Технические нафтеновые кислоты.

На чистых дистиллированных нафтеновых кислотах можно получать мыла высокого качества.

Товарные же нафтеновые кислоты, из-за большого содержания в них неомыляемых веществ, дают мыла, которые характеризуются небольшой моющей способностью. На низкое качество, получаемых в данном случае мыл, влияет темный цвет и неприятный запах, присущие техническим нафтеновым кислотам и частично передаваемые мылу.

Обычно нафтеновые кислоты, в ограниченном количестве, вводят только в рецептуры хозяйственных мыл. В большом количестве их вводят только в рецептуры мыл технического назначения.

Талловое масло

При производстве целлюлозы из щепы хвойных пород сульфатным методом, в качестве отхода образуется мазеобразная масса, состоящая из смеси натриевых мыл смоляных и жирных кислот – сульфатное мыло.

При обработке такого мыла серной кислотой оно разлагается и на поверхность воды всплывает смесь жирных и смоляных кислот, так называемое сырое талловое масло. Оно имеет темный цвет и неприятный сильный запах, а посему нежелательно для использования в мыловарении.

Если талловое сырое масло подвергнуть вакуумной разгонке с паром, то получают светло-желтую маслообразную жидкость – дистиллированное талловое масло, которое уже используют при производстве как жидкого, так и твердого хозяйственного мыла.

В его составе присутствует 6–8%мас. пальмитиновой (насыщенной) кислоты (С₁₆), 41–48%мас. олеиновой (С₁₈) ненасыщенной кислоты и 36–39%мас. линолевой кислоты (С₁₈), имеющей две ненасыщенные связи в структуре. Сырое талловое масло имеет темный цвет, неприятный запах и большую ненасыщенность, характеризуемую йодным числом .

Если ректификацией выделить из этой смеси смоляные кислоты, то их используют в рецептурах низших сортов хозяйственного мыла.

Жиры и жирозаменители, используемые при варке мыла по чувствительности к действию электролитов разделяют на две группы:

– жиры, мыла на основе которых очень чувствительны к электролитам и отсолка которых протекает при небольшой их концентрации. К таким жирам относят так называемые «ядровые жиры»: различные виды саломасов, подсолнечное, хлопковое, соевое и др. жидкие масла, канифоль, фракция С₁₇–С₂₀ синтетических жирных кислот;

– жиры, мыла на основе которых малочувствительны к электролитам и требующие для полной отсолки большее их количество, так называемые «клеевые жиры». К ним относят: кокосовое и пальмоядровые масла, синтетические жирные кислоты фракции С₁₀–С₁₆, низкомолекулярные нафтеновые кислоты.

Мыла на основе оксикислот, за счет более высокой растворимости в воде, отсаливаются с большим трудом. Потому мыла на основе касторового (высокомолекулярного) масла, содержащего в своей структуре рицинолевую (оксиолеиновую) кислоту трудно отсаливаются. Вместе с тем, следует учитывать и закономерности:

– мыла на основе более высокомолекулярных жиров более чувствительны к электролитам (высаливаются при меньшей концентрации последних).

– легче отсаливаются мыла на основе насыщенных жирных кислот чем на основе ненасыщенных или оксикислот.

Например:

– для отсолки стеарата натрия достаточна концентрация NaOH 2,9%мас.;

– для миристата натрия – 7,7%мас.;

– для олеата натрия – 4,2%мас.

Особенно легко отсаливаются кислые мыла, вследствие их более низкой растворимости в воде.

Щелочи

а) Каустическая сода (NaOH) – вид едкой щелочи, который используют при варке всех марок мыл. Концентрированный водный раствор NaOH называют «каустической содой». Его концентрация может колебаться от 30 до 40%мас.;

б) Едкое кали (KOH). Едкое кали используют обычно при варке жидких, мазеобразных и некоторых мыл специального назначения;

в) Кальцинированная сода (Na₂CO₃) – это самая доступная и дешевая щелочь, широко используемая для варки мыла как из нейтральных, так и из расщепленных жиров и жирозаменителей.

Залежи углекислого натрия в земной коре встречаются довольно часто. Пласты такого природного соединения иногда имеют толщины до нескольких десятков метров.

Углекислый натрий (Na₂CO₃) предварительно растворяют в горячей воде (до 90⁰С), получая раствор с максимальной концентрацией 32–33% и далее, в соответствии с рецептурой, загружают в мыловаренный котел одновременно с нагретой жировой смесью. Не рекомендуется готовить и использовать раствор кальцинированной соды меньшей концентрации, так как это снижает концентрацию полученного мыльного клея, производительность (полезную загрузку) варочного котла и требует большего расхода электролита на стадии высолки мыльного клея.

Кальцинированную соду растворяют при нагревании смеси воды и Na₂CO₃ острым паром при температуре не ниже 60⁰С в теплоизолированном смесителе (во избежание ее быстрой выкристаллизации при охлаждении раствора, в процессе технологических остановок). Смеситель снабжают местным отсосом и вытяжной трубой, чтобы при загрузке пыль не попадала в дыхательные органы обслуживающего персонала и в помещение;

г) Бикарбонат натрия (NaHCO₃) применяют в качестве добавки к туалетным мылам, к моющим порошкам;

д) Поташ (углекислый калий – K₂CO₃). Углекислый калий, как и KOH, используют реже (вследствии его более высокой стоимости) и только при изготовлении жидких мыл специального назначения из расщепленных жиров;

е) Силикат натрия (Na₂SiO₃). Силикат натрия чаще всего добавляют в сорта хозяйственных мыл для повышения их твердости, снижения липкости мыла, особенно, при чрезмерной добавке в рецептуру жировой смеси канифоли, для предотвращения выпотевания кристаллов соды на поверхность кусков мыла. Силикат натрия, частично диссоциирующий в водной среде по уравнению

и сам обладает значительным моющим действием, весьма желателен как компонент мыла и моющих средств. А добавление его в небольших количествах к туалетным мылам, частично замедляет процессы прогоркания.

Силикат натрия с отношением SiO₂к Na₂O от 2,7 до 3,3 поступает на мыловаренные заводы в виде гранул размером от 5 до 10 мм, упакованных в бумажные многослойные мешки из крафт-бумаги и называют его «силикат глыба». Из нее, затем готовят водный раствор с концентрацией 30–35%мас., который под названием «жидкое стекло» поступает на рынок.

Типовая технологическая схема получения жидкого стекла из силикат-глыбы автоклавным способом приведена на рис.5.

 

Рис. 5.

 

Силикат-глыбу в мешках, с помощью тележки 1 поднимают на загрузочную площадку, взвешивают на весах 2 и загрузочную порцию, через бункер 3 загружают в автоклав 4. Сюда же, из приемника 7, подается вода из расчета 1,2 м³ на тонну глыбы силиката натрия. Закрывают люк автоклава, включают подачу острого пара давления 2,5–3 атм и механизм вращения автоклава. Примерно через 5 ч при 160–180⁰Сполучают 30–35% по массе водный раствор жидкого стекла, который перепускают в приемник 5. Пары влаги из автоклавы, конденсируются в холодильнике 6, собираются в емкости приемника 7 и снова, используются для варки следующей партии. Полученный раствор «жидкого стекла» насосом 8, через фильтрпресс 9, поступает в резервуар 10, откуда уже насосом 11 выкачивается в мыловаренный котел.

Осадок на фильтрпрессе, промывают водой, фильтрат направляют в емкость 12 из которой насосом 13 передают в приемник 7 и далее используют при приготовлении следующей порции жидкого стекла.

Следует помнить, что при длительном хранении готового жидкого стекла, в контакте с воздухом, за счет взаимодействия щелочи с углекислотой по схемам:

образуется углекислый натрий и выпадает аморфный осадок ортокремниевой кислоты или более высокомолекулярных продуктов ее конденсации. При этом активность жидкого стекла снижается;

и) Гашеная известь Ca(OH)₂. Свежую гашенную известь, в виде водного раствора (известкового молока), иногда используют в мыловарении для каустификации кальцинированной соды по схеме:

Однако, в настоящее время, этот способ каустификации соды практически не используют.

к) Триэтаноламин [N–(CH₂CH₂OH)₃]. Молекулярная масса 140,19. Это органическое соединение с сильными щелочными свойствами; бесцветная вязкая, темнеющая на воздухе жидкость, застывающая на воздухе при температуре +2⁰С; Т_кип.=360⁰С или 277⁰С/150мм.рт.ст.; d₄²⁰=1124 кг/м³; h_д²⁰=1,4852; гигроскопичен, растворяется в воде, спирте, ацетоне; с кислотами легко образует соли. Триэтаноламин должен соответствовать требованиям:

Показатели	Сорта
I сорт	II сорт
Цвет	От желтого до светлокоричневого, но не темнее водного раствора йода, с концентрацией 0,3 г/л	Коричневый, но не темнее водного раствора йода с концентрацией 1,5 г/л
Содержание моно- и диэтаноламинов, %мас. не более	1,5	20,0

л) Соль поваренная (NaCl). В мыловаренном производстве используют поваренную соль, как в сухом виде, так и в виде водных растворов. Требования к качеству соли изложены в приложении.