ỨNG DỤNG của LINEAR ALKYLBENZEN SULFONIC ACID(LABSA) TRONG LĨNH vực tẩy rửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN KẾT THÚC MÔN
HOẠT CHẤT BỀ MẶT
Đề tài : ỨNG DỤNG CỦA LINEAR
ALKYLBENZEN SULFONIC ACID(LABSA)
TRONG LĨNH VỰC TẨY RỬA

GVHD: TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
SVTH: NGUYỄN LÊ HOÀNG VŨ
MSSV: 18139226

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 ,2022


MỤC LỤC
Chương 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT........................................................... 5
1.1 Giới thiệu chung về chất hoạt động bề mặt trong lĩnh vực tẩy rửa.............. 5
1.1.1 Định nghĩa sức căng bề mặt[1].............................................................. 5
1.1.2 Định nghĩa chất hoạt động bề mặt[3].....................................................5
1.1.3 Định nghĩa chất tẩy rửa và phân loại chất hoạt động bề mặt[4]............6
1.2 Các tính chất cơ bản của chất hoạt động bề mặt[2]......................................8
1.2.1 Tính thấm ướt......................................................................................... 8
1.2.2 Khả năng tạo bọt.....................................................................................8
1.2.3 Khả năng hòa tan.................................................................................... 9
1.2.4 Khả năng hoạt động bề mặt....................................................................9
1.2.5 Khả năng nhũ hóa...................................................................................9
1.2.6 Điểm Kraft – điểm đục.........................................................................10
1.2.7 HLB( Tính ưa nước – ưa dầu – cân bằng)........................................... 10

Chương 2 : GIỚI THIỆU VỀ LINEAR ALKYLBENZEN SULFONATE..... 11
2.1 Định nghĩa và tính chất............................................................................... 11
2.1.1 Định nghĩa[2]........................................................................................11
2.1.2 Tính chất:.............................................................................................. 11
2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá của chất hoạt động bề mặt LAS[6]................... 12
2.2 SỰ RA ĐỜI CỦA LAS ( LINEAR ALKYLBENZENE
SULPHONATE)[5].........................................................................................................13
2.3 Quá trình phát triển của LAS...................................................................... 14
2.4 Đặc điểm[3]................................................................................................. 15
2.5 Một số ứng dụng thực tế[3].........................................................................16
Chương 3 : SẢN XUẤT BỘT GIẶT THEO PHƯƠNG PHÁP SẤY PHUN.. 18
3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun[7]
18
3.1.1 LABSA ( Linear Alkyl Benzene Sulphonic Acid):............................. 19
3.1.2 Khuấy tẩy..............................................................................................20
3.1.3 Trung hoà..............................................................................................20
3.1.4 Khuấy trộn............................................................................................ 20
3.1.5 Nghiền và lọc........................................................................................20
3.1.6 Sấy phun............................................................................................... 21
1


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
3.1.7 Phân loại hạt......................................................................................... 21
3.1.8 Đóng gói............................................................................................... 22
Chương 4 : KẾT LUẬN.....................................................................................24
Tài liệu tham khảo..............................................................................................25

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

2


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt

6

Hình 2: Phân loại chất HĐBM : Non-ionic, Anionic, Cationic và lưỡng cực

6

Hình 3: Khả năng hoạt động bề mặt của chất HĐBM

9

Hình 4: Cơng thức cấu tạo của Linear Alkylbenzen Sulfonate

11

Hình 5: Các loại bột giặt trên thị trường hiện nay

18

Hình 6: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun

18

Hình 7: Sơ đồ khối sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun

19

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Các chỉ tiêu ngoại quan

12

Bảng 2: Các chỉ tiêu hóa, lý

12

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

3


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
LỜI MỞ ĐẦU
Ở cuộc sống hiện đại, nhu cầu về các chất tẩy rửa ngày càng được quan tâm và trở
thành một nhu cầu không thể thiếu được đối với con người. Ở bất kì đâu, bất kì ai cũng
đều sử dụng những sản phẩm như kem đánh răng, sữa tắm, xà phịng tắm, xà phịng
giặt… Tất cả đã hình thành nên ngành công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa. Ngành công
nghiệp này đặt trên việc sử dụng và phát triển các chất hoạt động bề mặt và phụ gia cho
các chất hoạt động bề mặt.
Hiện nay người tiêu dùng không những chú trọng về chất lượng sản phẩm mà còn
hướng tới sức khỏe và tính bảo vệ mơi trương của từng sản phẩm. LAS (Linear
Alkylbenzen Sulfunate) là một chất rất quan trọng trong công nghiệp sản xuất chất tẩy
rửa ngày nay. Đề tài này sẽ giúp chúng ta nhìn được một cách khái quát hơn về công
nghệ tẩy rửa hiện nay.

Chính vì vậy em quyết định chọn đề tài “ Ứng dụng cúa Linear Alkylbenzen
Sulfunate” làm tiểu luận.
Trong quá trình nghiên cứu làm bài tiểu luận em đã nhận được sự giảng dạy tận
tình của cơ Phan Nguyễn Quỳnh Anh cùng với các anh chị và các bạn đã có những bài
viết quý giá ở trên các wedsite, diễn đàn liên quan đến đề tài
Tiểu luận này được tổng hợp từ nhiều tài liệu khác nhau nếu có phần nào chưa đầy
đủ, chính xác như cơ và các bạn mong muốn, thì rất mong thầy cơ và các bạn góp ý thêm
để bài tiểu luận này được hoàn thiện và chính xác hơn.
Xin chân thành cám ơn.

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

4


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

1 Chương 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1

Giới thiệu chung về chất hoạt động bề mặt trong lĩnh vực tẩy rửa

1.1.1 Định nghĩa sức căng bề mặt[1]
Sức căng bề mặt là tính chất của bề mặt chất lỏng được hiển thị bằng hoạt động
của nó như thể nó là một màng đàn hồi bị kéo căng. Hiện tượng này có thể được quan sát
thấy dưới dạng gần như hình cầu của những giọt chất lỏng nhỏ và bọt xà phòng.
Sức căng bề mặt phụ thuộc chủ yếu vào lực hút giữa các phần tử bên trong chất
lỏng nhất định và cả chất khí, chất rắn hoặc chất lỏng tiếp xúc với nó. Ví dụ, các phân tử
trong một giọt nước sẽ hút nhau một cách yếu ớt. Các phân tử nước bên trong giọt nước
có thể được coi là bị các phân tử xung quanh hút theo mọi hướng như nhau. Tuy nhiên,

nếu các phân tử bề mặt có thể bị dịch chuyển ra bên ngoài một chút so với bề mặt, chúng
sẽ bị hút trở lại bởi các phân tử gần đó. Năng lượng gây ra hiện tượng căng bề mặt có thể
được coi là xấp xỉ tương đương với cơng hoặc năng lượng cần thiết để loại bỏ lớp bề mặt
của các phân tử trong một đơn vị diện tích. Do đó, sức căng bề mặt có thể được biểu thị
bằng đơn vị năng lượng (jun) trên một đơn vị diện tích (mét vng).
1.1.2 Định nghĩa chất hoạt động bề mặt[3]
Chất họat động bề mặt là những chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của
dung môi chứa nó. Các chất này có khả năng hấp phụ lên lớp bề mặt , có độ tan tương đối
nhỏ,nếu khơng chúng có xu hướng rời khỏi bề mặt vào trong lòng chất lỏng
Các chất họat động bề mặt trong nước đa số là các chất hữu cơ như các acid béo,
muối của acid béo, ester, rượu, alkyl sulfate.... Các phân tử chất họat động bề mặt bao
gồm hai phần:
+ Phần phân cực (ái nước, ưa nước, háo nước) thường chứa các nhóm
carboxylate,sulfonate, sulfate, amine bậc bốn...... Nhóm này làm cho phân tử chất họat
động bề mặt có ái lực lớn đối với nƣớc và bị kéo vào lớp nước.
+ Phần không phân cực (kỵ nước, ghét nước hay ái dầu, háo dầu, ưa dầu) là các
gốc hydrocarbon không phân cực kỵ nước, không tan trong nước, tan trong pha hữu cơ
không phân cực nên bị đẩy đến pha không phân cực. Phân tử chất họat động bề mặt được
biểu diễn như sau:
Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

5


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

Hình 1: Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt
1.1.3 Định nghĩa chất tẩy rửa và phân loại chất hoạt động bề mặt[4]
Chất tẩy rửa là chất có khả năng làm sạch hiệu quả bởi vì nó chứa một hay nhiều
chất hoạt động bề mặt (HĐBM- surfactant) có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa

hai chất lỏng và một chất rắn. Chất HĐBM có thể được dùng như chất tẩy rửa, tác nhân
làm ướt , chất phân tán...
Mỗi phân tử của chất hoạt động bề mặt có một đầu ưa nước ( tan trong nước)
thơng thường là một nhóm ion hoặc non-ionic, đầu này bị các phân tử nước hút và một
đầu không ưa nước (kị nước nghĩa là không tan trong nước ) thông thường là một mạch
carbon dài, đầu này đồng thời vừa đẩy nước vừa hút nước vào các chất dầu mỡ bẩn. Các
lực ngược nhau này đã kéo các chất bẩn ra và làm chúng treo lơ lửng trong nước ở dạng
hòa tan , nhũ hoặc huyền phù. Quá trình khuấy đảo bằng tay hay máy đã kéo hẳn các chất
bẩn ra khỏi bề mặt cần làm sạch
Chất HĐBM được phân loại theo đầu phân cực bao gồm: Chất hoạt động bề mặt
Anionic, chất hoạt động bề mặt Cationic, chất hoạt động bề mặt non-ionic, chất hoạt
động bề mặt lưỡng tính.

Hình 2: Phân loại chất HĐBM : Non-ionic, Anionic, Cationic và lưỡng cực

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

6


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
+ Chất hoạt động bề mặt Anionic: Khi cho chất HĐBM anionic vào trong nước
sẽ bị phân li thành ion âm, chúng có khả năng hoạt động bề mặt mạnh nhất, khả năng lấy
dầu cao, tạo bọt to nhưng kém bền. Chất hoạt động bề mặt anionic bị thụ động trong môi
trường nước cứng chứa ion Ca2+ và Mg2+. Đây là loại chất hoạt động bề mặt được sử
dụng rộng rãi và phổ biến trong giặt giũ, các loại chất tẩy gia dụng...Sau đây là một số
chất HĐBM anionic:
-

Sodium dodecyl sulfate (SDS)

-

Ammonium lauryl sulfat (ALS)

-

Sodium lauryl sulfate (SLS)

-

Sodium lauryl ether sulfate ( SLES)

-

Linear alkyl benzene sunlfonate ( LABSA)

+ Chất hoạt động bề mặt Cationic: Chất hoạt động bề mặt cationic thường là
dẫn xuất của muối ammoni bậc 4 bị phân li thanh ion dương trong dung dịch, có khả
năng làm bền bọt, tạo nhũ tốt , lấy dầu ít nên êm dịu với da. Sau đây là một số chất hoạt
động bề mặt cationic:
-

Cetyl trimethylamonium bromide( CTAB)

-

Cetyl pyridinium chloride( CPC)

-

Polyethoxylate tallow amine (POEA)

-

Benzalkonium chloride (BAC)

-

Benzethonium chloride (BZT)

+ Chất hoạt động bề mặt Non-ionic: Chất hoạt động bề mặt non-ionic có chứa
nhóm chất phân cực khơng bị ion hóa trong dung dịch nước nên khơng tích điện vì thế ít
bị ảnh hưởng bởi nước cứng và pH của môi trường tuy nhiên vẫn có khả năng tạo phức
với ion kim loại. Chất HĐBM non-ionic có tác dụng làm êm dịu với da, khả năng lấy dầu
ít và tạo bọt kém, thường được dùng trong những chất tẩy rửa cho máy rửa chén và giặt
giũ.
-

Alkyl polyglucosides

-

Octyl glucoside

-

Decyl glucoside

-

Cetyl alcohol

-

Oleyl alcohol

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

7


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
-

Cocamide monoathanolamine (cocamide MEA)

-

Cocamide diethanolamine (cocamide DEA)

-

Cocamide triethanolamine (cocamide TEA)

+ Chất hoạt động bề mặt lưỡng cực: tùy thuộc vào pH của mơi trường mà chất
hoạt động bề mặt lưỡng tính có khả năng chuyển thành anionic, cationic hoặc non-ionic.
Chất HĐBM lưỡng tính rất thích hợp cho da nhờ đặc tính lấy dầu nhẹ và ổn định, thường
dùng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân và một số sản phẩm sạch gia dụng. Một số
chất hoạt động bề mặt lưỡng cực như :

1.2

-

Imidazoline

-

Alkyl amido propyl sulfobetain

-

Sulfonat betain

-

Betain etoxy hóa

-

Dodecyl betaine

-

Dodecyl dimethylamine oxide

-

Cocamidopropyl betaine

-

Coco ampho glycinate

Các tính chất cơ bản của chất hoạt động bề mặt[2]

1.2.1 Tính thấm ướt
Tính thấm ướt tạo điều kiện để vật cần giặt rửa, các vết bẩn tiếp xúc với nước một
cách dể dàng nên đóng vai trị quan trọng.
Vải sợ có khả năng thấm ướt dể dàng nhưng nước khó thấm sâu vào bên trong cấu
trúc vì sức căng bề mặt rất lớn nhất là khi vải sợi bị dây bẩn bằng dầu mỡ. Vì thế, dùng
xà phòng để làm giảm sức căng bề mặt của nước và vải sợi
1.2.2 Khả năng tạo bọt
Bọt được hình thành do sự phân tán khí trong mơi trường lỏng. Hiện tượng này
làm cho bề mặt dung dịch tẩy rửa tăng lên.
Khả năng tạo bọt và độ bền bọt phụ thuộc vào cấu tạo của chính chất đó, nồng độ,
nhiệt độ của dung dịch, độ pH và hàm lượng ion CA2+ và Mg2+ trong dung dịch chất tẩy
rửa.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

8


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
1.2.3 Khả năng hịa tan
Tính hịa tan phụ thuộc vào các yếu tố:
-

Bản chất và vị trí nhóm ưa nước. Nhóm ưa nước ở đầu mạch dể hịa tan hơn
nhóm ở giữa mạch.

-

Chiều dài của mạch Hidrocacbon. Nhóm kỵ nước mạch thẳng dể hòa tan hơn
mạch nhánh.

-

Nhiệt độ.

-

Bản chất của ion kim loại: với ion Na+, K+ dể hòa tan hơn các ion Ca2+, Mg2+.

1.2.4 Khả năng hoạt động bề mặt
Nước có sức căng bề mặt lớn. Khi hòa tan xà phòng vào nước, sức căng bề mặt
của nước giảm. Một lớp hấp thụ định hướng hình thành trên bề mặt nhóm ưa nước hướng
vào nước, nhóm kỵ nước hướng ra ngồi. Nhờ có lớp hấp thụ đó mà sức căng bề mặt của
nước giảm vì bề mặt nước – khơng khí được thay bằng kỵ nước – khơng khí (giữa các
pha).

Hình 3: Khả năng hoạt động bề mặt của chất HĐBM
1.2.5 Khả năng nhũ hóa
Nhũ tương là hệ phân tán khơng bền vững nên muốn thu được hệ bền vững thì
phải cho thêm chất nhũ hóa.
Xà phịng thường được dùng làm chất ổn định nhũ tương. Tác dụng của chúng là
làm giảm sức căng bề mặt của hai hướng dầu nước, sau đó, làm cho hệ nhũ tương dễ
dàng ổn định.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

9


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
1.2.6 Điểm Kraft – điểm đục
Khả năng hòa tan của các chất hoạt động bề mặt anion tăng lên theo nhiệt độ. Khả
năng hòa tan này tăng trưởng đột ngột khi tác nhân bề mặt hòa tan đủ để tạo thành Micell.
Điểm Kraft là điểm mà tại nhiệt độ các Micell có thể hòa tan được.
Độ tan của các chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào liên kết hydro trong nước với
chuỗi polyoxyetylen. Năng lượng của liên kết hydro rất lớn khi tăng nhiệt độ vì khi đó sự
mất nước làm giảm độ hòa tan. Điểm đục là điểm tại nhiệt độ đó các chất hoạt động bề
mặt khơng hịa tan được.
1.2.7 HLB( Tính ưa nước – ưa dầu – cân bằng)
HLB là một đơn vị đo lường lưỡng tính đối cực của phân từ.
Giá trị HLB dao động từ 1 – 20.
1 – 4 : Không phân tán trong nước
3 – 6 : Ít phân tán
8 – 10 : Phân tán đục nhưng ít ổn định
13 : Dung dịch trong.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

10


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

2 Chương 2 : GIỚI THIỆU VỀ LINEAR ALKYLBENZEN
SULFONATE
2.1

Định nghĩa và tính chất

2.1.1 Định nghĩa[2]
LAS hay LABSA(Linear alkylbenzen sulfonate) là hỗn hợp của Benzen Sulfonic
Acid mạch thẳng.
Công thức phân tử : R – C6H4 – SO3H với R = C9 – C16.
Chứa các dãy alkyl chứa tổng số nguyên tử carbon khác nhau (C9 : nhỏ hơn 1%,
C10 : từ 8 đến 16%, C11 : từ 26 đến 38%, C12 : từ 26 đến 38%, C13 : từ 15 đến 27%, dài
hơn C13 : ít hơn 2,5%.
Trong đó nhóm alkyl mạch thẳng( phần kỵ nước) và phần ưa nước( nhóm -SO3H)
liên kết trực tiếp vào nhân bazo.

Hình 4: Cơng thức cấu tạo của Linear Alkylbenzen Sulfonate
LAS là muối của các acid sulfonic thu được sau q trình sulfonate hóa các
alkylbenzen mạch thẳng( LAB) tương ứng. Đây là những chất hoạt động bề mặt tổng hợp
dạng ion âm (anion) thuộc nhóm sulfonate – nhóm quan trọng nhất trong số các chất hoạt
động bề mặt tổng hợp.
2.1.2 Tính chất:
-

LAS dễ phân huỷ sinh học trong điều kiện hiếu khí.

-

Khả năng hồ tan trong nước giảm khi chiều dài chuỗi alkyl tăng và tuỳ thuộc
vào ion dương của muối.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

11


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
-

Ở nhiệt độ phòng, LAS (C12) là chất rắn màu vàng nhạt. - LAS bền trong mơi
trường oxy hố.

-

Một trong những tính chất quan trọng của LAS là nó có tính tương thích cao
hơn các chất hoạt động bề mặt anionic khác, do chúng có thể sử dụng trong cả
đơn cơng nghệ acidic và alkaline như một loại chất tẩy rửa dạng lỏng hay dạng
bột đều được.

-

LAS là hợp chất cơ tính ổn định cao.

2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá của chất hoạt động bề mặt LAS[6]
Chất hoạt động bề mặt LAS phải phù hợp với qui định trong bảng 1 và bảng 2:
Bảng 1: Các chỉ tiêu ngoại quan
Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

1. Trạng thái

Lỏng sệt, đồng nhất

2. Màu sắc

Nâu sáng

Bảng 2: Các chỉ tiêu hóa, lý
Tên chỉ tiêu
1. Hàm lượng LAS, tính bằng phần
trăm khối lượng, khơng nhỏ hơn
2. Khối lượng phân tử trung bình, tính
bằng gam
3. Hàm lượng H2SO4, tính bằng phần

Mức chất lượng
95,5
322 – 324
1,5

trăm khối lượng, không lớn hơn
4. Hàm lượng nước, tính bằng phần
trăm khối lượng, khơng lớn hơn
5. Hàm lượng dầu tự do, tính bằng
phần trăm khối lượng, khơng lớn

1,0
2

hơn

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

12


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
6. Chỉ số axit, tính bằng mg KOH

185 – 188

7. Độ màu, tính theo độ Klett, khơng
lớn hơn
2.2

70

SỰ RA ĐỜI CỦA LAS ( LINEAR ALKYLBENZENE SULPHONATE)[5]
Thật ra xà phòng là chất tẩy rửa đầu tiên xuất hiện trong nền văn minh của chúng

ta. Các cuộc nghiên cứu đầu tiên đã gắn việc phát minh xà phòng cho người Gaulois, mãi
cho đến khi người ta khám phá ra trong thung lũng Indus (được đơ thị hóa 2500 năm
trước cơng ngun) một “ hypocauste” nghĩa là một phịng ngầm dưới đất trong đó người
ta đun nóng nước và chính là nguồn gốc đầu tiên. Cho dù sự chế biến cịn thơ sơ nhưng
trong nhiều thế kỷ xà phòng vẫn là sản phẩm xa xỉ để tắm gội, vừa là mỹ phẩm và ngay
cả dược liệu. Nhờ sự thúc đẩy của hai nhà khoa học Pháp mà xà phịng trở thành một sản
phẩm thơng dụng. Vào cuối thế kỷ 18 Leblane khám phá ra rằng xút có thể được sản xuất
từ natri clorua. Vài năm sau, Chvreul đã thành cơng khi giải thích được phản ứng hóa học
giữa chất kiềm và triglyxerit. Từ thời kỳ này, sự sản xuất công nghiệp trở nên dễ dàng

hơn và được hiểu rõ nên việc dùng xà phòng cứng trở thành phổ biến. Vào thời đại này,
nhiều xí nghiệp xuất hiện trong vùng Địa Trung Hải “xà phòng Maroeille” nổi tiếng đã ra
đời. Nhưng cho dù các lĩnh vực sử dụng xà phòng rộng lớn nhưng chỉ ở giới hạn riêng lẻ.
Khuyết điểm chính của nó là người ta làm xà phịng từ các chất có mùi nồng. Sự cải tiến
đầu tiên đạt được do thêm vào chất natri silicat giúp vừa làm dịu nước, vừa loại các ion
Fe ra, các ion Fe này là nguyên nhân làm cho vải bị vàng úa.
Sau khi quan sát thấy vải quần áo phơi khơ trên cỏ đồng nội cịn trắng hơn nữa (do
tác động phối hợp giữa ánh sáng và cặn nguồn khơng khí), người ta nảy sinh sáng kiến
đưa một chất phụ gia, để có được điều này phải thử nghiệm nhiều lần. Riêng chất
perborat natri khi được đưa vào các hợp chất tẩy rửa đã là một cuộc cách mạng nhỏ. Về
sau các nhà khoa học hướng các cuộc nghiên cứu về những sản phẩm thay thế còn hữu
hiệu hơn cả xà phịng, có được nhờ tổng hợp hóa chất. Fruitz Guinther của BASF đã
thành công khi sáng chế cất tẩy rửa tổng hợp đầu tiên bằng cách ankyl hóa rồi sunfua hóa
chất naphtalen.
Tuy nhiên chuổi phân tử alkyl naphtalen q ngắn, khơng thể có đầy đủ
những đặc tính tẩy rửa. Ông Bertsch người Đức đã khám phá rằng este hóa chất axit béo
của dầu kèm theo việc sunfua hóa làm phát sinh một chất mang những đặc tính thấm ướt
Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

13


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
tuyệt vời (chất butyleste sunfonat) nhưng hiệu quả giặt tẩy còn quá kém. Một trong
những đức tính của nhà nghiên cứu là tính phấn đấu. Vài năm sau, Betsch và các cộng tác
viên của ông đã chế biến thành công những chất tẩy rửa tuyệt vời bằng cách sulfonat hóa
các rượu béo. Do đó các sunphat rượu béo đã gia nhập vào thế giới các chất hoạt động bề
mặt. Vào năm 1946, người ta vượt qua một gia đoạn quan trọng khác khi hịan chỉnh một
ngun liệu mới khơng đắt lắm và cũng khơng tác hại. Chất alkylbenzen sulfonat (hay
ABS) có thể thay thế hữu hiệu xà phòng và các bột giặt gốc dùng trong các cơng việc tẩy

giặt trong gia đình.
Với tính chất ít cảm ứng với chất vơi, phối hợp với hiệu quả tuyệt hảo và giá cả
hợp lý, ABS trở thành chất hoạt động bề mặt “nổi tiếng” nhất sau xà phịng.
Trong những năm sau đó, người ta đã khám phá những phân tử khác, đặc biệt là các chất
như các rượu béo etoxy hố, trong đó chất noylphenol etoxy hố đóng vai trị chất dẫn
đầu. Tuy nhiên ABS vẫn còn là chất hoạt động bề mặt được sử dụng nhất. Nó được triển
khai liên tục cho đến đầu những năm 60, giai đoạn mà người ta có những nhạy cảm mới :
Môn sinh học bắt đầu được đề cập. Có lẽ có nhiều người cịn nhớ đến hình ảnh các khối
bọt xà phịng đầy ấn tượng trơi nổi trên vài dịng sơng suối nước ta. Cần phải có phản ứng:
ABS với khả năng phân huỷ sinh học yếu, ít nhất dưới dạng đầu tiên của nó, đã bị lên án
thực sự.
Người ta tìm ra giải pháp bằng cách thay thế chất tetrapropylen bằng các mạch
thẳng – LAS (linear Alkylbenzen sulphonate) thay thế nó. Cùng với sự phát triển các chất
hoạt động bề mặt, người ta cũng mang lại sự cải thiện khác cho các hợp chất tẩy
rửa như thay thế cacbon natri bằng các phức hợp hữu hiệu hơn: các diphosphat (hay
tripolyphonat bằng TPP) vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay.
2.3

Quá trình phát triển của LAS
Trong nhiều năm trước đây xà phịng ln đáp ứng tốt nhu cầu cung ứng cho xã

hội và cho đến khi chất béo và dầu trong động vật, thực vật - thành phần cơ bản cần thiết
để tạo nên xà phòng trở nên thiếu thốn, cùng với cuộc chiến tranh Thế Giới lần I, II đã
dẫn đến việc thúc đẩy tìm kiếm một chất có thể thay thế được. Từ đó những nghiên cứu
thương mại đã phát hiện được chất hoạt động bề mặt có thể thu được dễ dàng bằng cách
tổng hợp từ hóa dầu, đó là LAS (linear Alkylbenzen) .

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

14

Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
Sự phát triển này chứng tỏ một bước nhảy vượt bậc vận may cho công nghiệp tẩy
rửa và xã hội. Không giống như xà phịng truyền thống thơng thường, những chất hoạt
động bề mặt này có sức kháng cự hơn nước cứng và vì thế nó cải thiện được năng suất
cho q trình sản xuất chất tẩy rửa.
LAS lần đầu tiên được thương nghiệp hóa vào đầu thập niên 60 như một chất thay
thế có thể bị vi khuẩn làm thối rửa DDBS (Dodecyl benzene sulphonate - Branched
alkylbenzene sulphonate) là nhà máy xử lý chất thải bọt, dịng sơng, suối.
LAS có thể được xem như một tác nhân tẩy rửa “ xanh” đầu tiên, bởi vì nó là chất
hoạt động đầu tiên được giới thiệu là chất giải quyết vấn đề về môi trường. Sự thay thế
như vậy là kết quả của nỗ lực lớn theo sau những phát minh cho việc cung ứng chất họat
động bề mặt Thế giới và công nghiệp tẩy rửa với một trong số những chất tẩy rửa có hiệu
quả và an tồn mơi trường nhất. Những nghiên cứu này đã tiếp tục thực hiện trong suốt
40 năm qua và không ngừng cải thiện chất lượng và an toàn cũng như trong sự phát triển
mới cả về sản xuất LAB (Linear Alkylbenzene, nguyên liệu thô của LAS ) và sự sunfonat
hóa.
LAS là một chất hoạt động bề mặt anionic được phát triển từ alkylbenzen mạch
thẳng (LAB). Khoảng 99% sản lượng LAB được chuyển thành LAS qua quá trình
sulphonat hóa. LAS thì hầu hết được sử dụng dành riêng trong thành phần chất tẩy rửa.
Trong một số trường hợp LAS thì được sử dụng như là một dẩn xuất của Natri. Và trong
một vài ứng dụng đặt biệt thì LAS cũng được sản xuất từ dẫn xuất khác.
2.4

Đặc điểm[3]
Các chất họat động bề mặt alkyl aren sulfonate phổ biến nhất là alkyl benzene

sulfonate có phần kỵ nước là gốc alkyl nối vào vòng benzene, phần ái nước là nhóm
sulfonate – SO3-, gốc alkyl thường có C trên dưới 12. Chúng có một số tính chất cơ bản

sau:
-

Sulfonate chứa gốc alkyl phân nhánh có khả năng tẩy rửa thấp hơn so với
sulfonate có gốc alkyl thẳng.

-

Gốc alkyl càng phân nhánh thì alkyl benzene sulfate tƣơng ứng càng dễ tan
trong nước, khi chiều dài gốc alkyl tăng, độ phân nhánh tăng thì khả năng hịa
tan trong nước giảm.

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

15


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
-

Khi gốc alkyl thẳng nhóm phenyl sulfate ở vị trí C1 khả năng tẩy rửa của
sulfonate đạt cực đại khi gốc alkyl dài khỏang C11-C14.

-

Vị trí nhóm phenyl sulfonate cũng ảnh hưởng đến tính chất tẩy rửa.
Alkylbenzen sulfonate trong đó gốc alkyl là C12, thẳng, khả năng tẩy rửa tốt
khi nhóm phenylsulfonate ở C1, C2, C3, khi nhóm này di chuyển vào giữa thì
khả năng tẩy rửa giảm.

-

Khi mức độ phân nhánh của gốc alkyl tăng, khả năng phân hủy sinh học
giảm,cùng một số lượng C, alkyl benzene sulfonate mạch thẳng có khả năng
phân hủy sinh học gấp hàng chục lần so với các alkyl benzene sulfonate nhánh.

2.5

Một số ứng dụng thực tế[3]
Là chất họat động bề mặt chính trong các sản phẩm tẩy rửa, tiêu biểu là bột giặt

các lọai. Hàm lượng LAS sử dụng có thể trên dưới 10% cịn lại là các chất họat động bề
mặt không ion, sulfate natri, phosphate, boran, bentonite... LAS có tính tẩy rửa tốt nhưng
dễ bị kết tủa với ion Ca, Mg hơn alkyl sulfate. Trong trường hợp phụ gia không đủ người
ta thường bổ sung chất họat động bề mặt không ion ( RO(C2H4O)nSO3Na) để tăng cường
khả năng tẩy rửa.
Dùng trong sản xuất nước rửa chén. LAS rẻ và nhiều bọt, tẩy rửa tốt dùng kèm với
LES để tăng bọt, họat động tốt hơn trong nước cứng. LES ít hại da tay. LAS tẩy sạch dầu
mỡ nhưng làm khô da tay cho nên các sản phẩm nước rửa chén cao cấp có thêm các
thành phần bảo vệ da tay:
-

Chất phụ gia nguồn gốc protein ( dễ làm VSV phát triển)

-

Phụ gia nguồn gốc lanolin ( khó tan)

-

Các chất họat động bề mặt khơng ion, lưỡng tính ...

Trong một số dầu gội đầu cũng có sử dụng LAS (3—4%) nhất là dầu gội đầu dùng
cho tóc dầu vì khả năng tẩy rửa của LAS cao.
Một số kem đánh răng cũng sử dụng LAS ( 0,5%).
Dùng làm chất tạo bọt trong chữa cháy.
LAS dùng nhiều trong ngành xi mạ. Các bể điện phân phải chứa một lƣợng chất
họat động bề mặt thích hợp, thường sử dụng LAS, alkyl sulfate, .... Khi có mặt chất họat
Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

16


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
động bề mặt , lớp mạ nickel, crom không bị xốp, sẽ bóng đẹp, bền hóa mà khơng cần q
trình đánh bóng phụ . Mạ đồng, kẽm, mangan thường dùng chất họat động bề mặt cation.
Trước khi mạ cần phải xử lý bề mặt, tẩy rỉ sét. Chất họat động bề mặt làm cho quá trình
tẩy rỉ sét dễ dàng, bề mặt sạch, đồng đều.
Trong xử lý bề mặt kim lọai, LAS, alkyl sulfate, các chất họat động bề mặt không
ion được sử dụng nhiều. Trước khi sơn hay tráng men lên bề mặt kim lọai, chúng phải xử
lý bằng dung dịch H3PO4 (phosphate hóa bề mặt chuyển oxide thành phosphate, khó bị ăn
mòn). Các chất họat động bề mặt này tăng cường khả năng thấm ướt, giúp cho bề mặt
được xử lý tốt hơn và đồng đều hơn (không dùng xà phịng).

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

17


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

3 Chương 3 : SẢN XUẤT BỘT GIẶT THEO PHƯƠNG
PHÁP SẤY PHUN
Bột giặt là nhu yếu phẩm thiết yếu cho cuộc sống hàng ngày của mỗi chúng ta, đó
là sản phẩm tẩy rửa dạng bột dùng để giặt tẩy các chất bẩn trên vải, sợi, quần áo. Bột
giặt tồn tại ở dạng hạt bột trắng, tơi, xốp khơng vón cục, chứa các hạt tẩy linh hoạt xanh
và đỏ, tỷ trọng từ 400-600 gram/l, có mùi thơm tươi mát và dễ chịu.

Hình 5: Các loại bột giặt trên thị trường hiện nay
3.1

Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun[7]

Hình 6: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

18


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

Hình 7: Sơ đồ khối sản xuất bột giặt theo phương pháp sấy phun
3.1.1 LABSA ( Linear Alkyl Benzene Sulphonic Acid):
LABSA là một sulpho acid. Các sulpho acid là những acid mạnh, nên khơng chỉ
các muối của chúng với các cation hóa trị một mà cả các muối với cation hóa trị cao hoặc
ngay cả acid ở trạng thái tự do đều tan khá nhiều trong nước để tạo thành dung dịch có tất
cả các tính chất đặc trưng của dung dịch tẩy rửa. Do đó, có thể dùng chúng làm chất tẩy
rửa trong mơi trường nước cứng ( có ion Mg2+, Ca2+) và cả trong mơi trường acid.
Vì là acid mạnh nên phản ứng hoàn toàn với bazơ, phản ứng tỏa nhiều nhiệt, gây

ăn mịn nhơm đồng, hơi bốc ra khí SO2 rất độc, có mùi hắc. Một đặc tính khác của
LABSA là làm khô, gây rát khi tiếp xúc với da.
Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

19


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

LABSA nguyên liệu ở dạng rắn trước hết được cho vào bồn khuấy trộn cùng
với nước để đưa LABSA thành dạng dung dịch có nồng độ 50%.
3.1.2 Khuấy tẩy
Nguyên liệu LABSA trước khi đi vào quy trình sản xuất sẽ được khuấy tẩy bằng
dung dịch nước oxy già (H2O2) 35% để tăng độ tinh khiết của nguyên liệu. Hàm lượng
H2O2 dùng để tẩy trắng LABSA khoảng 0.1-0.15%.
3.1.3 Trung hoà
Sau khi khuấy tẩy xong, LABSA được bơm vào bồn khuấy trộn, sau đó ta
tiếnhành cho dung dịch NaOH đã được chuẩn bị trước vào bồn khuấy để trung h
oà LABSA để tạo muối Natri linear alkyl sunfonate (LAS), là một chất hoạt động bề mặt
rất tốt, khả năng tạo bọt tốt, tính tẩy rửa mạnh. Lượng NaOH cần để trung hoà khoảng
28%, tức 100kg nguyên liệu LABSA cần 28-28.5kg dung dịch NaOH đậm đặc (40- 45%).
3.1.4 Khuấy trộn
Sau khi q trình trung hồ, người ta tiếp tục cho các thành phần khác như chất
xây dựng (STP, Zeolit), chất chống ăn mòn (Natri silicate), chất chống tái bám (CMCNa,
polyme), chất độn (Na2SO4), chất tẩy trắng (TEAD, perborat), bột giặt sau sấy phun
khơng đạt kích cỡ hạt ở dạng bột vào bồn khuấy trộn với tỷ lệ tuỳ theo yêu cầu thành
phần của bột giặt để tạo dung dịch ở dạng kem nhão chuẩn bị cho quá trình sấy phun.
Nước cũng được thêm vào ở giai đoạn này để tạo dung dịch kem nhão có độ ẩ
m khoảng 60%. Hệ được giữ ở khoảng 80oC.
3.1.5 Nghiền và lọc

Dung dịch kem nhão sau khi ra khỏi bồn khuấy trộn sẽ được đưa vào một
máy nghiền trục vít để nghiền nhỏ các hạt chất rắn có kích thước lớn chưa hồ tan hết,
và các tinh thể hình thành trong hỗn hợp kem nhão.
Trước khi đi vào sấy phun, kem nhão được đưa vào một hệ thống lưới lọc từ nhằm
loại bỏ các chất rắn kim loại hoặc các chất rắn khác có kích thước lớn. Q trình này
được thực hiện nhằm tránh hiện tượng tắc nghẽn, giảm sự mài mòn các vòi phun của tháp
sấy phun.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

20


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
3.1.6 Sấy phun
Sấy phun là quá trình làm mất nước của hỗn hợp kem nhão. Chuyển hỗn hợp từ
dạng kem nhão có độ ẩm 60% thành dạng bột. Độ ẩm yêu cầu của bột sau khi sấy là 310%.
Hỗn hợp kem nhão từ bồn chứa trung gian được một hệ thống bơm hai cấp hút vào
và đẩy lên đi vào phía trên đỉnh tháp sấy phun. Kem nhão dưới tác dụng của hệ thống
bơm hai cấp và hệ thống máy nén khí sẽ đi vào vòi phun với áp suất khoảng 100 atm.
Kem nhão khi qua vòi phun sẽ được tán ra thành các hạt rất nhỏ (dạng sương) vào tháp
sấy
Trong khi đó, khơng khí từ mơi trường ngồi sẽ được quạt hút hút vào buồng đốt
để gia nhiệt khơng khí lên 300oC thành tác nhân sấy. Buồng đốt sử dụng dầu FO và
truyền nhiệt gián tiếp vào khơng khí sấy. Khơng khí sấy được quạt thổi khí đưa vào phía
dưới tháp sấy phun. Dịng khơng khí nóng đi lên từ đáy tháp sẽ gặp các hạt lỏng sẽ nhanh
chóng bốc hơi nước của các giọt lỏng, hình thành các hạt rắn bột giặt. Các hạt bột giặt
được hình thành có độ ẩm giao động từ 2 – 10% và sẽ rơi xuống đáy tháp.
Ở giai đoạn này, độ ẩm khơng khí trong buồng sấy ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc
và kích thước hạt bột giặt thành phẩm. Nếu độ ẩm khơng khí trong buồng sấy q thấp,

các hạt bột giặt sẽ có kích thước rất nhỏ và trở nên rời rạc do chúng khơng thể kết dính
lại với nhau. Ngược lại, nếu độ ẩm khơng khí trong buồng sấy q cao, hiện tượng kết
dính giữa các hạt bột giặt sẽ xảy ra mạnh mẽ làm tăng kích thước của chúng. Kết quả là
bột giặt không đạt độ mịn, độ đồng nhất về kích thước và cấu trúc hạt. Các hạt bột giặt
tạo thành sẽ được tháo vào băng tải.
Dịng khơng khí sấy sau khi qua tháp sẽ lơi cuốn theo các hạt bột giặt có kích
thước nhỏ, nhẹ sẽ được dẫn vào hệ thống thu hồi bụi ở đỉnh tháp trước khi đưa ra ngồi.
Bột giặt sau q trình sấy phun có nhiệt độ cao sẽ được làm nguội bằng khơng khí
khi vận chuyển trên băng tải.
3.1.7 Phân loại hạt
Bột giặt từ băng tải sẽ được đưa đến đường ống đặt thẳng đứng của hệ thống hút
chân không phân loại hạt. Khi bột giặt đi vào ống, dưới tác dụng của lực hút ch
ân khơng, các hạt có kích thước đạt u cầu sẽ được lơi cuốn theo dịng khí đi lên phía
Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

21


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
trên, và được thu hồi lại nhờ các cyclone, các hạt có kích thước q nhỏ thốt ra khỏi
cyclone sẽ được đưa vào thiết bị lọc túi và đưa về hoà tan lại vào dung dịch tạo kem nhão.
Cịn các hạt có kích thước quá lớn, trọng lượng của chúng thắng được lực hút chân không
sẽ bị rơi xuống dưới vào băng tải đưa về lại thiết bị khuấy trộn tạo dung dịch kem nhão
để sấy phun lại.
Bột giặt sau khi phân loại hạt được đưa vào các bồn chứa. Sau đó người ta sẽ trộn
bổ sung các thành phần khác, các chất nhạy nhiệt, dễ biến đổi bởi nhiệt độ cao khơng thể
cho vào trước q trình sấy phun, như: chất hoạt động bề mặt không ion (NI), chất tẩy
trắng quang học, enzyme, chất chống tạo bọt, chất màu. Các chất này được thêm vào
bằng hệ thống cân định lượng.
Tất cả hỗn hợp này được cho vào một hệ thống trộn thùng quay nhằm trộn đều các

thành phần và kết hợp phun hương tạo mùi thơm cho bột giặt.
Sau khi phối trộn bột giặt có tỷ trọng: 650-750 g/l.
3.1.8 Đóng gói
Thơng thường, người ta sử dụng bao bì bằng nhựa, nylon để đựng sản phẩm.
Yêu cầu chung về bao bì: hạn chế được sự tiếp xúc của ánh sáng, khơng khí và độ
ẩm từ môi trường xung quanh đến bột giặt.
Ưu điểm của phương pháp là sấy phun so với các phương pháp sấy khác là ở chỗ:
Quá trình sấy xảy ra nhanh( thường sau 15-30 giây vì các hạt ra khỏi vòi phun rất
mịn tiếp xúc giữ độ ẩm và khơng khí nóng rất tốt).
Dễ điều chỉnh các chỉ tiêu của sản phẩm cuối cùng qua chế độ sấy(ví dụ: nhờ điểu
chỉnh tốc độ phun và tốc độ dịng khí nóng, có thể điều chỉnh được kích thước hạt, độ ẩm
trong sản phẩm cuối cùng).
Sản phẩm có độ hịa tan tốt.
Ít bị hao hụt.
Dễ cơ khí hóa và tự động hóa q trình sấy.
Nhược điểm của phương pháp sấy phun là thiết bị phức tạp kích thước lớn:

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

22


Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa
Thành phần phối liệu cũng ảnh hưởng đển quá trình sấy và cơng suất thiết bị. Thí
dụ nếu thành phần nước cao nhiệt năng đòi hỏi nhiều hơn, natri silicat nhiều làm giảm tốc
độ bay hơi nước của phối liệu. Soda cho phép thu được sản phẩm có độ ẩm tối ưu.

Nguyễn Lê Hoàng Vũ 18139226

23

Ứng dụng của LABSA trong lĩnh vực tẩy rửa

4 Chương 4 : KẾT LUẬN
Linear Alkylbenzen Sulfonate được ứng dụng không chỉ trong các sản phẩm tẩy
rửa mà còn được ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như kem đánh răng,
sữa rửa mặt... do đặc tính lấy dầu tốt. Ngồi ra , Linear Alkylbenzen Sulfonate cịn được
dùng trong các ngành cơng nghiệp mỹ phẩm như chất nhũ hóa , chất tạo bọt.
Tuy nhiên, việc sử dụng Linear Alkylbenzen Sulfonate gây ảnh hưởng đến môi
trường .Ngày nay, chúng ta vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu khắc phục những
nhược điểm đó nhằm hướng tới sản xuất sản phẩm xanh và thân thiện với mơi trường

Nguyễn Lê Hồng Vũ 18139226

24