Tìm hiểu về quy trình sản xuất xà phòng

Chu Văn An

Xà phòng là một chất làm sạch hiệu quả giúp loại bỏ mồ hôi và bụi bẩn trên da và quần áo. Vậy phương pháp sản xuất xà phòng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp là gì? Bạn đọc cùng ENGCHEM cùng nhau tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

1. Xà phòng là gì?

Xà phòng là hỗn hợp muối natri (hoặc kali) của axit béo và một số chất phụ gia. Nó có khả năng làm sạch mồ hôi, bụi bẩn trên da cũng như bụi bẩn trên các thiết bị, dụng cụ.

Xà phòng là gì?

2. Nguyên lý sản xuất xà phòng

Nguyên tắc sản xuất xà phòng như sau:

– Xà phòng là chất béo hoặc dầu trộn với kiềm, đây cũng là chất chính để làm nên xà phòng. Ngoài ra cần sử dụng thêm một số chất khác. Nguyên liệu sản xuất xà phòng bao gồm:

• Chất béo: Dầu có nguồn gốc từ động vật hoặc thực vật.
• Kiềm là một chất hóa học, còn được gọi là dung dịch kiềm. Trong sản xuất xà phòng rắn, dung dịch kiềm là natri hydroxit. Trong sản xuất xà phòng lỏng, kali hydroxit là cần thiết.
• Nước muối (để thu hồi glycerin).
• Các chất phụ gia (natri cacbonat, natri silicat, thuốc nhuộm, nước hoa, v.v.) là sản phẩm thứ cấp.

– Sau đó đun nóng dầu và dung dịch kiềm để tạo xà phòng. Phản ứng hóa học này được gọi là xà phòng hóa. Không có dung dịch kiềm, quá trình xà phòng hóa không thể tự xảy ra nên cần có dung dịch kiềm để làm xà phòng.

3. Quy trình sản xuất xà phòng như thế nào?

3.1 Quy trình sản xuất xà phòng công nghiệp

Sản xuất xà phòng là một trong những ngành công nghiệp hóa chất lớn vì nhu cầu cao ở khắp mọi nơi trên thế giới. Có bốn nguyên liệu thô cơ bản tham gia sản xuất xà phòng và cũng có ba phương pháp chế biến cơ bản được sử dụng trong công nghiệp bao gồm quy trình nóng và quy trình lạnh, quy trình đun sôi hoàn chỉnh.

• Quá trình lạnh (phản ứng diễn ra chủ yếu ở nhiệt độ phòng)
• Quá trình gia nhiệt (sôi xảy ra gần điểm sôi)
• Hoàn tất quy trình đun sôi (lò phản ứng được đun sôi ít nhất một lần và glycerol được thu hồi)

Chất béo tự nhiên được sử dụng để sản xuất xà phòng trong công nghiệp là triglycerol, thường là các este thử bao gồm ba chuỗi axit cacboxylic béo chuỗi dài nối với một phân tử glycerol.

Nguyên liệu dầu lấy từ nhiều nguồn khác nhau thường có mùi nồng, màu sẫm nên cần được xử lý trước khi sản xuất. Thông thường các phương pháp được sử dụng là tẩy trắng, tinh chế và khử mùi.

– Sản xuất xà phòng bằng phương pháp nóng:

Phản ứng 1: Phản ứng giữa glycerin và axit béo tạo thành triglycerid.

Tiếp theo là quá trình gia nhiệt, dầu và kiềm đi vào buồng trộn, tạo điều kiện thích hợp như nhiệt độ khoảng 90 độ C.

Phản ứng giữa glycerol và axit béo

Phản ứng 2: Phản ứng của triglycerid và natri hydroxit. Các hạt natri hydroxit hoặc kali hydroxit được lấy và hòa tan trong nước.

Dưới đây là một ví dụ cụ thể:

Phản ứng của triglycerid và natri hydroxit

Xà phòng thành phẩm được chuyển vào buồng phun áp suất thấp. Nước bay hơi, xà phòng lắng đọng.

Phản ứng 3: Phản ứng thu hồi Glycerin

Nếu thêm Na+ vào hỗn hợp thì cân bằng phản ứng sẽ đảo ngược để giảm thiểu Na+ theo nguyên lý Le Chatelier. Tại thời điểm này, mật độ glycerol tăng và mật độ xà phòng giảm. Xà phòng sau đó nổi lên trên và glycerin lắng đọng ở phía dưới. Glycerin được thu hồi từ đáy bể. Phản ứng thu hồi glycerin dựa trên sự phân tách bằng chênh lệch mật độ.

Ngoài ra, để thu hồi NaOH người ta trung hòa nó bằng cách cho thêm một loại axit yếu như axit xitric. Ngoài axit citric, axit photphoric cũng có thể được sử dụng làm axit yếu cho quá trình này.

– Được sản xuất bằng phương pháp nguội:

Xà phòng được sản xuất thông qua một quá trình làm mát tương đối dài. Hỗn hợp được khuấy mạnh trong khoảng 2 giờ và các chất phụ gia thường được thêm vào ở giai đoạn này. Ngay khi phần lớn hỗn hợp đã đông đặc lại, xà phòng thô được lấy ra và đổ vào khung làm mát. Ở đó, quá trình xà phòng hóa cũng tiếp tục trong một ngày hoặc hơn.

Xà phòng thô (hàm lượng chất béo: 58%) được lấy ra khỏi khung, cắt thành từng miếng và đóng gói.

– Được sản xuất theo quy trình nóng hoàn toàn:

Trong quá trình này, phản ứng xà phòng hóa thường diễn ra ở nhiệt độ cao tới 100 độ C. Ở đây, chất béo cũng cho phép sử dụng từ nhiều nguồn hơn. Glycerin sau đó được tách ra khỏi xà phòng bằng cách rửa bằng kiềm.

Vì vậy, phương pháp này sản xuất được nhiều loại xà phòng, từ xà phòng gia dụng cơ bản đến xà phòng vệ sinh cao cấp.

3.2 Sản xuất xà phòng trong phòng thí nghiệm

Chất dùng trong phòng thí nghiệm để sản xuất xà phòng:

• Hóa chất: NaOH khan, cồn, nước, dầu ăn.
• Dụng cụ: Nồi, thìa…

Sản xuất xà phòng trong phòng thí nghiệm

Thứ tự các bước như sau:

• Cho 30ml rượu vào tô, thêm 30ml nước. Thêm 30g NaOH vào, khuấy đều.
• Đun nóng dầu ăn, để nguội khoảng 30 – 40 độ C. Đổ từ từ hỗn hợp trên vào và khuấy đều.
• Tiếp tục khuấy để thêm một chút hương vị và màu sắc.
• Khi hỗn hợp dần đông lại thì đổ vào khuôn xà phòng.

Trên đây là quy trình sản xuất xà phòng ở quy mô công nghiệp và phòng thí nghiệm. Cách thực hiện khá đơn giản nên bạn có thể tự làm tại nhà để tạo ra sản phẩm cho riêng mình. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm thông tin về hóa chất, đừng bỏ lỡ những bài viết thú vị của chúng tôi trên website vietchem.com.vn