كتاب : دراسة جدوى اقتصادية لمعمل إنتاج الشامبو و عمليات تصنيعه الكاملة

9:05 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : دراسة جدوى اقتصادية لمعمل إنتاج الشامبو و عمليات تصنيعه الكاملة

عدد الصفحات : 101 صفحة

الشامبو عبارة عن تركيبات تنظيف مستخدمة لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك العناية الشخصية واستخدام الحيوانات الأليفة والسجاد. يتم تصنيع معظمها بنفس الطريقة تقريبًا. وهي تتكون أساسًا من مواد كيميائية تسمى المواد الخافضة للتوتر السطحي والتي لها قدرة خاصة على إحاطة المواد الزيتية على الأسطح والسماح بشطفها بالماء. يستخدم الشامبو في الغالب للعناية الشخصية ، خاصة لغسل الشعر.

تاريخ

قبل ظهور الشامبو ، كان الناس عادةً يستخدمون الصابون للعناية الشخصية. ومع ذلك ، كان للصابون عيوب واضحة تتمثل في تهيج العينين وعدم توافقه مع الماء العسر ، مما يجعله يترك طبقة باهتة على الشعر. في أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي ، تم تقديم أول شامبو منظف صناعي ، على الرغم من أنه لا يزال لديه بعض العيوب. جلبت الستينيات تكنولوجيا المنظفات التي نستخدمها اليوم. على مر السنين ، تم إجراء العديد من التحسينات على تركيبات الشامبو. المنظفات الجديدة أقل تهيجًا للعينين والجلد ولديها خصائص صحية وبيئية محسنة. أيضًا ، تطورت تكنولوجيا المواد ، مما أتاح دمج آلاف المكونات المفيدة في الشامبو ، مما يجعل الشعر أكثر نظافة وترطيبًا.

مواد أولية

يتم إنشاء الشامبو الجديد في البداية بواسطة كيميائيين تجميليين في المختبر. يبدأ هؤلاء العلماء بتحديد خصائص تركيبة الشامبو. يجب أن يقرروا السمات الجمالية مثل السُمك الذي يجب أن يكون ولونه وما هي رائحته. كما يفكرون أيضًا في سمات الأداء ، مثل مدى جودة التنظيف ، وشكل الرغوة ، ومدى تهييجها. غالبًا ما يساعد اختبار المستهلك في تحديد ما يجب أن تكون عليه هذه الخصائص. بمجرد تحديد ميزات الشامبو ، يتم إنشاء صيغة في المختبر. هذه الدُفعات الأولية مصنوعة في أكواب صغيرة باستخدام مكونات مختلفة. في صناعة العناية الشخصية ، يتم تصنيف جميع المكونات التي يمكن استخدامها تقريبًا من قبل جمعية مستحضرات التجميل وأدوات الزينة والعطور (CTFA) في المجموعة المعتمدة حكوميًا والمعروفة باسم التسمية الدولية لمكونات مستحضرات التجميل (INCI). المكونات الأكثر أهمية في تركيبات الشامبو هي الماء والمنظفات ومعززات الرغوة والمكثفات وعوامل التكييف والمواد الحافظة والمعدلات والإضافات الخاصة.

ماء

المكوّن الأساسي في جميع أنواع الشامبو هو الماء ، وعادةً ما يشكّل حوالي 70-80٪ من التركيبة الكاملة. يتم استخدام الماء منزوع الأيونات ، والذي يتم معالجته خصيصًا لإزالة الجزيئات والأيونات المختلفة ، في الشامبو. يمكن أن يكون مصدر المياه هو الآبار الجوفية أو البحيرات أو الأنهار.

منظفات

المكونات التالية الأكثر وفرة في الشامبو هي المنظفات الأساسية. هذه المواد ، المعروفة أيضًا باسم المواد الخافضة للتوتر السطحي ، هي مكونات التنظيف في الشامبو. المواد الخافضة للتوتر السطحي هي مكونات نشطة سطحية ، مما يعني أنها يمكن أن تتفاعل مع السطح. تسمح الطبيعة الكيميائية للمادة الخافضة للتوتر السطحي بإحاطة وحبس المواد الزيتية من الأسطح. جزء واحد من الجزيء متوافق مع الزيت (قابل للذوبان) بينما الآخر قابل للذوبان في الماء. عندما يتم وضع الشامبو على الشعر أو المنسوجات ، فإن الجزء القابل للذوبان في الزيت يتماشى مع المواد الزيتية بينما الجزء القابل للذوبان في الماء يتماشى مع طبقة الماء. عندما يصطف عدد من جزيئات الفاعل بالسطح مثل هذا ، فإنها تشكل بنية تعرف باسم micelle. يحتوي هذا الميسيل على زيت محاصر في الوسط ويمكن غسله بالماء ، مما يمنح الشامبو قوة التنظيف.

تُشتق المواد الخافضة للتوتر السطحي من مركبات تعرف باسم الأحماض الدهنية. الأحماض الدهنية هي مواد طبيعية توجد في مصادر نباتية وحيوانية مختلفة. يتم استخلاص المواد المستخدمة في أغلب الأحيان لصنع المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في الشامبو من زيت جوز الهند وزيت نواة النخيل وزيت فول الصويا. بعض المنظفات الأولية الشائعة المستخدمة في الشامبو هي كبريتات لوريل الأمونيوم وكبريتات لوريل الصوديوم وكبريتات لوريل إيثر الصوديوم.

معززات الرغوة

بالإضافة إلى تطهير المواد الخافضة للتوتر السطحي ، يتم إضافة أنواع أخرى من المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى الشامبو لتحسين خصائص رغوة التركيبة. تساعد هذه المواد ، التي تسمى الألكانولاميدات ، على زيادة كمية الرغوة وحجم الفقاعات. مثل المنظفات الأولية ، فهي مشتقة أيضًا من الأحماض الدهنية ولها خصائص قابلة للذوبان في الماء وقابلة للذوبان في الزيت. 

مثخنات

إلى حد ما ، فإن الألكانولاميدات التي تصنع رغوة الشامبو تجعل التركيبات أكثر سمكًا. ومع ذلك ، يتم استخدام مواد أخرى أيضًا لزيادة اللزوجة. على سبيل المثال ، يتم تضمين ميثيل السلولوز ، المشتق من السليلوز النباتي ، في الشامبو لجعله أكثر سمكًا. يمكن أيضًا استخدام كلوريد الصوديوم (الملح) لزيادة سماكة الشامبو.

عوامل التكييف

تضاف بعض المواد أيضًا إلى الشامبو لتعويض التأثير القاسي أحيانًا للمواد الخافضة للتوتر السطحي على الشعر والأقمشة. تشمل عوامل التكييف النموذجية البوليمرات والسيليكون والعوامل الرباعية. كل من هذه المركبات تترسب على سطح الشعر وتحسن ملمسه ، ونعومته ، وقابليته للتمشيط ، مع تقليل الشحنات الساكنة. يُطلق على الشامبو الذي يتميز على وجه التحديد التكييف كميزة الشامبو 2 في 1 لأنه ينظف ويرطب الشعر في نفس الخطوة. من أمثلة عوامل التكييف كلوريد غوار هيدروكسي بروبيل تريمونيوم وهو بوليمر ، دايميثيكون وهو سيليكون ، وكواتيوم 80 ، عامل رباعي.

مواد حافظة

نظرًا لأن الشامبو مصنوع من الماء والمركبات العضوية ، فمن الممكن حدوث تلوث من البكتيريا والميكروبات الأخرى. يتم إضافة المواد الحافظة لمنع مثل هذا النمو. اثنان من المواد الحافظة الأكثر شيوعًا المستخدمة في الشامبو هما DMDM ​​hydantoin و methylparaben.

الصفات التعريفية

يتم إضافة مكونات أخرى إلى صيغ الشامبو لتعديل خصائص معينة. تتم إضافة مواد التعتيم لجعل الصيغة غير شفافة وإعطائها مظهرًا لؤلؤيًا. تُضاف المواد المعروفة باسم عوامل العزل لتعويض الآثار الباهتة للماء العسر. تتم إضافة الأحماض أو القواعد مثل حامض الستريك أو هيدروكسيد الصوديوم لضبط درجة الحموضة في الشامبو بحيث توفر المنظفات التنظيف الأمثل.

المضافات الخاصة

أحد العوامل الأساسية التي تؤثر على شراء الشامبو هو لونه ورائحته. لتعديل هذه الخصائص ، يضيف المصنعون زيوت عطرية وأصباغ FD&C معتمدة ومعتمدة من الحكومة. يمكن أن يكون للإضافات الخاصة الأخرى تأثير مماثل. المواد الطبيعية مثل المستخلصات النباتية والزيوت الطبيعية والبروتينات والفيتامينات تضفي جميعها صفات خاصة وتساعد في بيع الشامبو. يتم تضمين إضافات مثل الزنك بيريثيون لمعالجة مشكلة قشرة الرأس. الإضافات الأخرى هي الصبغات التي يمكن أن تلون الشعر.

التصنيع

معالجة

المعرض التالية وفرة في الشامبو هي المنظفات الأساسية. هذه المواد المعروفة أيضًا باسم المواد الخافضة للتوتر السطحي ، هي مكونات التنظيف في الشامبو. المواد الخافضة للتوتر السطحي هي مكونات سطحية ، مما يعني أنها يمكن أن تتفاعل مع السطح. الطبيعة الطبيعية الخافضة للتوتر السطحي بإحاطة وحبس المواد الزيتية من الأسطح عندما يتم وضع الشامبو على الشعر أو المنسوجات ، فإن الجزء القابل للجهاز في الزيت يتماشى مع المواد الزيتية بينما الجزء القابل للذوبان في الماء يتماشى مع طبقة الماء. عندما يصطف عدد من جزيئات الفاعل بالسطح مثل هذا ، تشكل تشكل فكرة باسم micelle. يحتوي هذا الميسيل على زيت محاصر في الوسط غسله بالماء ، مما يمنحه الشامبو قوة التنظيف.

تُشتق المواد الخافضة للتوتر السطحي من مركبات تعرف باسم الأحماض الدهنية. الأحماض الدهنية هي مواد طبيعية توجد في مصادر نباتية وحيوانية مختلفة. المواد الخام المستخدمة في صناعة التربة في الشامبو من زيت جوز الهند وزيت نواة وزيت فول الصويا. بعض المنظفات الشائعة في الشامبو هي كبريتات لوريل الأمونيوم وكبريتات لوريل الصوديوم وكبريتات لوريل إيثر الصوديوم.

يتم تصنيع الشامبو ، ثم يتم تعبئة الدُفعة في زجاجات فردية.

يضاعف

1 يتم صنع دفعات كبيرة من الشامبو في منطقة معينة من المصنع. هنا العمال ، المعروفين باسم المركبين ، يتبعون تعليمات الصيغة لعمل دفعات يمكن أن تكون 3000 جالون (11000 1) أو أكثر. يتم تسليم المواد الخام ، التي يتم توفيرها عادةً في براميل بحجم 55 جالون (200 1) أو في أكياس سعة 50 رطلاً (23 كجم) ، إلى منطقة التركيب عبر شاحنات الرافعة الشوكية. يتم سكبها في خزان الخلط وخلطها جيدًا.

2 اعتمادًا على الصيغة ، يمكن تسخين هذه الدفعات وتبريدها حسب الضرورة لمساعدة المواد الخام على التماسك بسرعة أكبر. يتم ضخ بعض المواد الخام مثل الماء أو المنظفات الأولية وقياسها مباشرة في خزان الخلطة. الشامبو: تتم إضافة هذه المواد ببساطة عن طريق الضغط على زر في أدوات التحكم المحوسبة. تنظم هذه الضوابط أيضًا سرعات الخلط ومعدلات التدفئة والتبريد. اعتمادًا على حجم ونوع الشامبو ، يمكن أن يستغرق صنع دفعة 3000 جالون (11000-1) من ساعة إلى أربع ساعات.

فحص مراقبة الجودة

3 بعد إضافة جميع المكونات إلى الدُفعة ، يتم أخذ عينة إلى معمل مراقبة الجودة (QC) للاختبار. يتم فحص الخصائص المادية للتأكد من التزام الدُفعة بالمواصفات الموضحة في إرشادات الصيغة. تقوم مجموعة مراقبة الجودة بإجراء اختبارات مثل تحديد الأس الهيدروجيني وفحوصات اللزوجة وتقييمات المظهر والرائحة. يمكنهم أيضًا التحقق من كمية المنظف الموجودة في التركيبة وما إذا كانت هناك مواد حافظة كافية. إذا تبين أن الدُفعة "خارج المواصفات" ، فيمكن إجراء التعديلات. على سبيل المثال ، يمكن إضافة الأحماض أو القواعد لضبط الأس الهيدروجيني ، أو يمكن إضافة الملح لتعديل اللزوجة. يمكن أيضًا تعديل الألوان بإضافة المزيد من الصبغة.

4 بعد الموافقة على الدُفعة من قبل مراقبة الجودة ، يتم ضخها من خزان الدُفعات الرئيسية في خزان تخزين حيث يمكن تخزينها حتى تصبح خطوط التعبئة جاهزة. يتم ضخه من الخزان المعلق في الحشو ، والذي يتكون من دائري من رؤوس تعبئة المكبس.

حشوة

5 في بداية خط التعبئة ، توضع الزجاجات الفارغة في حاوية كبيرة تسمى القادوس. هنا ، يتم التلاعب بالزجاجات جسديًا حتى يتم توجيهها بشكل صحيح والوقوف في وضع مستقيم. ثم يتم نقلها على طول حزام ناقل إلى دائري التعبئة الذي يحمل الشامبو.

6 يتكون دائري التعبئة من سلسلة من رؤوس تعبئة المكبس التي تمت معايرتها لتقديم الكمية الصحيحة من الشامبو في الزجاجات. عندما تتحرك الزجاجات عبر هذا القسم من خط التعبئة ، تمتلئ بالشامبو.

7 من هنا تنتقل الزجاجات إلى آلة السد. مثل الحاوية التي تحتوي على الزجاجات الفارغة ، يتم وضع الأغطية أيضًا في قادوس ثم محاذاتها بشكل صحيح. أثناء تحرك الزجاجات من خلال الأغطية ، يتم وضعها وتثبيتها بإحكام.

8 بعد وضع الأغطية ، تنتقل الزجاجات إلى آلات وضع العلامات (إذا لزم الأمر). اعتمادًا على نوع الملصقات ، يمكن أن تكون عالقة عند استخدام المواد اللاصقة أو الضغط عليها بالحرارة. يتم لصق الملصقات على الزجاجات أثناء مرورها.

9 من منطقة وضع العلامات ، تنتقل الزجاجات إلى منطقة الملاكمة ، حيث يتم وضعها في الصناديق ، عادةً ما تكون دزينة في المرة الواحدة. ثم يتم تكديس هذه الصناديق على منصات نقالة ونقلها في شاحنات كبيرة إلى الموزعين. يمكن أن تتحرك خطوط إنتاج كهذه بسرعات تقارب 200 زجاجة في الدقيقة أو أكثر.

مراقبة الجودة

بالإضافة إلى الفحوصات الأولية للتأكد من استيفاء المنتج للمواصفات ، يتم إجراء فحوصات أخرى لمراقبة الجودة. على سبيل المثال ، يراقب مفتشو الخط الزجاجات في نقاط محددة على خط التعبئة للتأكد من أن كل شيء يبدو على ما يرام. يلاحظون أشياء مثل مستويات التعبئة ، ووضع الملصق ، وما إذا كان الغطاء يعمل بشكل صحيح. يتم أيضًا فحص المنتج بشكل روتيني لمعرفة ما إذا كان هناك أي تلوث جرثومي. يتم ذلك عن طريق إخراج الزجاجة من خط التعبئة وإرسالها إلى معمل مراقبة الجودة. هنا ، يتم تلطيخ كمية صغيرة من منتج الشامبو على طبق ويتم تلقيحها بالبكتيريا والكائنات الحية الأخرى لمعرفة ما إذا كانت تنمو. بالإضافة إلى ذلك ، يتم فحص العبوة أيضًا لمعرفة ما إذا كانت تفي بالمواصفات. يتم فحص جميع الأشياء مثل سمك الزجاجة والمظهر ووزن الزجاجة.

المستقبل

ستستمر شركات المنتجات الاستهلاكية في تصنيع أنواع جديدة من الشامبو. ستكون هذه الصيغ الجديدة مدفوعة برغبات المستهلكين المتغيرة باستمرار والتكنولوجيا الكيميائية المتطورة. يحب المستهلكون حاليًا أنواع الشامبو متعددة الوظائف ، مثل الشامبو 2 في I ، الذي يوفر التطهير والتكييف في خطوة واحدة ، أو الشامبو الذي يساعد في التصفيف. من المحتمل أن توفر أنواع الشامبو الجديدة تكييفًا وتصفيفًا وتلوينًا محسنًا أثناء تنظيف الشعر. ستتحسن تقنية الشامبو أيضًا مع تطوير مكونات جديدة بواسطة موردي المواد الخام. يتم إحراز بعض التقدم المهم في تطوير مركبات مثل البوليمرات والسيليكون والمواد الخافضة للتوتر السطحي. ستكون هذه المواد أقل تهيجًا وأقل تكلفة وأكثر صداقة للبيئة ، كما ستوفر وظائف وأداء أكبر.

-----------------

تنزيل الكتاب

-------------------------

مشاركة