РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ
. 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
|
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.