Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình điều chế sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA QUÁ
TRÌNH ĐIỀU CHẾ SẢN PHẨM SỮA
TẮM TỪ DẦU DỪA

Sinh viên thực hiện : LÊ HUỲNH QUANG KHẢI
Mã số sinh viên

: 1511540166

Lớp

: 15DHH1A

Chuyên ngành

: HÓA HỮU CƠ

Giáo viên hướng dẫn : ThS. TRẦN BÙI PHÚC

Tp.HCM, tháng 09 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH ĐIỀU CHẾ SẢN PHẨM SỮA TẮM
TỪ DẦU DỪA

Sinh viên thực hiện

: Lê Huỳnh Quang Khải

Mã số sinh viên

:1511540166

Lớp

:15DHH1A

Chuyên ngành

:Hóa hữu cơ

Giáo viên hướng dẫn

:Trần Bùi Phúc

Tp.HCM, tháng 8 năm 2019.

TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm ....

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Huỳnh Quang Khải

Mã số sinh viên: 1511540166

Chuyên ngành: Kỹ thuật thực phẩm và môi trường

Lớp: 15DHH1A

1. Tên đề tài: Tối ưu hóa q trình điều chế sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa
2. Nhiệm vụ luận văn
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 13/02/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn:
5. Người hướng dẫn:

Họ và tên

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

........................................... ................................... ……….. ...................... 100%
Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới ThS. Trần Bùi
Phúc, và các anh chị ở Kỹ thuật công nghệ cao đã hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu để thực hiện đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình điều
chế sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa”.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi Trường
đã tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình học tập tại trường và thực hiên luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 09 năm 2019

Sinh viên

Lê Huỳnh Quang Khải

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Tối ưu hóa quy trình điều chế sữa tắm từ dầu
dừa ” là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS
Trần Bùi Phúc. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung
thực, khơng sao chép của bất cứ ai, và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ cơng trình
khoa học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu khơng đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
……………Ngày……tháng…….năm……..
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

v


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu tối ưu hóa q trình điều chế sữu tắm từ dầu
dừa.
- Nghiên cứu và tối ưu hóa cơng thức sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa đạt yêu cầu về hiệu
quả tẩy rửa, cảm quan.
- Sản phẩm nước rửa tay dưỡng da từ dầu dừa được phân tích và đánh giá chất lượng
ngoại quan; tính chất vật lý (pH, độ nhớt, khả năng tạo bọt).

vi


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................iv
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................... v
MỤC LỤC .............................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. x
Chương 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................. i
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ....................................... 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ......................................................................... 1
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 1
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 1
Chương 2. TỔNG QUAN .................................................................................... 2
2.1 GIỚI THIỆU VỀ DẦU DỪA ....................................................................... 2
2.2 THÀNH PHẦN DẦU DỪA .......................................................................... 2
Chương 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 4
3.1 NGUYÊN LIỆU-HÓA CHÁT ..................................................................... 4
3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ ............................................................................... 4
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ............................................ 5

vii


3.3.1 Thời gian nghiên cứu ............................................................................... 5

3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ................................................................................ 5
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 5
3.4.1 Quy trình cơng nghệ ................................................................................ 5
3.4.2 Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 5
3.4.3 Phối trộn phụ gia………..……………………………………………….7
3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ................................................................... 8
3.6 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN ............................................. 8
3.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ............................................................ 9
Chương 4. KẾT QUẢ BÀN LUẬN ................................................................... 12
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT CHẤT TỐI THỂ TÍCH BỌT ................... 12
4.2 TỐI ƯU HĨA SẢN PHẨM SỮA TẮM .................................................... 16
4.3 ĐÁNH GIA CẢM QUAN, SO SÁNH SẢN PHẨM………………….18
4.3.1 Đánh giá độ bền và khả năng tẩy rửa của sản phẩm…………………..18
4.3.2 Đánh giá cảm quan………………………………………..…………...20
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ…………………….…..……22
5.1 Kết Luận………………………………………………………………..22
5.2Khuyến nghị…………………………………………………………….22
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………...23

viii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1:Nguyên liệu điều chế sản phẩm sữa tắm………………………...….………....4
Bảng 3.2:Các yếu tố đánh giá trong từng trường hợp của sản phẩm………….………..9
Bảng 3.3Thang điểm mức độ yêu thích của sản phẩm………………………………….9
Bảng 4.1:Phân tích phương sai (ANOVA) để chuẩn bị cho việc tẩy rửa cơ thể...........16
Bảng 4.2:Đánh giá sữa tắm dạng trong……………..……………………………........18
Bảng 4.3:Đánh giá sữa tắm đục…………………………………………...……….…..19

ix


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Dầu dừa được sản xuất theo phương pháp thủ cơng và ép lạnh…….………...2
Hình 3.1 Sơ đồ phối chế sữa tắm………………..………………………………………5
Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng xà phịng hóa……….……..…………………………………6
Hình 3.3 Phương trình và cơ chế của q trình xà phịng hóa…………………..………6
Hình 3.4 quy trình khuấy sữa tắm....................................................................................5
Hình 3.5 Phương pháp lắc (shaking test)…………………………………..……………8
Hình 3.6 Thiết kế phức hợp trung tâm CCD cho quá trình tối ưu của (a) 2 yếu tố
(

) và (b) 3 yếu tố (

)………...……………………………………..11

Hình 4.1Ảnh hưởng của hàm lượng hỗn hợp xà phịng thơ đến tính chất bọt của sữa
tắm………………………………………………………………………..…………...12
Hình 4.2 Ảnh hưởng của SLES tới tính tạo bọt của sữa tắm…………………...…… 12
Hình 4.3 Ảnh hưởng của CAPB lên độ bọt của sữa tắm……………………………..13
Hình 4.4 Ảnh hưởng của glycerin tới độ bọt của sữa tắm…………………………....14
Hình 4.5 Ảnh hưởng của plantacare 2000 UP và PEG-7 tới sữa tắm………………...14
Hình 4.6 Ảnh hưởng của plantacare 2000 UP lên độ bọt của sữa tắm……………......15
Hình 4.7 Đồ thị Contour(Bề mặt 3D) thể hiện sự tương tác của các hoạt chất và thể tích
bọt……………………………………………………………………………………..17
Hình 4.8: Thể tích bọt thực tế so với phỏng đốn(Glycerin,P1200+PEG-7.P1200 trái.
Xà phịng thơ,SLES, CAPB phải)……………………………………………...……..18

Hình 4.9: So sánh cảm nhận của người dung với các sữa tắm mẫu..............................20

x


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DoE

Phần mềm quy hoạch thực nghiệm

RSM

Phương pháp đáp ứng bề mặt

CCD

Thiết kế phức hợp trung tâm

R2

Độ chính xác

mL

Mililít

xi


CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay các sản phẩm sữa tắm ngày càng đa dạng về chủng loại. Nhu cầu các
loại sản phẩm làm sạch cá nhân, đặc biệt là sũa tắm. Trên thị trường có nhiều loại sản
phẩm sữa tắm khác nhau, nhưng hầu hết có thành phần là chất hoạt động bề mặt tổng
hợp, có khả năng tẩy rửa cao, nên khơng hợp với các người người sử dụng có da nhạy
cảm, vậy hiện nay các loại sản phẩm sữa tắm có nguồn gốc tự nhiên đang là thị hiếu
của người tiêu dùng. Điều chế sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa đang là tập trung của các
nghiên cứu về các sản phẩm làm sạch cá nhân cùng với ứng dụng phần mềm design
expert để tối ưu hóa quy trình điều chế sữa tắm từ dầu dừa
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng qt
Tối ưu hóa qui trình điều chế sữa tắm từ dầu dừa.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu, khảo sát, tối ưu hóa thành cơng quy trình sản xuất sản phẩm sữu tắm
từ dầu dưà với sự trợ giúp của phần mềm Design Expert
Sản phẩm sữa tắm từ dầu dừa đạt chuẩn về mặt số liệu(độ pH, độ nhớt, độ bọt),
đạt yêu cầu cảm quan khi thử nghiệm với người sử dụng
Đánh giá được khả năng thương mại hóa sản phẩm và chuyển giao thành cơng thiết bị
và quy trình cho doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm thiên nhiên tại địa phương.

1


Chương 2.

TỔNG QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ DẦU DỪA
Dừa là một loại cây trồng chủ lực và là biểu trưng cho đất và con người Bến Tre.

Khơng chỉ góp mặt vào các lễ hội dừa, tất cả các bộ phận trên cây dừa đều có thể tạo ra
các sản phẩm hữu ích như các mặt hàng thủ công mỹ nghệ, các loại bánh kẹo, nước
uống, sữa dừa, bột sữa dừa, cơm dừa nạo sấy, than hoạt tính, các sản phẩm từ sơ dừa và
cả dầu dừa... Mặc dù các sản phẩm từ dừa khá đa dạng nhưng phần lớn dừa ở Việt Nam
đều xuất khẩu ở dạng nguyên liệu thô là chủ yếu. Để đạt được mục tiêu chiến lược định
hướng đến năm 2020, ngành công nghiệp chế biến dừa phát triển đi vào chiều sâu, sử
dụng công nghệ tiên tiến, đa dạng hóa các sản phẩm, đặc biệt chú trọng tăng trọng nhanh
các sản phẩm có giá trị tăng cao và các sản phẩm mới, mang tính ứng dụng cao.
Dầu dừa (coconut oil) là một loại chất béo được chiết tách từ cơm dừa và được sử
dụng rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm, dược mỹ phẩm trên toàn thế giới. Do tính ổn
định nên nó ít bị ơxy hóa và do hàm lượng chất béo no cao nên có thể cất giữ lâu đến 2
năm. Hiện nay nhu cầu thị trường sử dụng các sản phẩm tự nhiên ngày càng gia tăng
trong đó dầu hay tinh dầu tự nhiên để làm đẹp cũng được chú trọng hơn. Với các thành
phần kháng khuẩn, kháng nấm, hấp thụ các vitamin và khả năng dưỡng ẩm rất cao nên
dầu dừa ngày càng được sử dụng phổ biến. Dầu dừa là sản phẩm được chế biến từ cơm
dừa thơng qua q trình nấu (phương pháp thủ cơng) hoặc ép. [1]

Hình 2.1 Dầu dừa được sản xuất theo phương pháp thủ công và ép lạnh
2.2THÀNH PHẦN CỦA DẦU DỪA
Dầu dừa chứa nhiều acid béo no, trong đó chiếm phần lớn là acid lauric 45-52%,
acid myristic 16-21% và acid palmitic 7-10%, ngồi ra cịn có một tỷ lệ nhỏ các acid
béo khác như acid stearic, acid caprylic, acid capric, acid oleic. Các acid béo chiếm phần
lớn trong dầu dừa là các acid béo có mạch carbon trung bình C12-C14, có khả năng
tương thích tốt với da . Dầu dừa chứa chủ yếu là các acid béo bão hịa mạch trung bình
nên về giá trị dinh dưỡng, dầu dừa được chứng minh là rất tốt cho tim mạch và hệ tiêu
hóa với khả năng kháng oxy hóa mạnh. [2]
2


Các thành phần chính của dầu dừa thơ rất quan trọng và ảnh hưởng đến đặc tính

của dầu như: Triacyglycerol, acid béo, photpholipid, tocopherol, kim loại, sterol, chất
dễ bay hơi, mono và diacyglycerol. Khoảng 90% axit béo của dầu dừa đã bão hòa và
chủ yếu là acid lauric, myristic và palmitic với tỷ lệ lauric acid chiếm ưu thế (47.5%).
Màu sắc của dầu dừa tùy thuộc vào phương pháp chiết xuất dầu dừa nếu dầu dừa
được chiết xuất bằng phương pháp ép lạnh sẽ khơng màu, cịn nếu chiết xuất bằng
phương pháp nóng sẽ có màu vàng nhạt. Dầu dừa khơng hịa tan được trong nước ở
nhiệt độ phịng. Tuy nhiên, khi ta khuấy đều với tốc độ mạnh thì dầu dừa sẽ tạo nhũ với
nước nhưng hỗn hợp này sẽ có màu trắng đục. Khối lượng riêng của dầu dừa là
924,27kg/m3.[4]
Các thành phần chính của dầu dừa thơ rất quan trọng và ảnh hưởng đến đặc tính
của dầu như: Triacyglycerol, acid béo, photpholipid, tocopherol, kim loại, sterol, chất
dễ bay hơi, mono và diacyglycerol. Khoảng 90% axit béo của dầu dừa đã bão hòa và
chủ yếu là acid lauric, myristic và palmitic với tỷ lệ lauric acid chiếm ưu thế (47.5%),
như trong Bảng 1.4 [3].
Triacylglycerol là thành phần chủ yếu của dầu dừa chiếm tới 95% lượng dầu.
Chúng là este của glycerol với ba axit béo. Dầu dừa thơ có hàm lượng photpholipid
tương đối thấp (0.2%) khi được so với hàm lượng các loại dầu thực vật khác (1-3%).
Tocopherol là chất chống oxy hố tự nhiên được tìm thấy trong hầu hết các loại dầu thực
vật. Sự có mặt của nó trong dầu dừa thơ ngăn cản dầu bị oxy hố trong khơng khí. Các
tocopherol trong dầu dừa tương đối thấp, chứa khoảng 50 ppm [5]. Dầu dừa thô chứa
khoảng 900 ppm các hợp chất dễ bay hơi và gây mùi.

3


Chuong 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU-HÓA CHẤT
Bảng 3.1: Nguyên liệu điều chế sản phẩm sữa tắm.
Ngun liệu

Cơng dụng

Xà phịng thơ

Tẩy rửa

SLES

Tẩy rửa

Disodium EDTA

Làm mềm nước

Glycerin

Dưỡng ẩm

Plantacare 2000 UP

Tẩy rửa bổ trợ

PEG-7 glyceryl cocoate

Tẩy rửa bổ trợ

CAPB

Tẩy rửa bổ trợ, tăng độ đặc

Polyquaternium-7

Làm mềm mượt

D-panthenol

Làm mềm mượt

Dung dịch NaOH

Chỉnh pH

Repoly 100

Tăng độ đặc

CDE

Tăng độ đặc, tăng bọt

Chất bảo quản

Bảo quản

Muối

Tăng độ đặc

Hương

Tạo hương

Màu

Tạo màu

Nước

-

3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ
Dụng cụ: Cốc becher, Máy khuấy gia nhiệt, Máy khuấy cơ, đũa khuấy, cân điện tử

4


3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
3.3.1 Thời gian nghiên cứu
Thời gian bắt đầu nghiên cứu và thực nghiệm từ 01/07/2019- 01/09/2019.
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được thực hiện tại Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT Trường
Đại học Nguyễn Tất Thành tọa lạc tại số 331 Quốc lộ 1A, phường An Phú Đông, Quận
12, Thành phố Hồ Chí Minh.
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1 Quy trình cơng nghệ

Hình 3.1 Sơ đồ phối chế sữa tắm
3.4.2 Bố trí thí nghiệm
 Cân NaOH rắn hịa tan với nước để tạo dung dịch NaOH 25% và để

nguội. (Thực hiện bên ngoài với dụng cụ riêng.)
 Cho dầu dừa vào thiết bị, được gia nhiệt lên nhiệt độ T = 85 ºC.
 Sau khi dầu dừa đạt nhiệt độ đó, bật khuấy tại tốc độ v=300 vòng/phút
và cho từ từ dung dịch NaOH 25% vào. Khuấy hỗn hợp trên 10 phút.
 Sau đó, cân nước cho vào thiết bị để đưa nồng độ NaOH còn 11% và
cho phản ứng xảy ra trong 3 giờ.
 Sau khi xà phịng hóa, bắt dầu quy trình làm như hình 3.1.
 Sử dụng máy khuấy cơ để trộn xà phịng thơ, SLES, nước

5


 Sau khi hỗn hợp tan, bắt đầu cho các chất tẩy rửa bổ trợ, chất dưỡng
ẩm, chất làm mềm,.. sau đó cho tiếp chất tạo đặc, hương màu ,bảo
quản.
 Sau khi hỗn hợp tan hết, lấy ra khỏi máy khuấy cơ, để lắng trong
vòng 30 phút.
 Lắng xong, lấy mẫu đo bọt, sau 30 phút đo lại lần nữa.

Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng xà phịng hóa
Xà phịng là hỗn hợp muối natri hay kali của acid béo, ngoài ra cịn có thêm một
số chất phụ gia, chất tạo mùi thơm, tạo bọt. Phản ứng xà phịng hóa là phản ứng giữa
dầu và KOH hoặc NaOH để tạo thành glycerol và muối của các acid béo (xà phịng).

Hình 3.3 Phương trình và cơ chế của q trình xà phịng hóa

6


3.4.3 Phối trộn phụ gia

Hình 3.4 quy trình khuấy sữa tắm
Các thành phần phụ gia trong sữa tắm gồm có các thành phần như chất tẩy rửa, chất
tạo bọt, nước, các phụ gia làm ẩm, bảo quản, làm bền cấu trúc.... Sản phẩm tẩy rửa cá
nhân là sản phẩm được sử dụng với mục tiêu chính là làm sạch vết bẩn trên cơ thể. Khi
sử dụng, sản phẩm tẩy rửa cá nhân ngồi khả năng tẩy rửa, chúng cịn được quan tâm
đến các yếu tố cảm quan như khả năng tạo bọt, khả năng rửa trôi khỏi da, cảm giác sau
khi rửa, tính kích ứng và tính khơ da.
Các phụ gia sẽ được thêm vào để hồn thiện các tính năng của sản phẩm. Công thức
cơ bản của sản phẩm tẩy rửa:
Chất hoạt động bề mặt (HĐBM): đóng vai trị là chất tẩy rửa chính; là những chất
có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng nhờ cấu trúc lưỡng cực và là thành
phần chính đảm nhận chức năng tẩy rửa trong các sản phẩm tẩy rửa. Các chất HĐBM
thường chiếm 10-15% trong thành phần công thức của sản phẩm; có thể được sử dụng
độc lập hoặc kết hợp với nhau để đạt được hiệu quả tẩy rửa và độ tạo bọt mong muốn.
Chất tăng bọt: thường chiếm 0 - 2% trong công thức; tùy thuộc vào nhu cầu và sở
thích của người tiêu dùng.
Phụ gia làm ẩm, mềm da: tạo cho da cảm giác mềm mại, khơng dính và cảm giác
sạch; bao gồm những chất dưỡng ẩm, chất che phủ làm mềm da như glycerine, protein,
PEG-7 glyceryl cocate...
Phụ gia tạo cấu trúc (phụ gia lưu biến): tạo độ nhớt cho các sản phẩm dạng lỏng,
thường tạo cảm giác đậm đặc để đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng đồng thời tăng
độ bền cho sản phẩm. Những phụ gia lưu biến thường được sử dụng là những muối vô
cơ đơn giản và các loại polymer tan trong nước.
Chất bảo quản: bảo vệ sản phẩm cũng như đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá
trình lưu trữ và sử dụng, chống lại sự tấn công của vi sinh vật. Các chất bảo quản chỉ
hoạt động trong khoảng pH thích hợp và mỗi chất bảo quản chỉ ngăn ngừa được một
hoặc một số loại vi khuẩn, vi nấm... nhất định, nên thường kết hợp nhiều chất bảo quản
khác nhau để tăng hiệu quả.
7

3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Độ nhớt: Độ nhớt của sản phẩm lỏng có thể được kiểm tra bằng nhớt kế cốc Zahn
Giá trị pH: Sử dụng máy đo C1010 của Consort để xác định pH của mẫu.
Độ tạo bọt: Cảm quan sử dụng được thể hiện qua khả năng tạo bọt (độ tạo bọt) của
sản phẩm. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp lắc (shaking test) để đo độ tạo bọt.
Chất lỏng được pha lỗng 100 lần sau đó cho 2ml dung dịch vào ống có nắp, lắc với một
lực vừa phải đến khi lượng bọt tạo ra là lớn nhất (thể tích bọt khơng thay đổi).

Độ tạo bọt được tính bằng cơng thức:
Với:

f

: độ tạo bọt;

V foam

f 

V foam  Vliquid
V foam

: thể tích bọt sau khi lắc;

Vliquid

:thể tích chất lỏng ban đầu

Hình 3.5 Phương pháp lắc (shaking test)
Sau đó tiến hành xác định thể tích cột bọt và tính chất bọt.
- Thời gian bền nhũ: Hiệu quả tẩy rửa được thể hiện qua thời gian bền nhũ, tức
là khả năng tạo nhũ của sản phẩm với một loại dầu Paraffin được chọn (mô phỏng cho
chất bẩn). Một thể tích 2 ml dung dịch pha lỗng được cho vào cùng 2 g dầu paraffin,
sau đó lắc đều tạo nhũ. Sử dụng đồng hồ bấm giây để xác định thời gian bền nhũ của hệ,
là khi một thể tích dầu 1 ml được tách thành lớp rõ rệt
3.6 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN
-Khảo sát 20 người bất kỳ, các yếu tố được đánh giá bao gồm:


Trước khi sử dụng (Độ đồng nhất, Màu sắc, Độ nhớt, Khả năng lấy mẫu,

Mùi, Độ trong, Độ đục),
8




Khi sử dụng (Khả năng tạo bọt, Kích ứng da (ngứa), Hương thơm, Khả

năng làm sạch (nhanh hoặc chậm khi rửa với nước).


Sau khi sử dụng (Lưu hương, Khô da, Độ rít, Kích ứng da (ngứa, mẫn đỏ),

Độ sạch, Độ mịn da)
Các yếu tố đánh giá được thể hiện theo thang điểm theo phương pháp cảm quan
thị hiếu. Trong đó, thang điểm cao nhất là 5 điểm dành cho sản phẩm được yêu thích
nhất và thang điểm giảm dần từ ưa thích, thích, tốt, khá, trung bình và thấp nhất là mức

độ khơng thích với thang điểm 0.
Bảng 3.2 Các yếu tố đánh giá trong từng trường hợp của sản phẩm
Trước khi sử dụng

Khi sử dụng

Sau khi sử dụng

Độ đồng nhất

Khả năng tạo bọt

Lưu hương

Màu sắc

Kích ứng da (ngứa)

Khơ da

Độ nhớt

Hương thơm

Độ rít

Khả năng lấy mẫu

Khả năng làm sạch (nhanh hoặc chậm
khi rửa với nước)

Kích ứng da (ngứa, mẫn đỏ)

Mùi hương

Độ sạch

Độ trong

Độ mịn da

Độ đục

Bảng 3.3 Thang điểm mức độ yêu thích của sản phẩm
Mức độ ưa thích

Ưa thích

Thích

Tốt

Khá

Trung bình

Điểm

5

4

3

2

1

3.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
Phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) được phát triển từ những năm 50 của thế
kỉ trước bởi nhà khoa học Box và đồng sự . Phương pháp đáp ứng bề mặt bao gồm một
nhóm các kĩ thuật tốn học và thống kê dựa trên sự phù hợp của mơ hình thực nghiệm
để các dữ liệu thực nghiệm thu được liên quan đến thiết kế thí nghiệm. Theo hướng
9


mục tiêu này, các hàm đa thức bậc hai hay bậc nhất được sử dụng để mô tả hệ nghiên
cứu đó và khảo sát các điều kiện thực nghiệm để tìm ra sự tối ưu. Ứng dụng kĩ thuật
tối ưu RSM cần trải qua các bước sau[7]:
(1)

chọn các biến độc lập ảnh hưởng quan trọng tới hệ nghiên cứu trong phạm vi giới
hạn của nghiên cứu đó theo mục tiêu và kinh nghiệm của người nghiên cứu.

(1)

Thiết kế thí nghiệm và tiến hành thực hiện các thí nghiệm đó theo một ma trận đã
vạch ra trước đó. Lưạ

(2)

Xử lý về mặt thống kê toán học các dữ liệu thực nghiệm thu được thơng qua sự
tương thích của hàm đa thức.

(3)

Đánh giá tính tương thích của mơ hình.

(4)

Xác minh tính khả thi và tính thiết yếu của để tiến hành chuyển hướng sang ranh
giới tối ưu.

(5)

Tiến hành thí nghiệm dựa trên kết quả tối ưu cho từng biến.
Mơ hình đơn giản nhất sử dụng trong RSM là hàm tuyến tính được biểu diễn

theo phương trình sau:
Trong đó,
góc,

là hằng số, k là số các biến số độc lập của mơ hình,

là các hệ số

là các biến, là số dư liên quan đến các thí nghiệm. Tuy nhiên, mơ hình thường

gặp trong RSM là hàm đa thức bậc hai:
Trong đó, là hệ số hồi quy của các biến số tương tác

và . Để đánh giá
sự tương tác giữa các biến số trong phương trình (6), mơ hình thiết kế thí nghiệm phải
đảm bảo tất cả các biến được khảo sát ở ba mức độ thừa số (factor level) là mức trung
bình (0), mức thấp (–1) và mức cao (+1). Các kiểu thiết kế thí nghiệm đối xứng bậc
hai thường gặp là thiết kế phức hợp trung tâm CCD (Central Composite Design), thiết
kế Box–Behnken và thiết kế Doehlert. Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu sử dụng
thiết kế phức hợp trung tâm CCD cho mơ hình thiết kế thí nghiệm các biến độc lập.
-Thiết kế thí nghiệm phức hợp trung tâm CCD
Ma trận thiết kế phức hợp trung tâm CCD được mô tả lần đầu tiên bởi hai nhà
khoa học Box và Wilson bao gồm các phần sau:
Thiết kế thừa số phân đoạn trên các mức mã hóa: mức trung bình (0), mức thấp (–
1) và mức cao (+1)
Thiết kế thêm các điểm nằm ngồi vùng phân đoạn, cách vị trí trung tâm (0) một
khoảng

10


Biểu diễn các điểm trung tâm để đánh giá độ lặp lại của phương pháp. Hình 2.3
mơ tả CCD cho sự tối ưu 2 yếu tố và 3 yếu tố.

Hình 3.4 Thiết kế phức hợp trung tâm CCD cho quá trình tối ưu của (a) 2 yếu tố
(

) và (b) 3 yếu tố (

).

() Các điểm của thiết kế phân đoạn, (○) Các điểm biên (quanh tâm), (□) Các điểm
trung tâm

-Đặc trưng của ma trận thiết kế phức hợp trung tâm CCD như sau:
. Trong đó k là số các biến
khảo sát, cp là số thí nghiệm trung tâm lặp lại. Đối với 2, 3 yếu tố độc lập thì N = 12,
20 tương ứng.
(1)Tổng số thí nghiệm (N) cần tiến hành là

(1)Giá trị

phụ thuộc vào số các biến số và được tính theo cơng thức dưới đây:
. Đối với 2, 3, 4 yếu tố thì p = 0 và =1,414; 1,681; 2,000 tương ứng.

Các biến được được nghiên cứu ở 5 mức mã hóa (–

11

, –1, 0, +1, +

)


Chương 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1.ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HOẠT CHẤT TỚI ĐỘ BỌT
-Ảnh hưởng của xà phịng thơ

Hình 4.1 Ảnh hưởng của hàm lượng xà phịng thơ đến tính chất bọt của sữa tắm
Nhận xét: Xà phịng thơ đạt 7mL, giảm đi 1mL sau 30 phút, ở 10%, tăng 1.8mL,
thể tích bọt tăng mạnh ở mẫu 15%, 20% với lần lượt 8.8mL(tăng 1.8), 9mL(tăng 2mL)
cả hai mẫu đều có thể tích bọt sau 30 phút là 7.8mL. sau khi tăng hàm lượng xà phịng
thơ lên thể tích bọt bắt đầu giảm, hàm lượng càng cao giảm càng nhiều, 25%
8mL(6.8mLsau 30 phút), 30% 7.5mL(giảm còn 6.8 sau 30 phút), 35% 6.2mL(giảm còn

6mL sau 30 phút), 40% 6mL( sau 30 phút cịn 5.2mL).
- Ảnh hưởng của SLES

Hình 4.2 Ảnh hưởng của SLES tới tính tạo bọt của sữa tắm

12


Nhận xét: Cũng như xà phịng thơ SLES cũng có khả năng tạo bọt rất tốt, ko có
SLES mẫu đạt mức bọt ở 7mL(6.2mL), 3% SLES cũng chỉ có thể tích bọt là 7mL, nhưng
bọt của mẫu 3% bền hơn so với mẫu khơng có SLES, thể tích bọt của mẫu 3% ở mức
6.5mL, cao hơn mẫu khơng có SLES 0.3mL. mẫu 5% đạt thể tích bọt cao nhất tăng 2mL
so với hai mẫu trước, sau 30 phút mẫu 5% có độ bọt là 8.8mL. mẫu 8%,10%,12% giảm
lần lượt 0.9mL, 0.7mL, 1.2mL còn 8.1mL,8.5mL, 7.8mL. mẫu 5% dùng làm số liệu
chuẩn.
-Ảnh hưởng của CAPB

Hình 4.3 Ảnh hưởng của CAPB lên độ bọt của sữa tắm
Nhận xét: mẫu 3% có thể tích bọt nằm ở 5.5(0 phút), 4.5(30 phút), là mẫu có thể
tích bọt thấp nhất , mẫu 5% có thể tích bọt là 8 mL(0 phút), giảm 0.7 mL sau 30 phút
thành 7.3mL, mẫu 5% tăng mạnh so với mẫu 3, tăng 3.5mL(0 phút) và 2.8( 30 phút) so
với mẫu 3%. Mẫu 7% thể tích nằm ở mức 7mL, sau 30 phút thể tích bọt cịn 6.3mL, so
với mẫu 5% giảm 1mL cho cả hai mốc thời gian. Mẫu 9% đạt thể tích là 6.5mL, sau 30
phút là 5.5mL, giảm đáng kể so với mẫu có giá trị thể tích bọt cao nhất, giảm 1.5 mL,
sau 30 phút giảm 1.8mL. mẫu 11% có thể tích bọt bằng với mẫu 7%, thể tích bọt sau 30
phút thấp hơn mẫu 7% 0.3mL. mẫu 5% có thể tích bọt cao nhất nên dc lấy làm mẫu
chuẩn.

13

-Ảnh hưởng của glycerin

Hình 4.4 Ảnh hưởng của glycerin tới độ bọt của sữa tắm
Nhận xét: Glycerin tạo bọt rất tốt, tất cả các mẫu đều vượt ngưỡng 7(mL), ở 0%
bọt ở mức 8.8mL(8mL, giảm 1ml sau 30 phút), các mẫu 1%,2%,4% đều có độ bọt tăng
bằng nhau, 9mL, nhưng sau 30phut độ bọt giảm khác nhau, 1% giảm còn 8.5mL, 2%
giảm còn 8.2mL, 4% giảm còn 8.2mL. hai mẫu cao nhất, mẫu 5% có độ bọt ban đầu
tăng 0.8mL so với mẫu 1%,2%,4% và độ bọt sau 30 phút tăng lần lượt 0.3mL, 0.6mL,
thành 8.8mL, mẫu 3% có thể tích bọt cao nhất 10mL,giảm cịn 8.9mL sau 30 phút.
-Khảo sát đồng thời hàm lượng plantacare 2000 UP và PEG-7

Hình 4.5 Ảnh hưởng của plantacare 2000 UP và PEG-7 tới sữa tắm
Nhận xét: thể tích bọt ở tỉ lệ 0-5%, là 5.8mL(5.2mL), giảm xuống còn
5.2mL(4.5mL) khi tăng nồng độ của Plantacare 2000 UP lên thành 1%, giảm PEG-7
còn 4. Tiếp tục tăng plantacare 2000 Up cho tới khi lên thành 5%, giảm cịn PEG-7 cịn
0% làm cho thể tích bọt tăng 1mL(1mL sau 30 phút), 0.4mL(1.3mL sau 30phút),
1.4mL(2.3mL), 1.9mL(2.5mL). mẫu khơng chứa PEG-7 có thể tích bọt cao nhất.
14