).
- Nhiệt trên xylanh đƣợc phân bố theo vùng nén ép định lƣợng và cụm tạo
thành, còn phần cấp liệu không cần cấp nhiệt. - Hệ thống gia nhiệt phải có khả năng đạt nhanh mọi mong muốn và phải
đƣợc kiểm soát một cách chặt chẽ và và điều chỉnh nhiệt độ thích hợp.
Làm mát xylanh
- Sự làm mát xylanh rất cần thiết để giảm nhiệt độ tránh sự sự quá nhiệt nhấtlà do ma sát.
- Ngƣời ta có thể làm mát xylanh bằng nƣớc và không khí.
- Làm nguội bằng nƣớc thƣờng đƣợc bố trí ở vùng cấp liệu để tránh hiện
tƣợng nguyên liệu bám vào thành phểu hoặc bám trục vít. Dùng nƣớc làm mátthƣờng có van để khống chế lƣợng nƣớc và đƣờng ống nƣớc đƣợc chế tạo là một
đƣờng ống xoắn ốc quanh xylanh. Đầu phân phối và lƣới lọc
Đầu phân phối đƣợc đặc ở giữa đầu vít xoắn và đầu định hình, đĩa phân phối
thƣờng làm bằng thép có khoan lổ tròn có D= 6mm trên bề mặt, lƣới lọc tựa vàonó là loại thép không rỉ, lƣới lọc sẽ làm tăng trở lực áp suất máy nên nó giúp choquá trình ép nén tốt hơn. Trong sản xuất khi áp lực phần đầu vít xoắn tăng lên,
trƣờng hợp này lƣới lọc bị nghẽn do bẩn, phải tháo lƣới lọc ra và thay lƣới lọckhác, có trƣờng hợp sản xuất ngƣời ta thiết kế 2 cụm phân phối dòng và lƣới lọc,
để có thể thay đổi dễ dàng mà không cần phải dừng máy khi đang sản xuất.
Đầu phân phối và lƣới lọc sẽ làm tăng sức cản của dòng chảy nên tăng tỉ lệ
nén ép của vật liệu, từ đó ta muốn điều chỉnh tỷ lệ nén ép thì còn có giải pháp làthay đổi tiết diện tạo ra dòng cản, đảm bảo tỷ lệ nén ép phù hợp nhất cho sản phẩmcần gia công.
Đầu định hình
Đầu định hình giúp cho nguyên vật liệu có hình côn khi qua máy đùn, là một
bộ phận quan trọng nhất trong sản xuất vì nó liên quan rất lớn đến chất lƣợng sản phẩm.
Nguyên tắc hoạt động của máy đùn trục
Do có nguồn nhiệt cung cấp làm nóng vật liệu, nhờ chuyển động của trục víttăng khả năng trộn đồng đều giữa phụ gia và nguyên liệu, đƣa vật liệu vào tới giớihạn gia công.
Mức độ hình thành áp lực trong xylanh tùy thuộc vào cấu trúc của trục vít,
bƣớc vít và việc tính toán chiều sâu rãnh vít. Ngoài ra áp lực tạo ra trong xylanhcòn phụ thuộc vào độ lớn của moment quay, mức độ dòng chảy, khe hở giữa trụcvít và xylanh sức cản của dòng chảy.
Trục vít ngắn chất lƣợng trộn kém, năng suất kém, xà phòng hóa không ổn.
Trong khi đó trục vít dài có chất lƣợng tốt hơn dễ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Nhƣngtrục vít dài có độ bền của trục vít yếu hơn và giá thành cao hơn.
Tỷ lệ nén ép:
Tỷ lệ nén ép : Là tỷ số giữa thể tích 1 bƣớc vít phần cấp liệu với thể tích 1
bƣớc vít phần định lƣợng.
Tỷ lệ nén ép = vcl/ vdl = H1/H2.
- H1 : chiều sâu răng phần cấp liệu.
- H2 : chiều sâu răng phần định lƣợng.
Tỷ lệ nén ép quá nhỏ thì sản phẩm không có kết cấu chặt chẽ, bề mặt sản phẩm kém bóng, có thể tồn tại bóng khí. Tỷ lệ nén ép càng lớn thì sản phẩm kếtcấu chặt chẽ và sản phẩm có độ bóng cao xong tỷ lệ nén ép quá lớn sẽ gây tồn tại
ứng suất dƣ nhiều gây hiện tƣợng sản phẩm có thể sẽ bị rạn nứt, các răng của trụcvít chịu áp suất lớn có thể bị hƣ hỏng.
Bảng 3.3.Bảng thiết kế một số trục vít phổ biến:
D 32 45 60 90 120 150
H 4 6 8-10 16-18 22-25 30-35
- Bƣớc răng cánh vít: A = 0,8: 1,2D.
- Bề dày cánh vít : B = 0.1D .
- Đƣờng kính lõi vít : Do = D - 2H.
Mặt bên cánh vít: thƣờng vuông góc với trục vít là thích hợp nhất nhƣng phần
tiếp giáp với chân của mặt bên vít với đƣờng kính của lõi trục phải có góc lƣợn để
tăng độ bền vững cho vít.
Góc nghiêng cánh vít: hƣớng nghiêng có thể từ trái sang phải .
Khe hở giữa xylanh và vít xoắn: nhằm làm giảm dòng nguyên liệu chảyngƣợc và cà sát giữa vít xoắn với xylanh. Thông thƣờng khe hở L = 0,003D.
Số gân cánh trục vít: là khoảng cách các ô trống trên trục vít tính cho một bƣớc vít. Trục vít có thể có nhiều gân nhƣng giá thành cao.
Vận tốc trục vít liên quan đến áp suất nguyên liệu trong xylanh, sản lƣợng
mức độ trộn, mức độ nén (vận tốc trục vít càng cao thì nhiệt độ càng cao do nhiệt
ma sát). Vì vậy việc cài đặt tốc độ trục vít là rất quan trọng phải đảm bảo đƣợc quátrình xà phòng hóa, năng suất cao, vật liệu không bị phân hủy do qua nhiệt .
Nhiệt độ:
Do chuyển động của dòng sản phẩm đi lên phía trƣớc nên ma sát của vật liệuđối với trục vít phải cao hơn vật liệu đối với xylanh, do đó phải tạo sự khác biệt
nhiệt độ giữa trục vít và xylanh, nên thông thƣờng phải làm nguội cho trục víttrong quá trình gia công để gây sai biệt độ. Nên thông thƣờng phải làm nguội trục
vít ở phần nhập liệu, nhƣ vậy nó ảnh hƣởng đến năng suất, hiệu quả gia công vàhao phí nhiệt lƣợng.
Vật liệu làm trục vít
Thông thƣờng dùng là thép chịu nhiệt, chịu mài mòn và có độ cứng cao. Nhƣng thép có độ cứng cao thì khó khăn trong việc chế tạo trục vít và trục vít dễ bịgãy trong quá trình gia công (thép làm trục vít có độ cứng nhỏ hơn thép làm
xylanh). Để tăng cao hiệu quả gia công và khắc phục những nhƣợc điểm của trục
vít. Ngày nay các nhà chế tạo đã nghiên cứu và đƣa ra rất nhiều kiểu răng vít nhằm
hoàn thiện hơn cho công nghệ đùn.
Máy dập khuôn [1]
Hình 3.12: Model XD-120 Toilet Soap Stamping Macbine
Cấu tạo máy dập gồm: khuôn dập, và hệ thống truyền động tạo áp lực, hệ
thống điều khiển.
Khuôn dập: Là 2 khuôn bằng kim loại hoặc hợp kim, đã đƣợc dập tạo hình
nhƣ nguyên lý làm khuôn in (khắc nhãn ngƣợc với nhãn cần tạo lên cục xà phòng).Khuôn dập gồm 2 bảng khuôn, một bảng cố định nắm dƣới, một bảng đƣợc gắn
vào đầu piston của máy dập, chuyển động lên xuống.
Hình 3.13: Cấu tạo khuôn dập
Hệ thống tạo áp lực: có thể là lực cơ học do motor tạo ra, thủy lực, hoặc cóthể sự dụng áp lực từ máy nén. Máy dập thủy lực sử dụng dầu có thể làm việc giánđoạn hoặc liên tục.
Hệ thống điều khiển: gồm mạch điện, các công tắc, nút điều chỉnh…
Hoạt động:
Đầu tiên thanh xà phòng sẽ đƣợc băng tải chuyển từ máy cắt sang phần cốđịnh của khuôn dập của máy dập nhãn. Dƣới tác dụng của một lực đột ngột, piston
chuyển động rất nhanh từ trên xuống làm cho 2 bảng khuôn áp sát lại với nhau, épthanh xà phòng lại bên trong lòng khuôn, tạo nên hình ảnh theo yêu cầu. Sau đó lựchệ thống truyền động sẽ tháo lực ra, đƣa piston trở lại vị trí ban đầu, bánh xà phòng
đƣợc lấy ra và đƣợc hệ thống băng tải chuyển đến máy đóng gói.
Quá trình dập khuôn sẽ sinh ra một lƣợng xà phòng dƣ thừa, các vụn xà phòng sẽ đƣợc thu hồi bằng một thùng chứa đặt dƣới bệ đặt khuôn, và đƣợc đem
lại máy trộn để tiếp tục đùn.
Các sự cố trong sản xuất và biện pháp khắc phục:
- Trong quá trình vận hành không tránh khỏi những sự cố bất thƣờng, tuy
nhiên công ty thƣờng gặp những sự cố sau:
- Mất điện trong quá trình sản xuất, ngƣng sản xuất.
- Trong quá trình cán nguyên liệu chƣa đều màu, phải cho nguyên liệu vào
máy cán lại.
- Sản phảm ra màu không đạt yêu cầu nhƣ: Không đều màu, phải hoàn
nguyên trở lại máy đùn.
- Nhiệt độ tại đầu ra của máy đùn trục vít không đạt yêu cầu thì sản phẩm sẽchậm ra hoặc không ra, do đó ta có thể cung cấp thêm nhiệt tại đầu ra bằng nƣớ c
nóng.
- Trong quá trình sản xuất thao tác cuối cùng là tạo hình sản phẩm, đóng
gói…
Chọn cân
Cân Bàn 3000 Series Ohaus
Hình 3.14 Cân Bàn OHAUS 300kg/0.05kg
Đặc tính:
- Độ phân giải cao: 1/3,000 ~ 1/7,500
- Màn hình LCD màu xanh rõ – dễ đọc
- Hiển thị bằng trục đứng / xoay chuyển
- Mặt cân làm bằng thép không gỉ - Chức năng cân: - Những chế độ phổ biến: kg/g , trừ bì.
Kết quả Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về các thiết bị cũng nhƣ những quy
trình sản suất xà phòng cục có trƣớc, và những tài liệu có liên quan, đã thiết kế
đƣợc quy trình sản xuất xà phòng cục với năng suất 300kg/h.
Theo hình 3.5 sơ đồ bố trí máy móc trong dây truyền sản xuất xà phòng cục.
Quy trình sản xuất xà phòng cục gồm những thiết bị: máy trộn, máy cán, máy
đùn, máy cắt, máy dập khuôn và máy đóng gói sản phẩm.
Máy trộn đƣợc chọn cho quy trình sản xuất xà phòng cục là:
Máy trộn hiệu ModelXZJ-750 Toilet Soap Mixer
- Đặc điểm: dùng để trộn xà phòng, bột, hóa chất và sản phẩm .
- Kích thƣớc : 2,1 m x 1,8m x 1,5m.
- Công suất điện lắp đặt: 10 Hp = 7,5 (kW).
- Công suất điện tiêu thụ thực tế: 6,0 (kW).
- Khối lƣợng khoảng 800(kg).- Thể tích hữu dụng thùng quay : 350dm3.
Máy cán đƣợc chọn cho quá trình sản xuất xà phòng cục là:
Máy cán hiệu S-Type Toilet Soap Three-Roll Grinders. Hoạt động nhờ dòngđiện 3 pha với cơ cấu cán dùng 3 trục, các trục cán đƣợc đặt trong một khung cứng,
song song và quay trong các ô lăn, nhƣ vậy có thể đƣợc độ chính xác phù hợp. Cáctrục cán đều cách nhau một khoảng cách, nhƣ vậy khe hở trục cán có thể xác định
một cách chính xác. Máy cán có 1 mortor chính nằm ở cán thô và cán tinh có côngsuất 15Hp, qua hệ thống xích truyền động có hộp giảm tốc 1/10 để điều chỉnh tốcđộ thích hợp và 380(v), 50 Hf 2800v/p.
Máy trùn đƣợc chọn cho quá trình sản xuất xà phòng cục là:
Là loại máy đùn trục chân không XT-500
- Kích thuớc : 2,0m x 1,4m x 1,6m.
- Động cơ máy: 3 pha 380(V), 50Hf, N= 1400v/p, 746 (W) .
Máy dập khuôn đƣợc chọn cho quá trình sản xuất xà phòng cục là :
Máy dập khuôn hiệu Model XD-120 Toilet Soap Stamping MacbineCấu tạo máy dập gồm: khuôn dập, và hệ thống truyền động tạo áp lực, hệ
thống điều khiển.
Khuôn dập: Là 2 khuôn bằng kim loại hoặc hợp kim, đã đƣợc dập tạo hìnhnhƣ nguyên lý làm khuôn in (khắc nhãn ngƣợc với nhãn cần tạo lên cục xà phòng).
Khuôn dập gồm 2 bảng khuôn, một bảng cố định nắm dƣới, một bảng đƣợc gắnvào đầu piston của máy dập, chuyển động lên xuống.
Quy trình sản xuất xà phòng cục với những thiết bị dễ vận hành và an toàn
cho ngƣời lao động, nhƣng mang lại hiệu quả cao cho sản phẩm cũng nhƣ về mặtchất lƣợng và thẩm mỹ.
Quá trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu là nguyên liệu nhập khẩu từMalaysia. Nguyên liệu đã đƣợc qua công đoạn xà phòng hóa tạo thành sản phẩm xà
phòng thô, nhà sản xuất chỉ cần nhập nguồn nguyên liệu này về qua quá trình chế
biến tạo thành sản phẩm mang nhãn hiệu của nhà sản xuất.
Nguyên liệu soap noodle là một dạng muối của acid béo với kim loai kiềm
(Kali hoặc Natri). Trong đó “R” là gốc hydrocaron, có độ dài mạch khoảng từ 6-20nguyên tử carbon. Phần lớn các acid béo tạo nên phân tử xà phòng là các acid béo
bão hòa (saturated acid) và có số chẵn các nguyên tử carbon trong mạch, tuy nhiêncũng có một số acid béo chƣa bão hòa (unsaturated acid), các acid béo chƣa bão
hòa đƣợc sử dụng nhiều nhất là những chất có chứa 18 nguyên tử carbon.
Ngoài ra còn các hƣơng liệu và màu là những thành phần không thể thiếu khi
sản xuất mặt hàng tiêu dùng, hƣơng liệu và màu làm tăng về mặt thẩm mỹ cho sản phẩm vào tạo mùi hƣơng thu hút ngƣời tiêu dùng. Màu đƣợc sử dụng là màu có độ
sáng bóng , đặc biệt là không bị phai màu, thƣờng sử dụng màu D&C yellow 10,còn có thể thêm các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên, và cần sử dụng chất bảoquản chất giữ ẩm để cho sản phẩm đạt độ hoàn thiện nhất.
Quy trình sản xuất cà phòng cục đƣợc thiết kế phù hợp cho quy mô sản xuất
loại trung bình và nhỏ, với năn suất 300kg/h và những thiết bị dễ sử dụng và manglại hiệu quả kinh tế cao. Quy trình sản xuất xà phòng cục có thể đáp ứng đƣợc yêucầu của thị trƣờng và ngƣời tiêu dùng về mặt chất lƣợng lẫn thẩm mỹ.
Sau quá trình làm đề tài. Các thiết bị trong quá trình cần sử dụng nguồn điện
3 pha để có thể vận hành.
Quá trình sản xuất xà phòng cục đòi hỏi sự liên tục trong từng bộ phận để có
thể đạt năng suất 300kg/h. Mỗi công đoạn sản xuất nếu xảy ra sự cố gì sẽ ảnhhƣởng đến công đoạn sau, vì thế cần có một đội ngũ giám sát quá trình sản xuất,
đội ngũ này phải thành thạo về vận hành sản xuất, và hiểu biết về cách khắc phụcnhững sự cố xảy ra.
Đây là những thiết bị dễ dàng sử dụng và vận hành nhƣng vấn đề an toàn laođộng không đƣợc lơ là, cần phải nghiêm túc về vấn đề an toàn lao động cho những
công nhân, để đảm bảo an toàn tính mạng và uy tín của nhà sản xuất. Để có những sản phẩm đạt chất lƣợng thì cần có sự đồng bộ từ khâu sản xuất
đến đóng gói và xuất hàng. Vì thế cần phải đảm bảo tốt từng khâu sản xuất đến lúcxuất hàng.
Tất cả tạo nên một sản phẩm với thƣơng hiệu của nhà sản xuất đạt chất lƣợngvà chỉ tiêu để có thể lƣu thông trên thị trƣờng.
Do đó cần “thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục” có năng suất và hiệu quả
cao.
5. Mục tiêu:
Mục tiêu chung:
Thiết kế một quy trình sản xuất xà phòng cục là nghiên cứu về sự tƣơng quan giữaquy trình sản xuất và các thiết bị để đƣa ra sản phẩm đạt chất lƣợng tốt nhất.
Mục tiêu cụ thể:
- Tìm hiểu về sự vận hành của từng thiết bị, trong từng công đoạn làm nên sản
phẩm. - Tìm hiểu về cơ chế tạo hình sản phẩm, xem xét về chất lƣợng sản phẩm qua
từng công đoạn.
- Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về quy trình sản xuất cũng nhƣ các thiết bịtrong từng công đoạn, nhằm cụ thể hóa quá trình tạo nên sản phẩm, phát hiệnnhững lỗi có thể hình thành trong quá trình sản xuất để đƣa ra những biện p háp
khắc phục hợp lý nhất, phát huy tối đa hiệu quả của từng thiết bị để đạt đến sản
phẩm có chất lƣợng tốt nhất.
- Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục.
6. Địa điểm, thời gian thực hiện:
Thực hiện đề tài tại khoa Công Nghệ đại học Cần Thơ.
Từ tháng 1/2013 đến tháng 4/2013.
7. Giới thiệu về thực trạng có liên quan tới vấn đề trong đề tài:
- Tìm hiểu về nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất xà phòng cục.
- Tìm hiểu về các loại máy móc, và thiết bị phục vụ cho việc sản xuất xà phòng cục.
- Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục.
8. Phƣơng pháp thực hiện đề tài:
Nhận đề tài.
Sƣu tầm và đọc tài liệu.
Xây dựng cơ sở lý thuyết.
Phân tích những quy trình sản xuất xà phòng cục tìm đƣợc.