肥皂的加工方法
技术领域
本发明属于生活用品加工领域,具体涉及肥皂的加工方法。
背景技术
肥皂,是脂肪酸金属盐的总称,是一种以脂肪酸纳和其他表面活性剂为主要原料,添加品质改良剂和外观改良剂,经过加工成型后制成的产品。由于其能溶于水,具有洗涤去污的作用,因此人们常用于洗涤衣物。
肥皂的加工主要原料粉碎、混合、溶解、皂化、盐析、干燥成型工序,其中原料粉碎是肥皂加工最基础的工序,其作用在于将原料粉碎,从而使得溶解更快;现目前的肥皂加工方法常使用粉碎机进行粉碎。
现目前的粉碎机,主要包括粉碎桶、转动轴、电机、粉碎叶片和筛网,转动轴的一端位于粉碎桶内,电机驱动转动轴转动,粉碎叶片设置在转动轴上,筛网设置在转动轴下方。使用时,电机带动转动轴转动,转动轴带动粉碎叶片转动对原料进行粉碎,粉碎后的原料颗粒通过筛网筛选,粒径较小的原料颗粒落至粉碎桶底部,再取出使用。
但是现目前的粉碎机在肥皂加工的过程中存在以下问题:1、在粉碎原料的过程中,不能及时将粒径较大的原料颗粒取出,导致网板堵塞,粉碎后的原料颗粒堆积在网板上,影响后续原料的粉碎;2、肥皂加工的原料通常含水量较高,因此在粉碎的过程中会导致原料沾附在打碎刀片上,导致后续的原料粉碎效果不佳,使得原料粉碎的时间增长,从而使得肥皂加工的时间变长。
发明内容
本发明意在提供一种肥皂的加工方法,以解决现有技术原料粘附在打碎刀片上,使得原料粉碎的效果不佳,使得粉碎时间增长,从而导致肥皂加工时间变长的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案,一种肥皂的加工方法,包括以下步骤:
A、设备搭建
搭建粉碎原料用的粉碎装置,粉碎装置包括粉碎桶,粉碎桶上设有转动轴和驱动转动轴转动的电机,转动轴的下端贯穿粉碎桶,且转动轴的下端位于粉碎桶内,转动轴下端均布有若干粉碎刀片;粉碎桶的顶部设有进料口,粉碎桶侧壁的底部设有出料口;粉碎桶的顶部连接有储料箱,储料箱上设有下料口,下料口与进料口之间连接有进料管;
粉碎桶内滑动连接有呈锥形的筛网,筛网的低端均匀设置有两块安装片,粉碎桶的侧壁上设有两个筛选孔,筛选孔内均滑动连接有支撑块,支撑块与筛选孔的底部之间设有弹性件,两块安装片分别固定在两个支撑块上;
粉碎桶的侧壁上还设有限流机构和用于干燥原料鼓风机构,限流机构包括支撑杆、呈横向设置的支杆和呈竖向设置的挡料板,支撑杆固定在粉碎桶的外壁,支杆的一端固定连接在支撑块上,另一端与挡料板的底端固定连接,支杆的中部铰接在支撑杆上;挡料板的上端贯穿储料箱的底部,且与储料箱的底部滑动连接;挡料板的上端设有与下料口匹配的通孔;
B、原料粉碎
将原料投入储料箱内,原料通过进料口进入粉碎桶内,转动轴带动粉碎刀片对原料进行粉碎,粉碎后的原料颗粒通过筛网进行筛选;筛选后,粒径较小的原料颗粒通过筛网筛选后,落至粉碎桶底部;粒径较大的原料颗粒留至筛网上,通过鼓风机构向粉碎桶内吹入气体,带动原料颗粒上移,与粉碎刀片接触进行二次粉碎,再落至筛网上进行筛选;
C、溶解
将步骤B中粉碎桶底部的原料颗粒取出,投入溶解锅内,并向溶解锅投入清水,清水的与原料颗粒的重量比为1:2;溶解时,沿顺时针方向持续搅拌,并使得溶解锅的温度保持在160-180℃,溶解10-15min,形成原料溶液;
D、皂化
将氢氧化钠溶于温度为50-60℃的水中,形成浓度为20-25%的氢氧化钠溶液,并使步骤C中的溶解锅的温度保持在100-110℃,将氢氧化钠溶液投入溶解锅中,且氢氧化钠溶液与溶液锅内的原料溶液的体积比为1:100,将氢氧化钠溶液和原料溶液混合均匀,形成混合溶液;
E、盐析
将溶解锅保持在80-90℃,并向步骤D中的混合溶液加入食盐,食盐与混合溶液的体积比例为1:50,将食盐与混合溶液混合均匀后,静置30-40min;使得混合溶液分为上层的皂基和下层的盐水;
F、干燥成型
将步骤E中的皂基取出,放入成型盒内干燥成型,并进行包装。
本方案技术特征的技术效果:
粉碎桶用于在粉碎原料时,对原料进行限位,避免原料飞溅导致的原料浪费。电机带动转动轴转动,转动轴带动粉碎刀片转动,粉碎刀片转动与原来哦发生相对摩擦,并形成剪切力,实现对原料的粉碎。进料口用于原料的进料,出料口用于粉碎后的原来颗粒的出料。
储料箱用于存放原料,下料口用于实现原料出料,进料管用于将原料导入粉碎桶内。筛网用于对粉碎后的原料颗粒进行筛分,由于筛网呈锥形,因此粒径较大的原料颗粒会沿着筛网滑动,能实现粒径较大的原料颗粒的出料;筛选孔能够将筛选出的粒径较大的原料颗粒导出。
支撑块用于支撑筛网,弹性件用于为支撑块提供支撑力,使得支撑块的上表面与筛选孔的顶端相抵。筛网上粒径被筛选出的粒径较大的原料颗粒较多时,此时进料口进料过多,粉碎刀片不能完全对原料进行粉碎,此时需要对进入粉碎桶的原料进行限量。
筛网下移时,带动支撑块下移,支撑块下移带动支杆的一端下移,由于支杆的中部铰接在支撑柱上,形成杠杆,因此支杆的另一端上移,带动挡料板上移,挡料板上的通孔与下料口错开,从而使得通过下料口流出的原料减少,实现对原料的限流。鼓风机构用于向粉碎桶内吹入气体,气体向上吹动筛网上的粒径较大的原料颗粒,使得粒径较大的原料颗粒再次与粉碎刀片接触,实现对其进行二次粉碎;同时气体吹撒在粉碎刀片上,能够对粉碎刀片上粘附的原料进行干燥,使得原料与粉碎刀片脱离,避免影响后续的原料的粉碎。
本方案的技术原理是:
将原料投放在储料箱内,原料依次通过下料口、进料管和进料口进入粉碎桶内,转动轴转动,带动粉碎刀片转动,对原料进行粉碎,原料被粉碎后通过筛网进行筛分,粒径较小的原料颗粒落至粉碎桶的底部;粒径较大的原料颗粒留在筛网上,并通过鼓风机构向粉碎桶内充入气体,将筛网上残留的粒径较大的原料颗粒向上吹动,使得原料颗粒与粉碎刀片再次接触,进行二次粉碎。
当进入粉碎桶内的原料过多时,粉碎刀片对原料的粉碎效果差,粒径较大的原料颗粒较多,使得筛网向下压动支撑块,支撑块带动支杆的一端下移,支杆的另一端上移,使得挡料板上移,从而使得通孔与下料孔错开,使得进入粉碎桶内的原料减少。
再将粉碎桶底部的原料颗粒取出,投入溶解锅内,再向溶解锅内加入水,对溶解锅加温,实现对原料颗粒的融化,融化的同时进行搅拌,形成原料溶液。再向溶解锅内加入氢氧化钠溶液,并使得氢氧化钠溶液与原料溶液混合均匀,形成混合溶液。向混合溶液内加入食盐,进行盐析,使得混合溶液分为上层的皂基和下层的盐水。再将皂基取出进行干燥成型,并包装。
本方案能产生的技术效果是:
1、本技术方案通过将筛网设置为锥形,并且配合粉碎桶侧壁的筛选孔,能使得被筛选出的粒径较大的原料颗粒,沿着筛网滑动,并通过筛选孔滑出,再进行收集,能避免筛网被堵塞,使得筛网的筛选效果好;
2、本技术方案通过在筛选孔内设置支撑块和弹性件,并配合支杆和挡料板,能够调节进入粉碎桶的原料的量,从而使得粉碎的效果更佳,避免出现大量的粒径较大的原料颗粒,减少需要进行二次粉碎原料颗粒的量,从而缩短粉碎的时间,提高粉碎的效率,从而缩短肥皂加工的时间;
3、通过设置鼓风机构,向粉碎桶内吹入气体,能使得将筛网上粒径较大的原料颗粒向上吹动,使得粒径较大的原料颗粒进行二次粉碎,提高粉碎的效果,能使得溶解时,用时短,从而提高肥皂加工的效率;
4、同时能够对粉碎刀片和原料进行干燥,使得粘附在粉碎刀片上的原料脱落,从而提高粉碎刀片粉碎原料的效果;
5、将筛网设置呈锥形,能使得原料颗粒落至筛网上后,沿着筛网滑动,能使得原料颗粒在筛网上的移动路径较长,能够充分的进行筛选原料颗粒;同时再配合鼓风机构,能使得大部分的粒径较大的原料颗粒被向上吹气,进行二次粉碎,减少从筛网流出的粒径较大的原料颗粒的量,缩短粉碎的时间;
6、本技术方案通过对每一道工序中的温度和时间进行控制,能使得制备的肥皂的去污效果佳;
7、本技术方案在原料粉碎阶段,能使得原料被粉碎更均匀,从而使得原料颗粒的溶解时间基本一致,能避免原料被长时间高温溶解导致的去污效果差的问题。
以下是基于上述方案的优选方案:
优选方案一:基于基础方案,所述步骤A中的鼓风机构包括储气箱、活塞板和顺次铰接的推杆、连接杆和转动杆;储气箱固定在粉碎桶的底面,活塞板滑动连接在储气箱内,推杆未与连接杆铰接的一端固定连接在活塞板上;所述转动轴贯穿粉碎桶的底部,转动轴的中部转动连接有轴套,筛网设置在轴套上;转动杆未与连接杆铰接的一端固定在转动轴底端的中部;储气箱内远离推杆的一端上设有两个进气口,进气口上连接有气管,气管远离进气口的一端贯穿粉碎桶的侧壁,且气管远离进气口的一端朝向向上。
工作原理及有益效果:
推杆、活塞板、连接杆和转动杆形成以转动杆为曲柄、连接杆为连杆、推杆和活塞板为滑块的曲柄滑块机构。转动轴贯穿粉碎桶底部,且转动杆固定在转动轴的中部,转动轴转动带动转动杆做圆周运动,从而实现活塞板沿着储气箱做往复移动。
储气箱、活塞板和推杆形成活塞结构,活塞板向靠近进气口方向移动时,将储气箱内的气体从进气口推出,从而气体进入气管再导入粉碎桶内,向上吹动筛网上粒径较大的原料颗粒,同时对粉碎刀片进行干燥;并且还能够将堵塞在筛网的网孔上的原料颗粒吹出,实现对筛网的清理。当活塞板反向移动时,通过气管进行负压,将粉碎桶内的气体吸入储气腔内进行保存,同时给予筛网上粒径较小的原料向下的力,使得粒径较小的原料快速的进入粉碎桶的底部,实现筛分。
优选方案二:基于优选方案一,所述步骤A中的转动轴的转速为300-350r/min。通过实验证明,该转速的转动轴能使得原料的粉碎效果最佳。
优选方案三:基于优选方案二,所述步骤A中转动轴位于筛网下的一端上设有搅拌叶片。转动轴转动带动搅拌叶片转动,搅拌叶片能够将粉碎后的原料混合均匀。
优选方案四:基于优选方案三,所述步骤F干燥成型时,利用烘干机进行烘干,烘干时烘干机温度保持60-70℃,烘干时间为40-50min。能使得肥皂快速的成型。
优选方案五:基于优选方案四,所述步骤F中在烘干机内烘干后,再取出自然风干3-3.5h。能使得肥皂内部的水分完全干燥,从而使得肥皂使用时溶解更慢,使用时间更长,并实现对肥皂的冷却。
附图说明
图1为本发明中粉碎装置的结构示意图;
图2为图1中鼓风机构的机构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明:
说明书附图中的附图标记包括:粉碎桶1、进料口11、出料口12、筛选孔13、导料筒14、筛网2、安装片21、支撑块3、转动轴4、粉碎叶片41、搅拌叶片42、储料箱5、下料口51、限流机构6、支杆61、挡料板62、通孔63、鼓风机构7、储气箱71、进气口711、活塞板72、推杆73、连接杆74、转动杆75、收料箱8。
本发明肥皂的加工方法的参数如表1所示,
表1
现以实施例1为例对本发明肥皂的加工方法进行说明。
本发明使用粉碎装置进行原料粉碎,如图1所示,粉碎装置,包括机架,机架上设有粉碎桶1和储料箱5,粉碎桶1的两端均封闭,粉碎桶1的顶部设有进料口11,粉碎桶1右侧壁的底部设有出料口12。储料箱5的底部倾斜设置,且储料箱5底部的左端高于右端;储料箱5右侧壁的底部设有下料口51,下料口51与进料口11之间设有进料管。粉碎桶1的顶部设有电机,电机的输出轴上连接有转动轴4;粉碎桶1的顶部和底部均设有安装孔,转动轴4的下端穿过两个安装孔位于粉碎桶1外,安装孔的内壁上设有与转动轴4配合的密封圈。
转动轴4位于粉碎桶1内的一端的上部设有六块粉碎刀片,且粉碎刀片设置为三排,粉碎刀片均匀分布在转动轴4上。转动轴4位于粉碎桶1内的一端的下部上设有三块搅拌叶片42,搅拌叶片42倾斜设置,且搅拌叶片42与转动轴4连接的一端高于另一端,搅拌叶片42均匀固定在转动轴4上。转动轴4位于粉碎桶1内的一端的中部转动连接有轴套。
轴套的外壁上设有呈锥形的筛网2,筛网2底部的左、右两侧上均设有安装片21。粉碎桶1的左、右侧壁均设有筛选孔13,筛选孔13内滑动连接有支撑块3,支撑块3的底部与筛选孔13的底部之间设有弹性件,弹性件为压缩弹簧、复位弹簧或橡胶圈中任意一种,本申请使用复位弹簧。安装片21固定在支撑块3的上表面,且安装片21与筛选孔13的顶部相抵。粉碎桶1内壁上粉碎叶片41与轴套之间设有导料筒14,导料筒14呈倒锥形状。粉碎桶1外壁上筛选孔13的下方设有收料箱8。
粉碎桶1的左侧壁上还设有限流机构6,限流机构6包括支撑杆、呈横向设置的支杆61和呈竖向设置的挡料板62。支撑杆固定在粉碎桶1的左侧壁上,支杆61的右端固定在左侧的支撑块3上,支杆61的中部铰接在支撑杆上。挡料板62的底端固定在支杆61的右端,挡料板62的上端贯穿储料箱5的底部,且与储料箱5的底部滑动连接。挡料板62的右侧壁与储料箱5右侧壁相贴,挡料板62的上端还设有与下料口51匹配的通孔63。
粉碎桶1的底部还设有鼓风机构7,如图2所示,鼓风机构7包括储气箱71、活塞板72和顺次铰接的推杆73、连接杆74和转动杆75。储气箱71固定在粉碎桶1的底部,活塞板72滑动连接在储气箱71内,推杆73的右端固定在活塞板72上,转动杆75的左端固定在转动轴4底端的中部。储气箱71上、下两个侧壁的右端均设有进气口711,进气口711上均连接有气管,气管远离进气口711的一端贯穿粉碎桶1的左、由侧壁;气管位于粉碎桶1内的一端朝上,且位于筛网2的下方,气管位于粉碎桶1内的一端上设有纱布。
肥皂的加工方法,包括以下步骤:
A、原料粉碎
将原料放置在储料箱内,原料沿着倾斜的储料箱滑动,再通过下料口、进料管和进料口进入粉碎桶内,电机带动转动轴转动,从而带动粉碎刀片和搅拌叶片转动。粉碎刀片转动时,给予原料剪切力,对原料进行粉碎。
原料被粉碎后落至筛网上,粉碎后的原料颗粒沿着筛网滑动,粒径较小的原料颗粒通过筛网上的网孔落至粉碎桶底部,并通过转动轴带动搅拌叶片转动对原料颗粒进行混合。粒径较大的原料颗粒滑动至筛网的底部,通过筛选孔滑出,再落至收料箱进行收集。
转动轴转动,带动粉碎刀片粉碎原料的过程中,转动轴带动转动杆转动,而推杆、活塞板、连接杆和转动杆形成以转动杆为曲柄、连接杆为连杆、推杆和活塞板为滑块的曲柄滑块机构。当转动杆转动时,带动活塞板沿储气箱滑动;储气箱、活塞板和推杆形成活塞结构。
当活塞板向右移动时,将储气箱内的气体挤出,气体通过进气口进入气管内,再进入粉碎桶内,向上吹动筛网上的粒径较大的原料颗粒,使得原料颗粒与粉碎刀片再次接触进行二次粉碎;同时气体吹撒在粉碎刀片上,对粉碎刀片上粘附的原料进行干燥,使得原料与粉碎刀片脱离,避免粉碎刀片的粉碎效果受影响。当活塞板向左移动时,通过气管将粉碎桶内的气体吸入储气箱内进行储存,同时实现负压,使得筛网上粒径较小的原料颗粒快速的通过筛网进入粉碎桶的底部。气管的端部设有纱布,在将粉碎桶内的气体吸入储气箱内时,能避免原料颗粒进入储气箱。
在粉碎原料的过程中,当进入粉碎桶内的原料过多时,会导致粉碎刀片对原料的粉碎效果不佳,因此导致筛网上残留的粒径较大的原料颗粒过多,在原料颗粒重力的作用下,筛网带动支撑块下移,因此带动支杆的右端下移。支杆铰接在支撑杆上,形成杠杆结构,根据杠杆原理,支杆的左端上移,带动挡料板上移,因此挡料板上的通孔与储料箱上的下料口错开,使得从下料口内流出的原料减少,从而能实现对进入粉碎桶内的原料的限流。当原料粉碎完后,通过出料口将粉碎后的原料颗粒取出。
B、溶解
将溶解锅调节至温度为170℃,并将取出的原料颗粒放置在溶解锅内,再向溶解锅内放入清水,放入的清水与原料颗粒的重量比例为1:2,在此温度下对原料颗粒进行溶解13min,溶解时沿顺时针持续搅拌原料颗粒;溶解完成后形成原料溶液。
C、皂化
利用55℃的水和氢氧化钠调配浓度为22%的氢氧化钠溶液,并将溶解锅的温度调节至105℃,并将氢氧化钠溶液投入溶解锅内与原料溶液混合均匀,形成混合溶液。
D、盐析
将溶解锅调节至温度为85℃,并向溶解锅内加入食盐,使得食盐与混合溶液混合均匀,再静置35min,使得混合溶液分层,形成上层的皂基和下层的盐水。
E、干燥成型
将上层的皂基取出,放置在成型盒内,再将成型盒放入烘干机内,使得烘干机的温度保持在65℃,烘干45min后,将成型盒取出,在自然环境下风干3.2h,再进行包装。
实施例2-6与实施例1的不同之处仅在于参数不同。
实验:
对比例1-6的参数如表2所示,
表2
对比例1与实施例1的区别仅在于,未使用本申请提供的粉碎装置进行原料的粉碎;对比例2-7与实施例1的区别仅在于参数不同;对比例7为现有的肥皂加工方法。
现以实施例1-6、对比例1-7提供的肥皂的加工方法进行以下实验。
利用实施例1-6、对比例1-7提供的肥皂的加工方法进行加工肥皂,并记录以下数据:
a、记录完全溶解原料颗粒所用时间(min);
b、分别让30个人分别利用实施例1-6、对比例1-7提供的肥皂的加工方法加工的肥皂,进行洗涤衣物,并让30个人对不同的肥皂进行打分,觉得洗涤效果好的记为合格,觉得洗涤效果不好的记为不合格,记录合格的人数(人);
c、将实施例1-6、对比例1-7提供的肥皂放入水中,且每一盆水的体积相同,记录肥皂溶解完的时间(h)。
实验结果如表3所示,
表3
由此可见,实施例1提供的肥皂加工方法,原料完全溶解的时间最短、肥皂的去污效果最佳、肥皂供使用的时间长。
本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。