شامپو چگونه ساخته می شود؟

شامپوها فرمول های تمیز کننده ای هستند که برای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله بهداشت فردی، حیوانات خانگی و فرش مورد استفاده قرار می گیرند. بیشتر شامپوها تقریباً به شیوه مشابهی ساخته می شوند. آنها در درجه اول از مواد شیمیایی ای به نام سورفکتانت تشکیل شده اند. سورفکتانت دارای این توانایی خاص است که مواد روغنی روی سطوح را احاطه می کند و اجازه می دهد این مواد با آب شسته شوند. اغلب شامپوها چنان که گفته شد برای بهداشت فردی، به خصوص برای شستن مو مورد استفاده قرار می گیرند.
تاریخچه
قبل از درست شدن شامپو، افراد معمولاً صابون را برای بهداشت فردی مورد استفاده قرار می دادند. اما صابون معایب مشخصی از جمله تحریک کننده بودن برای چشم ها و همچنین ناسازگار بودن با آب سخت را دارد که حالت گرفته ای روی موها ایجاد می کند. در اوایل دهه 1930، اولین شامپو با مواد شوینده مصنوعی ساخته شد اما هنوز هم چند ایراد داشت. در دهه 1960 فناوری جدید مواد قوی شوینده ای را در اختیارما قرار داد که ما امروزه مورد استفاده قرار می دهیم.
در طول سالها، فرمولاسیون شامپوها پیشرفت زیادی کرده است. مواد شوینده جدید برای پوست و چشم ها کمتر تحریک کننده اند و کیفیت محیط و بهداشت را بهبود داده اند. همچنین فناوری مواد پیشرفت کرده است و امکان ترکیب هزاران ماده مفید را در شامپوها به وجود آورده است. همه اینها احساس حالت بهتر و پاک شدگی بیشتر را به ما می دهد.
مواد خام مورد استفاده در شامپوها
شامپوهای جدید در ابتدا به وسیله شیمیدانانی که در زمینه لوازم آرایشی و بهداشتی کار می کردند و در آزمایشگاه درست شدند. این دانشمندان اولین گام ها برای تعیین این که فرمول شامپو باید چه ویژگی هایی داشته باشد را برداشتند. آنها باید درباره ویژگی های مرتبط با زیبایی و ظرافت شامپو مانند سفتی، رنگ و این که بویش باید شبیه چه باشد تصمیم گیری می کردند.
همچنین ویژگی های عملکردی، مانند میزان پاک کنندگی شامپو، حباب های حاصل از آن و میزان تحریک کنندگی اش را نیز در نظر می گرفتند. تست هایی که بر روی مصرف کنندگان انجام می گیرند اغلب به تعیین این که شامپو چه ویژگی هایی باید داشته باشد کمک می کنند.
هنگامی که ویژگی هایی که شامپو باید داشته باشد شناسایی شدند، فرمولی در آزمایشگاه درست شد. دسته اولیه شامپوها با استفاده از مواد مختلف در لیوان های آزمایشگاهی کوچکی ساخته شدند. اینک تقریباً تمام موادی که می توانند در ساخت شامپوها مورد استفاده قرار گیرند طبقه بندی شده اند.
مهم ترین مواد تشکیل دهنده فرمولاسیون شامپو، آب، مواد تمیز کننده، تقویت کننده کف، سفت کننده ها، مواد نرم کننده، مواد نگهدارنده، بهبود دهنده ها و مواد افزودنی خاص هستند.
آب
ماده اولیه همه شامپوها آب است، به طور معمول حدود 70-80٪ از کل فرمول را آب تشکیل می دهد. آب مقطر که به طور خاص برای برداشتن ذرات مختلف و یون ها به کار می رود، در شامپو نیز مورد استفاده قرار می گیرد. منبع این آب می تواند چاه های زیرزمینی، دریاچه ها و یا رودخانه ها باشد.
مواد تمیز کننده
دومین ماده فراوان در شامپو مواد اولیه تمیز کننده است. مواد تمیز کننده شامپوها به نام سورفاکتانت هم شناخته می شوند. سورفکتانت ماده پاک کننده فعال در شامپوها است به این معنی که می تواند با سطح واکنش نشان دهد. ماهیت شیمیایی یک سورفاکتانت اجازه می دهد تا ماده روغنی را محاصره کند و گیر بیندازد. بخشی از مولکول سورفاکتانت با روغن سازگار (قابل حل) است در حالی که بخش دیگر قابل حل در آب است.
هنگامی که یک شامپو برای مو یا پارچه مورد استفاده قرار می گیرد، بخش محلول روغن در رده مواد چرب قرار می گیرد در حالی که بخش محلول در آب همراستای آب است. هنگامی که تعدادی از مولکول های سورفاکتانت طبق آن چه که گفته شد به خط می شوند، ساختاری که به عنوان میسل شناخته می شود را تشکیل می دهند. روغنی که میسل دارد در وسط گیر می افتد و می تواند با آب شسته شود، در نتیجه شامپو قدرت پاک کنندگی پیدا می کند.
سورفکتانت ها از ترکیباتی به نام اسیدهای چرب به دست می آیند. اسیدهای چرب به طور طبیعی در منابع مختلف گیاهی و حیوانی یافت می شوند. موادی که اغلب برای ساخت سورفاکتانت مورد استفاده در شامپوها به کار می روند از روغن نارگیل، روغن هسته خرما و روغن سویا استخراج می شوند. برخی از مواد اولیه تمیز کننده ای که در شامپو مورد استفاده قرار می گیرند دارای فرمول آمونیوم لوریل سولفات، سدیم لوریل سولفات، و سدیم لوریل اتر سولفات هستند.
تقویت کننده کف
علاوه بر سورفاکتانت تمیز کننده، انواع دیگری از سورفکتانت ها به شامپوها اضافه می شوند تا ویژگی های مربوط به کف این فرمول را بهبود دهند. این مواد که آلکانول آمیدها نامیده می شوند، به افزایش میزان کف و اندازه حباب ها کمک می کنند. مانند مواد اولیه تمیز کننده، آنها نیز از اسیدهای چرب به دست آمده اند و هر دو ویژگی محلول در آب و محلول در روغن را دارند. نمونه این مواد عبارتند از لورامید DEA و یا کوکامید  .DEA
سفت کننده ها
آلکانول آمید ها که کف شامپوها را می سازند نیز تا حدی فرمولاسیون را سفت تر می کنند. با این حال از مواد دیگری نیز استفاده می شوند تا ویسکوزیته افزایش یابد. به عنوان مثال، متیل سلولز که از سلولز مشتق شده در شامپوها مورد استفاده قرار می گیرد تا آنها را سفت تر کند. کلرید سدیم (نمک) نیز می تواند برای افزایش سفتی شامپوها مورد استفاده قرار گیرد.
مواد نرم کننده
برخی از مواد هم به شامپو اضافه می شوند تا اثرات گاهی اوقات زبر و خشن کننده سورفاکتانت را بر روی مو و پارچه خنثی کنند. عوامل نرم کننده معمولی شامل پلیمرها، سیلیکون ها و عوامل چهار جزیی هستند. هر یک از این ترکیبات روی سطح مو ته نشین می شوند و احساس ما و میزان نرمی را بهبود می بخشند در حالی که بار ساکن را نیز کاهش می دهند.
شامپوهایی که ویژگی نرم کنندگی را به طور خاص و به عنوان مزیت در خود دارند شامپوهای 2 در 1 نامیده می شوند زیرا که مو را همزمان هم تمیز و هم نرم می کنند. نمونه هایی از مواد نرم کننده شامل این موارد است: گوار کلرید هیدروكسی پروپیل تریمونیوم که یک پلیمر است، دایمتیکون که یک سیلیکون است و كواترنیوم  80 که یک عامل چهار جزیی است.
مواد نگهدارنده
از آنجایی که شامپوها از آب و ترکیبات آلی ساخته شده اند، آلوده شدن آنها به باکتری ها و سایر میکروب ها امکان پذیر است. بنابراین مواد نگهدارنده اضافه می شوند تا از رشد آنها جلوگیری شود. دو تا از رایج ترین مواد نگهدارنده ای که در شامپوها مورد استفاده قرار می گیرند هیدانتوئین DMDM و متیل پارابن هستند.
بهبود دهنده ها
مواد دیگری به فرمول شامپو اضافه می شود تا ویژگی های خاصی را بهبود دهند. مات کننده ها اضافه می شوند تا فرمول را مات کنند و به آن رنگ و درخشش مرواریدوار بدهند. موادی که به عنوان عوامل کمپلکس دهنده شناخته می شوند به فرمول شامپو اضافه می شوند تا اثرات سست کنندگی ناشی از آب سخت را جبران کنند. اسیدها یا بازهایی مانند اسید سیتریک و یا هیدروکسید سدیم نیز اضافه می شوند تا pH شامپو را تنظیم کنند به طوری که مواد پاک کننده امکان تمیز کنندگی مطلوب را فراهم کنند.
مواد افزودنی ویژه
یکی از عوامل اصلی مؤثر بر خرید شامپو رنگ و بوی آن است. برای بهبود این ویژگی ها، تولید کنندگان روغن های معطر و مورد تأیید دولت را اضافه می کنند. دیگر مواد افزودنی ویژه نیز می توانند اثر مشابهی داشته باشند. مواد طبیعی مانند عصاره های گیاهی، روغن های طبیعی، پروتئین ها و ویتامین ها همگی از ویژگی های خاصی بهره مندند و به فروش شامپوها کمک می کنند. مواد افزودنی مانند پریتیون روی هم برای مشکل شوره سر به کار می روند. افزودنی های دیگر رنگ هایی هستند که می توانند مو را رنگ کنند.
بعد از این که فرمول شامپو ایجاد شد مورد آزمایش قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود کیفیت آن در طول زمان به میزان حداقل ممکن تغییر خواهد کرد. این نوع آزمایش، آزمایش ثبات نامیده می شود و در درجه اول برای شناسایی تغییرات فیزیکی در ویژگی هایی مانند رنگ، بو و سفتی مورد استفاده قرار می گیرد.
این آزمایشات همچنین می تواند اطلاعاتی درباره تغییرات دیگر، مانند آلودگی میکروبی و تفاوت های عملکردی را به دست دهد. این آزمایش انجام می شود تا اطمینان حاصل شود بطری شامپو که در قفسه های فروشگاه قرار می گیرد عملکردی درست مانند بطری ای که در آزمایشگاه تولید شده دارد.
فرایند تولید را می توان به دو مرحله تقسیم بندی کرد. اولین مرحله این است که یک دسته بزرگ از شامپوها ساخته می شوند و سپس این دسته داخل بطری ها بسته بندی می شود.
ترکیب کردن
1-دسته های بزرگ شامپو در کارخانه در مکانی که برای ساخت شامپو طراحی شده ساخته می شوند. در اینجا کارگران، دستورالعمل فرمول را دنبال می کنند. مواد اولیه معمولاً به صورت ظرف های استوانه ای 55 گالنی و یا کیسه های 23 کیلوگرمی هستند که به مکان ترکیب حمل می شوند. آنها به مخزن ریخته می شوند و به طور کامل مخلوط می شوند.
2-بسته به فرمول، دسته های شامپوها به میزان لازم گرم و سرد می شوند تا به مواد خام کمک شود با سرعت بیشتری ترکیب شوند. برخی از مواد اولیه مانند آب یا مواد اولیه تمیز کننده به طور مستقیم به داخل مخزن پمپ می شوند.
این مواد به سادگی و با فشار دادن یک دکمه روی کنترل های رایانه ای اضافه می شوند. این کنترل ها همچنین سرعت ترکیب شدن و میزان گرمایش و سرمایش را تنظیم می کنند.
بسته به اندازه و نوع شامپو، ساخت یک دسته 3،000 گالنی می تواند از یک تا چهار ساعت طول بکشد.
کنترل کیفیت
3-پس از این که تمام مواد تشکیل دهنده به یک دسته اضافه می شوند، یک نمونه برای آزمایش به آزمایشگاه کنترل کیفیت (QC) فرستاده می شود. ویژگی های فیزیکی بررسی می شود تا اطمینان حاصل شود که دسته مشخصات ذکر شده در دستورالعمل فرمول را دارا است. گروه کنترل کیفیت آزمایش هایی مانند تعیین pH محلول، بررسی ویسکوزیته و ارزیابی ظاهر و بو را انجام می دهد. همچنین می توان میزان مواد شوینده که در فرمول است و این که آیا به اندازه کافی نگهدارنده وجود دارد یا نه را بررسی کرد.
اگر دسته ای از شامپوها یافت شوند که از تنظیمات خارج شده باشند، تنظیمات دوباره انجام می شود. به عنوان مثال می توان اسیدها یا بازها را اضافه کرد تا  PHتنظیم شود یا می توان نمک اضافه کرد تا ویسکوزیته تغییر کند. رنگ را هم می توان با اضافه کردن رنگ بیشتر تنظیم کرد.
پس از این که دسته ای از شامپوها در بخش کنترل کیفیت تأیید شد، از مخزن دسته اصلی به خارج و به یک مخزن نگهدارنده پمپ می شود. این جا جایی است که می توان شامپوها را در آن ذخیره کرد تا برای خطوط پر کردن آماده شوند. شامپوها از مخزن نگهدارنده به پرکننده پمپ می شوند که از یک چرخ فلک سرهای پیستون پر کننده تشکیل شده.
پر كردن
5- در شروع خط پر شدن، بطری های خالی در یک سطل بزرگ به نام قیف گذاشته می شوند. در اینجا، بطری ها به طور فیزیکی (با دست) دستکاری می شوند تا جهتشان درست باشد و ایستاده قرار بگیرند. آنها سپس به همراه یک تسمه نقاله به چرخ فلک پر کردن که دارای شامپو است منتقل می شوند.
6-چرخ فلک پر کردن از گروهی از سرهای پیستون پرکننده ساخته شده که کالیبره شده اند تا دقیقاً مقدار صحیح از شامپو را به بطری ها انتقال دهند. (در غیر این صورت به عنوان مثال برخی از بطری ها سرریز می شوند.) هنگامی که بطری ها از این بخش از خط پر شدن حرکت می کنند از شامپو پر می شوند.
7-از اینجا بطری ها به سمت دستگاه بستن در حرکت می کنند. این قسمت بسیار شبیه به صندوقی حاوی بطری های خالی است، درپوش ها در یک قیف قرار داده می شوند و سپس به شکل همراستا با یکدیگر تنظیم می شوند. هنگامی که بطری ها حرکت می کنند درها روی آنها قرار می گیرد. بطری ها تنگ هم پیچ را می پیمایند.
8-پس از این که درپوش ها قرار داده می شوند، بطری ها به سوی ماشین آلات برچسب زدن حرکت می کنند. (در صورت لزوم). بسته به نوع برچسب، یا برچسب ها با استفاده از چسب چسبانده می شوند و یا با حرارت ایجاد می شوند. هنگامی که بطری ها عبور می کنند برچسب ها به آنها چسبانده می شوند.
9-از مکان برچسب زدن، بطری ها به مکانی حرکت می کنند که باید داخل جعبه قرار داده شوند. وقتی شامپوها در جعبه ها قرار می گیرند در کامیون های بزرگ بار زده می شوند تا به توزیع کنندگان رسانده شوند. خطوط تولیدی مانند آن چه تشریح شد می توانند در حدود 200 بطری در دقیقه یا بیشتر را تولید کنند.
کنترل کیفیت دوباره
علاوه بر انجام بازرسی های اولیه برای حصول اطمینان از این که محصول مشخصات فنی لازم را دارد، بازرسی های کنترل کیفیت دیگری هم انجام می شود. به عنوان مثال، بازرسان خط، بطری ها را در نقاط خاص بر روی خط پر کردن مشاهده می کنند تا مطمئن شوند همه چیز درست به نظر می رسد. آنها به چیزهایی مانند سطوح پر شدن، قرار گرفتن برچسب ها و این که آیا درپوش ها درست قرار گرفته اند یا نه توجه می کنند.
 محصول همچنین به طور مداوم مورد بررسی قرار می گیرد تا مشخص شود آیا آلودگی میکروبی دارد یا نه. کار کنترل با بردن یک بطری از خط پر کردن و فرستادن آن به آزمایشگاه کنترل کیفیت انجام می شود. در اینجا مقدار کمی از محصول شامپو برداشته می شود و از این نظر که آیا باکتری ها و دیگر موجودات زنده در آن رشد می کنند یا نه مورد آزمایش قرار می گیرد. علاوه بر این، بسته بندی نیز بررسی می شود تا مشخص شود که آیا مطابق مشخصات فنی هست یا نه. موارد دیگر مانند ضخامت بطری، ظاهر و وزن بطری هم مورد بررسی قرار می گیرد.
آینده صنعت شامپوسازی
شرکت های تولید کننده محصول به تولید انواع جدیدی از شامپوها ادامه خواهند داد. این فرمول ها با تمایلات همیشه در حال تغییر مصرف کنندگان و توسعه فناوری شیمیایی منطبق می شوند. در حال حاضر مصرف کنندگان به شامپوهای چند منظوره مانند شامپوهای دو در یک که پاک کنندگی و نرم کنندگی را همزمان انجام می دهند تمایل نشان می دهند. شامپوهای جدید به احتمال زیاد نرم کنندگی بهتر و رنگ کردن همراه با تمیز کردن مو را مهیا می کنند.
همچنین فن آوری شامپوها هنگامی بهبود خواهد یافت که مواد اولیه جدید به وسیله تأمین کنندگان مواد اولیه تأمین شود. برخی از پیشرفت های مهم در زمینه ترکیباتی مانند پلیمرها، سیلیکون، و سورفاکتانت انجام شده است. این مواد کمتر تحریک کننده، ارزان تر، سازگار با محیط زیست و همچنین با قابلیت و عملکرد بهترند.