牙膏设计书

河北科技师范学院精细化工课程设计普通碳酸钙型牙膏生产工艺设计书院（系、部）名称：化学工程学院专业名称：应用化学2014年10月20日河北科技师范学院教务处目录一．前言.............................................错误!未定义书签。二.产品的介绍.......................................错误!未定义书签。1牙膏性能.........................................错误!未定义书签。2牙膏的作用........................................错误!未定义书签。2.1基本配方.......................................错误!未定义书签。2.2各成分基本作用..................................错误!未定义书签。2.2.1摩擦剂.......................................错误!未定义书签。2.2.2赋型剂.......................................错误!未定义书签。2.2.3增稠剂........................................错误!未定义书签。2.2.4香精.........................................错误!未定义书签。2.2.5发泡剂.......................................错误!未定义书签。2.2.6甜味剂.......................................错误!未定义书签。2.2.7其他添加剂...................................错误!未定义书签。2.3普通牙膏.......................................错误!未定义书签。三.生产工艺.........................................错误!未定义书签。1生产原理.........................................错误!未定义书签。2生产工艺.........................................错误!未定义书签。2.1湿法溶胶制膏工艺................................错误!未定义书签。2.1.1、常压法制膏工艺..............................错误!未定义书签。2.1.2真空法制膏工艺................................错误!未定义书签。2.2干法溶胶制膏工艺...............................错误!未定义书签。四．牙膏的制膏设备..................................错误!未定义书签。1VME型制膏机.....................错误!未定义书签。错误!未定义书签。22VMB型制膏釜......................................错误!未定义书签。五.牙膏常见的质量问题分析............................错误!未定义书签。六、行业发展前景.....................................错误!未定义书签。七．结束语...........................................错误!未定义书签。参考文献..........................................错误!未定义书签。3一．前言世界上第一支管装牙膏诞生于1893年，至今已有一百余年历史。在29年之后，即1922年我国生产出第一支管装牙膏[1]。牙膏自18世纪50年代初问世以来，在很长的一段时间里，在商品性质和分类上都属于美容化妆品之列，它在国内外的化妆品学中也占有重要地位。牙膏是用来清洁牙齿、维护口腔卫生、预防口腔疾病的重要口腔护理用品，与人们的日常生活密切相关。牙膏工业是重要的日用化工行业之一，其生产水平的高低，既反映了国家工业文明的发展，也标志和影响着人民生活消费水平的高低[2]。美国牙科协会给牙膏的简明定义是：“牙膏是和牙刷一起用于洗净牙齿表面的一种物质”。其功能主要是辅助牙刷去除口腔中的食物残屑和牙垢，使口腔清爽，洁齿健齿等。牙膏的分类尚未规范。根据我国牙膏标准分为普通牙膏和药物牙膏两类，按其理化指标及包装得分评为A、B、C三级。普通牙膏又叫洁齿型牙膏，如上海美加净牙膏等；药物牙膏又称疗效型牙膏，如天津蓝天六必治牙膏等。二．产品介绍1.牙膏的性能（1）具有适宜的摩擦力。（2）在刷牙过程能产生适度的泡沫。（3）含有抑菌的有效成分。（4）提高牙齿和牙周组织的抗病能力。（5）有舒适的香气和口感。（6）具有一定的稠度，良好的外观和使用性能。（7）具有物理和化学稳定性。(8)无毒性，对口腔黏膜无刺激性。2.牙膏的作用（1）物理作用：磨擦剂在牙刷的配合下，机械地刷除牙齿表面的附着物。（2）化学作用：发泡剂在刷牙过程中发泡、乳化、吸附口腔和牙齿内的污垢，对牙菌斑和牙垢产生溶解、分解、中和等作用。4（3）生物作用：口腔中的细菌和食物残渣，通过牙膏各种成分（如杀菌剂）的综合作用，可有效地抑制、杀灭或去除这些有害物。2.1基本配方成分含量（%）摩擦剂40~50赋型剂10~30增稠剂1~2香精0.5~1.5发泡剂1.5~2.5甜味剂0.1~0.5防腐剂0.1~0.5其他添加剂0.1~2水余量2.2各成分基本作用2.2.1摩擦剂摩擦剂在牙膏中的作用是以机械的方法清除牙齿表面的污垢，起着洁齿的作用。磨擦剂是牙膏的主要成份，一般在中低档牙膏中占50%左右。通常应用的磨擦剂有碳酸钙、磷酸二氢钙、α-氢氧化铝、二氧化硅等。2.2.1.1摩擦剂的基本作用（1）决定对牙表面沉积的去除效果；（2）通过对牙表面沉积的去除达到减少菌斑病的发生。52.2.1.2清洁牙齿的作用过程（1）在牙刷的压力下剪切破碎牙垢和磨除牙结石；（2）破碎的牙垢和牙结石被摩擦剂所分散，并与摩擦剂、表面活性剂乳化成悬浮液，降低粘度，与牙菌斑一起离开牙齿表面；（3）悬浮物易被水冲洗，完成清洁口腔与牙齿的目的。2.2.1.3硬度要求牙釉质的莫氏硬度为5~6，因而摩擦剂莫氏硬度应5。一般认为摩擦剂的莫氏硬度在4时是比较适宜。2.2.1.4摩擦剂类型分类一般来说，摩擦剂决定牙膏的性能和成本。（1）磷酸氢钙价格昂贵、吸水量低、摩擦值适中，口感好，用于生产高档牙膏；（2）二氧化硅价格较高、吸水量大、药物配伍性好，用于生产中高档牙膏；（3）碳酸钙价格低廉、吸水量低、药物配伍性不良、对牙本质有一定的磨损，一般用来做低档牙膏；（4）高比例的二氧化硅和碳酸钙复配既可以显著降低牙膏对牙本质的磨损，又可以保留牙膏对牙菌斑、牙结石的清洁效果，一般用来做中当牙膏。2.2.2赋型剂2.2.2.1主要作用（1）保湿性：防止膏体水分的蒸发甚至能吸附空气中的水分，以防止膏体干燥变裂。（2）抗冻性：降低牙膏冻点，使牙膏在寒冷的地区亦能保持正常的膏体状态，方便运输、储存及使用。2.2.2.2常用赋型剂甘油、山梨醇、PEG。2.2.3增稠剂2.2.3.1作用阻止或大大减缓小颗粒的沉降，防止出现相分离使牙膏在保质期内保持稳6定。2.2.3.2常用增稠剂（1）羧甲基纤维素钠（CMC）：分子量和取代度影响CMC的性能；由于在相同表观粘度时，其塑变值低于其他聚合物，婴儿长于其他触变性好的聚合物复配使用CMC单独使用,用量一般0.8%～1.3%,不超过1.35%。夏季可使用粘度高的CMC(1100～1200mPa.s),醚化度应在0.9以上。CMC用量应根据成品实际稠度来增减(一般12～27mm),冬季稠度可偏高，夏季则相反。在生产中，牙膏胶水粘度一般在1800～3300mPa.s(20℃)。一般牙膏配方中,CMC用量增减0.1%,胶水粘度增减300mPa.s左右[4]。（2）黄原胶：具有良好的耐温、耐盐性，对酶稳定性好，且能在较宽pH值范围内应用，对低浓度氟化物稳定。（3）羟甲基瓜尔胶：具有良好的耐盐性、触变性，适应较宽pH值范围。2.2.4香精牙膏香精是参照天然植物的香味，采用天然和天然等同香料、合成香料经精心调配而成具有天然风味的各种香型的一种使用香精。香精是牙膏中最为昂贵的组成部分，牙膏的口感、风格、档次等因素基本取决于所选用的香精。香精是一种由人工调配出来的含有两种以上至几十种香料(有时也含有适宜的溶剂或载体)的混合体，在温度较高的情况下具有一定的挥发性!在牙膏生产中由于采用大功率均质机，膏体在经过长时间均质后膏体温度都会上升，一般会达到45℃左右，如果过早地加入香精，高温会导致香精中的活性物大量挥发，香味变淡，口感变差，而这两点又恰恰是消费者最看中的。[5]须遵循的原则：（1）符合食品安全规格；（2）能掩盖原料不好的气味；（3）使用后在口腔中留有余味；（4）颜色一般为白色。2.2.5发泡剂牙膏中发泡剂是产生泡沫的主要原因，发泡剂在牙膏中起到乳化香精、稳定膏体的作用。在牙膏使用时，与牙刷和水共同作用产生泡沫，使口腔内难溶的污物溶于水随漱口吐出口外，产生泡沫起到去污携污的作用[6]。最常用的发泡剂是十二烷基硫酸钠（K12）、月桂酰肌氨酸钠。发泡剂是乳化液的稳定剂，若香精过多，会破坏乳化，使油相从膏体中析出；而发泡剂过多，会影响香精香味的挥发。72.2.6甜味剂常用甜味剂：蔗糖、糖精。糖精：比蔗糖甜300-500倍，但无热量，是不能消化糖和节食者的糖的替代品。如果含量超过0.02%，有苦味。2.2.7其它添加剂(1)钛白粉：增加膏体的白度和遮盖力。(2)食品色素：改善膏体感官性质，尤其用于儿童牙膏和中草药牙膏。(3)食用色淀：以水合明矾为底物衍生的一种食用水溶性色素与铝基料混合的盐，主要用于彩条牙膏。(4)洁齿颗粒：一般以多孔性二氧化硅或其他吸附性无机或有机物质为基质，添加微量食用色素制成。(5)缓冲液成分：磷酸氢钙型牙膏一般使用焦磷酸钠；氢氧化铝型牙膏一般使用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠。(6)氟化物：牙膏中的活性成分，保护牙釉，固齿，常用的有NaF、SnF2、Na2PO3F。2.3普通牙膏（1）碳酸钙型牙膏（2）别名普通牙膏、卫生牙膏。（3）性状白色膏体，以碳酸钙为主摩擦剂，PH值为7~10，易从软管挤出，呈稀稠适度的条状，能发泡，具有摩擦牙齿、清洁口腔的性能。（4）主要成分摩擦剂、增稠剂、发泡剂、润湿剂、防腐剂、香精和水。（5）碳酸钙型牙膏以碳酸钙为主摩擦剂；配方中润湿剂的用量相对其他牙膏少，水量多，并添加水玻璃和磷酸氢钙等缓蚀剂；常用增稠剂为羧甲基纤维素钠（CMC）和羟乙基纤维素钠；常用发泡剂为十二烷基硫酸钠；常用润湿剂为甘油、山梨酸、丙二醇等；常用防腐剂有苯甲酸钠、尼泊金酯类。（6）参考配方/%（质量）碳酸钙（摩擦剂）50羧甲基维生素钠（CMC）1.2甘油（润湿剂）15香精1.2十二烷基硫酸钠（发泡剂）2.0糖精（调味剂）0.25尼泊金乙酯（防腐剂）0.02中性泡花碱（30%）（缓蚀剂）1磷酸氢钙（缓蚀剂）0.25去离子水加至100（7）制法8①预发胶水法首先按配方将增稠剂均匀分散于润湿剂中，制成均匀一体的分散液。另将糖精、防腐剂、缓蚀剂溶解于已加热至40~50℃的去离子水中，在搅拌下将水溶液加至已制成的分散液中使其膨胀成均匀的胶水，然后加入发泡剂。待胶水适当陈化后，依次加入预先称量好的香精、摩擦剂，充分搅和，即为膏坯。膏坯在胶体磨的高剪切作用下，各种微粒进一步分散而达到均匀。最后膏体经真空脱气成为结构紧密、细腻、有良好光泽的膏料，灌装即制得成品。②直接搅拌法此工艺适用于较大的拌和设备，将各组分按配方比例称量后直接投入拌膏机中，投料次序依次为甘油、羧甲基纤维素钠、去离子水或其他