Определение расхода нейтральных жиров и жирных кислот

Для составления расхода жиров на мыловарение, необходимо пользоваться переводными коэффициентами, указывающими выход жирных кислот из нейтральных жиров. Согласно действующей инструкции по нормированию расхода сырья в масложировой промышленности, разработанной ВНИИЖ г. Москва, приняты следующие коэффициенты пересчета нейтральных жиров в жирные кислоты:

Жировое сырье	Коэффициент пересчета
Саломас	0,95
Жидкие растительные масла	0,95
Кокосовое масло	0,90
Канифоль и талловое масло	0,99

 

Выход жирных кислот из животных жиров и отечественных растительных масел практически составляет 95,5–95,7%мас. (коэффициент пересчета 0,955–0,957) разницу в 0,5–0,7% относят к дополнительным сверхнормативным неучитываемым потерям.

Выход жирных кислот из фузы, соапстоков и других жиросодержащих отходов, из нафтеновых кислот принимают по данным лаборатории предприятия.

За 100% принимаются синтетические жирные кислоты. Однако, если в составе синтетических кислот присутствуют водорастворимые кислоты (обычно низкомолекулярные), то в процессе варки мыла косвенным методом, при отсолке, они переходят в подмыльный щелок и вместе с ним сбрасываются в канализацию, повышая потери сырья в производстве.

Количество таких кислот устанавливает лаборатория для каждой поступающей партии синтетических жирных кислот, и эти данные учитывают в жировом балансе.

В остальных случаях, например количество влаги в жирах и маслах, должно быть не более величин, закрытых соответствующим ГОСТ или ТУ на сырье, и принимается в расчет на основе сертификата качества.

Пример. Рассчитать расход жиров и жирозаменителей на варку 60%-ного хозяйственного мыла при их удельном расходе 603 кг/т.

Для удобства расчет сведен в табл. 12.

Таблица 12

Результаты расчета расхода жиров и жирозаменителей

Жировое сырье	Расход жирных кислот	Коэффициент для пересчета в нейтральные жиры (триглицериды)	Расход нейтральных сухих жиров, кг/т	Содержание влаги и летучих веществ	Расход нейтральных жиров с поправкой на влагу и летучие вещества, кг/т
%	кг	%	кг
Саломас		331,6	0,95		0,3	1,0	350,1
Синтетические жирные кисло-ты (фракция С17–С20)		90,5	1,0	90,5	0,3	0,3	90,8
Соапсток хлопкового масла		90,5	1,0	90,5	–	–	90,5
Канифоль		48,2	0,99		0,3	0,15	48,85
Мылонафт		42,2	1,)	42,2	2,)	0,85	43,05
Всего			–	621,0	–	2,3	623,3

 

Если мыло варят из нейтральных жиров или из смеси нейтральных жиров и жирных кислот, то для определения загрузки варочного котла необходимо сначала определить выход жирных кислот их жировой смеси. Для этого пользуются теми же коэффициентами.

Пример. Рассчитать выход жирных кислот из жировой смеси. Расчет сведен в табл. 13.

 

 

Таблица 13

Выход жирных кислот из жировой смеси

Жировое сырье	Расход жирового сырья	Коэффициент для пересчета в жирные кислоты	Выход жирных кислот	Удельная масса жирной кислоты в смеси, %
%	кг	%	кг
Саломас			0,95			39,8
Животное сало			0,95		332,5	34,8
Кокосовое масло			0,9			7,6
Синтетические жирные кислоты			1,0			15,7
Канифоль			0,99		19,8	2,1
Всего			–	95,43	954,3

 

Из примера прослеживается закономерность, что соотношение различных жирных кислот при варке мыла несколько отличается от соотношения исходных компонентов. Причем, доля синтетических жирных кислот и канифоли в жировой смеси повышается, в то время как доля жирных кислот из саломаса, животных жиров и кокосового масла снижается.

С повышением доли, используемых в мыловарении, синтетических жирных кислот, это соотношение и дальше будет меняться.

Пример. Рассчитать расход нейтральных жиров и жирозаменителей на варку 74%-ного туалетного мыла при расходе жирных кислот (включая и потери) 750 кг/т. Выход жирных кислот из жировой смеси составляет 95,43%мас. Найдем величину расхода безводной жировой смеси:

Подсчет расхода нейтральных жиров каждого из компонентов жировой смеси показан в табл. 14.

Таблица 14

Расход нейтральных жиров каждого из компонентов жировой смеси

Жировое сырье	Расход безводных жиров	Содержание влаги	Расход жиров с поправкой на влагу, кг/т
%	Кг/т
Саломас			0,3	0,9	315,27
Животное сало			0,3	0,8	275,87
Кокосовое масло			0,2	0,1	62,97
Синтетические жирные кислоты			0.3	0,35	118,24
Канифоль			0,3	0,05	15,77
Всего		785,92	–	2,2	788,12

Расчет расхода щелочи

Ранее было показано, что для связывания в молекулу мыла на одну молекулу жирной кислоты всегда расходуется одна молекула щелочи (NaOH или КОН), не зависимо от молекулярной масс жирной кислоты. В то же время, молекулярная масса жирной кислоты зависит от ее природы. Значит, при расчете расхода щелочи надо обязательно учитывать молекулярную массу жирных кислот, которые используют для получения мыла.

Расход щелочи можно определить исходя из «числа нейтрализации» жирных кислот или исходя из «числа омыления» их.

При варке калиевого мыла из жирных кислот, расход КОН прям пропорционален «числу нейтрализации» или «числу омыления».

При выработке натриевых мыл теоретический расход NaOH вычисляют по формуле:

– при нейтрализации жирных кислот:

– при омылении нейтральных жиров:

где: Щ – расход едкой щелочи (NaOH), в кг/т; ч.н. – число нейтрализации смеси жирных кислот, (мг^.КОН)/г; ч.о. – число омыления жиров, (мг^.КОН)/г; 40 – молекулярная масса NaOH; 56,1 – молекулярная масса КОН.

Пример. Определить теоретический расход NaOH при варке мыла из жировой смеси, число нейтрализации которой равно 210. Тогда:

Практический расход щелочи несколько выше, теоретического за счет того, что в мыле, как в процессе варки, так и в готовом, поддерживают небольшой избыток щелочи, во избежание образования кислых мыл на стадии варки и для увеличения подвижности мыл.

Например. В хозяйственном мыле, согласно действующим техническим условиям, содержание свободной щелочи колеблется от 0,15 до 0,2%мас.; количество углекислой щелочи – от 1 до 35. Кроме того, товарные продукты всегда содержат 92% едкого натра; в кальцинированной соде – 97% углекислой щелочи и т.д.

Следовательно, чтобы правило определить практический расход каустической соды, необходимо, к количеству ее, рассчитанному на нейтрализацию жирных кислот и омыление нейтрального жира по выше наведенным формулам, добавить щелочь, оставшуюся в мыле, и сделать поправку на содержание вещества в товарном продукте.

Пример. Подсчитать расход каустической соды на варку 1 т туалетного 74%-ного мыла из нейтральных жиров, рецептура которых приведена в табл. 14, с числом омыления 202. Расход безводной жировой смеси 779,6 кг/т.

Подсчитаем теоретический расход едкого натра на омыление 1 т жировой смеси:

а на омыление 779,6 кг жировой смеси:

Из приложения 1 видно, что в готовом туалетном мыле остается 0,1% свободной щелочи, т.е. Щ₂=1 кг/т.

Потери щелочи 92% NaOH с подмыльными щелоками 0,1% или 1 кг/т, подсчитаем суммарный расход товарной каустической соды на выработку 1 т туалетного 74%-ного мыла.

Можно осуществить расчет расхода щелочи из имеющихся значений чисел омыления каждого из компонентов жировой смеси и их доли в составе жировой смеси.

Учитывая, что омыление ведут стандартной каустической содой с содержанием NaOH равным 92%мас. (сорт В), то в этом случае количество щелочи на 1 тонну жировой смеси можно определить по формуле

где Щ_ж.с.– расход натриевой щелочи в кг на омыление 1 тонны жировой смеси; А_с, А_м, А_к, А_н.к. – числа омыления составных частей жировой смеси: саломаса, животного масла, канифоли, нафтеновых кислот и др., в (мг^.КОН)/г; С_с, С_м, С_к, С_н.к. – процентное содержание каждого из компонентов жировой смеси; А_ж.с. – число омыления готовой жировой смеси, в (мг^.КОН)/г; n – содержание едкого натра в технической щелочи, в сорте В – 92%мас.

К полученному расчетному количеству NaOH добавляют небольшой избыток, на допускаемое количество свободной щелочи в мыле.

При использовании щелочей другой природы пользуются переводным коэффициентом исходя из эквимолекулярных масс таких щелочей, которые определяют по формуле:

где: К – искомый переводной коэффициент; М – эквимолекулярная масса щелочи, для которой определяют коэффициент К; h_м – содержание щелочи в товарном продукте (из паспорта на щелочь или по данным лаборатории); ЧО – молекулярная масса NaOH; П – содержание собственно NaOH в продажной каустической соде (из паспорта на продукт).

Если в мыло ввести небольшое количество электролитов (Na₂CO₃), силикат натрия и т.д.), то твердость мыла можно повысить.

В таблице 11 приведены примеры жировых рецептур различных видов твердых мыл, в % мас.