Một nhà máy sản xuất xà phòng từ mỡ lợn chứa các chất béo, có tỉ lệ số mol như sau: n(C17H35COO)3C3H5 : n(C15H31COO)3C3H5 : n(C17H33COO)3C3H5 = 1 : 2 : 2. Sau khi tính toán lượng mỡ cần thiết, hòa trộn nguyên liệu với phụ gia, chất độn và dung dịch xút ở 32°C đến 35°C để thu được một hỗn hợp đồng nhất. Rót hỗn hợp vào khuôn sắt để phản ứng xà phòng hóa xảy ra. Giữ khuôn ở 30°C trong suốt quá trình phản ứng. Phản ứng sẽ kết thúc sau vài giờ, nhưng cần giữ xà phòng ở trong khuôn vài ngày cho sản phẩm đạt độ cứng cần thiết. Cuối cùng, cắt xà phòng thành từng bánh có khối lượng 100 gam/1 bánh, đóng nhãn và bao gói.
Dưới đây là bảng giá nguyên liệu và các chi phí:
1. Mỡ lợn: 80.000/1 kg
2. Dung dịch NaOH 40%: 20.000/1 kg
3. Phụ gia + chất độn: 100.000/1 kg
4. Nhân công, máy móc, chi phí khác: 4.000/1 bánh xà phòng
a) Viết các phương trình hoá học xảy ra.
b) Hãy tính giá tiền của 1 bánh xà phòng mà nhà máy trên sản xuất (theo đơn giá đồng). Giả sử hiệu suất phản ứng đạt 90% (đối với cả 3 loại triester) và khối lượng muối của acid béo trong xà phòng thành phẩm chiếm 75,5% về khối lượng, còn lại là chất phụ gia và chất độn.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Phản ứng:
(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3
(C15H31COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C15H31COONa + C3H5(OH)3
(C17H33COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H33COONa + C3H5(OH)3
(b)
Tự chọn (C17H35COO)3C3H5 (1 mol); (C15H31COO)3C3H5 (2 mol); (C17H33COO)3C3H5) (2 mol)
m chất béo = 1.890 + 2.806 + 2.884 = 4270 gam = 4,27 kg
Tổng tiền mỡ = 4,27.80 = 341,6 (nghìn đồng)
nNaOH = 3(1 + 2 + 2) = 15 mol —> mddNaOH = 15.40/40% = 1500 gam = 1,5 kg
Tổng tiền dung dịch NaOH 40% = 1,5.20 = 30 (nghìn đồng)
m muối = 90%(4270 + 15.40 – 5.92) = 3969 gam
Số bánh xà phòng = 3969/(100.75,5%) = 52,57 bánh
Chi phí nhân công, máy móc = 52,57.4 = 210,28 (nghìn đồng)
m phụ gia và chất độn = 3969.24,5%/75,5% = 1288 gam = 1,288 kg
Chi phí phụ gia và chất độn = 1,288.100 = 128,8 (nghìn đồng)
Tổng chi phí = 341,6 + 30 + 210,28 + 128,8 = 710,68 (nghìn đồng)
Giá tiền vốn của 1 bánh xà phòng = 710,68/52,57 = 13,5 (nghìn đồng)