杜超衍

(廈門多威海洋生物科技有限公司,福建 廈門 361022)

引言

鹽是人們的日常生活當(dāng)中不可或缺的生活物質(zhì),它的咸感是被人們所喜愛的,最常見的就是用于烹飪食物。鹽具消炎、殺菌等功效,早在幾千年前,我們的祖先就懂得用鹽進(jìn)行護(hù)齒。據(jù)古醫(yī)書《神農(nóng)本草》及《本草綱目》記載,古人用加工的煉鹽或炒鹽刷牙,用于改善口腔中的炎癥,或者牙周、牙齦發(fā)炎、膿腫等問題。含鹽牙膏對口腔的各種有害菌具有較強的抑制作用,能吸收牙周炎、牙齦炎的組織液,改善牙周血液循環(huán),從而對牙周炎、牙齦炎等癥狀具有一定的療效。來自智研咨詢《牙膏行業(yè)市場調(diào)查研究及投資機會分析報告(2018)》的內(nèi)容顯示,北京口腔醫(yī)院臨床實驗報告證實,含鹽牙膏比一般消炎藥物牙膏效果要好一些,且含鹽牙膏安全無副作用,適應(yīng)大多數(shù)人群。

但我們在市售的牙膏中卻很少見到高含鹽的牙膏,大多含鹽的牙膏,含鹽量低(一般含鹽量是在2%以內(nèi)),消炎效果也就大打折扣。那為什么市售高含鹽的牙膏少?主要原因是:①牙膏中加入鹽(氯化鈉)對牙膏膏體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響比較大,特別在牙膏中鹽(氯化鈉)的添加量超過2%的牙膏,牙膏產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性通常不能得到保證。含鹽的牙膏配方中必須加入一定量的鹽(氯化鈉)才能保證防治口腔疾病,特別是消炎的功效,但如果牙膏配方中的鹽(氯化鈉)含量較大時,膏體存放一定的時間以后,會出現(xiàn)油水分離、泛黃、膏體粗糙等問題。同時也不能符合國家標(biāo)準(zhǔn)《牙膏 (GB/T 8372-2017)》的要求;②牙膏中加入超過2%的鹽時,通常的生產(chǎn)工藝是將鹽溶解至水中,然后再制成牙膏。若是將鹽直接溶解至牙膏的膏體中,在刷牙時,牙膏的咸味就直接釋放至口腔中,味覺上會讓人感覺到很咸的口感,使消費者刷牙的體驗變差,不能滿足市場的需要。

本研究通過合理的配方和關(guān)鍵控制點,能解決高含鹽牙膏膏體易出現(xiàn)油水分離、泛黃、膏體粗糙等問題;能解決高含鹽牙膏很咸的口感問題。合理的配方、可控的生產(chǎn)工藝能保證高含鹽牙膏的膏體穩(wěn)定性,高含鹽牙膏的質(zhì)量是可控的。

1 關(guān)鍵原料及關(guān)鍵工藝闡述

1.1 增稠劑(粘合劑)

牙膏是一種以磨擦的方式,施用于人體牙齒表面,以清潔為主要目的的膏狀產(chǎn)品。國家標(biāo)準(zhǔn)《牙膏 (GB/T 8372-2017)》對牙膏的定義:牙膏是由磨擦劑、保濕劑、增稠劑、發(fā)泡劑、芳香劑、水和其它添加劑(含用于改善口腔健康狀況的功效成分)為主要原料混合組成的膏狀物質(zhì)。增稠劑的膠體是組成牙膏物理體系的主體,大分子的增稠粒子在液相中分散、溶脹、膠凝,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的牢固與否,增稠劑起到了關(guān)鍵的作用。目前我國主要使用的增稠劑有三類:一類是有機合成膠,如纖維素膠(羧甲基纖維素鈉)、羧乙基纖維素、卡波姆(卡波樹脂)等;一類是天然植物膠,如黃原膠(漢生膠)羥丙基瓜爾膠、皺波角叉菜(卡拉膠等);還有一類是無機膠,如增稠型的水合硅石(二氧化硅)、膠性硅酸鋁鎂等。這些增稠劑(粘合劑)各具特性,價格上也相差甚多。像卡拉膠、卡波樹脂、羧乙基纖維素這些增稠劑制成的牙膏,膏體的流動性要比羧甲基纖維素鈉好。但是在提高膏體的稠度(粘度)上卻沒有羧甲基纖維素鈉好。含鹽牙膏,特別是高含鹽的牙膏(含鹽量超過2%的牙膏稱為高含鹽牙膏)中若是使用單一型號羧甲基纖維素鈉作為粘合劑,高含鹽牙膏在存放一定的時期后膏體也會容易出現(xiàn)油水分離、泛黃、膏體粗糙等問題。本研究是在臺灣地區(qū)的臺鹽生技高含鹽牙膏技術(shù)技轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上結(jié)合含鹽牙膏的特性以及復(fù)配粘合劑協(xié)同作用的原理,選擇羧甲基纖維素鈉3000和羧甲基纖維素鈉1500復(fù)配使用(羧甲基纖維素鈉3000與羧甲基纖維素鈉1500比例為4.33∶1),用于生產(chǎn)高含鹽牙膏。

1.2 高含鹽牙膏關(guān)鍵控制點

1.2.1 羧甲基纖維素鈉由棉花纖維改性制得,擁有巨大的表面積,在液相中分散成0.1μm左右的粒子時,總表面積比原固體粒子增加約數(shù)百萬倍。水和其它的液體會滲透到膠體粒子的內(nèi)部,迅速膨脹形成結(jié)合水層。當(dāng)濃度達(dá)到一定的數(shù)值后,液相中大量的膠體粒子就會通過范德華力相互黏結(jié)在一起,能產(chǎn)生較高的黏度,但同時會表現(xiàn)出特有的觸變性,即在加壓或加熱時結(jié)構(gòu)網(wǎng)變形,黏度下降的;外力消失后,結(jié)構(gòu)網(wǎng)復(fù)原。所以高含鹽牙膏的粘度要能保證在外力的作用下仍然能保持較高的粘度值(用BROOKFIELD VISCOMETER DV2T 的粘度計,用91號轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為0.6RPM條件下的粘度要能保持在30000cP以上)。從而保證增稠劑構(gòu)成的骨架能包覆及吸附液相和已溶解于液相中的固相。使它始終保持一個穩(wěn)定牢固的結(jié)構(gòu)。

1.2.2 高含鹽的牙膏膏體要有足夠的稠度(黏度)來保證形成的網(wǎng)狀膠體結(jié)構(gòu)的牢固性。要使高含鹽牙膏的粘度在外力的作用下仍然能保持30000cP以上。就要保證制作完成的牙膏的膏體粘度達(dá)到500000cP以上(用BROOKFIELD VISCOMETER DV2T 的粘度計,用91號轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為0.6RPM條件下數(shù)值)。

1.2.3 在制膏中要使在牙膏中添加的水分先被增稠劑吸收,在此工序完成后加入再加入鹽(氯化鈉)進(jìn)行捏合,使得鹽(氯化鈉)是分散于膏體中,而不是溶解在膏體中。這樣通刷牙使牙膏膏體能分散、分布于口腔當(dāng)中,然后在刷牙過程中鹽才逐漸釋放于口腔當(dāng)中,從而解決高含鹽牙膏很咸的問題。

2 配方和主要設(shè)備

2.1 配方構(gòu)成

見表1。

表1

2.2 主要設(shè)備明細(xì)

見表2。

表2

3 生產(chǎn)工藝和操作過程控制

3.1 接生產(chǎn)指令

3.1.1 接收生產(chǎn)指令。

3.2 生產(chǎn)前準(zhǔn)備工作

3.2.1 作業(yè)人員作業(yè)前須先換穿工作服及戴上工作帽,必要時戴上干凈手套。

3.2.2 盛裝原料之桶,器具及設(shè)備使用前需先清潔干凈,必要時以75%酒精進(jìn)行消毒。

3.3 開機前點檢

3.3.1 清場合格證是否在有效期內(nèi)。

3.3.2 各設(shè)備儀表、按鈕是否正常。

3.3.3 衡器檢定是否有合格證,是否正常。

3.4 領(lǐng)取原物料

3.4.1 作業(yè)人員按生產(chǎn)指令到倉庫領(lǐng)料。

3.5 稱量配料

3.5.1 使用磅秤需有檢驗合格標(biāo)章及在有效期內(nèi)方能使用,使用前需確認(rèn)是否屬于正常狀態(tài)中。

3.5.2 作業(yè)人員依生產(chǎn)指令逐項進(jìn)行稱料及再確認(rèn)。

3.5.3 原料盛裝容器外需貼物料標(biāo)識卡。投料前檢查十二烷基硫酸鈉、磷酸氫鈣是否有板結(jié)現(xiàn)象,若有板結(jié)在投料前需經(jīng)10目～20目之間的篩粉機過篩,過篩后結(jié)塊顆粒的粒度≤2.00mm方可使用。

3.5.4 稱取原料放入容器后需將容器蓋蓋妥。

3.5.5 每日生產(chǎn)前取樣測工藝用水的電導(dǎo)率。

3.6 甘油及羧甲基纖維素鈉(1500)、羧甲基纖維素鈉(3000)攪拌均勻

3.6.1 將甘油加入120L攪拌機臺內(nèi)再加入羧甲基纖維素鈉(1500)、羧甲基纖維素鈉(3000)。

3.6.2 羧甲基纖維素鈉(1500)、羧甲基纖維素鈉(3000)與甘油預(yù)混時應(yīng)少量分散均勻慢慢加入防止結(jié)塊,嚴(yán)禁一次性倒入;每次加入時,需待羧甲基纖維素鈉(1500)、羧甲基纖維素鈉(3000)沉入甘油中再做下一次添加,攪拌均勻分布無結(jié)塊。

3.6.3 攪拌好的料未抽至1300L真空乳化機前,攪拌機不能停止攪拌工作。

3.6.4 攪拌完成后的料由下料口抽至1300L真空乳化機,并用刮刀刮干凈桶壁,此下料要在水相材料及山梨(糖)醇之后。

3.6.5 攪拌機設(shè)定條件見表3。

表3

3.7 真空乳化

3.7.1 265L真空乳化機

3.7.2 將稱量好的 工藝用水(約一半)抽入265L真空乳化機臺里后,分別加入原料(糖精鈉、苯甲酸鈉、木糖醇、海藻糖、山梨(糖)醇)后真空開啟達(dá)到-650mmHg以上進(jìn)行攪拌開啟,真空機并持續(xù)運行,待原料完全溶解后真空開啟達(dá)到-650mmHg以上進(jìn)行攪拌開啟,真空機并持續(xù)運行。

3.7.3 乳化/攪拌條件

表4

3.7.4 真空乳化機操作步驟

3.7.4.1 265L真空乳化機里的原料全部溶解后,抽入1300L真空乳化機。

3.7.4.2 265L真空乳化機原料下完后,再加入工藝用水(剩下的水)作為沖洗管道用。

3.7.4.3 把原料(二氧化硅、磷酸氫鈣、磷酸鈣、氯化鈉、十二烷基硫酸鈉)裝入料車待用。

3.7.4.4 將265L真空乳化機內(nèi)的原料和沖洗管道用水抽入1300L乳化機后真空機開啟達(dá)到-650mmHg以上,開機攪拌5min。

3.7.4.5 再把120L攪拌機內(nèi)的羧甲基纖維素鈉原料抽入1300L真空乳化機內(nèi),全程攪拌、真空機持續(xù)運行不可關(guān)閉(請注意下料時不要沾附到刮板葉片)。要注意這些原料的下料順序,不可顛倒。

3.7.5 真空乳化機及制膏機主鍋設(shè)定條件

表5

3.8 膠體捏合

3.8.1 磷酸氫鈣、十二烷基硫酸鈉在投入前確認(rèn)是否有板結(jié)現(xiàn)象,若有板結(jié)在投料前需經(jīng)10目～20目之間的篩粉機過篩,過篩后結(jié)塊顆粒的粒度≤2.00mm才可使用。

3.8.2 第一批次生產(chǎn)由于管路的殘留,以下物料的投入量要乘以0.94進(jìn)行投料,連續(xù)生產(chǎn)則按正常物料重量投料。(投料量的計算,損耗量每批依90Kg,1-90/1500(一批的重量)=0.94。說明:此工藝是按1500kg單批產(chǎn)能進(jìn)行核算)。

3.8.3 將3.7里經(jīng)1300L真空乳化機臺里預(yù)攪拌好的料抽入2500L真空捏合機臺里。

3.8.4 將二氧化硅、磷酸氫鈣、磷酸鈣原料經(jīng)下料漏斗加入2500L真空捏機臺里,先開啟真空機當(dāng)真空值達(dá)到-650mmHg以上時開機攪拌≥30min。膏體不會溢出真空機全程持續(xù)運行不可關(guān)閉,再次下料時先關(guān)閉攪拌再關(guān)閉真空機后下料。攪拌完后成再把氯化鈉、十二烷基硫酸鈉原料經(jīng)下料漏斗加入2500L真空捏機臺里,先開啟真空機當(dāng)真空值達(dá)到-650mmHg以上時開機攪拌≥30min。膏體不會溢出真空機全程持續(xù)運行不可關(guān)閉,再次下料時先關(guān)閉攪拌再關(guān)閉真空機后下料。

3.8.5 將香精原料倒入100L攪拌桶內(nèi)預(yù)攪拌5min并啟動加熱,混和均勻,控制溫度在40℃～55℃之間,加入薄荷腦攪拌30 min,把溶解后的香精、薄荷腦抽入2500L捏合機里,先開啟真空機當(dāng)真空值達(dá)到≥-650mmHg以上時開機攪拌≥30min。膏體不會溢出真空機全程持續(xù)運行不可關(guān)閉,再次下料時先關(guān)閉攪拌再關(guān)閉真空機后下料。

3.8.6 攪拌機設(shè)定條件

表6

3.8.7 捏合機設(shè)定條件(3.8.4、3.8.5、每個階段設(shè)定條件一樣,三階段時間各為≥30min)

3.8.8 攪拌機設(shè)定條件

表7

3.9 取樣送驗

3.9.1 捏合完成后之膠體需取樣送驗(檢驗項目:粘度≥500000cP、穩(wěn)定性、膏體、pH值、過硬顆粒指標(biāo)),檢測合格后將膏體抽入槽車蓋妥,標(biāo)示好物料標(biāo)識卡(產(chǎn)品名稱、批號、操作人、日期),等候下一制程使用。

3.10 軟管充填

3.10.1 中間產(chǎn)品檢驗合格后,作業(yè)人員連接管道將膠體用泵打入充填機料槽中。

3.10.2 調(diào)整充填機軟管尾部封合的批號打碼字碼。

3.10.3 鋁塑復(fù)合管需人工補給,補給時將塑料內(nèi)袋沿紙箱口四邊翻過來將紙箱全包住,管口朝外,防范污染。

3.10.4 充填時首先確認(rèn)重量,鋼碼批號,熱熔花紋結(jié)實平整度,制程中不定時抽檢重量。

3.10.5 開機時噴嘴中的前段膠體先去除,換不同規(guī)格重量填充時軟管杯子及轉(zhuǎn)臺高度需要重新手動調(diào)整。

3.10.6 充填機設(shè)定條件:

3.10.6.1 充填速度:20～60PCS/min,50支/min運行狀態(tài)最佳。

3.10.6.2 熱熔溫度:367℃±5℃。

3.10.6.3 充填重量:160g±4 g管徑:30MM,材質(zhì):鋁塑。

3.11 線上抽驗

3.11.1 使用之磅秤需有檢驗合格標(biāo)章及在有效期內(nèi)方能使用,使用前需確認(rèn)是否屬于正常狀態(tài)中。

3.11.2 作業(yè)人員充填時每小時至少抽驗10支半成品檢查重量并記錄。

3.11.3 如發(fā)生軟管材質(zhì)不良或封尾不良時,需將及時查找原因,并將不良品剔除。

3.12 單盒包裝

3.12.1 按批包裝指令領(lǐng)取包裝材料,認(rèn)真檢查復(fù)合軟管、外盒是否與所生產(chǎn)品種相符。

3.12.2 裝盒時要依據(jù)生產(chǎn)指令要求進(jìn)行操作,杜絕差錯。包裝時發(fā)現(xiàn)封口不嚴(yán)或外觀不良要及時揀出,在本批生產(chǎn)結(jié)束前處理;如若本批上工序已結(jié)束,殘盒產(chǎn)品應(yīng)作尾料處理,并記好記錄。

3.12.3 裝盒時注意挑出上工序的不合格品,及時返工。設(shè)備無法裝盒時采用手工裝盒,1支1盒。

3.12.4 包裝紙盒需人工補給,放置時有固定方向,放反盒子無法打開。

3.12.5 注意紙盒內(nèi)部被膠粘住,導(dǎo)致無法打開。

3.12.6 每批生產(chǎn)結(jié)束報廢的盒子及時作好記錄。

3.12.7 包裝機設(shè)定條件

3.12.7.1 包裝速度:自動裝合機20～60支/min速度可調(diào),正常自動運行速度要大于填充機的速度,55支/min運行狀態(tài)最佳。

3.13 單盒噴印制造日期

3.13.1 試印一個紙盒,由專人核對,所印批號、生產(chǎn)日期與限用日期需正確,經(jīng)確認(rèn)無誤并簽名后方可繼續(xù)印紙盒。

3.13.2 噴碼機要觀察顯示屏油墨及稀釋劑量的數(shù)據(jù),小于5%時要更換新品,油墨質(zhì)保1年,過期無法使用,庫存控制。

3.13.3 關(guān)機時先按F1關(guān)閉墨線,顯示墨線已經(jīng)關(guān)閉,再關(guān)閉電源。

3.13.4 噴碼完成后對100g/支的6盒一疊進(jìn)行塑膜,如有易撕線則放在盒子側(cè)部有條碼的那一側(cè)面,如果需要裝成禮盒套裝,依套裝要求進(jìn)行匹配包裝。

3.13.4.1 塑膜條件:溫度設(shè)定:140℃±3℃,速度35r/min,收縮膜寬度:350mm,材質(zhì):ZDF03交聯(lián)膜12um,膜重量(13KG/卷),每卷能包5360組產(chǎn)品(32160支)。

3.14 裝箱堆棧

3.14.1 試印一個紙箱,所印產(chǎn)品批號、有效期與批包裝指令相一致,經(jīng)確認(rèn)無誤方可印箱。

3.14.2 按生產(chǎn)指令要求進(jìn)行操作,防止少裝或多裝,做到數(shù)量準(zhǔn)確,包裝整齊和嚴(yán)密。

3.14.3 蓋緊紙箱、貼上膠帶。

3.14.4 一個品種生產(chǎn)結(jié)束后必須做好工作場所清場工作,填寫清場記錄,經(jīng)檢查符合要求后才允許生產(chǎn)另一個品種、批號、規(guī)格的產(chǎn)品。

3.15 點交、寄庫、入庫

3.15.1 成品先寄庫,由車間填寫請驗單交化驗室。

3.15.2 由QC對成品進(jìn)行抽樣和留樣,并進(jìn)行成品檢驗。檢驗合格后,車間取得產(chǎn)品合格檢測報告后,車間將每件產(chǎn)品貼上產(chǎn)品合格證,辦理交庫入庫手續(xù)。

3.15.3 成品檢驗合格且批生產(chǎn)記錄、批檢驗記錄經(jīng)品管部審核,同意放行,按支數(shù)簽發(fā)產(chǎn)品放行單。倉庫憑產(chǎn)品放行單對產(chǎn)品實施放行管理。

3.16 物料平衡

3.6.1 物料平衡率應(yīng)≥90%,屬于正常偏差范圍的可視為物料平衡;

3.6.2 發(fā)現(xiàn)異常偏差及時匯報車間主管,由車間主管召集有關(guān)人員,召開質(zhì)量分析會,查找原因,按異常偏差處理。

4 牙膏出廠檢測數(shù)據(jù)與過保質(zhì)期限牙膏檢測數(shù)據(jù)比對分析

通過按“3、生產(chǎn)工藝和操作過程控制”的條件下,對在2018年4月份生產(chǎn)的醫(yī)生重鹽牙膏,批號分別為:201804019991、201804028891、201804038891,規(guī)格為:140克/支,對應(yīng)三個批次成品入庫數(shù)量分別為:10358支、10500支、11280支;對在2020年1月份生產(chǎn)的海鹽皓齒牙膏的高含鹽牙膏,批號分別為:CO2A01019981、CO2A01029981、CO2A01049981,規(guī)格為:160克/,對應(yīng)三個批次成品入庫數(shù)量分別為:8880支、9504支、10748支。兩款不同品牌的連續(xù)三個批次高含鹽牙膏的量產(chǎn)產(chǎn)品的黏度、穩(wěn)定性、膏體、pH值,過硬顆粒、菌落總數(shù)的出廠檢測數(shù)據(jù)與在2023年7月24日及2023年11月26日對留樣的兩款各三個對應(yīng)批次過保質(zhì)期的產(chǎn)品的黏度、穩(wěn)定性、膏體、pH值,過硬顆粒、菌落總數(shù)的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。確認(rèn)此配方,在成熟的生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的高含鹽牙膏的膏體是穩(wěn)定的,高含鹽牙膏的質(zhì)量是可控的。以下兩款的牙膏含鹽量均達(dá)7%。產(chǎn)品檢測結(jié)果詳見表8、表9。

表8 醫(yī)生重鹽牙膏2018年4月21日檢測數(shù)據(jù)與2023年12月25日檢測數(shù)據(jù)

表9 海鹽皓齒牙膏2020年1月8日檢測數(shù)據(jù)與2023年7月24日檢測數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

5.1 在高含鹽的牙膏中,選擇合適的不同型號的羧甲基纖維素鈉,以合理的比例復(fù)配作為增稠劑在高含鹽配方中使用,可以確保高含鹽牙膏在3年的保質(zhì)期內(nèi),牙膏的粘度仍然能保持較高的指標(biāo),能確保牙膏膏體質(zhì)量的穩(wěn)定。

5.2 通過合理的配方,可控的生產(chǎn)工藝,通過嚴(yán)控投料順序,特別是氯化鈉的投料順序,可以使鹽(氯化鈉)在捏合的過程中均勻分散在膏體中,未完全溶解至膏體,使得能在刷牙中逐漸釋放出鹽,從而解決高含鹽牙膏很咸的口感問題。