fem varje dag produkter och kemiteknik som går in i dem (dag 148)

kemiteknik beskrivs ofta som processteknik. Men många kemiingenjörer arbetar som produktingenjörer inom den snabbt rörliga konsumtionsvarumarknaden.

de produkter som vi köper och använder varje dag, och ofta tar för givet, har kemiskt konstruerats så att de uppfyller sin önskade funktion.

och som du vet är det bästa sättet att förklara något som exempel. Det är därför jag har sammanställt en lista över produkter som förklarar vetenskap och teknik som går in i dem.

produkterna är också ett bra sätt att introducera ungdomar till en potentiell karriär inom kemiteknik .

1. Hairspray

denna hårvårdsprodukt är integrerad i många människors morgonrutiner. Både män och kvinnor vill uppnå en önskad frisyr. Så det är viktigt att hårspray är utformad för att ge ett starkt grepp som varar hela dagen.

hårspray består av komplexa polymerer som har förmågan att bilda osynliga bindningar över hårets fiberkorsning.

valet av dessa komplexa polymerer i hårspray hänför sig direkt till konsumenternas behov, så vinylacetat används för att säkerställa stark hållning och är dessutom resistent mot fuktighet.

hårspray förpackas vanligtvis i en aerosolburk som drivs av en trycksatt gas – dimetyleter. Denna gas fungerar som ett drivmedel i aerosolen och kokas bort när munstycket trycks ner. Resten av ingredienserna drivs sedan ut ur burken i form av en fin dimma.

hårspray produceras i en satsprocess i stora tankar på cirka 9000 L där ingredienserna blandas av stora turbinblad – den huvudsakliga basen för denna produkt består av vatten och en denaturerad alkohol.

de andra ingredienserna som tillsätts för att utföra specifika funktioner inkluderar parfymolja (ganska självförklarande), aminometylpropanol som kontrollerar produktens surhet, cyklopentasiloxan som fungerar som ett förtjockningsmedel, smörjmedel och vattenavvisande för att ge hårspray sin silkeslen känsla och boratestrar som förhindrar att aerosolburken rostar.

2. Toalettpapper

varje hushåll kommer att behöva sin leverans av toalettpapper och så detta gör produkten en måste-köpa konsumentprodukt.

toalettpapper kan tillverkas av antingen ’jungfru’ eller nytt papper (bildat av flisat trä) eller från återvunnet papper. De andra material som används vid tillverkningen inkluderar vatten, kemikalier för att bryta ner råvarorna till användbara fibrer och blekmedel.

När råvarorna innehåller återvunnet papper börjar satsprocessen genom att blanda alla olika typer av papper och sedan ta bort bläcket genom att injicera massan med luft – bläckpartiklarna kan sedan skummas av när de stiger till toppen av massablandningen.

om inmatningen i processen är ’jungfrulig’ eller nytt papper, kokas det flisade träet i en tryckkokare för att avdunsta en del av överskottsvattnet och reducera träet till massa.

massablandningen, oavsett om det är ’jungfruligt’ eller återvunnet papper som nu har rengjorts, passerar genom några uppvärmda rullar för att minska fuktinnehållet till cirka fem procent så att det är klart för blekning. Före blekning hackas blandningen upp i massa.

När den är blekt passerar den våta massan genom en högtemperaturtork och rullas till papper som är ett skikt tjockt. Från denna punkt kan papperet präglas med ett mönster som faktiskt ökar dess tjocklek.

automatiserade maskiner gör sedan det slutliga jobbet med att avveckla, klippa och sedan spola tillbaka papperet på kartongslangen. Rullar av toalettpapper skärs sedan och lindas in i slutprodukten som vi ser på hyllorna i stormarknaderna.

3. Deodorant

nästan alla använder deodorant vid olika tidpunkter under dagen och vanligtvis levereras de till konsumenten som antingen roll-on deodoranter, pinnar eller aerosolsprayer, som vanligtvis appliceras på underarmsområdet.

Deodorant är utformad för att förhindra kroppslukt, och antiperspirant deodoranter är utformade för att förhindra svettning – en subtil skillnad men det önskade resultatet är att hålla individen luktande fräsch.

deodoranter tillverkas vanligtvis i en satsprocess inom högskjuvblandare som har en volymkapacitet som närmar sig 2000 L – formuleringen och kombinationen av ingredienser beror verkligen på vilken form produkten kommer att levereras till konsumenten.

lösningsmedel eller silikoner blandas med pulveringredienserna såsom cetylalkohol i oljefasen i blandaren. Den aktiva beståndsdelen framställs separat i en vattenhaltig, dispergerad fas.

både oljefasen och dispergerad fas kombineras och detta bildar en emulsion. Om slutprodukten levereras som en pinne eller roll-on, tillsätts gelningsmedel eller polymerer. Annars är parfym / doft nästa ingrediens innan produkten kyls och hälls sedan i behållare som ska förpackas.

de aktiva ingredienserna i deodorant skiljer sig från antiperspiranter på grund av de olika sätt som de hämmar lukt. Aluminiumbaserade föreningar är vanligtvis de aktiva ingredienserna för antiperspiranter, med aluminium zirkoniumtetraklorhydrex glycin är den vanligaste.

Batchtestning av produkterna för säkerhet och effekt är en viktig del av processen, eftersom produkter ofta landar på våra hyllor med etiketter som anger saker som ’48 hour protection’ eller ’innehåller aloe vera’. Tillverkare måste se till att deras produkter är säkra, funktionella och innehåller exakt vad det står på behållaren.

4. Tvättmedel/tvättpulver

tvättmedel eller tvättpulver är en stapelprodukt som finns i de flesta hushåll för att rengöra kläder, linne och andra textilier. När pulvret är upplöst i vatten d. v. s. i en tvättmaskin hjälper den till att avlägsna smuts från en textilyta.

tvättmedel kan produceras i antingen en sats eller kontinuerlig process, med de större tillverkarna som gynnar den kontinuerliga processen, även känd som agglomerationsprocessen.

tvättmedel är baserade på ytaktiv ingrediens eller ytaktivt ämne. Ytaktiva ämnen består av kolvätekedja och en hydrofil jonisk eller icke-ikonisk grupp, som båda utför en specifik funktion.

kolvätekedjans del av den ytaktiva molekylen fäster sig vid smuts och den hydrofila änden fäster sig vid vatten. Detta innebär att smutsen avlägsnas kemiskt av kolvätekedjan i vattnet. De vanligaste ytaktiva ämnena som används i industrin är anjoniska och kommer vanligtvis i form av vattenlösliga natriumsalter.

enzymer och parfymer är andra ingredienser i tvättmedel. Enzymerna är närvarande för att bryta ner fläckar och parfymerna tillsätts för att säkerställa att tvätten luktar gott och täcker den kemiska lukten av tvättmedlet.

agglomerationsprocessen börjar med att de torra ingredienserna matas in i en agglomerator där bladen blandar materialet till en fin konsistens. Flytande ingredienser tillsätts sedan till blandningen via sprutmunstycken direkt i agglomeratorn. Denna reaktion producerar värme som leder till bildandet av en het, viskös vätska.

när vätskan lämnar agglomeratorn appliceras varmluftsfläktar och tvättmedlet samlas på ett torkbälte. Detta pulveriseras sedan och skjuts genom dimensioneringsskärmar (för att undvika stora klumpar av pulver) för att bilda tvättmedel/tvättpulverprodukt som sedan fortsätter att förpackas.

om tvättmedlet är en flytande produkt blandas pulvret helt enkelt med en lösning av vatten och solubilisatorer – lösningsmedlen hjälper till att blanda tvättmedlet och vattnet.

5. Tandkräm

Tandläkare och tandhygienister rekommenderar att vi borstar tänderna två gånger om dagen i två minuter med en fluortandkräm för att förhindra tandköttssjukdom, förfall och uppbyggnad av plack.

tandkräm har blivit en viktig produkt, ofta kompletterad med användning munvatten och tandtråd.

en viktig ingrediens i tandkräm är fluor. Fluor fungerar som den aktiva ingrediensen – det förhindrar förfall och bildandet av hålrum genom att öka tändernas styrka. Natriumfluorid är den vanligaste fluorföreningen som används vid tillverkning av tandkräm.

andra viktiga ingredienser i tandkräm inkluderar: bindemedel, som fungerar som ett förtjockningsmedel; slipmedel, som lossar plack från tänderna; skummedel (ytaktiva ämnen); som, som behåller vatten; aromer; färgämnen och sötningsmedel.

Tandkrämstillverkning är en satsprocess där ingredienser vägs före blandning. Varje sats kan producera motsvarande 10 000 rör tandkräm.

en viktig egenskap hos vissa tandkrämar är de olika färgade ränderna. Konstgjorda färgämnen läggs till en sats för att ändra färg. Eteriska oljor används sedan för att lägga till dessa färger (som ofta tillskriver en annan smak) till produkten i förpackningsstadiet.

slutprodukten fylls i rör, med hjälp av automatiserad utrustning och pumpar och det är i detta skede som produkten testas för säkerhet och effekt.

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

den här bloggen är kanske längre än mina andra inlägg, men det visar bara hur mycket teknik och vetenskap går till att göra de produkter som vi använder varje dag – och det är verkligen något som kemiska ingenjörer borde vara stolta över.