日用化学品生产技术第三章肥皂

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 肥皂和香皂,第一节 肥皂的性质及去污原理,第二节 皂基的制备方法,第三节 常用皂类的生产工艺,第四节 肥皂的质量问题分析,概述,掌握肥皂的去污原理、皂基的制备方法以及相应的生产工艺,了解肥皂的性质、相关质量问题及处理方法,概述,肥皂(soap)通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类 .,化学通式:RCOOM，R代表长碳链烷基，M代表某种金属离子。,具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠盐、钾盐和铵盐，其中最常用的是脂肪酸钠盐 .,脂肪酸的碱土金属盐钙、镁及重金属盐铁、锰等金属皂均不溶于水，不具备洗涤能力，主要作为农药乳化剂、金属润滑剂等.,市场现状及市场前景如何,近几十年来虽然洗衣粉、合成洗涤剂的产量不断增加，但是由于肥皂耐用、洗涤衣物干净等特点，仍是国内洗涤市场的主要用品之一。化装品中的香皂，由于使用方便，去污效果好，价格廉价，刺激性低，把戏品种多等特点，在国内外仍然是重要的皮肤清洁用品。,第一节 肥皂的性质及去污原理,一、肥皂的性质,1.,多晶性,2.,吸湿性,3.,水解性,4.,去垢性,第一节 肥皂的性质及去污原理,一、肥皂的性质,1. 多晶性,肥皂是一种借助X射线衍射能看到的同质多晶体。可分为、四种晶型，保管时间越久、越枯燥，结晶越显著，但不是变质。,第一节 肥皂的性质及去污原理,一、肥皂的性质,2. 吸湿性,是指肥皂在潮湿环境中吸收水分的能力。主要原因是亲水基的存在，即：,碳链越短，亲水性越强；,碳链长度一样，含有双键的分子较强。,第一节 肥皂的性质及去污原理,一、肥皂的性质,3. 水解性,溶于水后，局部会水解：,RCOONa+H2O RCOOH+Na+OH-水解后，溶液呈碱性：,普通肥皂pH：1112,香皂pH：10,第一节 肥皂的性质及去污原理,一、肥皂的性质,4. 去垢性,肥皂是最古老的外表活性剂，溶于水后，其外表张力和界面张力均下降。在水中具有湿润、分散、乳化、起泡、增溶等性能。,第一节 肥皂的性质及去污原理,二、肥皂的去污原理,肥皂是长链脂肪酸的钠盐或钾盐，常用的为脂肪酸钠盐。质地较硬，又称硬肥皂。,参加香料以后即为香皂；,参加苯酚、芦荟等即为药皂；,参加增泡剂松香酸钠后可作为洗涤用皂。,第一节 肥皂的性质及去污原理,二、肥皂的去污原理,肥皂的去污原理在于其一端为羧酸离子、一端为链状烃基；即一段疏水，一端亲水。,第一节 肥皂的性质及去污原理,二、肥皂的去污原理,肥皂溶解于水中后，长链烃基见已考范德华力聚集在一起，形成球状，进而形成胶束或层状、块状。将疏水的污垢包围在亲水基里，从而除去污垢。,第一节 肥皂的性质及去污原理,二、肥皂的去污原理,肥皂虽然有较强的洗涤能力，但是也有一定缺陷。如：,不宜在酸水或硬水中使用；,制造肥皂需要大量的食用油脂。,三、用于制皂的油脂,(一)制皂对油脂的要求,1、油脂是制造肥皂的主要原料 。,2、油脂主要化学组成：脂肪酸甘油酯 。,3、油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量。,4、一般依据以下几项指标来选择制皂的油脂,1相对密度(Density ratio ),相对密度能反映油脂的分子量及粘度，相对密度大那么分子量大，粘度也高。通常液体油脂在20，固体油脂在50测定相对密度，相对密度在0.8870.975之间为宜。,2凝固点(Solid point),油脂凝固点对肥皂质量的影响很大，凝固点太高的油脂生产的肥皂易龟裂，泡沫少，去污力差；凝固点太低会影响肥皂的硬度。制皂选用的油脂，其凝固点在3842之间为宜。,3皂化值(Saponification number),油脂用KOH的乙醇溶液皂化，1g油脂完全皂化时所消耗KOH的毫克数为油脂的皂化值。油脂用KOH的乙醇溶液皂化，1g油脂完全皂化时所消耗KOH的毫克数为油脂的皂化值。脂肪酸甘油酯的分子量愈高，皂化值愈低，也就说明制得的皂愈易溶于水，易起大泡。由皂化值可以计算油脂的平均分子量及皂化时所需NaOH溶液的质量。,4酸值(Acid number),工业油脂中往往含有游离的脂肪酸。中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的毫克数称为酸值或酸价。根据酸值可以计算油脂中游离脂肪酸的含量。酸值愈高，游离脂肪酸含量愈多，说明油脂不新鲜，质量差，会使制得的皂变质、出汗、发臭。由酸值可以计算游离脂肪酸含量。,5碘值(Iodine value),油脂分子中的双键能与碘发生加成反响。从加成反响中所消耗的碘量可以衡量油脂的不饱和程度。碘值愈高，不饱和程度愈高，制得的皂愈软。,每100g油脂所消耗碘的克数为碘值或碘价。,根据碘值的大小，油脂分为干性油、半干性油和不干性油。,6不皂化物(Unsaponifiable matter),不皂化物是指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如萜烯类维生素A等，这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂中，通常不皂化物含量大于1%不可直接制皂。,二油脂的预处理,油脂的预处理的原因：天然动植物油脂中，除了含脂肪酸甘油酯外，还含有不少在油脂中呈悬浮或沉淀状态的沙泥、料胚粉末等不溶性的固体杂质，以及在油脂中呈溶解或乳化状态的游离脂肪酸、磷脂、色素、蛋白质等杂质。,1、脱胶,脱胶是指去除油脂中磷酯、蛋白质以及其他胶质和粘液质。,胶质的存在降低了油脂的使用价值和稳定性，且在精炼中影响其他工艺，导致肥皂产品质量下降。,现代化的脱胶方法是用磷酸处理油脂，胶质被磷酸凝聚，同时油中重金属还能与磷酸形成磷酸盐沉淀。,2、脱酸,脱酸是指去除油脂中游离脂肪酸和色素的处理过程。,如果是脂肪酸中和法制皂，油脂要水解成脂肪酸和甘油，所以水解前无需去除游离的脂肪酸。,但以油脂皂化法制皂，必须在油脂漂白之前除去游离脂肪酸，否那么将影响脱色效果。游离脂肪酸可以用碱炼法除去，也可以在油脂脱臭的同时蒸馏除去。,这里介绍油脂碱炼脱酸的处理方法。该法的根本原理是：,RCOOH NaOH RCOONa + H2O,3、脱色,为什么要进展脱色？,脱色的方法分为两类：化学法和物理吸附法。,化学脱色法是用氧化、复原剂漂去油脂中的色素，仅用于处理生产洗衣皂的低质油脂。,物理吸附法是用活性白土等吸附油脂中的色素，适用于处理制造香皂用的高质量油脂。,脱色的温度视油脂品种和脱色要求而定，一般在105130之间。,脱色操作时先将油脂加热到规定温度。,4、脱臭,为什么要进展脱臭？,天然的动植物油脂往往具有特殊气味，如牛羊油的膻气等。这些气味将影响皂类，特别是香皂的气味，为此对制造香皂的油脂原料必须进展脱臭处理。,油脂中有气味的物质挥发性均较油脂大，常采用高温、高真空下，通入过热蒸汽进展蒸馏的方法，除去油脂中有气味的物质。温度越高，脱臭需要时间越短。高真空的作用除了降低气味物质的沸点外，更重要的是保护油脂在高温条件不被空气氧化。现代化的脱臭装置真空度仅为400600Pa，脱臭塔由不锈钢制成，属于常规的精馏塔。,第二节 皂基的制备分法,一、中性油脂皂化法制备皂基,(一)皂基制备的根本原理,皂化法是将油脂与碱直接进展皂化反响而制取皂基，可用以下化学反响式表示：,皂化法可分为间歇式和连续式两种生产工艺。,间歇式生产是在有搅拌装置的开口皂化锅中完成，因此又称大锅皂化法。这种方法设备投资少，目前仍广泛使用，但生产周期长、效率低。,连续皂化法是现代化的生产方式，连续化的设备能使油脂与碱充分接触，在短时间内完成皂化反响，不仅生产效率高而且产品质量稳定。,二沸煮法,沸煮法是将油脂与碱在大锅中皂化，然后再盐析，因此也称盐析法。盐析法制皂基的步骤如下：,皂化,盐析,洗涤,碱析,整理,1、皂化,皂化过程是将油脂与碱液在皂化锅中用蒸汽加热使之充分发生皂化反响。开场时先在空锅中参加配方中易皂化的油脂如椰子油，首先被皂化的油脂可起到乳化剂的作用，使油、水两相充分接触而加速整个皂化过程。NaOH溶液要分段参加，浓度也要由稀到浓逐步增加。,假设碱参加得过快、过多，会破坏乳化，皂基离析，且废液中碱含量过高，不易别离甘油；反之，碱参加过慢，那么增加皂基的稠度，易结瘤成胶体。,1、皂化,通常，开场时只参加57的稀碱液，使尚未皂化的油脂分散成乳液；,第二阶段加浓度为15的碱液，在此阶段皂化反响速度较快，主要的皂化过程在此时完成；,第三阶段可参加24左右的浓碱液，促使皂化反响完全，此阶段需要较长的时间。,当皂化率到达9598，游离碱小于0.5时皂化反响即告完成。皂化后的产物称为皂胶。,皂化反响中还应注意加热蒸汽的量，皂化开场蒸汽量要大，充分加热，但由于皂化是放热反响，当反响进入急速反响期，应及时调整蒸汽，或通入少量冷水，否那么大量热会造成溢锅。,2、盐析,皂化后的皂胶中除了肥皂外，还有大量的水分和甘油，以及色素、磷脂等原来油脂中的杂质。为此需在皂胶中参加电解质，使肥皂与水、甘油、杂质别离，这个过程就是盐析。,一般用NaCl盐析，由于NaCl的同离子作用，使肥皂脂肪酸钠溶解度降低而析出。,2、盐析,盐析时，皂胶中可能析出皂基净皂、粒皂含电解质较多的肥皂、皂脚浓度低于40的皂液，其中含有较多杂质、废液主要是甘油和水等相。在实际操作中，终究析出哪些相将取决于温度，肥皂浓度及食盐浓度等相别离的条件。加盐过多，皂胶中皂粒粗，皂胶夹水量大，废液含皂量大，故盐析时须控制食盐的投入量，旨在获得较多的净皂。为使肥皂与甘油、杂质别离干净，可以屡次进展盐析。,3、洗涤,洗涤是为了进一步洗出肥皂中的甘油、同时除去一局部色素及杂质。,如果皂化盐析以后的皂粒的皂化率缺乏，可加碱继续皂化。,4、碱析,也称补充皂化，是参加过量碱液进一步皂化处理盐析皂的过程。,将盐析皂加水煮沸后，再参加过量氢氧化钠碱液处理，使第一次皂化反响后剩下的少量油脂完全皂化，同时进一步除去色素及杂质。静置分层后，上层送去整理工序；下层称为碱析水。,碱析水含碱量高，可以用于下一锅的油脂皂化。碱析脱色的效果比盐析强，并能降低皂胶中NaCl的含量。,5、整理,整理的作用：对皂基进展最后一步净化的过程，即是调整皂基中肥皂、水和电解质三者之间的比例，使之到达最正确比例。,碱析以后的皂粒的脂肪酸含量和电解质含量经调整静置后，分为皂基和皂脚两相，其中上层的皂基质地纯洁，是制造洗衣皂、药皂、工业皂及香皂的原料。,操作的本卷须知有那些,三连续皂化法,由于煮沸法周期长，耗能大，劳动强度高，因此出现了连续煮皂法。,应用较为普遍，主要应用方法有：蒙萨冯法、麦促尼法、夏普尔法和阿尔法-拉伐尔法。,三连续皂化法,连续皂化法的主要原理根本与大锅煮皂法相似，分为由皂化、洗涤、整理三局部装置联合组成，是比较先进的皂化工艺。,1. 皂化阶段,2. 洗涤阶段,3.整理阶段,二、脂肪酸中和法制备皂基,一 油脂的水解,1、 油脂水解后生成甘油和脂肪酸，其根本原理可用以下化学反响式表达：,2、油脂的水解方法：分触媒法和无触媒高温水解法。,3、现代油脂工业多采用无触媒的热压釜法和高温连续法，前者适用于20000吨/年以下的规模装置，后者那么适于20000吨/年以上的装置。,二脂肪酸蒸馏,水解所得的粗脂肪酸中含水分小于0.1%，游离脂肪酸97% 98%，油脂23，色泽差，必须经过蒸馏，使之脱色、脱臭，才能得到精制脂肪酸，用于制造优质肥皂。经蒸馏后，约有34的残渣，残渣主要是未水解的油脂，可以重新投入水解工序。,现代化的脂肪酸蒸馏均采用高真空连续化方式进展。,三脂肪酸中和,中和反响在反响塔内连续进展。由于无甘油的存在，不需盐析、碱析等洗涤工序。,四油脂皂化路线与脂肪酸中和路线的比较,1、皂化法对油脂原料的质量要求较高；而中和法可以使用低级油脂原料，且对原料利用率较高。,2、中和法可充分利用各种脂肪酸来进展科学的配方。皂化法只能将各种油脂按配方混合使用。,3、中和法中油脂水解所得的甘油水的质量优于皂化法的废液质量，它不含食盐、肥皂和其他杂质，含甘油量高，因此甘油水蒸发、蒸馏后得甘油率高。,四油脂皂化路线与脂肪酸中和路线的比较,4、油脂皂化路线工艺步骤多，生产过程长、设备复杂、投资大，脂肪酸中和路线工艺过程短，设备较简单,。,由于脂肪酸中和路线的技术,经济指标,明显优于油脂皂化路线，所以现代化大型油脂企业都是以油脂水解、脂肪酸蒸馏为主体。生产出的脂肪酸再作为肥皂等日用化学品的原料。,肥皂的性质,1.,多晶性,2.,吸湿性,3.,水解性,4.,去垢性,皂基的制备分法,中性油脂皂化法,1.,沸煮法,2.,连续煮皂法,脂肪酸中和法,中性油脂皂化法,1.,沸煮法,皂化,盐析,洗涤,碱析,整理,2.,连续皂化法,皂化阶段,洗涤阶段,整理阶段,脂肪酸中和法,1.,油脂的水解,2.,脂肪酸蒸馏,3.,脂肪酸中和,第三节 常用皂类生产工艺,一、洗衣皂的生产工艺,二、香皂的生产工艺,三、透明皂的生产工艺,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,1. 水玻璃,又称为泡花碱，是洗衣皂中添加的填料之一，其组成为Na2OSiO2为12.44的。它既可以在洗涤过程中对污垢起到分散和乳化作用，又能使肥皂光滑细腻，硬度适中。但是水玻璃添加过多会使肥皂收缩变形、冒霜。据国外资料介绍，如果将碱性的水玻璃先用等当量的脂肪酸中和，形成肥皂与硅酸的胶体，经研磨分散后参加到肥皂中，可制成SiO2含量高，质地坚硬、泡沫丰富的肥皂。,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,2. 钛白粉,钛白粉即二氧化钛，可以增加肥皂的白度，改善真空压条皂发暗的现象，为肥皂增加光泽。同时还能降低肥皂的本钱。一般添加量为0.10.2。,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,3碳酸钠,碳酸钠的参加可以提高肥皂的硬度，而它本身是碱性盐，也可以中和局部未皂化完的游离酸，一般添加量为0.5%3.0%，应将它与泡花碱溶液混匀后一起参加。,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,4荧光增白剂及色素,荧光增白剂也是肥皂增白的染料之一，参加量很少，一般为0.030.2；色素的参加主要是掩盖原料的不洁感。色素以黄色为主，有酸性金黄G酸性皂黄，也有加蓝色群青的肥皂。,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,5钙皂分散剂,为了防止肥皂在硬水中与Ca2+、Mg2+生成不溶于水的皂垢，降低外表活性；也为了减少皂垢凝聚使织物泛黄发硬，失去光泽和美感，在肥皂中需添加钙皂分散剂。钙皂分散剂也是一种外表活性剂，这些外表活性剂分子中都有较大的极性基团，并能与肥皂形成混合胶束，从而防止了肥皂遇Ca2+、Mg2+后，形成疏水性的脂肪酸钙胶束，形成皂垢。常用的钙皂分散剂有：椰子油酰单乙醇胺、烷基酰胺、聚氧乙烯醚硫酸盐、牛油甲酯磺酸钠等外表活性剂，对钙皂都有分散作用。,一、洗衣皂的生产工艺,洗衣皂的组分,6香精,普通的洗衣皂加香只是为了遮掩原料不受欢送的气味，一般可参加低档的芳香油及香料厂的副产品，如紫罗兰酮脚子等；高级洗衣皂那么要求洗后有一定的留香时间，因此需参加质量较好的、气味浓郁的香精，如香茅油之类的香精，用量一般为0.30.5。,一、洗衣皂,我国生产的洗衣皂根据其脂肪酸含量和外观可分为不透明皂和透明皂两类。,生产途径大致分为三种：,1. 填充洗衣皂，以泡花碱填充，脂肪酸含量低于皂基。,2. 纯皂基洗衣皂，不加填充，纯皂基制得。,3. 高级脂肪酸洗衣皂，皂基经过枯燥，脂肪酸含量高于皂基。,按加工设备不同分类：,1. 冷框皂,2. 冷板车皂,3. 香皂工艺的研压皂,4. 真空枯燥冷却皂,1.,冷框皂,俗称冷桶皂，设备简单易于操作；但是劳动量大，质量没有保证，成皂枯燥后会变歪变形，因此正规制皂场已不用这种设备。,2.,冷板车皂,劳动强度较冷框皂低，但需要的劳动力依然很大，成皂较坚硬，遇水不易裂糊，但泡沫较差，枯燥后易收缩变形。,3.,香皂工艺的研压皂,制备,72%,及,72%,以上的高级脂肪酸洗衣皂，皂基需要先烘干，一般使用香皂加工设备，国内一些高级洗衣皂生产厂家用此工艺生产。,4. 真空枯燥冷却皂,此法劳动强度低，整个过程连续化生产。成皂起泡迅速，泡沫丰富，干后不歪斜变形，但在水中浸泡后易裂糊，性能与香皂类似。国内多用此法生产填充洗衣皂、纯皂基洗衣皂和高级脂肪酸洗衣皂。,洗衣皂的生产工艺,1.,冷板车生产工艺,冷板车生产工艺用于生产填充洗衣皂和不加填充的纯皂基洗衣皂,1.,冷车板生产工艺,1.,调和,调和用设备称为调缸，是钢制的可封闭的夹层圆锅，内有浆式或套筒式搅拌器。,夹层中通入热水或蒸汽保温。,1.,冷车板生产工艺,1. 调和,肥皂在调缸中保持70-80，调和时间约15-20min。调和完毕后，关闭调缸，翻开冷车板阀门，通入压缩空气把肥皂压进冷板车。然后关掉肥皂进冷车板的阀门，放去调缸中的压缩空气，在进展下一步操作。,1.,冷车板生产工艺,1. 调和,目前广泛采用泡花碱为洗衣皂的填充料；纯皂基的洗衣皂虽然不用加泡花碱，但也会参加少量泡花碱来防止肥皂的酸败现象。,优质的洗衣皂中需参加一些香精及荧光增白剂。,也有些洗衣皂会参加少量着色剂，一般以黄色、蓝色为主。,1.,冷车板生产工艺,2. 冷凝,肥皂的冷凝在冷车板中进展，冷车板由一台电动机驱动开关。,冷车板由木框和冷板构成，其中冷板始终比木框多一只；而且两者交替排列。,1.,冷车板生产工艺,2.,冷凝,木框即冷凝肥皂的模框，肥皂经过冷板底部的进皂孔进入木框。木框的内径及厚度由肥皂的规格质量确定，一般厚度,32-37mm,，每片肥皂重约,22-24kg,。,1.,冷车板生产工艺,2.,冷凝,厚度约,33mm,的木框，一般冷凝时间约,45-50min,，冷凝时间跟冷却水的温度、肥皂的温度以及肥皂的凝固点相关。冷却水一般保持,20,以下。,1.,冷车板生产工艺,3. 切块、烘晾和打印,从冷板车上取出的大块皂片，现在电动切块机上裁切成连皂。,然后放到打印机输送带上进展打印，打印速度为100-120块/min，打印时应确保字迹清晰。,1.,冷车板生产工艺,4.,装箱,打印好的肥皂，随机装入箱中。,每箱重量随产品的品种不同而异。,洗衣皂的生产工艺,2.,真空冷却生产工艺,真空冷却工艺生产洗衣皂是目前规模较大的肥皂工厂广为采用的方法，使洗衣皂生产连续化。,2.,真空冷却生产工艺,1.,配料,真空冷却生产工艺流程中有两只调缸，一只用于配料，另一只用于中间储存。,配料调节缸和中间调缸均是钢制的敞口夹层圆锅，内有浆式搅拌器，夹层中通入蒸汽以保温。,2.,真空冷却生产工艺,1. 配料,在配料缸中脂肪酸与液碱皂化后，在依次参加皂基，返工皂，泡花碱及钛白粉等。,钛白粉可减少肥皂透明度，增加白度，应先用水将其调成悬浮液，然后再参加。,优质的洗衣皂中需参加一些香精及荧光增白剂。,也有些洗衣皂会参加少量着色剂，一般以黄色、蓝色为主。,2.,真空冷却生产工艺,1.,配料,调缸中肥皂的温度在,70-95,，通过过滤器和皂泵，输入到调缸中，再由皂泵将肥皂输送到真空冷却室。,2.,真空冷却生产工艺,2. 真空冷却,在真空冷却室内维持一定的真空的，肥皂进入冷却室进展绝热蒸发，其中热肥皂本身的热量就可以蒸发水分WHY。,2.,真空冷却生产工艺,2. 真空冷却,在真空冷却室内，冷却和枯燥是同时进展的，因为肥皂的温度远远大于水的温度，因此在枯燥的时候，水分汽化，会带走大量的热量，最终肥皂被冷却。,2.,真空冷却生产工艺,2.,真空冷却,与真空冷却室配套的是带夹套的双螺杆压条机，夹套内通入,20,以下的冷水。,真空冷却设备的压条机使用的是多孔挡板，孔径较大，因为需要一次性压条，且压条越快越好。,2.,真空冷却生产工艺,3.,切块、烘晾、打印和装箱,压条压出的连续肥皂，可采用不同的切块和打印方式，其中较简单的就是滚印机，但是滚印机的打印和出条不是同步的，因此皂面上的字迹和图案不是很完整。,2.,真空冷却生产工艺,3.,切块、烘晾、打印和装箱,有些厂家使用自动滚印切块机，皂面的字迹、图案完整，接近于打印的肥皂，不会出现不完整的图案和字迹，因此很多厂家使用。,2.,真空冷却生产工艺,3. 切块、烘晾、打印和装箱,真空冷却设备压出的皂条外表较粘，因此需要烘晾，烘晾房有卧式的和立式的两类。烘房一般分为两段，前半段进热空气，枯燥肥皂，后半段进冷空气，使枯燥的肥皂冷却。,装箱情况与冷板车发相似。,二、香皂的生产工艺,香皂的生产采用研压工艺：,二、香皂的生产工艺,1. 枯燥,用于制造香皂的皂粒或皂片的脂肪酸含量标准为80左右，含水分10.512.5%.因为皂基含水量过高，因此需要枯燥脱水。皂基枯燥的方式主要有以下几种：,二、香皂的生产工艺,1. 枯燥,1热空气枯燥,热的皂基首先在冷却辊筒上制成0.5mm厚的皂带，然后送入烘房，用热空气枯燥。此种方法取得的皂片较厚，含水分可能不均匀，耗热量大。,二、香皂的生产工艺,1. 枯燥,2闪急蒸发枯燥,皂基料浆先加热到120125，水分不断蒸发，维持一定的压力，然后由喷口快速进入常压的闪急蒸发器内，压力降低，局部水分即迅速蒸发掉，到达枯燥的目的。高浓度的皂浆落到辊筒上被冷却固化，铲下后即成皂片。该法设备简单，能耗较低，但常压枯燥不均匀，会使产品过干，有砂粒感。,二、香皂的生产工艺,1. 枯燥,3真空枯燥,该枯燥装置在洗衣皂的连续生产法中已经介绍过，在此不再重复。但是香皂枯燥要求皂基预热温度比肥皂高。三种方法中，这种产品的质量最好，但设备复杂，投资大。,二、香皂的生产工艺,1. 枯燥,4多级混合枯燥,为了弥补前三种单一枯燥的缺乏，可以将它们结合起来形成屡次枯燥，提高产品质量，降低能耗。如闪急蒸发枯燥与真空枯燥的结合等。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,根据不同的香皂，可参加不同的添加剂,1抗氧剂,为了阻止香皂原料中含有的不饱和脂肪酸被氧、光、微生物等氧化，产生酸败等现象，需参加一定的抗氧化剂。一般要求抗氧剂应溶解性较好，对皮肤无刺激，不夹杂其他气味等。常用的抗氧剂有：泡花碱，用量为1.0%1.5%；2,6-二叔丁基对甲基酚，用量为：0.05%0.1%。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,2香精,香精既可以掩盖皂基原料的气味，又可以使香皂散发清新怡人的香味，受到人们的欢送。香皂根据不同的使用对象采用不同类型的香精，常用的香型有：花香型、果香型、青香型、檀香型、力士型等，参加量为1.0%2.5%。但需注意香皂配方中应选择留香时间长，耐碱、遇光不变色、与香皂颜色一致的香精。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,3染料与颜料,香皂赏心悦目的色彩是受到人们喜爱的主要原因之一。着色剂的参加可以调整香皂的色彩。通常用染料为香皂整体着色，用颜料为皂体局部着色。常用的有：皂黄、曙色红、锡利翠蓝等染料、酞菁系颜料和它们的配色色料。对这些着色剂的要求是：不与碱反响、耐光、水溶性好，色泽艳丽。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,4杀菌剂,为了杀死在皮肤外表聚集的细菌，消毒表皮，需在香皂中参加杀菌剂。常用的有：秋兰姆、过碳酸钠，参加量为：0.5%1.0%。目前也可选择杀菌祛臭的中草药代替杀菌剂。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,5多脂剂,香皂中皂基的碱含量较高，对皮肤有脱脂性，刺激性较大，为了减少这些副作用，参加多脂剂可以中和香皂的碱性，洗后留在皮肤表层，使皮肤滋润光滑。常用的多脂剂有：硬脂酸、椰子油酸、磷脂、羊毛脂、石蜡等，可单独使用，也可混合使用，参加量一般为：1.0%5.0%。,二、香皂的生产工艺,2. 拌料,6钛白粉与荧光增白剂,与肥皂一样，钛白粉的主要作用是增加香皂白色，降低透明度，特别使用在白色香皂中，也有的配方中以氧化锌代替钛白粉，但氧化锌的效果略差一些，一般参加量为0.025%0.20%。荧光增白剂可吸收日光中紫外光，与黄光互补，香皂皂体具有增白效果，通常参加量不超过0.20%。,二、香皂的生产工艺,3. 混合,混合又称拌料，此工序是将制造香皂的各种原料按配方混和均匀。因各种添加剂状态不同，为使它们与皂片均匀分散，须在搅拌机中进展混合，搅拌机是螺带式的，可将物料前后翻动使之混和均匀。混合以后的原料再进展均化处理。,二、香皂的生产工艺,4.均化,均化处理就是借研磨或挤压等机械作用，将皂片与其他组分混合得更加均匀，同时使香皂的晶型发生转变，使之大局部转变为相，即改善了香皂的应用性能：质地硬、泡沫丰富等。,二、香皂的生产工艺,4.均化,均化设备有辊筒研磨机及精制压条机两种。辊筒研磨机是借辊筒的研磨作用使香皂的晶型转变。精制压条机是一种连续化的均化装置，在压条机的出口局部安装了多层的多孔挡板筛网，在螺杆压力推动下，皂片与其他添加剂被强行推过孔板及筛网，受到挤压分散和剪切作用而到达转相的目的。,二、香皂的生产工艺,5. 压条、切块、打印、冷却和包装,压条成型是将经均化的皂粒经真空压条机压制成一定截面积的条形。压条机带有真空室，皂片进入后由真空室抽去皂条中的气泡，然后挤压成型。皂条的截面积可以调节，以便控制皂块的重量。切块机具有可回转的链条圈，切割皂条的刀片安装在链条上，链条转动时可带动刀片连续切皂。打印是将切割后的皂块在印模中压成规定的形状，并压出花纹或商标符号。打印要求印迹清晰、饱满，皂块不能粘模。现代打印机可采用冷冻印模，将印模的温度降低，从而防止粘模现象。,三、透明皂的生产工艺,透明皂呈透明状，具有晶莹剔透的外观。透明皂的结晶非常微细，其微细程度小于可见光的波长，因此光线能透过。,三、透明皂的生产工艺,透明皂有两种，一种是“参加式透明皂，采用椰子油、橄榄油、蓖麻油等含不饱和脂肪酸较多的油脂为原料，混合油脂凝固点应在3538之间，不经过盐析，生成的甘油留在肥皂中有助于透明。此外添加多元醇、蔗糖、乙醇等作透明剂，还可参加结晶阻化剂提高透明度。透明皂所用原料必须高度纯洁，否那么会引起浑浊。而且为了获得微细的肥皂结晶，结晶过程须非常缓慢。但这类“参加式透明皂，因脂肪酸含量低，好看不耐用。,三、透明皂的生产工艺,另一种透明皂为“研压式透明皂，也称为半透明皂，它的脂肪酸含量高，一般在70左右，它是通过屡次机械研磨、挤压等加工使原来不透明的肥皂晶型转变成透明状态的晶型。这类半透明皂一般不参加多元醇、蔗糖、乙醇等透明剂，因此呈半透明状，但与透明皂相比，较硬，耐用，价格廉价，通常用作高级洗衣皂。,四、药皂,药皂也称为祛臭皂，是在皂中添加杀菌消毒剂，可洗去附在皮肤上的污垢和细菌，并利用抗菌剂阻止本身无菌的汗液被细菌分解成有气味的物质，在西方国家尤为盛行。这些药物必须具备能长期祛臭，广谱杀菌，易与皂类的其他添加剂良好相容，对皮肤低刺激等功能。,四、药皂,早期生产的药皂以甲酚等作为杀菌剂，有不愉快的气味，对皮肤有刺激性。目前药皂中都用无臭味，刺激性低的双酚类杀菌剂，如六氯二苯酚基甲烷六氯酚、二氯二苯酚基甲烷、三氯羟基二苯醚等，它们对革兰氏阳性菌有很好的杀菌功能。一般用量为0.1%1.5%。,五、其他品种的香皂,1浮皂,浮皂是一种比重较轻相对密度约0.8的肥皂，之所以能浮在水面上，是因为皂体中含有许多细微的气泡。它的配方与一般的香皂相近，但制造浮皂的方法有些特别。一种方法是：在开场冷却成皂时，将空气或氮气与皂基一起送入混和机内，在高速搅拌下，使细小的气泡分散在肥皂中，再注框冷却，即成为内含多个微气孔的浮皂。另一种方法是在固体肥皂中部放置一个由石膏、塑料或多孔聚合物注成的空心模芯。,五、其他品种的香皂,2大理石花纹皂和条纹皂,大理石花纹皂和条纹皂是一种外观很象大理石或彩色条纹的香皂，它改进了传统单色香皂的视觉效果，给人耳目一新的感觉，因此在市场上也占有一席之地。这种皂的生产主要借助于固固混合技术和固液混合技术，前者是将两种以上含不同染料，但粘度一样的皂基按比例缓缓挤入挤压机挤压形成不同条纹的成品；后者那么是将皂基引入压条机，而将配好的液体染料从压条机的其他固定入口定位导入，着色后获得到预定效果。一般染料含量为1.0%5.0%，染料附着在染料载体和外表活性剂的混合液中，具有良好的分散性和粘度。常用的染料载体为可溶性纤维素衍生物，如纤维素醚、羧甲基纤维素或聚乙烯醇等。,五、其他品种的香皂,3复合皂,复合皂有复合香皂和复合洗衣皂，主要是在皂基中参加一定量的钙皂分散剂和其他助洗剂等添加剂，使复合皂在硬水中不形成皂垢，提高了皂类抗硬水能力和洗涤去污能力。一般复合皂中皂基的含量为50%左右，钙皂分散剂的量为3%5%。,五、其他品种的香皂,4液体皂,液体皂中脂肪酸含量为30%35%，是以脂肪酸钾皂与其他外表活性剂复配后，参加一定的增溶剂、稳泡剂、护肤剂、螯合剂、香精等添加剂，形成的介于皂类与合成洗涤剂产品之间的洗涤产品。它与复合皂一样兼具皂类和合成洗涤剂的优点，且生产工艺、设备简单，对皮肤刺激性低，很受市场欢送。,第四节、肥皂的质量问题分析,一、控制肥皂的冒霜,肥皂冒霜是一个维持平衡的过程。,主要是因为皂体中的游离电解质和低级脂肪酸在皂面有水的时候，内外浓度差较大，而由高浓度向低浓度转移。,通过在配方中参加适量胶性油脂和松香，可以提高皂基容纳电解质的能力，也能减少无机霜的生成。,第四节、肥皂的质量问题分析,一、控制肥皂的冒霜,1. 控制无机电解质的含量,少量：皂胶稠厚，无法输送,适量：适量的无机盐益于去污和防止酸败,过量：过量的电解质会随水分从肥皂内部向外转移，游离的NaOH与CO2反响，形成白的结晶。,因此，一般应控制皂基中游离碱0.3%、NaCl0.2%、泡花碱3.5%；,第四节、肥皂的质量问题分析,一、控制肥皂的冒霜,2. 控制低级脂肪酸的含量,低级脂肪酸的存在是造成有机霜的主要原因。,低级脂肪酸含量高的原因：,1油脂的酸败：油脂在光、热或催化剂的作用下发生氧化。,第四节、肥皂的质量问题分析,一、控制肥皂的冒霜,2. 控制低级脂肪酸的含量,2肥皂的酸败：肥皂在贮存过程中，受温度、湿度影响导致不饱和脂肪酸盐被氧化，铜铁金属的存在也会加速氧化反响。,3工艺与操作原因：皂基内甘油含量过高、皂化不好、煮沸时间缺乏、工艺设计不合理或工人技术水平低等,第四节、肥皂的质量问题分析,一、控制肥皂的冒霜,2. 控制低级脂肪酸的含量,因此，要严格控制皂料的自动氧化进程：,可参加适当量的泡花碱，在皂体外面形成致密保护层防止氧气进入皂内；,可参加抗氧化剂和螯合剂阻止氧化；,在肥皂中加一定的自身具有不饱和键，可以先与空气氧化，起抗氧化作用的物质，如松香来防止皂类的酸败。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,真空出条生产工艺中，肥皂皂基进入真空室后，通过闪蒸来挥发水分，一方面可以枯燥，另一方面也能冷凝。,但是闪蒸的过程和设备比较复杂，因此会导致皂体产生“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,1. 油脂配方的原因,松香与月桂酸类油脂的量缺乏是造成软白点的直接原因。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,2. 工艺原因, 皂头的量在成皂中站的比例过多，同时调和过程的时间较短，导致过干的皂头不能与皂基完全融合均匀，致使皂基中含有未完全溶解的微小皂头，在螺旋压条时，形成肥皂头“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,2. 工艺原因, 调和过程中电解质参加过多，或容纳电解质的辅料月桂酸类油脂的参加量太少，导致肥皂出条成型时的产生“白点或外表粗糙现象。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,2. 工艺原因, 同一锅皂基，同种条件下，参加的泡花碱的浓度较高时，出条成型较好，硬度有所提高，组织纤细，外表光滑，“软白点少。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,2. 工艺原因, 出条速度太快，那么皂基在真空室内停留的时间和压条机内淹没的时间太短，致使皂基结晶时形成的“软白点受到的压力减少，使得皂基外表的“软白点数量增加。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,2. 工艺原因, 钛白粉是肥皂中常用的遮光剂，能在一定程度上遮盖肥皂的透明度。在生产中。参加钛白粉的量越高，覆盖“软白点的效果也会随之增强。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 如果真空室内喷头孔径太大，那么喷出的雾粒也随之较大。这种较大的雾粒在真空室枯燥、冷却中失水不平衡，导致雾粒中心和外表的干湿程度不一，导致皂基在研磨过程中通过干湿集合作用，形成不规那么的“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 压条机挡板孔径的大小，也会影响成皂外表的“软白点。如果使用小孔径的挡板，可以相对延长肥皂在压条机内的研磨时间，增加螺旋对“软白点的研磨压力，使“软白点更加分散，从而减少成皂外表的“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 输送皂基一般使用齿轮泵，如果齿轮泵的输皂速度不稳定，使得流量忽大忽小，皂料在真空泵内的失水速度和失水量不一致，形成的结晶体的含水量不同，最终形成皂体的“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 使用机械真空泵抽真空时，由于机械泵是脉冲式真空，真空度不恒定，这样的结晶体含水量也有所不同，进而皂体外表形成“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 出条机的出条能力和输皂泵的输皂能力应吻合，输皂能力过大或过小会导致供料缺乏或供料过多，导致皂料在真空系统内的停留时间不一致，枯燥程度不一致，最终会致使“软白点过多。,第四节、肥皂的质量问题分析,二、控制肥皂上形成的“软白点,3. 设备方面的原因, 真空室内的桶体不圆整，锅壁不光滑、刮刀刮不干净，刮刀上停留的干皂太多，长时间不清理，在生产中，脱落的干皂粒与湿皂粒混合，从而产生“软白点。,第四节、肥皂的质量问题分析,三、控制肥皂的开裂和粗糙,配方中泡花碱浓度过高，皂基中电解质含量过高，或松香、椰子油或液体油含量太少，易造成开裂。,生产过程中的温度、水分，调和不均，冷却水，打印等都会导致过分枯燥而开裂。,香皂中可参加少量羊毛脂、CMC、十六醇、硬脂酸等来减少开裂现象。,第四节、肥皂的质量问题分析,三、控制肥皂的开裂和粗糙,肥皂组织粗糙的原因主要来自泡花碱浓度过高、皂内氯化钠含量过高，在调和搅拌时搅入了空气等,第四节、肥皂的质量问题分析,四、控制肥皂的“冒汗,空气中湿度较大，到达85%以上的时候，肥皂会出现冒汗现象。而且肥皂中水分含量越少，越容易冒汗，主要是由于空气与肥皂中的水分不平衡导致的。,空气中水分流向肥皂，由于肥皂外表有外表膜，水分不易进入，时间久了以后，肥皂外表出现冒汗现象。,第四节、肥皂的质量问题分析,四、控制肥皂的“冒汗,肥皂冒汗易产生酸败现象，可采用以下方法解决：,1. 配方中脂肪酸的碘值控制在85以下,2. 总游离电解质除碳酸钠和硅酸钠以外，控制在0.5以下,3. 皂箱木料水分含量控制在25%以下,4. 皂箱内衬蜡纸，防潮湿，保持空气流通,第四节、肥皂的质量问题分析,五、控制肥皂的“糊烂,肥皂遇水糊烂，那么不耐用。,配方中不饱和脂肪酸含量高，那么碘价高，糊烂已发生。,皂块水分含量高，肥皂易糊烂。,加工过程中也有多种原因会导致肥皂糊烂现象。,第四节、肥皂的质量问题分析,六、肥皂耐用度和耐磨度,肥皂的耐用度涉及肥皂的去污能力，耐磨度是单位时间所消耗肥皂的数量。,假设肥皂的硬度低，必然组织松弛，导致耐磨度低和耐用度差。,这种肥皂在使用时，不是以妃子状态溶于水中，而是以成块地消耗。,第四节、肥皂的质量问题分析,七、肥皂泡沫性能,C12-C18,肥皂的泡沫多而且大，去污能力强,C10,以下的低碳连的合成脂肪酸制成的肥皂，泡沫少，去污能力差。,适当增加松香和硅酸钠的用量对泡沫有调整作用,第四节、肥皂的质量问题分析,八、控制肥皂冻裂、收缩、变形和酸败,1. 控制肥皂冻裂、收缩和变形,可以通过调整配方或是增加泡花碱浓度，或是参加固体填料的方式改进。以防止冻裂、收缩和变形。,第四节、肥皂的质量问题分析,八、控制肥皂冻裂、收缩、变形和酸败,2. 控制肥皂的酸败,酸败会导致肥皂的去污能力下降。,酸败以后，肥皂外表会出现黑色斑点，严重时会冒油、冒汗，甚至会有油腻感的不适气味。,第四节、肥皂的质量问题分析,八、控制肥皂冻裂、收缩、变形和酸败,1酸败原因, 油脂配方中含有大量高度不饱和酸, 皂化不完全, 铜、铁、镍等金属残留, 肥皂中含有大量甘油, 肥皂配料中碱性物质太少，酸性物质过多,第四节、肥皂的质量问题分析,八、控制肥皂冻裂、收缩、变形和酸败,2防止酸败的措施, 参加适量泡花碱, 参加适量碳酸钠, 参加抗氧剂, 参加螯合剂, 参加适量的松香,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,香皂沙粒感指的是香皂在擦洗时，皂体有粒状硬块与皮肤摩擦而造成使用者不快的感觉。,减少沙粒感的措施主要有以下几种：,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,1. 选择皂基枯燥系统,真空枯燥,烘房枯燥,常压枯燥,真空枯燥优于烘房枯燥和常压枯燥。,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,2.,加强造粒仓及后续设备的密闭性,皂粒仓的密闭性不好会导致上下层皂粒水分含量不同而造成沙粒感。,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,3. 控制皂基电解质的含量,皂基的电解质过多或分布不均匀，导致皂基不细腻，即结晶体较粗大，使得枯燥时，喷射皂基不平衡，造成皂粒含水量波动。,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,4.皂粒水分控制,皂粒水分含量控制在11%-12.5%，那么生产出来的香皂较理想。,必须保证皂基温度、加热器蒸气压、进料速度等参数的稳定。,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,5.,控制返工皂量,保持新皂量不大于,5%,，较干的返工皂要预先经过充分的渗水，渗水时间应不少于半小时。,第四节、肥皂的质量问题分析,九、控制香皂的沙粒感,6.,控制研磨机辊筒的间隙,保持在以保证压匀微粒，使加工出来的香皂皂体柔滑，沙粒感减少。,