способ получения твердого мыла

Формула изобретения

Способ получения твердого мыла, включающий нейтрализацию жировых компонентов щелочными агентами, высаливание, шлифование, отстаивание с удалением подмыльного клея, сушку и механическую обработку мыльной массы, отличающийся тем, что в жирно-кислотную композицию на начальной стадии нейтрализации вводят анионактивное вещество в количестве 30-40 мас. от общего количества жировых компонентов, состоящее из смеси насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в соотношении от 30:70 до 12:88.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству твердого мыла, предназначенного как для санитарногигиенических целей, так и для хозяйственных нужд.

Известен ряд способов получения твердого мыла, например хозяйственного. Это нейтрализация щелочными агентами жирнокислотной композиции, куда вводят эвтектическую смесь высокотитровых компонентов с низкотитровыми природными жирными кислотами в соотношении 4:1-6:1, а шлифование мыльной массы проводят водой с температурой 40 60 ^o С до содержания поваренной соли в количестве 2-11% от синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆, вводимых при омылении, мыльную массу сушат под вакуумом при скорости распыления 430-470 г/с (авт. свид. N 1350171, кл. С 11D 13/02).

Известен способ получения мыла хозяйственного, где нейтрализации щелочными агентами подвергаются жирные кислоты, содержащие стеариновую кислоту в количестве 6-18% по массе, отбеливатель в мыльную массу вводят в гидродинамическом режиме, при числе Рейнольдса 1050-7750, сушку ведут в вакуум-сушильной башне при температуре воды в рубашке 30-40 ^o С.

Недостатками указанных способов является невысокая моющая способность получаемого твердого мыла в холодной воде, недостаточная скорость процесса омыления жировых компонентов.

Прототипом заявляемого изобретения является способ получения твердого мыла, включающий нейтрализацию смеси жировых кислот щелочными агентами (кальцинированной и каустической содой), корректировку, доомыление, высаливание, шлифование, отстаивание с удалением подмыльного клея, сушку, механическую обработку, включающую смешение с добавками, пилирование ("Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров" т. IV, стр. 195-197, Ленинград, 1975).

Недостатком указанного способа является также невысокая моющая способность получаемого твердого мыла в холодной воде, длительность процесса получения твердого мыла, связанного с недостаточной скоростью нейтрализации жирных кислот.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение моющей способности получаемого твердого мыла в холодной воде и ускорение процесса нейтрализации жирных кислот. Для этого в жирнокислотную композицию на начальной стадии нейтрализации вводят анионактивное вещество в количестве 30-40 мас. от общего количества жировых компонентов, состоящее из смеси насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в соотношении от 30:70 до 12:88.

Аниоактивное вещество представляет собой смесь натриевых солей жирных кислот, нейтрального жира, неомыляемых веществ, свободной щелочи, получаемый при концентрации соапстоков от щелочной рафинации светлых растительных масел и саломасов и вырабатываемый по ТУ 10.04.30-90 "Концентрат соапсточный". Содержание общего жира в концентрате составляет не менее 75% В смеси жирных кислот используются насыщенные (пальмитиновая, стеариновая) жирные кислоты и ненасыщенные (олеиновая, линолевая) жирные кислоты применяемые для производства твердого мыла в соотношении от 30:70 до 12:88.

Анионактивное вещество используется в рецептуре мыла в количестве 30-40 мас. от общего количества жирных компонентов (в пересчете на сухое 100% вещество).

Известно, что назначение твердого мыла иметь хорошее моющее действие, определяющее концентрацией мыла в растворе, влиянием различных добавок, температурой воды, в которой используется мыло, и, в большей степени, природной жирового состава мыла.

Твердое мыло, вырабатываемое в настоящее время по стандарту ТУ 10-02-04-39-89 "Мыло твердое хозяйственное", имеет небольшую моющую способность при температуре 20^oС и поэтому основное применение находит при использовании в горячей воде.

Известно, что моющая способность характеризуется двумя основными свойствами: поверхностной активностью и поверхностной прочностью, т.е. с одной стороны способностью мыл адсорбироваться по поверхности раздела и понижать поверхностное натяжение воды, создавая смачивающую способность раствора, с другой стороны способностью мыла прочно удерживать твердые и жидкие загрязнения, припятствуя этим прилипанию последних к очищаемой поверхности.

"Комплекс моющего действия" определяется поверхностным натяжением воды, первоначальным объемом пены, эмульгирующей способностью растворов.

Известно, также что моющее действие или поверхностная активность растворов чистых индивидуальных мыл, полученных из натровых солей насыщенных (пальмитиновой, стеариновой) и ненасыщенных (олеиновой, линолевой) жирных кислот определяется максимальным поверхностным натяжением в области малых концентраций мыла в растворе, а максимальная пенообразующая и эмульгирующая способность определяется поверхностным натяжением в области больших концентраций, отвечающих насыщению поверхностного слоя молекулами.

Натровые соли насыщенных (пальмитиновой, стеариновой) жирных кислот являются твердыми и практически аниактивны при температуре 20^oС, находясь вследствие нерастворимости их при низких температурах в суспензированном состоянии, тогда как при температуре 60^oС, переходя к высокой степени дисперсности, они резко понижают поверхностное натяжение воды, увеличивая пенообразующую способность, т.е. увеличивая поверхностную активность и моющее действие.

Натровые соли ненасыщенных жирных кислот (олеиновая, линолевая) находятся в жидком состоянии при температуре 20^oC имеют хорошую растворимость, в связи с этим уменьшается натяжение, увеличивается пенообразующая способность, устойчивость пены. Поверхностное натяжение при 60^oС чуть ниже, чем при 20^oС, т. е. моющие свойства являются высокими как при 20^oС, так и при 60^oС.

Моющее действие или поверхностная активность растворов твердого мыла полученного из смеси натровых солей жирных кислот насыщенных и ненасыщенных в соотношении 56: 44 (прототип табл.2), при температуре 20^oС, определяется наличием только ненасыщенных жирных кислот. Насыщенные жирные кислоты, являясь нерастворимыми при данной температуре, в моющем действии не участвуют, при температуре 60^oС эти же растворы мыл обладают повышенными поверхностноактивными свойствами (пенообразующей способностью, устойчивостью эмульсий) и поверхностное натяжение воды понижено.

Используемое в изобретении анионактивное вещество, вводимое в жировую рецептуру мыл в количестве 30-40 мас. и содержащее насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в соотношении от 30:70 до 12:88 (табл.1), увеличивает поверхностную активность (моющую способность) растворов мыла за счет наличия ненасыщенных жирных кислот.

В таблице 1 представлены рецептуры твердого мыла, полученного по предлагаемому изобретению и характеристика этого мыла.

В таблице 2 показаны физико-химические характеристики растворов мыл, полученные из образцов по предлагаемому способу, при температуре 20^oС и 60^oС, рабочих концентраций 0,0625% 0,125% 0,250%

Растворы мыл при 20^oС образцов твердого мыла 2,3,4,5 (табл. 2) характеризуются понижением поверхностного натяжения воды, повышением показателя первоначального объема пены, стабильностью эмульсии по сравнению с раствором мыл, полученного по прототипу при этой же температуре. При увеличении температуры моющего действия раствора данных образцов до 60^oС физико-химические показатели характеpизующие моющую способность (поверхностное натяжение, первоначальный объем пены, эмульгирующую способность) находятся на уровне показателей растворов мыл как при температуре 20 ^o С.

Моющее действие растворов образца твердого мыла N 1 находится на уровне моющего действия раствора образца твердого мыла полученного по прототипу (табл. 2) т.е. моющая способность мыла в холодной воде невысока, что не соответствует заявленному способу.

Образец N 5 по органолептическим показателям не соответствует требованиям технических условий, т.е. по консистенции мыло мягкое, липкое, поверхность куска матовая.

Известно, что омыление жировых компонентов связано с резким ростом вязкости омыляемой массы, что замедляет процесс омыления.

Технологический процесс производства твердого мыла по заявляемому способу происходит за счет ускорения процесса омыления жировых компонентов при проведении процесса омыления в одном аппарате (котле), где на начальной стадии нейтрализации используется анионактивное вещество, содержащее натриевые соли жирных кислот, свободную щелочь, что обеспечивает взаимодействие молекул жира и щелочного агента в "мягких" условиях, при которых "кислые" мыла практически не образуются и вязкость реакционной массы в течении всего процесса омыления не превышает вязкости готовой основы, (15 Па.с), что приводит к ускорению процесса омыления мыльной массы (табл. N 1).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В мыловаренный котел насосом закачивают необходимое количество 28-30% раствора кальцинированной соды или 40-44% раствора каустической соды и при непрерывном перемешивании острым паром вводят 30 мас. анионактивного вещества (от общего количества омыляемых жировых компонентов), где содержание насыщенных жирных кислот к ненасыщенным составляет 30:70.

Омыленную массу высаливают сухой поваренной солью, добавляя ее в количестве 10% от мыльной массы, корректиpуют по основным показателям.

После 2-3 часов отстоя подмыльный щелок сливают, массу разогревают и непрерывной струей подают согласно рецептуре (табл.1) оставшиеся жировые компоненты с одновременной подачей растворов щелочных агентов. Массу перемешивают острым паром. В процессе омыления поддерживают избыток щелочи до 0,5% Произведя полную нейтрализацию жирных кислот, проводят высолку массы сухой поваренной солью и шлифовку горячей водой. Полученную мыльную массу отстаивают и удаляют подмыльный клей.

Готовая мыльная основа должна содержать, мас.

жирных кислот не менее 63,0,

свободную едкую щелочь не более 1,0,

свободную углекислую соду не более 0,3,

хлористого натрия не более 0,7.

Готовую мыльную основу перекачивают в мылосборник, откуда подают на сушку и механическую обработку.

Высушенная мыльная масса в виде стружки должна содержать: массовая доля жирных кислот не менее 74,0% массовая доля свободной едкой щелочи не более 0,1%

Механическая обработка включает смешение высушенной массы с добавками: двойного пилирования массы, резки, штамповки куска мыла.

Добавки белила, антиоксидант, пластификатор, отдушка, парфюмерное масло в соответствии с рецептурой мыла вводят в бачок-дозатор, откуда смесь добавок насосом подается на шнек машины-смесителя, далее они смешиваются с мыльной стружкой. После двойного пилирования мыльная масса выходит из машины в виде штанги, которая поступает на резку и штамповку.

Пример 2. В мыловаренный котел насосом закачивают необходимое количество 28-30% раствора кальцинированной или 40-44% раствор каустической соды и при непрерывном перемешивании острым паром вводят 35 мас. анионактивного вещества (от общего количества омыляемых жирных компонентов), где содержание насыщенных жирных кислот к ненасыщенным составляет 21:79.

Дальнейшая технология получения твердого мыла аналогична примеру 1.

Пример 3. В мыловаренный котел насосом закачивают необходимое количество 28-30% раствор кальцинированной соды или 40-44% раствор каустической соды и при непрерывном перемешивании острым паром вводят 40 мас. анионактивного вещества (от общего количества омыляемых жировых компонентов), где содержание насыщенных жирных кислот к ненасыщенным жирным кислотам составляет 12:88.

Дальнейшая технология получения твердого мыла аналогична примеру 1.

Таким образом, ввод в жировую рецептуру твердого мыла анионактивного вещества в количестве 30-40 мас. от общего количества жировых компонентов, состоящее из смеси насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в соотношении от 30: 70 до 12:88, повышает моющую способность мыла в холодной воде, ускоряет процесс нейтрализации жирных кислот.