Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết lập công thức, sản xuất thử nghiệm chất tẩy rửa sinh học cho bề mặt sứ vệ sinh.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ
KHOA TP&HH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Nghiên cứu thiết lập công thức, sản xuất thử nghiệm chất
tẩy rửa sinh học cho bề mặt sứ vệ sinh.
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Dương
Lớp: Dk5-HH

Khóa: 2014 - 2018

Khoa: TP&HH
Giảng viên hướng dẫn:T.s Hoàng Thị Hòa

Ngày…tháng…năm 2018


DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

Giải thích

1

HPMC

Hydroxy propyl metyl cellulose

2

LAS

Liner alkyl benzen sunfonat acid

3

ml

Mililit

4

g

gam

5

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

6

LM

Lên men

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đaon các kết quả nghiên cứu đưa ra trong bài đồ án tốt nghiệp này là
các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu riêng tôi với sự hướng dẫn của Tiến Sĩ
Hoàng Thị Hòa, không cho sao chép bất kì kết quả nghiên cứu của tác giả nào khác.
Nội dung nghiên cứu có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các
nguồn tài liệu đã được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo.
Nếu tôi nói sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỉ luật theo quy định
SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu thực nghiệm và được sự quan tâm, giúp
đỡ chỉ bảo tận tình của các thầy cô khoa Thực phẩm & Hóa học cùng các bạn, tôi đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu thiết lập công thức, sản xuất thử nghiệm
chất tẩy rửa sinh học cho bề mặt sứ vệ sinh.”. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô
trong khoa Thực phẩm & Hóa học – Trường Đại học Sao Đỏ đã giúp đỡ và tạo điều
kiện thuân tiên nhất cho tôi thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô
Hoàng Thị Hòa, người đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi thực
hiện đề tài này.
Bài báo cáo này là kết quả của sự nỗ lực học hỏi và nghiên cứu của tôi. Vì thời
gian thực hiện đề tài có hạn, quá trình thực hiện còn gặp nhiều khó khăn nên không thể
tránh những thiếu sót. Do vậy, tôi rất mong nhận được sự góp ý kiến của các thầy, cô
và các bạn để đề tài báo cáo của tôi hoàn thiện hơn,
Tôi xin chân thành cảm ơn.


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài.

Từ xưa con người đã biết dùng các loài thực vật có khả năng tẩy rửa để làm sạch
cơ thể và đồ đạc, vật dụng của mình.Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kĩ
thuật việc tẩy rửa ngày càng dễ dàng hơn với các loại sản phẩm tẩy rửa ngày càng đa
dạng và có nhiều tính năng ưu việt. Các sản phẩm thông dụng nhất trên thị trường hiện
nay là chất tẩy rửa tổng hợp như: bột giặt, kem giặt, nước giặt.
Hoá chất tẩy rửa có vai trò quan trọng đối với đời sống hàng ngày, những lợi ích
của chúng là rất to lớn và đã được ghi nhận, từ những hóa chất tẩy rửa trong sản xuất
công nghiệp đến đến các sản phẩm tẩy rửa trong gia đình…Tuy nhiên nhiên, các sản
phẩm đó chủ yếu được sản xuất từ hóa chất, nhiều loại gây nguy hiểm cho sức khỏe
người tiêu dùng và ảnh hưởng tới môi trường sinh thái nếu được thải ra quá nhiều mà
chưa qua xử lý.
Xuất phát từ thực tế, em mong muốn chế tạo được một loại chất tẩy rửa có khả
năng phân hủy sinh học, an toàn với người dùng vì vậy em đã quyết định chọn đề tài
“Nghiên cứu thiết lập công thức, sản xuất thử nghiệm chất tẩy rửa sinh học cho bề
mặt sứ vệ sinh.” cho bài đồ án tốt nghiệp.
"Chất tẩy rửa sinh học" là chất tẩy rửa được tạo ra bằng việc sử dụng công nghệ
enzyme tạo ra các loại enzyme để loại bỏ vết bẩn. Chất tẩy rửa sinh học ra đời có thể
được coi là một sự thay thế hoàn hảo cho các loại hóa chất tẩy rửa vốn được coi là độc
hại, không tốt cho sức khỏe như bột giặt, thuốc tẩy mà vẫn đảm bảo hiệu quả và thân
thiện với môi trường.
2. Mục tiêu:
- Nghiên cứu tổng quan tài liệu về công thức, quy trình sản xuất chất tẩy rửa, chất tẩy
rửa sinh học, đặc điểm vết bẩn trên bề mặt sứ vệ sinh.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phối trộn sản phẩm.
- Nghiên cứu xây dựng được công thức chất tẩy sinh học cho bề mặt sứ vệ sinh.
- Đề xuất được quy trình sản xuất thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm.
- Sản xuất được 1 lít sản phẩm.
- Đánh giá được chất lượng sản phẩm tẩy rửa.
3. Phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu: “Chất tẩy rửa sinh học chế tạo từ nước chua đậu phụ có bổ

sung hương liệu”.
Phạm vi nghiên cứu: Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm
Khoa thực phẩm & Hóa học trường Đại học Sao Đỏ - Thời gian nghiên cứu:
11/3/2018-18/5/2018.


Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1.

Chất tẩy rửa.

1.1.1 Khái niệm.
Chất tẩy rửa là loại chất dùng để tăng tác dụng tẩy sạch của nước với các chất
bẩn có tính dầu (không tan trong nước). Khi hòa tan trong nước, chất tẩy rửa làm giảm
mạnh sức căng bề mặt giữa nước và các chất bẩn có tính dầu, nhờ đó làm cho chất bẩn
dễ thấm ướt và dễ bị lôi kéo ra khỏi bề mặt bị dính bẩn, đi vào môi trường nước. Kết
quả là bề mặt dính bẩn được tẩy sạch.
1.1.2 Phân loại.
Chất tẩy rửa được chia làm 2 loại chính là chất tẩy rửa tổng hợp và chất tẩy rửa
sinh học.
-

Chất tẩy rửa tổng hợp là loại chất tẩy rửa được đi từ nguyên liệu của các hợp
chất có nguồn gốc là hóa vô cơ, chất béo như: xút, axit và các chất hoạt động
bề mặt có nguồn gốc từ sản phẩm hóa dầu.

-

Chất tẩy rửa sinh học là loại chất tẩy rửa được đi từ nguyên liệu là các loài thực
vật, động vậy có khả năng phân hủy sinh học.

a) Chất tẩy rửa tổng hợp.

 Khái niệm.
Chất tẩy rửa tổng hợp là hỗn hợp chất hoạt động bề mặt (surfactant) hoặc hỗn hợp
các chất hoạt động bề mặt và phụ gia có tính chất làm sạch.

Hình 1.1 Một số loại chất tẩy rửa tổng hợp

 Phân loại.
Chất tẩy rửa tổng hợp được chia
b) Chất tẩy rửa sinh học.
Chất tẩy rửa sinh học là chất tẩy rửa có khả năng phân hủy sinh học, là loại chất tẩy
rửa được tạo ra bằng việc sử dụng công nghệ enzym tạo ra các loại enzym để loại bỏ
vết bẩn. Các enzym trong loại chất tẩy rửa này không hề ăn mòn da tay hay bám lại
trên bề mặt tẩy rửa khiến da bị ảnh hưởng, tuyệt đối an toàn cho da bởi khả năng hòa


tan cực kỳ tốt. Hơn nữa còn có thể sử dụng nước thải sau khi giặt để tưới cho cây, một
tính năng không tưởng đối với các loại chất tẩy rửa khác.
1.1.3. Chất tẩy rửa tổng hợp[1],[6]
Một sản phẩn tẩy rửa có thành phần rất phức tạp nhưng chúng thường bao gồm các
thành phần chính sau:
-

Chất hoạt động bề mặt

-

Các chất xây dựng

-

Các phụ gia

Mỗi thành phần trong chất tẩy rửa tuy có chức năng riêng nhưng chúng vẫn có tác
động qua lại với nhau. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta có thể thay đổi các phụ
gia cần thiết.
1.1.3.1. Chất hoạt động bề mặt.
Chất hoạt động bề mặt là thành phần quan trọng nhất của chất tẩy rửa. Nó có mặt
ở tất cả các chất tẩy khác nhau với nhiệm vụ là tẩy đi các vết bẩn và những chất lơ
lửng trong nước giặt để cho chúng không bám trở lại trên bề mặt.
Chất hoạt động bề mặt là hợp chất hóa học có sức căng bề mặt nhỏ hơn sức căng
bề mặt của dung môi, và trong dung dịch, nồng độ của nó ở bề mặt cao hơn bên trong
dung dịch, làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch, nồng độ của nó ở bề mặt cao hơn
bên trong dung dịch, làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch. Nếu có nhiều hơn hai
chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt động bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai
chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt động bề mặt vào trong một chất lỏng thì các phân tử
bắt đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn.
Những chất hoạt động bề mặt quan trong thường là những hợp chất hữu cơ gồm
phần: phần phân cực (phần ưa nước) và phần không phân cực (phần kị nước). Axit béo
là chất hoạt động bề mặt gồm gốc hydrocacbon là phần không phân cực và nhóm
cacboxyl là phần phân cực. Tính ưa, kị nước của một chất hoạt động bề mặt được đặc
trưng bởi một thông số độ cân bằng ưa kị nước (Hydrophilic Balance-HLB), giá trị
này có thể từ 0 đến 40. HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan trong nước, HLB
càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như dầu.
Tùy theo tính chất mà chất hoạt động bề mặt được phân theo các loại khác nhau.
Nếu xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt động bề mặt thì
có thể phân chúng thành bốn loại sau:
-

Chất hoạt động bề mặt anionic.

-

Chất hoạt động bề mặt cationic.

-

Chất hoạt động bề mặt NI

-

Chất hoạt động bê mặt lưỡng tính.

 Các chất hoạt động bề mặt anionic.


Nếu nhóm hữu cực được liên kết bằng hóa trị cộng với phần kị nước của chất hoạt
động bề mặt mang điện tích âm ( -COO-, -SO-3, -SO-4), thì chất hoạt động bề mặt được
gọi là anionic: các xà bông, các alkylbenzen sunlfonat, các sulfat rượu béo… là những
tác nhân bề mặt anionic.
 Các chất hoạt động bề mặt cationic:
Ngược lại, nếu nhóm hữu cơ mang một điện tích dương ( -NR, R 2R3+), sản phẩm được
gọi là cationic: clorua dimetyl-steearyl amoni là một ví dụ của nhóm này.
 Các chất hoạt động bề mặt NI:
Các chất hoạt động bề mặt NI có những nhóm hữu cực NI hóa trong dung dịch nước.
Phần kị nước gồm dây chất béo. Phần thích nước chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc
lưu huỳnh không ion hóa; sự hoàn tan là do cấu tạo những liên kết hydro giữa các phân
tử nước và một số chức năng của phần thích nước, chẳng hạn như các chức năng ete

của nhóm polyoxyetylen (hiện tượng hydrat hóa). Trong loại này, người ta thấy chủ
yếu là các dẫn xuất của polyoxyetylen hoặc polyoxypropylen nhưng cũng cần phải
thêm vào đây các este của đường, các alkanolamit.
 Các chất lưỡng tính:
Các chất lưỡng tính là những hợp chất có một phân tử tạo nên một ion lưỡng cực. Axit
xetylamino-axetic, chẳng hạn, trong môi trường nước cho hai thể sau đây:
C16H33 – NH2 – CH2 – COOH chất cationic trong môi trường axit.
C16H33 – NH – CH2 – COO- chất anionic trong môi trường kiềm.
Trong tất cả các phân tử ấy, phầm kị nước gồm một dây alkyl hay dây béo. Chúng
được biểu thị bằng:

1.1.3.2. Chất xây dựng
Chất xây dựng là thành phần được thêm vào chất tẩy rửa để gia tăng hoạt tính tẩy
rửa của các chất hoạt động bề mặt.
Các chất xây dựng có vai trò trung tâm trong suốt quá trình tẩy rửa. Chức năng của
chúng khá lớn là làm tăng hoạt tính tẩy rửa và loại bỏ ảnh hưởng của các ion Ca 2+ và
Mg2+ có trong nước và đôi khi cũng có trong thành phần chất bẩn và bề mặt nhiễm
bẩn. Các chất xây dựng bao gồm một vài loại sau: các hợp chất kiềm như natri
cacbonat và natri silicat, các phức hợp và các chất trao đổi ion.
Các chất xây dựng bao gồm những tính nắng sau:


-

Loại bỏ ảnh hưởng của các kim loại kiềm thổ từ nước, bề mặt, chất bẩn.

-

Có khả năng chống tái bám chất trơ trở lại cao, ngăn cản sự ăn mòn bề mặt
nhiễm bẩn.

-

Phân tán các hạt bẩn hoặc giữ các hạt ở trạng thái lơ lửng trong dung dịch.

-

Tính năng tẩy rửa tốt các chất màu, các chất béo, thích hợp với các thành phần
khác trong chất tẩy rửa, nguyên liệu dễ kiếm.

-

Không độc hại cho người sử dụng

-

Về mặt môi trường: phân hủy sinh học tốt, không làm ô nhiễm nguồn nước,
không gây hại đến các sinh vật.

-

Có tính kinh tế cao.

1.1.3.3. Các phụ gia
a) Phụ gia chống tái bám.
Các tác nhân chống tái bám được đưa vào nhằm ngăn cản các loại chất bẩn đã
được tẩy khỏi bề mặt tẩy rửa bị tái bám trên bề mặt tẩy rửa.
Phụ gia chống tái bám có chức năng:
-

Có khả năng chống lại hiện tượng hấp phụ thuận nghịch.

Kiểm soát sự kết tinh và ngăn không cho chúng lớn tới một cỡ tối ưu để
tránh sự tái bám của chúng vào vải vóc.
Gia tăng điện tích âm trong nước giặt tạo một lực đẩy lớn hơn giữa các
hạt qua đó tránh được sự ngưng kết dẫn đến sự tái bám trên vải vóc.
Tác nhân chống tái bám được sử dụng phổ biến gồm có: cacboxy methyl
cellulose (CMC, các dẫn xuất của tinh bột cacboxy), các ete celluloza, các copolyme
polyetylenterephtalat polyoxyetylenterephtalat (dùng cho vải polyeste).
b) Phụ gia chống tạo bọt.
Bọt là một nhũ tương của hai pha không hoà trộn (chẳng hạn pha nước và không
khí) tồn tại như một nhũ tương dầu - nước.
Các tác nhân chống tạo bọt làm giảm hoặc loại trừ bọt của sản phẩm. Chúng tác
động bằng cách ngăn cản sự tạo bọt, hoặc bằng cách làm tăng tốc độ huỷ chúng. Trong
trường hợp thứ nhất đó là những ion vô cơ như canxi có ảnh hưởng đến sự ổn định tĩnh
điện hoặc giảm nồng độ các anion (bằng kết tủa). Trong trường hợp thứ hai đó là
những chất vô cơ hoặc hữu cơ sẽ đến thay thế các phần tử của chất hoạt động bề mặt
của màng bọt, như vậy làm cho bọt khí ít ổn định.
c) Phụ gia tẩy trắng.
Chất tẩy trắng chứa clo
-

Natri hypoclorit NaClO: đây là tác nhân oxy hóa mạnh, ổn định ở pH > 10. Tốc độ tẩy
trắng tăng khi thêm một lượng vừa phải axit (để pH trong khoảng 5,0 ữ 8,5) để tạo ra
axit hypocloro (HClO). Sự giải phóng clo xảy ra ở pH < 5. Sự oxy hóa xenlulo lớn
nhất trong khoảng pH = 5 đến 9.


-

Natri clorit NaClO2: là nguồn dạng rắn khá ổn định của ClO 2. ClO2 không ổn định và
là chất tẩy trắng oxy hóa. Quá trình tẩy trắng được thực hiện ở pH 3,5 đến 4 với chất
đệm là natri dihydrophosphat.
Các peroxit vô cơ

-

Hydroperoxit: Trong quá trình tẩy, H2O2 phân ly thành H+ và HOO-, chính HOO- phân
hủy cho ra một nguyên tử oxy. Nguyên tử oxy này ghép vào liên kết đôi của chất màu,
phá hủy cấu trúc màu và do đó tẩy trắng vải. Phản ứng này diễn ra trong môi trường
kiềm. Vải cotton bị phá hủy khá mạnh trong điều kiện này. Các chất kích hoạt và chất
ổn định được đưa vào để kiểm soát quá trình tẩy trắng.

-

Natri perborat: Là các tinh thể trắng dạng bột, tan trong nước ở nhiệt độ thường. Khi
hòa tan trong nước sẽ tạo ra hydroperoxit. Trong thực tế thường sử dụng dung dịch 1%
ở pH = 10.
4NaBO2.H2O2+3H2O → NaB4O7 + H2O2 + 2NaOH

-

Natri percabonat Na2CO3.3H2O2: Dung dịch 1% của natri percacbonat có pH = 10,5.
Nó bị phân hủy ở nhiệt độ trên 20 oC tạo ra natri cacbonat và hydroperoxit.
Các peroxit hữu cơ

-

Perborat là một tác nhân tẩy trắng tốt, nhưng chỉ có hiệu lực ở 60 oC. Nhiệt độ tẩy rửa
thường thấp dưới 60 oC, có thể 40 oC, do đó các peraxit chứa các nhóm - OOH có khả

năng tẩy trắng cao hơn hydroxy peroxit thường được đưa vào sản phẩm tẩy rửa.

-

Peraxetic axit: Là dẫn xuất axetyl của hydro peroxit, thường ở dạng dung dịch 36 đến
40% trong axit axetic. Sự ổn định của peraxetic axit kém hydro peroxit, khi phân hủy
sẽ tạo ra gốc OH*, khi có mặt các ion như sắt quá trình phân hủy sẽ tăng nhanh.

-

Diperoxy dodecandioic axit: Đây là peraxit không tan trong nước, hiệu quả tẩy trắng
cao ở nhiệt độ thấp, khả năng tẩy trắng tức thì khi mới cho vào. Tuy nhiên nó không
ổn định trong môi trường kiềm, và có thể tự bốc cháy gây nguy hiểm cho người sử
dụng.

-

Tetra-axetyletylendiamin (TAED): TAED được sử dụng như là chất kích hoạt cho
H2O2 để đạt hiệu quả tẩy trắng ở nhiệt độ thấp. Nó kích hoạt peroxit bằng cách tạo ra
peraxetic axit ở nhiệt độ thấp, tại đó các peroxit thường là tác nhân tẩy trắng không
hoạt động.
Các tác nhân khử

-

Sunfua dioxit, sunfit, bisunfit: Sunfua dioxit tan trong nước tạo axit sunfurơ. Khi tăng
độ kiềm tồn tại dạng sunfit hoặc bisunfit. Đây là các tác nhân khử có khả năng tẩy
trắng tốt nhưng cũng gây phá hủy vải.
SO32- + 2OH- → SO42- + H2O + e-

-

Natri hydrosunfit Na2S2O4: Được sử dụng trong công nghiệp, tẩy trắng giấy và bột
giấy, cũng được sử dụng cho vải len mà không bị phá hủy như trường hợp dùng hydro
peroxit. Ở pH thấp hoặc nhiệt độ cao, dung dịch nước không ổn định và tạo ra dạng
bisunfit.
2S2O42- + H2O → 2HSO3- + S2O32-


-

Natri borohydrit NaBH4: Là tác nhân khử chọn lọc các nhóm aldehyt, xeton. Vải
cotton khi sử dụng sẽ xảy ra quá trình hình thành các dạng oxyxenlulo và dehydro hóa
kèm theo làm cho vải chuyển sang màu vàng. Quá trình khử các nhóm aldehyt và
xeton thành rượu trả lại màu trắng cho vải.
d) Phụ gia tẩy trắng quang học
Trong phân tử của chất tẩy trắng quang học có mặt một hệ thống mối liên kết
nối đôi cách dài, có cấu tạo phân tử thẳng và phẳng (trong đó hợp chất có nhân benzen
càng nhiều thì hiệu quả tẩy trắng quang học càng tốt). Các phân tử này có đặc tính
mang một trạng thái kích thích tương ứng với sự hấp thu một bức xạ nằm trong vùng
tử ngoại (UV) và phát ra một bức xạ ánh sáng nằm trong phần xanh khi phân tử đổi từ
trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản
Các hợp chất thích hợp nhất trong tẩy trắng quang học là các chất có cấu trúc
thơm hoặc thơm không đều, liên kết trực tiếp với nhau hoặc qua trung gian là các cầu
etylen.
1.1.3.4. Cơ chế tẩy rửa.[6]
Quá trình tẩy rửa là quá trình phức tạp và liên quan đến nhiều yếu tố vật lý và hóa
học. Khả năng tách các chất bẩn trong suốt quá trình tẩy rửa sẽ được nâng cao bằng
cách tăng các tác động cơ học, thời gian tẩy rửa, nhiệt độ. Tuy nhiên đối với bất kì một
công nghệ tẩy rửa nào được đưa ra đều phụ thuộc vào sự tác động qua lại giữa bề mặt

nhiễm bẩn, chất bẩn với thành phần chất tẩy rửa.
Để giải thích cơ chế này thì cho đến ngày nay vẫn còn nhiều thuyết khác nhau, sau
đây là một số thuyết điển hình.
o Thuyết nhiệt động – phương thức Lanza.
Chúng ta hãy xét đến một chất béo H (dầu) và một bề mặt rắn F (sợi). Việc vấy bẩn F
do H có thể được biểu diễn qua sơ đồ sau:

Hình 1.2: Vấy bẩn do một vết bẩn béo
Khi giọt dầu H (thể I) tiếp xúc với sợi F (thể II), thì giọt dầu trải ra cho đến khi đạt
một thế cân bằng với một góc tiếp giáp, được xác định bởi bề mặt của sợi và đường
tiếp tuyến của giao diện dầu/khí. Năng lượng tự do của thể II có thể được viết theo
phương trình sau đây :
EFA = EFH + EHA.Cos0 (1)
Trong đó:

EFA: năng lượng tự do sợi / khí
EFH: năng lượng tự do sợi / dầu
EHA: năng lượng tự do dầu / khí


Như chúng ta đã thấy trước đây, năng lượng tự do tính trên một đơn vị diện tích thì
sức căng giao diện hay bề mặt. Phương trình (1) trở thành:
FA

= FH + HA.Cos0

(2)

Mặt khác, công gắn chặt chất lỏng H vào chất nền F được biểu diễn bằng phương
trình Dupré:

WFH =

FA

+ HA – FH (3)

Theo phương trình này, người ta thấy rằng gây bẩn càng dễ dàng bao nhiêu thì công
gắn chặt chất lỏng WFH càng yếu đi bấy nhiêu.
Để được như thế, chỉ cần sức căng bề mặt F ( FA) hay sức căng bề mặt của H (HA) yếu
đi. Các bề mặt không cực (dầu, polyeste…) có một sức căng bề mặt yếu, cho nên, các
chất kéo bám chặt vào sợi polyeste rất dễ dàng. Trái lại, bông sợi có cực, có sức căng
bề mặt lớn hơn và vì vậy nó bị dây bẩn dầu khó khăn hơn.
Gột tẩy vết bẩn có chất béo H khỏi một bề mặt F, được biểu diễn bởi sơ đồ sau:

Hình 1.3: Gột tẩy vết bẩn có chất béo.
Gột tẩy vết bẩn bao hàm đi từ thể II sang thể III. Chúng ta hãy tính công cần thiết để
thay đổi thể này.
Ở ban đầu thể II, năng lượng tự do được biểu diễn bằng:
EII = HF + HE
Khi vết bẩn tách khỏi bề mặt F, trong thể III, năng lương tự do được biểu diễn bằng:
EIII = FE + 2HE
(ta có 2HE bởi vì trong thể III, người ta đã tạo nên một phân giới H/E phụ thêm).
Công cần thiết để đi từ II sang III bằng:
WA = EIII – EII = FE + 2HE + (HF + HE) hay
WA = FE +HE – HF

(4)

Theo phương trình này, người ta thấy rằng công càng yếu hơn (do đó gột tẩy dễ
hơn), thì hai hạn số đầu FE vàHE cũng yếu hơn và hạn số thứ ba HF lại lớn hơn.

Sự thêm tác nhân bề mặt có tác dụng chính xác làm giảm sức căng bề mặt ( vậy là
giảm FE và HE) và tăng sức căng giao diện HF nhờ sự hấp phụ của tác nhân bề mặt đó ở
giao diện F, E và H/E.
Mặt khác, cũng có thể ghi nhận rằng trong trường hợp sơi polyeste (không cực) bị
vấy bẩn bởi một chất béo (không cực), thì sức căng giao diện HF yếu: việc tẩy vết bẩn


này do đó khó khăn hơn trong trường hợp bông sợi trong đó HF lớn hơn bởi vì bông sợi
gồm phân tử có cực.
Dựa vào những diều kiện nhiệt động học, người ta có thể xác định những điều kiện
cần thiết để “gột tẩy tự phát” vết bẩn có chất béo. Để vết bẩn tự tẩy, năng lượng tự do
ở giai đoạn cuối (đã tẩy sạch) cần phẩn kém hơn giai đoạn đầu (bị vấy bẩn), nghĩa là:
EIII < EII hay
FE

+ 2HE < HF + HE hay FE + HE < HF

Vậy nếu tác nhân bề mặt, do sự hấp phụ của nó trên sợi và bết bẩn, làm giảm được
sức căng giao diện của chúng (so với nước) đến độ mà tổng của chúng trở thành kém
hơn sức căng giao diện sợi / vết bẩn, lúc đó vết bẩn sẽ tự tẩy đi.
Cơ chế này được biết đến tên gọi là “phương thức lanza”.
o Cơ chế tẩy rửa theo thuyết Rolling Up (cuốn đi).
Việc tẩy đi các vết bẩn béo cũng thể được giải thích bởi thuyết “Rolling Up”, được
Stevenson nhắc đến vào năm 1953. Được thể hiện như sơ đồ:

Hình 1.4: Cơ chế tẩy rửa của phương pháp Rolling Up
Việc tẩy đi các vết bẩn từ thể II sang thể IV, qua thể trung gian III. Khi cân bằng
hợp lực của 3 vectơ FB, HB, HF được biểu diễn bằng phương trình sau đây:
FB

Suy ra

= FH + HB.Cos0 (5)

Cos0 =

(6)

Để tẩy đi các vết bẩn, 0 phải bằng 180 0 hay Cos0 = -1. Trong điều kiện này, phương
trình (6) sẽ là:
-1 =

hay HF = FE +HF (7)

Chất hoạt động bề mặt, do chúng được hút trên sợi và vết bẩn, làm giảm các sức
căng giao diện FB và HB theo phương trình (6) được xác minh trên đây. Và lúc đó, màng
dầu (vết bẩn béo) sẽ cuốn lại và tách khỏi sợi trong do quá trình chà sát (bằng tay hoặc
bằng máy). Đó là cơ chế “Rolling-Up”.


o Hòa tan hóa.
Cơ chế “Rolling-Up” chỉ liên quan đến các vết bẩn ở thể lỏng có chất béo chủ yếu
nhờ các chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng giao diện. Sau khi có được nồng độ
mixen tới hạn, thì không còn giảm sức căng giao diện nữa, cho nên hiệu ứng “RollingUp” không tăng khi có nồng độ này. Tuy nhiên, vì người ta thấy sự giặt tẩy gia tăng
khi vượt quá CMC (nồng độ mixen giới hạn), ta cần phải nhờ đến một cơ chế khác “sự
hòa tan hóa”. Lý thuyết này đã được đưa ra trước hết bởi Mc Bam vào năm 1942, rồi
lại được Ginn, Brown và Harris lấy lại năm 1961. Phân tử của các tác nhân bề mặt kết
hợp với nhau trong các dung dịch loãng để hình thành các mixen ở một sự nồng độ
nào đó được gọi là “nồng độ mixen tới hạn”. Trong các mixen, phần kị nước của phân
tử hoạt động bề mặt quay về phía trong, trong khi phần ưa nước (nhóm ion-hóa hay

polyoxyetylen) lại hướng về nước, rất nhiều hợp chất không hòa tan trong nước như
các axit béo, rượu béo, tryglyxerit, hydrocacbon lại được hòa tan bên trong các mixen.
Nếu các phân tử được hòa tan có cực (chẳng hạn hydroxyl hay carboxyl) thì các phân
tử đó nói chung, được tìm thấy ở phần ưa nước mixen.
Sau cùng chúng ta hãy lưu ý rằng sự hòa tan chỉ được diễn ra khi nồng độ chất hoạt
động bề mặt cao hơn so với nồng độ mixen tới hạn (CMC).
Tóm lại, để có sự tẩy rửa tốt không những cần giảm sức căng bề mặt (phương thức
Lanza, cơ chế “Rolling-Up”) mà còn phải tăng nồng độ các hoạt chất để hình thành
các mixen (hòa tan hóa) và có được một số mixen đủ, tùy theo lượng vết bẩn béo thể
hiện trong dung dịch cần tẩy rửa.
1.1.3.5. Ưu, nhược điểm của chất tẩy rửa tổng hợp.
a) Ưu điểm
Vì chất tẩy rửa tổng hợp là muối có acid mạnh nên nó không bị thủy phân trong môi
trường acid. Do đó chất tẩy rửa tổng hợp có thể có hiệu quả rõ ràng khi trong nước có
tính axit.
-

Chất tẩy rửa tổng hợp hoàn tan trong nước tốt.

-

Khả năng làm sạch mạnh và nhanh.

-

Là chất có nguồn gốc từ dầu khoáng sẽ giúp tiết kiệm được dầu thực vật.

b) Nhược điểm.
-

Nhiều chất tẩy rửa tổng hợp có khả năng chống lại hoạt động của các tác nhân
sinh học do đó chúng không có khả năng phân hủy sinh học.

-

Việc loại bỏ chất tẩy rửa tổng hợp khỏi nước để thải ra môi trường là một vấn
đề khó.

-

Nó có khả năng tạo bọt cao và giày, điều này có thể gây nguy hiểm cho đời
sống của các sinh vật thủy sản khi bị thải ra môi trường.

-

Chúng có xu hướng ức chế qua trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải
bởi vì chúng tạo một lớp màng mềm xunh quanh.

1.1.4. Chất tẩy rửa sinh học.
1.1.4.1. Các thành phần chính có trong chất tẩy rửa sinh học.


“Chất tẩy rửa sinh học” là loại chất tẩy rửa được tạo ra bằng việc sử dụng công
nghệ enzym để tạo ra các enzym để loại bỏ vết bản.
Các enzym có nguồn gốc hữu cơ sinh sản bởi những tế bào cơ thể sống, có khi được
gọi là diastaza hay men, là chất xúc tác sinh học. Chúng có thể có nguồn gốc động vật
hoặc có nguồn gốc vi khuẩn (amylaza, proteaza).
Cách đây hơn 70 năm, các enzyme được sử dụng bởi thợ giặt để lấy đi các vết máu.
Tuy nhiên, enzym mới trở thành những chất phụ gia rất quan trọng vào các sản phẩm
tẩy rửa nội trợ vào năm 1965 đến nay.

Các enzym đã trở thành một trong những thành phần chính thêm vào công thức sản
phẩm tẩy rửa, vào nửa thập kỉ gần đây, với những lí do:
o Nhiệt độ giặt hạ thấp đáng kể từ 20-25 năm nay. Nhiều vết bẩn dễ dàng bị
loại bỏ ở 900C đã đặt ra nhiều vấn đề ở 500C hay 600C.
o Sự phát triển các loại bột đậm đặc và lỏng: do hiệu quả của enzym ở tỷ xuất
rất thấp, chúng được xem như một dụng cụ lý tưởng đối với nhà tạo công
thức.
o Các thói quen của người tiêu dùng đã thay đổi. Trước kia người ta giặt quần
áo để chỉ muốn làm sạch. Ngày nay, người ta ít để ý đến vấn đề này nhưng
lại muốn làm “mới” trong thời gian dài càng tốt, do đó enzym rất thành công
(ví dụ như xenluloza).
o Áp lực môi trường ngày càng mạnh đủ đóng vai trò ưu thế trong sự phát triển
enzym, rất dễ thoải mái hóa trong thiên nhiên.
Thế nên, trong những năm gần đây, người ta thấy những sản phẩm giặt quần áo,
nước tẩy rửa chứa không những một enzym (proteaza) mà còn có thêm hai hoặc ba
bốn loại enzym khác nữa vào các sản phẩm tẩy rửa.
a) Các enzym chính, chức năng và cách sản xuất.

 Các proteaza
Như đã biết, các proteaza phân hủy các vết bẩn có gốc protein: máu, trứng, sữa…
Chúng có thể tạo thành từ nhiều vi sinh vậy, chẳng hạn như: Bacillus Licheniformis,
hoặc Bacillus Lentus. Nhưng hiệu lực của chúng khác nhau: cần có ba lần proteaza từ
Bacillus Licheniformis để có cùng kết quả giặt với proteaza từ Bacillus Lentus.
Sự thủy phân tổng quát của một protein bởi một serine endo – peptidaza được mô tả
theo sơ đồ sau:


Hình 1.5: Thủy phân những liên kết peptit
 Các lipaza
Các lipaza tác động lên những vết đốm và dầu mỡ (nó xúc tác sự thủy phân những

triglyxerit không hòa tan: các loại dầu ăn, chất nhờn da, kem mỹ phẩm…). Tác dụng
của chúng được thấy rõ hơn sau một lần tẩy rửa: lý do là các lipaza hoạt động nhiều
hơn trong giời gian phơi ngô (nồng độ các enzym tăng do sự bốc hơi nước) hơn trong
lúc tẩy rửa. Lượng vết bẩn dầu mỡ không nhỏ lại một cách đáng kể trong lần tẩy rửa
đầu tiên, nhưng các tryglyxerit đã được phần nào thủy phân. Cho nên việc loại trừ
chúng sẽ dễ dành ở lần tẩy rửa lần sau.
Các lipaza sử dụng đầu tiên trong các sản phẩm tẩy rửa dùng tcho nội trợ (vào cuối
những năm 80 tại nhật bản) là những dẫn xuất của Humiloca Languinosa. Các loại
khác xuất hiện sau đó (pseudomonas alcaligenes và pseudomonas Hendonica); sự hiểu
cấu trúc ba chiều của lipaza sau đó đã giúp cho các nhà sản xuất cải tiến thành tích của
enzym này.
Trung tâm xúc tác nằm trong một “bọc” không thích nước và dài, ngược lại với
proteaza, nó hoàn toàn bị “chôn vùi” sau một đoạn xoắn đinh ốc. Khi một phân tử
lipaza hoạt hóa ở một giao diện dầu / nước, hình thể của nó chắc chắn thay đổi để có
thể hoạt động.
Cơ chế được biết theo sơ đồ sau đây:

Hình 1.6: Sự thủy phân của các tryglyxerit bởi lipaza
 Các amylaza.
Các - amylaza ( - 1,4 – glucanohydrolaza) cắt đức các liên kết 1,4 của những
polyme tinh bột có trọng lượng phân tử cao, điều này làm giảm độ nhờn của những
dung dịch tinh bột.
Thêm - amylaza vào sản phẩm tẩy rửa giúp phân hóa các phân tử tinh bột (bột
nhão, khoai tây hoặc phối hợp tinh bột / vết bẩn) thành sacarit trung gian hoặc đường
khử: các hợp chất này có phân tử lượng trung bình rất được dễ loại trừ bở các động cơ
giới của máy và hóa lý của các sản phẩm tẩy rửa.
Các - amylaza thưởng được sử dụng thuộc loại vi khuẩn ( Rapidase) hoặc vi khuẩn
chịu nhiệt (Termamyl) các loại - amylaza này tùy thuộc vào hàm lượng canxi (sự thủy
phân của tinh bột được thực hiện dễ dàng với nồng độ canxi cao).
Các nguồn gốc có thể là:

 Vi khuẩn - amylaza: vi khuẩn bacillus Subtilis, Bacillus amyloliquefaciens.
 Vi khuẩn - amylaza chịu nhiệt: Bacillus licheniformis.
 Các xenlulaza
Các xunlulaza phân hủy các sợi nhỏ xuất hiện trong bọt qua nhiều tẩy cọ rửa.
Nguồn gốc vi khuẩn của chúng (loại: Humicola, Trichoderma, Aspergillus, Bacillus)
luôn luôn giúp đạt được những xen lulaza có hiệu quả ở nhiệt độ thấp và pH cao.
Các xenlulaxa là những enzym phức tạp làm thoái hóa từ từ xenluloza thành
glucose.
Cơ chế sử sự thoái hóa được minh họa như sơ đồ sau:

Hình 1.7: Sự thoái hóa xenluloza bởi xenlulaza
1.1.4.2. Cơ chế tẩy rửa của chất tẩy rửa sinh học.
Cơ chế tẩy rửa của chất tẩy rửa sinh học cũng giống như cơ chế tẩy rửa của chất tẩy
rửa tổng hợp. Đều sử dụng chất hoạt động bề mặt để làm giảm sức căng bề mặt tăng
hiệu quả tẩy rửa.
Các chất HĐBM sinh học là những chất hoạt động bề mặt mà ít nhất một trong hai
nhóm thành phần (kị nước hoặc ưa nước) có nguồn gốc từ thực vật.
Các chất HĐBM có 2 tính năng chính để loại bỏ chất bẩn là thầm ướt và tính tạo
bọt.
Tính thấm ướt tạo điều kiện các vật khó thấm ướt dễ tiếp xúc với nước.
Tính tạo bọt là tạo ra điều kiện cho các chất bẩn phân tán dễ trong môi trường
(nước) và làm tăng bề mặt tiếp xúc với bề mặt vật cần tẩy rửa. Tính tạo bọtt là chất chỉ
thị cho sự có mặt của chất hoạt động bề mặt.
Cơ chế tẩy rửa có thể miêu tả như sau. Ký hiệu phân tử chất hoạt động bề mặt loại:
R – COONa và R – SO3Na là:
+

-

+ là gốc R
- là -COONa, (- SO3Na)

Nếu hạt chất bẩn là những chất dễ tan trong nước thì việc chuyển các hạt bẩn
vào trong dung dịch không có khó khăn gì khi chà xát, nhưng với các chât bẩn không


tan trong nước (như dầu mỡ...) phải nhờ các chất tẩy rửa hòa tan chúng vào dung dịch
nước.

Hình 1.8: Cơ chế tẩy rửa của chất HĐBM
1.1.4.3. Ưu, nhược điểm của chất tẩy rửa sinh học
a) Ưu điểm
Ngày nay, các dòng sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên đang trở thành xu hướng
mới của ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm. Các chất hóa học đang dần được thay thế
bởi các chất tự nhiên như thảo mộc, tinh dầu, hoa quả vì tính an toàn với sức khỏe của
con người. Vì vậy, các sản phẩm chiết xuất từ thiên nhiên đang ngày càng được ưa
chuộng.
Trên thế giới đặc biệt là các nước Châu Âu, rất thịnh hành việc sử dụng các chất tẩy
rửa sinh học. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất các chất tẩy rửa đã gạt
bỏ đi hóa chất có hại và thay vào đó là những thành phần của tự nhiên, không gây tác
động xấu. Như vậy, sử dụng chất tẩy rửa sinh học để thay thế cho chất tẩy rửa hóa chất
là một thói quen tốt, một phương án đơn giản mà hiệu quả để bảo vệ môi trường sống,
được các chuyên gia y tế, chuyên gia về môi trường khuyến khích sử dụng.
Các sản phẩm làm sạch được tạo ra từ công nghệ sinh học thường có những ưu
điểm vượt trội như: an toàn cho sức khỏe của trẻ nhỏ, thân thiện với môi trường, dễ sử
dụng và hiệu quả cao không thua kém sản phẩm hóa học, vì thế ngay khi sản phẩm
được ứng dụng trong đời sống đã được các bà nội trợ, các bà mẹ rất ưa chuộng, tin
dùng

-

An toàn với sức khỏe của con người, an toàn với da tay

-

Thân thiện với môi trường.

-

Nguyên liệu dễ kiếm, giá thành rẻ.

Trong những năm gần đây, số người tiêu dùng lựa chọn sản phẩm làm sạch công
nghệ sinh học đã tăng đáng kể so với chất tẩy rửa tổng hợp bởi những lợi ích sức khỏe
mà họ nhận được từ sản phẩm sinh học. Có thể thấy trong năm 2016 số lượng người
dùng sản phẩm công nghệ sinh học đã tăng lên 37,5%, trong khi đó năm 2015 chỉ có
12,5%, con số này đã tăng gần gấp 3 lần
b) Nhược điểm.

1.2.

-

Khả năng tẩy rửa kém hơn so với sản phẩm chất tẩy rửa tổng hợp.

-

Thời gian bảo quản ngắn.

Công nghệ sản xuất chất tẩy rửa sinh học

1.2.1. Các nguyên liệu có khả năng sản xuất chất tẩy rửa sinh học.
a) Quả bồ hòn.
Soapnut hay còn gọi là quả xà bông, một loại thực vậy chứa chất saponin - chất tự
nhiên có khả năng tạo bọt và làm sạch tương tự như xà phòng. Ở việt nam, soapnut có
tên dân gian là quả bồ hòn – nguyên liệu được sử dụng làm chất tẩy rửa từ hàng trăm
năm trước.
Cây bồ hòn là một loại thực vật thân gỗ, phân bố ở nhiều các nước Châu Á và được
xem là một loại cây quan trọng giúp tạo nguyên liệu tự nhiên trong việc chế biến các
sản phẩm bảo vệ da hoặc bột giặt.
Quả bồ hòn được dùng làm chất tẩy rửa, dầu gội, dùng để tắm nhờ có chứa hàm
lượng saponin cao. Khi tiếp xúc với nước, nó tạo ra bọt nhẹ giống như xà phòng (có
tính chất giống như quả bồ kết). Soapnut có thể hoàn toàn thay thế các chất tẩy rửa hóa
học và mang lại nhiều tác dụng tốt hơn nhiều lần.

Hình 1.2: Cây và quả bồ hòn
Nhiều nước trên thế giới sử dụng quả bồ hòn để làm nguyên liệu cho cá sản phẩm
tẩy rửa nguồn gốc tự nhiên, giúp kháng khuẩn, tác dụng dịu nhẹ và rất an toàn cho làn
da. Chính saponin trong thịt quả là chất có tác dụng làm sạch, giảm nhẹ bệnh chàm,
vẩy nến và được dùng như một chất bổ trợ trong ngành sản xuất kem đánh răng.
Quả xà bông còn được dùng để trị chấy, bệnh ngứa ngáy và tình trạng mẫn cảm của
da. Ở một số nơi, quà bồ hòn còn được dùng để trị mụn nhọt, thậm chí có tác dụng
ngăn ngừa sự phát triển của các tế bào u bướu.
Ưu điểm lớn nhất mà soapnut có được là nó hoàn toàn lành tính và an toàn với da,
ngay cả với làn da của em bé hay với làn da nhạy cảm. Nó cũng giúp ngăn ngừa một
số bệnh ngoài da, ngừa nấm và kháng viêm rất tốt. Về cơ bản, quả xà bông có thể dùng
làm sạch rất nhiều thứ như quần áo, rửa mặt, tắm gội hay làm sạch cả các vật dụng.
Hiểu được tác dụng của nó, nhiều quốc gia trong đó có Nhật Bản đã tận dụng
soapnut làm nguyên liệu tự nhiên để sản xuất dầu gội và sữa tắm cao cấp, thân thiện

với môi trường và không gây độc hại hay các tác dụng phụ như những loại hóa chất.
Sữa tắm Naïve là một ví dụ điển hình trong việc sử dụng soapnut làm thành phần làm
sạch.


Hình 1.3: Sữa tắm Naïve có thành phần tẩy rửa từ quả bồ hòn.
b) Quả bồ kết.
Quả bồ kết, tên khoa học là “Gleditschia australis Hemslay” thuộc họ vang
(Caesalpiniaceae). Là một cây vùng nhiệt đới được gọi là “chùm kết” hay “bồ kết” đã
được dân tộc Việt Nam biết đến như một thảo dược quý trong hàng nghìn năm. Giá trị
của cây bồ kết rất đa dụng, chúng được sử dụng để chế tạo xà bông, chất tẩy rửa và
dùng trong y học chữa trị bệnh.

Hình 1.3: Cây và quả bồ kết
Quả bồ kết được dùng làm chất tẩy rửa, dầu gội, dùng để tắm, nhờ có chứa hàm
lượng saponin cao. Khi tiếp xúc với nước, nó tạo ra bọt nhẹ giống như xà phòng (có
tính chất giống như quả bồ hòn).
Saponin còn gọi là saponisid do chữ latinh sapo = xà phòng, là một nhóm glycosid
lớn, gặp rộng rãi trong thực vậy. Ngoài ra người ta cũng phân lập được saponin trong
động vật như hải sâm, các sao.
-

Saponin còn có một số tính chất đặc biệt như:
 Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ
hóa và tẩy sạch.
 Đa số có vị đăng trừ một số như glycyrrhizin có trong cam thảo bắc, abrusosid
trong cam thảo dây có vị ngọt.
 Saponin tan trong nước, alcol rất ít tan trong aceton, ether, hexan do đó người
ta dùng ba dung môi này để tủa saponin.

1.2.2. Một số loại chất tẩy rửa sinh học hiện nay.


1.2.2.1.

Nước tẩy bồn cầu oải hương Frosch

Nước tẩy bồn cầu hương oải hương Frosch 750ml được thiết kế độc đáo với đầu vòi
cong dễ dàng phun dung dịch vào thành, cạnh trong của bể phốt, bệ xí. Nước tẩy Frosh
giúp đánh bay các vết cặn canxi và vết bẩn cứng đầu bằng các axit tự nhiên và sức
mạnh làm sạch từ hoa oải hương.
Ứng dụng công thức tiêu chuẩn của Đức với sự kết hợp hoàn hảo cùng chiết xuất
hoa oải hương, không chỉ giúp gian phòng luôn thơm mát mà còn hạn chế sự hình
thành và phát triển của vi khuẩn, ngăn không cho chúng quay trở lại.
Khi sử dụng, bạn có thể dùng sản phẩm qua đêm đối với các loại vết bẩn khó tẩy,
mà không lo hư hại bề mặt vật dụng nhà tắm.

Hình 1.4: Nước tẩy bồn cầu hương oải hương Frosh.
Mô tả sản phẩm
o Thành phần: Anionic tensides, hương thơm, tinh dầu oải hương, chất làm đặc
có tính phân hủy sinh học, một lượng nhỏ chất tạo mầu.
o Mùi hương: Oải hương
1.2.3.1.

Nước rửa chén sinh học GREENLIFE

Được sản xuất từ 100% hợp chất sinh học, không sử dụng các chất tạo màu
Nước rửa chén sinh học Greenlife có thành phần bao gồm nước tinh khiết, tinh dầu
bồ hòn, tinh dầu bồ kết và các chất phụ gia hữu cơ sinh học có tác dụng làm sạch các
chất bẩn trên bề mặt chén, đĩa và các dụng cụ bếp khác nhưng vẫn đảm bảo không làm

ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn và gia đình. Đặc biệt bởi bản chất sinh học nên sản
phẩm cực kỳ an toàn với con người khi sử dụng, dù trong quá trình sử dụng có để lại
tồn dư.
Nguyên liệu sản xuất ra chất tẩy rửa Greenlife đi từ nguồn gốc các hợp chất sinh
học nên sản phẩm cực kỳ an toàn với con người khi sử dụng, dù trong quá trình sử
dụng có để lại tồn dư. Bọt tan nhanh trong nước nên khi sử dụng rất tiết kiệm nước,
tiết kiệm công sức của các bà nội trợ.


Hình 1.5: Nước rửa chén sinh học GREENLIFE.
1.2.3. Khả năng tẩy rửa của chất tẩy rửa sinh học
Chất tẩy rửa sinh học sử dụng công nghệ enzym hoàn toàn tự nhiên, với một hay
nhiều loại enzym cùng lúc để loại bỏ vết bẩn. Enzym sẽ xoáy sâu vào từng vết bẩn để
đánh bật chúng. Ví dụ enzym Amilasa có thể loại bỏ tinh bột, enzym Proteasa có thể
loại bỏ protein…
Đồng thời, với khả năng tan nhanh hoàn toàn trong nước và tính chất an toàn của
các enzym sinh học, người dùng có thể yên tâm khi sử dụng, không lo hại da tay và
không phải lo lắng dư lượng bột giặt tồn đọng gây ảnh hưởng đến làn da của cả nhà.
+ Chất tẩy rửa sinh học sử dụng các phản ứng thuộc tính chất hóa lý nên thời gian
tạo nên môi trường tẩy rửa chậm hơn.
+ Chất tẩy rửa sinh học vẫn hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp vì vậy ta có thể sử dụng
nước máy để tẩy rửa bình thường.
1.2.4. Giới thiệu về sứ vệ sinh.
Sứ vệ sinh (ceramic sanitary wares) là một sản phẩm rất thông dụng hiện nay, cấu
tạo gồm xương (body) là phần chủ yếu tạo nên hình dáng của sản phầm và men (glaze)
lớp thủy tinh mỏng phủ lên xương sứ.
Sản phẩm sứ vệ sinh gồm:
 Bệ xí: sản phẩm được sử dụng để chứa và đẩy chất thải từ người, bao gồm thân
bệ xí và két nước.
 Bồn tiểu: chia làm bồn tiểu nữ và bồn tiểu nam là sản phẩm cho tiểu tiện.

 Chậu rửa: sản phầm chứa nước dùng để tửa tay và rửa mặt.
 Bồn tắm: sản phảm chứa nước dùng để tắm, rửa và có thể ngâm người trong
nước.
Có thể thấy sứ vệ sinh là một sản phẩm rất cần thiết, chúng được sử dụng hàng ngày
vì vậy việc bị bám bẩn là không thể nào tránh khỏi. Với mỗi loại vết bẩn cần có cơ chế
tẩy rửa riêng.
1.2.4.1. Đối với bệ xí, bồn tiểu


Bệ xí, bồn tiểu là sản phẩm được sử dụng để chứa và đẩy chất thải từ con người.
Những loại chất bẩn chủ yếu có trên bề mặt sứ là chất bẩn cơ học như: bụi, bùn chất,
chất thải thừa sau ăn uống… Các chất bẩn này có thành phần hóa học dạng ưa nước vì
vậy để xử lí vết bẩn này, có thể rửa trôi bằng tác động cơ học như cọ rửa, giội nước.
Tuy nhiên nếu để lâu không sử dụng hoặc tẩy rửa thì có thể gây nấm mốc do vi
khuẩn tích tụ lâu ngày hình thành. Để xử lý vết bẩn ta cần phải có sản phẩm chuyên
dùng như chất tẩy rửa dành cho bề mặt sứ. Chất tẩy rửa có thể là chất tẩy rửa sinh học
hoặc chất tẩy rửa tổng hợp.
1.2.4.2. Đối với chậu rửa, bồn tắm.
Chậu rửa, bồn tắm là đồ dùng đề vệ sinh cá nhân dùng để chứa và tắm rửa vì vậy
chủ yếu các loại vết bẩn đều xuất phát từ người mà có. Con người mỗi ngày đều hoạt
động làm việc. Ví dụ với những công việc như nấu ăn, thay dầu máy… thường có rất
nhiều dầu mỡ bám bẩn vào chân tay, vì vậy khi tẩy rửa vệ sinh thì những loại chất bẩn
này thường bị bám lại trên bề mặt sứ. Chất bẩn này có thành phần kị nước, không tan
trong nước, để nước có thể rửa trôi được chúng đòi hỏi có sự có mặt của chất hoạt
động bề mặt có trong các sản phẩm tẩy rửa. Tác dụng chính của chúng là giúp hòa tan,
rửa trôi các thành phần kị nước này.
1.2.5. Giới thiệu về lên men.
Thuật ngữ “lên men” có nguồn gốc từ động từ trong tiếng Latin “fervere” có nghĩa
là “làm chín” để mô tả hoạt tính của nấm men trong dịch trích của trái cây hay dịch
đường hóa ngũ cốc. Louis Pastuer đã gọi sự lên men là "sự sống thiếu không khí" ("kị

khí", "thiếu oxi”). Tuy nhiên, thuật ngữ lên men đến nay được hiểu là tất cả các quá
trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí (thiếu oxi) hay hiếu khí
(có oxi). Công nghệ lên men là công nghệ phát triển các tế bào trong quy mô lớn với
hiệu quả cao.
Có 2 loại lên men lactic là lên men đồng hình và lên men dị hình:
Glucôzơ + vi khuẩn lactic đồng hình  Axit lactic
Glucôzơ + vi khuẩn lactic dị hình  Axit lactic + CO2 + Eetanol + axit axetic
a) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.
- Nguồn glucid
Để duy trì sự sống, điều hòa các quá tronhf chuyển hóa tế bào vi khuẩn cần sử dụng
nguồn gulcid có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon. Nguồn cung cấp
glucid quan trọng cung cấp cho vi khuẩn là đường lactoza. Hầu hết các vi khuẩn
lactic đều có enzyme lactose nên thủy phân được lactose thành glucose và glatose.
Một số loại đường khác vi khuẩn lactic sử dụng rất chọn lọc:
+ Ddiissaccarit: Saccarose, maltose….
+ Polysaccarit: dextrin, tinh bột,…
Đối với lên men lactic đồng hình vi khuẩn lactic chuyển hóa được khoảng 98% glucid
thành acid lactic.
- Nhu cầu Oxy


+ Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy và vừa sống
được trong môi trường không có oxy.
+ Theo nghiên cứu cho rằng vi khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong môi trường có
nồng độ oxy thấp.
- Nhiệt độ
Tùy từng loại vi khuẩn khác nhau mà nhiệt độ thích hợp cho nó sẽ khác nhau:
VSV ưa lạnh

tmin = 0oC

tmax = 20-30oC

top = 5-10oC

VSV ưa ấm

tmin = 3oC

tmax = 45-50oC

top = 20-35oC

VSV ưa nóng

tmin = 30oC

tmax = 80oC

top = 50-60oC

Bảng 1.2: Nhiệt độ thích hợp cho từng loại vi khuẩn
Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến cường độ phát triển mà còn ảnh hưởng đến khả
năng phát triển của chúng nữa. Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ:
+ Rút ngắn thời gian lên men.
+ Hạn chế sự nhiễm các vi sinh vật lạ khác.
+ Sản phẩm thu được đạt kết quả như mong muốn.
-

pH môi trường

pH của môi trường ảnh hưởng đến nhiệt dộ phát triển của vi sinh vật, sự có mặt của
ion H+ sẽ tác động lên tế bào vi sinh vật theo nhiều cách:
+ Ảnh hưởng trực tiếp lên về bề mặt tế bào làm thay đổi sự tích điện trên bề mặt của
màng từ đó dẫn đến hoạt độ của các loại enzym bị giảm.
+ Nồng độ ion H+ ảnh hưởng đến độ phân ly của các chất dinh dưỡng trong môi
trường.
+pH môi trường khác còn làm độ phân tán chất kei và độ xốp của thành tế bào
không đồng đều cho nên việc chống lại các tác động bên ngoài sẽ khác nhau dẫn đến
làm thay đổi hình dạng của tế bào.
Với vi khuẩn lactic thì các loại cầu khuẩn chịu pH kém hơn so với các trực
khuẩn.
Loài vi khuẩn

pHmin

pHop

pHmax

Trực khuẩn ưa nhiệt

3,5 – 4,25

5,6 – 6,5

7-8

Strep.Lactic

4,75

6 – 6,5

8,5


Strep.thermophilus

4,75

6–7

8,5

Strep.Faccalis

4,5

6-7

10

Bảng 1.2 : Môi trường lên men
Đối với các vi khuẩn lên men lactic đồng hình, pH môi trường thường không ảnh
hưởng đến các sẩn phẩm đặc trưng của quá trinhfe lên men còn đối cới cac vi khuẩn
lên men lactic dị hình thì ngược lại.
+ Khi pH môi trường cao thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid lactic
+ Khi pH môi trường thấp thì sản phẩm tạo thành ngoài acid lactic còn có thêm acid
axetic, và còn nhiều sản phẩm khác…

1.4.

Lịch sử nghiên cứu chất tẩy rửa.

Sản xuất chất tẩy rửa gia dụng ở Mỹ được bắt đầu từ trước những năm 1930,
nhưng nó không thực sự phát triển đến sau Chiến tranh Thế giới lần thứ hai. Sự gián
đoạn của việc cung cấp dầu và chất béo cũng như nhu cầu chất giặt rửa của quân đội
dùng trong nước biển giàu khoáng và trong nước lạnh đã thúc đẩy công tác nghiên cứu
các chất giặt rửa.
Các chất giặt rửa đầu tiên được sử dụng chủ yếu để giặt giũ và rửa bát. Bước đột
phá trong quá trình phát triển chất giặt rửa cho các ứng dụng giặt đa năng được bắt đầu
từ năm 1946, khi lần đầu tiên chất giặt rửa chứa hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt/
chất phụ gia được giới thiệu ở Mỹ. Chất hoạt động bề mặt là một thành phần làm sạch
cơ bản của sản phẩm chất giặt rửa, còn chất phụ gia giúp chất hoạt động bề mặt hoạt
động hiệu quả hơn. Các hợp chất phốt phát được sử dụng như các chất phụ gia trong
các chất giặt rửa, làm cho chúng phù hợp với quá trình làm sạch các đồ bị nhiễm bẩn
nặng.
Năm 1953, sản xuất kinh doanh các chất giặt rửa tổng hợp ở Mỹ đã vượt trội so
với xà phòng. Hiện nay, các chất giặt rửa tổng hợp đã thay thế hầu hết các sản phẩm
gốc xà phòng trong chức năng giặt rửa gia dụng. Các chất tẩy rửa tổng hợp (riêng
hoặc kết hợp với xà phòng) cũng được sử dụng trong một số sản phẩm chăm sóc cá
nhân.
Nhờ những thành tựu gần đây trong lĩnh vực chất giặt rửa và chất phụ gia, người
ta tiếp tục tập trung vào phát triển các sản phẩm làm sạch có hiệu quả cao và dễ sử
dụng, an toàn cho người sử dụng và thân thiện môi trường. Trải qua nhiều thập kỷ, các
sản phẩm giặt rửa đã có những thay đổi:
- 1950: Bột rửa bát cho máy rửa bát tự động; Các sản phẩm làm sạch đa năng,
nước rửa bát; Chất làm mềm vải; Chất giặt rửa có chất tẩy trắng chứa oxy.
- 1960: Thuốc tẩy vết bẩn; Bột giặt có enzym.
- 1970: Xà phòng nước; Chất làm mềm vải loại mới; Các sản phẩm giặt rửa đa

chức năng (ví dụ, chất giặt rửa có chất làm mềm vải).
- 1980: Chất giặt rửa có thể giặt với nước lạnh; Nước rửa bát cho máy rửa bát tự
động; Bột giặt đậm đặc.