
- •Введение
- •Раздел 1. Мыловаренное производство
- •Глава 1. Общие сведения
- •1.1. Краткая история возникновения и развития мыловарения
- •1.2. Химические реакции при образовании мыл
- •1.3. Физико-химические свойства мыл и их водных растворов
- •1.4. Природа водных растворов мыл
- •1.4.1. Структура мыл
- •1.4.2. Поверхностная активность
- •1.4.3. Пенообразование
- •1.4.4. Моющее действие
- •Недостатки мыл
- •1.5. Классификация мыл
- •1.6. Качественные нормы на товарно-выпускаемые мыла
- •Глава 2. Сырье и материалы, используемые в мыловаренном производстве
- •2.1. Жиры
- •2.2. Жирные кислоты
- •2.3. Жирозаменители
- •2.4. Жиросодержащие отходы
- •Соапстоки
- •Отработанные отбельные глины
- •Жир из ловушек и другие жировые отходы
- •2.5. Природные жирозаменители
- •Канифоль
- •Нафтеновые кислоты
- •Технические нафтеновые кислоты.
- •Талловое масло
- •2.6. Щелочи
- •2.7. Принципы составления рецептур для варки мыла
- •2.7.1. Жировые рецептуры для производства хозяйственного мыла Твердые мыла
- •Жидкое мыло
- •2.7.2. Жировые рецептуры туалетного мыла Твердое мыло
- •Жидкое туалетное мыло
- •2.8. Расчеты, выполняемые при составлении рецептур мыла
- •2.8.1. Определение титра жировой смеси
- •2.8.2. Определение числа нейтрализации жировой смеси
- •2.8.3. Расчет числа омыления жировой смеси
- •2.8.3. Расчет выхода безводного мыла
- •2.8.4. Расчет содержания воды в товарном мыле
- •2.8.5. Определение расхода нейтральных жиров и жирных кислот
- •2.8.6. Расчет расхода щелочи
- •2.8.7.Расчет количества углекислого газа
- •2.8.8. Нормы расхода сырья и материалов
- •Глава 3. Подготовка сырья в мыловаренном производстве
- •3.1. Очистка жиров и жиросодержащего сырья
- •3.2. Подготовка канифоли
- •3.3. Приготовление растворов щелочи
- •3.4. Подготовка поваренной соли
- •Глава 4 .Технологический процесс производства мыла
- •4.1 Технология варки мыла
- •4.1.1 Прямой метод варки
- •4.1.2 Косвенный метод варки
- •4.1.3. Омыление нейтрального жира
- •4.1.4. Карбонатное омыление
- •4.1.5. Влияние электролитов на мыльный клей
- •4.2. Прямой периодический метод варки мыла
- •4.3. Косвенный периодический метод варки мыла
- •4.4. Схемы варки определенных видов мыла
- •4.4.1. Общая технологическая схем варки мыла
- •4.4.2. Варка хозяйственного мыла
- •Варка мыла по методу в.Н.Покровского
- •4.4.3. Варка мыла из соапстоков и фузов
- •4.4.4. Методы отбеливания мыла
- •4.4.5. Варка мраморного мыла
- •4.4.6. Варка мыла ддт
- •4.4.7. Варка жидких мыл
- •4.5. Варка основы туалетного мыла
- •4.5.1. Варка мыльной основы из нейтральных жиров косвенным методом
- •4.5.2. Варка туалетной основы из жирных кислот
- •4.6. Варка жидкого туалетного мыла
- •4.7. Непрерывные методы варки мыла
- •4.7.1. Прямой непрерывный метод варки мыла
- •4.7.2. Прямой непрерывный метод варки мыла на установках тнб-1, бшм
- •4.7.2. Косвенный непрерывный метод варки мыла
- •Варка мыла с помощью системы Монсавон
- •4.8. Используемые методы оценки качества мыла
- •4.8.1. Органолептические методы контроля
- •4.8.2. Методы быстрого контроля процесса варки ядрового мыла
- •Глава 5. Придание твердому мылу товарной формы
- •5.1. Охлаждение мыла и используемое для этих целей оборудование
- •5.2. Понятие о кристаллической структуре мыла и о ее превращениях
- •5.3. Способы непрерывного охлаждения мыла
- •5.4. Резка мыла и используемое при этом оборудование
- •5.5. Штамповка готовых кусков мыла
- •5.6. Непрерывное производство пилированного хозяйственного мыла.
- •5.7. Придание товарного вида туалетному мылу
- •5.8. Общая технологическая схема придания туалетному мылу товарного вида
- •5.9. Общая технологическая схема непрерывного процесса производства туалетного мыла.
- •5.10. Общая технологическая схема непрерывного процесса производства мыла
- •Глава 6. Производство порошкообразных мыл
- •Раздел II Синтетические моющие средства и технология их приготовления
- •Глава 1. Общие сведения о синтетических моющих средствах
- •Глава 2. Сырье и материалы для производства синтетических моющих средств
- •2.1. Поверхностно – активные вещества (пав)
- •2.1.1. Ионогенные пав
- •2.1.2. Неионогенные пав
- •2.1.3. Катионоактивные вещества
- •2.1.4. Неионогенные моющие вещества
- •2.2. Электролиты
- •2.3. Перекисные соли
- •2.4. Прочие компоненты моющих средств
- •2.5. Виды моющих и чистящих средств и рецептуры некоторых из них
- •Рецептуры шампуней для мытья головы
- •Глава 3. Основы технологии изготовления синтетических моющих средств
- •3.1. Производство синтетических моющих порошков
- •3.2. Производство жидких моющих средств
- •3.3. Производство кусковых моющих средств
- •3.4. Производство чистящих средств
- •Раздел 3. Техника безопасности в производстве мыла, синтетических порошков и моющих средств
- •Приложение
- •Туалетное мыло
- •Требования, предъявляемые к жировому сырью Животные жиры
- •Требования, предъявляемые к природным жирозаменителям
- •Требования, предъявляемые к щелочам
- •Кальцинированная сода (углекислый натрий) синтетическая
- •Плотность и концентрация водных растворов
- •Раздел IV. Эмульгаторы
- •Глава 1. Производство и применение эмульгаторов в пищевой промышленности
- •1.1. Синтез эмульгаторов типа т1 и т–ф
- •1.2. Синтез эмульгатора типа т–1 способом этерификации (рис. 65)
- •1.3. Синтез эмульгатора типа т–1 методом переэтерификации (глицеролиз, рис. 66)
- •1.4. Синтез эмульгатора типа мд (рис. 67)
- •1.5. Синтез эмульгатора марки т–ф (рис. 65)
- •1.6. Синтез эмульгатора марки т–2 (рис. 68)
- •1.6.1. Синтез полиглицерина (рис. 68)
- •1.6.2. Синтез эфиров полиглицерина (рис. 68)
- •1.7. Синтез высококонцентрированных моноглицеридов (рис. 69)
- •1.8. Синтез лактилированых моноглицеридов (марки лмг, рис. 70)
- •1.9. Синтез моноглицеридов диацетил винной кислоты (мгс–дв, рис. 71)
- •Глава 2. Синтез эмульгаторов, используемых в технических целях, в частности в производстве шампуней
- •2.1. Синтез этаноламинных мыл
4.1.3. Омыление нейтрального жира
Омыление нейтральных жиров водным раствором щелочи имеет свои особенности. Как известно, жиры в воде не растворимы и образуют с ней физически четкую границу раздела. Естественно, реакции гидролитического расщепления жиров водным раствором щелочи и последующего взаимодействия щелочи, с образовавшимися жирными кислотами (которые плохо растворимы в воде), будет протекать только по границе поверхности соприкосновения между этими двумя антагонистами. Поскольку поверхность соприкосновения в начале процесса не велика то и скорость процесса тоже небольшая. Если раздробить смесь жиров с раствором щелочи в виде мелких капель, то поверхность контакта между этими компонентами возрастает, увеличиваеться и скорость процесса. Как увидим в материале, изложенном ниже, разрабатываемые методы интенсификации процесса варки мыла из жиров и щелочей и используемое для этого оборудование, направлено на поиски способов и обеспечения более интенсивного диспергирования исходных компонентов мыловаренного процесса, до более мелкодисперсного состояния, а равно и для обеспечения большего количества актов химического взаимодействия между ними в единицу времени. Этому способствует как повышение температуры процесса (смешивание исходных компонентов в уже нагретом состоянии), так и использование поверхностно-активных веществ, в частности использование эмульгаторов, позволяющих раздробить частицы жира, до состояния эмульсии (0,5–10 мкм). Было обнаружено, что хорошим эмульгатором такой смеси является образующееся в реакции мыло. Эмульгирование ускоряет процесс омыления жира за счет обеспечения более высокого диспергирования жиров в виде эмульсии в щелочном растворе. Однако, влияние присутствие мыла, на ускорение процесса омыления, намного сложнее.
Установлено, что скорость омыления, при эмульгировании жира, растет быстрее, чем средняя поверхность контакта жира с водным раствором щелочи. Данный факт объясняют тем, что, при достаточном количестве мыла, жир пребывает не только в виде мелкодисперсных частиц эмульсии, но часть его, растворяясь в пластинчатых мицеллах концентрированных мыльных растворов, диспергируется при этом до молекулярного уровня, а это предел, при котором достигаемая скорость процесса омыления будет наивысшей. Именно за счет такого эффекта скорость омыления растет быстрее, чем растет поверхность контакта реагирующих компонентов.
В реальных условиях, все это, протекает одновременно и способствует увеличению средней удельной поверхности контакта (между жиром и щелочью) и ускорению процесса омыления. На рис.10. показаны графические зависимости степени омыления жировой смеси от продолжительности омыления: а) без предварительного введения в реакционную смесь эмульгатора (мыла); б) с введением мыла (50% по массе от массы жировой смеси).
Рис. 10. Скорость омыления жиров
Ход кривых показывает, что омыление жировой смеси в присутствии мыла протекает в несколько раз быстрее. Поэтому в промышленных условиях, для ускорения процесса варки мыла, в мыловаренный котел сначала вводят обрезки и бракованные куски мыла со стадии формования или оставляют часть мыла от предыдущей варки, (в современных аппаратах непрерывной варки, на выходе из аппарата готового мыла, часть его отбирается и направляется на рециркуляцию в начало аппарата, где тщательно перемешивается с поступающей смесью жиров и щелочи) в количестве, достаточном для создания раствора нужной концентрации.
Если варку ведут в чистом котле, то начальный процесс омыления протекает медленно, вплоть до накопления, в омыляемой массе, до 20% мыла, после чего наблюдается ускорение процесса варки.
В мыловарении используют и другой способ интенсификации процесса: в аппарат загружают только часть рецептурной загрузки жиров и туда же загружают примерно одну третью часть, от рассчитанного количества, щелочи в виде слабого 6–10%-го по массе раствора. Использование щелочи более высокой концентрации, как и более высокой температуры (кипячение) недопустимо, поскольку может вызвать разрушение образующийся эмульсии, т.е. отсолку образующегося мыльного клея.
В начальном периоде нагрев реакционной смеси не проводят и реакцию поддерживают за счет выделяющегося тепла реакции. После достижения содержания в растворе 20%мас. мыла, наступает второй этап – быстрого протекания процесса омыления, практически в гомогенной среде. На этом этапе, в котел, порциями, подают оставшуюся щелочь, уже в виде раствора большей концентрации (14–16%мас.) и каждый раз, в течение 15–25 минут хорошо перемешивают. При этом, необходимо контролировать подачу щелочи и не допускать ее полного исчезновения в реакционной смеси, во избежание образования кислых мыл и сильного загустевания мыльной массы. Избыток щелочи контролируют по изменению окраски фенолфталеина, нанесенного в виде капли на поверхность пробы мыла:
– отсутствие окраски – свидетельствует, что содержание щелочи в мыле < 0,1% или полное отсутствие;
– розовая окраска – свидетельствует, что содержание свободной щелочи в мыле в пределах 0,1–0,3%мас.;
– ярко красное окрашивание – свидетельствует, что содержание свободной щелочи в мыле более 0,3%мас.
Для предупреждения загустевания мыльной массы (от присутствия кислых мыл) рекомендуют в мыльной массе оставить до 0,5%мас. NaCl.
Если в котле, в процессе варки обнаружено загустевание мыльной массы, надо осторожно, небольшими порциями добавлять щелочь и каждый раз кипятить не менее 20–30 минут до исчезновения комков и приобретения мыльной массой нормальной вязкости.
Добавлять в варочный котел концентрированную щелочь большими порциями не рекомендуют, поскольку это может вызвать высолку образующегося мыла (или смеси мыла с жиром). В последнем случае, в котел добавляют воду, снижая концентрацию мыльной массы, разваривают смесь до однородного состояния мыльного клея и только после этого продолжают процесс омыления.
По мере завершения процесса омыления, масса из белесовато-молочнообразной превращается в прозрачный, более темный мыльный клей. Омыление остатков жира протекает более медленно. Варка считается законченной, если, после 10–15 минут кипячения и перемешивания мыльной массы, содержание свободной щелочи в ней остается на уровне 0,2–0,3%мас.
Такое количество остаточной щелочи практически предотвращает гидролиз мыла с образованием кислых мыл и обеспечивает полное омыление остатков жира.
Таким образом, при варке мыла из нейтральных жиров необходимо:
– осуществлять варку при постоянном небольшом избытке щелочи;
– использовать щелочь такой концентрации, чтобы не вызвать отсолку, образующегося мыльного клея.