2.8.6. Расчет расхода щелочи

Ранее было показано, что для связывания в молекулу мыла на одну молекулу жирной кислоты всегда расходуется одна молекула щелочи (NaOH или КОН), не зависимо от молекулярной масс жирной кислоты. В то же время, молекулярная масса жирной кислоты зависит от ее природы. Значит, при расчете расхода щелочи надо обязательно учитывать молекулярную массу жирных кислот, которые используют для получения мыла.

Расход щелочи можно определить исходя из «числа нейтрализации» жирных кислот или исходя из «числа омыления» их.

При варке калиевого мыла из жирных кислот, расход КОН прям пропорционален «числу нейтрализации» или «числу омыления».

При выработке натриевых мыл теоретический расход NaOH вычисляют по формуле:

– при нейтрализации жирных кислот:

– при омылении нейтральных жиров:

где: Щ – расход едкой щелочи (NaOH), в кг/т; ч.н. – число нейтрализации смеси жирных кислот, (мг^.КОН)/г; ч.о. – число омыления жиров, (мг^.КОН)/г; 40 – молекулярная масса NaOH; 56,1 – молекулярная масса КОН.

Пример. Определить теоретический расход NaOH при варке мыла из жировой смеси, число нейтрализации которой равно 210. Тогда:

Практический расход щелочи несколько выше, теоретического за счет того, что в мыле, как в процессе варки, так и в готовом, поддерживают небольшой избыток щелочи, во избежание образования кислых мыл на стадии варки и для увеличения подвижности мыл.

Например. В хозяйственном мыле, согласно действующим техническим условиям, содержание свободной щелочи колеблется от 0,15 до 0,2%мас.; количество углекислой щелочи – от 1 до 35. Кроме того, товарные продукты всегда содержат 92% едкого натра; в кальцинированной соде – 97% углекислой щелочи и т.д.

Следовательно, чтобы правило определить практический расход каустической соды, необходимо, к количеству ее, рассчитанному на нейтрализацию жирных кислот и омыление нейтрального жира по выше наведенным формулам, добавить щелочь, оставшуюся в мыле, и сделать поправку на содержание вещества в товарном продукте.

Пример. Подсчитать расход каустической соды на варку 1 т туалетного 74%-ного мыла из нейтральных жиров, рецептура которых приведена в табл. 14, с числом омыления 202. Расход безводной жировой смеси 779,6 кг/т.

Подсчитаем теоретический расход едкого натра на омыление 1 т жировой смеси:

а на омыление 779,6 кг жировой смеси:

Из приложения 1 видно, что в готовом туалетном мыле остается 0,1% свободной щелочи, т.е. Щ₂=1 кг/т.

Потери щелочи 92% NaOH с подмыльными щелоками 0,1% или 1 кг/т, подсчитаем суммарный расход товарной каустической соды на выработку 1 т туалетного 74%-ного мыла.

Можно осуществить расчет расхода щелочи из имеющихся значений чисел омыления каждого из компонентов жировой смеси и их доли в составе жировой смеси.

Учитывая, что омыление ведут стандартной каустической содой с содержанием NaOH равным 92%мас. (сорт В), то в этом случае количество щелочи на 1 тонну жировой смеси можно определить по формуле

где Щ_ж.с.– расход натриевой щелочи в кг на омыление 1 тонны жировой смеси; А_с, А_м, А_к, А_н.к. – числа омыления составных частей жировой смеси: саломаса, животного масла, канифоли, нафтеновых кислот и др., в (мг^.КОН)/г; С_с, С_м, С_к, С_н.к. – процентное содержание каждого из компонентов жировой смеси; А_ж.с. – число омыления готовой жировой смеси, в (мг^.КОН)/г; n – содержание едкого натра в технической щелочи, в сорте В – 92%мас.

К полученному расчетному количеству NaOH добавляют небольшой избыток, на допускаемое количество свободной щелочи в мыле.

При использовании щелочей другой природы пользуются переводным коэффициентом исходя из эквимолекулярных масс таких щелочей, которые определяют по формуле:

где: К – искомый переводной коэффициент; М – эквимолекулярная масса щелочи, для которой определяют коэффициент К; _м – содержание щелочи в товарном продукте (из паспорта на щелочь или по данным лаборатории); ЧО – молекулярная масса NaOH; П – содержание собственно NaOH в продажной каустической соде (из паспорта на продукт).

Если в мыло ввести небольшое количество электролитов (Na₂CO₃), силикат натрия и т.д.), то твердость мыла можно повысить.

В таблице 11 приведены примеры жировых рецептур различных видов твердых мыл, в % мас.