Глава 6. Производство порошкообразных мыл

Порошкообразные мыла бывают 2-х типов:

– мыльные порошки (гранулы, стружка, хлопья),состоящие из одного мыла, иногда с добавлением малых количеств специальных веществ;

– стиральные порошки, представляющие собой смесь мыла со значительным количеством щелочных электролитов.

а) Мыльные порошки

Мыло в виде порошка выпускают с содержанием жирных кислот 80–84%мас., с остаточной влажностью 8–12%мас. Их используют, чаще всего, в промышленных целях: при волочении проволоки, при холодной прокатке труб, в составе смазывающих композиций и т.д.

Часть мыльных порошков образуется, как побочный продукт при сушке мыльной основы. Часть вырабатывают, пропуская мыльную стружку через дезинтегратор до превращения ее в тонко дисперсный порошок или для этих целей используют пылевидную фракцию мыла, улавливаемую в циклоне после вакуум–сушильной камеры.

При большой потребности в мыльном порошке его легко получить, используя башенные распылительные сушилки (рис. 21)

б) Мыльные хлопья

Одной из разновидностей поверхностно активных веществ, используемых в стирке бумажных и льняных тканей, являются мыльные хлопья, которые получают механическим путем из высококачественного высушенного туалетного мыла (с содержанием жирных кислот на уровне 80–82%мас.).

Полученную стружку или порошок обрабатывают на специальной вальцевой машина и получают тонкие ленты, которые на последнем валке разрезают специальной фрезой на пластинки в виде ромбиков размером 20х20х0,1 мм.

Для этого используют пятивалковую машину с диаметром валов 350 мм и длинной 750 мм, у которой валы вращаются с разной скоростью 12, 30, 50, 80 и 100 об./мин от верхнего к нижнему.

Обработку мыла ведут при температуре не выше 30–32⁰С, регулируя ее поступлением проточной воды в пустотелые валы.

Полученные хлопья фасуют в картонные пакеты и направляют потребителям.

в) Порошкообразные туалетные мыла

К категории порошкообразных туалетных мыл относят:

– мыльный порошок для бритья;

– мыльный порошок для мытья головы.

Для таких целей, на стадии варки туалетной основы, отбирают светлые жиры и варку проводят в мягком режиме, без перегревов, для получения светлого мыла, с наименьшим содержанием свободной щелочи. Далее, мыло высушивают в башенных распылительных сушилках и получают мыльный порошок с содержанием жирных кислот на уровне 84–85%мас.

При приготовлении мыльного порошка для мытья головы, в порошок, полученный в башенной сушилке, добавляют до 20%мас. бикарбоната натрия, который при растворении такого порошка в воде снижает щелочность среды. Смешение проводят во вращающемся барабане, по выходе из которого смесь просеивают через сито (сто отверстий на 1 см²) и расфасовывают в бумажные пакетики по 25 г. Пакеты укладывают в пачки или коробки и направляют на склад и далее на реализацию.

При изготовлении мыльных порошков для бритья порошкообразное мыло смешивают с 5%мас. картофельного крахмала и 0,5%мас. отдушки, расфасовывают в бумажные пакетики по 25–50 г, затем в коробки и направляют на склад и далее на реализацию.

г) Стиральные порошки

Такие порошки представляют собой однородную смесь порошкового мыла и различных щелочных электролитов (Na₂CO₃ силиката натрия, 3-натрий фосфата, 3-полифосфата натрия и др. солей фосфорной кислоты).

Обычно электролиты, в составе стиральных порошков, способствуют экономии жирового мыла. В последние 20–30 лет, стиральные порошки потеряли свое первоначальное значение из-за использования моющих порошков на синтетической основе, как более эффективных.

Ранее, выпускавшийся в СССР, стиральный порошок содержал в своем составе 25%мас. жирных кислот, 23%мас. (в переводе на Na₂О) щелочных электролитов (Na₂CO₃, 3 натрий фосфата) и до 5%мас. силиката натрия.

Схема изготовления стиральных порошков показана на рис. 55. Na₂CO₃, норией 1 подают в запасной бункер 2, откуда шнековым питателем 3 через автоматические весы 4 на скребковый транспортер 5. Им же подают соду в смесители 9 и бункер 6.

Рис. 55. Схема производства стиральных порошков

Расплавленное готовое 60% по массе мыло из мылосборника 7 через мерник на весах 8 подают в смесители 9, куда из резервуара 10 через мерник 11 поступает раствор силиката натрия.

В смесителе при 95–100⁰С все компоненты смешивают, гомогенизируют и полученную композицию, через фильтр 12, насосом 13 подают при температуре 80–85⁰С в распылительно-сушильную башню 14.

В сушильной башне композицию распыляют до мельчайших частиц, обдувают воздухом; капли охлаждаются, затвердевают, превращаясь в белый порошок падающий на дно башни. Сода при этом выкристаллизовываеются. Распыление композиции осуществляют через форсунку под давлением 3–4 атм, либо с помощью быстро вращающегося (6000–7000 об./мин) диска, установленного в центре башни.

Композиция, подаваемая на центр диска, сбрасывается с него в виде мельчайших капель, которые, в воздушной струе охлаждаются и быстро затвердевают.

Воздух в башню нагнетают вентилятором 15 и при необходимости его можно подогреть в калорифере 17. Отработанный воздух, через фильтр 16 отсасывают вентилятором 20 и выбрасывают в атмосферу. Образующийся порошок падает на дно приемного бункера или на дно башни.

В первом случае, его захватывают шнеком и передают на упаковку. Во втором случае, его сгребают вращающимися скребками на дне башни, подают в разгрузочные карманы и далее на скребковый транспортер 18. Сюда же, на транспортер, подают порошок, улавливаемый в воздушных фильтрах.

Для сокращения энергетических затрат на процесс сушки и повышения производительности башни, часть кальцинированной соды (до 10%мас. от ее общего количества), минуя смеситель 9, из бункера 6, вентилятором 19, сразу вдувают непосредственно в башню.

При таком способе сушки важно хорошо охладить образующийся порошок, иначе при последующем хранении будет наблюдаться его комкование.

На ряде предприятий, для охлаждения образующегося стирального порошка, устанавливали специальные охладители, в которых порошок, по выходе из башни, дополнительно обдувался холодным воздухом.

Готовый порошок, с помощью скребкового транспортера 21, нории 22 и шнеками 22а транспортировали в сборный бункер 28, откуда питателем 24, через автоматические весы 25, он попадал в дозировочную машину 26 и далее на фасовку в пакеты по 500–1000 г. Их упаковывали в коробки по 20 и 50 кг и отправляли на склад и далее потребителям.

д) Изготовление водосмягчающих порошков

Выполненными исследованиями было показано, что реакция между солями жесткости в водном растворе и кальцинированной содой или три натрий фосфатом или другими электролитами, в присутствии мыла, протекает намного быстрее.

В связи с этим было признано целесообразным разделять процесс стирки на этапы:

– замачивание белья в воде, содержащей электролиты. Если в загрязнениях имеются компоненты с кислой реакцией, то электролиты их нейтрализуют, экономя мыло. Рекомендуется для замачивания белья целесообразным выпускать и применять порошки с 2–5% мыла или другого поверхностно активного вещества. Такие порошки ускоряют смачивание ткани водным раствором электролитов и облегчают, в последующем, смывание загрязнений;

– смягчить используемую для стирки воду, предварительной ее обработкой электролитами;

– и только на последнем этапе, осуществлять стирку мылом или порошками.

Такая поэтапная стирка, хотя и усложняет процесс, однако повышает ее эффективность.

Порошок, для предварительного смягчения воды от солей жесткости, готовят из смеси: 45–60%мас. кальцинированной соды и силиката натрия (7–10%мас. в пересчете на моносиликат) с добавлением до 5%мас. сульфата натрия (Na₂SO₄).

Если смешать в равных долях три-натрийфосфат (или полифосфат натрия), силикат натрия и Na₂CO₃, то эффективность его смягчающего действия на воду намного выше.

Такой порошок готовят при 95–100⁰С путем гомогенизацией в водном растворе сначала три-натрийфосфата с Na₂CO₃, а затем добавляют силикат натрия. Полученную гомогенную массу охлаждают до 50–60⁰С и распыляют через форсунку в сушильной распылительной башне. Часть воды, из микрокапель испаряется, а сами капли закристаллизовываются и в виде белого порошка, после охлаждения, их подают на фасовку.