2. Chọn pha hương: không chỉ đánh giá bằng cảm nhận mùi

Trong giai đoạn R&D, việc một mẫu hương có mùi hấp dẫn trên giấy thử mùi không đủ để kết luận nó phù hợp với reed diffuser. Pha hương phải được đánh giá sau khi đưa vào đúng hệ chất mang và đúng cấu hình sản phẩm dự kiến.

Tinh dầu và hỗn hợp hương không phải một loại nguyên liệu

Tinh dầu là hỗn hợp tự nhiên phức tạp chứa nhiều hợp chất dễ bay hơi. Thành phần của một số tinh dầu có thể biến động theo nguồn nguyên liệu, mùa vụ, bộ phận thực vật và phương pháp xử lý. IFRA vì vậy có hệ thống nhận diện riêng cho Natural Complex Substances và lưu ý rằng tinh dầu có thể chứa những cấu tử nằm trong các tiêu chuẩn hạn chế của IFRA.

Trong khi đó, fragrance mixture (tạm dịch: hỗn hợp hương) là hỗn hợp được phối từ nhiều nguyên liệu tạo mùi và có thể kèm các thành phần chức năng phục vụ tính ổn định hoặc quá trình sử dụng.

Các thuộc tính nên kiểm tra ở pha hương

• Khả năng hòa tan trong chất mang dự kiến.
• Màu ban đầu và biến đổi màu trong quá trình lưu mẫu.
• Độ ổn định của đặc tính mùi.
• Sự khác biệt giữa các lô nguyên liệu nếu có.
• Khả năng tương tác với vật liệu chai, nút, nhãn hoặc lớp phủ.
• Đặc tính kỹ thuật và giới hạn sử dụng liên quan đến ứng dụng cuối.

IFRA cần được sử dụng đúng cách

IFRA Standards (Tiêu chuẩn IFRA) có thể đưa ra ba nhóm biện pháp đối với nguyên liệu tạo hương: cấm sử dụng, giới hạn mức sử dụng hoặc quy định thông số/chất lượng cụ thể. Mức giới hạn được xác định theo ứng dụng cuối của sản phẩm và theo nguyên liệu bị giới hạn trong công thức.

Nhà phát triển sản phẩm nên xác định đúng intended use (mục đích sử dụng dự kiến), tra cứu category (nhóm ứng dụng) phù hợp và dùng phiên bản tài liệu IFRA đang có hiệu lực tại thời điểm phát triển công thức.

Tra cứu:
IFRA – Understanding the Standards
và
IFRA Standards Library.

Không nên ghi “được IFRA chứng nhận” cho một nguyên liệu hoặc thành phẩm chỉ vì nhà cung cấp gửi tài liệu IFRA. IFRA nêu rõ tổ chức này không trực tiếp cấp Certificate of Conformity cho từng sản phẩm. Với hỗn hợp hương, tài liệu xác nhận phù hợp IFRA thường do đơn vị tạo/cung cấp hỗn hợp hương lập cho mục đích sử dụng xác định.

Nguồn:
IFRA – Certificate of Conformity to the IFRA Standards.

3. Hệ chất mang ảnh hưởng thế nào đến reed diffuser?

Trong reed diffuser, chất mang không chỉ có nhiệm vụ “pha loãng hương”. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái vật lý của công thức, khả năng vận chuyển qua que và đặc tính bay hơi của hệ.

3.1. Khả năng hòa tan

Pha hương cần duy trì trạng thái ổn định trong hệ chất mang. Nếu khả năng tương hợp không phù hợp, sản phẩm có thể xuất hiện haze (tạm dịch: trạng thái mờ/đục nhẹ), kết tủa hoặc phase separation (tạm dịch: tách pha).

Độ trong ngay sau khi pha chưa đủ để kết luận công thức ổn định. Một hệ có thể trong ở thời điểm ban đầu nhưng thay đổi sau một thời gian lưu mẫu hoặc khi nhiệt độ thay đổi.

3.2. Độ nhớt

Độ nhớt ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển của chất lỏng trong cấu trúc xốp của que. Tuy nhiên không nên diễn giải theo một quy tắc đơn giản kiểu “càng loãng càng tốt”. Hiệu quả thực tế còn phụ thuộc khả năng thấm ướt bề mặt, cấu trúc lỗ của que, lực mao dẫn và sự bay hơi tại phần que tiếp xúc với không khí.

3.3. Độ phân cực

Độ phân cực của hệ dung môi có liên quan đến khả năng hòa tan các cấu tử có tính chất hóa học khác nhau trong hỗn hợp hương. Vì mỗi fragrance mixture có thành phần khác nhau, việc một công thức hoạt động tốt với mùi A không bảo đảm cùng chất mang và cùng tỷ lệ sẽ hoạt động tương tự với mùi B.

3.4. Đặc tính bay hơi

Evaporation profile (đặc tính bay hơi theo thời gian) ảnh hưởng đến tốc độ hao hụt và cách đặc tính mùi biểu hiện trong quá trình sử dụng. Nếu các cấu tử của hệ bay hơi với tốc độ khác nhau, đặc tính mùi cảm nhận theo thời gian cũng có thể thay đổi.

3.5. Mùi nền của chất mang

Một chất mang có mùi nền mạnh có thể làm thay đổi cảm nhận của fragrance profile (đặc tính mùi hương). Đây là lý do low odor (mùi nền thấp) là một đặc tính đáng chú ý đối với dung môi dùng cho ứng dụng tạo hương.

Solvay công bố Augeo® Clean Multi cho các ứng dụng fragrance dilution và reed diffuser, đồng thời mô tả các đặc tính như khả năng hòa tan, mùi thấp và đặc tính bay hơi phù hợp với air care.

Đọc sâu hơn:
Hướng dẫn chọn dung môi, tỷ lệ pha và thử nghiệm công thức khuếch tán.

Xem nguyên liệu làm reed diffuser:
Augeo Clean Multi dùng cho ứng dụng khuếch tán hương.

4. Chai reed diffuser là một phần của hệ khuếch tán

Nếu công thức được test trong một cốc thủy tinh nhưng thành phẩm lại được đóng trong chai có cổ hẹp, vật liệu nút khác và cấu hình que khác, kết quả thử nghiệm ban đầu không còn đại diện đầy đủ cho sản phẩm thương mại.

4.1. Vật liệu bao bì

Thủy tinh thường được sử dụng cho reed diffuser vì có khả năng chứa nhiều hệ dung dịch hương. Tuy nhiên toàn bộ package system (tạm dịch: hệ bao bì) còn bao gồm nút, gioăng, nắp trang trí, lớp phủ, mực in, nhãn và keo dán.

Trong quá trình thử nghiệm nên quan sát:

• rò rỉ tại cổ chai hoặc nút;
• biến dạng của thành phần polymer nếu có;
• thay đổi màu hoặc bề mặt lớp phủ;
• độ bám của nhãn;
• tình trạng nút chặn sau thời gian tiếp xúc;
• sự thay đổi màu của dung dịch khi lưu trong chai thực tế.

4.2. Cổ chai và diện tích mở

Đường kính cổ chai quyết định không gian bố trí que và ảnh hưởng đến phần diện tích tiếp xúc giữa hệ que, dung dịch và môi trường. Vì vậy không nên thay đổi chai sau khi đã khóa cấu hình thử nghiệm mà không đánh giá lại hiệu năng.

4.3. Dung tích nạp và khoảng không phía trên

Headspace (tạm dịch: khoảng không phía trên dung dịch trong chai) là phần thể tích không chứa chất lỏng sau khi chiết rót. Fill volume (thể tích nạp), hình học chai và vị trí mực chất lỏng cần được chuẩn hóa trong các mẫu so sánh để tránh đưa thêm biến số vào phép thử.

Xem nguồn chai cho khách sản xuất: Vỏ chai khuếch tán tinh dầu và phụ kiện

5. Hệ que: cơ chế mao dẫn quyết định khả năng vận chuyển dung dịch

Que khuếch tán hoạt động dựa trên hiện tượng capillary wicking (tạm dịch: hút và vận chuyển chất lỏng nhờ mao dẫn). Chất lỏng làm ướt cấu trúc xốp của que rồi di chuyển qua các lỗ hoặc kênh nhỏ lên phía trên, nơi có diện tích tiếp xúc lớn hơn với không khí.

Các nghiên cứu về vận chuyển chất lỏng trong vật liệu xốp cho thấy quá trình mao dẫn chịu ảnh hưởng của tính thấm ướt, cấu trúc lỗ, áp suất mao dẫn, độ nhớt và các lực tác động lên chất lỏng. Vì vật liệu xốp thực tế có cấu trúc phức tạp, các mô hình mao dẫn đơn giản không phải lúc nào cũng mô tả chính xác toàn bộ quá trình.

Tham khảo khoa học:
ACS Omega – Liquid Wicking in a Paper Strip: An Experimental and Numerical Study.

5.1. Que mây và que sợi

Rattan reed (que mây) và fiber reed (que sợi) có cấu trúc khác nhau. Không nên mặc định loại này luôn tốt hơn loại kia. Cần đánh giá trên đúng công thức vì khả năng hút, tính đồng đều giữa các que và diện tích bay hơi có thể khác nhau.

5.2. Đường kính que

Thay đổi đường kính đồng nghĩa thay đổi cấu hình vật liệu tham gia vận chuyển chất lỏng và diện tích bề mặt. Nếu đổi sang loại que khác, nên revalidate (tạm dịch: đánh giá xác nhận lại) hệ công thức thay vì chỉ thay que rồi giữ nguyên mọi giả định trước đó.

5.3. Chiều dài que

Chiều dài phần que nhô ra ngoài chai ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc với môi trường. Đồng thời chiều dài toàn bộ que cũng liên quan đến quãng đường chất lỏng cần được vận chuyển qua cấu trúc xốp.

5.4. Số lượng que

Không thể xác định số que chỉ dựa trên dung tích chai. Cùng một chai 100 ml nhưng khác đường kính que, chất liệu que, độ nhớt dung dịch, đường kính cổ chai và điều kiện môi trường có thể tạo hiệu năng khác nhau.

5.5. Quan hệ giữa chất mang và que

Cấu hình que phải được xem cùng với đặc tính của pha lỏng. Một hệ có khả năng hòa tan tốt nhưng vận chuyển quá chậm trong que vẫn có thể cho scent throw (tạm dịch: khả năng phát tán mùi cảm nhận được trong không gian) thấp.

Đọc sâu hơn:
Hướng dẫn chọn và sử dụng que khuếch tán tinh dầu.

Xem sản phẩm:
Que khuếch tán tinh dầu.

Sơ đồ cơ chế mao dẫn của que reed diffuser đưa dung dịch lên que và phát tán hương vào không khí.

6. Hiệu năng reed diffuser là kết quả của toàn bộ hệ thống

Một sai lầm phổ biến trong quá trình phát triển sản phẩm là quy toàn bộ khả năng tỏa hương cho “chất lượng tinh dầu”. Trên thực tế, scent throw phải được xem như một biến đầu ra của nhiều yếu tố tương tác.

Pha hương → khả năng hòa tan → độ nhớt của hệ → chất mang → vận chuyển mao dẫn → cấu hình que → bay hơi → hình học chai → điều kiện môi trường → hiệu năng cảm nhận.

Có thể biểu diễn khái niệm này dưới dạng:

Hiệu năng khuếch tán = f (pha hương × chất mang × nồng độ × hệ que × chai × nhiệt độ × luồng khí × thời gian).

Đây không phải phương trình định lượng để tính trực tiếp scent throw mà là mô hình tư duy cho R&D: khi một mẫu hoạt động không đạt yêu cầu, cần xác định biến nào đang thay đổi thay vì chỉ tăng lượng hương.

Ví dụ, tăng nồng độ hương có thể đồng thời thay đổi độ nhớt, khả năng hòa tan và đặc tính vận chuyển qua que. Vì vậy “tăng hương” không mặc nhiên đồng nghĩa “tỏa mạnh hơn”.

7. Bộ dụng cụ tối thiểu cho giai đoạn R&D

Nếu mục tiêu là phát triển một sản phẩm có thể scale-up (tạm dịch: tăng quy mô sản xuất), quá trình test nên được tổ chức như một phép thử có kiểm soát thay vì pha thủ công và đánh giá cảm tính.

Một bộ R&D cơ bản có thể gồm:

• cân có độ phân giải phù hợp với kích thước mẻ thử;
• cốc pha hoặc bình chứa tương thích với nguyên liệu;
• dụng cụ chuyển mẫu riêng biệt và sạch;
• chai test được chuẩn hóa;
• bộ que test được chuẩn hóa;
• nhãn sample ID (mã mẫu);
• batch sheet (phiếu ghi thông tin mẻ thử);
• khu vực lưu mẫu ổn định;
• retain sample (mẫu lưu) để đối chiếu về sau.

Mỗi thay đổi về hương, chất mang, tỷ lệ, chai hoặc que nên tạo thành một sample code riêng. Điều này giúp xác định nguyên nhân khi kết quả giữa các mẫu khác nhau.

8. Quy trình screening nguyên liệu làm reed diffuser trước khi khóa công thức

Screening (tạm dịch: sàng lọc thử nghiệm) nên được thực hiện trước khi mua số lượng lớn hoặc chuyển sang sản xuất thương mại.

Bước 1: Xác định target product – sản phẩm mục tiêu

Cần mô tả trước:

• profile mùi mong muốn;
• dung tích thương mại;
• loại chai;
• không gian sử dụng dự kiến;
• mức phát tán mong muốn;
• mục tiêu thời gian sử dụng;
• giá vốn mục tiêu.

Bước 2: Sàng lọc tương thích hương – chất mang

Pha các mẫu nhỏ có mã nhận diện rõ ràng. Quan sát độ trong, tách pha, kết tủa, thay đổi màu và biến đổi mùi.

Bước 3: Tạo bench batch

Bench batch (tạm dịch: mẻ thử quy mô bàn thí nghiệm) phải đủ nhỏ để thay đổi nhanh nhưng đủ đại diện để đo và theo dõi.

Bước 4: Chiết vào đúng bao bì dự kiến

Không nên đánh giá toàn bộ công thức chỉ trong cốc pha. Mẫu phải được đưa vào đúng hoặc gần đúng chai, nút và cấu hình thương mại dự kiến.

Bước 5: Lắp đúng hệ que

Ghi rõ vật liệu, đường kính, chiều dài và số lượng que của từng mẫu.

Bước 6: Conditioning

Conditioning (tạm dịch: giai đoạn để mẫu ổn định trước hoặc trong quá trình đánh giá) cần được chuẩn hóa trong quy trình nội bộ. Không nên đánh giá một mẫu ngay sau khi pha rồi dùng kết quả đó làm kết luận duy nhất.

Bước 7: Đánh giá

Đánh giá cả ngoại quan, tính ổn định, khả năng hút que, hiệu năng mùi, hao hụt và tình trạng bao bì.

Bước 8: Tối ưu và lặp lại

Chỉ thay đổi có kiểm soát một hoặc một nhóm biến đã xác định. Nếu thay hương, dung môi, chai và que cùng lúc, dữ liệu thu được sẽ khó dùng để truy nguyên nguyên nhân.

9. Những chỉ tiêu nên theo dõi trong quá trình test

Đối với một chương trình R&D có khả năng chuyển sang sản xuất, nên xây dựng test sheet (phiếu theo dõi thử nghiệm) và ghi dữ liệu theo các mốc thời gian cố định.

Nếu có điều kiện, nên cân mẫu theo khối lượng thay vì chỉ nhìn mực chất lỏng. Dữ liệu định lượng giúp so sánh các mẫu tốt hơn so với nhận xét “hao nhanh” hoặc “hao chậm”.

Đông Quân khuyến nghị: không kết luận một công thức tốt chỉ vì vài ngày đầu tỏa hương mạnh. Một hệ có tốc độ hao hụt quá cao có thể tạo cảm giác ban đầu tốt nhưng không đạt mục tiêu về thời gian sử dụng hoặc giá vốn.

10. Từ mẻ thử đến sản xuất: những thông số phải khóa trước khi scale-up

Trước khi chuyển từ bench batch sang pilot batch (tạm dịch: mẻ thử quy mô bán sản xuất) hoặc commercial batch (mẻ sản xuất thương mại), tối thiểu nên khóa các yếu tố quan trọng sau:

• Raw material specification: tiêu chuẩn/thông số nguyên liệu.
• Approved supplier: nhà cung cấp đã được chấp nhận theo quy trình nội bộ.
• Approved formulation: công thức đã được duyệt.
• Batch record: đặc tính ghi nhận quá trình sản xuất của lô.
• BOM – Bill of Materials: danh mục/định mức nguyên vật liệu cấu thành sản phẩm.
• Packaging configuration: cấu hình chai, nút, que, nhãn và bao bì.
• QC acceptance criteria: tiêu chí chấp nhận của kiểm soát chất lượng.
• Retain sample: mẫu lưu.
• Traceability: khả năng truy xuất nguyên liệu và lô sản xuất.

Việc tăng quy mô không nên chỉ là phép nhân tỷ lệ. Kích thước mẻ, thiết bị, trình tự thao tác, thời gian trộn, điều kiện lưu và sai số cân đo đều có thể thay đổi khi chuyển quy mô.

11. Đặc tính kỹ thuật nên kiểm tra khi mua nguyên liệu làm reed diffuser

Người mua nguyên liệu làm reeed diffuser không nên chỉ kiểm tra tên hàng và giá. Tùy loại nguyên liệu, nhà cung cấp và thị trường, bộ đặc tính có thể gồm SDS, TDS, COA và tài liệu IFRA phù hợp.

SDS – Safety Data Sheet

SDS (Phiếu dữ liệu an toàn hóa chất; MSDS là cách gọi cũ vẫn thường gặp) dùng để truyền đạt thông tin về nhận diện hóa chất, nguy cơ, thành phần, sơ cứu, xử lý sự cố, bảo quản, kiểm soát phơi nhiễm và các thông tin an toàn liên quan.

Hệ thống GHS của Liên Hợp Quốc xây dựng cách tiếp cận hài hòa về phân loại nguy hại, nhãn và Safety Data Sheet. OSHA cũng sử dụng cấu trúc SDS 16 phần trong Hazard Communication Standard của Hoa Kỳ.

Nguồn:
UNECE – Globally Harmonized System (GHS)
và
OSHA – Hazard Communication.

TDS – Technical Data Sheet

TDS (Bảng dữ liệu kỹ thuật) thường trình bày các đặc tính kỹ thuật, thông số vật lý – hóa học, ứng dụng hoặc hướng dẫn sử dụng do nhà sản xuất công bố. Nội dung TDS không có một cấu trúc 16 phần bắt buộc giống SDS và có thể khác nhau giữa các nhà cung cấp.

Ví dụ, trang sản phẩm Augeo® Clean Multi của Solvay cung cấp khu vực tài liệu kỹ thuật cho sản phẩm:

Solvay – Augeo® Clean Multi product information.

COA – Certificate of Analysis

COA (Chứng thư/phiếu kết quả phân tích) thường được dùng để thể hiện thông tin kiểm tra của một lô nguyên liệu cụ thể theo phạm vi kiểm soát của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp. Người mua nên kiểm tra mã lô, chỉ tiêu, giới hạn chấp nhận và kết quả thực tế thay vì chỉ nhìn tiêu đề “COA”.

Phạm vi và cấu trúc COA có thể khác nhau theo ngành và nhà sản xuất, vì vậy COA không nên được hiểu như một chứng nhận chung rằng nguyên liệu “đạt mọi tiêu chuẩn”.

Tài liệu IFRA

Với fragrance mixture, nên kiểm tra tài liệu phù hợp IFRA cho đúng intended use nếu nhà cung cấp có cung cấp. IFRA nhấn mạnh Certificate of Conformity không thay thế đánh giá an toàn và không miễn trừ yêu cầu tuân thủ pháp luật tại quốc gia hoặc khu vực nơi sản phẩm được đưa ra thị trường.

Chai tinh dầu khuếch tán cắm que (Reed diffuser) thành phẩm dùng Augeo Clean Multi và tinh dầu sả chanh.

12. Checklist mua nguyên liệu làm reed diffuser

Trước khi đặt hàng mua nguyên liệu làm reed diffuser, nên xác định rõ mục tiêu của từng nhóm nguyên liệu và dữ liệu cần thu thập. Checklist dưới đây phù hợp cho giai đoạn từ R&D đến chuẩn bị pilot batch.

Nếu đang ở giai đoạn R&D, không nhất thiết phải mua ngay toàn bộ nguyên liệu làm reed diffuser ở quy cách lớn. Nên khóa hệ hương – chất mang – chai – que bằng mẻ thử trước, sau đó mới chuyển sang quy cách phục vụ sản xuất.

Nguồn nguyên liệu làm reed diffuser tham khảo tại Đông Quân

Tinh dầu thiên nhiên →

Tinh dầu nước hoa, hương liệu →

Augeo Clean Multi →

Vỏ chai cho khách sản xuất →

Que khuếch tán →

13. Những lỗi tư duy thường gặp khi phát triển reed diffuser

Chọn hương chỉ bằng giấy thử mùi

Mùi trên blotter (giấy thử mùi) không phản ánh đầy đủ hành vi của hương sau khi hòa trong carrier system và được vận chuyển qua que. Cần đánh giá trong ma trận công thức thực tế.

Dùng một tỷ lệ cố định cho mọi loại hương

Hai hỗn hợp hương có thành phần hóa học khác nhau có thể cho độ hòa tan, độ nhớt và hành vi bay hơi khác nhau. Vì vậy một tỷ lệ hoạt động tốt với mùi này không phải mặc định tối ưu cho mùi khác.

Thay que nhưng không đánh giá lại công thức

Que là một phần của hệ vận chuyển chất lỏng. Thay vật liệu, kích thước hoặc số lượng que đồng nghĩa thay đổi một biến kỹ thuật quan trọng của thành phẩm.

Test trong một vật chứa nhưng sản xuất bằng chai khác

Cấu hình chai thương mại phải được đưa vào giai đoạn thử nghiệm trước khi khóa công thức.

Đánh giá scent throw nhưng không kiểm soát môi trường

Nhiệt độ, luồng khí và vị trí đặt mẫu có thể làm thay đổi cảm nhận mùi và tốc độ hao hụt. Nếu các mẫu A/B được test trong điều kiện khác nhau, việc so sánh sẽ kém giá trị.

14. Câu hỏi kỹ thuật thường gặp về nguyên liệu làm reed diffuser

15. Tài liệu kỹ thuật và nguồn tham khảo

Bài viết được biên soạn theo hướng phục vụ người phát triển công thức và người mua nguyên liệu làm reed diffuser. Các nguồn dưới đây có thể dùng để kiểm tra sâu hơn từng vấn đề:

1. Solvay – Augeo® Clean Multi for Air Care:
   
   https://www.solvay.com/en/brands/augeo/air-care
   
2. Solvay – Augeo® Clean Multi product information:
   
   https://www.solvay.com/en/product/augeo-clean-multi
   
3. IFRA – Understanding the IFRA Standards:
   
   https://ifrafragrance.org/understanding-standards
   
4. IFRA Standards Library:
   
   https://ifrafragrance.org/standards-library
   
5. IFRA – Certificate of Conformity:
   
   https://ifrafragrance.org/initiatives-positions/safe-use-fragrance-science/ifra-standards/certification-of-ifra-standards
   
6. IFRA – Transparency List & Natural Complex Substances:
   
   https://ifrafragrance.org/transparency-list/about-the-ifra-transparency-list
   
7. UNECE – Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals:
   
   https://unece.org/about-ghs
   
8. OSHA – Hazard Communication và Safety Data Sheets:
   
   https://www.osha.gov/hazcom
   
9. ACS Omega – nghiên cứu về dòng mao dẫn trong vật liệu xốp:
   
   https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.0c02407
   

Lưu ý kỹ thuật: các thông số, tỷ lệ và quy trình sản xuất cần được xác nhận trên nguyên liệu, thiết bị, bao bì và điều kiện thực tế của từng doanh nghiệp. Tài liệu tham khảo không thay thế thử nghiệm công thức, đánh giá an toàn hoặc yêu cầu pháp lý áp dụng cho sản phẩm tại thị trường lưu hành.