Реакция нейтрализации жирных кислот и омыления нейтраль­ных жиров в растворе мыла протекает достаточно быстро. Это свойство положено в основу непрерывных методов варки мыла.

При варке хозяйственного мыла из расщепленных жиров про­изводят дозирование компонентов, их нагревание; обработку жировой смеси раствором углекислой соды (карбонатное омыле­ние), сопровождающуюся нейтрализацией основной массы жирных кислот; удаление образующегося углекислого газа; обработку
карбонатной массы раствором едкой щелочи для нейтрализации оставшихся жирных кислот и омыления нейтрального жира; нор­мализацию мыла с доведением его физико-химических показате­лей до показателей, предусмотренных техническими условиями.

В установках для варки мыла непрерывными методами эти операции разделены и каждая из них проводится последовательно в отдельном аппарате.

Углекислый

Готовое мыло

Рис. 21. Принципиальная схема варки хозяйственного мыла прямым непрерьш

Ным методом.

Принципиальная схема варки хозяйственного мыла прямым Непрерывным методом. Эта схема приведена на рис. 21.

Жировую смесь, состоящую из расщепленных жиров, синтети­ческих жирных кислот, дистиллированных жирных кислот," кани­фоли, нефтяных кислот и других компонентов готовят в соответ­ствии с рецептурой в мешалке 1, откуда она автоматически насосом-дозатором 2 подается через трубчатый подогреватель 3 в смеситель 4 омылительного аппарата. В подогревателе темпера­тура жировой смеси достигает 105—125°С. Одновременно с жиро­вой смесью в смеситель 4 из мерника 5 насосом-дозатором 2 по­дается рассчитанное количество раствора кальцинированной соды, предварительно нагретого в аппарате 6 до температуры 90—95°С. Реакция карбонатного омыления начинается в смесителе 4 и завершается в барабане 7; здесь же интенсивно выделяется угле­
кислый газ. Карбонатная масса переходит в барабан 8, в котором при продувке острым паром полностью отделяется углекислый газ, При утилизации углекислого газа он проходит через ловушку 9 И конденсатор 10, далее направляется в сборный газгольдер.

Карбонатная масса, освобожденная от углекислого газа, по­ступает в барабан-доомылитель 11, где в нее при помощи насоса - дозатора 2 вводится раствор едкого натра концентрацией 38—42%. Раствор поступает из сборника 12 через подогреватель 13, в ко­тором нагревается до 90—100°С. Затем мыльная масса переходит в последний барабан-нормализатор 14, в котором состав мыла доводится до требуемых кондиций.

Если в рецептуре мыла предусмотрены соапстоки и фузы, то из них отдельно в котлах косвенным методом готовят соапсточное ядро. Это ядро из сборника 15 при помощи насоса-дозатора 2 в рассчитанном количестве добавляется к основной массе мыла, сваренной непрерывным методом. Смешивание обоих видов мыла между собой осуществляется в доомылителе 11 или в барабане - нормализаторе 14.

Готовое мыло непрерывно сливается в приемник 16, который выполняет функции накопителя и корректировщика качества мыла. Готовое мыло откачивается насосом 17.

Применение прямых методов варки мыла в аппаратуре непре­рывного действия позволяет значительно сократить длительность технологического процесса, эффективнее использовать технологи­ческое оборудование и уменьшить производственные площади по сравнению с варкой мыла в аппаратах периодического действия. Но при прямом непрерывном методе варки требуется тщательное предварительное облагораживание сырья и материалов.

Непрерывная технологическая схема варки мыла в производстве получила разное аппаратурное оформление.

Аппарат системы ТНБ-2. Это один из первых в нашей стране аппаратов для непрерывной варки мыла, конструкция которого предложена Б. Н. Тютюнниковым, П. В. Науменко и М. П. Бес­пятовым.

Аппарат (рис. 22) состоит из сварной рамы 1, на которой смон­тированы четыре горизонтальных барабана 2, 3, 4 и 5. Барабаны снабжены паровыми рубашками 6, охватывающими нижнюю по­ловину их цилиндрической поверхности, и ленточными спиральны­ми мешалками 7. Мешалки вращаются в таком направлении, которое способствует поступательному передвижению омыляемой массы. Вращение мешалок осуществляется от индивидуальных электродвигателей 8 через редукторы 9, смонтированные на пло­щадках 10. Для обслуживания верхней площадки установлена лестница 11.

На барабане 2 установлены реактор-смеситель 12 с электро­двигателем 13, редуктором 14 и турбинной мешалкой 15, а также газосборник 16.

Два верхних барабана соединены между собой при помощи штуцеров 17 и 18, между, фланцами которых зажат шибер, пере-

Рис. 22. Аппарат системы ТНБ-2 для варки мыла прямым непрерывным методом.

Крывающий верхнюю часть проходного сечения, что способствует отводу большей части углекислого газа в газосборник 16.

Барабан 3 (второй но ходу карбонатной массы) снабжен газо­сборником 19. Для разрушения пены и уменьшения уноса брызг в газосборниках установлены плоские сетки 20.

Реакционная масса из барабана 3 через переливной штуцер - стакан 21 .поступает в барабан 4. Внутри этого штуцера-стакана

Смонтирован стальной змеевичок (на рис. 22 не показан) с боль­шим числом отверстий для пода­чи раствора каустической соды.

Из барабана 4 по штуцерам 22 и 23 карбонатная масса пере­ходит в барабан 5, в котором производится нормализация мыльного клея и смешивание его с соапсточным ядром. Готовое мыло выводится через U-образ - ный гидравлический затвор 24 в мылосборник - корректировщик. Каждый барабан имеет змеевик 25 для острого пара, состоящий из горизонтально расположенных перфорированных труб, уложен­ных в нижней цилиндрической части барабана. Для обеспечения ревизии и ремонта барабаны снабжены люками 26, а также кранами для опорожнения бара­банов при остановке на ремонт.

Аппарат снабжен контрольно-из­мерительными приборами для наблюдения за температурой и дав­лением.

Л

Рис. 23. Смеситель аппарата ТНБ-2.

Смеситель (см. рис. 22, поз. 12) аппарата системы ТНБ-2 (рис. 23) представляет собой вертикальный реактор 1 цилиндри­ческой формы без дна, сверху закрытый плоской металлической крышкой 2. По оси цилиндра установлен внутренний стакан 3, в днище которого вварены патрубки 4 и 5 для подачи внутрь ста­кана жирных кислот и раствора кальцинированной соды. Для перемешивания используются две турбинные мешалки 6, насажен­ные на вертикальный вал 11. Отбойные планки 7, установленные внутри стакана, усиливают перемешивание жировой смеси с ра­створом кальцинированной соды. Реакционная смесь поднимается вверх и, переливаясь через край стакана, поступает в кольцевой зазор между цилиндром и стаканом и попадает на спираль 8, Которая придает газо-жидкостной смеси вращательное движение, улучшающее отделение газа. Углекислый газ отводится по пат­рубку 9. Смеситель закрепляется на барабане при помощи фланца 10. •

Средняя производительность аппарата ТНБ-2 6—8 т/ч. Про­должительность пребывания в нем продукта 30—40 мин.

Аппарат системы БШМ. Конструкция этого аппарата разрабо­тана С. Ф. Байковым, К. В. Шевелевым, JI. А. Магницким.

Рис. 24. Аппарат системы БШМ для варки мыла прямым непрерывным методом: А — инжекционный смеситель; б — газоотделитель, соединенный с доомылителем.

Аппарат системы БШМ состоит из двух главных частей: ин-

Жекционного смесителя, соединенного с газоотделителем, в кото­ром происходит карбонатное омыление и удаление углекислого газа, и из доомылителя, в котором происходит доомыление кау­стической содой и смешивание карбонатной массы с соапсточным ядром.

Инжекционный смеситель (рис. 24, с) состоит из двух камер с инжекторами. Работает смеситель следующим образом. Подготовленная в соответствии с рецептурой жировая смесь, подогретая до 100—120°С, поступает в первую камеру смешения 7. Сюда же через сопло 2 подается острый водяной пар. В камере жировая смесь и пар смешиваются и образуют парожировую эмульсию. Образование эмульсии интенсифицирует и облегчает реакцию карбонатного омыления. Эмульсия из первой камеры давлением пара передается в расширяющуюся на конус трубу-диф­фузор 3 и далее—в сопло 4 второй камеры смешения 5. Здесь эмульсия смешивается с раствором поступающей кальцинирован­ной соды. Получающаяся карбонатная масса через диффузор 6 Идет в газоотделитель аппарата БШМ.

Д о о м ы л и т е л ь системы БШМ (рис. 24, б) соединен с газоотделителем. Он работает следующим образом. Образовавша-. яся в инжекционном смесителе 1 карбонатная масса при темпе­ратуре 105—125°С под давлением через сопло 2 выбрасывается в тонкораспыленном состоянии в газоотделительную камеру 3, на дне которой уложен дырчатый паровой змеевик 4. Водяной пар интенсифицирует удаление из карбонатной массы углекислого газа. Смесь газа и водяного пара отводится через спиральный 13 И полусферический 14 отбойники в сборник 15. Освобожденная от углекислого газа карбонатная масса по наклонному днищу 5 Стекает к перепускному патрубку 6, по которому переходит в доомылитель 7.

Доомылитель представляет собой, горизонтальный цилиндри­ческий аппарат диаметром 0,9 м, длиной 4,2 м. Аппарат снабжен паровой рубашкой 8 и механической лопастной мешалкой 9, при­водимой в движение от индивидуального электродвигателя 10 Через редуктор 11. Частота вращения мешалки 25—30 об/мин. Передача карбонатной массы из газоотделителя в доомылитель производится равномерно при помощи лопастного питателя 16, Приводимого в действие от электродвигателя 17 через редуктор 18 И цепную передачу 19.

На участке перехода карбонатной массы из газоотделителя в доомылитель в нее через ороситель 12 добавляется нагретый до 90—95°С раствор едкого натра концентрацией 40—42%.

В доомылителе завершается операция нейтрализации жирных кислот, оставшихся в карбонатной массе, и омыление нейтрального жира. Сюда же при необходимости добавляется соапсточное ядро. Остатки углекислого газа отводятся из доомылителя через газо­сборник 20. Сваренное мыло выводится из аппарата через патру­бок 21.

Для ревизии и ремонта аппарат снабжен люком 22. Весь аппа­рат монтируется на металлической конструкции 23. Производи­тельность аппарата 6—8 т/ч.

Аппарат системы «Дон». Конструкция этого аппарата разра­ботана коллективом сотрудников ВНИИЖа и работниками ро­стовского масло-жирового комбината «Рабочий». Этот аппарат состоит из эжекционно-щелевого многотрубного смесителя, в ко-. тором проводится карбонатное омыление, и омылительного аппа­рата с сепаратором-газоотделителем углекислоты.

Э ж екци о и н о-ще л ев о й смеситель (рис. 25, с) состоит из корпуса 3 цилиндрической формы диаметром 200 мм и длиной 400 мм, внутри которого установлены две трубные решетки 7 и 8; В решетках развальцовано восемнадцать трубок 2 из коррозион­ностойкой стали диаметром 25/22 мм. На трубках в шахматном

Порядке прорезаны щели 9, в месте нахождения щелей трубки слегка сжаты. Такое устройство обеспечивает интенсивное пере­мешивание реагирующих компонентов.

Работает смеситель следующим образом. Смесь пара с жир­ными кислотами (эмульсия) поступает через Подводящий патру­бок 1 и направляется по трубкам вниз. Так как в местах сжатия

Рис. 25. Аппарат системы «Дон» для варки мыла прямым непрерывным методом: а — эжекционио-щелевой смеситель; б —- омылитель с сепаратором.

Трубок смесь начинает двигаться быстрее, то около щелей обра­зуется разрежение, благодаря которому в трубки засасывается раствор углекислого натрия, который поступает через три боковых патрубка, соединенных с коллектором 4. В результате хорошего смешивания жировой смеси с раствором кальцинированной соды происходит довольно интенсивное карбонатное омыление.

Карбонатная масса выводится из смесителя через коническую решетку 5 и отводящий патрубок 6 в омылительный аппарат.

Омылительный аппарат (рис. 25, б) состоит из цилин­дрического сепаратора 1, соединенного с одной стороны с эжек - ционно-щелевым смесителем 2, ас другой со шнековым доомыли - телем 3. При входе в сепаратор карбонатная масса попадает на спиральную насадку 8, скользит по ней и из нее выделяется угле­кислый газ, который отводится через патрубок 9 в сборник.

Шнековый доомылитель 3 разделен затвором 11 на две части: форкамеру 6 для вымешивания и уплотнения карбонатной массы и камеру 15 для доомыления карбонатной массы едкой щелочью, раствор которой вводится через два оросителя 12.

В конце доомылительной камеры в месте выпуска сваренного мыла через патрубок 13 в сборник установлен перепускной затвор 7, поддерживающий соответствующий уровень мыла в аппарате. Гидравлический и перепускной затворы регулируются при помощи рычажно-грузовой системы 14.

Внутри доомылителя установлены две шнековые мешалки 10 С противоположно направленными спиралями, вращающимися в разные стороны. Это обеспечивает хорошее перемешивание обра­батываемой мыльной массы.

Шнековые мешалки приводятся в действие от электродвигате­ля 5 через червячный редуктор 4, расположенный в торцевой части аппарата. В целях сокращения теплопотерь аппарат снаружи покрыт термоизоляцией. Производительность аппарата 6—8 т/ч.

Режим варки хозяйственного мыла прямым непрерывным ме­тодом. Дозирование всех применяемых видов сырья и материалов при варке мыла непрерывным методом имеет исключительно важ­ное значение. Отклонение от заданного соотношения жировых компонентов может привести к тому, что не будут выдержаны показатели, зависящие от жирового состава. При больших откло­нениях нарушаются также технико-экономические показатели производства.

Жировую смесь (кроме соапсточного ядра) предвари­тельно готовят в соответствии с рецептурой в одном из двух попеременно работающих аппаратов. Подачу отдельных компонен­тов производят при помощи дозирующих многопоршневых насосов или через промежуточные весы. Канифоль подают в виде сплава с жирными кислотами.

Подготовку жировой смеси производят в аппаратах цилиндри­ческой формы с коническим дном, снабженных греющими змееви­ками и механической мешалкой. Корпус аппарата и другие его части, соприкасающиеся с жировой смесью, изготовляют из кисло­тостойких материалов. В аппаратах жировая смесь при переме­шивании подогревается до 80°С и при этой температуре отстаи­вается в течение 2—4 ч для отделения воды. Воду спускают через жироловушку, а жировую смесь дозирующим насосом подают на карбонатное омыление.

Карбонатное омыление производят в аппаратах для непрерывной варки' мыла. Перед поступлением в них жировую смесь подогревают до 105—125°С, а раствор углекислой соды концентрацией 27—30% и раствор едкой щелочи концентрацией 38—42% — до 95°С.

Удаление образующегося углекислого газа происходит в процессе омыления из аппаратов через специальные приспособления.

Обработку едкой щелочью производят в тех же аппа­ратах, что и карбонатное омыление. При этом точное дозирование раствора кальцинированной соды обеспечивает максимально воз­можную глубину омыления жировой смеси и отсутствие избытка соды в готовом мыле. Очень важна точная дозировка едкого натра. При недостатке его в мыле остается неомыленный жир, отчего мыло прогоркает или образуется кислое мыло. Избыток едкого натра может привести к тому, что мыло окажется нестандартным по содержанию свободной едкой щелочи.

Нормализацию мыла производят в котле-корректировщи­ке. Качество готового мыла при отсутствии средств автоматиче­ского контроля и регулирования проверяют путем периодического отбора проб через 2—3 ч. Если в результате неточной дозировки щелочи сваренное мыло имеет отклонения от показателей, преду­смотренных техническими условиями, то к мылу при кипячении его острым паром добавляют жирные кислоты, если в нем больше, чем допустимо, свободной едкой щелочи. Наоборот, если по дан­ным анализа мыла, взятого из приемника, в нем содержится по­вышенное количество неомыленного жира или остаток свободной щелочи меньше 0,15%, то к нему добавляют по расчету раствор каустической соды. Режим работы при корректировке состава мыла такой же, как и при периодическом методе варки.

Введение в схему варки мыла непрерывным методом операции нормализации (корректирования), по-существу, нарушает непре­рывность процесса и повышает трудоемкость производства. Для устранения этого недостатка необходима разработка достаточно надежных и простых приборов контроля и регулирования процесса варки.

Эксплуатация аппаратов для непрерывной варки. Перед нача­лом работы на аппаратах непрерывного действия необходимо: продуть паром все питающие коммуникации и убедиться в том,, что они свободны, затем подать пар в паровые рубашки омыли - тельного аппарата. После этого следует проверить, свободно ли проворачиваются лопасти механических мешалок омылительного аппарата, и при их полной исправности включить электродвига­тели.

По завершении этих подготовительных операций в омылитель­ный аппарат начинают подавать жировую смесь и кальцинирован­ную соду, а также включают подачу острого пара в карбонатную массу. В момент появления карбонатной массы в переходном патрубке через оросители подают раствор каустической соды. В доомыленную массу добавляют по рецептуре соапсточное ядро. Готовое мыло принимают в котел-корректировщик.

Остановку аппаратов для непрерывной варки мыла проводят в следующей последовательности. Выключают подачу жировой смеси и раствора углекислой соды, продувают коммуникации, вытеснив из них оставшиеся материалы, закрывают на линиях, подающих глухой пар в рубашки и острый пар во внутренние змеевики, вентили, выключают подачу растворов едкой щелочи и соапсточного ядра.

Па

При длительной остановке омылительный аппарат полностью освобождают от находящейся в нем мыльной массы. После этого выключают электродвигатели механических мешалок. При крат­ковременных остановках глухой пар и механические мешалки не выключаются.