Способ непрерывного производства мыльной основы

 

Изобретение относится к мыловаренному производству. Сущность изобретения: в способе непрерывного производства мыльной основы, включающем нейтрализацию жирных кислот карбонатом натрия и доомыление непрореагировавших жирных кислот и триглицеридов гидроксидом натрия, с целью повышения качества мыльной основы и увеличения производительности нейтрализацию жирных кислот ведут при значении активности ионов водорода в пределах 8±0,3 рН, а количество гидроксида натрия выбирают с учетом разницы значений активности ионоа, водорода и электропроводимости до и после доомыления. 2 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 11 Р 13/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4913990/13 (22) 14,01.91 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности. и

Комбинат синтетических моющих средств им. Карпова (72) Ю.В.Горяйнов, Э.А. Гнидин, А.Н.Грицкевич, К.А.Варфоломеева, А.С.Сидоров, Б.В.Болотин, Л.И.Ракша, tO.В,Болтрукевич и В.И.Почерников (56) Руководство по методам исследования, технохимконтролю и учету производства в масложировой промышленности, т.4, 1963, с. 100 —.1 35. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЫЛЬНОЙ ОСНОВЫ

Изобретение относится к химии технологических процессов пищевой промышленности, в частности к мыловаренному, производству.

Цель изобретения — повышение качества и увеличение производительности. .Это достигается тем, что процесс нейтрализации жирных кислот (карбонатное омыление) проводят при значении активности ионов водорода в пределах (8 - 0,3) рН, а доомыление проводят количеством гидрооксида натрия, определяемого с учетом разностных значений активности ионов водорода и электропроводимости, определенных до и после процесса доомыления.

Сравнение данного технического решения с прототипом показывает, что способ. ЙЛ „, 1824433 А1 (57) Изобретение относится к мыловаренному производству. Сущность изобретения: в способе непрерывного производства мыльной основы, включающем нейтрализацию жирных кислот карбонатом натрия и доомыление непрореагировавших жирных кислот и триглицеридов гидроксидом натрия, с целью повышения качества мыльной основы и увеличения производительности нейтрализацию жирных кислот ведут при значении активности ионов водорода в пределах 8 0,3 рН, а количество гидроксида натрия выбира1от с учетом разницы значений активности ионов, водорода и электропроводимости до и после доомыления. 2 табл, непрерывного производства мыльной основы отличается от известного тем, что процесс производства мыльной основы полностью осуществляется в непрерывно действующем омылительном аппарате беэ использования дополнительных технологических операций и оборудования для их проведения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный способ непре- рывного производства мыльной основы отличается наличием новых критериев, обеспечивающих воэможность контроля качества хода технологического процесса: активности ионов водорода на 1-й стадии и разностного значения активности ионов водорода и электропроводимости до начала и

1824433 по окончаяии 2-й стадии процесса омыления.

Сущность изобретения поясняется следующим,: известно, что нейтрализация жирных кислот водным, раствором карбоната натрия протекает по суммарному уравнению

2RCOOH + NazCOg 2RCOONa+ НгО +

+СОг 0)

B водном растворе при температуре выше

70 С карбонат натрия, как соль слабой двуосновной кислоты и сильного основания, гидролизуется по уравнению

МагСОз+ НгО с —" МаНСОз+ NaOH (II).

Образовавшийся в ходе гидролиза гидрооксид натрия нейтрализует жирные кислоты по уравнению

RCOOH+ йаОН;=ВСООМа+ НгО (III)

Следовательно, гидрооксид натрий и на первой и на второй стадилх процесса омы- .20 ления может принимать участие в двух реакциях; нейтрализации жирных кислот с образованием мыла (положительный эффект) и дегидратацил бикарбоната натрия (отрицательный эффект). Последний ведет к 25 перерасходу гидрооксида натрия на заключительной стадии омыления.

Образовавшийся в результате гидролиза бикарбонат натрия может разлагать полученное мыло по формуле 30

RCOONa+ МаНСОз ВСООН+ НагСОз (IV) а также может перейти в карбанат натрия при удалении углекислого газа иэ зоны реакции 35

2йаНСОз ИагСОз+ СОг+ НгО (V)

Следовательно, бикарбонат натрия также может принимать участие в двух обратимых реакциях; причем значение этих реакций оценивается по разному на стадиях 40 омыления; разложение мыла — отрицательный эффект на обеих стадиях; превращение в карбонат натрия — положительный эффект на 1-й стадии и отрицательный эффект — на

2-й стадии омыления, 45

Очевидно, что в связи с обратимостью указанных реакций. в реакционной массе существует равновесное состояние. когда максимальное количество жирных кислот нейтрализовано, т.е, превращено в мыло в 50 соответствии с I, Ill и в то же время минимальное количество мыла разлагается в соответствии с формулой IV.

Укаэанное равновесие вполне реально и длл системы гидролиз- дегидратация кар- 55 боната натрия и бикарбоната натрия.

Экспериментально установлено, что на

1-й стадии равновесное состояние наступает при активности ионов водорода в реакционной массе равным (8+0.3) рН. При выходе рН за указанные пределы процесс омыления отклоняется от оптимального: при рН < 7,7 преобладает отрицательный эффект реакции IV, V и глубина карбонатного омыления снижается, а в реакционной массе накапливаются неомыленные жирные кислоты; при рН > 8,3 в реакционной массе, вследствие плохого удаления углекислого газа происходит накопление бикарбонатов натрия (более 10-12 Д), т.к. ход реакции V затруднен, и как следствие, при неизменном расходе карбоната натрия глубина карбонатного омыления снижается.

Сказанное хорошо иллюстрируется экспериментальными данными, полученными при внедрении заявляемого способа производства мыльной основы в мыловаренном цехе, которые приведены в табл,1.

Из приведенных Данных видно, что при активности ионов водорода в реакционной массе, находящейся в указанных выше пределах, на 1-й стадии процесса достигается большая глубина карбонатного омыления, а в реакционной массе уменьшается концентрация бикарбонатов натрия, что на последующей стадии приведет к экономии гидроксида натрия и повысит качество мыльной основы по сравнению с известным, На 2-й стадии процесса омыления — доомыление в реакционной массе протекают одновременно реакцйи III, IV, а также реакция дегидратации бикарбоната натрия по формуле:

NaНСОз+ NaOH<- ИагСОз+ НгО

Абсолютное значение активности ионов водорода на этой стадии не может полностью характеризовать ход процесса омыления, т.к. помимо изменяющихся начальных условий 1-й стадии на ход процесса кроме всего влияют температура греющего пара, концентрации подаваемых в зону реакции растворов, интенсивность перемешивания, время нахождения массы B аппарате. С целью исключения влияния указанных факторов, для ведения процесса в оптимальном режиме необходимо вычислить разность активностей ионов водорода после 1-й стадии и после 2-й стадии. Однако наиболее точно подачу гидроксида натрия на доомыление можно осуществить только с учетом разности электропроводимостей реакционных масс в тех же технологических точках. Отношение разностей этих величин — показатель, который необходимо учитывать, определяя количество гидроксида натрия, необходимое для омыленил На 2-й стадии.

Численное значение этого показателя не может быть определено эмпирически, т,к, кроме факторов указаннь«< выл .,«а его зна1824433 чение влияют также качество исходной soды, глубина расщепления жиров, рецептурный набор композиции жирных кислот.

Подача гидроксида натрия в омылительный аппарат с учетом указанного показателя обеспечивает условия оптимального доомыления и получения мыльной основы с заданным содержанием свободного гидроксида натрия и позволяет исключить одну из наиболее продолжительных во времени и 10 трудоемких технологических операций— корректировку показателей качества мыльной основы по результатам лабораторных анализов.

Измерение активности ионов водорода на 1-й и 2-й стадиях, а также измерение электропроводимостей реакционных масс. может быть осуществлено выпускаемыми отечественной промышленностью измерительными приборами —. рН-метрами и кон- 20 дуктометра ми.

Апробация данного технического решения проводилась на опытном аппарате ТНБ2, на технологических цилиндрах которого были смонтированы датчики рН-метра и кондуктометра. Усредненные во времени .результаты оценки качества полученной мыльной основы-приведены в табл.2, 30

Таблица 1

Глубина омыления жирных кислот, Массовая доля компонентов в еак ионной массе, Активность ионов водорода.реакционной массы на 1-й стадии, рН

Бикарбонат натрия

Карбонат натрия

Мыло в пересчете на свободные жирные кислоты

52.2

59,6

54,1

7,9

58

11,4

0,4

0.03

25,3

28,3

26,1

7,5

8,1

8,4

Таблица 2 .

Способы и иготовления мыльной основы

Наименование основных параметров мыльной основы

Прототип

Предлагаемый способ

Значение контроли емых па амет ов

56-60

0,05-0.6

0,5-2,3

60-63

0,1-0,2

0,1-0,5

2,1-4,6

0 9-2,0

Массовая доля жирных кислот, /

Массовая доля свободной щелочи, Массовая доля карбонатов,

Массовая доля неомыляемых веществ и неомыляемых жи ов, Из данных, приведенных о таблице. видно, что данный способ непрерывного производства мыльной основы позволяет снизить расход гидрооксида натрия на омыление жирнокислотной композиции и повысить качестоо мыльной оснооы за счет снижения в ней неомыляемого жира, неомыляемых веществ и карбоната натрия.

Использование способа позволяет по сравнению с известным повысить производительность оборудования, упростить технологический процесс омВления за счет исключения ряда операций.

Формула изобретения

Способ непрерывного производства мыльной основы, включающий нейтрализацию жирных кислот карбонатом натрия и доомыление непрореагирооавших жирных кислот и триглицеридов гидроксидом натрия, о т л и ч а Io шийся тем, что, с целью повышения качества мыльной основы и увеличения производительности, нейтрализацию жирных кислот ведут при значении активности ионов водорода о пределах

8+0,3 рН, а количество гидроксида натрия выбирают с учетом разницы значений активности ионов водорода и электропроводности до и после доомыления.