皂基原料及生产工艺PPT课件.ppt

肥皂概述 肥皂的制造工艺 肥皂的品种 肥皂的质量检验 肥皂的包装和保管 3 2肥皂 制皂的原料 1 3 2 1肥皂概述 2 肥皂 RCOOM 是指至少含有8个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类的总称当阳离子M为钠时 则称钠皂 为钾时则称钾皂 以此类推 肥皂的概念 3 一 水溶性肥皂在水中水解 呈弱碱性RCOONaRCOO Na RCOO H2ORCOOH OH 水解产生的脂肪酸与未水解的肥皂 形成不溶于水的酸性皂 使肥皂水溶液呈现浑浊RCOOH RCOONa RCOOH RCOONa 肥皂的性质 4 二 洗涤性肥皂属于阴离子表面活性剂 具有洗涤性 但肥皂的脂肪酸碳链不同 表现出来的性质也有所差异 组成肥皂常见的脂肪酸如表所示 肥皂的性质 5 6 三 肥皂的结晶性肥皂与其他长链烷烃化合物一样 具有多晶现象 可分为 四种晶型 各种晶型的生成条件和物理性质不同 一般制造条件下 肥皂含水较多 无法生成 相 市售肥皂主要为 这三种晶型肥皂的晶型在一定条件下形成 也可随条件的改变而相互转化 如要生产透明皂 肥皂中应多含透明的 晶型 晶型在四个晶型中 具有最佳起泡力 去污力 溶解度以及透明度和结实度 肥皂的性质 7 一 皂化法 用碱和油脂加水皂化得到肥皂和甘油的方法 制皂原理 8 制皂原理 二 中和法 将脂肪酸和碱直接反应得到肥皂的方法通常用皂化法的较多 9 油脂 合成脂肪酸 碱类 辅助原料与填料 3 2 2肥皂的原料 10 油脂的概念及类别 由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成 称为三脂肪酸甘油脂 固体油脂 软性油 月桂酸含量高的油脂 如 椰子油 油脂的代用品 肥皂的原料 11 合成脂肪酸 以石腊为原料经氧化制得的高级脂肪酸 肥皂的原料 12 13 一 油脂的组成和结构 R1 R2 R3相同 单甘油酯 R1 R2 R3不同 混甘油酯 R基饱和度低 常温下液态 油R基饱和度高 常温下固态 脂肪 油脂 不溶于水比水轻 想一想 为什么衣服上油渍用酒精比用水易清洗 因为油脂易溶于有机溶液剂 1 组成元素 C H O 2 定义 油脂是由多种高级脂肪酸的甘油酯 3 分类 4 结构 14 二 油脂的化学性质 1 油脂的氢化 加成反应 油脂的硬化 油酸甘油酯 油状 硬脂酸甘油酯 固态 硬化油 15 2 油脂的水解 硬脂酸甘油酯 硬脂酸 甘油 硬脂酸钠 肥皂的有效成分之一 皂化反应 16 碱类 主要是氢氧化钠 其次是碳酸钠 碳酸钾 氢氧化钾 其作用是与油脂进行皂化反应而生成肥皂 肥皂的原料 17 辅助原料与填料 松香 硅酸钠 荧光增白剂 杀菌剂 多脂剂 羧甲基纤维素 着色剂 香料 3 2肥皂 18 3 2 3肥皂的制造 第一阶段是制造皂基 第二阶段是调料并加工成型 19 制造皂基的工艺 中性油皂化法 脂肪酸中和法 油脂先水解生成脂肪酸 然后经过蒸馏精制后得到较纯净的脂肪酸 与碱中和生成皂 大锅皂化法 连续皂化法 间歇生产 连续生产 在美国的油脂制造业中 采用脂肪酸中和法制皂基占70 其余30 采取中性油皂化法制造 而这30 中 大锅皂化法基本不用 均采用连续皂化法在国内 大部分皂基仍采用大锅皂化法生产 20 2020 1 7 21 大锅皂化法制造皂基的工艺 一 油脂预处理 二 皂化 三 盐析 五 碱析 六 整理 四 洗涤 22 油脂预处理 一 制皂用油脂 植物油 椰子油 棕榈油 大豆油 米糠油等 动物油 牛脂 猪脂等 23 选择制皂油脂的几项指标 相对密度 反应了油脂分子质量及黏度的高低 凝固点 油脂凝固点太高 肥皂易龟裂 泡沫少 去污力差凝固点太低 肥皂硬度不足 油脂饱和度越高 则凝固点高 皂化值 指1g油脂完全皂化 所消耗KOH的质量 油脂分子量越高 则皂化值越低 碘值 油脂分子的双键能与碘加成 由加成反应消耗的碘量 可以衡量油脂的不饱和程度 不皂化物 不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分 如维生素A等 这些物质不会中和皂化 以杂质状态存在于肥皂中 通常其质量分数应不高于1 酸值 指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的质量 mg 酸值高的油脂制得的肥皂易变质 发汗 发臭 24 油脂的皂化值 M为油脂的平均分子量 当S已知后 可以求出油脂皂化时所须NaOH的质量 25 油脂是碘值反映出油脂不饱和程度的高低 100g油脂所消耗碘的质量称为碘值碘值 130称为干性油碘值 100 130称为半干性油碘值 100称为不干性油干性油不饱和程度高 易氧化生成大分子物质 在油表面形成硬膜 它们不适用用制皂 而不干性油如 椰子油 棕榈油 花生油 牛油 羊油则适合制皂 半干性油只能少量加入到油脂配方中 油脂的碘值 26 一 传统的油脂配方主要依据凝固点 皂化值 碘值这三个数值来计算油脂配方 控制其在一定的范围 P63表3 14 油脂配方 二 现代配方则依据油脂中各类脂肪酸含量来进行 典型的制造油脂配方为牛油80 椰子油20 大体可认为脂肪酸组成 月桂酸10 棕榈酸25 硬脂酸15 油酸40 这样一个配方是比较理想的 通过气相色谱检测出油脂中各类脂肪酸含量 然后进行油脂配制 三 在确定一个配方之后 应该进行小试或中试 以检验该配方的合理性 然后再投入到大规模生产中去 27 油脂是肥皂的主要原料之一 天然动植物油脂中 除了含有三甘油脂肪酸酯之外 还含有不少杂质 如 泥沙 料胚粉末 纤维素及其他固体杂质 在油脂中呈悬浮或沉淀状态 另含有游离的脂肪酸 磷脂 色素 胶质 蛋白质以及具有特殊气味的不皂化物等胶状杂质 在油脂中呈溶解或乳化状态 为了满足质量要求 必须对油脂进行预处理 要求不同 处理方法也有所差异 油脂预处理 28 制普通洗衣皂 油脂预处理比较简单 将毛油用蒸汽吹化 再加盐水除杂 静置24h 分层得到上层精油 中层水 下层泥角 分别去除泥脚和水 即得到精制油 油脂预处理 29 制香皂时 预处理要求严格 甚至超过一般食用油水平 预处理的方法包括脱胶 脱酸 脱色 脱臭4个工序 必要时还必须进行加氢处理 油脂预处理 30 脱胶是除去油脂中磷脂 蛋白质以及其他结构不明的胶质和黏液质 但不能降低油脂中游离脂肪酸含量 一般采用磷酸来脱胶 毛油先过滤除去泥沙 纤维等不溶杂质 再加热至40 50 与磷酸混合 使胶质与磷酸进行凝聚反应 同时去除油中的重金属离子 然后混合物与热水混合 凝聚物转入水相 用离心机分离 重相为胶质和水 轻相为油相 油相进入真空干燥器内进行脱水 脱气处理 排除水分和空气后得到脱胶油 脱胶 31 脱酸是除去油脂中的游离脂肪酸 现代化的制皂法中一般采用连续碱炼法 通过脱胶皂与碱液短时间的接触 使得游离脂肪酸与碱生成皂角 然后用高速离心机进行分离 得到脱酸精油 脱酸 32 要达到白色香皂的质量要求 脱色是必须的 脱色是除去油脂中色素的过程 可以采用物理或者化学方法进行脱色 化学法通过加入氧化剂或者还原剂与色素反应 从而使颜色消失 物理法主要以活性白土为吸附剂 或者在活性白土中加入少量活性炭 吸附脱除油脂中的色素 脱色 33 天然油脂常有特殊的气味 无论是牛羊油的膻气 还是椰子油的香气 都会影响外加香味的纯正 通过过热蒸汽气提的方法 在高温高真空度下除去油脂中的气味物质 高真空度保证高温条件下油脂不被氧化 经过脱臭后的油脂 除了脂肪酸甘油酯外 几乎所有的有机挥发物都被除去了 其中包含的天然抗氧剂也被除去 因而与空气接触容易氧化 为了不被氧化 要先冷却 然后加入抗氧化剂柠檬酸 脱臭 34 典型的香皂油脂配比为牛羊油80 椰子油20 其混合脂肪酸的凝固点约39度左右 但我国的牛羊油产量很少 很难实现这一配方 因此需用氢化油来代替 目前国内用量最大的是氢化猪油 凝固点56度 和氢化棉籽油等 氢化油统称硬化油 在制皂厂中 硬化油的加工是一个很重要的辅助车间现代油脂加氢不仅能使不饱和油脂饱和化 而且具有高度选择性 能使二烯酸 三烯酸氢化为单烯酸 也能使顺式双键酸氢化为反式双键酸 提高油脂的营养和抗氧性 加氢 35 皂化 指油脂与碱液反应生成肥皂和甘油的过程在大锅中通入蒸汽 可以增加两相的接触面积 同时提供活化反应所需的能量 当有肥皂生成后 由于肥皂是一种表面活性剂 具有乳化作用 使得反应体系变得均匀 加快了反应速度 皂化快完成时 因为反应物的浓度较低 此时反应速度将变慢 因而碱液的加入量应遵守 两头慢 中间快 的原则 第二阶段由于皂化反应速度快 而此反应为放热反应 因而要及时调小蒸汽用量 避免 溢锅 当皂化率达到95 98 游离碱小于0 5 时 皂化完成 得到皂胶 皂化 36 盐析 向皂胶中加入食盐或饱和食盐水 使甘油和肥皂分离的过程 该过程可回收甘油 并去掉部分色素和杂质 得到上层皂粒和下层盐水废液盐析的原理 肥皂难溶于盐水 所以与水相分离 甘油则溶于水 从而达到甘油与肥皂分离的目的 盐析 37 进一步洗出肥皂中的甘油 也可以去除一部分色