清潔生產(chǎn)制皂工藝及其中間產(chǎn)物改性研究優(yōu)秀畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) 可復(fù)制黏貼.pdf

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 清潔生產(chǎn)制皂工藝及其中間產(chǎn)物改性研究 姓名：文章軍 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：應(yīng)用化學(xué) 指導(dǎo)教師：錢生球 2001.1.1 塵鬯型蘭墊查盔堂堡主蘭垡堡塞 ! 煎墮圭立型皇三莖絲苧! 旦立塑墮竺里! 型 丁& 6 qg 、廠摘要 清潔生產(chǎn)模式是解決我國環(huán)境污染問題的根本性措施之一。本 工作通過對傳統(tǒng)制皂工藝的分析找到能替代傳統(tǒng)制皂工藝中產(chǎn)生污 染的步驟，對部分乃至整個工藝進(jìn)行重新設(shè)計，重新設(shè)計的工藝采 用低級醇作溶劑和試劑循環(huán)使用，完全取代水，從而達(dá)到零排放、 無污染的環(huán)保目的，其意義在于從工藝上消除污染物來源，而不是 象傳統(tǒng)制皂工藝那樣對已經(jīng)產(chǎn)生的污染進(jìn)行治理；采用新工藝在實 驗室里制備出了肥皂粉，并對生產(chǎn)過程中的中間產(chǎn)物進(jìn)行提純或改 性，制備出了磺基表面活性劑。對這些產(chǎn)物的泡沫性、洗滌性、抗 硬水性及潤濕性作了比較研究。 主題詞清潔生產(chǎn)制皂工業(yè)油脂化工 s t u d y o nc l e a n e rp r o d u c t i o no fs o a p - p r o d u c i n g t e c h n i q u e a n dm o d i f i c a t i o no fi n t e r m e d i a t e s a b s t r a c t ：c l e a n e rp r o d u c t i o ni so n eo f t h ef o u n d a m e n t a lm e t h o d s t h a t p r e v e n t e n v i r o n m e n tf r o mb e i n gp o l l u t e d a f t e re x p l o r i n g a n d a s s e s s i n gt h et r a d i t i o n a ls o a p - p r o d u c i n gt e c h n i q u e ，t h ep a r t i a l o rt h e w h o l et e c h n i q u ew a sr e d e s i g n e dt ot a k et h ep l a c eo f t h ep o l l u t a n t a n d c o n t a m i n a n t d i s c h a r g i n g u n i t so ft h et r a d i t i o n a lt e c h n i q u e l i g h t a l c o h o l sr e p l a c e dw a t e ra n dr e c y c l e da ss o l v e n ta n dr e a g e n ti nt h en e w t e c h n i q u e ，t h u st a r g e t i n g a tz e r oe m i s s i o n i t ss i g n i f i c a n c ei s t h a t u n l i k et h et r a d i t i o n a l t e c h n i q u e t h a tt h e d i s c h a r g e dp o l l u t a n t s a n d c o n t a m i n a n t sw e r et r e a t e d ，t h e n e wo n ew a sf r e eo fd i s c h a r g i n g p o l l u t a n t s a n dc o n t a m i n a n t s f u r t h e r m o r es o a pp o w d e rw a sp r e p a r e d o nal a bs c a l e t h ei n t e r m e d i a t e s d u r i n gt h et e c h n i q u ep r o c e s s w a s p u r i f i e d ，r e f i n e da n dm o d i f i e da n ds u l f a t e ds u r f a c t a n tw a sp r e p a r e d t h er e l a t i v ep h y s i c a l c h e m i c a lp r o p e r t i e sa r es t u d i e d k e y w o r d s ：c l e a n e rp r o d u c t i o n s o a p p r o d u c i n gi n d u s t r y o i l s & f a t s c h e m i c a le n g i n e e r i n g ! 雪! ! ! 堂絲查叁堂堡：! 竺堡堡壅塑塑童蘭堂型里上蘭墨苧生塑蘭塑墮堡! ! 型 開篇 肥皂是人類利用的最古老的化學(xué)物質(zhì)之一，早在約公元前2 5 0 0 年人 類就發(fā)現(xiàn)肥皂及其類似物具有清潔藥效功能，但人類早期對肥皂及其 類似物的應(yīng)用僅僅是經(jīng)驗的簡單應(yīng)用。在經(jīng)過了中世紀(jì)、十八世紀(jì)、十 九世紀(jì)后，肥皂的制造已具規(guī)模，用途也日益廣泛。 肥皂是高級脂肪酸、樹脂酸、環(huán)烷酸的鹽，主要是鈉鹽和鉀鹽，碳 原子數(shù)從c 。到c 。的脂肪酸混合物制備的堿金屬皂水溶液具有洗滌作 用，以c 。到c 。的脂肪酸的鈉鹽和鉀鹽的性能最好。碳原子數(shù)低于c m 和大于c 。的脂肪酸鹽沒有洗滌性能，因為低分子脂肪酸鹽在水中溶解性 很好，表面活性差，膠柬形成能力弱：碳原子數(shù)大于c 。的脂肪酸鹽在水 中實際上是不溶解的0 1 ，也無洗滌能力。除了堿金屬皂外，堿土金屬皂 和重金屬皂由于在水中溶解度差，無洗滌能力，不能用作日用洗衣皂， 但有其他重要工業(yè)應(yīng)用如可用于化妝品、橡膠、涂料、塑料等工業(yè)。 生產(chǎn)肥皂的原料主要是天然的或合成的脂肪酸、樹脂酸、環(huán)烷酸、 動植物油脂，碳酸鈉以及氫氧化鈉( 液體肥皂采用碳酸鉀或氫氧化鉀) 其方法就是：在過量的堿的條件下進(jìn)行中和或皂化反應(yīng)。 2 r c o o h + n a 2 c 0 3 蕓2 r c o o n a + c 02 個+ h2 0 r c o o h + n a o h r c o o n a + h 2 0 c h ，o c o r lc h 2 0 h c h o c o r 2 + 3 n a o h 蕓c h o h + r i2 j c o o n a c h 2 0 c o r 3亡h ，o h 堿土金屬皂和重金屬皂通常用鈉皂或鉀皂與堿土金屬鹽或重金屬鹽 進(jìn)行置換反應(yīng)而成。 隨著石化工業(yè)的發(fā)展，與油脂為原料的產(chǎn)品相比。石化產(chǎn)品的成本 具甜明顯優(yōu)勢，盡管社會對以表面活性劑為主要或重要成份的各種產(chǎn)品 如l | 化產(chǎn)品的需求不斷迅速增加但以石油為原料的工業(yè)合成產(chǎn)品不僅 士兵補(bǔ)了這種日益增大的缺口，而且大大擠占了以油脂為原料的各種產(chǎn)品 的市場份額。盡管如此，以油脂為原料的各種產(chǎn)品由于具有卓越性能， 生里型鱟壁查查堂堡主蘭垡堡奎堂鯊竺蘭型皇上苧墾苧主塑生黧堂堂! ! 堡型 尤其是完全的環(huán)境相容性，原料易于再生，來源廣泛，因此，目前乃至 將來仍會在表面活性劑及其后續(xù)產(chǎn)品市場上占有一定比例a 從近幾年化學(xué)工業(yè)，環(huán)保工業(yè)，能源工業(yè)的發(fā)展來看，以動植物油 脂為原料的表面活性劑及其后續(xù)產(chǎn)品和其他產(chǎn)品生產(chǎn)不僅不會停頓，消 失。相反，在特別珍惜石油資源的今天，用石油的替代原料動植物 油脂進(jìn)行生產(chǎn)的趨勢應(yīng)有所回歸甚至加強(qiáng)，這也說明，人類認(rèn)識自然利 用自然是螺旋式的進(jìn)程。 本篇論文就是對以動植物油脂為原料的制皂工藝提供一種改進(jìn)方 案，使其符合環(huán)境保護(hù)的要求，使用水大戶一一制皂企業(yè)轉(zhuǎn)變成節(jié)水型 企業(yè)，并對工藝過程中中間產(chǎn)物的提純改性及其用途作些研究說明。 參考文獻(xiàn) 1 d 斯沃恩主編，秦洪萬士澤，貝雷油脂化學(xué)與i ：業(yè)學(xué)輕j ：業(yè)出版社，p 5 5 1 5 5 3 。 2 h c 阿魯楚尼亞恩編，鄭澤賢、劉爵峰澤，汕脂加i ：j ：藝，輕i ：, j k 出版社t p 2 6 1 - 2 6 7 。 第一篇肥皂的物理化學(xué)與傳統(tǒng)制皂工藝 在本論文中，肥皂特指堿金屬皂主要是鉀皂和鈉皂，以便與堿土金 屬皂及重金屬皂相區(qū)別。肥皂是在日常生活中經(jīng)常使用的洗滌用品，深 入了解肥皂的物理化學(xué)性質(zhì)無論對肥皂的研究生產(chǎn)，還是日常使用都是 很有必要的。 在對制皂工藝改進(jìn)或重新設(shè)計之前，對傳統(tǒng)制皂工藝及各種制皂方 法作比較系統(tǒng)的回顧，指出其存在的優(yōu)點與不足也是必要的，因此本篇 將主要敘述肥皂的物理化學(xué)、制皂用油脂配方、制皂方法與工藝。 第一章肥皂的物理化學(xué) l 固體肥皂的物理一化學(xué)性質(zhì) 1 1 密度 無水肥皂的密度接近于1 0 0 0 k g m 。，低分子酸肥皂( 包括豆蔻酸在 內(nèi)的小于肉豆蔻酸肥皂) 密度稍大，其余的酸皂小于1 0 0 0 k g m 。肥皂 的密度不僅與組成肥皂的脂肪酸皂密切相關(guān)，還與加工條件有關(guān)，通常 肥皂密度在9 6 0 1 0 2 0 k g n l 范圍內(nèi)變動。 1 2 熔點 尢水肥皂的熔點范圍在2 2 5 - 2 7 0 。c 之間，r h 于工廠生產(chǎn)的肥皂是多 種脂肪酸皂的混合物，所以肥皂有一個較寬的熔點范圍，隨著肥皂內(nèi)水 含最提高，肥皂的熔點降低，脂肪酸為6 0 的洗衣皂的熔點低于1 0 0 c 1 3 吸濕性 肥皂具有吸水性和持水性，原因主要在于脂肪酸皂親水基的氫鍵的 鍵合力，肥皂吸水是一個放熱反應(yīng)，肥皂吸水膨脹體積增大，鉀皂吸濕 性犬于鈉皂。 ! 型羔墊查叁堂墮堂堂l 燮幽型塑型型型型型 1 4 溶解性。 肥皂在水中具有良好的溶解性。鋼i 皂溶解性比鈉皂更好，在肥皂分 r 中碳原了數(shù)增加，溶解性降低不飽平脂肪酸皂比飽和脂肪酸皂溶解 r 主好，溫度提高可使肥皂溶解性增j j i i ，堿土金屬皂在水中難溶解，但能 很好的溶解于酒精中，尤其在熱的酒精中溶解形成真溶液：肥皂在無水 乙醇中不溶解，利用這個特點，將脂肪酸與n a o h 溶解于乙醇中中和反 應(yīng)后生成脂肪酸鈉，析出形成凝膠，可以制得固體酒精，肥皂也不溶于 無水乙醚、苯、丙酮等有機(jī)溶劑中，但在這些溶劑中加入水份，可使其 溶解性大大提高，據(jù)認(rèn)為，肥皂在這些有機(jī)溶劑中具有形成膠束的傾 向，其結(jié)構(gòu)是烷基部在外側(cè)，極性基部在內(nèi)側(cè)的逆型膠束。水份加入之 前，形成的膠束在電學(xué)上是不穩(wěn)定的，加入水份使得陰離子親水基與堿 金屬陽離子可以穩(wěn)定的“儲存”在水珠內(nèi)，從而形成穩(wěn)定的逆型膠柬， 亦就提高了肥皂在這些非極性溶劑中的溶解性。酸性皂在水中難溶，但 在非極性溶劑中溶解性明顯提高。 1 5 肥皂的水解 肥皂是弱酸強(qiáng)堿鹽，所以肥皂溶解于水中后便進(jìn)行水解。 r c o o n a + h 2 0 ；r c o o h + n a o h 因此肥皂水溶液具有弱堿性。 肥皂水解程度與肥皂的性質(zhì)、溶液的濃度、溫度等有關(guān)。隨著脂肪 酸分子量的增加，水解作用增強(qiáng)，飽和脂肪酸皂水解比不飽和脂肪酸皂 大即脂肪酸皂的疏水基效應(yīng)強(qiáng)者水解性強(qiáng)。樹脂酸肥皂進(jìn)行水解的程度 比脂肪酸皂大：肥皂溶液濃度降低時水解作用增強(qiáng)，水解出來的游離酸 征水溶液中可引起渾濁，平時我們所見的濃縮透明的皂膠溶液用水稀釋 u 寸渾濁即是肥皂水解所致：提高溫度辦使水解作用增加，在含有肥皂 0 2 5 的肥皂溶液中若溫度從2 0 c 提高到9 0 c ，游離堿含量提高2 0 倍 以e 。肥皂水解是一個可逆反應(yīng)因此在肥皂溶液中加入強(qiáng)堿可使平 衡向左偏移t 通常成型肥皂中含有定量的強(qiáng)堿即是這個道理。在肥皂 溶液中加入乙醇可抑制甚至完全消除水解。 1 6 導(dǎo)電率 肥皂及其水溶液在外部電場作用下均有導(dǎo)電能力，這是由于肥皂分 5 望絲蘭絲查叁堂墮堂生墮奎 一 ! 鯊墮竺生型里蘭絲叢! 旦生型型韭! 型! 型 子無論在熔化狀態(tài)下，還是在溶液中部可離解成離子： r c o o n a 蕓r c o o 一+ n a + 熔化的無水肥皂的導(dǎo)電率隨溫度升高達(dá)到極限一一電解質(zhì)完全離 解，導(dǎo)屯率最大，以后即使溫度提高，導(dǎo)電率不再增加：肥皂水溶液的 導(dǎo)電率同樣隨溫度提高而增加，尤其是被稀釋的肥皂溶液。電解質(zhì)加入 肥皂溶液中時其導(dǎo)電率被提高到一個極限，再加入電解質(zhì)使其濃度繼 續(xù)增大時，導(dǎo)電率變成純電解質(zhì)的導(dǎo)電率。 1 7 粘度 肥皂溶液的粘度隨著脂肪酸分子量的增加而提高，在相同的濃度下 飽和脂肪酸肥皂具有比相同碳原子數(shù)的不飽和脂肪酸肥皂粘度大，肥皂 溶液的粘度與溫度顯著相關(guān)，溫度降低，粘度顯著提高。電解質(zhì)的加入 也會使肥皂溶液粘度顯著提高，直至體系分成皂膠和皂堿液，這就是傳 統(tǒng)制皂工藝中的鹽析步驟。 i 8 肥皂的復(fù)分解反應(yīng) 在肥皂的水溶液內(nèi)肥皂能夠進(jìn)行交換反應(yīng)，如鈉皂用碳酸鉀處理即 可部分地轉(zhuǎn)為鉀皂。 r c o o n a + k 2 c o lo 2 r c o o k + n a ! c o3 碳酸鈉溶液可使鈣皂變成鈉皂。 ( r c o o ) 二c a + n a ，c o 2 r c o o n a + c a c o ：j ， 2 肥皂水溶液的物化性質(zhì) 肥皂分子是兩親分子，是典型的陰離子表面活性劑，它的親水部分 與疏水部分如下： c h ，( c h 二) 。c o o n a 1 泳i ；萬磊秤蕊 隨著肥皂分子量的增加，其疏水性質(zhì)增加，反之，親水性增加，疏 水性質(zhì)和親水性質(zhì)的比值由親水一疏水平衡值( h l b ) 確定，可通過如下 公式討算h l b 值。 生型絲蘭絲查叁! ：嬰竺垡堡苧塑墅童蘭! 型掛- 羔望望竺型里蘭望墾絲! 叢型 鉀皂：h l b = 2 8 1 0 4 7 5 m 鈉皂：h l b = 2 6 卜0 4 7 5 m m 為親油基的碳原子數(shù)。此式忽略了雙鍵對h l b 值的影響，實際上， 叔鍵會使h l b 值略微增加。 一般認(rèn)為肥皂含量小于4 0 的皂水體系為肥皂水溶液。實際上，真 正的肥皂水溶液是肥皂分子濃度小于臨界膠束濃度( c m c ) 的水溶液， 大于c m c 的肥皂水溶液具有膠體性質(zhì)，這種規(guī)定僅僅是為敘述方便起見a 在生產(chǎn)、生活中通常使用的即是這種水溶液，因此，對這種肥皂水溶液 的討論和研究尤其是在c 婀附近的肥皂水溶液的討論和研究具有重要的 實際意義和理論意義。 由于肥皂分子在水溶液中水解，敞比起其它不水解的表面活性劑來， 肥皂水溶液的組成相當(dāng)復(fù)雜：r c o o n a 、r c o o h 、n a o h 、r c o o n a r c o o h ( 酸 性皂) 、膠束等可同時存在，盡管其中的組成變化在很大程度上與肥皂 溶液的濃度、溫度有關(guān)，但歸根到底，肥皂水溶液的組成決定于肥皂分 子本身的結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)。 2 1 臨界膠束濃度( c r i t i c a lm i c e l l ec o n c e n t r a t i o n ) 經(jīng)查明“，肥皂溶液的濃度小于1 0 一一1 0 。m o l 1 時，是作為真溶液出 現(xiàn)的主要含有脂肪酸陰離子，陽離子和未離解的肥皂分子。 當(dāng)肥皂溶液濃度增加至肥皂真溶液最大濃度時，由于水分子之間的 內(nèi)聚力和肥皂的碳?xì)滏湹南嗷ノ?，使得碳?xì)滏溇哂袕?qiáng)烈遠(yuǎn)離溶劑水的 傾向其結(jié)果是：( 1 ) 脂肪酸陰離予4 ：水溶液表面形成定向排列的皂膜， 碳?xì)滏溕煜蚩諝庀嗷蛴拖嘀校然鵦 o o 一浸沒在水相中：( 2 ) 脂肪酸陰離 j 二的碳?xì)滏溝嗷タ繑n造成局部疏水相，羧基c o o 一浸在水相中，形成球狀 或?qū)訝罨虬魻畹哪z柬。膠束及皂膜的形成盡管伴隨熵減，但不足以抵消 體系負(fù)的焓變，因此，從熱力學(xué)j ：考慮，膠束及皂膜形成是一個自發(fā) 形成過程。 肥皂膠束具有多價負(fù)電性。正離予會排列在具有負(fù)電荷的膠柬表面， 同時膠束被強(qiáng)烈水化，這樣電荷和水化層增加了肥皂的膠柬的穩(wěn)定性， 也就防止了肥皂膠束凝聚s n p , 溶液巾離析出來。 隨肥皂分子濃度的不同可形成不同的膠束，按照馬克賓( j i f a k b 。h ) 的觀點球面膠束只有在具訂濃度為( 1 0 1 6 ) 1 0 。m o l 1 的足 ! 望型蘭絲查叁鱟墮蘭生笙莖塑鯊竺堡堅型i 望壘墅生塑蘭堂堂盟蘭! ! 型 夠稀的溶液中存在。在較濃的溶液中以層狀膠粒存在，這種膠柬是電中 性的或所帶電荷較少，因為這種膠束主要是非離解的肥皂分子締合體。 分子肥皂，離子肥皂締合分子之間存在如下平衡： 分子肥皂 1 l 層狀膠束 離子肥皂 1 球狀膠束 肥皂水溶液的物理一化學(xué)性質(zhì)隨濃度的依賴關(guān)系在曲線上存在明顯 的轉(zhuǎn)折點( b r e a k i n gp o i n t ) ，這一轉(zhuǎn)折點的出現(xiàn)是由于膠束形成所致。 通常把轉(zhuǎn)折點處的肥皂濃度稱為肥皂的臨界膠柬濃度( c m c ) ，對肥皂水 溶液來說至少有兩個轉(zhuǎn)折點，即有兩個c m c ：一個是以真溶液轉(zhuǎn)到球 狀膠束的c m c i ，一個是以球狀膠束轉(zhuǎn)到層狀膠束的c m c ：。 稀濃度電解質(zhì)會使肥皂水溶液的臨界膠束濃度有所提高，膠束在較 高的肥皂溶液濃度下形成，當(dāng)電解質(zhì)濃度提高直至飽和時，肥皂水溶液 的c m c 明顯降低直至皂溶液破壞，兩相形成，這就是肥皂的鹽析。 臨界膠束濃度也受肥皂分子本身的影響，肥皂分予烴基鏈的增長會 使c m c 降低，同碳數(shù)的鉀皂與鈉皂雖溶解度不同，但c m c 卻相同。 臨界膠束濃度隨溫度提高增加不大，但會明顯增加其溶解度，極性 溶劑如乙醇加入肥皂溶液中c m c 會火大提高，這與肥皂在乙醇中有較好 的溶解性有關(guān)。 臨界膠束濃度是幾乎所有表面活性劑，當(dāng)然也包括肥皂的一個重要 的其有實用價值的指標(biāo)，對肥皂和其他表面活性劑的應(yīng)用都在其c m c 范 i 同以j ：例如，肥皂溶液的濃度若低了二其c m c 就沒有洗滌作用，也無增 溶能，j 。 2 2 增溶艙力 增溶是肥皂溶液的重要性質(zhì)。增溶與肥皂溶液的膠束結(jié)構(gòu)有關(guān)，主 要與層狀膠束的形成有關(guān)。肥皂溶液在增溶的條件下使在水中實際不溶 解的季r 機(jī)物質(zhì)，如油脂、脂肪族化合物、芳香族化合物溶解其中，實際 l 溶解在膠柬內(nèi)。 隨著肥皂溶液濃度的提高，它的增溶能力增加，肥皂分子量愈大則 ：墮型堂絲查叁翌堡堂笪墮蘭魚塑童竺生型皇蘭絲望莖塑芝望生塹蘭! 堡型 增溶能力愈高。烴基中雙鍵的存在降低了增溶能力，k + 與n a 對增溶作用 影響不大，在肥皂溶液中游離脂肪酸的存在提高增溶作用a 在不破壞膠 柬的前提下隨著溫度提高增溶能力增：f j | | 。 2 3 表面活性和表面張力 肥皂水溶液中的肥皂分子緊密吸附于表面或界面形成定向排列的表 面層，降低了相之間的界面張力，例如肥皂分子在水一空氣相界面積聚， 使水一空氣表面被烴一空氣表面取代，烴的表面張力低于水的表面張力， 從而達(dá)到降低表面張力的目的，實際上是改變了表面組成所致。在2 0 時水一氣界面變成烴一氣界面時，表面張力可由7 7 7 5 達(dá)因厘米降至 2 5 達(dá)因厘米”1 。 肥皂濃度的提高會使肥皂溶液表面張力降低，直至一個最小表面張 力( k 。) 之后，盡管肥皂濃度變化，但表面張力變化甚小。肥皂分子量 的增加會使表面張力達(dá)到最小值的肥皂分子濃度降低。在肥皂溶液中加 入乙醇，溶液的表面活性下降，當(dāng)溶液中乙醇含量達(dá)4 5 時，表面活性 完全消失，說明肥皂分子充分地溶解地乙醇一水體系中”1 。 2 4 起泡性能 肥皂溶液的起泡能力是由肥皂溶液的性質(zhì)決定的，不僅取決于肥皂 分子的表面活性( 起泡能力) ，而且也取決于形成泡沫薄膜的機(jī)械強(qiáng)度 和粘度( 泡沫的穩(wěn)定性) 。飽和的分子脂肪酸皂( 如棕櫚酸、硬脂酸) ， 形成細(xì)小穩(wěn)定有堅固吸附膜的泡沫。低分子脂肪酸皂溶液可形成粗大而 穩(wěn)定性很小的泡沫。樹脂酸和低分子環(huán)烷酸制成的肥皂起泡性很弱。高 分子脂肪酸的鉀皂起泡能力比鈉皂好，相反，低分子脂肪酸鉀皂比鈉皂 起泡性能差。少量電解質(zhì)加入肥皂稀溶液對起泡性能產(chǎn)生有利影響。 溫度對肥皂溶液的起泡能力的影響取決于肥皂溶液的性質(zhì)，高分子 脂肪酸肥皂在加熱時起泡能力提高，由椰子油制成的肥皂在提高溫度時 起泡能力減弱，油酸鈉在2 0 4 0 c 時表現(xiàn)較好的起泡能力，提高溫度使 起泡能力變差。 2 5 肥皂溶液的乳化作用 肥皂溶液的乳化能力隨著肥皂分子量的增加而提高。每種肥皂分子 均存在最適宜的濃度：在這個濃度處，肥皂溶液的乳化作用最強(qiáng)，高于 ! 里! ：! 蘭絲查叁鱟墮主蘭生堡蘭塹坐蘭生蘭姓皇上蘭絲蘭量塵業(yè)蘭生型生! ! 型 或低于此濃度乳化性能降低。通常最適宜的濃度為0 卜1 ：溫度提高對 高分子飽和脂肪酸肥皂的乳化作用有利。對低分子不飽和脂肪酸皂的乳 化作用不利。少量堿性電解質(zhì)加入能提高肥皂溶液的乳化能力，堿性肥 皂的水溶液使o w 型乳狀液穩(wěn)定。 2 6 膠涪作用與潤濕 肥皂能使水一固體界面上的界面張力降低，這是由于肥皂分子在界面 上定向排列，為固體表面親水性作用創(chuàng)造條件，使固體表面被液體潤濕； 如果固體小粒存在孑l 隙裂縫，則肥皂溶液易滲透其中，使其分裂形成細(xì) 小的懸浮體：由于肥皂分子形成的界面膜機(jī)械強(qiáng)度好，穩(wěn)定性強(qiáng)，能保 持微粒懸浮狀態(tài)，這類似于肥皂的液體增溶能力。少量堿性電解質(zhì)加入 能增加肥皂溶液的膠溶作用，當(dāng)電解質(zhì)大量存在( 電解質(zhì)：肥皂1 ：1 ) 時，肥皂溶液的膠溶能力部分抑制。 與大多數(shù)合成洗滌劑不同，肥皂水溶液具有足夠的膠溶穩(wěn)定作用， 能防止污垢在積物上再沉積，因此在肥皂中不需添加羧甲基纖維素鈉等 抗再沉積的物質(zhì)。 2 7 洗滌作用 洗滌過程是一個非常復(fù)雜的機(jī)械與物理化學(xué)過程，這個過程與表面 活性劑的性質(zhì)一一增溶性、表面活性、起泡性、乳化作用、膠溶潤濕作 用密切相關(guān)，洗滌作用是這些性質(zhì)與機(jī)械力的綜合作用的效果。避開機(jī) 械力，對于肥皂溶液來說，洗滌性能的優(yōu)劣可以從表面活性及泡沫穩(wěn)定 性二者獲得大概印象，表面活性和泡沫穩(wěn)定性不僅與脂肪酸皂分子比例 有關(guān)，而且與溶液的溫度和濃度有關(guān)，最佳條什的破壞降低肥皂溶液的 洗滌作用。 濃度是肥皂溶液洗滌作用好壞的重要因素之一。具有洗滌作用的肥 皂溶液最適宜濃度在o 1 - o 2 范圍內(nèi)，這個濃度大大高于臨界膠束濃 度，繼續(xù)提高濃度并不能提高洗滌效率，只會造成肥皂不必要的浪費。 里蘭! 堂絲查叁堂墮堂! 至堡蘭二塑墅立塵堡堅苧l 苧墨望型塑里蘭塑墮莖! ! 壁壅堡 3 皂膠 皂膠是具有脂肪酸含量4 0 6 0 的肥皂濃度溶液，在6 0 1 0 0 c 時這個 親水肥皂的膠體溶液主要是透明的均勻的液體，少量電解質(zhì)能使皂膠流 動容易，因為少量電解質(zhì)能使皂膠粘度降低但繼續(xù)添加電解質(zhì)時，粘 度大大增加，皂膠變渾濁，直至肥皂分予鹽析出來。 皂膠是在煮皂過程中常常遇到的皂水體系，在煮皂時對皂膠的鹽析 步驟實際上是將所有肥皂轉(zhuǎn)入皂粒相，這樣脂肪酸的濃度由皂膠的 4 0 6 0 提高到6 3 以上，電解質(zhì)及各種伴隨物、雜質(zhì)等進(jìn)入污皂堿液中 ( 廢液) ；其中有被溶解的肥皂，多半是低分子肥皂，因此皂膠鹽析步 驟是肥皂的精制步驟，精制肥皂往往需要多次鹽析，這在煮皂過程中， 是產(chǎn)生廢水的主要步驟。 4 肥皂的結(jié)晶現(xiàn)象 由于肥皂分子的長鏈結(jié)構(gòu)和兩親性質(zhì)，肥皂具有特殊而復(fù)雜的結(jié)晶 現(xiàn)象，肥皂分子的疏水部分構(gòu)成長鏈的主要部分，它在空間的取向排列 總是趨向于在一定條件下的能量最低的取向排列。正如制皂用的牛羊脂 一樣隨著條件的改變，主要是溫度及加工條件的改變，肥皂的晶型按 一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換。 肥皂晶體的多晶型現(xiàn)象是一個極有實用意義的現(xiàn)象。純凈的肥皂可 以彳r 幾種明顯不同的形態(tài)存在，在這一點上觀點是一致的，但是，關(guān)于 晶相的數(shù)量和同一性，尚有不同的見解h 1 。目前主要按f e r g u s o n 及其 合作者。報告的四種確定的固體皂棚來劃分，即口、蘆、j 、u 相， 似b l l e i g e l 等人”。認(rèn)為，肥皂晶形至少有1 0 個之多。 f e r g u s o n 及其合作者提出的四種品型，不論是以單獨存在或混合物 仃征在物理特性上均有一定差異，這對制皂工藝具有重要影響，因為 在一定的溫度范圍內(nèi)這些變體中的任一變體都是穩(wěn)定的，每一種晶型在 肥皂中的顯著積累將對肥皂質(zhì)量產(chǎn)，| i 橄重要的影響。 在通常的商品肥皂中可以看到盧，占，u 晶型的混合物，口一晶型是 很少水合肥皂的晶體形成，d 一晶型完全脫水時即轉(zhuǎn)變?yōu)楸R相，但在一 股商品皂制造條件下口一晶型不存在于皂中。若在嚴(yán)格的確定條件下 ：! 里! ：! 竺絲查叁= i ! 堡堂生笪墨二塑塑芝蘭生型皇苧墨苧! 旦蘭絲堂蘭生! 壁型 對萬、“三種晶型加工，可以獲得以上述三種品型之一作為主要含 量的商品皂，其中的一個重要加 ：條件是溫度，其次是機(jī)械加工條件一 一碾壓。 肥皂多晶型的晶體熱穩(wěn)定性按照占一口一u j i 瞑序增加，隨著溫度的提 高肥皂逐漸由6 一型轉(zhuǎn)化為p 一型，再轉(zhuǎn)化至口一型，由于肥皂組成的復(fù) 雜性，使三種晶型穩(wěn)定存在的溫度范圍界線不明確。另外，當(dāng)肥皂由較 高溫度的u 一型肥皂冷卻時，降溫方向的變化較難發(fā)生，甚至一旦肥皂 處于某種晶型的固定狀態(tài)，不會發(fā)生自發(fā)的相轉(zhuǎn)變。 碾壓包括對肥皂的研磨、強(qiáng)力壓縮、攪拌、壓條等機(jī)械加工方式， 能促使相轉(zhuǎn)變，甚至成為制得某種晶型肥皂的主要方式。如由甜- 卡且轉(zhuǎn) 變?yōu)楸R0 目主要是在研磨及壓條時產(chǎn)生，盧_ 干目是研磨皂的主要形態(tài)。 下面簡單地闡述盧、占、“三種晶型的形成條件及物理特性。 盧一晶型可以在肥皂緩慢冷卻低于臨界溫度( 指肥皂由甜一型大量穩(wěn) 定地形成夕一晶型時的溫度，它隨脂肪酸組成和水分含量兩個因素而變 動) 使一晶型變成穩(wěn)定狀態(tài)時再快速冷卻皂基而形成，或者冷卻的肥 皂機(jī)械加工時由u 一型皂形成。在實際制皂過程中，口一晶型主要通過碾 壓肥皂時出現(xiàn)，脂肪酸分子量提高，一晶型在肥皂中的含量提高，低 分子量的脂肪酸皂，尤其是由椰子油與棕櫚仁油制成的肥皂很緩慢地轉(zhuǎn) 變成口一晶型。以盧一晶型為主的肥皂具有高度溶解性和好的起泡能力， f l i 于機(jī)械加工方式的影響，它比艿及u 一晶型皂更硬、更不透明、膨脹 小、使用較經(jīng)濟(jì)，機(jī)械加工對盧一型皂有定向及緊密壓實的作用，機(jī)械 加：制得的肥皂，據(jù)說由于肥皂纖維的定向作用，側(cè)面的溶解度比兩頭 約犬l o 。，口礁在其表面沒有軟的粘液層形成，在干燥條件下保存 沒有裂隙形成。 u 一型在溫度高于臨界溫度時穩(wěn)定，含水量低或低分子量脂肪酸含量 商都會促使c 。一晶型形成，在c j 一相穩(wěn)定的溫度范圍、水分范圍內(nèi)機(jī)械加 一i 口一相可轉(zhuǎn)變成u 0 目，總之，溫度較高，水分含量較低，分子量較 小對。 牛目生成有利。u 一晶型皂的溶解速度不快，起泡性能不好，比盧 一品型肥皂軟。 占一晶型在溫度低，含水高( 火j ：5 0 ) ，分子量較高的情況下易于 形成或者將盧嘲在低溫下( 低1 ： o ) 藉碾磨加工而生成。純椰子 油皂【l i ：脂肪酸分予量低不生成j 棚皂。占一品型肥皂的性質(zhì)介于夕一晶 里叢量絲查叁蘭墮主堂笪墮苧塑塑蘭魚蘭墮旦上竺絲苧! 墮豎鯊型! 絲! 塹型 型和叫一晶型之間，但比盧、u 晶型皂軟很多。 f e r g u s o n 、r o s e v e a r 和s t i l l n l a n 指 了p ，占，甜三種形態(tài)肥 件質(zhì) 盧 “占 曝硬度( 相對單位) 8 o7 23 0 在水中皂塊被撩去的百 2 40 5 1 - 7 分率( ) 浸泡在水中對水的反應(yīng) 膨脹和分裂不膨脹或分裂開裂并稍膨脹 三種肥皂均由2 0 椰子油和8 0 牛羊油的同一批皂基制得，盧一晶型 是碾磨壓條由u 一型制得。u _ 型是皂塊在密閉容器內(nèi)加熱至8 7 8 c 后再 靜態(tài)冷卻至室溫而成。萬- 皂樣品是將研磨皂在5 0 6 0 。c 進(jìn)行再加工制 成。 從上面的闡述與上表中可以看出，一晶型是商品皂中理想的晶型， 制皂工藝中皂基成型加工部分的工藝是以生產(chǎn)加工出一型比例盡可能 多的商品皂為目的的。 第二章制皂用原料與油脂配方 制皂用原料主要包括油脂和各種輔助填充料兩部分，符合制皂要求 的汕脂，通常是牛羊油和椰子油按一定比例配方在經(jīng)過皂化、洗滌、整 理等步驟后生產(chǎn)出肥皂基料( 皂基) 接著通過后續(xù)加工工藝將各種輔助 填料依據(jù)性質(zhì)逐一加入皂基中攪拌均勻后加工成成品皂。 1 制皂原料 1 1 油脂原料 油脂原料對肥皂的質(zhì)量具有決定性影響，如原料油脂的色澤在煮皂 皂化時，對制備洗衣皂，香皂的色澤有重要影響；如果油脂原料部分氧 化或精制不好，含有有機(jī)雜質(zhì)或機(jī)械雜質(zhì)時，則嚴(yán)重影響肥皂的氣味， 縮短肥皂保存期限。用于香皂生產(chǎn)的原料比洗衣皂的質(zhì)量要求更高。 在肥皂生產(chǎn)中，有價值的動物油脂是牛羊油，有時也用豬油和骨油。 牛羊油含有很高的飽和脂肪酸( 4 0 6 0 ) ，其中約5 0 為棕櫚酸，含有約 3 6 - 5 5 的油酸，由這些油脂制備的鈉皂具有足夠硬度，在熱水中有很好 的溶解性能并能形成穩(wěn)定的細(xì)粒的泡沫，有很好的洗滌作用。豬油由于 岔彳r8 的亞油酸，約2 的亞麻酸及花生四烯酸，這些酸迅速氧化酸敗， 租煮皂時限制使用。 住肥皂生產(chǎn)中最有價值的植物汕脂是天然的或氫化的椰子油和棕櫚 。：油，也少量使用棕櫚油、蓖麻油、巴巴藶：油，由于椰子油和棕櫚仁油 禽仃達(dá)5 2 的月桂酸，1 9 的豆蔻酸，因此由這些油脂制備的鈉皂在冷水 中足7 r 很好的溶解性，并形成豐富的粗粒的泡沫，在油脂配方中，加入 這些油脂保證在肥皂機(jī)械加工時產(chǎn)生必要的塑性。但另一方面，這些油 脂內(nèi)脂肪酸組成中低分子脂肪酸含量商達(dá)1 5 ，通常在香皂配方中使用 最不大于2 5 ，因為低分子脂肪酸皂洗滌性能較差，刺激和干燥皮膚。 在值物油脂中棕櫚油沒有低分子脂肪酸，油酸含量達(dá)4 0 5 0 ，組成更接 近于動物油脂，是用于香皂生產(chǎn)的重要原料。 代替天然油脂用于肥皂生產(chǎn)的汕脂代用品是合成脂肪酸，采用 ! 型! ：! 蘭絲查叁堂堡! 蘭竺型璽生塑塹蘭墜蘭墮旦上蘭絲苧! 旦絲墮墮蘭! 堡型 c 。一c 餾分在肥皂配方中代替椰子汕，采用c , 7 - c ：。餾分代替固體油脂。 兩種餾分中含有不符合制皂要求的雜質(zhì)，包括低分子脂肪酸，高分子脂 肪酸，不皂化物，異構(gòu)酸，二元酸等，它們要么溶解性太大，要么溶解 性太小，不起泡洗滌性能差，對j 支膚刺激性強(qiáng)- 因此為制備高質(zhì)量肥 皂需采用較窄餾分的合成脂肪酸。 在某些類型的洗衣皂中有時添加少量天然的油脂代用品，諸如松香， 妥爾油，環(huán)烷酸等，對改進(jìn)肥皂的洗滌、儲存、加工性能具有很好的作 用。 1 2 輔助與填充料 輔助與填充料包括苛性鈉、苛性鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈉、硅 酸鈉、香料、染料或顏料、抗氧化劑、熒光增自劑、不透明劑、增塑劑 等。 苛性堿主要用于皂化油脂或中和脂肪酸，碳酸鈉鉀主要用于中和脂 肪酸，樹脂酸和環(huán)烷酸，也可以提高熔化肥皂的流動性。 氯化鈉可凈化油脂原料。鹽析皂膠，以便獲得較濃而純的皂粒，使 皂料的成型有較大的流動性而成品更堅固。 硅酸鈉以3 8 5 - 4 5 濃度的溶液( 水玻璃) 使用的，在肥皂中用量為 0 卜0 1 5 ，以減緩產(chǎn)品發(fā)黑酸敗，因此硅酸鈉加入肥皂中，可加強(qiáng)抗 氧化作用，提高洗滌能力。 香皂著色主要采用顏料或染料，包括水溶性染料和脂溶性染料。要 求對剛光，堿穩(wěn)定，不應(yīng)使泡沫著色：生產(chǎn)白色香皂時，通常加入鋅白 粉或鈦白粉，以便消除透光度改進(jìn)肥皂本色。 抗氧化劑是阻止肥皂氧化和酸敗過程的物質(zhì)，提高肥皂的保藏期。 要求抗釩化劑在油脂和堿中溶解，對皮膚無刺激作用，不應(yīng)染色肥皂， 增j j 【l 肥鉭外來氣味，對水和堿不活潑，不顯著提高肥皂成本。 熒光增白劑加入肥皂中，能改進(jìn)肥皂的色澤，用含熒光增白劑的肥 皂洗滌織物使之更白更亮。 添加香精( 香料) 是為了保證香皂香味。用于肥皂的香精是各種天 然香料物質(zhì)，和形成一定香味的合成物質(zhì)調(diào)配，可模仿花的香味或植物 香味( 丁香花、月季花、玫瑰花、薔薇花、針葉、薰衣草等) 或形成幻 想型香味。要求香精具有愉快、純凈、持久的香味，有效期內(nèi)無變化( 一 、。 型豎坐壁墜! 塑塑型塑塑些叢塑堂堂型墮 年內(nèi)) ，對光、堿穩(wěn)定，不引起肥皂變色變味不刺激皮膚。 此外添加增塑劑是為了消除肥皂的脆性，保證肥皂的塑性，彈性， 加穩(wěn)定劑是為了提高香料的穩(wěn)定性，或提高泡沫的穩(wěn)定性，添加富脂物 如高級醇、動物蠟、羊毛脂、乳脂等能預(yù)防皮膚脫脂，防止臉部干燥， 添加消毒物如硼酸，百里酚等增強(qiáng)肥皂水溶液的防腐性質(zhì)。具有療效作 用的肥皂中還要添加防治皮膚病的藥物如樺樵油、升華硫、生物活性物 質(zhì)( 葉綠素，胡蘿h 素) 等。 2 油脂配方 油脂原料配方是肥皂生產(chǎn)的極其重要的一環(huán)，不僅決定肥皂的物理一 化學(xué)性質(zhì)、消費性質(zhì)，而且決定制備工藝設(shè)計與成本。在進(jìn)行油脂配方 時，需考慮所生產(chǎn)的肥皂的硬度、塑性、水中的溶解度、保藏時的穩(wěn)定 性、洗滌能力、成本，還需考慮單個脂肪酸的含量、性質(zhì)。選擇制皂油 脂配比的主要原則是：油脂需含有適當(dāng)?shù)娘柡椭舅岵伙柡椭舅岜?例以及長鏈脂肪酸短鏈脂肪酸比例，使其符合成品皂具有的質(zhì)量規(guī)格 ： 征選擇油脂配方時可根據(jù)兩個經(jīng)驗辦法預(yù)先確定油脂的粗略組成。 i 凝固點法1 k m = ( i c i + t 3 c ：+ + l c 。) l o o t ，t 二。，t 。為混合油脂各組分的凝固點， c c ：c 。為油脂混合物中各汕脂組分的含蹙( ) ， k 。為油脂混合物的凝固點。 用于洗衣皂的油脂組成應(yīng)具有凝吲點為3 5 4 2 c 用j ：香皂的油脂組成應(yīng)具有凝圈點為3 6 4 1 i i w e b b 氏的i n s 經(jīng)驗法川 油脂的i n s 系數(shù)定義為皂化值一碘值，混合油脂的i n s 系數(shù)可由各別 ：! 里型堂絲查叁堂墮堂生蘭苧j 型型型蘭塑豎型羔絲型j 璧型坐竺墮曼! 竺! 墅旦蘭 油脂的i n s 系數(shù)按百分比計算而得，對混合油脂還需計算s r 值，竺孕 合油脂的i n s 系數(shù)除以各組成油脂的各個i n s 系數(shù)而計算得到。香皂的 i n s 系數(shù)為1 6 0 1 7 0 較好，s r 值為1 - 3 - 1 5 較好。 雖然上述辦法提供了選擇適合的理想皂用油脂配方的指導(dǎo)原則，但 在實用上存在嚴(yán)重的局限性，因為肥皂的最終質(zhì)量性質(zhì)不僅取決于油脂 組成，還取決于許多其他因素。如肥皂添加物，加工成型條件，油脂的 預(yù)處理等等。 2 1 洗衣皂的油臘配方 隨著合成洗滌劑的大量生產(chǎn)、廣泛使用，肥皂在清洗應(yīng)用中逐漸被 擠出了市場?，F(xiàn)在市場上基本上見不到洗衣皂。洗衣皂的淘汰不僅與制 皂成本，生產(chǎn)t z 有關(guān)，而且與人們的清洗方式的變遷有關(guān)，因此，現(xiàn) 在重提洗衣皂的油脂配方已經(jīng)沒有什么實際意義。 2 2 香皂油脂的配方 盡管洗衣皂被淘汰出市場，但香皂卻穩(wěn)穩(wěn)地占據(jù)了市場的一角，人 們依戀香皂帶來的清香滑爽的感覺，以及各種顏色帶來的溫馨，更重要 的是色的高效的去污力及對皮膚的保護(hù)性仍深深根植于人們心中a 香皂油脂配比通常是8 5 ：1 5 和7 5 ：2 5 的牛羊油椰子油比例，為了 生產(chǎn)淺色香皂t h o m s s e n 及m c c u t c h e o n “3 推薦牛羊油的顏色不能深于 f a c 色度3 。椰子油的羅維朋色澤要小于紅2 黃1 0 。牛羊油比例高達(dá) 7 5 8 5 ：要是由于牛羊油中棕櫚酸的比例很高，在脂肪酸組成中可達(dá) 2 3 2 5 ，m 棕櫚酸可使肥皂具有可塑性，均勻性，在水中好的溶解性。 下面足香皂油脂組成的幾個典型配方。 香皂油脂的組成配方，脂肪酸 原料 l234 煮爍過的動物油脂7 0 6 0 3 3 2 71 7 1 33 3 2 7 燕餾脂肪酸3 2 2 85 2 4 83 2 2 8 餾份c 。c 合成脂肪酸1 6 l o 1 4 1 6 椰子油1 3 1 76 83 51 3 1 7 可以根據(jù)實際原料資源，參照些標(biāo)準(zhǔn)配方，選用其它的原料，使 其符合香皂的脂肪酸組成。如采用某段餾分的合成脂肪酸氫化豬油， 氯化棉 f 汕( 含2 2 2 5 的棕櫚酸) 等。 ! ! 里型堂堡查叁翌堡：竺塑里堡苧；塹塑點竺生型里蘭墨苧主旦蘭堂型! ! ! ! ! 型 第三章傳統(tǒng)制皂工藝 我把第二次世界大戰(zhàn)之前廣為盛行的熱煮皂法( 鍋煮法) 和之后的 各種連續(xù)皂化法統(tǒng)稱為傳統(tǒng)制皂法，以便與下篇所設(shè)計的新工藝相區(qū) 別。二戰(zhàn)之前，肥皂作為主要表面活性劑廣泛使用，這導(dǎo)致鍋煮法越來 越成熟，規(guī)模也越來越大，二次世界大戰(zhàn)深刻地影響了油脂制皂工藝和 合成洗滌劑工業(yè)。一方面，原有皂廠的設(shè)備設(shè)施遭到破壞或毀沒，激發(fā) 人們開發(fā)設(shè)計新的制皂工藝：另一方面，表面活性劑的需求日益膨脹使 油脂原料的供應(yīng)難以為繼，因而促進(jìn)了合成洗滌劑工業(yè)的發(fā)展，反過來 使肥皂基表面活性劑的產(chǎn)量相對嚴(yán)重萎縮不過總的膨脹性需求和天然 油脂生產(chǎn)的表面活性劑優(yōu)良性能促使人們不斷設(shè)計出新的效率更高，產(chǎn) 品質(zhì)量更好的工藝方案，隨之而來的個個各有干秋的連續(xù)皂化工藝方 案相繼問世并投入生產(chǎn)。 連續(xù)皂化法可以分為兩大類，第一類方法建立在油脂的連續(xù)皂化基 礎(chǔ)上，最重要的方法有d e l a v a l 法，s h a r p i e s 法，m e c h a n i c h em o d e r n e 法和m o n s a v o n 法，第二類方法基于油脂連續(xù)裂解成脂肪酸，接著進(jìn)行 連續(xù)蒸餾和脂肪酸中和反應(yīng)，三種主要方法是m i l l s 法，m a z z o ns c 法， a r m o u r 法。如果說鍋煮法制皂只能是作坊式生產(chǎn)，那么連續(xù)皂化法則是 規(guī)?；S化生產(chǎn)，后者無論從效率、產(chǎn)品質(zhì)量上講，都大大超過前者。 制皂的核，心是皂化凈化步驟。為了捉高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，優(yōu)化的工 藝方案應(yīng)該具有科學(xué)合理的皂化分離步驟。所有設(shè)計人員都是由此著手 井展開的。 1 熱煮皂法 煮皂足在裝有各種管道的鍋中進(jìn)行，這種皂鍋是鍍有鎳或其他抗腐 蝕材科的皂鍋，體積視產(chǎn)量、規(guī)模而定?；静僮髁鞒谭娇驁D如下： ! 粵登堂壁查叁堂堡主蘭堡壘塞魚塹蘭生蘭絲墾上莖墨苧主塑蘭堂堂螋 水，鹽 水鹽 水堿 水鹽 色素等 ! 笪型：蘭絲查叁堂堡堂絲堡苧一一苧型竺蘭塑鑒生蘭塑生豎坐旦蘭絲絲絲! 里型 熱煮皂法基本上是憑經(jīng)驗的手工作坊式的制皂方法，生產(chǎn)效率低下， 質(zhì)疑難以保證損耗大、廢水多，f f 油回收成本高。在上述流程圖中需 根據(jù)實際情況增加鹽析與漂白步驟，增加各利- 廢水污水的處理步驟與設(shè) 符這對于提高皂基質(zhì)量，減輕環(huán)境污染，回收各種輔助料，降低成本 足必要的。制皂工藝基本上分為兩部分：皂基的制備與肥皂的成型，前 者是利用物理的化學(xué)的方法制備脂肪酸鹽，后者則是利用機(jī)械的物理的 辦法進(jìn)行加1 1 1 造型。在肥皂生產(chǎn)的歷史上。皂基的制備工藝改進(jìn)較多， 這書要是由于利用不同的工藝步驟實現(xiàn)相同的或相似的化學(xué)物理變化。 肥皂的成型則相對穩(wěn)定得多，主要是在機(jī)械設(shè)備上的改進(jìn)。所以下面所 提工藝則主要指皂化與皂基制備工藝部分。肥皂成型部分則參照熱煮皂 法的方框流程圖，不再重復(fù)。 2 連續(xù)皂化法 2 i s h a r p i e s 連續(xù)皂化法 s h a r p l e s 連續(xù)皂化法。州的操作步驟按鍋煮法確定，即由皂化、 洗滌、整理工序組成，不同之處在于每一步均用高速離心機(jī)實現(xiàn)快速的 肥皂一廢液與皂基一皂腳連續(xù)分離，原料油脂轉(zhuǎn)變成皂基所需時間不到2 個小時，廢液與皂化物料逆流套用，這樣減少了廢液總量，提高了廢液 中l(wèi) | j 油含量。 s h a r p i e s 連續(xù)皂化法流程圖如下： s h a r p i e s 采用耐腐蝕材料的密朗1 皂化容器和高速離心機(jī)分離凈化 肥皂所得皂基呈淺色潔凈，節(jié)約蒸汽、勞力。廢液中甘油含量比熱煮 皂法高2 - 3 倍采用自動流量控制和互鎖的比配泵，使過程得到較好控 制 生里! ：! 翌絲查叁堂墮主堂堡堂皇旦坐蘭魚蘭業(yè)皇上蘭絲苧! 塑蘭竺墾皇! 竺! 型 2 2 d e l a v a l 皂化法n 1 1 - 2 0 ) d e - 1 a v a l 皂化法與s h a r p i e s 法相類似，但自動化程度更高t 從進(jìn) 料皂化。沈滌到整理均采用自動控制系統(tǒng)一藉粘度傳感裝置自動控 制。該法蒸汽耗量低，占地面積小，：常約勞力t 生產(chǎn)的肥皂皂荸顏色淺， 穩(wěn)定性好質(zhì)地均勻。 2 3o n 8 8 v o n 法2 1 _ 2 ” 該法過程步驟與s h a r p i e s 法午n 似，不同之處在于采用膠體磨進(jìn)行皂 化反應(yīng)藉重力而非離心力進(jìn)行分離。采用膠體磨可使油脂和氫氧化鈉 液形成油包水乳狀液，這樣油堿接觸面增大，皂化反應(yīng)誘導(dǎo)期縮短，皂 化時間縮短，但借重力分離又延長了皂基的生產(chǎn)周期。該法生成的皂基 質(zhì)量優(yōu)良，脂肪酸含量為6 2 6 3 ，皂腳和沈滌液可連續(xù)循環(huán)套用，廢液 中甘油含量高。 2 4g e c h a n i c h em o d e r n e 法“7 該法是以熱交換器和沉降器代替離心機(jī)，其余均與s h a r p i e s 法相 似另一個顯著特點是該法采用由同4 馬達(dá)驅(qū)動的八臺泵組成比配泵， 每一臺泵均能調(diào)節(jié)，以便它和其他泵的流量相平衡。 l 述連續(xù)皂化法是連續(xù)皂化、連續(xù)沈滌凈化、最后整理生產(chǎn)皂基的 方法，這些方法生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，與熱煮皂法相比，廢水污 水的攤放大大降低，甘油及各種輔佐料匝| 收成本降低，目前仍有不少公 司采用這些方法或者采用其改進(jìn)型方法。 3 連續(xù)裂解、蒸餾與脂肪酸中和法 3 1 m i l l 法n 2 耵 該法是將油脂原料裂解產(chǎn)生脂肪酸，脂肪酸借蒸餾提純，以除 去訂色雜質(zhì)和其他雜質(zhì)蒸餾脂肪酸冷卻后與苛性鈉溶液用比配泵連續(xù) 諾入高速混合器，立即發(fā)生中和皂化反應(yīng)，生成皂基。m i l l 法最突出的 特點是蒸餾代替了皂化法的沈滌平皂基一皂腳分離工段，因而脂肪酸皂 純度島質(zhì)量好，另一個特點是制皂汕脂與水各自用高壓柱塞泵逆向泵 ：! ! ! ! ：! 蘭絲查叁! ! 墮! ! 塵壘蘭旦立鯊竺堡豎生蘭絲墨! 塑止羔型! 絲! 型 入裂