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Verfahren zur Herstellung einer Lecithinseife Lecithin, ein Hauptvertreter
der Phosphatide, hat für verschiedene therapeutische und technische Zwecke große
Bedeutung. In technischer Hinsicht sind insbesondere seine stark hydrophylen Eigenschaften
von größtem Interesse. -Emulgiert man Lecithin, öl und Wasser mit Hilfe einer Emulsionsmaschine,
so bilden sich stark voluminöse konstante Emulsionen. Das organische Naturprodukt
Lecithin ist daher ein vorzüglicher Emulgator und Schaumbildner.
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In der Therapie haben sich die nervenanregenden Wirkungen des von
der Haut leicht resorbierten Lecithins seit Jahrzehnten bewährt. Es dringt in die
Poren der Haut ein und macht diese weich und geschmeidig. Diese weichmachenden Eigenschaften
zeigen sich beim Waschen von Haaren, Faserstoffen und Handschuhen mit lecithinhaltigen
Erzeugnissen. Lecithin wird deshalb auch vielfach zum Gerben von Leder verwendet,
wenn man ein besonders weiches, geschmeidiges Leder erzielen will (Handschuhleder).
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Da also Lecithin ein vorzüglicher hautpflegender Naturwirkstoff von
starker Schaumkraft ist, hat man seit langem versucht, diesen Stoff auch für die
Zwecke der Toilettenseifenfabrikation nutzbar zu machen. Zu befriedigenden Ergebnissen
ist man dabei bisher nicht gekommen.
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Das ist aus verschiedenen Gründen erklärlich. Einmal ist es schwer,
das wachsartige Lecithin vollkommen homogen mit der Seifenmasse zu vermischen. Vor
allem aber ist die geringe Haltbarkeit des Lecithins ein Haupthindernis, diesen
Stoff bei der Herstellung von Seife zu verwenden. Schon beim Lagern an der Luft
zerfällt das stark ungesättigte Lecithin in verhältnismäßig kurzer Zeit. Noch empfindlicher
ist es gegen Erhitzen. Bei
längerem Erhitzen, besonders in einem
stark wässerigen Gemenge, zersetzt es sich unter Bildung penetrant riechender Zersetzungsprodukte,
wie z. B. Trimethylamin. Da das Lecithin wegen seiner Fettbeimengungen und seiner
Fettradikale beim Verseifungsprozeß mit verseift werden muß, so kann dasselbe bei
der im allgemeinen üblichen Anwendung des Seifensiedeverfahrens überhaupt nicht
verwendet werden, da es sich beim Sieden der stark wässerigen Seife in kürzester
Frist unter Bildung übel riechender 5tofffe zersetzt. Aber auch die Kalt-oder Halbwarmverseifung
ist für die Herstellung von Lecithinseifen nicht geeignet. Abgesehen von der mangelhaften
Verseifung von Hartfetten bei der Anwendung dieses Verfahrens zersetzt sich etwa
verwendetes Lecithin durch die lange Dauer des Kaltverseifungsverfahrens beim Lagern
der Seife nach verhältnismäßig kurzer Zeit.
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Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden nun die Schwierigkeiten
der Lecithinverwendung in der Seifenfabrikation dadurch überwunden, daß man das
Lecithin, ein stark ungesättigter und daher leicht zersetzbarer Stoff, , nicht in
seiner Originalsubstanz, sondern in Form einer gesättigten und daher besser haltbaren
Lecithinverbindung einem mit konzentrierter Natronlauge verhältnismäßig trocken
hergestellten Seifenteig am Schlusse der Verseifung zusetzt. Es wurde nämlich gefunden,
daß bestimmte Lecithinverbindungen ein kurzes Erhitzen in einer nicht zu feuchten
Seifenmasse ohne Gefahr einer Zersetzung vertragen. Es wird erfindungsgemäß daher
zunächst eine haltbare Lecithinverbindung, z. B. durch Anlagerung von Formaldehyd,
hergestellt. Als Lecithin eignet sich für diesen Zweck am besten das bei der Sojaölextraktion
als Nebenprodukt anfallende Rohlecithin, das sich aus etwa 6o°Jo Lecithin und 40°J0'
Sojaöl zusammensetzt. Man vermischt beispielsweise 30' kg Rohlecithin mit 15
kg 34%igem Formaldehyd und 5 Liter Wasser in einer hochtourigen Emulsionsmaschine,
bis sich eine vollkommen homogene Emulsion gebildet hat. Das Formaldehyd hat sich
alsdann dem in der Emulsion enthaltenen Lecithin im Komplex angelagert. An Stelle
von Formaldehyd kann man auch andere zur Herstellung einer gesättigten Lecithinverbindung
geeignete Aldehyde oder Ester verwenden.
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Mit der so hergestellten Lecithinformaldehydemulsion wird nun eine
haltbare Lecithinseife gewonnen, indem man beispielsweise zunächst ioo kg Fett oder
Fettsäure in einer heizbaren Misch- und Knetmaschine mit etwa i kg Bindemittel,
beispielsweise i kg Tragant und i bis 2 1 Wasser, vermischt und das Gemenge dabei
auf etwa 60' bis 65° erwärmt. Der Bindemittelzusatz erfolgt einerseits zwecks Bildung
einer die Verseifung erleichternden Fettemulsion und anderseits, um dem Seifenpulver,
welches am Schlusse dieses Verfahrens aus der gebildeten Lecithinseife hergestellt
wird, die erforderliche Bindekraft zur Verformung von Stücken aus dem getrockneten
Seifenpulver zu verleihen. Lecithinseife läßt sich nämlich wegen der stark klebenden
Eigenschaften des Lecithins nicht aus feuchtem Seifenteig, wie: das bei- den sonstigen
Seifen üblich ist, verformen.
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Die beschriebene Fetttragantemulsion wird nun dadurch zu einer schnellen
und relativ trockenen Verseifung gebracht, indem man unter ständigem Verrühren die
zur Verseifung (berechnet nach Verseifungszahl) erforderliche Menge konzentrierter
warmer (etwa 60'°) Natronlauge von 45 Be der Fettmasse zusetzt, alsdann nun eine
schnelle Verseifung der Fettmasse durch einen viermaligen Zusatz von je i 1, d.
h. mindestens etwa i 17o 30%igem Wasserstoffsuperoxyd, in Zwischenräumen von je
etwa 5 Minuten herbeiführt.
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In Ausführung dieses Verseifungsverfahrens vermischt man zunächst
i bis 2 Minuten lang die warme Fetttragantemulsion mit der zu ihrer Verseifung erforderlichen
Gesamtmenge konzentrierter Natronlauge, fügt dann sofort anschließend etwa i 1 30%iges
Wasserstoffsuperoxyd dem Gemenge zu. Durch die in der Fettemulsion zunächst noch
als freies Alkali vorhandene Natronlauge wird nun ein stürmischer Zerfall des Wasserstoffsuperoxyds
unter schnell ansteigender Erhitzung der Fettmasse auf i30 bis i50° herbeigeführt,
wobei sich eine stark schäumende, sehr voluminöse Fettemulsion entwickelt. Nach
etwa 5 Minuten hat sieh ein homogener Seifenleim gebildet, wonach die Sauerstoffreaktion
abklingt und das Volumen der Seifenmasse wieder auf seine Ausgangsmasse zurückfällt.
Zu diesem Zeitpunkt wird nunmehr anschließend die zweite Teilmenge von etwa i 1
Wasserstoffsuperoxyd zugefügt, wonach sich die --schon beschriebene Sauerstoffreaktion
zum zweiten Male wiederholt.,Nach etwa weiteren 5 Minuten ist dann auch die zweite
Sauerstoffreaktion unter Bildung einer dickbreiigen Seifenmasse beendet. Anschließend
wird nunmehr die dritte Teilmenge von etwa i 1 Wasserstoffsuperoxyd dem Seifenteig
zugesetzt; wonach zum dritten Male eine stark voluminöse Fettseifenemulsion gebildet
wird. Nachdem auch diese nach etwa weiteren 5 Minuten abgeklungen ist, hat die Seifenmasse
bereits die Form eines festen, plastischen Seifenteiges angenommen, da sie bereits
bis auf geringfügige Reste verseift ist. Zur restlosen Verseifung dieser geringfügigen.
Fettrestbestandteile wird nunmehr nochmals als vierte Teilmenge etwa i 1 Wasserstoffsuperoxyd
zugesetzt, wonach in weiteren 5 Minuten die eingefüllte Fettmasse vollständig unter
Bildung einer verhältnismäßig trockenen Seifenmasse verseift ist. Die Gesamtverseifung
ist somit in der kurzen Zeit von etwa 25 bis 30' Minuten beendet. , Die wiederholten
Wasserstoff superoxydreaktionen unter Bildung stark voluminöser Fettemulsionen und
eine damit Hand in Hand gehende erhebliche und schnelle Steigerung der Temperatur
bewirken selbst bei Verwendung von schwer ver- i seifbaren Fetten eine sehr schnelle
und vollständige Verseifung der Fettmasse. Beim Seifensiedeverfahren ist für die
Verseifung der Fettmasse eine Dauer von etwa i bis 2 Tagen erforderlich, wobei dann
noch eine verhältnismäßig stark wasserhaltige i Seifenmasse gewonnen wird.
Die
schnelle Verseifung nach dem hier vorliegenden neuen Verfahren erklärt sich aus
verschiedenen Gründen. Durch die stürmischen Sauerstoffreaktionen ergeben sich wiederholte
starke Volumvergrößerungen der Fettmasse um etwa 400 bis 6oo%. Infolge dieser Oberflächenvergrößerungen
sind die einzelnen Fetteilchen dem Angriff der konzentrierten Lauge unmittelbar
zugängig. Die Misch- und Knetmaschine muß im Hinblick auf die Volumvergrößerungen
der Fettmasse daher etwa ein um 4oo bis 6oo% größeres Fassungsvermögen wie das Volumen
der eingefüllten Fettmasse haben, damit die sich bildende voluminöse Seifenemulsion
den Rand der Maschine nicht übersteigt. Die schnelle Verseifung wird auch begünstigt
durch die starke Aktivität nascierenden Sauerstoffes unter Bildung einer für die
Verseifung günstigen Reaktionstemperatur von etwa 13o bis i5o°.
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Während der ganzen Dauer des hier beschriebenen Verseifungsverfahrens
bleibt das Rührwerk der Misch- und Knetmaschine in ständiger Bewegung.
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Die hier beschriebene Art der Verwendung von Wasserstoffsuperoxyd
ist für den Verseifungsprozeß von entscheidender Bedeutung. Setzt man beispielsweise
dem zu verseifenden Fett nur eine kleine Menge Wasserstoffsuperoxyd von beispielsweise
0,5% und etwa vor dem Vermischen der Fettmasse mit Natronlauge zu, so ist die eintretende
Sauerstoffreaktion vollkommen unzureichend, um eine schnelle und restlose Verseifung
der verhältnismäßig trockenen Fettmasse zu erreichen. Eine schnelle und restlose
Verseifung der verhältnismäßig wasserarmen Fettmasse erzielt man nur, wenn man das
Wasserstoffsuperoxyd der zu verseifenden Fettmasse in den oben angegebenen größeren
Teilmengen, und zwar erst nach dem Vermischen der Fettmasse mit konzentrierter Natronlauge,
zusetzt.
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Fü'r die Herstellung einer haltbaren Lecithinseife muß der Verseifungsprozeß
nur unter Verwendung konzentrierter Natronlauge von 45° Be und einem verhältnismäßig
geringen Wassergehalt der zu verseifenden Fettemulsion durchgeführt werden.
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,Bei einem so verhältnismäßig niedrigen Wassergehalt der zu verseifenden
Fettemulsion läßt sich die Verseifung nur mit Hilfe der beschriebenen Sauerstoffreaktionen
unter Verwendung konzentrierter Natronlauge erzielen und die Bildung eines hinreichend
trockenen, plastischen Seifenteiges erreichen.
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Bei dem üblichen Seifensiedeverfahren, bei dem die Fettmasse unter
Zugabe von viel Wasser gekocht wird, erhält man auch eine stark wässerige Seifenmasse.
Eine solch wässerige Seifenmasse läßt sich aber auch für die Herstellung haltbarer
Lecithinseife nicht verwenden, da bei Trocknung dieser Seifenmasse das Lecithin
bzw. auch die Lecithinverbindung infolge des hohen Wassergehaltes der Seife hydrolytisch
gespalten wird.
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Die Herstellung eines Lecithinseifenteiges mit verhältnismäßig niedrigem
Wassergehalt ermöglicht es auch, daß die Lecithinseife nach kurzem Abkühlen an der
Luft direkt piliert werden kann, während bei der nach dem Siedeverfahren hergestellten
feuchten Seifenmasse vor dem Pilieren noch mehrere Behandlungsmaßnahmen der hergestellten
Seife erforderlich sind. Die Herstellung des nach dem Verfahren der Erfindung gebildeten
verhältnismäßig trockenen Seifenteiges ist daher eine Vorbedingung für die Herstellung
einer haltbaren Lecithinseife.
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Dem nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten heißen Seifenteig
werden nun direkt nach beendeter Verseifung etwa io bis 12 kg der beschriebenen
Lecithinformaldehydemulsion zugleich mit der zur Verseifung der in der Lecitliinemulsion
enthaltenen Fettbeimengungen erforderlichen Natronlauge von 45° B6 ( berechnet nach
Verseifungszahl) zugesetzt und das Ganze dann in der Mischmaschine noch etwa 4 bis
5 Minuten lang unter Erwärmen verrührt. Danach sind sowohl die Fette wie auch das
zugesetzte Lecithin ohne Zersetzung vollkommen verseift.
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Der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte plastische Lecithinseifenteig
wird nun nach kurzem Abkühlen der Masse an der Luft in der üblichen Weise piliert,
wonach die pilierte I_ecithinseife in geeigneten Trockenapparaten getrocknet und
die getrocknete Seife unter Zusatz von etwa 5% Wasser mit einer geeigneten Apparatur
zu Seifenpuder vermahlen wird. Zur Aromatisierung werden dem feingemahlenen Lecithinseifenpuder
etwa i bis i 1/2 % Seifenparfüm zugesetzt, wonach der Seifenpuder zwecks Homogenisierung
des Parfüms in einer langsam laufenden Mühle zum zweiten Male vermahlen wird. Hierauf
-wird das aromatisierte Lecithinseifenpulver einer kontinuierlich arbeitenden Rotationsseifenpresse
zugeführt, die das Pulver auf Grund seiner bindenden Eigenschaften zu festen Seifenstücken
automatisch verformt.
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Die wesentlichsten Vorteile des Verfahrens der Erfindung sind folgende:
Der Verseifungsprozeß eines wasserarmen Fettansatzes wird unter Bildung eines verhältnismäßig
trockenen, plastischen Seifenteiges wesentlich verkürzt. Der hergestellte plastische
Seifenteig läßt sich ohne vorhergehende weitere Verarbeitung nach kurzem Abkä hlen
an der Luft direkt pilieren. Während beim Seifensiedeverfahren für die Verseifung
eines Fettansatzes bis zum Pilieren der Seife mehrere Verarbeitungsprozesse von
etwa i bis a Tagen Dauer erforderlich sind, erfolgt die Verseifung der Lecithinfettmasse
bis zum Pilieren nach dem Verfahren der Erfindung in einem Arbeitsgang, so daß hierfür
auch nur ein Maschinentyp, nämlich nur eine Misch-und Knetmaschine, erforderlich
ist. Dagegen muß beim Siedeverfahren der hergestellte feuchte Seifenteig mehrere
Verarbeitungsprozesse in einer umfangreichen Apparatur vor dem Pilieren durchmachen.
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Die kontinuierliche Verformung des Seifenpulvers in einer automatisch
arbeitenden Rotationsseifenpresse ist einfacher und leistungsfähiger wie
die
Verformung von Seifenstücken aus Seifenteig mit Hilfe von Seifenstrangmaschinen
und Seifenstanzen. Von besonderer Bedeutung ist aber die nun ermöglichte Verwendung
des so wertvollen Naturhautwirkstoffes Lecithin in der Seifenfabrikation. Das Verfahren
ist daher nicht nur sehr rationell und leistungsfähig, es ermöglicht auch eine Qualitätsverbesserung
der Lecithinseife.