viisi joka päivä tuotettua tuotetta ja niihin liittyvää kemiantekniikkaa (päivä 148)

kemiantekniikkaa kutsutaan usein prosessitekniikaksi. Mutta monet kemian insinöörit työskentelevät tuoteinsinööreinä nopeasti muuttuvilla kulutustavaramarkkinoilla.

tuotteet, joita ostamme ja käytämme päivittäin ja joita pidämme usein itsestäänselvyyksinä, on kemiallisesti suunniteltu siten, että ne täyttävät vaaditut tehtävänsä.

ja kuten tiedätte, paras tapa selittää jotain on esimerkin kautta. Siksi olen koonnut listan tuotteista, – jotka selittävät niihin liittyvän tieteen ja tekniikan.

tuotteet ovat myös loistava tapa tutustuttaa nuoria mahdolliselle uralle kemiantekniikan parissa .

1. Hiuslakka

tämä hiustenhoitotuote on sisällytetty monen aamurutiineihin. Sekä miehet että naiset haluavat saavuttaa halutun kampauksen. Siksi on tärkeää, että hiuslakka on suunniteltu antamaan vahva ote, joka kestää koko päivän.

hiuslakka koostuu monimutkaisista polymeereistä, joilla on kyky muodostaa näkymättömiä sidoksia hiuksemme kuitujen leikkauspisteeseen.

näiden kompleksipolymeerien valinta hiuslakassa liittyy suoraan kuluttajien tarpeeseen, joten vinyyliasetaattia käytetään varmistamaan vahva ote ja lisäksi se kestää kosteutta.

hiuslakka on yleensä pakattu aerosolipurkkiin, jonka voimanlähteenä on paineistettu kaasu – dimetyylieetteri. Tämä kaasu toimii ponneaineena aerosolissa ja kiehuu pois, Kun suutin painetaan alas. Loput ainekset työnnetään sitten ulos tölkistä hienon sumun muodossa.

hiuslakkaa valmistetaan eräprosessissa suurissa, noin 9 000 litran säiliöissä, joissa ainesosat sekoitetaan suurilla turbiinin siivillä – tuotteen pääainepohja koostuu vedestä ja denaturoidusta alkoholista.

muita ainesosia, joita lisätään tiettyjä toimintoja varten, ovat hajusteöljy (melko itsestään selvä), aminometyylipropanoli, joka säätelee tuotteen happamuutta, syklopentasiloksaani, joka toimii sakeuttamisaineena, voiteluaineena ja vettä hylkivänä aineena antamaan hiuslakalle sen ”silkkisen tunteen”, sekä boraattiesterit, jotka estävät aerosolipurkin ruostumisen.

2. Wc-paperi

jokainen kotitalous tarvitsee vessapaperivarastonsa, joten tämä tekee tuotteesta pakko-ostettavan kulutustuotteen.

wc-paperi voidaan valmistaa joko ”neitseellisestä” tai uudesta (haketetusta puusta valmistetusta) paperista tai kierrätyspaperista. Muita sen valmistuksessa käytettyjä materiaaleja ovat vesi, kemikaalit raaka-aineiden pilkkomiseen käyttökelpoisiksi kuiduiksi ja valkaisuaineiksi.

kun raaka – aineissa on kierrätyspaperia, eräprosessi aloitetaan sekoittamalla kaikki erityyppiset paperit ja poistamalla muste ruiskuttamalla massaan ilmaa-mustehiukkaset voidaan sitten kuoria pois, kun ne nousevat massaseoksen pinnalle.

Jos prosessiin syötettävä rehu on ”neitseellistä” tai uutta paperia, haketettu puu kypsennetään painekattilassa, jotta osa ylimääräisestä vedestä haihtuu ja puu pelkistyy selluksi.

nyt puhdistetusta ”neitsytpaperista” tai kierrätyspaperista valmistettu massaseos johdetaan joidenkin lämmitettyjen rullien läpi kosteuspitoisuuden vähentämiseksi noin viiteen prosenttiin, jotta se on valmis valkaisuun. Ennen valkaisua seos pilkotaan takaisin massaksi.

valkaistuaan märkä massa kulkee korkean lämpötilan kuivausrummun läpi ja rullataan yhden kerroksen paksuiseksi paperiksi. Tästä kohdasta paperi voidaan kohokuvioida kuviolla, joka itse asiassa lisää sen paksuutta.

Automaattikoneet tekevät sitten lopullisen työn: paperin purkaminen, leikkaaminen ja sen jälkeen kelaaminen pahviputkeen. Vessapaperirullat leikataan ja kääritään lopulliseen tuotteeseen, jonka näemme jonottavan supermarkettien hyllyjä.

3. Deodorantti

lähes jokainen käyttää deodoranttia eri aikaan pitkin päivää ja yleensä ne toimitetaan kuluttajalle joko rulladeodorantteina, tikkuina tai aerosolisuihkeina, joita levitetään yleensä kainaloiden alueelle.

deodorantti on suunniteltu estämään kehon hajua, ja antiperspiranttideodorantit on suunniteltu estämään hikoilua – hienoinen ero, mutta toivottu lopputulos on se, että henkilö tuoksuu raikkaalta.

Deodorantit valmistetaan tyypillisesti eräprosessina suurilevikkisissä sekoittimissa, joiden tilavuus on lähes 2 000 litraa – koostumus ja ainesosien yhdistelmä riippuu todella siitä, missä muodossa tuote toimitetaan kuluttajalle.

liuottimet tai silikonit sekoitetaan jauheen ainesosien kuten setyylialkoholin kanssa sekoittimen sisällä olevaan öljyfaasiin. Vaikuttava aine valmistetaan erikseen vesipitoisessa, dispergoidussa faasissa.

sekä öljyfaasi että dispergoitu faasi yhdistyvät ja tämä muodostaa emulsion. Jos lopputuote on tikkuna tai rullana toimitettu, siihen lisätään hyytelöimisaineita tai polymeerejä. Muussa tapauksessa parfyymi/tuoksu on seuraava ainesosa ennen kuin tuote jäähdytetään ja kaadetaan sitten pakattaviin astioihin.

deodorantin vaikuttavat aineet eroavat antiperspiranttien sisältämistä aineista, koska ne estävät eri tavoin hajua. Alumiinipohjaiset yhdisteet ovat yleensä antiperspiranttien vaikuttavia aineita, joista yleisimmin käytetty on alumiini-zirkoniumtetrakloorihydrex-glysiini.

tuotteiden turvallisuuden ja tehokkuuden Erätestaus on tärkeä osa prosessia, sillä tuotteet päätyvät usein hyllyillemme, joissa lukee esimerkiksi ”48 tunnin suojaus” tai ”sisältää aloe veraa”. Valmistajien on varmistettava, että heidän tuotteensa ovat turvallisia, toimivia ja sisältävät juuri sen, mitä pakkauksessa lukee.

4. Pesuaine / pesujauhe

pesuaine tai pesujauhe on katkotuote, jota käytetään useimmissa kotitalouksissa vaatteiden, liinavaatteiden ja muiden tekstiilien puhdistamiseen. Kun jauhe liuotetaan veteen so. pesukoneessa se auttaa lian poistamisessa tekstiilipinnalta.

pesuainejauhetta voidaan valmistaa joko erä-tai jatkuvaprosessina, suurempien valmistajien suosiessa jatkuvaa prosessia, jota kutsutaan myös agglomeraatioprosessiksi.

pesuaineet perustuvat pinta-aktiiviseen aineeseen tai pinta-aktiiviseen aineeseen. Pinta-aktiiviset aineet koostuvat hiilivetyketjusta ja hydrofiilisestä ionisesta tai ei-ikonisesta ryhmästä, joilla molemmilla on tietty tehtävä.

pinta-aktiivisen molekyylin hiilivetyketjun osa kiinnittyy liaan ja hydrofiilinen pää veteen. Tämä tarkoittaa, että hiilivetyketju poistaa lian kemiallisesti veteen. Yleisimmät teollisuudessa käytettävät pinta-aktiiviset aineet ovat anionisia ja tulevat yleensä vesiliukoisina natriumsuoloina.

entsyymit ja hajuvedet ovat pesuaineen muita ainesosia. Entsyymit hajottavat tahroja ja hajusteita lisätään, jotta pyykki tuoksuu hyvältä ja peittää pesuaineen kemiallisen tuoksun.

agglomeraatioprosessi alkaa siten, että kuivat aineet syötetään agglomeraattoriin, jossa terät sekoittavat materiaalin hienoksi. Nestemäiset aineet lisätään sitten seokseen suihkusuuttimien kautta suoraan agglomeraattoriin. Tämä reaktio tuottaa lämpöä, joka johtaa kuuman, viskoosin nesteen muodostumiseen.

kun neste poistuu taajamasta, käytetään kuumailmapuhaltimia ja pesuaine kerääntyy kuivaushihnalle. Tämä sitten jauhetaan ja työnnetään läpi mitoitus näytöt (välttää suuria kokkareita jauhetta) muodostaa pesuaine/pesujauhe tuote, joka sitten pakataan.

Jos pesuaine on nestemäinen tuote, jauhe yksinkertaisesti sekoitetaan veteen ja liuotusliuoksiin – liuotusliuokset helpottavat pesuaineen ja veden sekoittumista.

5. Hammastahna

Hammaslääkärit ja suuhygienistit suosittelevat, että harjaamme hampaamme kaksi kertaa päivässä kahden minuutin ajan fluorihammastahnalla iensairauksien, reikiintymisen ja plakin muodostumisen estämiseksi.

hammastahnasta on tullut välttämätön tuote, jota usein kehutaan suuveden ja hammaslangan käytöllä.

hammastahnan tärkeä ainesosa on fluoridi. Fluoridi toimii vaikuttavana aineena-se estää reikiintymistä ja reikiintymistä lisäämällä hampaiden lujuutta. Natriumfluoridi on yleisin hammastahnan valmistuksessa käytettävä fluoriyhdiste.

hammastahnan muita tärkeitä ainesosia ovat: sideaineet, jotka toimivat sakeuttamisaineena; hioma-aineet, jotka irrottavat plakkia hampaista; vaahdotusaineet (pinta-aktiiviset aineet); jotka pidättävät vettä; makuaineet; väriaineet ja makeutusaineet.

hammastahnan valmistus on eräprosessi, jossa ainesosat punnitaan ennen sekoittamista. Jokainen erä voi tuottaa 10 000 hammastahnatuubia vastaavan määrän.

tärkeä ominaisuus joissakin hammastahnoissa ovat eriväriset raidat. Erään lisätään keinotekoisia väriaineita sen värin muuttamiseksi. Tämän jälkeen eteerisiä öljyjä käytetään näiden värien (jotka usein johtuvat eri mausta) lisäämiseen tuotteeseen pakkausvaiheessa.

lopputuote täytetään putkiin automaattisten laitteiden ja pumppujen avulla ja tässä vaiheessa tuotteen turvallisuus ja teho testataan.

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Tämä blogi on ehkä pidempi kuin muut postaukseni, mutta se vain osoittaa, kuinka paljon tekniikka ja tiede menee päivittäin käyttämiemme tuotteiden valmistukseen – ja siitä kemian insinöörien pitäisi varmasti olla ylpeitä.