5.9. Общая технологическая схема непрерывного процесса производства туалетного мыла.

Общая схема непрерывного процесса производства туалетного мыла с сушкой под вакуумом и пилированием, приведена на рис. 49.

Рис. 49. Схема непрерывного производства туалетного мыла под вакуумом

Туалетную основу, при содержании в ней свободной едкой щелочи 0,05–0,12%мас., из мылосборника 1, насосом, через сетчатый фильтр 2, подают в бак питатель 3, оборудованный рубашкой, обогреваемой конденсатом. Из бака-питателя, фильтрованное мыло, насосом 4, подают в трубчатый подогреватель 5, состоящий из 211 трубок длинной 6,2 м и диаметром 6 мм (общая поверхность нагрева которых 24,5 м²) снизу вверх (пар в межтрубном пространстве движется противотоком – сверху вниз).

Нагретое с 80–85⁰С до 125-140⁰С мыло (с использованием пара с давлением от 3 до 8 атм.) поступает в вакуум–камеру 6 под давлением 3–5 атм. Вакуум-сушилка представляет собой вертикальный цилиндр из 4 царг, общей высотой 4,3 м и диаметром 1,3 м с коническим дном и сферической крышкой.

Камеру, через рубашку, подогревают умягченной горячей водой. Внутри камеры вращается пустотелый вал с укрепленными на нем форсунками для распыления горячего расплава мыла. Распыляясь через форсунки, частицы мыла, попадая в вакуум-камере под разрежение, теряют часть своей влаги, при этом охлаждаясь до температуры, которая соответствует температуре насыщенных паров воды при давлении в камере.

Часть подсушенного мыла, в виде твердых частиц, падает на дно башни, однако, большая часть его осаждается на стенах камеры в виде пленки, откуда ее постоянно непрерывно снимают ножами, закрепленными на вертикальном вращающемся валу. Зазор между ножами и стенками камер не превышает 0,25 мм.

Высушенная мыльная стружка через распределительный рукав 7, поступает в двойной шнек-пресс 8 , подсоединенный к вакуумной системе. В шнек-прессе мыло механически обрабатывают и дополнительно подсушивают при проходе через решетчатый мундштук. Одновременно мыло разрезают на мелкие цилиндрики (диаметром 0,7 см длинной 5–6 см) и норией 9 передают в промежуточный бункер 10. Мыло, из шнек-пресса, может быть направлено непосредственно в смесительную шнековую машину 11 (даже без промежуточного бункера).

В смесительной машине, к мылу, из мешалки 12, насосом 13, добавляют рецептурное количество, отдушки, пигментов и других компонентов. Полученную в смесительной машине мыльную смесь, после предварительной гомогенизации, далее передают транспортером 14 в дуплекс пилотезу 15, в которой происходит полная пластическая обработка мыла и прессование в плотный брус. Затем брус мыла, с использованием автоматической мылорезальной машины 16 разрезают на куски, охлаждают воздухом для образования на поверхности кусков твердой корочки и направляют в штамп-пресс 18, по выходе из которого, в мылоупаковочные автоматы и далее для упаковки в транспортную тару.

Образующееся, при вакуум-сушке, небольшое количество (0,2–0,25%мас. от общего количества) пылевидного мыла, с концентрацией жирных кислот 82–84%мас., и уносимое из вакуум-сушильной камеры с водяным паром, улавливают в двух последовательно работающих циклонах или спрессовывают в шнек-прессе до вермишелеподобного вида или в виде пыли отгружают в мешках потребителям. Второй циклон, устанавливают как контрольный для гарантии полного улавливания пылевидных частиц.

Для качественного обеспечения процесса пластической обработки высушенного мыла, устанавливают последовательно две шнековые машины, заменяя ими пилировочные, вальцевой конструкции.

Первая из этих машин, предварительно уплотняет и пластифицирует мыльную стружку перед ее смешиванием с добавками. Вторая- окончательно пластифицирует мыльную смесь с добавками и спрессовывает мыло в бесконечный брус.

Кроме того, проходя через вакуумные камеры пилотезы, мыло теряет некоторое количество влаги, благодаря чему в нем повышается концентрация жирных кислот на 1–2%мас. Повышению доли жирных кислот способствует также отсасывание воздуха из мыльной массы.

В качестве первого шнек-пресса устанавливают высокопроизводительный двойной шнек-пресс (рис. 50). Он состоит из двух пар шнеков 1 (есть варианты расположения в одной плоскости) диаметром 300 мм, расположенных в разных плоскостях под углом 90⁰ друг к другу. Шнеки 1, помещены в двустенный корпус 2, вращаются в разные стороны со скоростью 18 об./мин – один по часовой стрелке, второй – против нее. Оба они перемешивают мыльную стружечную массу и проталкивают ее к выходной конической головке 3. Благодаря тому, что витки шнеков имеют переменный шаг, они спрессовывают мыльную массу и на входе в коническую головку продавливают мыло через металлические решетки 4 с отверстиями диаметром 7 мм. При этом, происходит не только пластификация мыла, но и вытягивание и ориентация кристалликов мыла, с обогащением его -модификацией.

Рис. 50. Разрез по двойному шнек-прессу (на рисунке показан один шнек)

По выходе из мундштука, непрерывные цилиндрики мыла, ножом 5, разрезаются на мелкие отрезки. Производительность такой шнековой машины 2 т мыла в час. Поскольку все последующее оборудование рассчитано на пропускную способность 1 т мыла в час, то поток после двойной пилотезе раздваивают на две параллельные линии.

Одной из основных единиц технологического процесса является смесительная машина, в качестве которой, в последнее время широко используют машины шнекового типа (рис. 51).

Рис. 51. Смесительная шнековая машина

Ее работа организованна таким образом, что количество дополнительно вводимых ингредиентов рецептурного состава синхронизировано с количеством мыла, поступающего из бункера 1 в питающий шнек 2. В установленной на машине, мешалке 4 готовят однородную суспензия из всех ингредиентов, которые необходимо ввести в мыло в определенном рецептурном количестве (окись цинка или двуокись титана, раствор красителей, отдушка, стабилизаторы, специальные добавки и др.), и насосом 5 (который сблокирован с питательным шнеком, подающим мыло), одновременно, с той же скоростью, нагнетают подготовленную в мешалке 4 суспензию добавок, и равномерно разбрызгивают ее на поверхности мыла. Производительность насоса можно менять от 12,3 до 93 л в час.

Рабочий шнек 3 гомогенизирует мыло с ингредиентами и выталкивает образующуюся массу, через мундштук, в виде мелко нарезанной «вермишели», на транспортер для передачи на окончательную гомогенизацию и формование бруса в последовательно установленную дуплекс-пилотезу (рис. 52). В ней установлено два горизонтальных, в разных плоскостях последовательно работающих шнека, которые вращаются со скоростью 12–17 об./мин. Сами шнеки имеют диаметр 300 мм, длину 1500 мм и размещены в двустенном кожухе, охлаждаемом водой с температурой 18–20⁰С. Коническая головка с формующим мундштуком, обогревается:

– при выработке 72–74% по массе (по содержанию жирных кислот) мыла температура в ней поддерживают на уровне 30–35 ⁰С;

–при выработке 78–80% мыла по массе (по содержанию жирных кислот) – температуру в ней поддерживают на уровне 50–60⁰С.

Рис. 52. Дуплекс-шнековая машина: 1 – станина; 2 – загрузочный бункер; 3 – шнек диаметром 300 мм, l – 1480 мм; 4 – корпус цилиндра; 5 – рубашка охлаждения; 6 – решетка; 7 – рамка опора шнека; 8 – хвостовик; 9 – многолезвийный нож; 10 – электродвигатель; 11 – клиноременная передача; 12 – система зубчатых шестерен; 13 – корпус вакуум-камеры; 14 – крышка; 15 – смотровые окна; 16 – корпус нижнего шнека; 17 – шнек нижнего пресса; 18 – рубашка охлаждения; 19 – съемная коническая головка; 20 – рубашка, обогреваемая электрическим элементом; 21 – терморегулятор; 22 – вариатор скорости вращения шнека

Температуру подаваемой воды регулируют автоматически.

Для повышения качества гомогенизации мыльной смесевой массы в корпусе дуплекс-пилотезы дополнительно устанавливают сетку. Сама же дуплекс-пилотеза работает под вакуумом, что в сочетании с двумя мощными шнеками позволяет добиться отличной пластификации мыльной смеси и формовать мыльный брус однородным, высшего качества.