RU2708062C1

RU2708062C1 - Method for producing environmentally safe solid soap

Info

Publication number: RU2708062C1
Application number: RU2019130802A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Пименов; Наталья Леонидовна Ефимова; Александр Владимирович Покровский; Виктор Сергеевич Сапежинский; Сергей Иванович Зубакин; Павел Феликсович Джулай
Original assignee: Юрий Александрович Пименов; Наталья Леонидовна Ефимова; Александр Владимирович Покровский; Виктор Сергеевич Сапежинский; Сергей Иванович Зубакин; Павел Феликсович Джулай
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2019-12-04

Abstract

FIELD: cosmetology.

SUBSTANCE: invention relates to cosmetic industry and represents a method for preparing solid soap, involving saponification of fat phase with caustic alkalis in hydrodynamic mode, characterized by that vegetable oil is used as fat phase, mixed ingredients are taken in stoichiometric ratio, at that, in surfactant solution at room temperature in amount of 0.05–0.5 % is introduced into room-temperature solution, saponification of vegetable oil with prepared alkali solution is performed in vibrocavitation mixer – homogenizer with working element, perforated rotor, and fixed working element, perforated stator, with maximum perforation size of not more than 0.05 of rotor diameter and peripheral rotor speed of not less than 20 m/s to obtain microemulsion, obtained microemulsion is supplied into reservoir for maturing during 20–40 minutes with subsequent transmission to mold the finished product.

EFFECT: invention allows to simplify technology of ready product manufacture, ensures process performance at room or minimum initial temperature of fluidity of used oils and other ingredients to produce solid soap of high quality with content of mass fraction of fatty acids more than 65 %.

6 cl, 4 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству моющих средств. The invention relates to the production of detergents.

До середины прошлого века мыло варили и промывали только в котлах периодического действия. Эта технология, известная как котловой или «Марсельский способ» сохранилась во многих странах и до наших дней.Until the middle of the last century, soap was boiled and washed only in boilers of periodic action. This technology, known as the boiler or the “Marseille method”, has been preserved in many countries to this day.

В частности, в РФ практически все мыловаренные заводы производят мыло именно котловым способом, для которого характерна многостадийность операций, большая длительность полного технологического цикла (до 5-7 суток), технологические потери исходного сырья и существенное количество отходов. In particular, in the Russian Federation almost all soap factories produce soap precisely in the boiler way, which is characterized by multi-stage operations, a long duration of the full production cycle (up to 5-7 days), technological losses of raw materials and a significant amount of waste.

Известен способ производства мыла, при котором бак для сырья через загрузочное окно загружают нужные жиры, но не полностью, а оставляют часть их (3-5%) для возможной надобности исправления мыла. Затем приготовляют щелочь. Так как при горячей варке процесс омыления совершается скорее, если действовать сначала слабыми щелочами, а затем более крепкими, то всю нужную твердую щелочь делят на четыре части. Насосом подается в бак вода. Затем она нагревается до состояния пара. Пар подается в рубашку котла для разогрева компонентов (нагрев можно производить электрическими тэнами). К расплавленной массе постепенно подается раствор каустической соды при работающей мешалке. Всю смесь кипятят до образования беловатого, похожего на молоко раствора, так называемой эмульсии. Образование эмульсии указывает на то, что щелочь начинает превращать жир в мыло.A known method for the production of soap, in which the tank for raw materials through the loading window load the necessary fats, but not completely, but leave some of them (3-5%) for the possible need for correction of soap. Then prepare the alkali. Since during hot cooking, the saponification process is completed more quickly, if you act first with weak alkalis, and then stronger, then all the necessary solid alkali is divided into four parts. Water is pumped into the tank. Then it is heated to a state of steam. Steam is supplied to the boiler jacket to heat up the components (heating can be done with electric heating elements). A solution of caustic soda is gradually fed to the molten mass with the stirrer operating. The whole mixture is boiled until a whitish, milk-like solution, the so-called emulsion, is formed. The formation of an emulsion indicates that the alkali begins to turn fat into soap.

Начиная с 50-х годов XX века стали все шире распространяться непрерывные технологии производства мыла. В последнее десятилетие большинство ведущих фирм-производителей мыла, в частности Procter and Gamble (США), Mazzoni LB (Италия), Lurgi (Германия) и др. перешли на непрерывную технологию варки мыла при давлении 3-3,5 кгс/см2 и температурах 135-145°С. Это позволило по сравнению с котловым способом существенно, - до нескольких часов сократить производственно-технологический цикл, снизить энергозатраты. Starting from the 50s of the 20th century, continuous soap production technologies began to spread more and more. In the last decade, most of the leading soap manufacturing companies, in particular Procter and Gamble (USA), Mazzoni LB (Italy), Lurgi (Germany) and others, have switched to continuous soap cooking technology at a pressure of 3-3.5 kgf / cm2 and temperatures 135-145 ° C. This made it possible, in comparison with the boiler method, significantly - up to several hours to reduce the production and technological cycle, to reduce energy costs.

Вместе с тем, для непрерывной технологии характерна та же самая многостадийность производства, использование значительного количества электроэнергии, острого пара, сжатого воздуха, применение в процессах производства красителей (родамин, метанил, флюоресцеин, цинковые белила, двуокись титана и др.), пластификаторов, антиоксидантов.At the same time, continuous technology is characterized by the same multi-stage production, the use of a significant amount of electricity, hot steam, compressed air, the use of dyes (rhodamine, methanyl, fluorescein, zinc white, titanium dioxide, etc.), plasticizers, antioxidants in the production processes .

Для нейтрализации подмыльного щелока используется серная кислота, каустическая сода, сернокислый алюминий. Совокупный объем выхода подмыльного щелока при текущих объемах производства мыла в РФ оценивается на уровне 70 тыс. тонн/год. Потери сырых жирных кислот с подмыльными щелоками составляют 3,5 - 5 % от исходного количества сырых кислот в соапстоке. В настоящее время еще не разработан способ выделения соапстоков, обеспечивающий экономию материальных ресурсов с одновременным уменьшением вредных выбросов в окружающую среду.Sulfuric acid, caustic soda, and aluminum sulfate are used to neutralize soapstone liquor. The total output volume of soapstone liquor at current volumes of soap production in the Russian Federation is estimated at 70 thousand tons / year. Losses of crude fatty acids with soapstone liquors account for 3.5 - 5% of the initial amount of crude acids in soap stock. At present, a method for separating stock stocks has not yet been developed, which ensures the saving of material resources while reducing harmful emissions into the environment.

При производстве 1 тн мыла в результате высолки, отстоя и утилизации подмыльного щелока образуется до 800 литров воды, загрязненной остатками мыла, щелочью, солью, содой, кислотой и пр., большая часть которой после очистки сбрасывается в канализацию и водоемы, что не только приводит к дополнительным расходам, но и наносит вред окружающей среде. In the production of 1 ton of soap, as a result of drying out, sludge and disposal of soapstone, up to 800 liters of water are formed contaminated with soap residues, alkali, salt, soda, acid, etc., most of which, after cleaning, is discharged into sewers and water bodies, which not only leads to to additional costs, but also harmful to the environment.

Таким образом, даже при использовании современных непрерывных технологий производства мыла сохраняется существенное негативное воздействие их на окружающую среду.Thus, even when using modern continuous technologies for the production of soap, their significant negative impact on the environment remains.

Анализ научно-технической информации показал, что применяемые в настоящее время технологии получения мыл на основе жирных кислот энергоемки, продолжительны и имеют ряд других недостатков. Использование новых технологий позволяет оптимизировать технологический процесс.Analysis of scientific and technical information showed that the currently used technologies for producing soaps based on fatty acids are energy-intensive, long-lasting and have a number of other disadvantages. The use of new technologies allows to optimize the technological process.

В связи с тем, что в данном случае мы имеем дело с гетерогенными системами, для них характерно наличие между образующими их фазами поверхностей раздела, которые оказывают большое влияние на поведение всей системы в целом. При рассмотрении свойств междуфазных поверхностей раздела следует иметь в виду, что, несмотря на интенсивное перемещение молекул при обычных температурах через поверхность раздела, толщина граничного слоя статистически не превышает размера одного-двух молекулярных диаметров. (А.Шварц, Дж. Перри, Поверхностноактивные вещества, И.Л. М. 1953 г.)Due to the fact that in this case we are dealing with heterogeneous systems, they are characterized by the presence of interfaces between the phases forming them, which have a great influence on the behavior of the entire system as a whole. When considering the properties of interphase interfaces, it should be borne in mind that, despite the intense movement of molecules at ordinary temperatures through the interface, the thickness of the boundary layer does not statistically exceed the size of one or two molecular diameters. (A. Schwartz, J. Perry, Surface-active substances, I.L. M. 1953)

В настоящее время меняется представление о возможностях самого процесса перемешивания, который становится способом получения материалов с комплексом требуемых свойств. Все чаще процесс смешения рассматривают как целостную химико-технологическую систему, в которой оборудование является центральным звеном. К такому оборудованию предъявляются требования обеспечения непрерывности технологического процесса, регулирования параметров смешения в широком диапазоне, простоты и надежности аппаратурного оформления.At present, the idea of the possibilities of the mixing process itself is changing, which is becoming a way of obtaining materials with a set of required properties. Increasingly, the mixing process is considered as an integrated chemical-technological system in which equipment is the central link. Such equipment is required to ensure the continuity of the process, control the mixing parameters in a wide range, simplicity and reliability of the hardware design.

Известен способ получения твердого хозяйственного мыла (А.С. 1828 656 от 27.05.1995), заключающийся в том, что жировой набор и водный раствор кальцинированной соды с концентрацией 20-24 мас. дозирующими устройствами подают через теплообменник, где они нагреваются до температуры 100-180°С, в раствор, обеспечивающий проведение карбонатного омыления в тонкой высокотурбулизованной пленке в режиме, характеризующемся критерием Эйлера от 500 до 2000. Омыленные углекислой содой нейтральные жиры и жирные кислоты доомыляют 42%-ным водным раствором каустической соды до содержания свободной едкой щелочи в омыленной массе равного 0,15% Затем омыленную массу шлифуют горячей водой и раствором NaCl и отстаивают в течение 10 ч. После чего отделяют мыльную основу, проводят ее вакуумную сушку и пилирование.A known method of obtaining solid laundry soap (A.S. 1828 656 from 05/27/1995 ) , which consists in the fact that the fat set and an aqueous solution of soda ash with a concentration of 20-24 wt. dosing devices are fed through a heat exchanger, where they are heated to a temperature of 100-180 ° C, into a solution that provides carbonate saponification in a thin highly turbulized film in a mode characterized by Euler's criterion from 500 to 2000. Neutral fats and fatty acids saponified with carbonic acid soybean 42% -a aqueous solution of caustic soda until the content of free caustic alkali in the saponified mass is 0.15%. Then, the saponified mass is ground with hot water and a NaCl solution and left to stand for 10 hours. After that, the soaps are separated hydrochloric basis, it is carried out by vacuum drying and pilirovanie.

Недостатки способа - многостадийность, сложность проведения и проведение процесса омыления при высоких высоких температурах техпроцесса.The disadvantages of the method are multi-stage, the complexity of the conduct and the saponification process at high high temperatures of the process.

Известен способ получения мыла (А.С. 1817 900 от 09.07.1995) в соответствии с которым, раствор углекислой соды концентрацией 28% нагретый до температуры 98°С, и смесь жирных кислот, нагретую до 120°С, подают насосами-дозаторами через сетчатые фильтры в аппарат для карбонатного омыления. Затем омыленную карбонатом натрия массу направляют насосом-дозатором в аппарат типа ротор-статор. Одновременно в этот аппарат подают насосом-дозатором 42%-ный раствор гидроксида натрия в соотношении 1:50 к омыленной карбонатом натрия массе. В аппарате смешение компонентов происходит в высокотурбулизованной пленке при следующих параметрах: Толщина пленки 1-3 мм, Скорость сдвига 1000-20000 с -1 Полученную мыльную основу с содержанием свободного гидроксида натрия в омыленной массе, равным 0,3% шлифуют горячей водой и раствором хлорида натрия и отстаивают в течение 10 ч с получением мыльного клея и ядра. Готовую мыльную основу после отделения клея направляют на сушку и пилирование.A known method of producing soap (A.S. 1817 900 from 07/09/1995) according to which, a solution of carbonic soda with a concentration of 28% is heated to a temperature of 98 ° C, and a mixture of fatty acids heated to 120 ° C is fed by metering pumps through strainers to a carbonate saponification apparatus. Then the saponified mass of sodium carbonate is sent by a metering pump to a rotor-stator apparatus. At the same time, a 42% sodium hydroxide solution in a ratio of 1:50 to saponified sodium carbonate mass is supplied to this apparatus by a metering pump. In the apparatus, the components are mixed in a highly turbulent film with the following parameters: Film thickness 1-3 mm, Shear rate 1000-20000 s -1 The resulting soap base with a free sodium hydroxide content of saponified mass of 0.3% is ground with hot water and a chloride solution sodium and stand for 10 hours to obtain a soap glue and core. The finished soap base after separation of the glue is sent to drying and sawing.

Указанный способ является многостадийным и высокотемпературным.The specified method is multi-stage and high temperature.

Техническая проблема заключается в разработке способа получения экологически чистого мыла по технологии исключающей негативное воздействие на окружающую среду, не требующей высоких температур ингредиентов и обеспечивающей в готовом продукте массовую долю жирных кислот на уровне не менее 65%, что соответствует высококачественным сортам твердого мыла.The technical problem is to develop a method for producing environmentally friendly soap using technology that eliminates the negative impact on the environment, does not require high temperatures of the ingredients and provides a mass fraction of fatty acids in the finished product of at least 65%, which corresponds to high-quality varieties of solid soap.

Технический результат заключается в упрощении технологии получения готового продукта, обеспечении проведения процесса при комнатной или минимальной исходной температуре текучести используемых масел и других ингредиентов, обеспечивающих получение твердого мыла высокого качества с содержанием массовой доли жирных кислот более 65 % .The technical result consists in simplifying the technology of obtaining the finished product, ensuring the process is carried out at room or minimum initial pour point of the used oils and other ingredients, providing high-quality solid soap with a mass fraction of fatty acids of more than 65%.

Способ получения твердого мыла, включающий омыление жировой фазы, едкими щелочами в гидродинамическом режиме, отличается тем, что в качестве жировой фазы используют растительные масла, в частности масло пальмовое, масло пальмоядровое или масло кокосовое. Предварительно в раствор щелочи при комнатной температуре вводят ПАВ в количестве 0,05-0,5%, Смешиваемые ингредиенты растительное масло и щелочь берут в стехиометрическом соотношении, процесс омыления растительных масел с ранее приготовленным раствором щелочи осуществляют в виброкавитационным смесителе - гомогенизаторе с рабочим элементом перфорированным ротором и неподвижным рабочим элементом перфорированным статором с максимальным размером перфораций не более 0,05 диаметра ротора и окружной скоростью вращения ротора не менее 20 м/с для получения микроэмульсии, полученную микроэмульсию подают в емкость на созревание в течение 20-40 минут с последующей передачей на формование готового продукта.The method for producing solid soap, including saponification of the fat phase with caustic alkali in the hydrodynamic mode, is characterized in that vegetable oils are used as the fat phase, in particular palm oil, palm kernel oil or coconut oil. Preliminarily, a surfactant is added to the alkali solution at room temperature in an amount of 0.05-0.5%, the mixed ingredients are taken in vegetable oil and alkali in a stoichiometric ratio, the process of saponification of vegetable oils with a previously prepared alkali solution is carried out in a vibro-cavitation mixer - homogenizer with a perforated working element rotor and stationary working element perforated stator with a maximum perforation size of not more than 0.05 of the rotor diameter and a peripheral rotor speed of at least 20 m / s for obtaining a microemulsion resulting microemulsion is fed into the vessel maturation during 20-40 minutes with subsequent transfer to the molding of the finished product.

Растительные масла используют при температуре 20-60°С и раствор щелочи 15-25°С.Vegetable oils are used at a temperature of 20-60 ° C and an alkali solution of 15-25 ° C.

Способ в частном случае характеризуется тем, что в работающий виброкавитационный смеситель - гомогенизатор при обработке жировой фазы в непрерывном режиме постепенно вводят раствор щелочи или в другом случае жировая фаза и раствор щелочи непрерывно и одновременно в заданном соотношении подают в виброкавитационный смеситель-гомогенизатор.The method in the particular case is characterized in that an alkali solution is gradually introduced into the working vibro-cavitation mixer-homogenizer during processing of the fat phase in a continuous mode, or in another case, the fat phase and alkali solution are continuously and simultaneously in a predetermined ratio into the vibro-cavitation mixer-homogenizer.

Использование растительных масел, например, таких как масло пальмовое, масло пальмоядровое или масло кокосовое связано с тем, что строение молекул (насыщенные жирные кислоты) этих масел позволяет получать твердые мыла. The use of vegetable oils, for example, such as palm oil, palm kernel oil or coconut oil, is due to the fact that the molecular structure (saturated fatty acids) of these oils makes it possible to obtain solid soaps.

Влияние качества диспергирования оказывает существенное влияние на скорость химических реакций и качество получаемого продукта. При диспергировании 1мм³ вещества до размера 1мкм³ удельная поверхность раздела увеличивается в 6×10⁹ раз, а это в свою очередь приводит к изменению параметров технологического процесса. Также на качество получаемой эмульсии оказывает значительное влияние применение поверхностно-активных веществ (ПАВ). Оптимальное количество ПАВ в данном процессе составляет 0,05-0,5%. В качестве ПАВ можно использовать пальмитат натрия (мыла, получаемые по данной технологии), олеат натрия, или аналогичные водорастворимые ПАВ (соли жирных кислот, ОП-10 и др.), которые позволяют получать микроэмульсии с максимальным размером капель не более 2мкм.The effect of dispersion quality has a significant effect on the rate of chemical reactions and the quality of the resulting product. When dispersing 1 mm ³ substances to a size of 1 μm ^{3, the} specific interface increases by 6 × 10 ⁹ times, and this in turn leads to a change in the parameters of the process. Also, the quality of the emulsion is significantly affected by the use of surfactants. The optimal amount of surfactant in this process is 0.05-0.5%. Sodium palmitate (soaps obtained using this technology), sodium oleate, or similar water-soluble surfactants (salts of fatty acids, OP-10, etc.) can be used as surfactants, which make it possible to obtain microemulsions with a maximum droplet size of not more than 2 μm.

Для проведения реакций омыления предлагается использовать виброкавитационную технологию, при которой перемешивание двухфазных систем производится виброкавитационным смесителем - гомогенизатором (патент РФ №2131761 с рабочим элементом перфорированным ротором и неподвижным рабочим элементом перфорированным статором (с максимальным размером перфораций не более 0,05 диаметра ротора) и окружной скоростью вращения ротора не менее 20 м/с для получения микроэмульсии.For conducting saponification reactions, it is proposed to use vibro-cavitation technology, in which two-phase systems are mixed by a vibro-cavitation mixer - homogenizer (RF patent No. 2131761 with a working element perforated rotor and a stationary working element perforated stator (with a maximum perforation size of not more than 0.05 rotor diameter) and circumferential rotor speed of at least 20 m / s to obtain a microemulsion.

Применение виброкавитационного гомогенизатора позволяет получить микроэмульсии с равномерным распределением компонентов по объему композиции. При использовании стехиометрического соотношения ингредиентов полученная композиция подается на формование без дополнительной очистки. Остающийся в мыле глицерин - важный компонент, входящий в состав подавляющего большинства косметических средств. В тандеме с водой он обеспечивает хорошее увлажнение кожи. The use of a vibrocavitation homogenizer makes it possible to obtain microemulsions with a uniform distribution of components throughout the composition. When using a stoichiometric ratio of ingredients, the resulting composition is fed to molding without further purification. Glycerin remaining in the soap is an important component that is part of the vast majority of cosmetics. In tandem with water, it provides good skin hydration.

Организация производства мыла по новой технологии требует значительно меньших площадей по сравнению с традиционным производством в силу ее большей эффективности. Производство экологически чистое, отсутствуют какие-либо твердые, жидкие или газообразные выбросы.The organization of soap production using the new technology requires significantly smaller areas compared to traditional production due to its greater efficiency. The production is environmentally friendly, there are no solid, liquid or gaseous emissions.

При осуществлении разработанного способа следующие ингредиенты используют для получения твердого мыла.In the implementation of the developed method, the following ingredients are used to obtain solid soap.

ГОСТ 31647-2012. Масло пальмовое рафинированное дезодорированное для пищевой промышленности. Технические условияGOST 31647-2012. Refined deodorized palm oil for the food industry. Technical conditions

ГОСТ 10766-64 Масло кокосовое. Технические условия.GOST 10766-64 Coconut oil. Technical conditions

ТУ 9141-100-38826547-2015 Масла растительные Технические условияTU 9141-100-38826547-2015 Vegetable oils Technical conditions

ТУ 9141-334-37676459-2015 Масла растительные и масляные. Технические условия.TU 9141-334-37676459-2015 Vegetable and oil oils. Technical conditions

Олеат натрия ГОСТ 29213-91. Вещества поверхностно-активные.Sodium oleate GOST 29213-91. Substances are surface-active.

ГОСТ 8433-81 Вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10. Технические условияGOST 8433-81 Substances auxiliary OP-7 and OP-10. Technical specifications

Готовность мыла анализируется по всем органолептическим и физико-химическим показателям, согласно ГОСТ 780-89.The readiness of the soap is analyzed by all organoleptic and physico-chemical indicators, according to GOST 780-89.

Примеры реализации предлагаемого способа.Examples of the implementation of the proposed method.

ПРИМЕР 1 Периодический способ (1). Масло пальмовое и щелочь берутся в стехиометрическом соотношении, а именно 600 г масла и 100 г щелочи. EXAMPLE 1 Periodic method (1). Palm oil and alkali are taken in a stoichiometric ratio, namely 600 g of oil and 100 g of alkali.

100г NаOH растворяется в 250г волы. В раствор вводят 1г ПАВ (олеат натрия) - 0, 1 %. Полученная смесь, имеющая температуру 15-25°С, при перемешивании вводят в 600г подогретого до 50°С пальмового масла).100 g of NaOH is dissolved in 250 g of oxen. 1 g of surfactant (sodium oleate) is introduced into the solution - 0, 1%. The resulting mixture, having a temperature of 15-25 ° C, is introduced into 600 g of palm oil heated to 50 ° C with stirring).

После образования грубой эмульсии она пропускается через виброкавитационный гомогенизатор (ВКГ) с вращающимся рабочим элементом перфорированным ротором и неподвижным рабочим элементом перфорированным статором (с максимальным размером перфораций не более 0,05 диаметра ротора) и окружной скоростью вращения ротора 25 м/с для получения микроэмульсии с максимальным размером капель не более 2 мкм. Далее микроэмульсию подают в термостатируемую емкость для созревания при температуре 70°С, установившейся в результате экзотермической реакции, в течение 20 минут.After the formation of a rough emulsion, it is passed through a vibro-cavitation homogenizer (VKG) with a rotating working element, a perforated rotor and a stationary working element, a perforated stator (with a maximum perforation size of not more than 0.05 rotor diameter) and a peripheral rotor speed of 25 m / s to obtain a microemulsion with the maximum droplet size is not more than 2 microns. Next, the microemulsion is served in a thermostatically controlled container for ripening at a temperature of 70 ° C, established as a result of an exothermic reaction, for 20 minutes.

После созревания в течение 30 минут композиция отправляется на дальнейшие технологические операции. Показатель рН готового мыла равен 7. В случае необходимости производится корректировка рецептуры до требуемых значений. Химический анализ показал, что готовое мыло содержит массовую долю жирных кислот - 71,7% (Испытания по ГОСТ790-89 п.3.2)After ripening within 30 minutes, the composition is sent to further technological operations. The pH of the finished soap is 7. If necessary, the formulation is adjusted to the required values. Chemical analysis showed that the finished soap contains a mass fraction of fatty acids - 71.7% (Tests according to GOST 790-89 p. 3.2)

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Периодический способ (2). Жировая фаза и щелочь берутся в стехиометрическом соотношении. Пальмоядровое масло 572г и 350 г раствора щелочи.Periodic method (2). The fat phase and alkali are taken in a stoichiometric ratio. Palm kernel oil 572 g and 350 g alkaline solution.

100г NаOH растворяется в 250г воды, в раствор вводится 0,5 % - 4,6 г пальмитата натрия (полученного ранее мыла). Полученная смесь доводится до температуры 15-25°С. 572 г пальмоядрового масла подогревается до 60° и подается в ВКГ, где обрабатывается в режиме, аналогично примеру 1. В работающий гомогенизатор при обработке (гомогенизации) жировой фазы в непрерывном режиме постепенно вводится раствор щелочи. После окончания ввода раствора щелочи смесь подается на созревание.100 g of NaOH is dissolved in 250 g of water, 0.5% - 4.6 g of sodium palmitate (previously obtained soap) is introduced into the solution. The resulting mixture is brought to a temperature of 15-25 ° C. 572 g of palm kernel oil is heated to 60 ° and fed to the VKG, where it is processed in a mode similar to Example 1. An alkaline solution is gradually introduced into a working homogenizer during processing (homogenization) of the fat phase in a continuous mode. After completion of the alkali solution, the mixture is ripened.

Получаемое мыло относится к клеевым мылам и содержит повышенное содержание жирных кислот.The resulting soap belongs to adhesive soaps and contains a high content of fatty acids.

После созревания в течение 30 минут композиция отправляется на дальнейшие технологические операции. Показатель рН готового мыла равен 7. Химический анализ показал, что готовое мыло содержит массовую долю жирных кислот 73 % (Испытания по ГОСТ790-89 п.3.2).After ripening within 30 minutes, the composition is sent to further technological operations. The pH of the finished soap is 7. Chemical analysis showed that the finished soap contains a mass fraction of fatty acids of 73% (Tests according to GOST 790-89 p. 3.2).

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Непрерывный способ. Жировая фаза и щелочь берутся в стехиометрическом соотношении. Кокосовое масло 540 г и 350 г щелочи.Continuous way. The fat phase and alkali are taken in a stoichiometric ratio. Coconut oil 540 g and 350 g alkali.

100г NаOH растворяют в 250г волы. В раствор щелочи вводится 0, 45 г (0 05%), ОП-10. Полученная смесь доводится до температуры 15-25°С. 540 г кокосового масла подогревают до 50°С. Кокосовое масло и раствор щелочи одновременно в заданном количественном соотношении подают в гомогенизатор, аналогично примеру 1. За один проход смесь обрабатывается и подается на созревание.100 g of NaOH are dissolved in 250 g of oxen. Into a solution of alkali is introduced 0.45 g (0.05%), OP-10. The resulting mixture is brought to a temperature of 15-25 ° C. 540 g of coconut oil is heated to 50 ° C. Coconut oil and an alkali solution are simultaneously supplied in a predetermined quantitative ratio to the homogenizer, as in Example 1. In one pass, the mixture is processed and fed to maturation.

После созревания в течение 40 минут композиция отправляется на дальнейшие технологические операции. Показатель рН готового мыла равен 7. Химический анализ показал, что массовая доля жирных кислот в готовом мыле составляет 76 %. (Испытания по ГОСТ790-89 п.3.2)After ripening for 40 minutes, the composition is sent to further technological operations. The pH of the finished soap is 7. Chemical analysis showed that the mass fraction of fatty acids in the finished soap is 76%. (Tests according to GOST 790-89 p. 3.2)

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Периодический способ. Жировая фаза (Масло пальмовое) и щелочь берутся в стехиометрическом соотношении. 100 г NаOH растворяется в 250 г воды, в раствор вводится 1 г пальмитата натрия (0, 1 %). Полученная смесь доводится до температуры 15-25°С. 600 г пальмового масла подогревается до 50°С и подается в ВКГ, где обрабатывается в режиме, аналогично примеру 1. В работающий гомогенизатор при обработке (гомогенизации) жировой фазы в непрерывном режиме постепенно вводится раствор щелочи. После окончания ввода раствора щелочи смесь подается на созревание.Periodic method. The fat phase (palm oil) and alkali are taken in a stoichiometric ratio. 100 g of NaOH is dissolved in 250 g of water, 1 g of sodium palmitate (0, 1%) is introduced into the solution. The resulting mixture is brought to a temperature of 15-25 ° C. 600 g of palm oil is heated to 50 ° C and fed to the VKG, where it is processed in a mode similar to Example 1. An alkali solution is gradually introduced into a working homogenizer during processing (homogenization) of the fat phase in a continuous mode. After completion of the alkali solution, the mixture is ripened.

После созревания в течении 40 минут композиция отправляется на дальнейшие технологические операции. Показатель рН готового мыла также около 7.After ripening within 40 minutes, the composition is sent to further technological operations. The pH of the finished soap is also about 7 .

Химический анализ показал, что готовое мыло содержит массовую долю жирных кислот 75%.Chemical analysis showed that the finished soap contains a mass fraction of fatty acids of 75%.

Качественные показатели мыла приведены в табл.1. Физико-химические показатели указаны в табл. 2. Qualitative indicators of soap are given in table 1. Physico-chemical indicators are shown in table. 2.

Таблица 1Table 1

Качественные показатели мылаQualitative indicators of soap Наименование показателяName of indicator Характеристика мылаSoap Characteristic Внешний видAppearance Куски любой заданной формы
Нет: деформаций, трещин, твердых инородных включений.Pieces of any given shape
No: deformations, cracks, solid foreign inclusions. КонсистенцияConsistency ТвердоеSolid ЦветColour Цвет любой (от белого до черного или цветного), зависит от используемых масел и добавляемых ингредиентовAny color (from white to black or color) depends on the oils used and the ingredients added ЗапахSmell Специфический мыльный. Нет запаха продуктов разложения органических веществ, прогорклых жиров, и других неприятных запаховSpecific soap. No smell of decomposition products of organic substances, rancid fats, and other unpleasant odors Массовая доля неомыляемых органических веществ и неомыленного
жира (% к массе жирных кислот)Mass fraction of unsaponifiable organic substances and unsaponifiable
fat (% to the mass of fatty acids) <2,0<2.0 Первоначальный объем пены, см3The initial volume of foam, cm3 >300> 300

Таблица.2Table 2

Физико-химические показатели мылаPhysico-chemical characteristics of soap Наименование показателяName of indicator ВеличинаValue Качественное число (масса жирных кислот в перерасчете на массу куска 100 г) %Qualitative number (mass of fatty acids in terms of the mass of a piece of 100 g)% >65,0> 65.0 Массовая доля свободной едкой щелочи, % к номинальной массе кускаMass fraction of free caustic alkali,% of the nominal mass of a piece <0,15<0.15 Массовая доля свободной углекислой соды, % к номинальной массе кускаMass fraction of free carbonic soda,% of the nominal mass of a piece <1,0<1.0 Температура застывания жирных кислот, выделенных из мыла (титр), °СThe pour point of fatty acids isolated from soap (titer), ° C 35-4235-42

Разработанная технология имеет ряд отличий и преимуществ по сравнению с традиционными технологиями изготовления твердого мыла:The developed technology has a number of differences and advantages compared to traditional solid soap manufacturing technologies:

1. Энергоэффективность многократно (на порядок и более) превышает показатели традиционных технологий изготовления мыла и составляет не более 10 кВт*ч на тонну готовой продукции. 1 . Energy efficiency many times (by an order of magnitude or more) exceeds the performance of traditional soap manufacturing technologies and amounts to no more than 10 kWh per ton of finished product.

2. Все технологические процессы проходят при температурах не превышающих 70°С, что минимизирует окисление компонентов и повышает качество готового продукта. Несмотря на низкие температуры, технологические режимы работы оборудования обеспечивают уничтожение патогенных микроорганизмов, если они находились в исходном сырье.2. All technological processes take place at temperatures not exceeding 70 ° C , which minimizes the oxidation of components and improves the quality of the finished product. Despite the low temperatures, technological modes of operation of the equipment ensure the destruction of pathogenic microorganisms, if they were in the feedstock.

3. Технологический процесс изготовления мыла занимает менее 1 часа, после чего мыльная масса разливается по формам для дозревания. Готовое мыло обладает необходимой пластичностью и гомогенной структурой, что минимизирует затраты на механическую обработку в случае последующего прессования.3 . The technological process of making soap takes less than 1 hour, after which the soap mass is poured into molds for ripening. The finished soap has the necessary plasticity and homogeneous structure, which minimizes the cost of machining in the event of subsequent pressing.

4. Сбалансированные рецептуры и используемые технологические процессы практически полностью исключают отходы при производстве мыла. 4. Balanced formulations and used processes almost completely eliminate waste in the production of soap.

5. Возможно изготовление мыла с растительными или минеральными добавками, прошедшими предварительное измельчение. Композиции имеют высокогомогенный состав, растительные и др. добавки в которых органолептически не ощущаются. Возможно изготовление мыла с эффектом скраба.5. It is possible to manufacture soaps with vegetable or mineral additives that have undergone preliminary grinding. The compositions have a highly homogeneous composition, herbal and other additives in which they are not organoleptically felt. It is possible to make soaps with a scrub effect.

6. Мыло, изготовленное по разработанной технологии имеет высокое пенообразование, в том числе и в соленой (морской) воде.6. Soap made by the developed technology has high foaming, including in salt (sea) water.

7. Разработанная технология полностью исключает использование экологически вредных химических компонентов, широко применяемых в других современных технологиях мыльного производства.7. The developed technology completely eliminates the use of environmentally harmful chemical components that are widely used in other modern soap production technologies.

8. Для производства мыла по новой технологии могут использоваться наиболее дешевые сорта масел с минимальными добавками дорогих масел при сохранении высокого качества готовой продукции. Мыло с относительно небольшим содержанием (до 10-15%) дорогих масел за счет технологических особенностей инновационного оборудования не уступает по эффективности и качеству мылу со значительно более высоким содержанием дорогих масел и, как следствие, существенно более высокой стоимостью готовой продукции.8. For the production of soap using the new technology, the cheapest types of oils with minimal additives of expensive oils can be used while maintaining the high quality of the finished product. Soap with a relatively low content (up to 10-15%) of expensive oils due to the technological features of innovative equipment is not inferior in efficiency and quality to soap with a significantly higher content of expensive oils and, as a result, a significantly higher cost of finished products.

9. Особенности технологии и применение исключительно натуральных компонентов позволяет обеспечить производство гипоаллергенных продуктов, применимых для любых групп населения, в том числе и для детей.9. Features of the technology and the use of exclusively natural components allows the production of hypoallergenic products applicable for any population groups, including for children.

10. Организация производства мыла по новой технологии требует значительно меньших площадей по сравнению с традиционным производством в силу ее большей эффективности. Энергетические затраты и количество персонала минимальны.
Производство экологически чистое, отсутствуют какие-либо твердые, жидкие или газообразные выбросы.10. The organization of soap production using the new technology requires significantly smaller areas compared to traditional production due to its greater efficiency. Energy costs and the number of staff are minimal.
The production is environmentally friendly, there are no solid, liquid or gaseous emissions.

Claims

1. A method of producing solid soap, including saponification of the fat phase with caustic alkalis in a hydrodynamic mode, characterized in that vegetable oils are used as the fat phase, the ingredients to be mixed are taken in a stoichiometric ratio, while surfactants are added to the alkali solution at room temperature in an amount of 0 , 05-0.5%, saponification of vegetable oil with a prepared alkali solution is carried out in a vibro-cavitation mixer-homogenizer with a working element, a perforated rotor, and a stationary working it with an element perforated by a stator with a maximum perforation size of not more than 0.05 rotor diameters and a peripheral rotor speed of at least 20 m / s to obtain a microemulsion, the resulting microemulsion is fed into a container for maturation for 20-40 minutes, followed by transfer to molding finished product.

2. The method according to p. 1, characterized in that as vegetable oils use palm oil, palm kernel oil, coconut oil.

3. The method according to p. 1, characterized in that vegetable oils are used at a temperature of 20-60 ° C and an alkali solution of 15-25 ° C.

4. The method according to p. 1, characterized in that the alkali solution is gradually introduced into the working vibro-cavitation mixer-homogenizer during the processing of the fat phase in a continuous mode.

5. The method according to p. 1, characterized in that the fatty phase and the alkali solution are continuously and simultaneously in a predetermined ratio fed into a vibro-cavitation mixer-homogenizer.

6. The method according to p. 1, characterized in that as surfactants use sodium palmitate, sodium oleate, soaps obtained by this technology, water-soluble surfactants - salts of fatty acids, OP-10.