DE3704605A1 - Kontinuierliche seifenherstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkalimetallsalzen von Fett­ säuren, hier im folgenden mit "Seifen" bezeichnet. Insbesonde­ re bezieht sie sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Seifen durch direktes Verseifen von Fetten und Ölen mit einem geeigneten Verseifungsmittel.

Die direkte Verseifung von Fetten und Ölen zur Seifenherstel­ lung ist ein in der Technik gut bekanntes Verfahren, und es sind in der bisherigen Technik verschiedene Verfahren zur Durchführung der direkten Verseifung beschrieben worden. So ist in der US Patentschrift 18 74 388 ein Verfahren erläu­ tert, in dem eine Mischung eines Öles oder eines Fettes und eines Verseifungsmittels in einer Mühle einem intensiven Zer­ reiß- und Dispersionsvorgang unterworfen wird. Ein anderes Verfahren ist in der US Patentschrift 30 66 015 beschrieben, worin ein Fett oder ein Öl und ein Verseifungsmittel in einer Reaktionskammer, die mit einer Rezirkulationsschleife ausge­ stattet ist, kräftig gerührt wird. In der US Patentschrift 27 30 539 ist ebenfalls ein Verfahren beschrieben, wobei die Mischung eines Fettes oder eines Öles und eines Verseifungs­ mittels hohen Scherkräften ausgesetzt wird.

Alle diese Verfahren erfordern einen externen Pumpenbetrieb, um die Mischung durch die Reaktionskammer, in der die Mischung den hohen Scherkräften ausgesetzt wird, zu leiten. Darüberhinaus ist die schnelle und vollständige Verseifung mit Hilfe dieser Verfahren schwer zu erreichen, da sich die Umsetzung anfänglich relativ langsam vollzieht.

Aus diesem Grunde bevorzugen die dem Stand der Technik ent­ sprechenden Vorschläge häufig einen Vor-Verseifungsschritt, um das Fett und Öl bis zu einem gewissen Grade zu verseifen und dann diese vorverseifte Mischung intensiven Scherkräften auszusetzen, damit die Verseifung vollständig wird. So wird in einem Verfahren, das in der französischen Patentschrift 9 25 563 beschrieben ist, die Mischung aus Öl oder Fett und einem Verseifungsmittel zuerst in einem Mischer des Rotor/Sta­ tor-Typs intensiven Scherkräften unterworfen, und die so verseifte Mischung wird dann in einen zweiten Rotor/Stator- Mischer eingebracht, in dem die Verseifung mittels Rezirku­ lation der Reaktionsmasse durch den zweiten Rotor/Stator- Mischer vervollständigt wird, wobei in diesem hohe Scher­ kräfte zum Einsatz kommen.

Es wurde nun gefunden, daß die direkte Verseifung schnell und vollständig in einem Schritt ausgeführt werden kann, ohne daß ein äußerer Pumpenbetrieb notwendig ist, um den Durchsatz durch die Kammer zu erreichen, indem ein Fett oder ein Öl in einem Rotor-Stator-Mischer, der außerdem eine Pumpenfunktion besitzt, verseift wird, und indem die verseifte Reaktions­ mischung zu diesem Rotor-Stator-Mischer zurückgeführt wird.

Demzufolge bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Ver­ fahren zur kontinuierlichen Herstellung von Seifen mittels der direkten Verseifung eines Öles oder eines Fettes mit einem geeigneten Verseifungsmittel, worin eine Mischung des Öles oder Fettes und des Verseifungsmittels in einer Reaktionskammer, die einen Rotor und einen Stator enthält, hohen Scherkräften ausgesetzt wird, wobei die entstehende Reaktionsmischung in die Reaktionskammer zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer außerdem die Funktion einer Pumpe besitzt, die den Durchfluß und die Rezirkulation der Reaktionsmischung ermöglicht.

Die Reaktionskammer umfaßt einen Rotor und einen Stator und bewirkt nicht nur eine intensive Scherung, sondern auch das Umpumpen der Reaktionsmischung. Eine solche Reaktionskammer ist z.B. ein dynamischer Mischer des Rotor/Stator-Typs, der in der Technik gut bekannt ist. Ein solcher dynamischer Rotor/Stator-Mischer ist z.B. in der deutschen Patentschrift 30 09 233 beschrieben und ist im Handel von Krupp Indus­ trietechnik, Deutschland, unter dem Namen Supraton-Mischer er­ hältlich. Im wesentlichen besteht dieser Mischer aus einer Rotor/Stator-Kombination, in der der Rotor mit drei koaxialen Ringen mit besonders hergestellten Zähnen versehen ist. Diese Ringe passen in ein ähnlich gearbeitetes Gehäuse, den Stator. Durch diese Konstruktion werden drei miteinander in Verbin­ dung stehende, radiale Zonen gebildet, die hohe Scherkräfte auf die Reaktionsmasse bewirken. Dieser Mischer ist so kon­ struiert, daß die Reaktionsmischung mit Hilfe der Rotorwirkung außerdem durch den Mischer transportiert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe eines Fließ­ diagramms, wie in Fig. 1 dargestellt, erläutert. Ein Fett oder ein Öl und ein Verseifungsmittel werden aus den Vorrats­ behältern A bzw. B mit Hilfe von zwei Dosierpumpen C und D direkt in den dynamischen Rotor/Stator-Mischer E eingefüllt. Der Druck im System wird mittels eines Druckkontrollventils F am Ende der Verbindungsleitung G reguliert. Oben auf dem Mischer ist ein Dreiwege-Ventil H installiert, das es ermöglicht, einen Teil des Produktes aus dem Mischer zu rezirkulieren.

Die entstandene verseifte Reaktionmischung wird auf übliche Weise weiter verarbeitet - ohne irgendeinen Anpassungsschritt - um das fertige Seifenprodukt herzustellen, z.B. auf einer Kühltrommel abgeschreckt und in Flöckchenform gebracht, oder in einer Vakuumkammer abgeschreckt, extrudiert und zum Bei­ spiel zu Seifenstücken geformt.

In diesem Zusammenhang ist überraschenderweise gefunden wor­ den, daß die vorliegende Erfindung besonders für die Herstel­ lung transparenter Seifen geeignet ist. Das Glycerin, das bei der Verseifung anfällt, muß nicht entfernt werden, und durch Zugabe einer definierten Menge an Fettsäuren zu dem Fett oder Öl, das verseift werden soll, kann das passende Verhältnis von Seife zu Glycerin erhalten werden, sodaß man hieraus transparente Seifen herstellen kann. Diese Menge an zuzu­ setzenden Fettsäuren ist von dem Fett oder Öl abhängig, das für die Verseifung verwendet wird, damit man den insgesamt benötigten Fettbestandteil in der Seife erhält. Man sollte genügend Elektrolyte zusetzen, um ausreichende Festigkeit der Seife zu erzielen.

Die Verfahrensbedingungen wie Temperatur und Druck sind von der Größe des Mischers, der Rotorgeschwindigkeit, dem Durch­ fluß, der Öl- oder Fettart und dem Typ der benötigten Seife abhängig, und diese Bedingungen können durch einfache prak­ tische Untersuchungen leicht bestimmt werden.

Die Erfindung wird nun weiterhin beispielhaft erläutert.

Beispiel 1

Das dem Fließdiagramm entsprechende Verfahren wurde bei einem Druck von 3 bar eingesetzt. Eine Mischung aus 80% Talg und 20% Kokosfett wurde bei 100°C in den Mischer eingebracht, zusammen mit 50% Natriumhydroxid-Lösung. Der Durchsatz des Fettes betrug 100 kg/h und die Natriumhydroxid-Lösung wurde bei Umgebungstemperatur in einer Menge zugegeben, die um 3% über der für die vollständige Umwandlung benötigten lag. Die Rotorgeschwindigkeit betrug 1500 Upm. Die entstandene verseifte Mischung aus dem Mischer besaß einen Umsetzungsgrad von mehr als 90%, wobei die Verweilzeit im Mischer extrem kurz war. Ähnliche Ergebnisse erhielt man bei anderen Rotorgeschwindigkeiten im Bereich von 1500 Upm bis zu 5500 Upm.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 70% Talg, 25% Kokosfett und 5% Harz wurde bei 100°C in den Mischer eingebracht, wie auch eine Mischung aus Natrium- und Kaliumhydroxid zusammen mit Natrium­ chlorid. Das Ätznatron wurde in einer Menge zugesetzt, die für die vollständige Verseifung ausreichte.

Der Durchsatz betrug 125 kg/h und die Rotorgeschwindigkeit wurde zwischen 3000 und 5000 Upm variiert.

Die entstandene verseifte Mischung war beinahe vollständig umgesetzt, enthielt nach Abkühlen auf der Kühltrommel insge­ samt 72% Fettbestandteile und hatte einen Glyceringehalt von 7,2%. Nach weiterer Verarbeitung dieser Seifengrundlage in der für durchsichtige Seifenstücke üblichen Weise er­ hielt man befriedigende durchsichtige Seifenstücke mit einer Lichtdurchlässigkeit von 20 auf der Gardner-Skala.

Claims (2)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alka­ limetallsalzen von Fettsäuren durch die direkte Verseifung eines Öles oder eines Fettes mit einem alkalischen Versei­ fungsmittel, wobei eine Mischung des Öles oder Fettes und des Verseifungsmittels in einer Reaktionskammer, die einen Rotor und einen Stator enthält, hohen Scherkräften ausgesetzt wird und die Alkalimetallseife aus der Reaktionsmischung gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandene Reaktions­ mischung in die Reaktionskammer rückgeführt wird, wobei die Reaktionskammer ein dynamischer Mischer mit einer Pumpenfunk­ tion ist, welche den Durchsatz und die Rezirkulation der Reaktionsmischung bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von trans­ parenten Seifen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Öl oder Fett freie Fettsäuren zugesetzt werden und das bei der Verseifung anfallende Glycerin in der Reaktionsmischung verbleibt.