课件：牙膏的作用原理与生产工艺.ppt

小组成员：王杰 吴洪平 吴永福 赵攀,牙膏的作用原理与生产工艺,01,02,03,04,牙膏的定义与性能,牙膏的定义： 牙膏是和牙刷配合，通过刷牙达到清洁、健美、保护牙齿之目的的一种口腔卫生用品。 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物质。”,牙膏的性能： 具有适宜的摩擦力 在刷牙过程能产生适度的泡沫 含有抑菌的有效成分 提高牙齿和牙周组织的抗病能力 有舒适的香气和口感 具有一定的稠度，良好的外观和使用性能 具有物理和化学稳定性 无毒性，对口腔黏膜无刺激性,牙膏的作用,组成成分,摩擦剂,保湿剂,发泡剂,黏结剂,香料,甜味剂,药效成分,缓蚀剂,牙膏的基本原料,防腐剂,一、摩擦剂：,主要功能：除去附着于牙齿表面的污垢和有色物质 牙釉质的莫氏硬度为56，要求摩擦剂的莫氏硬度应小于5（小于4较适宜） 在市面上的大多数牙膏中，摩擦剂约占膏体的20%50% 常用的摩擦剂： 碳酸钙 磷酸氢钙水不溶性偏磷酸钠 焦磷酸钙 水合氧化铝 铝硅酸钠 沉淀二氧化硅,二、保湿剂,也称赋形剂，普通牙膏中的用量为20%30%，透明牙膏中的用量高达75% 作用：防止膏体水分蒸发，甚至能吸收空气中的水分，以防止膏体干燥变硬，不易挤出，并能降低牙膏的冻点，使牙膏在寒冷地区也能使用。 常用的保湿剂有甘油、山梨糖醇（有适当的甜度，能赋予牙膏清凉感）、丙二醇（吸湿性很大，在美国主要用做防腐剂）、木糖醇（有蔗糖甜味，有保湿和防龋效果）,作用：使牙膏产生泡沫，在口腔中迅速扩散，并使香气易于诱发。 用量一般约2%3% 一般都从表面活性剂中选用，要求无毒、无刺激、无味。 常用的发泡剂有月桂醇硫酸钠、N-月桂酰基肌氨酸钠、N-月桂酰基谷氨酸钠、月桂酰基磺基乙酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠等。 四、黏结剂 也称胶黏剂，一般用量为1%2% 作用：防止牙膏的粉末成分与液体成分分离，赋予牙膏以适当的黏弹性和形状。 常用的黏结剂：羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、角叉胶、黄蓍胶、膨润土、海藻酸钠、胶性二氧化硅等。,三、发泡剂,五、香料,功能：1、遮蔽发泡剂等原料带来的异味，赋予膏体以清新、爽口的感觉； 2、利用香料的抗菌活性来强化牙膏的生理活性功能。 用量约为1%2% 常用的香料有：留兰香油、薄荷油、冬青油、丁香油、橙油、黄木油、茴香油、肉桂油等。,六、甜味剂,功能：加入甜味剂矫正香料的苦味 糖精钠（甜味是蔗糖的500倍，性质稳定，无发酸弊病） 用量约为0.05%0.5%,七、防腐剂,功能：防止牙膏配方中的甘油、山梨酸、胶合剂等长时间在水溶液中发霉。 常用防腐剂：苯甲酸钠、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙脂 用量约为0.05%0.5%,八、缓蚀剂,功能：抑制碱性膏体对铝管的腐蚀作用 常用缓蚀剂：硅酸钠、胶体二氧化硅,九、牙膏的药效成分,1、防龋齿的药物,2、预防牙周炎的药物,3、清除烟斑的药物,4、防治口臭的药物,生产工艺,牙膏的生产工艺,一、湿法溶胶制膏工艺 湿法溶胶制膏工艺是目前国内外普遍采用的一种工艺路线，包括常压法和真空法两种 1、常压法制膏工艺 常压法制膏工艺由制胶、捏合、研磨、真空脱气、灌装及包装工序组成。以下对各工序分别论述。 制胶 将甘油、胶黏剂CMC投入制胶锅中，在高速搅拌下加入水、糖精和其他水溶性添加剂（如使用液状发泡剂也在此时加入），搅拌至胶水均匀透明，无粉粒为止，然后放置一段时间，让胶粒充分膨胀胶溶后使用。,捏合 将胶水打入捏合机，加入摩擦剂、粉状发泡剂和香精等，捏合均匀。捏合时间的控制非常重要。捏合是制备牙膏的重要工序。 研磨 经捏合的膏体，由齿轮泵或往复泵送到胶体磨进行研磨，在机械的剪切力下，使胶体或粉料的聚集团进一步均质分散，使膏体中的各种微粒达到均匀分布。研磨后要放置一段时间，使细微的气泡自动聚合为大气泡，减少了气泡的总表面积，以利于下一步脱气工序的进行。 真空脱气 真空脱气是为了改善膏体的成型状况。经脱气处理后的膏体光亮细腻，成条性好。 灌装及包装 脱气后的膏体经静置后即可通过自动灌装机装入软管，并进行电焊封尾或摺尾。灌装封尾后的牙膏，由人工或自动包装机进行包装。,常压法制膏工艺,2、真空法制膏工艺 真空制膏工艺目前在国内有两种方法：分步法制膏和一步法制膏 分步法制膏 保留老工艺中的发胶工序，然后把胶液与粉料、香料在真空制膏机中完成制膏，这种称之为“三合一”制膏，即拌膏、均质、真空脱气三合一 特点：产量高，真空制膏机利用率高 一步法制膏 从投料到出料一步完成制膏，即发胶、拌膏、均质和脱气一次完成，称之为“四合一 ”制膏 特点：工艺简化，工艺卫生提高，制造面积小，便于现代化管理，是中小牙膏企业技术改造必经之路。,真空制膏工艺流程图,真空法制膏工艺,牙膏常见的质量问题分析,牙膏是由水，可溶于水和不溶于水的无机酸、碱、盐以及有机化合物组成的复杂的混合物体系，因此，牙膏本身就是一种十分复杂的电解质，但同时又经常采用活泼金属铝作为其包装材料，从而使组成牙膏膏体的各种原材料间，以及牙膏膏体和膏体外包装物之间都存在着复杂的化学反应、电化学反应，使得牙膏在贮存过程中发生如气胀、分水、变稀等现象。,若同时缺少二水合磷酸氢钙和泡花碱，牙膏在常温下几天之内即发生气胀，严重时膏体甚至可使管尾或盖子爆开。 原因：由于缺乏缓蚀剂而不能生成铝管表面保护膜，阻滞阴极或阳极反应，导致原料或铝管中的铜、铁等杂质与铝管发生了化学反应，或是形成原电池引起电化学腐蚀产生氢气。,磷酸氢钙、泡花碱等原料的影响,1、气胀现象 气胀是指因为产生了气体导致管内压力过大从而使包装膨胀甚至膏体冲破包装的现象。发生这种现象的原因主要有原材料、原料投放、制膏工序等几个方面的影响因素。气胀可能由以下单一的原因引起，也有可能是多种原因共同起作用。,防腐剂的影响 防腐剂含量减少，使得某些菌类能够生存繁殖，经微生物发酵作用，代谢产生气体。,设备工艺方面 制膏过程中设备达不到生产中真空度的要求，会使脱气效果不理想，膏体中残存着较多的气体。,若碳酸钙型牙膏中的二水合磷酸氢钙含量超标，也会导致气胀现象。产生二氧化碳的原因可能是： CaHPO42H2O = CaHPO4+2H2O 5CaHPO4+H2O = Ca5(PO4)3OH+2H3PO4 2H+CaCO3 = Ca2+ +CO2,主要影响因素有以下几个： 胶黏剂 由于CMC取代度一般为宏观统计的平均值，具有不均匀性，它很难保证能形成均匀的三维网状结构，从而容易使膏体中的水分不能很好地固定在膏体中而出现分离出水的现象； 细菌等微生物可使CMC降解，也会导致分水现象； CMC是一种高分子钠盐，且耐盐性较差，牙膏中常添加较多量的钠盐， 由于同离子效应，膏体黏度会降低乃至分离出水。,2、分水现象,发泡剂 牙膏中常用的发泡剂为十二烷基硫酸钠，其中的十二醇和十四醇的含量存在差异，含量高或低都对膏体稳定性产生很大影响。一般十二醇含量在35%45%之间，十四醇的含量不大于15%。,润湿剂 常用的润湿剂有山梨醇、甘油和丙二醇等3种，如山梨醇含水量过大，制备山梨醇的原料淀粉已发生霉变等，都可能导致分水现象的发生。,工艺方面 制膏机对膏体的研磨、剪切力过强过大，会破坏CMC的网状结构和胶水的稳定性，引起分水。,3、离浆现象 即牙膏的脱壳现象，是由于胶团之间的相互吸力和结合的增强，逐渐将牙膏胶体网状结构中的包覆水排除膏体外，使膏体微微失水，失去与牙膏管壁或生产设备壁面的黏附现象。,4、变稀现象 原因：膏体中的胶黏剂（羧甲基纤维素钠CMC）被微生物分解而变稀，严重时可导致解胶现象。 由操作和设备造成，如在进液料和制膏设备中，突然断电时，真空管倒吸进水。,5、解胶现象 解胶现象是由于化学反应或酶的作用，使膏体全部失去胶合剂，固、液相之间严重分离，不仅将包覆水排除至膏体外，就连牢固的结合水也将分离，使胶团解体，胶液变成无黏性的水溶液，粉料因无支垫物而沉淀分离。 当发现亲水胶体黏度增加时，就要减少粉状摩擦剂的用量； 当甘油用量增加时，水分用量应该减少并增添稳定剂，甘油浓度过高会引起亲水胶体的黏性减弱，甚至使有些亲水胶体沉淀； 若加入发泡剂过多，就会使亲水胶体溶液的黏度显著下降。,6、腐蚀现象 牙膏是多种无机盐混合的胶状悬浮乳化液，若装牙膏的软管为铝制品，膏体与之接触，铝表面与膏体表面会发生化学腐蚀和电化学腐蚀。 解决方法： 在铝管内壁喷涂防腐层，使管表面与膏体表面隔离； 在膏体内加入缓蚀剂，如正磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐等。,后面内容直接