. Для удобства методы расчета приводятся на примерах.

Пример. Рассчитать расход сырья и материалов на варку 50 т хозяйствен­ного 60%-ного мыла прямым методом в котлах из расщепленных жиров с при­менением карбонатного омыления.

Расчет расхода жирового сырья сведен в табл. 11, в которой показаны состав жировой смеси (в % жирных кислот), расход отдельных ком­понентов на 1 т сваренного мыла и количество их, загружаемых в котел на

Одну варку.

Таблица И

Расход компонентов на 1 т мыла, кг

Состав жи­ровой сме­си, %

Жировое сырье

Без учета потерь

С учетом потерь

Всего

Расщепленный саломас Синтетические жирные кислоты фрак­ции С,,—С20

Жирные кислоты хлопкового соап-

Стока

Канифоль

600 270 1:80 90 48 12

Ю0,0 45,0 30 15

602,4 271,1 180,7 90,4 48,2 12,0

Нефтяные кислоты

Примечание. Для расчета потери приняты 0,4%. 88

Если по рецептуре в состав хозяйственного мыла вводится соапсточное ядро, то из общего количества подлежащего омылению сырья исключается ко­личество содержащихся в нем жирных кислот.

Например, по данной рецептуре вместо жирных кислот, выделенных из хлопкового соапстока, предусматривается ввод их в виде соапсточного ядра. В этом случае на омыление поступит 30120 — 4520=25600 кг жировой смеси.

Жировая смесь, приведенная в табл. II, имеет число омыления, равное 200.

Расчет расхода щелочей. Расход едкого иатра на полное омыле­ние I т жировой смеси находят по формуле

ТО-40 200-40 ^NaOH = = ~5бГГ = 142,6 КГ'

Где ЩNaOH—теоретический расход едкого натра на омыление 1 т жировой

Смеси, кг;

ЧО — число омыления жировой смеси, равное 200;

40 и 56,1 — молекулярная масса соответственно едкого натра и едкого кали.

При выработке мыла из расщепленных жиров, по действующим инструкциям ВНИИЖа, не менее 70% жировой смеси нейтрализуется углекислой содой в процессе карбонатного омыления.

Расход углекислой соды на нейтрализацию жирных кислот, содержащихся е 1 т указанной жировой смеси, находят по формуле

^NaOH-70^ 142,6.70-1,32 ^Nа2СО,= 100 = 100 = 131,7 КГ,

Где К — коэффициент пересчета углекислого натрия в едкий натр, равный 1,32.

Расход едкого натра на нейтрализацию оставшихся после карбонатного омыления жирных кислот и на омыление содержащихся в карбонатной массе нейтральных жиров в расчете на 1 т жировой смеси составляет 30% от рассчи­танного на полное омыление. Его находят по формуле

. - Щи аОН-30 142,6-30 ^NaOH— 100 ~ 100 — кг.

Расход щелочи на варку 1 т мыла пропорционален расходу жирных кислот. Так, на полное омыление жировой смеси при варке 1 т 60%-ного хозяйственного мыла расход щелочей составляет

^NaOH"602-4 142.6-602,4 ^NaOH = ШОО = 1000 = 85,9 кг"

В готовом мыле после карбонатного омыления остается в среднем 0,7% свободной углекислой соды, что составляет 7 кг на 1 т готового мыла. Соот­ветственно свободного едкого натра в сваренном мыле остается в среднем 0,2% или 2 кг на 1 т мыла.

На основании приведенных расчетов расхода щелочей на омыление 1 т жи­ровой смеси с числом омыления 200 можно определить расход их на варку 1 т мыла и соответственно на котел вместимостью 50 т. Результаты расчета при­ведены в табл. 12.

Расчеты расхода щелочей произведены на 100%-ный продукт. На производ­стве работают с товарными продуктами, которые содержат некоторое количе­ство примесей, так в товарной каустической соде содержание едкого натра составляет 96%, в товарной кальцинированной соде углекислого натрия 97%.

С поправкой на чистоту используемых щелочей расход их на варку мыла увеличивается и составляет'-

1390-100 96

Расход товарной каустической соды

Щкауст =-------- - 1448 кг,

Таблица 12 Щелочь Расход щелочей, кг На омыле­ние 1 т жировой смеси Иа омыле­ние 602,4 кг жировой смеси Свободный Остаток щелочей в мыле На 1 т мыла На котел вмести­мостью 50 Т Все щелочи в пересчете иа едкий Иатр 142,6 85,9 5,3 91,2 4560 Из них: Едкий натр 42,8 25,8 2 27,8 1390 Углекислая сода 131,7 79,3 7 86,3 4315 Все щелочи в натуре 174,5 105,1 9 114,1 5705

Расход товарной кальцинированном соды

4315-100 ВДкальц = — = 4408 кг.

Аналогично рассчитывают расход щелочей на варку других видов мыла. Следовательно, основными величинами, влияющими на расход щелочей, явля­ются удельный расход жировой смеси на варку мыла и ее число омыления.

Баланс воды в котле. При прямом методе варки мыла важное значение имеет баланс воды, вводимой в котел с сырьем и материалами, вклю­чая конденсат, образующийся при подогреве мыльной массы острым паром.

Остаток влаги в жировой смеси не должен превышать 1%. При большем содержании влаги жировая смесь отстаивается в коробках, отделившаяся влага сливается через нижний кран, после чего ее используют для варки мыла. Для этого же готовят растворы щелочей возможно более высокой концентрации. Если по каким-либо причинам не представляется возможным получать растворы щелочей высокой концентрации, часть кальцинированной соды подают в котел в сухом виде.

Количество влаги (Вт), попадающей в мыловаренный котел с жировой смесью, составляет

30 120-1

Ниже приводится расчет количества растворов едкой и углекислой щелочи, загружаемых в котел при варке мыла.

Количество раствора углекислой соды Ру концентрацией 30%

4315-100 Ру= — = 14 383 кг.

Количество раствора едкой щелочи Ре концентрацией 40%

1390-100 „ „ е = 40 = КГ-

В процессе варки мыла для снижения вязкости мыльной массы добавляется 20%-ный раствор поваренной соли в количестве 1% от массы жировой смеси.

Количество раствора поваренной соли Рс, вводимой в котел, составляет

30 120

В результате реакции нейтрализации жирных кислот углекислой содой вы­деляется углекислый газ в количестве 41,5% от массы соды, вступившей в реакцию.

Как показано в табл. 12, на нейтрализацию жирных кислот при карбонатном омылении расходуется 79,3 кг углекислой соды на 1 т мыла.

Количество углекислого газа Уг, удаляющегося из котла за одну варку, составляет

79,3-50.41,5

Уг=---------- Й5— = 1645 кг"

На варку 1 т мыла расходуется, по практическим данным, в среднем 80 кг водяного пара. Примерно половина этого количества остается в мыле в виде конденсата. Остальной пар уходит из котла в процессе кипячения мыльной

Массы.

Количество влаги Вк, конденсирующейся в мыле, составляет Вк = 40 ■ 50 = 2000 кг.

Общий баланс компонентов, загружаемых в мыловаренный котел при пря­мом методе варки мыла, составляет (в кг):

TOC o "1-3" h z Жировая смесь 30120

Влага в жировой смеси 301 Раствор:

Углекислой соды 14383

Едкой щелочи 3475

Поваренной соли 1506

Конденсат______________________________________ 2000

Всего 51785

Удаляется из котла углекислый газ в количестве 1645 кг. Выход мыльного клея составляет: 51785—1645=50140 кг. Содержание жирных кислот в сваренном мыле

30 120-100 „ „, 50140 =6°-1%- .

Приведенные расчеты показывают, как необходимо тщательно следить за концентрацией растворов щелочей, а также за всем ходом технологического процесса, чтобы при прямом методе варки мыла обеспечить необходимые качественные и количественные показатели продукта.