Качественные нормы на товарно-выпускаемые мыла

К твердым мылам предъявляют следующие требования: быть твердым, нелипким, однородного цвета без пятен, без налета солей на поверхности, не иметь прогорклого запаха и запаха разложения органических продуктов. Однако, основным показателем является содержание в нем жирных кислот (в виде солей). Поскольку в процессе хранения мыло теряет часть влаги и массы, то во все технические условия введен показатель «качественное число», который гарантирует содержание собственно мыла в куске.

Качественное число – это фактическое содержание жирных кислот в виде солей, в куске мыла в граммах.

Показатель «качественное число» представляет собой произведение номинальной массы куска мыла в граммах на процентное содержание жирных кислот, которое должно быть в данном виде мыла.

Например: а) для куска 60% мыла массой 400 г:

;

б) для куска 75% туалетного мыла массой 100 г:

.

Техническими условиями на мыло, обычно, ограничивается также титр смеси жирных кислот, выделяемых из мыла. Для хозяйственных мыл он должен быть 35–42⁰С, для туалетных мыл не выше 44⁰С. Чем ниже титр мыла, тем быстрее оно растворяется и истирается, что не всегда является желательным.

Повышение титра выше указанного приводит к ухудшению растворимости и требует повышенной температуры при использовании. Не допускается в мыле остатка свободной щелочи сверх оговоренного ТУ, поскольку щелочь разрушает ткани, раздражает кожу.

В хозяйственном мыле, ее остаток должен быть ≤0,2%мас., в пилированном хозяйственном ≤0,1%мас., в туалетном 0,1–0,05%мас.

Содержание остатка кальцинированной соды (Na₂CO₃) во всех мылах с содержанием жирных кислот ≥60%мас. не должно превышать 1%мас.

Для мыл с содержанием жирных кислот 40% и 47%мас., в целях повышения его твердости, содержание (Na₂CO₃) допускается на уровне 2–3,5%.

Присутствие в мылах неомыляемых веществ (высших спиртов, парафинистых углеводородов и т.д.) приводит к снижению качества мыла. Чем их меньше, тем выше качество мыла.

Количество неомыляемых не должно превышать 4%мас. от массы жирных кислот в хозяйственном мыле (в лучших его пилированных сортах – не более 2%), в туалетном – ≤1%мас. от массы жирных кислот. Малоприятным является присутствие в готовом мыле неомыленного жира, который быстро прогоркает, чем вызывает неприятный запах. Техническими условиями, содержание неомыленного жира ограничивается:

– в хозяйственном ≤0,25мас.,

– в туалетном ≤0,2%мас. от массы жирных кислот.

 

 

Глава 2. Сырье и материалы, используемые в мыловаренном производстве

Для изготовления мыла, в качестве основного сырья, используют растительные и животные жиры и различные жирозаменители: синтетические жирные кислоты (асидол и мылонафт), канифоль, нафтеновые кислоты, талловое масло, фузы, утильные жиры и др.

Жирные кислоты делят на две основные группы:

– кислоты, получаемые из природных жиров и масел;

– кислоты синтетические, получаемые окислением парафинового сырья, продукта переработки нефти.

В зависимости от состава используемого жира или жировой смеси – получают мыло с определенными качественными характеристиками (моющей способностью, товарного вида).

Жиры

Жиры и масла понятия однозначные. Но вместе с тем:

Жирами, обычно, называют продукты животного происхождения.

Маслами (кроме сливочного) – продукты растительного происхождения.

В организме животных и растений жиры выполняют роль запасных продуктов питания, используемых в неблагоприятных условиях. Их калорийность 39710–40964 кДж/кг, что в 2–2,5 раза выше калорийности белков и углеводов. Они способствуют лучшему усвоению человеком элементов пищи – белков и углеводов; благодаря им в организм поступают витамины в виде растворов в жирах.

Жировое сырьё, поступающее на мыловаренные заводы должно быть светлым (темное сырьё требует дополнительных мероприятий по осветлению); не иметь запаха, с содержанием влаги в пределах 0,15–1,5%мас, без наличия механических и органических примесей или при их наличии в пределах, оговоренных стандартами на такой вид сырья.

У животных жир откладывается в различных частях организма, образуя жировую ткань – сало – сырец и в костях. Из животных жиров в мыловарении, чаще всего используют говяжье, баранье, свиное и конское сало.

Животные жиры считаются наиболее ценным сырьем. В них содержится до 40%мас. насыщенных жирных кислот, в основном ряда С₁₆–С₁₈, из которых получаются твердые натриевые мыла, хорошо растворимые в теплой воде и дающие устойчивую мелкоячеистую пену.

Топленное животное сало (в основном крупного рогатого скота) – особо ценится в производстве туалетного мыла. Менее желательно использовать бараний жир, обладающий специфическим запахом. Еще менее желательно использовать свиное сало, содержащее в своем составе линолевую кислоту. Если его и вводят в рецептуру, то только в небольшом количестве.

В тоже время, частично гидрированное свиное сало можно использовать в рецептуре туалетного мыла в количестве до 30–50%мас.

Немаловажную долю в балансе используемых животных жиров занимают утильные жиры, а также гидрированные жиры морских животных (китовый жир, тюлений, и т.д.), которые используют в рецептурах в небольшом количестве, поскольку в их составе имеется значительное количество кислот с С₂₀ и больше. Состав некоторых животных жиров, используемых в мыловарении, приведен в табл. 1. Требования к ним в табл. 2.

Таблица 1

Состав животных жиров

Жирные кислоты	Содержание (%мас.) в топленом сале
говяжьем	бараньем	свином	конском
Насыщенные
миристиновая	2–2,5	2–4	0,8–1,1	–
пальмитиновая	27–29	25–27	25–30,4
стеариновая	24–29	25–31	12,2–17,9
Ненасыщенные
олеиновая	43–44	36–43	41,2–48,1
линолевая	2–5	3–4	5,7–7,8
линоленовая, арахидоновая	–	–	Около 2	–
прочие	2,8–3,3	0,5	1,6–2,9	–

 

Таблица 2

Требования к животным жирам

 

Показатели	Топленое сало
говяжьем	бараньем	свином	конском
Температура, ^0С
плавления	10–52	44–55	28–48	29,5–43,2
застывания	30–38	34–46	23–32	22–37
Титр, ^0С	38–47	–	34–42	25–38
Йодное число жира,	32–47	35–46	46–66	71,4–86,3
Число омыления,	193–200	191–206	193–200	193–200
Число Генера	95–96	94–95,5	95–96	–

Примечание. Животные жиры – очень желательный компонент сырья для производства хозяйственного и туалетного мыла.

 

Молекула жиров представляет собой триглицерид формулы:

.

В формуле R’, R’’, R’’’ – углеводородные радикалы соответствующих жирных кислот. В природе почти нет жиров, в молекуле которых было бы три одинаковых радикала R-остатка жирной кислоты. Обычно, в каждой молекуле жира их два или три разного строения.

Свойства жиров, обусловлены свойствами жирных кислот, входящих в их состав. Если в состав жиров входят жирные кислоты с температурой плавления выше комнатной (твердые), то и жир будет соответственно твердым. Если составляющие жир жирные, в основном ненасыщенные кислоты, жидкие, т.е. имеют температуру плавления ниже комнатной, то и жир жидкий.

Если количество твердых и жидких жирных кислот в составе жира примерно одинаково, то жир приобретает мазеобразную консистенцию.

Все жиры и масла легче воды. Их плотность колеблется от 915 до 961 кг/м³. С повышением температуры на 1⁰С плотность жиров снижается в среднем на 0,0007 кг/м³.

До 100⁰С жиры практически не растворимы в воде и при отстаивании, за счет разности в плотностях жира и воды, они легко всплывают на поверхность. Однако, в присутствии эмульгаторов легко образуют с водой стойкие, не расслаивающиеся, тонкодисперсные смеси, эмульсии. Прекрасным эмульгатором является жировое мыло, белки и т.д. И этот эффект широко используют в процессе варки мыла, что будет подробно рассмотрено ниже.

Жиры хорошо растворяются в эфире, бензине, бензоле и др. растворителях; нерастворимы в спиртах (за исключением касторового масла). Жирные кислоты, наоборот, хорошо растворимы в этиловом нагретом спирте.

В любом жире, при температурах до 40⁰С, может раствориться до 12% (объемных) кислорода или около 9% воздуха. При нагревании жиров до 110⁰С и выше кислород способствует окислительным процессам. Поэтому для получения мыл с меньшей цветностью необходимо не только откачивать воздух из аппарата, но и барботировать жир инертным газом, для удаления кислорода. Однако, в промышленном производстве мыл, таким методом не пользуются из-за его сложности, длительности и трудоемкости.

Имея большую молекулярную массу, основная часть известных жиров не подвергается дистилляции, поскольку их температура кипения лежит, в основном, выше 270⁰С и прежде чем достигается температура кипения, наблюдается разрыв основной G-связи алифатической цепочки; жиры темнеют, выделяются газообразные продукты с неприятным запахом.

Теплоёмкость жиров ниже теплоёмкости воды и составляет 1,46–2,5 кД/кг на каждый градус изменения температуры. Обычно для расчетов берут среднюю величину 2,09 кДж/кг. Теплота плавления жира составляет 121,22–146,3 кДж/кг. При плавлении саломаса, в зависимости от титра 83,6–121,2 кДж/кг.

Средняя молекулярная масса основных видов растительных масел составляет 850–880 (кокосового масла 635–650). У животных жиров – в пределах 815–885.

Последний показатель весьма важен для расчета расхода щелочи, необходимой на варку мыла из нейтральных жиров. Для этого пользуются «числом омыления», количеством миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления 1 г жира

где: М.м. – молекулярная масса жира; 3 – количество жирных радикалов в структуре жира, подлежащих омылению (нейтрализации); ч.о. – число омыления жира; 56,1 – молекулярная масса КОН.

Среднюю молекулярную массу жирных кислот, входящих в структуру жира, определяют:

где: ч.о. – число омыления жира; 38,03 – молекулярная масса остатка (–СН–С–СН–), на который три молекулы жирных кислот меньше молекулярной массы триглицерида из которого они получены.

Для получения из жидких масел, содержащих в структуре ненасыщенные связи, твердых жиров, такие масла в определенных условиях, в присутствии катализаторов, обрабатывают водородом. Этот процесс называют гидрогенизацией жиров. Для этого, жиры помещают в автоклав, нагревают до 190–240⁰С, добавляют никелевый катализатор и через жир пропускают водород. Присоединяясь по месту двойных связей, он превращает ненасыщенные жиры в насыщенные, меняя их физическое состояние с жидкого на твердое. При этом образуется небольшая часть жиров изомерного строения.

Гидрированые жиры называют саломасами (сало полученное из масла). В зависимости от природы исходного масла и саломас носит название саломас подсолнечный, китовый и др.

Для выработки хозяйственного мыла гидрогенизируют масла до титра 46–48⁰С; для туалетного мыла – до титра 40–43⁰С.

Пример: рассчитать среднюю молекулярную массу жира и жирных кислот, входящих в его состав, если число омыления равно 192 (м.г. КОН)/г. Средняя молекулярная масса жира будет равна:

Средняя молекулярная масса жирных кислот, входящих в молекулу жира:

Растительные масла (подсолнечное, хлопковое, соевое) и саломас на их основе являются основным компонентом при производстве твердых мыл. Для хозяйственного мыла используют саломас с титром 46–48⁰С. Для туалетных сортов используют более светлые сорта саломаса с титром не выше 44⁰С (оптимально 41–42⁰С). При изготовлении туалетного мыла 78–80%мас по жирнокислотному составу, добавляют жидкие мыла для достижения титра мыла на уровне 36–37⁰С. Состав основных видов растительных масел приведен в табл. 3. Их свойства в табл. 4.

Таблица 3

Состав растительных масел

Жирные кислоты	Жидкое масло	Твердое масло
подсол-нечное	хлоп-ковое	соевое	кокосо-вое	пальмо-ядровое	пальмо-вое
Насыщенные, %мас.	10–12,4	22–25	12–14	До 90	79–83	44–57
В том числе:
лауриновая	–	–	–	44–52	46–52	–
миристиновая	До 0,1	0,3–1,4	0,1–0,4	13–19	14–17	4–4,5
пальмитиновая	3,5–6,4	20–22	2,5–6	7,5–10,5	6,5–9	32–47
стеариновая	1,6–4,6	До 2	4,5–7,3	1–3	1–2,5	2–6,5
прочие	0,7–0,9	До 1,3	0,9–2,5	10,7–21,7	7–12	–
Ненасыщенные, %мас.	До 90	75–76	75,5–86,7	До10	17–21	43–56
В том числе:
олеиновая	21–36	25–26,6	13,7–26,6	5–8	16–19	39–51
линолевая	51–68	45,1–54,2	50,9–54,7	1,5–2,5	1–2	5–11
линоленовая	–	–	8,4–9,6	–	–	–
прочие	–	–	–	0–1,3	–	0–1,5

 

Таблица 4

Свойства растительных масел

Показатели	Жидкое масло	Твердое масло
подсол-нечное	хлоп-ковое	соевое	кокосо-вое	пальмо-ядровое	пальмо-вое
Температура застывания, ^0С	–16– –19	–1– –6	8– –18	19–23	19–24	31–41
Титр, ^0С	17–20	28–40	14–25	21–26	20–25	35–47
Йодное число,	121,4–133,6	103–109	124–133	7–10,5	12–20	48–58
Число омыления,	189–191	194–196	191–193	251–264	240–257	196–210
Число Генера		95–96	91–96	86–92	89–93	94–98

 

Для понижения титра хозяйственного мыла или при изготовлении жидкого используют различные виды растительных масел или маслосодержащие отходы, соапстоки и т.д.

Использование в мыловарении рапсового или сурепного масла нецелесообразно из-за содержащихся в них, в большом количестве эруковой кислоты (С₂₂). Получаемое, при этом мыло, легко отсаливается, крошится, плохо пенится.

Масла с большей долей высоконенасыщенных кислот (льняное, конопляное и др.), на основе которых получают мыла быстропрогоркающие, стараются не использовать даже в рецептуре хозяйственного мыла.

По этой же причине, в рецептуру туалетного мыла не вводят жидкие растительные масла с линоленовой и более ненасыщенными жирными кислотами в структуре. Как исключение, для повышения пластичности мыла, в рецептуру иногда вводят касторовое масло в количестве 3-5%мас.

Но конопляное и льняное масла используют в производстве жидкого медицинского мыла. При использовании конопляного масла мыло имеет зеленую окраску и носит название «зеленого».

Особое место среди растительных масел принадлежит кокосовому и пальмоядровому маслам.

Полученные из них твердые мыла хорошо растворяются в холодной воде и образуют мыльные растворы с обильной крупноячеистой пеной, что особенно ценно в производстве туалетных мыл и мыл для мытья в воде с повышенной жесткостью, например в морской. Туалетное мыло, сваренное без кокосового масла, плохо пенится, пилируется и спрессовывается в брусок; поверхность получается полосатой, с трещинами и другими дефектами. Часто кокосовое масло заменяют синтетическими жирными кислотами фракции С₁₀–С₁₆.

Для производства хозяйственных мыл используют расщепленные жиры; для туалетных мыл – расщепленные и дистиллированные, что обеспечивает получение мыла более высокого качества. Характеристики наиболее широко используемых жирных кислот приведены в табл. 5.

Применяемые в мыловарении жировые отходы и утильные жиры, сначала облагораживают, очищая от примесей, затем расщепляют, дистиллируют и в виде жирных кислот используют в составе жировых смесей при варке.

Нейтральные жиры хранят в обычных стальных резервуарах. Жирные кислоты – в емкостях из кислотостойких материалов. Особенно это актуально для сырья, используемого в варке туалетной основы, поскольку с железом или с его окисями или гидроокисями жирные кислоты могут образовывать «железные мыла», которые, как и железо, способствуют (катализируют) прогорканию мыла, появлению пятен на его поверхности.

 

Жирные кислоты

Основным сырьем для выработки мыла являются жирные кислоты и щелочи.

Жирные кислоты делят на:

– природного (растительного или животного) происхождения;

– синтетические, получаемые путем окисления парафиновых углеводородов нефтепереработки.

Кроме этого, в качестве кислотного сырья, при производстве мыла, в небольших количествах используют канифоль, талловое масло, нафтеновые кислоты (асидол и мылонафт).

Жирные кислоты обозначают в общем виде формулой

где: R – жирный (насыщенный или ненасыщенный) углеводородный радикал (обычно в мыловарении используют ряд С₁₀ – С₂₀); –СООН – кислотная группа.

Именно жирный углеводородный радикал существенно влияет как на физические, так и химические свойства каждой из индивидуальных жирных кислот. Известно и описано около 100 разных жирных кислот. Использование в мыловарении жирных кислот с числом углеводородных атомов в цепи от 10 до 20, позволяет получать наиболее оптимальный моющий эффект мыла. На основе жирных кислот с числом углеродных атомов в цепи радикала –R, меньше 10, хотя и очень хорошо растворяются в воде, но дают крупноячеистую неустойчивую пену и обладают худшим моющим действием.

Мыла на основе жирных кислот с числом атомов углерода в цепи радикала –R больше 20, плохо растворяются в обычной воде, несколько лучше в горячей, дают мелкоячеистую устойчивую пену, но эффект их моющего действия хуже.

Жирные кислоты бывают:

– насыщенные;

– ненасыщенные (непредельные).

Степень их ненасыщенности бывает разная, т.е., они могут содержать в своей структуре одну, две, три и даже пять ненасыщенных связей. Например, в структуре олеиновой кислоты Н₃₃С₁₇СООН имеется одна двойная связь; в линолевой – С₁₇Н₃₁СООН – две двойные связи; в линоленовой – С₁₇Н₂₉СООН – три двойные связи.

Количество ненасыщенных связей в структуре жирной кислоты существенно влияет на ее свойства и на пригодность для мыловарения.

Природные жирные кислоты из жиров и масел, обычно имеют четное число углеродных атомов. Синтетические – любое.

Среди жирных кислот природного происхождения встречаются такие, которые наряду с ненасыщенными связями в структуре, карбоксильной группы, содержат дополнительно еще и гидроксильную (чаще всего в середине углеводородной цепочки). Например, в касторовом масле содержится рицинолевая кислота формулы С₁₈Н₃₄О₃. Как правило, оксикислоты обладают слабым моющим действием и в мыловарении, практически не используются.

Жирные кислоты, содержащие в молекуле до 5 углеродных атомов – жидкие продукты, растворимые в воде, и являются балластом в жировом сырье для мыловарения, поскольку мыло на их основе, не удается выделить и оно теряется при сливе помыльного щелока.

Небольшое количество таких кислот присутствует в кокосовом и пальмоядровых маслах.

Жирные кислоты с более 10 атомов углерода в цепи, до 100⁰С в воде практически не растворимы.

Для характеристики количества нелетучих, нерастворимых в воде жирных кислот (учитывая и неомыляемые вещества) используют число Генера – это количество нерастворимых жирных кислот (плюс неомыляемые вещества), содержащихся в 100 г жира.

У большинства природных жиров (растительного и животного происхождения) число Генера составляет 95–96; у кокосового масла – 88–92.

Важной характеристикой жирных кислот является и Т_пл. и Т_заст. (температура плавления и температура застывания), которые влияют на товарный вид и твердость мыла. Если смесь жирных кислот застывает при 15–20⁰С, то и мыла на их основе будут тоже твердыми при обычных условиях. Для характеристики температуры застывания жирных кислот используют величину «Титр жирной кислоты».

С повышением числа атомов «С» в молекуле насыщеной жирной кислоты, ее титр повышается. У ненасыщеных жирных кислот такой закономерности не наблюдается. Жирные ненасыщенные кислоты природного происхождения даже с числом атомов «С» равном 18 – имеют жидкую консистенцию.

Насыщенные жирные кислоты более устойчивы к воздействию кислорода; их свойства в воздушной среде отличаются гораздо более длительной стабильностью. Аналогично и мыла.

Наоборот, ненасыщенные жирные кислоты, особенно с двумя, тремя ненасыщенными связями в структуре, легко окисляются кислородом воздуха. В мылах на их основе, могут появляться бурые пятна и прогорклый запах, что особенно нежелательно при производстве туалетного мыла. В их состав высоконасыщенные жирные кислоты стараются не вводить. В ограниченном количестве допускается использовать такие жирные кислоты и в производстве хозяйственных марок мыл.

Плотность жирных кислот колеблется в пределах 850–920 кг/м³. Они легче воды, в ней не растворяются и всплывают. Этим свойством пользуются при очистке утильных жировых смесей; их доомыляют, разлагают серной кислотой, а всплывшие жирные кислоты собирают, дистиллируют и направляют на варку туалетного мыла.

Молекулярная масса жирных кислот, используемых в мыловарении фракций С₁₀–С₂₀, имеет величину в пределах 170–312.

Для определения молекулярной массы жирных (а также смоляных и нафтеновых) кислот и необходимого расхода щелочи на варку мыла из таких жирных кислот пользуются «числом нейтрализации» – количество миллиграммов КОН, необходимое для нейтрализации 1 г жирных кислот (индивидуально или входящих в жировую смесь). Соответственно, получим среднюю молекулярную массу жирной кислоты (или смеси жирных кислот).

где: М.м. – средняя молекулярная масса жирных кислот или смеси; 56,1 – молекулярная масса молекулы КОН; 1000 – пересчетный коэффициент; ч.н. – число нейтрализации .

Например. Число нейтрализации смеси жирных кислот равно 201 , тогда средняя молекулярная масса смеси жирных кислот будет равна:

и наоборот, по величине средней молекулярной массы можно рассчитать число нейтрализации:

Характеристики наиболее широко используемых в мыловарении жирных кислот приведены в табл. 5.

Таблица 5

Характеристики жирных кислот

Кислота	Формула	Моле-куляр-ная масса	Температура, ^0С	Число нейтра-лизации	Йодное число
засты-вания	плавления
Насыщенные кислоты:
Каприновая	С10Н20О2	172,1	31,2	31,6		–
Лауриновая	С12Н24О2	200,2	43,9	44,2	280,2	–
Миристиновая	С14Н28О2	228,2	54,1	53,9	245,8	–
Пальмитиновая	С16Н32О2	256,3	62,8	63,1	218,9	–
Стеариновая	С18Н36О2	284,3	69,3	69,6	197,3	–
Арахиновая	С20Н40О2	312,3	75,3	75,3	179,6	–
Ненасыщенные кислоты:
Олеиновая	С18Н34О2	282,3	–		198,6	89,9
Линолевая	С18Н32О2	280,3	–	–5– –5,2	200,1	181,0
Линоленовая	С18Н30О2	278,2	–	–11– –11,3	201,5	273,5
Арахидоновая	С20Н32О2	304,2	–	–	184,3	333,5
Синтетические насыщенные жирные кислоты^1:
Пеларгоновая	С9Н18О2		12,5	12,5		–
Ундекановая	С11Н22О2		–	28,5		–
Тридекановая	С13Н26О2		41,8	40,5		–
Пентадекановая	С15Н30О2		53,2			–
Гептодекановая	С17Н34О2		61,0			–
Нонодекановая	С19Н38О2		–	66,5		–
хонейкозиновая	С21Н42О2		–	–		–

¹ Приведены синтетические жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов. Показатели синтетических жирных кислот с четным числом углеродных атомов такие же, как и природных кислот.

 

В природных жирах и маслах всегда содержится небольшое количество свободных жирных кислот, которое колеблется в относительно широком диапазоне. Такой факт обусловлен тем, что в растении, в начале, в результате фотосинтеза образуются жирные кислоты и далее, вступая в реакцию с глицерином, образуется молекула масла. Количество свободных жирных кислот возрастает в процессе хранения и переработки как жирового так и масличного сырья.

Под влиянием влаги, кислорода воздуха, света и тепла жирные кислоты окисляются образуя ародегиды и другие продукты и деструктируют на более мелкие соединения. Это приводит к тому, что жир начинает прогоркать, темнеть, появляется неприятный запах. Степень реализации таких процессов пропорциональна содержанию в жирах жирных кислот.

В качестве заменителей жиров на первом месте стоят синтетические жирные кислоты, синтезируемые путем окисления парафиновых углеводородов кислородом воздуха. Причем, в мыловарении используют две фракции синтетических жирных кислот:

– фракцию С₁₀–С₁₆;

– фракцию С₁₇–С₂₀.

 

 

Жирозаменители

Синтетические жирные кислоты получают путем окисления нефтяных парафинистых углеводородов при 101–105⁰С, в присутствии катализаторов, кислородом воздуха. Реакция протекает по схеме:

Поскольку, при окислении, разрыв молекулы парафина может произойти в самых разных местах, то как результат образуется смесь жирных кислот с различным числом углеродных атомов в структуре. Затем полученную смесь разгоняют на дефлегмационной колоне выделяя более узкую фракцию. В мыловарении используют две: фракцию С₁₀–С₁₆ и фракцию С₁₇–С₂₀.

Первая фракция по составу близка к кислотам, получаемым из кокосового масла. Иногда ее называют «кокосовой фракцией» и применяют вместо указанного масла.

Примерный состав этой фракции:

	Содержание жирных кислот в % мас
До С10	4,8–7,0
С10–С11	22,3–26,8
С12–С13	47,7–48,9
С14–С16	30,7–34,4
Свыше С16	17,0–20,4

 

Примерный состав второй фракции:

	Содержание жирных кислот в % мас
До С17	27–41,8
С17–С18	22,7–24,7
С17–С20	43,9–49,7
Свыше С20	14,3–25,2

 

Физико-химические показатели синтетических кислот приведены в табл. 6.

Таблица 6

Свойства синтетических жирных кислот

Показатели	Фракция кислот
С10–С16	С17–С20
Кислотное число,	242,6–265,7	187,6–211,2
Число омыления,	252,9–271,5	197–217,2
Йодное число,	6,9–11,8	14,8–17,2
Содержание неомыляемых веществ, %мас.	2,1–3,5	5,6–7,4
Содержание изокислот, %мас.	–	22,5–27,9
Температура застывания, ^0С	30,1–33,8	44,1–52,4

 

В случае попадания во фракцию жирных кислот С₁₀–С₁₆ кислот с меньшим числом атомов углерода в цепи, моющее действие мыла, сваренного на ней, снижается, растворимость мыла в воде повышается, и расход его увеличивается. Расход таких жирных кислот и щелочи на варку возрастает.

Не весьма желательны примеси и ко второй фракции С₁₇–С₂₀ жирных кислот с числом атомов углерода более С₂₀. Это приводит к необходимости повышения температуры при стирке, замедлению процесса растворения мыла. При разгонке синтетических жирных кислот на фракции, как сопутствующие, одновременно отгоняется и некоторое количество неомыляемых парафинистых углеводородов.

При попадании в такие фракции жирных кислот следов железа, даже при хранении и перевозке, кислоты темнеют и появляется неприятный запах.

Оптимальным содержанием синтетических жирных кислот, например в рецептуре хозяйственного мыла, является 35–40% мас. Невозможность использования в большем количестве обусловлена присутствием: кислот ниже С₁₀ и выше С₂₀, кислот изостроения, дикарбоновых, циклопарафиновых и других, снижающих эффективность моющего действия мыл на основе таких фракций, ухудшающих цвет и запах готового мыла.

С совершенствованием технологии окисления парафиновых углеводородов и при обеспечении чистоты выделяемых фракций от нежелательных соединений, доля синтетических жирных кислот в рецептурах мыл будет возрастать, вплоть до рецептур, использующих 100% синтетического сырья.

Жирные кислоты фракции С₁₇–С₂₀ обычно вводят в рецептуру, взамен твердых жиров; фракцию С₁₀–С₁₆ – взамен кокосового масла. Эта фракция по влиянию на титр мыла приближается к жидким маслам, за счет наличия в ее составе кислот разветвленного строения.

Жиросодержащие отходы

На предприятиях по добыче и переработке масел, в качестве жиросодержащих отходов образуются: фуза, соапстоки, отработанные отбельные глины содержащие масла, жир из жироловушек, которые с успехом перерабатывают на мыло.

Фуза

В процессе извлечения жиров из жировой ткани животных или из масличных семян в жир переходят примеси как механические так и жирорастворимые.

В процессе хранения эти примеси высаждаются на дно резервуаров, образуя объемистый желевидный осадок (фузу).

В нем содержится 65–80%мас. жира, обрывки клетчатки, белковые, смолистые, слизистые вещества, вода и т.д.

После чистки резервуаров фузу собирают и направляют на мыловаренные заводы. Если она хранится долго, то под действием различных факторов, в том числе и биологических, начинает разлагаться с появлением неприятного запаха. Для использования их в варке, фузы тщательно очищают.

Соапстоки

В природных жирах и маслах содержится некоторое количество свободных жирных кислот. Для снижения кислотности жиры обрабатывают щелочью, которая, реагируя со свободными жирными кислотами, превращает их в мыла. При отстаивании мыло, будучи тяжелее жира, отделяется от него. Объемистые хлопья мыла увлекают с собой механические и растворенные в жире примеси (белковые, слизистые, красящие и другие вещества). При обработке щелочью (рафинации) черного хлопкового масла в осадок переходит также темноокрашенное смолистое ядовитое вещество – госсипол.

В осадке, отделяемом от рафинированного щелочью жира, кроме мыла, содержатся разнообразные, большей частью темноокрашенные, примеси и поваренная соль, нейтральный жир и вода. Количество нейтрального жира в зависимости от условий работы колеблется от 30 до 100% от массы связанных щелочью жирных кислот. Этот, сложного состава осадок, называется соапстоком.

Качество соапстоков зависит от вида и качества жира, при рафинации которого он получен. Наиболее светлый соапсток, почти без примесей, получается при рафинации пищевого саломаса на маргариновых заводах. Его можно использовать в мыловарении без дополнительной обработки.

Другие соапстоки, особенно получающиеся при рафинации черного хлопкового масла, нуждаются в специальной обработке. Если соапстоки не очищать, то получается темное мыло с неприятным запахом.