thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục

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 TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT

XÀ PHÒNG CỤC

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

Ths. NGUYỄN BỒNG Quách Hoài Tân ( MSSV: 2092159)

Ngành: Công nghệ hóa học – Khóa: 35

Tháng 5/2013

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



TR ƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘ NG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Cần Thơ, ngày..... tháng ..... năm 2013

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN

NĂM HỌC : 2012 - 2013.

1. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn:

Th.s Nguyễn Bồng Bộ môn kỹ thuật cơ khí khoa Công nghệ.

2. Tên đề tài:

Thiết kế quuy trình sản xuất xà phòng cục.

3. Địa điểm thự c hiện:

Khoa Công Nghệ trƣờng Đại Học Cần Thơ.

4. Sinh viên thự c hiện:

Quách Hoài Tân MSSV: 2092159

5. Mục tiêu của đề tài :

Thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục

6. Nội dung chính:

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.





DUYỆT CỦA BỘ MÔN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG LV





TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

1.

Cán bộ hƣớ ng dẫn: Th.S Nguyễn Bồng

2. Đề tài: Thiết k ế quy trình sản xuất xà phòng cục

3. Sinh viên thực hiện: Quách Hoài Tân

4. Lớ p: Công nghệ hóa học K35

5. Nội dung nhận xét:

a.

Nhận xét về hình thức:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

b.

Nhận xét về nôi dung của luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ)Các nội dung và công việc đã đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn):

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

c. Nhận xét đối vớ i từng sinh viên thực hiện đề tài:





....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

d. K ết luận và đề nghị:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

6. Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2013

Cán bộ hƣớng dẫn





TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

1.

Cán bộ chấm phản biện:

2. Đề tài: Thiết k ế quy trình sản xuất xà phòng cục

3. Sinh viên thực hiện: Quách Hoài Tân

4. Lớ p: Công nghệ hóa học K35

5. Nội dung nhận xét:

a.

Nhận xét về hình thức:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

b.

Nhận xét về bản vẽ:....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

c. Nhận xét về nôi dung của luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ)

Các nội dung và công việc đã đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn):

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................





....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

d.

Nhận xét đối vớ i từng sinh viên thực hiện đề tài:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

e. K ết luận và đề nghị:

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

6. Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2013

Cán bộ chấm phản biện





SVTH: Quách Hoài Tân i

LỜI CẢM ƠN

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

chân thành cảm ơn.

Cần Thơ, ngày …. Tháng…. năm 2013

Sinh viên thực hiện

Quách Hoài Tân





SVTH: Quách Hoài Tân ii

MỤC LỤC Lời cảm ơn ....................................................................... i

Mục lục ............................................................................. iiDanh mục hình ................................................................ iv

CHƢƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG .............................. 1

1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................... 1

1.2 Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu .................................................... 1

1.2.1 Mục tiêu chung ............................................................................... 1

1.2.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................... 1

1.2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 2

CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................ 3

2.1 Lịch sử phát triển xà phòng .................................................................. 3

2.2

Khái niệm về xà phòng .......................................................................... 3

2.3 Thành phần ............................................................................................. 3

2.4

Phƣơng pháp sản xuất ............................................................................ 42.5

Cơ chế tẩy rửa của xà phòng ................................................................. 4

2.6 Sơ lƣợc về sản xuất xà phòng cục (thỏi) ............................................. 6

2.7 Thiết bị trong sản xuất xà phòng ............................................................ 13

2.7.1 Các loại máy trộn. ........................................................................... 13

2.7.1.1 Máy trộn cánh xoắn ................................................................. 13

2.7.1.2 Máy trộn kiểu vít tải ................................................................ 14

2.7.1.3 Máy trộn thùng quay ............................................................... 15

2.7.1.4 Máy trộn hình nón ................................................................... 15

2.7.1.5 Máy trộn dạng nồi quay ........................................................... 16

2.7.2 Các loại máy cán ........................................................................... 17

2.7.3 Máy đùn ......................................................................................... 17





SVTH: Quách Hoài Tân iii

2.7.4 Máy cắt .......................................................................................... 18

2.7.5 Đóng gói ........................................................................................ 18

CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT .... 21

3.1

Nguồn nguyên liệu cho sản xuất xà phòng cục .................................... 21

3.2 Các chất phụ gia ..................................................................................... 23

3.3

Các nguyên liệu phụ ............................................................................... 23

3.4 Quy trình công nghệ .............................................................................. 28

3.4 Thiết bị – máy móc ................................................................................ 33

CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................... 49

4.1 Kết quả .................................................................................................... 49

4.2 Kết luận đề nghị ...................................................................................... 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................52





SVTH: Quách Hoài Tân iv

DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cơ chế tẩy rửa ........................................................................................ 5

Hình 2.2: Nƣớc đƣợc coi là dung môi giúp tăng cƣờng phản ứng xà phòng hóa . 6Hình 2.3 Hỗn hộp cặn xà phòng chƣa phản ứng hết ............................................. 7

Hình 2.4: Lƣỡi dao cắt hỗn hợp xà phòng đặc thành các sợi dài .......................... 7

Hình 2.5: Sau khi đƣợc cắt nhỏ, các sợi xà phòng đƣợc đƣa vào máy ................. 8

Hình 2.6: Tiếp tục đƣợc cắt thành những tảng dài và mỏng ................................. 8

Hình 2.7: Xà phòng đƣợc trộn đều bởi máy khuấy và đƣợc lƣỡi dao cắt thành

những hạt xà phòng nhỏ ......................................................................................... 9Hình 2.8: Đổ phẩm tạo màu dạng nƣớc vào bể trộn hạt xà phòng ....................... 9

Hình 2.9: Hƣơng liệu dạng nƣớc đƣợc thêm vào hỗn hợp nhằm tạo mùi hƣơng

cho xà phòng .......................................................................................................... 10

Hình 2.10: Tạo thành những viên nhỏ đƣa đến cho máy đùn ............................... 10

Hình 2.11: Hỗn hợp cuối cùng đƣợc máy cắt thành những viên hình chữ nhật ... 11

Hình 2.12: Máy ép khuôn tạo hình sản phẩm cuối cùng ....................................... 11

Hình 2.13: Khâu cuối cùng của quy trình : Đóng gói sản phẩm ........................... 12

Hình 2.14: Máy trộn kiểu cánh xoắn ...................................................................... 13

Hình 2.15: Máy trộn kiểu vít tải ............................................................................. 14

Hình 2.16: Các loại máy trộn thùng quay .............................................................. 15

Hình 2.17: Máy trộn hình nón ................................................................................ 15

Hình 2.18: Máy trộn dạng nồi quay ....................................................................... 16

Hình 2.19: Thiết bị cán hiện nay đã đƣợc bán phổ biến trên thị trƣờng. ............... 17

Hình 2.20: Các loại máy đùn.................................................................................. 17

Hình 2.21: Máy cắt trên thị trƣờng ........................................................................ 18

Hình 2.22: Máy đóng gói vật liệu dạng khối ......................................................... 20

Hình 3.1: Hạt xà phòng (Soap Noodles) ............................................................... 23





SVTH: Quách Hoài Tân v

Hình 3.2: Chiết xuất Curcumin từ củ nghệ ............................................................ 24

Hình 3.3: Sơ đồ khối quy trình sản xuất ................................................................ 28

Hình 3.4: Sơ đồ khối thiết bị máy .......................................................................... 33

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí máy móc trong dây chuyền sản xuất xà phòng cục .......... 34

Hình 3.6: ModelXZJ-750 Toilet Soap Mixer ........................................................ 37

Hình 3.7: S-Type Toilet Soap Three-Roll Grinders .............................................. 38

Hình 3.8: Nguyên lý hoạt động của máy nghiền 3 trục ........................................ 39

Hình 3.9: Máy đùn trục chân không XT-500 XT-800 vacuum plodder .............. 40

Hình 3.10: Máy đùn trục cơ cổ điển ...................................................................... 40

Hình 3.11: Sơ đồ cấu tạo của máy đùn chân không .............................................. 41

Hình 3.12: Model XD-120 Toilet Soap Stamping Macbine ................................. 45

Hình 3.13: Cấu tạo khuôn dập ............................................................................... 46

Hình 3.14 Cân Bàn OHAUS 300kg/0.05kg ........................................................... 47





CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

SVTH: Quách Hoài Tân 1


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.





CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU



2.7

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,

nƣớc thấm sâu vào xơ sợi.

Quá trình lấy bẩn ra.

Quá trình chống tái bám chất bẩn.







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.



http://khoahoc247.com/index.php/2012/10/how-its-made-so-7-san-xuat-xa-phong-soap/1-75/






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









Hình 2.9: Hƣơng liệu dạng nƣớc đƣợc thêm vào hỗn hợp nhằm tạo mùi

hƣơng cho xà phòng

Hình 2.10: Tạo thành những viên nhỏ đƣa đến cho máy đùn

Sau đó, hỗn hợp này đƣợc đẩy vào máy đùn và đƣợc đùn ra thành các thanh

dài có dạng hình chữ nhật. Trên băng tải, các thanh này sẽ đƣợc hệ thống lƣỡi daocắt thành những khối xà phòng dạng hình hộp đều nhau.











Hình 2.11: Hỗn hợp cuối cùng đƣợc máy cắt thành những viên hình chữ nhật

Các phôi xà phòng của khâu đùn đƣợc chuyển tới máy dập khuôn để tạohình dáng cho sản phẩm. Thông thƣờng xà phòng đƣợc làm tròn ở các cạnh đảm

bảo cho việc cầm, nắm đƣợc dễ dàng.

Hình 2.12: Máy ép khuôn tạo hình sản phẩm cuối cùng

Sau khi đƣợc dập thành hình dáng sản phẩm, số xà phòng này sẽ đƣợc băng

tải vận chuyển tới máy đóng gói. Đó là các túi nilong quấn quanh xà phòng. Và

cuối cùng là đƣợc cho vào trong một hộp giấy. Cuối cùng, quy trình sản xuất xà phòng trong công nghiệp đã hoàn tất.











Hình 2.13: Khâu cuối cùng của quy trình đóng gói sản phẩm

Khâu cuối cùng đóng gói, sản phẩm sao khi hoàn thành tất cả công đoạn.Sản phẩm sẽ có trên bao bì thƣơng hiệu của nhà sản xuất, thể hiện sở hữu của sản

phẩm. Cuối cùng sản phẩm hoàn tất sẽ đƣợc đem đi phân phối trên thị trƣờng, từ

nhà sản xuất đến tay ngƣời tiêu dùng.









2.7 Thiết bị trong sản xuất xà phòng

2.7.1 Các loại máy trộn.[3]

2.7.1.1 Máy trộn cánh xoắn

a) b)

Hình 2.14: Máy trộn kiểu cánh xoắn

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

từ thành máng.







2.7.1.2 Máy trộn kiểu vít tải

Máy trộn kiểu vít tải có thể làm việc gián đoạn hay liên tục, vít tải đứng hay

nằm ngang.

a)

b)

Hình 2.15: Máy trộn kiểu vít tải

a) Máy trộn kiểu vít tải ngang b) máy trộn vít tải đứng

Phễu nạp liệu; 2. Vỏ thùng chứa; 3. Vít tải; 4. Ổ đỡ; 5. Cửa tháo liệu;

6. Motor điều khiển.







2.7.1.3 Máy trộn thùng quay

Hình 2.16: Các loại máy trộn thùng quay

a. Thùng quay hình trụ đứng; b. Thùng quay hình trụ nằm ngang;

c. Thùng quay hình lăng trụ; d. Thùng quay hình trụ đáy côn;

e, f. Thùng quay hình chữ V.

2.7.1.4 Máy trộn hình nón

Hình 2.17: Máy trộn hình nón.







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.







2.7.2 Các loại máy cán

Thiết bị cán là phần không thể thiếu cho quá trình. Công đoạn cán tạo cho

ngyên liệu tăng cƣờng độ phân tán, giúp cho nguyên liệu đạt yêu cầu cho công

đoạn sau.

Thiết bị án có nhiều loại: thiết bị cán bột nhão thiết bị cán màng, loại 2 trục

và loại 3 trục.

Hình 2.19: Thiết bị cán hiện nay đã đƣợc bán phổ biến trên thị trƣờng.

Do yêu cầu quá trình dùng thiết bị cán bột nhão, để cho nguyên liệu đạt độ

phân tán cao nhất. Nên ở đây chọn thiết bị cán loại bột nhão 3 trục. 2.7.3 Máy đùn

Đùn nhằm mục đích vận chuyển nguyên liệu vào khuôn để tạo sản phẩmthành những thanh dài chuẩn bị cho quá trình cắt và dập khuôn sản phẩm.

Hình 2.20: Các loại máy đùn







Máy đùn hiên nay đã có nhiều loại mẫu mã và tính năng hiện đại đang đƣợc bán trên thị trƣờng.

2.7.4 Máy cắt

Máy cắt nhằm cắt sản phẩm theo kích thƣớc quy định sau khi đã qua quátrình đùn để cho quá trình dập khuôn sau.

Hình 2.21: Máy cắt trên thị trƣờng

2.7.5 Đóng gói

Trong các hàng hóa đƣợc con ngƣời sử dụng hiện nay, mọi sản phẩm sau

khi sản xuất ra, các sản phẩm đều phải đƣợ c bao gói dƣớ i nhiều dạng khác nhau

nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài, giữ vệ sinh, tiện lợ i trong vận chuyển,

tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Mặt khác, đóng gói cũng là một cách để định

lƣợ ng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dùng và thực phẩm. Tùy theo hìnhdạng và k ết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác nhau. Các loại

máy đóng gói có thể đƣợ c phân loại nhƣ sau:

Máy đóng gói vật liệu dạng khối: máy đóng gói mì ăn liền, bánh k ẹo, xà

bông …

Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng: máy đóng gói sữa, dầu sa-tế, dầu gội đầu.

Máy đóng gói vật liệu dạng rời: máy đóng gói đƣờ ng, bột ngọt, cà phê, bột

giặt ...







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.







b) Máy đóng gói hoạt động liên tục

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

điều khiển.

Hình 2.22: Máy đóng gói vật liệu dạng khối





CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT



3.5

Nguồn nguyên liệu cho sản xuất xà phòng cục [2]

Hạt xà phòng (SoapNoodles)

Công thức tổng quát của xà phòng (soap):

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

vừng, dầu cám…







Dầu dừa và dầu hạt cọ rất giàu C12 ngƣợc lại mỡ động vật và dầu vỏ cọkhông có C12 nhƣng có dãy pha trộn với nhau dài hơn.

Bảng 3.1: Cấu tạo trung bình của những chất béo chính sử dụng trong công

nghiệp xà phòng

Độ dàicác dâytrung bình

<C10 C10 C12 C14C16 với1=

C16 C18

C18 với1=

C18 với2=

C20

C20 với1=

≥ C20 No

≥ C20 Khôngno

% % % % % % % %* %* % % % %

Tên gọichung

Capric LauricMyric-tic

Palmi-tic

Palmito-leic

Stearic OleicLino-leic

Arach-idic

Gado-leic

D u cùidừa 9,5 6 47 18 9,4 0,1 2 5,5 2,5 0 0 0 0

D u cọ(hạt)

3,5 3 47 16,2 8,6 0,2 2,3 16,1 3,1 0 0 0 0

Mỡ 0 0 0 3,4 25,6 4,7 22,3 38,4 3,2 0,5 0,5 0,5 0,1

D u cọ(vỏ)

0 0 0 1,4 56,9 0,4 5,1 28,5 7,2 0,1 0,1 0,1 0,1

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.

Thành phần chính của tinh dầu nghệ: Curcumin







Hình 3.2: Chiết xuất Curcumin từ củ nghệ

Tên khoa học: Curcumin

CAS No: 458-37 -7

CTPT: C21H20O6 IUPAC name: 3-methoxyphenyl)-1,6-heptad iene-3,5-d ione

Điểm nóng chảy: 183 °C (361 oK)

CTCT:

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



http://www.commonchemistry.org/ChemicalDetail.aspx?ref=458-37-7

http://www.commonchemistry.org/ChemicalDetail.aspx?ref=458-37-7





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

- NaEDTA- (Sodium ethylene diamine tetra-acetate)

Na

EDTA (Diaminoethane-tetraacetic acid) NaEDTA







HEDP (Hydroxyl ethylen diphosphonate)

Chất diệt khuẩn [2]

Chất diệt khuẩn thƣờng đƣợc sử dụng là” Irgasan DP300

(CibaGeigy)

CTHH: C12H7Cl3O2

UIPAC name: 2,4,4‟ tricloro – 2‟ – hydroxyl – diphenyl – ether

CTCT:

Mục đích: diệt nấm mốc vi khuẩn, DP300 an toàn, không gây ảnh hƣởng đến da nhƣng thƣờng bị oxy hóa ngoài ánh sáng làm thay đổi màu sắc sản phẩm.







3.8 Quy trình công nghệ

Hình 3.3: Sơ đồ khối quy trình sản xuất

Nƣớc Hạt xà phòng Phụ gia

Định lƣợng Cân Định lƣợng

Nhào trộn

Cán

Đùn trục vít

Cắt đinh hình

Dập khuôn

Đóng gói

Vô thùng

Sản phẩm xà phòng

Kiểm tra chất lƣợng

Kiểm tra bán thành phẩm







Thuyết minh quy trình [5]

Mục đính của từng công đoạn

Nhào trộn:

Nguyên liệu đƣợc nhào trộn với nhau nhằm tạo sự đồng nhất giữa cácnguyên phụ liệu, tạo sự đồng đều và giúp cho màu, hƣơng liệu… thấm vào hạt xà

phòng dễ dàng.

Nguyên liệu sau khi phối trộn phải đạt yêu cầu sau: Không đƣợc khô quá,cũng không ƣớt quá, có độ tƣơi xốp đồng nhất khối bột nhão và không bị vón cục.

Cán

Cán giúp cho sản phẩm phân tán vào nhau, đƣợc hỗn hợp xà phòng dạng paste loại bỏ mọi hạt xà phòng xơ cứng, đồng nhất về màu sắc.

Nguyên liệu sau khi cán phải mịn, phải đảm bảo về độ đồng đều về màu sắc,và phải có độ mịn nhất định.

Đùn Trục:

Đùn đẩy nguyên liệu vào khuôn để tạo thành thanh xà phòng dài liên tục sẵnsàng cho cho cắt, dập, định hình và tạo sản phẩm.

Sản phẩm sau khi ép đùn phải tạo thành một khối đặc không đƣợc xốp hay bở. Phải làm mát trục máy đùn vì trong quát trình đùn sẽ sinh ma sát làm cho xà

phòng nóng lên và chảy nhão.

Dập Khuôn

Dập khuôn để định hình kiểu dáng sản phẩm, tạo nên nét đặc thù, hấp dẫncủa sản phẩm với ngƣời tiêu dùng về mặt cảm quan.

Quá trình dập khuôn giải phóng ra một lƣợng xà phòng thừa, lƣợng xà phòngnày đƣợc đƣa trở lại đầu dây chuyền để đùn lại.

Đóng gói

Sản phẩm xà phòng cục hoàn chỉnh sẽ đƣợc đóng gói bởi một bìa kiếng để

bảo vệ khỏi sự tác động của môi trƣờng và hƣ hại khi vận chuyển, sau đó xà phòng đƣợc cho cho vào bao bì trang trí, đóng gói.

Thuy ết minh quy trình

Nguyên liệu chính là những hạt xà Phòng chiếm 85% còn lại là các nguyênliệu phụ bao gồm: nƣớc và các dƣỡng chất, hƣơng, màu… chiếm 15%.







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

thùng.







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

aureus và các vi sinh vật hiếu khí.







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

Acid béo tổng cộng < 80%

Kiềm tự do <0,05%

Clor (NaCl) < 1%

Chất béo không Savon hóa < 0,5%

Chất không tan trong etanol < 2,5%

Độ ẩm xà phòng sau khi sấy chân không < 3%

pH tối ƣu 6.5 ÷ 7.5







3.9 THIẾT BỊ – MÁY MÓC

Sơ đồ bố trí thiết bị - máy móc chính

Hình 3.4: Sơ đồ khối thiết bị máy

Sơ đồ trên, một dây chuyền sản xuất xà bông gồm 6 thiết bị - máy móc chính

làm việc liên tục hoặc gián đoạn, nguyên liệu đƣợc cung cấp cho các máy thông

qua các băng tải.

Máy trộn nguyên liệu

Máy cán

Đóng gói sản phẩm

Máy đùn trục

Máy cắt

Máy dập khuôn







Hình 3.5: Sơ đồ bố trí máy móc trong dây chuyền sản xuất xà phòng cục

1: Thùng chứa hạt xà phòng (pellet storage bin)

2: Van quay (Rotary valve)

3: Máy trộn (Mixer)

4: Máy lóng cặn (Defecator 5,7,10: Băng tải (Conveyer)

6: Máy cán 3 trục (Three Roll mill)

8: Hệ thống làm mát bằng nƣớc (Water chiller)

9: (holddown strip machine)

11: Máy đùn trục (plodder)

12: Băng tải 13: Hệ thống làm lạnh (freezing group)

14: máy dập hình nổi (stamping machine)

15: Máy đóng gói (packing machine)






SVTH:Quách Hoài Tân 35

Tính toán và chọn thiết bị [4]

Quá trình trộn nguyên liệu đƣợc thiết kế theo công năng suất 300kg/h.

Đối với máy trộn: Mỗi giờ máy trộn phải làm việc tạo sản phẩm trộn là 300 kg, với khoảng thời

gian nhập liệu cho mỗi lần trộn tƣơng đƣơng 10 phút, quá trình trộn hoàn thành sau

50 phút.

Thể tích máy trộn cần thiết thỏa mãn cho quá trình:

Ta có công thức tính năng suất :

21

60

x xVx

Q (kg/h)

1 : thời gian nhập liệu (phút).

2 :thời gian trộn và tháo sản phẩm (phút).

V: thể tích thùng trộn ( 3m ).

: khối lƣợng thể tích của vật liệu (kg/ 3m ).

: hệ số chứa vật liệu trong thùng .

Ban đầu chọn năng suất là 300kg/h mỗi mẻ.

57,08806,060

)5010(300

60

)( 21

x x

x

x x

QxV

(m3)

Bộ phận giảm tốc [4]

Chọn động cơ:

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) để máy trộn đạt vận tốc 50 (vòng/phút).







Bộ phận giảm tốc

Từ trục động cơ có hệ thống truyền động đến trục trung gian bằng hệ thống

truyền động pu-li, chọn pu-li tr ên trục động cơ có đƣờng kính =100 mm và số

vòng quay là n = 250 (vòng/phút).

Bộ giảm tốc có trục trung gian (trục I) chọn Z1= 30 răng và 1= 250 mm và

có số vòng quay là n1 (vòng/phút).

Bánh răng trên trục máy trộn (trục II) chọn Z2= 60 răng và có số vòng quay là

n2= 50 (vòng/phút).

Ta có:

2

1

1

2

n

n

Z

Z (1) và

1

1'

n

n

Z

Z (2)

Lấy (1) nhân với (2)

21

1'

2

n

n

ZxZ

xZ Z 5

50

250

10030

25060

x

x

Đạt yêu cầu bộ giảm tốc. Chấp nhận sự lựa chọn này.

Z2

1

Độngcơ

Z1

n

n1

n2

I

II







Chọn thiết bị

Máy trộn(cánh xoắn)

Hình 3.6: ModelXZJ-750 Toilet Soap Mixer

Cấu tạo

- 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 .

- 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 qua: 350dm3.







- 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.

Cấu tạo

Hình 3.7: S-Type Toilet Soap Three-Roll Grinders







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.







Các thông số kỹ thuật của thiết bị :

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

Hình 3.10: Máy đùn trục cơ cổ điển







Hình 3.11: Sơ đồ cấu tạo của máy đùn chân không

Cấu tạo máy

- Kích thuớc : 2,0m x 1,4m x 1,6m.

- Động cơ máy: 3 pha 380(v), 50Hf, N= 1400v/p, 746 (W).

- Bộ giảm tốc: 1/10 v/p.

- Độ chân không 0,4at.

Cấu tạo xylanh

Xylanh kết hợp với vít xoắn tạo thành cụm xylanh vít xoắn làm dẻo hóa

nguyên liệu trong quá trình gia công. Đây là bộ phận quan trọng của máy đùn.

- Để đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật, xylanh bao giờ cũng có 2 phần:

- Phần nòng xylanh làm bằng thép có độ cứng cao, vật liệu làm nòng xylanh phải cứng hơn vật liệu làm trục xylanh, phần này thƣờng dày từ 10 đến 15mm.

- Phần thân xylanh dày hơn phần nòng xylanh, đƣợc làm bằng thép chịu nhiệtvà chịu ăn mòn hóa học phát sinh trong quá trình gia công.

- Khi chế tạo xylanh ngƣời ta đặc biệt quan tâm đến độ ổn định nhiệt.

Máng (phễu) nhập liệu:

Có kích thƣớc 1D x 2D có kèm theo tấm đóng mở cửa để điều chỉnh lƣợng







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.

Một số thông số quan trọng của máy đùn trục

Trục vít: Tỷ lệ L/D

- L/D= chiều dài trục vít/ đuờng kính trục vít.

- L/D thƣờng từ 16- 36 tùy theo vật liệu.







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

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:

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.







- Chức năng Tare/ Hold

-Pin sạc ( loại màn hình LCD)

Kích thƣớc mặt cân: 550 x 650 x 143 mm

Kích thƣớc thùng cân: 1.022 x 687 x 247 mm





CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN


CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1

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) .

- Bộ giảm tốc: 1/10 v/p.







- Độ chân không 0,4at.

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.







4.2 Kết luận đề nghị

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.





52

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Lụa, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm, Khuấylắng lọc – tập 1, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM.

2. Louis Hồ Tấn Tài, Các sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân , NXB Dunod,

1999.

3. Nguyễn Minh Tuyển, Quá trình và thiết bị khuấy trộn trong công nghệ , NXB

Xây dựng Hà Nội, 2006.

4. Hồ Lê Viên, Thiết kế và tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất , NXB Khoa học

kỹ thuật Hà Nội, 1992. 5. A. Ia. Xokolov, Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm , Nhà xuất bản khoa họckĩ thuật, 1976.





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.





Đề ra quy trình sản xuất xà phòng cục.

Viết bài.

9.

Kế hoạch thực hiện (ghi rõ tiến độ thực hiện):

STT Nội dung và công việc chủ yếu Thời gian dự kiến

1 Tìm tài liệu có liên quan đến đề tài.

Tháng 1/20132 Viết đề cƣơng (bản nháp).

2.1Tham khảo ý kiến của cán bộ hƣớngdẫn, chỉnh sửa và hoàn thành đề

cƣơng.

3Chuẩn bị tài liệu cho việc viết luậnnăn (bản nháp).

Tháng 2-3/20133.1Cán bộ hƣớng dẫn xem xét và chỉnhsửa luận văn (bản nháp).

3.2 Hoàn thành luận văn (bản nháp).

4 Viết bài luận văn chính thức. Tháng 3-4/2013

4.1 Hoàn thành bài luận văn.

5 Chuẩn bị file powerpoin. Tháng 4/2013

SINH VIÊN THỰC HIỆN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN





DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA HĐ LV&TLTN


thiết kế quy trình sản xuất xà phòng cục

Documents