I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Kem đánh răng có lịch sử phát triển trải dài trên 4000 năm, với nhiều hình thức sử dụng và thành phần hoạt chất khác nhau. Thời xa xưa, người Ai Cập cổ đại sử dụng hỗn hợp gồm chì (màu xanh lá cây), đồng (xanh lam) và hương liệu để làm sạch răng, trong khi đó người Trung Quốc sử dụng xương cá tầng đáy để gỡ những mảng bám trên răng.

Hình 1. Bàn chải đánh răng được phát minh bởi người Ai Cập

Thời Trung cổ, cát mịn và đá bọt được người Ả rập dùng để làm sạch răng, tuy nhiên họ nhận ra rằng sử dụng phương pháp mài mòn lớn sẽ làm tổn hại men răng. Người Châu Âu sử dụng các acid mạnh để tẩy vết bẩn răng và muối bọt để làm sạch răng thông thường cho đến thế kỷ XX.

Năm 1850, Bác sĩ nha khoa – Washington Sheffield Wentworth lần đầu phát minh ra kem đánh răng hiện đại với tên gọi “Creme Dentifrice” (kem bột đánh răng) với mục đích loại bỏ các phần thức ăn thừa và làm sạch răng. Ban đầu chúng được chứa trong các lọ, dần chuyển sang túyp nhựa và kim loại.

Năm 1934, tại Mỹ, tiêu chuẩn về kem đánh răng được xây dựng bởi Hiệp Hội Nha khoa Mỹ (ADAC) về điều trị nha khoa.

Những năm 1940 – 1960, flour được phát hiện giúp bảo vệ, chống sâu răng, từ đó nó trở thành thành phần không thể thiếu trong các sản phẩm làm sạch răng (dạng natri florid). Bên cạnh đó, chất làm ngọt nhân tạo saccharin với lượng nhỏ cũng dc sử dụng trong kem đánh răng nhằm đem lại cảm giác thú vị khi sử dụng.

Những năm 1980, kiểm soát vôi răng trở thành ưu tiên chiến lược của kem đánh răng để cạnh tranh trên thị trường. Năm 1990, kem đánh răng dành cho răng nhạy cảm được sử dụng trên thị trường.

Hình 2. Kem đánh răng được sử dụng thông dụng ngày nay

II. CÔNG THỨC SẢN XUẤT

Kem đánh răng thường được sản xuất dưới dạng bột nhão nhám hoặc dạng gel, có thể kèm theo các thành phần hoạt chất khác nhằm tạo nên đặc trưng cho sản phẩm. Công thức có thể khác nhau, tùy mục đích của nhà sản xuất và pháp luật ở nước sở tại, nhưng về cơ bản, kem đánh răng ngày nay gồm các thành phần trong bảng dưới đây.

Thành phần	Tỷ lệ (%)		Chức năng
	Bột trắng nhão	Gel
Dịch lỏng	30	≈ 80	Các polyol, phổ biến nhất là sorbitol (glycerin cũng được sử dụng) sử dụng như chất giữ ẩm, giúp sản phẩm không bị khô, duy trì kết cấu và mùi vị. Dịch polyol có thể chứa đến 30% nước
Chất độn và chất mài mòn	20-50	15-25	Thành phần sử dụng tùy dạng kem đánh răng: -Bột trắng nhão: CaCO3, NaHCO3, Ca3(PO4)2, Canxi metaphosphat, silica hydrat hóa… -Gel: silica hydrat hóa dùng để tạo độ bóng và tạo hình Giúp ma sát, đánh trôi mảng bám khi chải răng
Chất lưu biến	0,5-2		Duy trì đảm bảo yêu cầu sản phẩm: -Kem phải thoát ra dễ dàng khi nặn nhưng không được “chảy“ quá nhanh -Khi nặn xong, kem phải “đứt gãy” không được kéo sợi -Kem phải nằm gọn trên bề mặt lông bàn chảy, không được chìm xuống Phổ biến: CMC, Carageeenan, xanthan gum, cellulose gum…
Chất tẩy	0,5-2,5		Tạo bọt cho kem khi chải răng, giúp phân tán và lưu giữ kem trong khoang miệng. Phổ biến: Natri lauryl sulphat (SLS)
TP. Hoạt tính	0,3		Flour được sử dụng nhằm ngăn ngừa sâu răng Phổ biến: Natri florua, Natri monofluorophosphat, Thiếc florua được lựa chọn tùy theo quy định tại các nước.
Hương liệu	0,5-2		Giúp che dầu mùi vị khó chịu của chất tẩy, tạo cảm giác tươi mát khi đánh răng Phổ biến: tinh dầu bạc hà, quế…
Tạo độ ngọt	0,2		Tại vị ngọt khi đánh răng Phổ biến: natri saccharinat
Tạo màu	0,1		Bột nhão: Titan oxyd được dùng tạo màu trắng Gel: màu thực phẩm
Chất bảo quản	0,2		Duy trì chất lượng sản phẩm sau khi mở nắp Phổ biến: Natri benzoat, ethyl paraben, methyl paraben

II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Quy trình sản xuất đa dạng phụ thuộc loại kem đánh răng và các thành phần hoạt chất bên trong. Quy trình sản xuất cơ bản như sau:

• Bước 1: Dịch lỏng được chuẩn bị trước tiên: bằng cách hòa tan nước/sorbitol/glycerin vào các thành phần lỏng (phân cực) khác trong công thức.
• Bước 2: Trộn chất lưu biến với thành phần không chứa nước như glycerin, tinh dầu hương liệu hoặc trộn khô với các loại bột khác, phân tán đồng nhất. (1)
• Bước 3: Thêm thành phần hoạt tính (flour), chất tạo độ ngọt, chất bảo quản được vào hỗn hợp (1), trộn đồng nhất. (2)
• Bước 4: Trộn chất độn/chất tạo độ nhám vào nước tạo dạng bùn nhão. Sau đó được thêm vào dịch lỏng, trộn đồng nhất. (3)
• Bước 5: Trộn (2) vào (3), phân tán đồng nhất. (4)
• Bước 6: Thêm chất tạo hương vị, tạo màu vào hỗn hợp (4). Trộn đều.
• Bước 7: Chất tẩy (dạng bột) được thêm vào cuối cùng, trộn với tốc độ chậm nhằm tránh tạo bọt.

III. MỘT SỐ VẤN ĐỂ CẦN LƯU Ý TRONG SẢN XUẤT

Trong quá trình sản xuất kem đánh răng, bọt là vấn để rất cần được lưu tâm. Hầu hết các loại bột đều chứa ít nhiều khí nên khi sản xuất, kết hợp với chất tẩy sẽ làm tăng nặng thêm tình trạng bọt, do đó trộn thường được tiến hành trong môi trường chân không để khắc phục vấn đề này. Ngoài ra, một số vấn để khác thường gặp trong sản xuất như:

– Chất lưu biến có khuynh hướng dễ vón cục và khó phá vỡ khi trộn. Do đó, một số chất lưu biến đòi hỏi máy trộn cánh chém tốc độ cao để tránh vón cục.

– Một số thành phần trong công thức như:

+ silicagel dạng ngậm nước có tỷ trọng thấp, khó để kết hợp và làm thấm ướt đều.

+ Các chất mài mòn như canxi carbonat có thể được cung cấp dưới dạng bùn nhão. Điều này đòi hỏi có thể phải có biện pháp chống kết tụ.