Производство туалетного мыла

Строгание. Приготовление  туалетного мыла строганием производится следующим образом: ядровое мыло обращают в стружки при помощи особого станка, собирают в деревянное корыто, смешивают с красящими и пахучими веществами и затем на месильном станке превращают в однородную массу. Станок состоит из горизонтального цилиндрического барабана, на окружности которого находятся 4-8 ножей. Над барабаном, приводимым во вращательное движение, находится наклонная плоскость, на которую кладут пласты мыла для строгания. Мыло собственным весом нажимает на барабан, ножи которого беспрерывно срезают стружки с мыльного пласта. Ножи установлены под значительным уклоном и потому могут срезать стружки толщиной в писчую бумагу.

Шлифование, После процесса мыловарения из мыльного ядра удаляются избыток электролита, оставшиеся загрязнения и частично глицерин. В результате этой операции - шлифования вязкость мыльного ядра снижается и повышается его пластичность.

Отстаивание. По окончании шлифования мыльная масса некоторое время должна отстояться при температуре 100 С.

Охлаждение. В процессе охлаждения мыло кристаллизуется, и образуется достаточно плотная твердая масса. Твердость мыльной массы при этом зависит от содержания в ней жирных кислот, наполнителя и др.

Для сушки мыла применяют ленточные сушилки непрерывного действия,  сблокированные с охлаждающими вальцами, на которых из мыла получается тонкая стружка, которую дополнительно высушивают в вакуум - сушильных камерах.

Предварительная механическая обработка стружки. На специальном валковом оборудовании производят предварительную механическую обработку стружки: ее уплотняют и перетирают.

Смешение мыла с добавками. В перетертую мыльную стружку добавляют растворы красителей, отдушку, антиоксиданты, пережиривающие и другие полезные добавки.(5)

 

Парфюмирование  туалетных мыл.

Наряду с первоклассной  совершенно нейтральной мыльной  основой (ядровое мыло) при изготовлении туалетных мыл особенно большую роль играет парфюмирование. Дело в том, что отдушка не только должна быть очень приятной, но и должна долго сохранять свой запах и даже, по возможности, должна улучшаться при лежании и сушке мыла. Приступая к парфюмированию, нужно различать, какие сорта мыла хотят парфюмировать, и сообразно с этим выбирать необходимые пахучие вещества. Туалетные мыла делят обычно на такие, которые изготовляются горячим способом, холодным способом, переплавкой, строганием.

  Поэтому при парфюмировании необходимо решить три вопроса: во-первых, при какой температуре должно быть парфюмировано мыло. Во-вторых, каково влияние щелочей на применяемые пахучие вещества. И, наконец, в-третьих, хорошо ли сохраняются в щелочах данные пахучие вещества. На решении этих трёх кардинальных вопросов основывается все искусство парфюмирования туалетных мыл. Туалетные мыла, изготовляемые горячим способом или путём переплавки, относятся в большинстве к дешёвым сортам. Тратить много на их парфюмирование нельзя, чтобы мыла эти не обошлись слишком дорого. Поэтому для парфюмирования таких сортов мыл можно выбирать только дешёвые пахучие вещества, но имеющие тем не менее возможно более сильный запах, так как именно при этих сортах мыл часто требуется перебить какой-нибудь нежелательный посторонний запах. Для этой цели главным образом употребляют мирбановое масло, сафроль, цитронелловое масло, искусственное горько-миндальное масло.

Для второй категории  туалетных мыл, изготовляемых холодным способом, то есть для хороших сортов кокосовых мыл, можно употреблять пахучие вещества более высокого качества и выбор среди них более широкий. Хотя кокосовые мыла, к которым относятся также миндальные мыла, в последнее время оттеснены на задний план строганными мылами, однако хорошие и чистые кокосовые мыла покупаются очень хорошо, особенно в местностях, где вода известковая, так как строганные мыла плохо мылятся. Кокосовые мыла можно отлично парфюмировать с помощью многочисленных естественных и искусственных пахучих веществ. Можно также значительно улучшить качество этих мыл, добавив к ним ланолин или парафин. Даже мыла с добавлением японского воска пользуются большим успехом, так как они выглядят совершенно, как строганные мыла. Их не следует только долго оставлять в форме, иначе они делаются слишком твёрдыми и их очень трудно прессовать.

Из пахучих веществ  можно рекомендовать анисовый алдехит, имеющий очень нежный запах; борнилацетат, который хорош в кокосовых мылах; цитронелловое масло, которое особенно хорошо подходит для медовых мыл. Затем хорошего эффекта можно достигнуть кумарином, эугенолем и геранилацетатом. Можно также рекомендовать неролин, а в особенности терпинеол. С большим успехом применяют также коричный алдехит. Запах фиалки можно достигнуть иононом II с добавлением терпинеола, а также блестящие результаты получаются от применения искусственного неролиевого масла.

 

Окраска туалетных  мыл.

 Красящие вещества, употребляемые для подкраски  туалетных мыл, могут быть различными. Главные условия, которым они должны удовлетворять: быть достаточно прочными, хорошо смешиваться с мылом и не оказывать вредного влияния на кожу. Такие краски могут быть разделены на две группы: растворимые и нерастворимые. Первые заслуживают предпочтение перед последними потому, что не оставляют после себя нерастворимый порошкообразный осадок; кроме того, растворимые краски распределяются в мыле легче и равномернее нерастворимых.

Красный цвет. Для прозрачных мыл — алканин, фуксин, эозин. Для непрозрачных — киноварь, сурик.

Жёлтый цвет. Для прозрачных мыл — экстракт куркумы и пикриновая кислота. Для непрозрачных — хромовая жёлтая краска.

Оранжевый цвет составляется из смеси красных и жёлтых красящих веществ.

Зелёный цвет. Для прозрачного  мыла — зелёный анилин или же смесь индиго-кармина и пикриновой кислоты. Для непрозрачных — хромовая зелёная краска.

Фиолетовый цвет составляется из метилфиолета или из смеси красной краски и индиго-кармина.

Коричневый цвет — из светлой или тёмной коричневой анилиновой краски или жжёного сахара.

Что касается самой окраски  мыл, то она производится следующим  образом: растворы красок в воде или  в спирте подливают к мыльным стружкам, которые затем поступают в месильную машину и там превращаются в однородно окрашенную массу. Нерастворимые краски применяются в виде тонкого порошка, которым посыпают стружки, поступающие в ящик строгальной машины. Затем на обсыпанные стружки накладывают новый слой стружек, которые вновь посыпаются краской и т. д. Когда мыло таким образом подготовлено, стружки размешивают и пропускают через месильную машину для получения однородно окрашенной массы.

 

Мраморирование  туалетных мыл.

Производится оно с целью придать им вид пятнистого или жилистого мрамора. Для этого наливают жидкое мыло в форму до известной высоты, обсыпают поверхность его красящим порошком или обливают раствором краски, затем наливают новый слой мыла, эту операцию производят до тех пор, пока форма не наполнится. В мыльную массу опускают деревянную лопаточку, которой и помешивают, двигая её параллельно стенкам формы. Если же хотят получить волнистую мраморировку, то двигают лопаточкой по кривым или спиральным линиям. Для пёстрой мраморировки употребляются различные краски.

 

Пилирование проводят на шнековых (червячного типа) экструдерах, в которых мыльная стружка многократно перетирается и затем спрессовывается в плотную пластическую массу. Из мундштука экструдера мыло выходит в виде бруска.

Пилирование оказывает большое  влияние на пластичность мыла, способность его к пластическим деформациям, повышает плотность мыла, снижает его набухание и истираемость.

Нарезка на куски. На выходе из экструдера с помощью специальных ножей брусок мыла разрезается на куски.

Штампование мыла. Куски мыла штампуют для придания им окончательной формы и нанесения маркировки. Применяют механические прессы различной конструкции с автоматической подачей и выбросом куска мыла.

При производстве мыла допускается применение готовой мыльной основы или мыльной стружки, изготовленной другими производителями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Технологическая часть

4.1. Характеристика сырья, готовой продукции

и вспомогательных материалов

Мыла – это натриевые  или калиевые соли высших жирных кислот (схема 1), гидролизующихся в водном растворе с образованием кислоты и щелочи.

Общая формула твердого мыла: 

Cоли, образованные сильными  основаниями щелочных металлов  и слабыми карбоновыми кислотами, подвергаются гидролизу: 

Образовавшаяся щелочь эмульгирует, частично разлагает жиры и освобождает таким образом прилипшую к ткани грязь. Карбоновые кислоты с водой образуют пену, которая захватывает частицы грязи. Калиевые соли по сравнению с натриевыми лучше растворимы в воде и поэтому обладают более сильным моющим свойством.

Гидрофобная часть мыла проникает в гидрофобное загрязняющее вещество, в результате поверхность каждой частицы загрязнения оказывается окруженной оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды. Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду. Так происходит очистка загрязненной поверхности моющим веществом.

Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.

Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении  нефтепродуктов:

Получение натриевых солей:

С_nH_mCOOH + NaOH = С_nH_mCOONa + H₂O.

Варку мыла заканчивают  обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором  хлорида натрия. В результате этого  на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием.

Механическая обработка заключается  в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции..

Производство хозяйственного мыла заканчивают на стадии высаливания, при этом происходит очистка мыла от белковых, красящих и механических примесей. Производство туалетного мыла проходит все стадии механической обработки. Наиболее важной из них является шлифовка, т.е. переведение ядрового мыла в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. При этом мыло получается особо чистым и светлым.

Щелочные мыла получают главным образом из стеариновой, пальмитиновой, лауриновой, олеиновой, нафтеновых кислот, канифоли и таллового масла.

Индивидуальные соли высших жирных кислот - кристаллические вещества; плотность около 1,05 г/см³, т. пл. 225-260 °С. В зависимости от условий кристаллизации мыла существуют в моноклинной или ромбической форме; последняя характеризуется лучшей растворимостью в воде. При наличии в мыле ничтожных количеств воды температура плавления понижается до 100°С. Соли ненасыщенных жирных кислот лучше растворимых в воде и труднее кристаллизуются, чем соли насыщенных. Безводные мыла гигроскопичны; их гигроскопичность зависит от природы кислотного остатка и связанного с ним катиона. При повышенных температурах мыла и вода смешиваются во всех отношениях; при комнатной - водные растворы мыла образуют твердые гели, содержащие воду, макс. кол-во которой зависит от природы жирной кислоты и иона металла.

При определенной концентрации мыла образуют мицеллярные растворы и проявляют максимальное моющее действие. Важная характеристика мыла-концентрация, при которой происходит образование мицелл, называют критической концентрацией мицеллообразования (см. табл.). В области критической концентрации свойства растворов мыла (поверхностное натяжение, электрическая проводимость, осмотическое давление и др.) резко изменяются.

Животные жиры – древнее  и весьма ценное сырье мыловаренной отрасли промышленности. Они содержат до 40% насыщенных жирных кислот.

Синтетические жирные кислоты  получают из парафина нефтей каталитическим окислением кислородом воздуха:

СН₃(СН₂)_mCH₂–СН₂(СН₂)_nСН₃ + 2,5O₂ = СН₃(СН₂)_mCOOH + СН₃(СН₂)_nCOOH + H₂O.

При производстве мыла используют две фракции: С₁₀–С₁₆ и С₁₇–С₂₀. В хозяйственном мыле синтетических кислот 35–40%.

Требования  к  качеству жирового сырья зависят от вида и сорта вырабатываемого  мыла. Наиболее высокие требования к цвету, запаху и содержанию посторонних примесей предъявляются к сырью, используемому для выработки туалетного мыла. Переход к непрерывным - методам варки и увеличение выпуска светлых концентрированных хозяйственных мыл сопровождаются повышением требований  к качеству применяемых в производстве сырья и материалов.

Цвет сырья оказывает большое влияние на цвет готового' мыла. Из темного жирового сырья, как правило, получается темное, а иногда даже темно-коричневое мыло.        

Запах жирового сырья удерживается не только самим мылом, но и способен передаваться от мыла к ткани и коже. Не исчезает в мыле запах окисленных растительных масел (олифистый запах) и сильно прогоркших жиров. Трудно удаляется специфический запах плохо очищенных синтетических жирных кислот.       

Пр и м е с и  в сырье могут быть в виде неомыляемых  веществ, механических вкраплений и воды. 

 

1. Характеристика сырья

В качестве сырья для получения основного компонента мыла могут использоваться животные и растительные жиры, жирозаменители (синтетические жирные кислоты, канифоль, нафтеновые кислоты, талловое масло).

Получение мыла основано на реакции омыления — гидролиза сложных эфиров жирных кислот (то есть жиров) с щёлочами, в результате которого образуются соли щелочных металлов и спирты.

Ядровое мыло – технически чистое мыло, полученное путем высаливания концентрированного мыльного раствора, так называемого мыльного клея, поваренной солью с выделением «ядровой» части. Ядро содержит жирных и подобных кислот не менее 60%.

Клеевым называют мыло, получаемое в результате затвердения мыльного клея в стадии начавшегося разделения его на ядровую и клеевую части, что придаёт готовому продукту мраморную структуру, особенно после добавления ультрамарина; содержит не менее 47% жирных кислот.

Туалетное мыло обладает высоким моющим действием и даёт обильную пену в воде средней жесткости при комнатных температурах; оно должно иметь приятный запах, цвет, форму и не оказывать вредного и раздражающего действия на кожу. Главная масса туалетного мыла вырабатывается из ядрового мыла, в жировую рецептуру которого входит кокосовое масло, после предварительной подсушки, окраски и парфюмирования ароматическими веществами. Для этого подсушенное, замешанное с краской и ароматическими веществами ядровое мыло превращают в тонкую мыльную ленту. Полученные ленты прессуют в плотные и однородные мыльные брусья, их которых штампуют отдельные куски. Туалетное мыло содержит не менее 72% жирных кислот.