CC BY
297
668.58
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЫЛА ХОЗЯЙСТВЕННОГО ИЗ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОМСТОКОВ МЯСОКОМБИНАТА
М.Э. БУТОВСКИЙ
Рубцовский индустриальный институт,
658207, г. Рубцовск, ул. Тракторная, 2/6; электронная почта: [email protected]
Описана технологическая схема получения мыла хозяйственного из промышленных сточных вод мясокомбината, содержащих жир. Составлен материальный баланс процесса. Приведены расчетные нормы компонентов на 1 т готового продукта.
Ключевые слова: промышленные сточные воды с содержанием жира, мясокомбинат, щелок, мыло, едкий натр.
При применении флотационных методов очистки жиросодержащих промстоков мясокомбината вырабатывают флотоконцентрат [1]. Один из вариантов переработки флотоконцентрата - получение из него мыла хозяйственного [2], соответствующего ГОСТ [3, 4].
Реакция омыления описывается уравнением
я-соо-сн2
I
Я-СОО-СН + ЗЫаОН -> ЗЯСОСЖа + С3Н803,
I
Я-СОО-СНг
где Я - от С13Н28 до С18Н32 для насыщенных кислот; в говяжьем и свином жире содержится также 40-48% олеиновой кислоты С18Н34О2 и 4-8% линолевой кислоты С18Н32О2.
Мыло хозяйственное получается омылением нейтральных жиров едким натром при температуре 92-98°С и атмосферном давлении в эмульсионном режиме . Эмульсию типа «масло в воде» получают путем механического перемешивания многокомпонентной системы переменного состава, содержащей воду, мыло, жир, электролиты (едкий натрий, углекислый натрий, хлористый натрий и глицерин, выделившийся в ходе реакции омыления) [5].
Разработку процесса омыления проводили применительно к ранее выбранной аппаратурной схеме, предусматривающей механическое перемешивание и возможность нагрева через рубашку острым паром. Кроме того, выполнялось условие бессточности технологического процесса.
В ходе предварительных исследований было установлено:
время полного омыления зависит от массовых долей воды и мыла в эмульсии: при массовой доле мыла менее 6% оно составляет около 3 ч, при массовой доле мыла более 12% - около 20 мин, при этом массовая доля жира - не более 18%;
вязкость системы проходит через минимум при значениях концентрации воды и жира в системе 70-30 и 4-8% соответственно, мольной концентрации суммы электролитов 0,6-0,8 моль/л и температуре 92-98°С.
Абсолютное значение вязкости в этих условиях составляет 2000-6000 сст (от жидкой до средней густоты сметаны).
Превышение концентрации электролита приводит к высаливанию мыла, резкому ухудшению эмульгирования и увеличению массовой доли жира в готовом продукте. Превышение концентрации жира приводит к резкому (на порядок) увеличению вязкости системы и соответствующему ухудшению перемешивания,
вплоть до остановки процесса.
Вспенивания системы практически не происходит, если температура на греющей стенке не превышает 98°С. При температуре на стенке 102°С объем реакционной массы возрастает на 30%, а при 106°С на 100%.
Скорость омыления резко снижается при массовой доле свободной щелочи в реакционной массе менее 1%. Время омыления от этого значения до массовой доли 0,2% около 4 ч при 92-96°С.
Система при экспозиции без перемешивания и 92-96°С расслаивается на два слоя. Верхний слой - ядровое мыло с массовой долей жирных кислот не менее 60%. Нижний слой - подмыльный щелок - вязкая жидкость консистенции жидкого меда с массовой долей жирных кислот 2-6%, водородный показатель 12,4-12,7 рН, цвет от темно-желтого до коричневого в слое 30 мм. Объемная доля щелока (22 ± 4)%. Скорость отслаивания (0,06 ± 0,01) м/ч.
Материальный баланс процесса представлен в таб -лице.
Принципиальная технологическая схема получе -ния мыла хозяйственного приведена на рисунке (1, 6, 8 - реакционный аппарат; 2, 4 - мерники; 3, 5, 7 - насосы).
В аппарат 1 загружают 750 л водопроводной воды из мерника 2, замеряя объем поплавковым указателем уровня. Подачей острого пара подогревают воду до 96-98°С, контролируя температуру по термометру. Догружают воду до 1000 л, контролируя объем по меткам на валу мешалки, включают мешалку аппарата 1.
Загружают в аппарат 1 (200 ± 50) л технического жира, подогретого до 88-92°С, из аппарата 8 с помо-щью насоса 3. Объем жира контролируют по меткам на валу мешалки.
Загружают в аппарат 1 через люк (22 ± 2) кг поваренной соли. Из мерника 4 в течении 2-2,5 ч равномерно загружают в аппарат 1 (80 ± 5) л раствора едкого натра плотностью 1,34-1,36 кг/л, контролируя поступление щелочи по поплавкому уровнемеру.
Внешний вид реакционной массы от начала к концу процесса меняется от молочно-белой эмульсии до по-
Таблица
Масса, кг
Наименование техниче -ская 100% Объем, л
Сырье
Мыло от предыдущей варки 200 - 200
Подмыльный щелок 1050
В том числе
N01 30
№ОИ 10
Мы ло 10
Жир 910 - 1000
Раствор едкого натра техни -ческого 496 188 370
Конденсат острого пара 120 120
Соль поваренная пищевая 10 9,7 8
Ито го 2786 247,7 2698
Готовый продукт
Мыло 60%-е 1536 - 1498
Подмыльный щелок 1050 - 1000
Остаток мыла в аппарате 200 - 200
Ито го 2786 - 2698
лупрозрачного раствора консистенции жидкого меда. Первый этап омыления на этом заканчивается. Температура процесса находится в пределах 96-98°С за счет тепловыделения при омылении.
Проведение процесса на остатке мыла от предыдущего омыления. К остатку мыла от предыдущего омыления, около 200 кг, в аппарат 1 насосом 5 загружают щелок от предыдущего омыления, около 1000 л. Включают мешалку и подогревают реакционную массу до 96-98°С подачей пара в рубашку. Контроль температуры ведут по термометру. По окончании подогрева получают полупрозрачную реакционную массу консистенции жидкого меда.
Производят равномерную одновременную загрузку 360-380 л раствора едкого натра плотностью 1,34-1,36 кг/л самотеком и (1000 ± 50) л жира насосом 3 в аппарат 1 в течение 50-80 мин. Объемный расход реагентов задается установкой между вентилем и аппаратом 1 заранее подобранных калиброванных шайб. Омыление происходит в ходе загрузки.
Внешний вид реакционной массы меняется от полупрозрачного раствора до молочно-белой эмульсии с желтоватым или коричневатым оттенками. Вязкость возрастает от консистенции жидких сливок до консистенции средней густоты сметаны. Температура поддерживается в пределах 96-98°С за счет тепловыделений при омылении.
По окончании загрузки жидких компонентов в ап -парат 1 через люк загружают 8-10 кг сухой поваренной соли и перемешивают 10 мин, отсчитывая время от конца загрузки соли, после чего отключают мешалку.
Выдерживают реакционную массу без перемешивания не менее 8 ч. При этом она расслаивается на два слоя. Верхний слой - ядровое мыло - кремовая масса,
без остатка стекающая со стального шпателя. Массовая доля жирных кислот не менее 60%. Массовая доля свободной щелочи не более 1%. Нижний слой - под-мыльный щелок - прозрачная желтая или коричневая жидкость консистенции жидкого меда. Массовая доля свободной щелочи не более 2%. Показатель кислотности не более 12,6 рН.
Сливают подмыльный щелок в соседний пустой аппарат по предварительно пропаренному трубопроводу нижнего слива. Контроль отделения ведут визуально через люк аппарата 1, в который сливают щелок. Слив ведут до начала всплывания ядрового мыла в этом аппарате.
Через штуцер бокового слива выгружают готовое мыло из аппарата 1 насосом 5 в формы и устанавливают их на стеллаже. Время хранения мыла на стеллажах не менее 10 ч для остывания и отверждения.
Штуцер установлен таким образом, что после прекращения слива в аппарате остается около 200 кг мыла, используемого для проведения следующего процесса омыления, как указано выше.
По окончании выгрузки мыла насос и трубопровод нижнего слива пропаривают, сбрасывая пропарки в тот же аппарат 1, куда был слит подмыльный щелок, и продувают сжатым воздухом в тот же аппарат.
Приготовление раствора едкого натра плотностью 1,36-1,38 кг/л осуществляют следующим образом. В аппарат 6 загружают (1800 ± 50) л водопроводной воды, контролируя объем по поплавкому уровнемеру. С помощью тельфера устанавливают барабан с плавленой щелочью массой 400 кг с предварительно вырубленным днищем. Закрывают барабан защитным колпаком
Включают насос 7 и вымывают щелочь путем рециркуляции раствора. Следят за увеличением объема
по уровнемеру. Время растворения первого барабана около 0,5 ч. Через 1 ч от пуска останавливают насос и проверяют опорожнение барабана. При полном опорожнении устанавливают новый барабан. Повторяют операции, как указано выше.
Время растворения второго барабана около 1,5 ч. Получают (2050 ± 50) л раствора щелочи плотностью 1,36-1,38 кг/л. Температура раствора около 60°С за счет тепловыделения при растворении.
Раствор используют для проведения омыления, поддерживая температуру 50-70°С подогревом через змеевики в аппарате 6 и мернике 4 для предотвращения кристаллизации в трубопроводах.
Расходные нормы в пересчете на 1 т готового продукта:
Жир технический, кг Натр едкий 94%-й, кг Соль поваренная 97%-я, кг Вода питьевая, кг Пар водяной, 3 кгс/см , Гкал Электроэнергия, кВт • ч
ЛИТЕРАТУРА
1. Бутовский М.Э., Дзюбо В.В. Флотационные методы очистки сточных вод мясоко мбинатов // Мясные технологии. - 200 8.
- № 12. - С. 16-18.
2. Горячева А.Ф., Кузьминский Р.В. Технология мыла. -М.: Пищевая пром-сть, 1983. - 240 с.
3. ГОСТ 30266-95. Мыло хозяйственное твердое. Общие технические условия. - Минск: Изд-во стандартов, 2005. - 11 с.
4. ГОСТ 790-89. Мыло хозяйственное твердое и мыло туалетное. Правила приемки и методики выполнения измерения. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 13 с.
5. Пугонова В.А. Мыло хозяйственное // Коммерч. вестн.
- 2000. - № 3. - С. 65- 68.
Поступила 26.06.09 г.
б00
120
7
270
0,03
3б
TECHNOLOGY OF SOAP ECONOMIC RECEPTION FROM FA T-CONTAININGIND USTRIAL SEWAGES A MEAT-PACKING PLANT
M.E. BUTOVSKY
Rubtsovsk Industrial Institute,
2/6, Traktornaya st., Rubtsovsk, 658207; e-mail: [email protected]
Technological scheme of the soap economic reception from industrial sewages containing fat of the meat-packing plant is described. The material balance of the process will formed. The accounting rates component are brought on 1 ton of the ready product.
Keywords: industrial sewages with contents of fat, meat-packing plant, lye, soap, caustic soda.
