Производство мыла

ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ МЫЛОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Важной составной частью мыла являются щелочи главным образом натриевые (при выработке твердых мыл) и калиевые (при получении жидких и мазеобразных мыл). Соли щелочно-земель­ных и тяжелых металлов в составе мыл бытового назначения: являются вредной примесью.

При выработке мыла особенно тщательно надо следить за тем, чтобы в материалы не попадали окислы железа и других тяжелых металлов. Эти вещества ускоряют ирогоркание неомыленного жира и окисляют высоконенасыщенные жирные кислоты и парфюмерные отдушки. В результате на мыле появляются темные пятна ил» темнеет вся поверхность куска.

Кроме жирных кислот и щелочных металлов, вступающих, между собой в химическую реакцию, в мыловарении применяется довольно большое количество других материалов, называемых обычно добавками.

Добавки по назначению можно разбить на несколько групп. Для улучшения цвета и окраски в мыло добавляют белила и различные красители. Для придания приятного аромата в нега вводят парфюмерные отдушки. Для предупреждения потемнения и прогоркания мыла, особенно туалетного, в него добавляют стабилизаторы и химические антиокислители. Некоторые добавки вводят для повышения моющего действия или для придания мылу каких-либо дополнительных специфических свойств, например бактерицидных или лечебно-профилактических.

Щелочи И соли

Едкие щелочи. Эти щелочи отличаются высокой реакционной способностью. При взаимодействии с нейтральными жирами они легко и достаточно быстро омыляют триглицериды и связывают высвобождающиеся при этом жирные кислоты, образуя соответ­ствующие мыла. При обработке едкими щелочами жирных кислот они нейтрализуют их и также образуют мыла.

Едкие щелочи хорошо растворяются в воде. Растворение сопро­вождаются выделением тетла.

Едкие щелочи способны поглощать углекислый газ, в том числе находящийся в воздухе, превращаясь в углекислые соли.

Например, едкий натр, реагируя с углекислотой, превращается в углекислый натрий по реакции

2№ОН + СОг -* Ма2С03 + Н20.

Для предотвращения этой нежелательной реакции, снижающей активность едких щелочей, их растворы рекомендуется хранить в плотно закрытых резервуарах.

Едкий натр (гидроокись натрия) — товарное название кау­стическая сода, химическая формула КаОН, молекулярная мас­са 40. Применяют его при выработке всех видов твердых мыл: Едкий натр выпускают в твердом и жидком виде нескольких марок и сортов. Твердый продукт представляет собой белую непро­зрачную массу, упакованную в металлические барабаны массой до 200 кг. Жидкий едкий натр — бесцветная или слегка окрашен­ная жидкость — на мыловаренные заводы поступает в железнодо­рожных цистернах в виде концентрированных растворов.

Твердый едкий натр в зависимости от сорта содержит от 96 до 92% ЫаОН, а жидкий 43—42'% • Из примесей в нем содержатся углекислый натрий (2—3%) и поваренная соль (от 1 до 2,5%). Содержание окислов железа во втором сорте доходит до 0,2%.

Едкое кали (гидроокись калия), химическая формула-- КОН, молекулярная масса 56,11. Применяется при выработке жидких, мазеобразных и некоторых специальных мыл. Едкое кали выпускают в твердом и жидком виде нескольких марок (от А до Г). Твердый продукт представляет собой непрозрачную массу с лучистым изломом. Жидкий продукт — концентрированный раст­вор крепостью до 55'%. Содержание едких щелочей (в пересчете на КОН) в твердом продукте в зависимости от марки —95—93%, в жидком — 52—50%- В виде примесей в товарном продукте со­держится 2—4% едкого натра, 1,5—2% углекислого калия в твер­дом продукте и 0,6—1% в жидком, 0,7—0,9% поваренной соли и - 0,01—0,05% окислов железа.

Твердый продукт поставляют в стальных барабанах массой до - 325 кг, жидкий — в железнодорожных цистернах.

Углекислые соли. По сравнению с едкими щелочами углекис­лые соли обладают меньшей реакционной способностью. Нейтраль­ные жиры в обычных условиях варки они не омыляют. Хорошо и достаточно быстро реагируют с жирными кислотами, образуя соответствующие соли (мыла). В сыром помещении легко погло­щают влагу из воздуха и при этом комкуются. При поглощение большого количества влаги могут расплываться. Поэтому угле­кислые соли следует хранить в сухом складе.

Углекислый натрий (углекислая сода, карбонат нат­рия)— товарное название кальцинированная сода, химическая формула Ыа2С03, молекулярная масса 106, представляет собой белый, мелкий кристаллический порошок.

Углекислый натрий применяется при выработке твердых мыл из расщепленных жиров, жирных и нефтяных кислот и канифоли. Вводят его в некоторые виды мыла для повышения твердости' кускового мыла или для подвижности расплавленного мыла. Углекислый натрий выпускают нескольких видов и марок. В за­висимости от вида и марки товарный продукт содержит от 91 до 99% углекислого натрия. В качестве примесей в соде из нефели­нового сырья содержатся соли калия (в пересчете на КгО) от 5 до 8,6%, сернокислые соли калия и натрия.(в пересчете на КгО)- от 2,4 до 3,8(% •

Углекислый калий (карбонат калия), товарное назва­ние—поташ, химическая формула К2С03, молекулярная мас­са 138,2. Продукт выпускают в виде мелких гранул белого цвета. Применяется он для выработки жидких мазеобразных и специаль­ных мыл из расщепленных жиров и жирных кислот, а также & качестве технологической добавки для повышения подвижности* расплавленного мыла.

Углекислый. калий выпускают двух марок (кальцинированный м полутораводный) и двух сортов. В зависимости от вида и сорта товарный продукт содержит 92,5—98% углекислого калия. В ка­честве примесей углекислый калий первого сорта содержит до 0,9'% углекислого натрия, до 0,07% солей хлора (в пересчете на хлор), 0,4—0,5% сернокислых солей (в пересчете на 504). Во вто­ром сорте примесей содержится больше: 4—6% углекислого нат­рия, 1,5—2% солей хлора и 1—1,5% сернокислых солей.

Фосфорнокислые соли. Натриевые (и калиевые) соли фосфор­ной кислоты выпускают разного химического состава и соответ­ственно они обладают различными свойствами.

Основными фосфорнокислыми солями, используемыми в мыло­варенном производстве, являются триполифосфат натрия и гекса­метафосфат натрия. Их добавляют в стиральные порошки и в некоторые виды твердого мыла для повышения моющего действия.

Триполифосфат натрия (.^бРзОш) представляет собой порошок белого цвета. Его добавляют в стиральные порошки в количестве 20—40% от их массы и в некоторые сорта твердого хозяйственного мыла (экономичного) в количестве 4—6%.

Триполифосфат натрия выпускают двух сортов. В товарном продукте в зависимости от сорта содержание триполифосфата должно быть не менее 92—90%, содержание сернокислых солей и солей хлора не более 1,5%, окислов железа не более 0,02% и веществ, нерастворимых в воде, не более 0,5%.

Гекса метафосфат натрия (ЫаР03) 6 представляет со­бой твердую стекловидную, слегка окрашенную массу. Выпускают •его в виде небольших кусков, чешуек или порошка (молотый). Он обладает гигроскопичностью и при хранении на воздухе притяги­вая влагу, расплывается, поэтому его упаковывают в герметичную тару. Гексаметафосфат натрия хорошо растворяется в воде, осо­бенно при нагревании, образуя растворы концентрацией до 70%.

Гексаметафосфат натрия вводят в качестве активной добавки В порошки для стирки шелковых и шерстяных тканей.

Водные растворы гексаметафосфата натрия имеют кислую ре­акцию, поэтому в мыловаренном производстве его можно приме­нять и для связывания избытка свободной едкой щелочи, если по каким-либо причинам ее в мыльной массе оказалось больше, чем это допускается техническими условиями.

При пользовании туалетным мылом в жесткой воде образу­ются кальциевые и магниевые мыла, оседающие на коже и осо­бенно на волосах и образующие липкий осадок, склеивающий волосы. Для предупреждения образования этих соединений в туа­летное мыло рекомендуют вводить гексаметафосфат натрия в количестве до 5%.

Соли кремниевой кислоты (силикаты натрия) — это продукт непостоянного химического состава №20„5Ю2. Число групп Ма20, связанных с ЭЮ2 в молекуле, в разных марках непостоянно. На мыловаренных заводах применяют силикат натрия, у которого ве­совое отношение БЮ2 к Ыа20 колеблется от 2,6 до 3,4. Эта вели­чина называется модулем. Силикат натрия поступает на заводы » виде растворов концентрацией от 38,5 до 45%.

Силикат натрия выпускают двух типов — содовый и содово­сульфатный. Содовый силикат натрия обладает более высоким качеством, в нем меньше примесей, в том числе окислов железа (не более 0,25%).

Силикат натрия добавляют иногда в хозяйственное мыло для повышения его твердости и снижения липкости, особенно если В составе мыла содержится много канифоли, или для предотвраще­ния появления кристаллов соды на поверхности кускового мыла. Силикат натрия обладает значительным моющим действием и поэтому является желательным компонентом. Ввод силиката нат­рия в мыло рекомендуется только в смеси с казеином в соотноше­нии 4 : 1 для предупреждения образования на мыле налета. Казеин вводят в мыло в виде 20%-ного раствора, который содержит 2,5% буры и 1% едкого натра. Добавление силиката натрия в неболь­шом количестве (0,1—0,5%) к туалетному и хозяйственному мылу замедляет потемнение и прогоркание продукта. Силикат натрия усиливает действие антиокислителей, добавляемых в мыло. Он является также вспомогательным реактивом при отбелке жиров перекисью водорода.

Красители, ароматизаторы и стабилизаторы мыла

Красители. Их добавляют в основном в туалетное мыло для улучшения его товарного вида. Для этой цели используют сухие белила и специальные виды химических красителей.

Белила цинковые сухие (окись цинка) или титановые (дву­окись титана) добавляют в мыло в количестве от 2 до 10 кг на 1 т готовой продукции. Белила улучшают цветовой фон, делают - его более равномерным, а также устраняют прозрачность куска,, появляющуюся иногда в процессе механической обработки мыла..

При выработке мыла на линиях с автоматической загрузкой белил следует применять титановые белила марки А-1 и Р-1, обра­зующие с другими компонентами, добавляемыми в мыло, одно­родные смеси (суспензии).

Химические красители применяют для окраски туалет­ного мыла в разные цвета. Для этого используют различные водорастворимые анилиновые красители: родамин (красный), ме* танил (желтый), бирюзовый светопрочный (голубой), флуоросце - ин (лимонный), коричневый. прямой (коричневый) и др. Обычно - для окраски в разные цвета пользуются смесью двух или более красителей.

Водорастворимые красители должны полностью растворяться в воде и не изменять окраски под действием света и слабощелоч­ных растворов. При пользовании мылом они не должны окраши­вать мыльную пену. Однако фактически большинство водораство­римых красителей на свету более или менее сильно обесцвечива-

Зь

•ется, поэтому лучше сохраняется окраска у кусков туалетного "мыла, завернутого в бумагу.

На московской фабрике «Свобода» в производственных усло­виях испытаны в качестве красителей для туалетного мыла неко­торые типы жирорастворимых красителей: красные—марки Ж

И С, желтый — марки Ж и другие, а также специальные виды водорастворимых пигментов (желтый, светопрочный, синий, зеле­ный, коричневый и др.).

Хорошо влияет на цвет светлых сортов мыла добавление к. мыльной стружке оптических отбеливателей в количестве 1-—3 кг на 1 т.

Необходимо отметить, что никакие красители не могут ради­кально исправить цвет мыла, если мыльная основа недостаточно •очищена и имеет темную окраску.

Ароматизаторы. Это отдушки (парфюмерные композиции), которые вводят в мыло (в первую очередь в туалетное и в спе­циальные сорта хозяйственного) для того, чтобы придать ему приятный запах. Этот запах передается коже, волосам или сти­раемой ткани.

Отдушки представляют собой жидкую смесь разнообразных .душистых веществ, натуральных и синтетических, гармонично сочетающихся между собой и образующих определенный букет. Букет воспроизводит запах цветов или растений (сирени, ланды­ша, розы, хвои и др.) или образует отвлеченный приятный запах, навеянный творческой фантазией парфюмера, создающего от­душку.

Отдушки для мыла должны обладать приятным устойчивым запахом, длительное время сохраняющимся в готовом продукте.

По действующим техническим условиям товарные отдушки для туалетного мыла представляют собой прозрачную однородную жидкость, не содержащую механических примесей и кристаллов. Цвет ее должен соответствовать эталону, устанавливаемому для каждого наименования. Отдушки необходимо защищать от дей­ствия железа, которое при попадании в мыло может вызвать по­явление пятен на его поверхности.

Хранить отдушки следует в прохладном месте в таре, предо­храняющей их от действия света и воздуха. При длительном хранении, особенно в неблагоприятных условиях, отдушки портят­ся,' темнеют, запах их изменяется.

Отдушки вводят в туалетные мыла в количестве от 5 до 15 кг :на 1 т (в отдельные сорта до 30 кг).

Стабилизаторы (антиокислители). Как указывалось выше, при хранении в мыле часто наблюдаются процессы, известные как прогоркание, сопровождающиеся потемнением всего куска мыла или появлением на его поверхности темных пятен. При этом мыло приобретает неприятный запах.

Главной причиной прогоркания мыла может быть окисление ненасыщенных органических соединений (жирных кислот), содер­жащихся в исходной жировой смеси, кислородом воздуха или

Действие некоторых микроорганизмов. Окисление ускоряется в присутствии тяжелых металлов (меди, железа и др.) или может быть вызвано и усилено плохо подобранными отдушками. Прогор - кание — окисление мыла — ускоряется под действием света и влаги.

Для борьбы с прогорканием мыла в него добавляют разнооб­разные стабилизаторы — антиокислители.

Известно большое число органических и неорганических ве­ществ, используемых в качестве стабилизаторов мыла. Это могут быть индивидуальные продукты или смесь из нескольких специ­ально подобранных веществ.

В нашей промышленности кроме силиката натрия нашли при­менение антал, антал П-2, или пластиболь.

Антал — смешанный продукт, содержащий в водном растворе диэтаноламин, калиевые соли борной, винной, бензойной и других кислот. Он представляет собой сиропообразную прозрачную жид­кость желтого цвета, имеющую щелочную реакцию. Выпускают его нескольких марок. Вводят в туалетное мыло в количестве 3—

5 кг на 1 т.

Антал П-2, или пластиболь, — стабилизатор комплекс­ного действия. В его состав кроме веществ, действующих в ка­честве антиокислителей, входят высокомолекулярные полимерные соединения, которые препятствуют раскисанию мыла и благодаря которым оно сохраняет свою форму и экономно расходуется. Пла­стиболь, добавленный в мыло, повышает его пластичность в про­цессе механической обработки.

Полезные добавки

Вводимые в туалетное мыло полезные добавки условно можно разбить на три группы: пережиривающие, дезинфицирующие и лечебно-профилактические.

Пережиривающие добавки. Это средства, которые добавляют в туалетное мыло, предназначенное для лиц с повышенной сухостью кожи. Они уменьшают обезжиривающее действие мыла на кожу. К данной группе относятся высшие жирные спирты, спермацет, ланолин, крем питательный, парфюмерное масло и др.

Высшие жирные спирты, получаемые из гидрированно­го кашалотового жира, представляют собой твердый продукт от белого до кремового цвета со специфическим запахом.

Спермацет — животный воск, выделяемый из спермацетово­го (кашалотового) жира, это твердая ломкая масса от белого до кремового цвета.

Ланолин'—очищенный животный воск, получаемый при про­мывке овечьей шерсти. Ланолин — густая вязкая масса от светло - желтого до темно-коричневого цвета со слабым своеобразным запа­хом. Весьма хорошими свойствами обладает так называемый оксиэтилированный ланолин, в сложную молекулу которого спе­циальными методами введена окись этилена.

2 И. М. Товбин и др.

Крем питательный косметический представляет собой эмульсию, состоящую из воды, ланолина, спермацета, ко­сточкового или оливкового масла. Вводят его в мыло «Косметиче­ское» и «Любимое».

Парфюмерное масло — тщательно очищенное нефтяное прозрачное масло, не имеющее запаха и вкуса, не содержащее минеральных кислот, щелочей, а также воды и механических при­месей. Применяется при выработке вазелинового мыла.

Дезинфицирующие добавки. Растворы мыла при длительной выдержке способны убивать большинство бактерий, проявляя антисептические свойства. Ввод дезинфицирующих добавок уско­ряет и усиливает это свойство мыла. В качестве дезинфицирующих добавок используют главным образом гексахлорофен, фенол, бор­ную кислоту и тимол.

Гексахлорофен (химическая формула С1зН602С1б) пред­ставляет собой порошок, не имеющий запаха, цвет от серого до - кремового. Гексахлорофен нерастворим в воде, частично раство­ряется в этиловом спирте, в растительном масле образует пасту концентрацией до 50%. Под действием этого вещества погибают многие виды бактерий, однако гексахлорофен чувствителен к све­ту, под воздействием которого теряет активность. Применяют его при выработке туалетного мыла «Гигиена».

Фенол (карболовая кислота, химическая формула С6Н5ОН) — бесцветный, слабо-розоватый или желтоватый продукт кристал­лической структуры с резким своеобразным запахом. Хорошо - растворяется в воде, жирах, глицерине и других растворителях. Попадая на кожу, вызывает тяжелые ожоги, поэтому при работе с ним необходимо принимать все меры предосторожности, рекомен­дуемые для агрессивных веществ. Фенол обладает сильными де­зинфицирующими свойствами. Применяется при выработке карбо­лового мыла.

Борная кислота (химическая формула НВ03)—бесцвет­ные, блестящие, слегка жирные на ощупь кристаллы. Борная кислота обладает слабым дезинфицирующим действием. Однако в мыло ее добавляют и в качестве антисептика, и для связывания свободной щелочи, как, например, в детское мыло, чтобы снизить ее раздражающее действие.

Тимол (химическая формула СщНмО) — бесцветные кристал­лы или кристаллический порошок с характерным запахом. Вводят его "в качестве слабого антисептика с борной кислотой в борно­тимоловое мыло.

Лечебно-профилактические добавки. Эти вещества вводят в мыло, которое должно обладать профилактическими свойствами против некоторых заболеваний кожи. К ним относятся деготь бе­рестовый, селен сернистый, сера, хвойная хлорофиллокаротиновая паста и хна.

Деготь берестовый — густая, черно-зеленая (до бурой) жидкость, содержащая значительное количество углеводородов и фенолов. Применяют его для изготовления дегтярного и серно­дегтярного мыла. Берестовый деготь представляет собой продукт сухой перегонки бересты. Мыло с содержанием 3—5% дегтя ока­зывается эффективным при различных кожных заболеваниях (се­борея, экзема и др.).

Селен сернистый («сульсен», формула БеБг)—порошок желто-оранжевого цвета, содержит 55—57'% селена и 42—45% се­ры. При нагревании выше 42°С он изменяется в цвете и теряет частично свою активность. В щелочной среде изменяет свой цвет и приобретает запах сероводорода. При попадании на слизистую оболочку вызывает раздражение, поэтому при работе с ним на ли­цо необходимо надевать респиратор и очки. Селен сернистый используют для выработки сульсенового мыла, применяемого про­тив перхоти.

Серный цвет — .продукт, получаемый при термической воз­гонке комовой серы. Продукт лимонно-желтого цвета, без запаха и вкуса. Применяется при выработке серно-дегтярного мыла. При отсутствии серного цвета можно применить серу техническую выс­шего сорта марки А.

Хвойная хлорофилло каротиновая паста пред­ставляет собой массу густой консистенции, желтовато - или буро­вато-зеленого цвета, с хвойным запахом. Она имеет слабощелоч­ную реакцию, содержит воск, жирные и смоляные кислоты как в свободном, так и в связанном состоянии, бальзамические вещества, витамины и ряд других веществ, оказывающих лечебное действие. Пасту смешивают с водой в любых соотношениях.

Лечебные свойства пасты зависят от содержания в ней биоло­гически активных веществ, в частности хлорофилла и каротина. Хролофилл, как считают, способствует заживлению ран и язв, а также удалению запахов. Каротин действует, как витамин, спо­собствуя восстановлению верхних тканей кожи. Паста применяет­ся при выработке мыла «Лесное».

Хна — однородный порошок зеленого цвета, получаемый из измельченных высушенных листьев кустарника, произрастающего в Иране, Индии и некоторых других странах Азии. Хна способ­ствует укреплению корней волос и их росту. Применяется при выработке мыла «Гаянэ».