一种首创智能环保连续制皂方法
阅读说明:本技术 一种首创智能环保连续制皂方法 (Pioneering intelligent environment-friendly continuous soap making method ) 是由 刘大忠 吕小敏 于 2021-07-01 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种首创智能环保连续制皂方法,利用质量流量计和气动薄膜阀组成计量系统,准确计量需要添加的动植物油、液碱、工艺水以及盐水的剂量,没有过量物质产生,因此不需要大量的水来缓冲和洗涤,所以在生产过程中不排出废水,更加绿色环保,能够确保反应连续高效进行,并且产出的产品质量稳定,并由于涡轮分散混合器高速剪切乳化形成巨大的反应面积,能够增加化学反应接触面积,加快反应速度。(The invention discloses an intelligent environment-friendly continuous soap making method, which utilizes a mass flow meter and a pneumatic membrane valve to form a metering system, accurately meters the dosages of animal and vegetable oil, liquid caustic soda, process water and saline water which need to be added, does not generate excessive substances, does not need a large amount of water for buffering and washing, does not discharge waste water in the production process, is more environment-friendly, can ensure that the reaction is continuously and efficiently carried out, and the quality of the produced product is stable.)
技术领域
本发明属于化学品制备
技术领域
,尤其涉及一种首创智能环保连续制皂方法。背景技术
目前皂基制造方法有两种,一种是大锅煮皂法另一种是水解蒸馏脂肪酸中和法,其中:大锅煮皂法,需要71-96个小时,并且需要经验丰富的技术员工操作,而且在过程中需要大量的蒸汽,能源消耗大,会产生化学废水(包含盐、碱等),其中废水的排放比例是一比一,即制作1吨肥皂就需要排放1吨的废水,废水需要处理后排放;煤的消耗量是1:0.316,即制作1吨肥皂需要消耗煤316kg,再者大锅煮皂法是粗放型生产,生产时各种原料的配比以靠经验,容易产生原料的浪费。
而水解蒸馏脂肪酸中和法,生产过程中需要高温高压蒸汽,生产环境危险,并且在生产过程中水解时有大量化学废水产生,在蒸馏时也需要耗用大量热能将脂肪酸汽化再冷却收集,属于高危高耗能的生产方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种首创智能环保连续制皂方法,利用质量流量计和气动薄膜阀组成计量系统,准确计量需要添加的动植物油、液碱、工艺水以及盐水的剂量,没有过量物质产生,因此不需要大量的水来缓冲和洗涤,所以在生产过程中不排出废水,更加绿色环保,能够确保反应连续高效进行,并且产出的产品质量稳定,并由于涡轮分散混合器高速剪切乳化形成巨大的反应面积,能够增加化学反应接触面积,加快反应速度。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种首创智能环保连续制皂方法,包括如下步骤:
步骤一、准备动植物油脂:将比例为1:1的动物油脂与植物油脂混合后经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的动植物油脂;
步骤二、准备液碱:将浓度为32%的液碱经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的液碱;
步骤三、准备剩余物质:将工艺水以及盐水经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的工艺水以及盐水;
步骤四、将经过步骤一中得到的油脂、步骤二中得到的液碱以及步骤三得到的工艺水与盐水分别通过计量系统准确计量后,抽取需要的剂量输送进涡轮分散混合器,然后添加液态皂作为乳化隔离诱导剂;
步骤五、皂化反应:上述步骤添加的动植物油脂、液碱、工艺水、盐水以及诱导剂在涡轮分散混合器的作用下迅速反应,形成皂基,皂基在涡轮分散混合器和反应压力的双重作用下自动进入皂化整理塔以平衡反应压力;
步骤六、成皂:皂化整理塔设有大气压平衡管,无需外界动能,当整理塔内的气压超过一个大气压时,皂液会自动流入到成品储皂罐中,液态皂基从储皂锅导出后直接用接入真空干燥系统,使液态的皂基蒸发部分水分变成固体的皂片。
步骤一中的动植物油脂中动物油脂采用猪油或牛羊油,植物油采用棕榈油或椰子油,动植物油的添加剂量等于最终剂量的61%±1%。
步骤二中的液碱为32℃离子膜NaOH溶液,添加剂量等于最终剂量的31%±1%。
步骤三中的工艺水为去离子水,盐水为20℃饱和盐水,工艺水与盐水的添加比例为1:1,工艺水与盐水混合总的添加剂量等于最终剂量的8%±1%。
步骤一或步骤二或步骤三中采用的过滤器采用不锈钢过滤器,过滤器中的过滤网为200目。
步骤四提到的计量系统采用精度为0.1%的质量流量计、气动薄膜阀以及反馈装置组成。
步骤四中的涡轮分散混合器通过保温装置使其温度始终保持在70℃,所述涡轮分散混合器内压强可达到0.8MPa。
步骤四中液态皂为皂化整理塔中的皂基,通过管道输送至涡轮分散混合器,涡轮分散混合器的出口又与皂化整理塔的进口连接,使液态皂在涡轮分散器与皂化整理塔之间进行内循环,循环的皂基总量为最终产量的2—3倍。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明首创智能环保连续制皂方法,采用质量流量计和气动薄膜阀组成计量系统,准确计量需要添加的动植物油、液碱、工艺水以及盐水的剂量,没有过量物质产生,因此不需要大量的水来缓冲和洗涤,所以在生产过程中不排出废水,更加绿色环保,能够确保反应连续高效进行,并且产出的产品质量稳定。
2、本发明首创智能环保连续制皂方法,采用涡轮分散混合器,在混合过程中动植物油脂和部分的酸和碱先被诱导剂隔离分散,并由于涡轮分散混合器高速剪切乳化形成巨大的反应面积,能够增加化学反应接触面积,加快反应速度。
附图说明
图1为本发明的计量系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种首创智能环保连续制皂方法,其特征在于,步骤如下:
步骤一、准备动植物油脂:将比例为1:1的动物油脂与植物油脂混合后经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的动植物油脂;
步骤二、准备液碱:将浓度为32%的液碱经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的液碱;
步骤三、准备剩余物质:将工艺水以及盐水经过滤器去除管道内的焊渣以及生产过程中掉入的杂质,得到纯净的工艺水以及盐水;
步骤四、将经过步骤一中得到的油脂、步骤二中得到的液碱以及步骤三得到的工艺水与盐水分别通过计量系统准确计量后,抽取需要的剂量输送进涡轮分散混合器,然后添加液态皂作为乳化隔离诱导剂;
步骤五、皂化反应:上述步骤添加的动植物油脂、液碱、工艺水、盐水以及诱导剂在涡轮分散混合器的作用下迅速反应,其中动植物油脂和部分的酸和碱先被诱导剂隔离分散,并由于涡轮分散混合器高速剪切乳化形成巨大的反应面积,能够增加化学反应接触面积,加快反应速度,更快的形成皂基,皂基在涡轮分散混合器和反应压力的双重作用下自动进入皂化整理塔以平衡反应压力;
皂化反应方程式为:
C3H5(OCOR)3+3NaOH=3RCOONa+C3H5(OH)3;
步骤六、成皂:皂化整理塔设有大气压平衡管,无需外界动能,当整理塔内的气压超过一个大气压时,皂液会自动流入到成品储皂罐中,液态皂基从储皂锅导出后直接用接入真空干燥系统,使液态的皂基蒸发部分水分变成固体的皂片。
步骤一中的动植物油脂中动物油脂采用猪油或牛羊油,植物油采用棕榈油或椰子油,动植物油的添加剂量等于最终剂量的60%、61%或62%。
步骤二中的液碱为32℃离子膜NaOH溶液,添加剂量等于最终剂量的30%、31%或32%。
步骤三中的工艺水为去离子水,盐水为20℃饱和盐水,工艺水与盐水的添加比例为1:1,工艺水与盐水混合总的添加剂量等于最终剂量的7%、8%或9%。
表1:原料的添加配比表
步骤一或步骤二或步骤三中采用的过滤器采用不锈钢过滤器,过滤器中的过滤网为200目。
步骤四提到的计量系统采用精度为0.1%的质量流量计、气动薄膜阀以及反馈装置组成。
步骤四中的涡轮分散混合器通过保温装置使其温度始终保持在70℃,所述涡轮分散混合器内压强可达到0.8MPa。
步骤四中液态皂为皂化整理塔中的皂基,通过管道输送至涡轮分散混合器,涡轮分散混合器的出口又与皂化整理塔的进口连接,使液态皂在涡轮分散器与皂化整理塔之间进行内循环,循环的皂基总量为最终产量的2—3倍。
由于电介质和诱导剂的双重作用下,核外电子异常活泼,反应快速是向正方向进行,由于连续精确投料所以反应也精准的连续进行,直至原料用完为止,因此该工艺在DCS系统下可以不分昼夜的连续生产,产量在3t、5t、7t、9t/h。
利用本发明所述技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。
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