МЫЛО

Чистящее вещество, моющее средство. Мыло увлажняет и обволакивает частицы грязи, приводя к образованию эмульсий различных загрязняющих веществ, препятствует их повторному осаждению на поверхность и удерживает нерастворимые частицы в состоянии суспензии в мыльной пене и воде, которые могут быть удалены от очищаемой поверхности. Мыло приготавливают кипячением в воде жирных масел со щелочами, такими, как каустическая сода или каустический поташ. Жирные масла извлекают из растительных продуктов, например хлопкового, пальмового и соевого масел, животных продуктов, таких, как животное сало и рыбий жир, и продуктов переработки орехов, в частности, кокосового масла. Жиры — это соединения глицерина и органических кислот, известных как жирные кислоты. Во время кипячения жиров со щелочами образуются глицерин и соли жирных кислот, т.е. мыл. Натриевые мыла более густые и, как правило, твердые; калиевые мыла более мягкие или жидкие. Использование мыла после Второй мировой войны шло на убыль, и его постепенно вытесняли синтетические моющие средства — еще один класс поверхностно-активных веществ с улучшенными свойствами. Главная причина спада потребления мыла состоит в том, что оно не терпит жесткой воды. Даже вода средней или низкой жесткости в присутствии мыла будет оставлять кольцевое пятно в ванне или придавать серый оттенок белью. Это происходит потому, что ионы кальция и магния растворимых солей, присутствующих в жесткой воде, могут замещать ионы натрия или калия в мыле, образуя нерастворимые соли жирных кислот, выпадающие в осадок. Синтетические моющие средства имеют такой состав, что этой реакции не происходит.

Применение. Мыло играет ту или иную роль во многих областях жизни и деятельности цивилизованного человеческого общества. Его роль существенна в предотвращении распространения болезней. В текстильной промышленности нерастворимые в воде металлические мыла используются для изготовления водонепроницаемых тканей; в металлообрабатывающей промышленности мыла применяются для защиты металлов от коррозии и смазки волок при волочении проволоки; в кожевенной промышленности с помощью металлических мыл кожу делают водонепроницаемой; в резиновой промышленности нефтепродукты с эмульгированным мылом используются для получения синтетических каучуков; в косметической промышленности мыла органических щелочей (амины) применяются в качестве основного компонента многих шампуней и кремов. Мыла действуют как эмульгаторы для инсектицидов и других химических препаратов. Стеаратцинковое мыло является водоотталкивающим тальком. Кальциевое, магниевое и алюминиевое мыла в нефтяных фракциях используются для желатинирования бензина при получении напалмовых зажигательных средств, для изготовления сухого спирта и смазок. В судостроительной промышленности мыла применяются как основа необрастающих покрытий и в качестве ингибиторов роста водорослей. В лакокрасочной промышленности мыла служат основой сушащих и матирующих веществ. Мыла применяются как смазка при формовании пластмасс и как дезинфицирующее и очищающее средство в пищевой промышленности.

Производство. На позднем этапе промышленной революции в мыловарении освоены последние технологические достижения, в частности, усовершенствования парового оборудования и металлургии. Появились большие — высотой с 2-3-этажный дом — мыловаренные котлы, способные одновременно перерабатывать 150 т исходных материалов.

Непрерывный процесс. Непрерывный процесс мыловарения появился в конце 1930-х годов вместе с непрерывным процессом гидролиза (расщепления) жиров водой и паром высокого давления в башне высотой 15-24 м. Очищенные, деаэрированные жиры и масла закачиваются в донную часть башни под давлением ~5 МПа и при температуре 240-260° С. Деаэрированная, умягченная вода подается в верхнюю часть башни и стекает вниз, навстречу поднимающимся вверх жирам низкой плотности, расщепляя их на жирные кислоты и глицерин. Глицерин растворяется в воде и отводится с дна, тогда как жирные кислоты отводятся с вершины в вакуумную камеру, где водная примесь испаряется и удаляется. Затем кислоты подвергаются перегонке в вакууме с целью очистки и разделения на фракции, пригодные для производства мыл различных видов: низкокипящие кислоты для получения мыла промышленного, нетуалетного назначения; среднекипящие — для изготовления туалетного мыла. Остаток высококипящих жирных кислот отводится в емкости для хранения и в дальнейшем перерабатывается с целью извлечения жирных кислот. Жидкие жирные кислоты непрерывно подаются дозатором в установку для омыления, где они нейтрализуются потоком едкой щелочи в процессе смешивания и рециркуляции при температуре ок. 110° С и давлении 0,3-0,4 МПа. В результате получается чистое мыло, похожее на то, которое изготавливается в мыловаренных котлах.

Заключительная обработка. Чистое мыло из мыловаренного котла переливается в смеситель с паровой рубашкой, где в него вводятся отдушки, красители и другие компоненты. Потом оно заливается в формы, вмещающие по 410 кг мыла, и оставляется в них на несколько суток для охлаждения и затвердевания. Боковые стенки форм удаляются, масса подравнивается, разрезается на бруски, которые сушатся и подвергаются штамповке на отдельные куски, помещаемые в упаковку. Если мыло должно быть сформовано в хлопья, оно в текучем состоянии прокатывается между стальными вальцами и прилипает к нижнему (холодному) вальцу, образуя тонкую пленку. Далее пленка разрезается на узкие полоски, которые отдираются от вальца и пропускаются через сушильную печь, где сухие полоски рассыпаются на хлопья. Для получения плотных гранул твердое мыло пропускается через дробилку и полученные частицы просеиваются через сито нужного размера. Для получения рыхлых гранул горячее мыло разбрызгивается на вершине технологической колонны, и его капли падают вниз навстречу поднимающемуся потоку горячего воздуха. Жидкость удаляется из капель мгновенным испарением (взрывом), оставляя полую (расширенную взрывом) частицу. Чистое мыло, получаемое непрерывным процессом, предпочтительнее сушить распылением на стенку вакуумной сушилки Маццони. Мыло снимается со стенки вращающимся скребком и извлекается из сушилки при требуемом содержании влаги.

Пилирование. Лучшие сорта туалетного мыла подвергают процессу пилирования (перетиранию на вальцах пилирной машины). Сухие мыльные хлопья засыпаются в смесители, где мыло смешивается с такими добавками, как красители, отдушки, мягчители и бактерицидные вещества. Полученная смесь загружается в червячный пресс, откуда выходит в форме таблеток. Мыло в форме таблеток подвергается дальнейшему пилированию и после превращения в хлопья вновь пропускается через один или несколько червячных прессов, пока, наконец, не превратится путем экструзии в непрерывный брусок, от которого отрезаются куски требуемого размера.

Другие процессы. В процессе полугорячей варки жиры нагреваются вместе с каустиком, обычно в котле с вертикальным перемешиванием, пока не достигается полное омыление. Глицерин остается в мыле. Полученное мыло не чище использованных сырьевых материалов. Пемзовые и мягкие калиевые мыла часто изготавливаются таким способом. Процесс холодной варки мыла включает стадию смешивания жиров и масел с каустиком в котле с вертикальным перемешиванием до тех пор, пока не начнется реакция. Смесь выливается в формы, где реакция продолжается. Реакция сопровождается выделением тепла, что способствует завершению омыления. Процесс холодной варки используется почти исключительно для получения кускового мыла из кокосового и оливкового масел. В другом процессе жиры и масла вместе с раствором каустика подаются в дозированных количествах в нагреваемый змеевик, где реакция происходит при температуре от 260 до 320° С. Это непрерывный процесс, при котором в мыле сохраняется глицерин.

См. также МОЮЩИЕ СРЕДСТВА.

ЛИТЕРАТУРА

Журавлев А.М. и др. Справочник по мыловаренному производству. М., 1974 Товбин И.М. Производство мыла. М., 1976