Основное сырье и материалы мыловаренного производства

К основному жировому сырью для производства мыл относятся пищевые и технические животные жиры, саломас, кокосовое, пальмоядровое и пальмовое масла, синтетические жирные кислоты, канифоль, нефтяные кислоты, дрожжевые и другие жиры.

Животные жиры. При выработке мыла наибольшее применение находят говяжий, бараний, свиной и костный топленые жиры. Животные жиры используются при производстве туалетного мыла в виде сырых или дистиллированных жирных кислот и нерасщепленных (нейтральных) жиров. Топленые животные жиры являются высококачественным жировым сырьем для выработки всех видов и сортов мыла. Однако из-за ограниченности ресурсов и высокой цены их применяют преимущественно для производства туалетных мыл.

Технический жир для мыла, получаемые из сырья, не соответствующего требованиям к пищевым продуктам, из отходов клеежелатинового, кожевенного, костно-мучного и других производств, как правило, имеют темный цвет, высокое кислотное число и содержат значительное количество различных примесей. Их применяют при выработке хозяйственного мыла, а также после тщательной очистки в рецептурах низших сортов туалетного мыла.

В говяжьем, бараньем, гидрированном свином и костном жирах содержится от 40 до 60% насыщенных жирных кислот, из них около 50% пальмитиновой и от 36 до 55% олеиновой кислоты, благодаря чему эти жиры являются хорошим и почти взаимозаменяемым сырьем для мыловарения [6].

Свиной топленый жир из-за их быстрого окисления и прогоркания применяется в мыловарении ограниченно.

Жиры морских животных и рыб в мыловарении используются главным образом в гидрированном виде, так как содержащиеся в них ненасыщенные жирные кислоты имеют неприятный рыбный запах, передающийся сваренному из них мылу и длительно удерживающийся выстиранной тканью.

Растительные масла, применяемые для выработки мыла, разделяют на две основные группы: твердые и жидкие.

К твердым растительным маслам относятся кокосовое, пальмоядровое и пальмовое масла. Их добавление в мыла обеспечивает создание нужной пластичности при механической обработке.

Недостатком этой группы масел как сырья для туалетного мыла является содержание в них низкомолекулярных кислот, натриевые соли которых не обладают моющим действием. Это служит причиной oграниченного применения кокосового масла в рецептурах туалетных мыл.

Пальмовое масло по своему жирнокислотному составу приближается к животным жирам и является хорошим сырьем для туалетного мыла. Твердые растительные масла получают из импортного сырья и поэтому они применяются в производстве ограниченно и только при выработке туалетных мыл. Обычно их заменяют хорошо очищенными синтетическими жирными кислотами.

Жидкие растительные масла – подсолнечное и соевое – не используют для получения твердых туалетных мыл из-за наличия в них значительных количеств высоконенасыщенных жирных кислот. По этой же причине в рецептуру твердых хозяйственных мыл их вводят в количестве не более 15-30% [7]. В то же время они пригодны для варки всех видов жидких хозяйственных и туалетных мыл, а также мазеобразных хозяйственных и промышленных мыл.

Саломас. Технический саломас используется в производстве хозяйственного и туалетного мыла. В качестве сырья для гидрогенизации служат растительные масла, жиры наземных и морских животных, натуральные жирные кислоты, полученные из жиров, масел и соапстоков.

Для производства хозяйственного мыла гидрогенизацию масел ведут до титра 46-500С, а для туалетных – 39-430С [8].

Природные жирные кислоты. Для получения всех видов мыла на большинстве заводов используются не жиры, а жирные кислоты.

Метод прямого омыления жиров применяется лишь на отдельных предприятиях, вырабатывающих высшие сорта светлых туалетных мыл. Основная же масса жиров и масел, направляемых на мыловарение, подвергается предварительному расщеплению.

Расщепленные жиры (а точнее жирные кислоты) можно применять для выработки всех видов мыл, при этом улучшается качество продукта, так как получаемые безреактивным расщеплением жирные кислоты не темнеют.

Синтетические жирные кислоты (СЖК). Синтетические жирные кислоты получают путем окисления нефтяного парафина кислородом воздуха. При этом получается смесь кислот, содержащих в молекуле от 1 до 30 атомов углерода. Эту смесь разделяют на разные фракции. Для мыловарения готовят две фракции. В первую фракцию входят в основном кислоты, содержащие в молекуле от 10 до 16 атомов углерода. Ее называют иногда кокосовой фракцией и применяют в рецептуре мыл вместо кокосового масла. Вторая фракция синтетических жирных кислот содержит в основном кислоты с 17-20 атомами углерода в молекуле, ее называют саломасной фракцией и применяют в рецептурах мыла вместо саломаса. В отличие от природных жирных кислот, в молекулах синтетических кислот может содержаться как четное, так и нечетное число углеродных атомов. Существенным недостатком первой фракции СЖК является присутствие в ней в виде примесей 4-5% низкомолекулярных кислот С5-С9, натриевые соли которых не обладают моющим действием [6]. Они хорошо растворяются в воде и подмыльном щелоке и не высаливаются даже насыщенным раствором поваренной соли. По этой причине они удаляются с подмыльным щелоком и практически теряются. Вторая фракция – саломасная, часто содержит повышенное количество неомыляемых веществ и других примесей, в том числе таких, которые сообщают кислотам неприятный запах.

СЖК по сравнению с натуральными жирными кислотами обладают низкой вязкостью, что способствует получению мыльной основы с хорошими пластическими характеристиками. Кроме того, это позволяет повысить производительность установки.

Жирсодержашие отходы. В процессе получения и переработки жиров и масел образуются разнообразные жирсодержащие отходы – соапстоки, фузы, отработанные отбельные глины, ловушечный жир и другие, используемые в мыловарении. Кроме жиров в них содержится большое количество различных примесей, как правило, окрашенных в темный цвет. Многие из них имеют неприятный запах. Хозяйственное мыло, сваренное из таких отходов, получается темного цвета с неприятным запахом. Поэтому жирсодержащие отходы необходимо очищать – удалять посторонние примеси. Наиболее эффективным методом очистки является выделение и последующая дистилляция содержащихся в них жирных кислот.

Соапсток – отход, получающийся при очистке масел и жиров растворами щелочей. В его состав входят мыло, нейтральный жир и вода. Кроме того, в соапстоки из очищаемых жиров переходят разнообразные слизи, белки, соли, красящие и другие вещества. Состав соапстоков не постоянен, поэтому до начала обработки соапстока необходимо иметь данные о входящих в него веществах и их количестве.

Фузы представляют собой хлопьевидный осадок, образующийся при хранении сырых (нерафинированных) растительных масел в резервуарах или отделяющийся на фильтр-прессах и центрифугах при первичной очистке масла. В этом осадке содержится от 65 до 85% жира [9], остальное приходится на различные примеси: обрывки растительных клеток, фосфолипиды, белковые, смолистые и слизистые вещества, вода и др.

Фузы имеют темный цвет и неприятный запах, усиливающийся при хранении вследствие разложения белковых веществ.

При использовании в мыловарении жиров, содержащихся в фузах, их необходимо тщательно очищать и освобождать от примесей.

Отработанные отбельные глины кроме красящих веществ поглощают и значительное количество жиров, что зависит от маслоемкости данного адсорбента.

Жир, предварительно извлеченный из отработанных отбельных глин, отправляют на мыловаренные производства.

Жир из ловушек и другие жировые отходы также поступают на мыловаренные заводы. В них содержится различное количество примесей, поэтому при использовании этого жира для выработки мыл его необходимо тщательно очищать.

Природные жирозаменители. К природным жирозаменителям, используемым в мыловарении, относятся: канифоль, талловое масло и нефтяные кислоты. Из-за ограниченности ресурсов, а также по причине появления СЖК значение природных жирозаменителей снизилось. Тем не менее, они еще используются при варке некоторых видов хозяйственного мыла.

Канифоль – твердая, смолообразная масса, от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Она состоит из смеси смоляных ненасыщенных кислот, главная из которых – абиетиновая. В экстракционной канифоли, кроме того, содержится 5-10% жирных кислот [5].

Канифоль в качестве заменителя природных жиров может применяться при варке хозяйственных мыл в количестве 10-15% от жировой смеси [8]. При изготовлении низших сортов туалетного мыла иногда применяется 3-5% светлых сортов канифоли [8].

Талловое масло – это отход производства целлюлозы. Из-за темного цвета и сильного неприятного запаха сырое таловое масло – нежелательный компонент мыла. При перегонке его водяным паром под вакуумом получают светло-желтую маслообразную жидкость – дистиллированное талловое масло, которое используют при выработке жидкого и твердого хозяйственного мыла.