Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 8
1.1 Перспективные технологии рафинации подсолнечных масел и проблемы использования соапстоков 8
1.2 Анализ основных направлений и способов использования соапстоков 14
1.3 Вспомогательные материалы, применяемые при производстве моющих средств 21
1.4 Анализ техники и технологий омыления жировых смесей и тенденции их развития 24
1.5 Особенности рынка моющих средств технического назначения и проблемы экологии 29
2 Методическая часть 36
2.1 Методы анализа соапстоков 36
2.2 Методы контроля процесса омыления 41
3 Экспериментальная часть 45
3.1 Характеристика объектов исследования 45
3.2 Исследование структурно-реологических свойств ФГВС 48
3.3 Исследование влияния электрофизических факторов на снижение структурно- механической прочности ФГВС 55
3.4 Изучение влияния предварительной обработки ФГВС на эффективность их последующего омыления
4 Разработка технологии облагораживания мыльной основы 69
5 Изучение функциональных свойств мыльной основы
5.1 Исследование пенообразующей способности 73
5.2 Исследование моющего действия з
6 Разработка рецептуры и технологии моющих средств на основе ФГВС 85
6.1 Разработка рецептуры моющей пасты 85
6.2 Разработка рецептуры мыльного геля
7 Разработка технологии получения моющей пасты и мыльного геля из ФГВС 93
8 Опытные испытания разработанной технологии и рецептур , 98
Выводы и рекомендации 100
Список литературных источников
- Вспомогательные материалы, применяемые при производстве моющих средств
- Методы контроля процесса омыления
- Исследование влияния электрофизических факторов на снижение структурно- механической прочности ФГВС
- Разработка рецептуры мыльного геля
Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Проблема эффективной переработки вторичных ресурсов с получением конкурентоспособной продукции является актуальной для всех индустриально развитых стран. Однако, несмотря на важность и экономическую целесообразность наиболее полной переработки вторичных ресурсов, уровень их использования в настоящее время все еще недостаточен и далек от оптимального.
Учитывая потенциал масложировых предприятий России, задача эффективной переработки вторичных ресурсов масложировой промышленности выходит за рамки отрасли и приобретает государственное значение. Основной составляющей вторичных ресурсов, получаемых в процессе переработки растительных масел, являются соапстоки, которые образуются на стадии щелочной рафинации.
Одной из наиболее перспективных технологий рафинации подсолнечных масел семян новых сортов и гибридов является, так называемая, холодная рафинация, разработанная специалистами кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров КубГТУ. Основные достоинства указанной технологии состоят в комплексном удалении из подсолнечных масел ряда сопутствующих веществ – фосфолипидов, свободных жирных кислот, восков и воскоподобных веществ при низких энергетических и материальных затратах. В качестве отходов - побочного продукта при реализации указанной технологии получают фосфолипидно-гелевосковые соапстоки, которые отличается по составу и физико-химическим свойствам от соапстоков, полученных по традиционной технологии рафинации.
В настоящее время технология холодной рафинации внедрена на 15 предприятиях масложировой отрасли, что обусловливает получение более 10,5 тысяч фосфолипидно-гелевосковых соапстоков в год. Учитывая тот факт, что технология холодной рафинации находит все более широкое внедрение, проблема эффективного использования фосфолипидно-гелевосковых соапстоков является актуальной и требует неотложного решения.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», № Госрегистра-ции 01200109253 и планом НИР КубГТУ.
1.2 Цель работы. Целью работы является разработка технологии производства моющих средств на основе вторичных ресурсов масложировой промышленности.
1.3 Основные задачи исследования:
- изучение, анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;
- исследование особенностей состава и свойств фосфолипидно-гелевосковых соапстоков и разработка технической документации на них;
- научное обоснование целесообразности использования фосфолипидно-гелевосковых соапстоков в качестве сырья при производстве моющих средств;
- разработка технологии производства моющих средств на основе фосфолипидно-гелевосковых соапстоков;
- оценка потребительских свойств полученных моющих средств и разработка рекомендаций по их применению;
- разработка комплектов технической документации на моющие средства, включающих рецептуры, технические условия и технологические инструкции;
- проведение опытно-промышленных испытаний и внедрение разработанной технологии;
- оценка экономической эффективности результатов внедрения разработанных рецептур моющих средств и технологий их получения.
1.4 Научная новизна. Выявлено, что фосфолипидно-гелевосковые соапстоки отличаются от соапстоков, полученных по традиционной технологии, значительно большим содержанием фосфолипидов (более, чем в 2 раза), неомыляемых липидов, представленных восками, воскоподобными веществами, стеринами и токоферолами, а также присутствием в их составе силикагеля. Показано, что низкая эффективность омыления фосфолипидно-гелевосковых соапстоков по традиционной технологии омыления соапстоков обусловлена образованием устойчивой эмульсии, стабилизированной фосфолипидами, мылами, стеринами и высокомолекулярными жирными кислотами. Показано, что фосфолипидно-гелевосковые соапстоки представляет собой структурированную эмульсионную систему смешанного типа, обладающую высокой структурно-механической прочностью. Выявлено, что максимальная дестабилизация фосфолипидно-гелевосковых соапстоков происходит при комплексном воздействии переменного электромагнитного поля, температуры и разбавления водой при оптимальных параметрах. Установлено, что влияние температуры на структурно-механическую прочность фосфолипидно-гелевосковых соапстоков при комплексном воздействии носит экстремальный характер, что с учетом теории резонансного механизма электромагнитных воздействий может быть объяснено взаимопогашением колебательных движений мицеллообразующих молекул, обусловленных термической и электромагнитной активациями.
Теоретически обоснованы и экспериментально установлены оптимальные режимы омыления ФГВС с получением моющих средств бытового и технического назначения.
1.5 Практическая значимость. Разработана эффективная технология омыления ФГВС. Разработаны технология и рецептуры получения моющих средств – моющей пасты и мыльного геля с использованием в качестве жирового сырья омыленной основы ФГВС. На основе исследования потребительских свойств моющей пасты и мыльного геля разработаны рекомендации по их использованию. Адаптирована методика анализа традиционных соапстоков применительно к ФГВС.
1.6 Реализация результатов исследования. Разработаны и утверждены комплекты технической документации, включающие технические условия (ТУ 9144-011-52067924-04 и ТУ 9144-012-52067924-04), рецептуры и технологические инструкции (ТИ 9144-011-52067924-04 и ТИ 9144-012-52067924-04), на производство моющей пасты и мыльного геля.
Разработанная технология переработки фосфолипидно-гелевосковых соапстоков с получением моющей пасты и мыльного геля принята к внедрению на ОАО «Комбинат растительных масел» г. Валуйки в I квартале 2007 года.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологий получения моющих средств на ОАО «Комбинат растительных масел» г. Валуйки составит более 1,5 млн. руб. в год.
1.7 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных автором, доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой и легкой промышленности», г. Алматы, 4-5 июня 2004 г.; Международной конференции «Аналитические методы измерения и приборы в пищевой промышленности», г.Москва, 1-2 февраля 2005г.; III Общероссийской научной конференции с международным участием «Новейшие технологические решения и оборудование», г.Кисловодск, 19-21 апреля 2005г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии в создании продуктов питания нового поколения», г.Краснодар, 1-3 декабря 2005г.
1.8 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 статья, 4 материала докладов конференций и получено 3 решений о выдаче патентов РФ на изобретения.
1.9 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, списка литературных источников и приложений. Основная часть работы выполнена на 108 страницах, включает 17 таблиц и 27 рисунков.
Вспомогательные материалы, применяемые при производстве моющих средств
За рубежом омылению гидроксидом натрия в основном подвергают нейтральные жиры с последующим извлечением глицерина из подмыльных щелоков. Известно более 20 типов установок, работающих при высоком или атмосферном давлении, с применением сепараторов или отстойников непрерывного действия для разделения омыленной массы на ядро, подмыльный щелок и подмыльный клей.
Технология омыления на таких установках, как и при традиционном для большинства мыловаренных предприятий России котловом способе, осуществляется косвенным методом с получением основы мыла с содержанием жирных кислот от 62 до 63 %.
За рубежом наиболее широкое распространении получили линии и установки фирм «Маццони», «Механик модерн», «Альфа-Лаваль» и «Шар 25 плес» [38-44].
Установка фирмы «Альфа-Лаваль» относится к колонному типу и предусматривает использование сепараторов. Омыление нейтральных жиров осуществляется в четырехсекционной колонне с рециркуляцией части омыленной массы. Время омыления составляет 20 минут. Процесс отсолки и шлифовки мыла соответственно раствором хлорида натрия и горячей водой производится в колоннах в непрерывном потоке с разделе нием фаз на сепараторах [42].
Установка фирмы «Шарплес» состоит из 4-х ступеней, каждая из которых включает смеситель, центрифугу и насос. Первая и вторая ступени предназначены для омыления нейтральных жиров, третья и четвертая - для отделения глицерина от мыльной основы. Подмыльный щелок содержит до 15 % глицерина. Шлифование мыльной основы осуществляется раствором гидроксида натрия в специальном реакторе с последующим разделением фаз в центробежном поле [42, 44].
Недостатками этих установок является высокая энергоемкость-и металлоемкость, а также сложность выделения глицерина из под-мыльного щелока.
В установках фирмы «Механик Модерн» [61] непрерывное омыление нейтрального жира проводят при высокой температуре порядка 200 С и давлении 1,95-2,45 Па с использованием тепла нагрева для сушки мыльной массы и удаления из нее глицерина и воды. Полученное мыло направляют на шлифование с последующим разделением на ядро и подмыльный клей. Благодаря высокой температуре продолжительность процесса невелика.
Достаточно совершенными в аппаратурном оформлении представ ляются установки фирмы «Мацони» [62], предназначенные для приготовления основы туалетного мыла прямым непрерывным методом. В установке, предусматривающей омыление жировой смеси гид-ро-ксидом натрия, реактором служит многоступенчатый центробежный смеситель, в котором реагенты диспергируются в потоке циркулирую щего мыла. Процесс протекает при температуре 90С, остаточное содержание неомыленных веществ в мыле обычно составляет 0,03 %. Представляет также интерес установка фирмы «Мацони», работа которой основана на двухстадийной схеме.
На первой стадии происходит нейтрализация смеси кирных кислот карбонатом натрия, а на второй - доомыление системы гидроксидои калия. Процесс осуществляется в высокоскоростном реакторе-смесителе, что обеспечивает высокую глубину карбонатного омыления, составляющую 80 %.
Отделение диоксида углерода, частичное подсушивание и дезодорация карбонатной массы осуществляется в тонком слое в центробежном сепараторе.
Каустическое доомыление проводят в многоступенчатом центробежном смесителе. Для увеличения скорости омыления нейтрального жира предусмотрен контур циркулирования готовой мыльной основы.
Обе установки работают по более упрощенным технологическим схемам, по сравнению со схемами с использованием нейтральных жиров, однако с применением сложных и дорогостоящих омылительных аппаратов.
Для интенсификации процесса омыления за рубежом применяют многоходовые трубчатые смесители, обработку реагентов в зоне режущим усилием устройства типа ротор-статор, а также обработку в зоне больших сдвиговых усилий. Это позволяет сократить время омыления и увеличить его глубину [63].
На развитие технологии производства мыла оказывают влияние поиски энергетически малоемких процессов, учитывающих вопросы охраны окружающей среды и получения высококачественных продуктов [65-71].
Методы контроля процесса омыления
Согласно исследованиям [58] процесс омыления, происходящий в гетерогенной системе на границе раздела фаз "омыляемая система - щелочной раствор", не сводится исключительно к химической реакции взаимодействия липидов и щелочного реагента, а представляет собой гораздо более сложный и многомерный процесс.
Молекулярно-химическое взаимодействие щелочи с жирными кислотами, триацилглицеринами и с сопутствующими веществами, имеющими кислый характер, приводит к образованию изменяющихся в процессе нейтрализации сложных коллоидных систем.
Указанный факт имеет несколько аспектов. Во-первых, чем больше будет развита межфазная поверхность и чем больше на ней будет реакцион-ноактивных молекул жирных кислот, тем быстрее будет протекать реакция и тем более эффективным в целом будет процесс омыления. Второй аспект поставленного вопроса более сложен и связан с механизмом образования и последующим поведением солей жирных кислот или, так называемых, мыл в реальной системе.
В реальных условиях при омылении таких сложных систем, как соап-стоки не представляется возможным создать идеальную межфазную поверхность, кроме того, жирные кислоты в соапстоках находятся в виде ассоциа-тов различных порядков, в образовании которых участвуют сопутствующие веществами, а триацилглицерины - в заэмульгированном виде.
Это превращает процесс омыления из количественной химической реакции в физико-химический процесс, скорость и эффективность которого во t многом определяются процессами диффузии и межфазного массообмена. По данным Ребиндера [86] непосредственно после образования на границе раздела фаз мыла из молекулярно растворенного состояния сразу же переходят в мицеллярное. Образованные мылами мицеллы имеют сферическое или пластинчатое строение, при этом особенности процесса омыления обусловливают, как правило, преимущественное образование пластинчатых мицелл. Пластинчатые мицеллы имеют различное строение, которое определяется видом свободных жирных кислот и характером присутствующих сопутствующих веществ. Так, например, насыщенные жирные кислоты образуют преимущественно конденсированные межфазные слои с плотно упакованными молекулами [87].
Образованию таких слоев способствует присутствие в маслах стери-нов, непредельных жирных кислот и жирных кислот, ацилы которых содержат полярные группы.
Например, оксикислоты, образуют жидкорастянутые пленки, занимающие на межфазной поверхности значительно большую площадь, или, так называемые, газообразные пленки, в которых связи между молекулами не-упорядочены. Следует заметить, что по данным [87] образование тех или иных мицелл зависит не только от строения жирных кислот, но и от температуры процесса.
Наличие в ФГВС существенного количества сопутствующих веществ из которых фосфолипиды, соли жирных кислот и поликремниевые кислоты обладают поверхностно-активными и эмульгирующими свойствами обусловливает образование на межфазной поверхности контакта с щелочью сложного адсорбционного слоя, стабилизированного указанными ПАВ, в образовании которого участвуют триацилглицерины, воски и воскоподобные вещества. Последнее объясняется следующим.
Принимая во внимание, что ассоциация происходит по кислотным полярным группам у ассоциатов, находящихся на межфазной поверхности, в их суммарном гидрофильно - липофильном балансе преобладают гидрофобные свойства. Это способствовует существенному повышению как солюбили-зации нейтрального жира, так и его сопряженной растворимости, под которой понимают включение липофильных молекул (триацилглицеринов, вос-ков и воскоподобных веществ) молекул между гидрофобными частями молекул, образующих мыльные мицеллы.
Учитывая приведенные теоретические выкладки и полученные нами в результате изучения реологических свойств ФГВС данные, можно сделать вывод о необходимости выявления факторов, позволяющих максимально дестабилизировать структурные связи ФГВС с целью интенсификации процесса омыления.
Рядом исследований [9, 88-89] было показано, что таким воздействием может быть использование переменных электромагнитных полей. Существенно, что применение электромагнитных воздействий не повышает энергоемкости процесса и не требует сложного дорогостоящего оборудования. Воздействие электромагнитных полей на структурированные системы обычно связывают с ослаблением и разрывом внутримолекулярных и некоторых межмолекулярных связей [90-94]. Согласно данным [95] при обработке жидких систем в переменном вращающемся электромагнитном поле изменяется их магнитная восприимчивость, при этом степень ее изменения является экстремальной функцией трех переменных: частоты вращения, времени обработки и напряженности магнитного поля. Следует отметить, что исследования водных систем показали эффективность воздействия полей невысокой напряженности, действующих в течении долей секунды [96-98].
Исследование влияния электрофизических факторов на снижение структурно- механической прочности ФГВС
Корецкий А.Ф. и др. [113], исследуя механическую работу очистки и моющего действия поверхностно-активных веществ теоретически рассчитали и экспериментально подтвердили работу, затрачиваемую на отмывание твердой поверхности, исходя из постулата, что моющее действие можно рассматривать как обратимый процесс отрыва загрязнений с отмываемой поверхности и повторного прилипания, равновесие которого в присутствии моющего раствора можно сдвигать в заданном направлении.
Используя термодинамический метод анализа процесса смачивания твердой поверхности каплей жидкости в изобарно-изометрических условиях и в отсутствии фазовых переходов, авторы получили уравнение для оценки изменения свободной поверхностной энергии системы AG в процессе избирательного смачивания и прилипания капли масла к отмываемой поверхности в моющем растворе AG = -S(l-Cose)-S2+S(S2+Sl-Slk) = Ga+GD=-Gc, (5.1) где д - межфазное положение на границе вода-масло; 0-краевой угол, измеренный в водной фазе; ; Sf - площадь внешней поверхности сегмента капли, находящейся на твердой подложке; S2 - площадь контакта капли масла с твердой поверхностью; Ga - характеризует работу адгезии прилипания капли масла; GD - работу изменения площади поверхности капли при растекании по подложке в процессе прилипания. Работа Gc трехфазного периода смачивания является результирующей.
Авторы, анализируя полученные ими графические зависимости, установили, что процесс прилипания масла к твердой поверхности в присутствии воды происходит с уменьшением свободной поверхностной энергии, то есть может происходить самопроизвольно. При этом работа адгезии масла и деформирования капли более резко возрастает с увеличением краевого угла смачивания и в 10 раз больше, чем работа образования периметра смачивания. Отсюда авторы делают вывод, что для очистки загрязнений всегда необходимо затрачивать работу не только на преодоление адгезии масла к твердой поверхности, но и на деформирование и даже диспергирование капли при ее отрыве. При этом, при увеличении задаваемой степени диспергирования исходной капли влияние краевого угла смачивания резко уменыпа-ется, и при уровне затраты дополнительной механической работы более 10 8-мДж/м процесс отмывания загрязнений с твердой поверхности уже не зависит от природы отмываемой поверхности и смачивающих свойств раствора.
По мнению авторов, отмывание загрязнений с предельно гидрофобной поверхности (при 0 -» 180) водой или моющим раствором (5 = const) требует диспергирования при максимально высоком уровне затраты работы, в то время как с гидрофильной поверхности можно осуществить за счет вытеснения масла с отмываемой поверхности без диспергирования с минимальными затратами работы порядка (10 3-10"4) 5-мДж/м2.
Исследования, проведенные [114], показали, что оптимальное удаление минеральных загрязнений из смесовых тканей достигается при температуре фазовой инверсии (ФИТ), при которой межфазное натяжение между водой и загрязнением является наиболее низким, а скорость солюбилизации и емкость - наивысшей.
На основании исследований авторы установили, что для достижения высокого удаления загрязнений в ПАВах должно содержаться минимальное количество полярных веществ, или температура мойки должна соответствовать ФИТ, когда межфазное натяжение минимально, и полярные компоненты удаляются через межфазную поверхность загрязнение - вода, достигается удовлетворительное эмульгирование загрязнения с последующей солюбили-зацией в мицеллы ПАВ.
Скорость солюбилизации возрастает монотонно после того, как полярные загрязнения как со-ПАВы находятся во внешнем слое мицеллы, а неполярные загрязнения солюбилизируются во внутренней части мицеллы. В работе [115] изучен механизм очистки поверхностей от загрязнений. Авторы представили механизм очистки в виде 3-х стадий: - транспорт очищающего агента к загрязненной поверхности и последующую адсорбцию его на поверхности; - взаимодействие между очищающим агентом и загрязнением, в результате которого трансформируется первоначально нерастворимое в воде загрязнение в форму, которая высвобождается с поверхности. Удаляемое вещество затем может быть растворено, диспергировано или солюбилизирова-но в водной фазе; - транспорт образованных на второй стадии продуктов в водную фазу. Транспорт образованных агрегатов может осуществляться следующи ми путями: образованием эмульсии, суспендированием, или солюбилизаци ей. Эмульгирование возможно тогда, когда загрязнение трансформируется в маленькие капли, присутствие ПАВ в этом случае обязательно, так как оно депрессирует межфазное натяжение и понижает тенденцию коалесценции за счет понижения общей поверхности масло-вода. - При суспендировании важным является электростатическое отталкивание и стерическое диспергирование. Как правило, эффект очистки повышается с ростом температуры, хотя это и не всегда справедливо, так как на удаление загрязнений влияет ряд факторов: - для удаления твердых загрязнений температура должна быть выше точки их плавления; - вязкость жидких загрязнений с повышением температуры снижается, что облегчает их удаление путем солюбилизации; - скорость диффузии агрегатов, с ростом температуры возрастает; - диэлектрическая постоянная воды с ростом температуры снижается,, что делает ее лучшим растворителем для удаления жирных загрязнений. Известно, что свойства неионных ПАВ с ростом температуры всегда изменяется, что благоприятствует удалению загрязнений. На скорость удаления загрязнений оказывает влияние механическое перемешивание, при перемешивании она увеличивается. Этот факт связан с тем, что процесс удаления загрязнений совмещает в себя химические и механические явления. Причем его влияние наиболее эффективно на ранних стадиях.
Важной характеристикой ионных ПАВ является их тенденция к осаждению из водных растворов. При стирке и мойке ПАВ применяются для способствования удалению маслянистых загрязнений и для суспендирования твердых веществ в моющей жидкости. В жесткой воде анионные ПАВ стремятся к осаждению и, как следствие, они не могут далее принимать участие в процессе чистки.
Для того, чтобы препятствовать осаждению в моющих системах на оо-нове анионных ПАВ применяются модифицирующие добавки. Для многоцелевых стиральных средств цель состоит в отстирывании и смягчении ткани одновременно в течение цикла стирки.
Анионные ПАВ, обычно, необходимы для удаления некоторых типов загрязнений, а катионные ПАВ - для смягчения материалов. Эти разнородные ПАВ могут совместно осаждаться из раствора, что приводит к появлению осадка и ухудшает очищающее действие. Другие предназначения, при которых осаждение ПАВ может проявить свое негативное действие, - разделение на основе ПАВ и углубленная регенерация масла. Осаждение ПАВ может оказаться при некоторых предназначениях и преимуществом, как, например, при регенерации ПАВ путем кристаллизации. Вследствие тенденции ионных ПАВ к осаждению поведение ПАВ по отношению к осаждению и способность воздействовать на это поведение оказываются чрезвычайно важными.
Разработка рецептуры мыльного геля
Основной целью при разработке рецептуры мыльного геля было создание натурального средства для мытья сильнозагрязненных рук, а также немеханизированного отмывания различных загрязнений с твердых гидрофобизи-рованных поверхностей.
Учитывая это, необходимо было обеспечить текучую консистенцию геля и исключить из его состава присутствие агентов, обладающих выраженным раздражающим и сенсибилизирующим действием. ! Поставленные задачи решали путем разбавления мыльной пасты смесью воды и глицерина, при этом в качестве агента, подавляющего гидролиз мыла в водных растворах использовали этиловый спирт. На рисунке 6.2 представлены результаты исследований по выявлению влияния массовых долей воды и глицерина на стабильность и вязкость мыльной основы. Показано, что добавление в систему омыленная масса - вода с содержанием последней 50% глицерина 1:5 в количестве 50-60% обусловливает по-лучение нерасслаивающихся во времени достаточно текучих гелей. Разработанные рецептуры мыльного геля представлены в таблице 6.4, а в таблице 6.5 приведена характеристика его функциональных свойств. Показано, что гель, полученный по разработанной рецептуре, обладает хорошей моющей способностью и достаточной степенью смываемости с кожи рук и других отмываемых поверхностей. Следует отметить, что раздражающего и сенсибилизирующего воздействия на кожные покровы при использовании геля не выявлено.
Результаты оценки основных качественных показателей и функцйональ Стабильность гелей омыленной основы Разработанные технологические режимы приведены в таблице 7.1, а на рисунке 7.1 представлена принципиальная технологическая схема процесса. Таблица 7.1-Разработанные технологические режимы омыления ФГВС и получения моющей пасты и мыльного геля Наименование операции Величина показателя 1. Подготовка ФГВС к омылению:Количество воды для разбавления, % к массе ФГВС Магнитная индукция, Тл Температура, С2. Омыление ФГВС:Концентрация водного раствора гидроксида натрия, %Избыток гидроксида натрия, %к теоретически необходимомуТемпература, СДлительность процесса, мин.Экспозиция системы после омыления, мин.Температура экспозиции, С3. Облагораживание омыленной основы ФГВС:Концентрация раствора хлорида натрия, % Количество раствора хлорида натрия, % к массе омыленной основы Длительность перемешивания системы, мин. Экспозиция системы после перемешивания, мин. Температура экспозиции, С Концентрация перекиси водорода, % 50,00,665,0-70,040,050,0 95,0 60,0 120,0 75,0-80,020,010,0 15,0 90,0 75,0-80,0 30,0 Продолжение таблицы 7. 1 3 Количество перекиси водорода, % к массе ФГВС 4,0 Экспозиция при перемешивании системы, мин. 90,0 Температура экспозиции, С 95,0-100,0 4. Получение моющей пасты: Ввод сухого карбоната натрия и отдушки і согласно рецептуре Перемешивание системы, мин. 15,0-20,0 Температура, С 75,0-80,0 5. Получение мыльного геля: Ввод добавок согласно рецептуре Экспозиция при перемешивании системы, мин. 15,0-20,0 Температура экспозиции, С 40,0-50,0 Технологический процесс осуществляется следующим образом. Фосфолипидно-гелевосковой соапсток и вода в заданном соотношении подаются в смеситель 1, где при перемешивании подогреваются до температуры 65-70С.
После достижения указанной температуры разбавленный ФГВС подается посредством насоса 2 в электромагнитный активатор 3, где происходит его электромагнитная обработка при заданных режимах.
Обработанный ФГВС подается в реактор 4, оборудованный рубашкой, обогреваемой паром и электронным регулятором, позволяющим варьировать интенсивность перемешивания системы.В реакторе ФГВС нагревается при перемешивании до рабочей температуры 95С, после чегов реактор 4 подается заданное количество раствора гидроксида натрия и проводится омыление системы.
В процессе омыления отбирают пробы на содержание свободной щелочи и контролируют процесс пенообразования путем изменения интенсив карбонат натрия Далее сливают подмыльный щелок и проводят облагораживание мыльной основы путем последовательной обработки раствором хлорида натрия и перкисью водорода. Процесс облагораживания проводят при перемешивании и температуре 75-80 С. После подачи раствора хлорида натрия в реактор 4 и перемешивания системы в течение 15 минут. Выключают мешалку и экспонируют систему в течение 1,5 часов. Сливают отделившуюся водную фазу и проводят контроль содержания свободного гидроксида натрия. При необходимости в систему вводят дополнительное количеству раствора гидроксида натрия с расчетом, чобы его содержание в системы было не менее 0,15%. ц Далее в реактор 4 подают раствор перекиси водорода и проводят экспонирование системы при перемешивании в течении 1,5 часов. г При производстве моющей пасты к полученной мыльной основе в реактор 4 подают карбонат натрия и после перемешивания системы в течение 15 минут, вводят отдушку. После чего перемешивание продолжают еще в течение 15-20 минут. Готовую мыльную пасту посредством насоса 6 подают на фасовку. При производстве мыльного геля к полученной мыльной основе посредством насоса 7 в реактор 4 вводят смесь, состоящую из воды, спирта и глицерина. Указанную смесь предварительно готовят в смесителе 8. После перемешивания системы в течение 15-20 минут в реактор 4 вводят отдушку и другие добавки согласно рецептуре. Готовый мыльный гель подают на фасовку посредством насоса 6. Разработанные рецептуры и технологияполучения моющих средств, испытаны в условиях Учебно-научно-производственного комплекса факультета инженерии, экспертизы и компьютерного моделирования высоких технологий Кубанского государственного технологического университета.
На основании выполненных исследований разработаны технические условия на фосфолипидно-гелевосковые соапстоки (Приложение 1).
Разработан комплект технической документации на производство моющей пасты и мыльного геля, включающий рецептуры, технические условия и технологическую инструкцию (Приложения 2-7).
