DE722289C - Verfahren zur UEberwachung des Verseifungs- und Neutralisationsvorgangs bei der Herstellung von Seifen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Überwachung des Verseifungs- und Neutralisationsvorgangs bei der-Herstellung von Seifen Der Verseifungsvorgarng wird im technisch,en Betrieb hauptsächlich dadurch überwacht, daß aus der Reaktionsmasse von Zeit zu Zeit Proben-- entnommen werden,, welche dann im Laboratorium auf chemischem Wege auf IJberschuß oder Mangel an Alkali untersucht werden.
• Eine derartige chemische Untersuchung dauert mindestens i o. bis 15 Minuten, wobei häufig eine Methode (sog. Alkoholmethode) verwendet wird, deren Ergebnisse unter Umständen erheblich gefälscht sind. Außerdem können wähnend der' verhältnismäßig langen Untersuchungsdauer im; Reaktionsgefäß bereits erhebliche Veränderungen reingetreten sein, da häufig der Verseifungsvorgang und Änderungen des Kolloidzustandes der Seife in Bruchteilen einer Minute vor sich gehen. Es ist also bisher eine laufende Überwachung des Verseifungsvorgangs nicht möglich, sondern höchstens eine Kontrolle der Endergebnisse.
• Während der eigentlichen Verseifung ist der Siedemeister auf -sein geübtes Auge angewiesen, um zu verhindern, daß die Seife bei Laugenmangel zusammenfährt oder bei Laugenüberschu,ß aus dem Verband geht. Sobald aber neuartige Fettsäuren oder Fette verseift werden sollen, wie sie heutzutage besonders häufig anfallen, ist diese rein handwerksmäßige Kontrolle des Siedemeisters nur sehr umsicher.
• Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, durch fortlaufende .pH-Messung der heißen Seife den augenblicklichen Zustand des Kesselinhalts ständig zu überwachen (Mangel oder überschuß an Alkali). Es wird dadurch möglich, auch durch ungeübte Kräfte die Verseifung ausführen zu lassen, da man nur einen bestimmten pH-Wert anzugeben braucht, auf den die Seife ständig eingestellt werden soll.
• Die pH-Messung von verdünnten wäßrigen Seifenlösungen ist schon häufig durchgeführt worden. Man kann dadurch aber über den Zustand der Seife vor dem Auflösen in Wasser keinen Aufschluß erhalten, da ein etwa vorhandener Mangel oder überschuß an Alkali durch die starke Hydrolyse der Seifenlösungen in Wasser völlig überdeckt wird.
• Der Durchführung der pH-Messung in konzentrierten, meistens heißen Seifenlösungen stehen drei Hindernisse im Wege: i. Die Messung ist auszuführen in dem starkalkalischen Bereich pH i o bis 14, wo die meisten pH-Meß:methoden versagen. Dazu kommt noch, daß in diesem an sich schon ungünstigen Gebiet eine Meßgenauigkeit von 0,05 PH-Einheiten (2 bis 3 mV) gefordert 1,verden muß.
• 2. Die zu untersuchende Seife befindet sich auf höherer Temperatur (bis zu ioo° C). Dadurch entsteht die Schwierigkeit, daß die zur Messung notwendige Vergleichselektrode schwierig auf konstanter Temperatur gehalten werden kann.
• 3. Seifen sind kolloidale Lösungen, wo von vornherein nicht klar ist, ob die gemessenen PH-Werte durch Adsorption an den Elektroden oder durch andere Ursachen gefälscht sind, welche auf dem kolloiden Zustand des Meßgutes beruhen.
• Aus den angeführten Gründen schieden folgende pH-Meß.methoden von vornherein aus: alle kolorimetrischen Methoden wegen zu großer Ungenauigkeit (im allgemeinen nicht mehr als. o, i PH-Einheiten, im stark alkalischen Gebiet noch geringere Genauigkeit, da keine geeigneten Farbstoffe vorhanden sind); die Wasserstoffelektrode, da sie für technische Zwecke ungeeignet ist; die Chinhydronelektrode, weil sie nur in dem PH-Bereich von o bis 8 brauchbar ist; die Glaselektrode, weil sie in stark alkalischem Gebiet und bei höherer Temperatur unbrauchbar ist.
• Dagegen ergab sich überraschenderweise, daß die Antimonelektrode auch unter den oben geschilderten schwierigen Umständen durchaus, brauchbar ist. Es gelang, mit ihr die drei bezeichneten Hindernisse zu überwinden.
• Zu i : Es wurde gefunden, daß im stark alkalischen Gebiet (pl, io bis 14) in unbehandelten, lufthaltigen Seifen bei niedriger und bei hoher Temperatur die Antim:onelektrode konstante Potentiale zeigt (Konstanz bei gleicher Temperatur i bis 2 rnV). Die bekannte starke Abhängigkeit der Antimonelektrode von dem Sauerstoffgehalt der Lösungen und von dem Auftreten von Komplexen scheint also in diesem Fall nicht zu stören.
• Zu 2: Es wurde gefunden, daß die Schwierigkeit der PH-Messung bei höheren Temperaturen dadurch- überwunden werden kann, daß .man die für die Messung nötige Vergleichselektrode auf Zimmertemperatur hält. Sie wird durch eine lange bewegliche Elektrolytverbindung mit der zu messenden Seife, welche sich auf höherer Temperatur befindet, verbunden (etwa durch einen mit Kaliumchlo.ridlösung gefüllten Schlauch aus synthetischem Gumini, welcher gegen starke Alkalien und Fettsäuren auch bei ioo° C durchaus beständig ist).
• Gemessen wird hierbei ein Elektrodenpotential, welches durch zwei verschiedene elektrochemische Vorgänge erzeugt wird: Erstens das gewöhnliche Potential, welches durch die elektrolytische Kette Antimon-Elektrolyt-Vergleichselektrodeentsteht, zweitens das Potential (Thermokraft), welches dadurch entsteht, daß die Antimonelektrode sich auf einer höheren Temperatur befindet wie die Vergleichselektrode. Derartige sogelektrolytischen Therm:okräfte geben bei gleichem Temperaturabfall konstante Potentiale, deren thermodynamische Berechnung möglich ist.
• Die ganze Antimonelektrode sowie ihre metallische Ableitung an der mit dem Antimon verbundenen Stelle befindet sich dabei auf der meistens höheren Reaktionstemperatur des Gefäßinhalts. Das Temperaturgefälle liegt also ausschließlich innerhalb der aus einheitlichem: Material bestehenden Metallableitung, z: B. Kupferdraht.
• Die Vergleichselektrode befindet sichaußerhalb des. Gefäßinhalts auf niedriger Temperatur. Sie ist durch eine elektrolytische Verbindung, die aus einem einheitlichen Elektrolyt besteht, mit dem Gefäßinhalt verbunden. Der Temperaturabfall befindet sich ausschließlich innerhalb dieser elektrolytischen Verbindung.
• .Zu 3: Es wurde gefunden, da.ß bei der Verseifung von Fettsäuren und Fetten mit Alkalien die Antimonelektrode repraduzierbare und praktisch verwendbare pH-Werte anzeigt. Dies wird dadurch bewiesen, daß sich während des Verseifungsvorgangs die pH-Werte entlang einer 8-fö.rmig:en Kurve ändern, wie sie auch bei der Tit.ration von nicht kolloiden Lösungen bekannt ist.
• Der technische Fortschritt ist vor allem darin zu erblicken, daß die beschriebene Methode" gestattet, ständig den Herstellungsvorgang von Seifen zu überwachen, so daß es möglich ist, rasch eintretenden Veränderungen des. Reaktionsgutes sofort zu begegnen. Es ist also nicht mehr nötig, zur Prüfung des Alkalitätsüberschusses oder -mangels Proben zu entnehmen, welche auf langwierigem und teilweise unsicherem Weg chemisch untersucht werden müssen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: ,i. Verfahren zur Überwachung des Verseifungs- und Neutralisationsvorgangs bei der Herstellung von Seifen, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zugabe des Allzalis und der anderen notwendigen Bestandteile der pH-Wert im Reaktionsgefäß bei Reaktionstemperatur laufend unter Verwendung von Antimonelektroden gemessen wird, wobei die Antimonelektrode sowie ihre metallische Ableitung an der mit dem Antimon verbundenen Stelle auf der gleichen Reaktionstemperatur wie der Gefäßinhalt gehalten wird, derart, daß, ehi Temperaturabfall ausschließlich innerhalb der aus einem einheitlichen Material bestehenden Metallableitung vor sich geht. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichselektrode sich außerhalb des Gefäßinhalts bei niedriger Temperatur befindet und die elektrolytische Verbindung mit dem Gefäßinhalt durch eine einheitliche Elektrolytlösung hergestellt wird, innerhalb welcher der gesamte Temperaturabfall zwischen Gefäßinhalt und Vergleichselektrode liegt. 3. Verfahren nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Verbindung eine flexible ist und mit Hilfe ,eines nichtleitenden Materials. röhrenförmig hergestellt wird, welches von heißer Lauge und Fettsäure nicht angegriffen wird.