Thử nghiệm hiệu suất chất tẩy rửa bằng phương pháp gia tốc

Thử nghiệm hiệu suất chất tẩy rửa bằng phương pháp gia tốc

Bối cảnh

Ngành sản phẩm hóa chất giặt tẩy đang giữ vai trò thiết yếu trong chăm sóc gia đình và các ngành dịch vụ thương mại bao gồm cung cấp giải pháp cho chăm sóc vải, làm sạch và vệ sinh. Khi người tiêu dùng kỳ vọng nhiều hơn vào hiệu quả và tính bền vững, các nhà sản xuất đối mặt thách thức lớn: phát triển chất tẩy rửa có khả năng loại bỏ nhiều loại vết bẩn, đồng thời giữ độ bền vải và đáp ứng quy định môi trường. Đánh giá hiệu suất làm sạch là bước then chốt trong phát triển sản phẩm, nhưng các phương pháp truyền thống thường tốn thời gian và công sức. Vì vậy, các kỹ thuật phân tích nhanh và đáng tin cậy, như TURBISCAN, ngày càng quan trọng trong việc rút ngắn quá trình thử nghiệm và thúc đẩy đổi mới chất tẩy rửa.

 TURBISCAN: Nguyên lý hoạt động

Công nghệ TURBISCAN, dựa trên tán xạ ánh sáng đa hướng tĩnh (SMLS), chiếu nguồn sáng (bước sóng 880 nm) vào mẫu và thu tín hiệu tán xạ ngược (BS) và truyền qua (T) dọc theo chiều cao mẫu. Lặp lại phép đo theo tần suất phù hợp, cho

phép thiết bị theo dõi độ ổn định vật lý. Tín hiệu liên quan trực tiếp đến nồng độ hạt (φ) và kích thước (d) theo lý thuyết Mie.

Việc đo tín hiệu BS và T có thể thực hiện ở chế độ quét để đánh giá độ đồng nhất và độ ổn định, hoặc ở tần suất rất cao cho phép đo nhanh theo thời gian và trực tuyến. Các phép đo được tiến hành trực tiếp trên mẫu gốc, không cần pha loãng.

Ngoài ra, TURBISCAN DNS có thể theo dõi sự biến đổi tín hiệu thông qua:

• Chức năng trộn (TMIX) để sàng lọc công thức tự động, nhanh chóng với thanh khuấy trực tiếp trong buồng đo.
• Chức năng tuần hoàn (TLOOP) cho phép đo online, cũng như phục vụ mở rộng quy mô hoặc tối ưu hóa quy trình.

(TURBISCAN DNS)

Phương pháp đánh giá hiệu suất tẩy rửa của công thức giặt

Một mảnh vải 1 cm² được làm bẩn với 50 µL dầu cọ chứa 5% khối lượng curcumin (tinh bột nghệ) để mô phỏng vết bẩn bám lâu trên vải. Mảnh vải này được đặt ở đáy lọ thủy tinh chuyên dụng và cố định bằng lớp niêm phụ. Lọ được đậy bằng nắp chuyên biệt, thiết kế tối ưu cho dòng chảy trong mô-đun TLOOP. Sau đó, lọ được đặt vào bên trong TURBISCAN DNS. Sau khi rửa hệ thống bằng nước tinh khiết, một lọ khác chứa công thức giặt (pha loãng trong nước đến nồng độ 3% khối lượng) được kết nối, tạo thành vòng tuần hoàn kín cho phép dung dịch lưu thông giữa hai lọ. (xem Hình 1).

Hình.1: Thể hiện dòng chảy chất lỏng nhằm nghiên cứu quá trình tẩy vết bẩn bằng dung dịch giặt với TURBISCAN DNS

Các biên dạng truyền qua và tán xạ ngược được ghi lại mỗi 30 giây trong suốt 3 giờ. Kết quả cho thấy sự gia tăng tín hiệu tán xạ ngược ở đáy lọ, tương ứng với mảnh vải bị nhuộm, và tín hiệu truyền qua cao ở phía trên, cho thấy sự hiện diện của các phân tử vết bẩn đã nhũ hóa và các chất tẩy rửa đã phát huy tác dụng trong nước (xem Hình 2).

Hình.2: Độ truyền qua và tán xạ ngược theo chiều cao mẫu theo thời gian cho công thức 1

Từ phép đo truyền qua trong quá trình tuần hoàn dung dịch giặt, chúng tôi ghi nhận sự suy giảm của biên dạng truyền qua. Sự giảm truyền ánh sáng này xuất phát từ sự phân tán của chất bẩn trong dung dịch giặt, khiến chất lỏng ngày càng kém trong suốt.

Trong quá trình tuần hoàn dung dịch giặt, các phép đo truyền qua cho thấy sự suy giảm dần trong pha lỏng. Sự giảm truyền này liên quan trực tiếp đến việc loại bỏ ngày càng nhiều vết bẩn vào dung dịch giặt; khi nhiều thành phần vết bẩn được tách khỏi vải và phân tán hoặc nhũ hóa trong chất lỏng, dung dịch trở nên kém trong suốt hơn với ánh sáng. Sự thay đổi tính chất quang học này cung cấp chỉ báo định lượng về hiệu quả tẩy rửa, vì mức độ loại bỏ và phân tán vết bẩn càng cao thì sự suy giảm truyền qua càng lớn.

Để đánh giá thêm hiệu quả tẩy rửa, chúng tôi so sánh khả năng làm sạch của ba công thức giặt khác nhau với nước tinh khiết làm mẫu đối chứng. Bằng cách theo dõi sự biến đổi của độ truyền qua theo thời gian (Hình 3) cho từng mẫu, chúng tôi có thể trực tiếp đánh giá và đối chiếu khả năng loại bỏ và nhũ hóa vết bẩn của chúng trong cùng điều kiện.

* Trong những trường hợp công thức chất tẩy rửa khác biệt đáng kể về thành phần hoặc tính chất quang học ban đầu, nên dùng giá trị truyền chuẩn hóa (ΔT/T0), được tính theo truyền ban đầu của từng mẫu

Hình.3: Sự thay đổi truyền sáng theo thời gian tuần hoàn của chất tẩy rửa

 Từ kết quả Hình 3, có thể thấy:

• Dung dịch tẩy rửa thể hiện ưu thế rõ rệt so với nước trong việc loại bỏ bụi bẩn khỏi mẫu mô.

• Trong số ba công thức được thử nghiệm, Công thức 1 cho thấy mức giảm truyền sáng lớn nhất (tức độ trong suốt thấp hơn, biểu thị khả năng loại bỏ bụi bẩn cao hơn).

• Bên cạnh việc có giá trị truyền sáng thấp nhất (tức hiệu quả loại bỏ bụi bẩn cao nhất), công thức này còn thể hiện động học nhanh nhất, đạt giá trị truyền sáng tối thiểu trong vòng 45 phút.

• Các công thức có thể được xếp hạng theo hiệu quả, từ cao nhất đến thấp nhất.

Hình 4: Hình ảnh các mẫu sau quá trình giặt rửa, tính hiệu quả được xếp giảm dần về bên phải

 Kết luận

TURBISCAN DNS mang đến một phương pháp nhanh chóng, định lượng và không phá hủy để đánh giá hiệu quả tẩy rửa, đồng thời cung cấp thông tin theo thời gian thực về động học loại bỏ vết bẩn. Với khả năng theo dõi độ truyền qua và tán xạ ngược mà không cần pha loãng mẫu, thiết bị cho phép so sánh chính xác giữa các công thức trong điều kiện thực tế. Điều này giúp đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm, hỗ trợ tối ưu hóa công thức một cách hiệu quả và đảm bảo khả năng so sánh hiệu năng đáng tin cậy, khiến TURBISCAN trở thành công cụ thiết yếu trong việc thúc đẩy đổi mới trong đánh giá chất tẩy giặt.

Tải bản gốc tại ĐÂY