肥皂制造（下）

{ 《四Ⅲ日化 1991年第4期 65 肥 皂 制 造 (下 ) Ge0rge R， W alley 在上述第一部份中，讨论了油脂的直接 皂化制皂路线 (见本刊今年第 3期一一编者 注)，这里，研究其它两种方法：脂肪酸中 和与膳肪酸罩繇皂托。 ’—～～ 现在相当数量的香皂是由脂肪酸直接中 和制造的，这种方法常常称 为 “脂 肪酸 路 线 。由于甘油和杂质在油脂裂介和脂肪酸 蒸馏期间基本上已被除去。因此生成的肥皂 可立即进行于干燥和冷却，不需要洗涤稻整 理 过去，一些权威人士常常无可非议地主 张。由脂肪酸直接制造的肥皂不如油脂经过 皂化制成的肥皂。然而，这样的评论，今天 并不合适。因为现代设备和 H工专门技能保 证了这两种方法生产的肥皂均有 类 似 的 质 量．成皂的全面质量·诸如颜色、气昧租保 持优质，主要取决于脂肪原料的性质．和处 理。 脂肪酸是在没有任何催化剂的情况下， 由甘油三酸酯利用高温高压用水进行农解丽 制搏，其反应式如下l r． CH 2O0CR CH OH 』 f CHOOCR 4-3H：0— 3RCOOH +CHOH I I CH 2OOCR 脂肪酸 CH：OH 油船 R=砚台脂肪酸基 甘油 这一反应是逐步进行，形成骡／单甘油 酯中间物 所得的脂肪酸经蒸馏净化后用中 强苛性钠溶液进行中和，生成相应的钠皂． RCOOH+NaOH RCOONa 4-H 0 脂肪酸 肥 皂 用这一路袭制皂的各中间制造阶段如图 脂肪酸中和中间生产操作 l 油 脂 I J — — — — 一 — — — — J — — — i⋯⋯ 一 l 予 处 理 j ——]—一 l__一堕 ． 鱼旦一j一；喜甘油蒙 l l ●’ 0 ～ !⋯ ～ { 脂肪醯蒸馏 l L ¨ ～ — — I——— — ’ ． _一 I ——一 一 一 — 丁一一 一 l皂基干燥和冷却l { I 】{1干储存和 f l精耕的皂基 } 油指予处理：大多数制皂的油脂含有非脂舫 物，诸如 磷 脂、胶 质，色 素、腊、甾醇等 等。当艏肪与水混合时在适合油脂裂介所需 务件下，这些物魇都可起乳化剂的作用。这 样舳乳浊液会干扰水解反应，并引起严重的 分离问题，从而导致产品污染。因此，必 在水解之前除去这些物质。 台脂肪的原料也含有各种天然抗氧剂 但是，尽管这样，经过长期贮藏和暴露到大 气后仍会变质。这是由于氧化荆对不饱和化 合物的侵入，这样由于有重金属如铁和铜等 ■lJr 维普资讯 http://www.cqvip.com 66 的存在就使不饱和物受到强烈催化，形成不 稳定的过氧化物迅速衰变而产生较短碳链的 醛和酮的衍生物。这些衍生物就是造成成皂 变色和 味不好的主要因素。 由于这些 以及类 似的不 良的影 响，通常 都在油脂裂介之前对所有脂肪原料进行预处 理 有许多预处理方法，其中包括； 1．使用盐酸或磷酸的稀溶 液 作 酸 处 理，接着用去离子水洗涤。这样的处理，可 除去油脂l中脏质、磷脂和重金属皂。 2．使用酸亿活洼高峥土或膨润土或漂 土进行吸附淘土漂白。这种处理可除去油脂 中大部份色素，乳化物，重金属皂和牯性聚 台物。 3．氧化处理。用高锰酸钾 稀 溶 液 洗 涤，使氧化的脂肪酸分解成为水溶性的单或 双援酸．然后用水洗涤除去。 l 部份氯化却所谓 “氯一漂白”。使 油脂的碘值减至 5～l0，因此，消除了大部 份高度不饱和物。酮和醛也转变成为羟基衍 生物。这种物质通常在蒸馏阶段即可除去。 目前工业生产方法t 油脂裂介。各种 工业方法都是高温高压 下用水对甘油三酸黯进行水解。分批加工仅 用于小规模 的 操 作，或 使用多种原料的地 方。现在可进行完全连续的、大规模的加工。 将来大规模的加工操作中可用生物化学 裂 秀珐 在这种操作中可以使用改性脂肪 酶d这是一种从蓖麻豆中得到的酶，在37℃ 酸性溶液中能水解油脂。现在正进行研制王 作，如果能取得 良好结果，将会出现一种大 爽节约能源的生产方法。- 分批系统。经予处理的油脂与所需量的 去离子水一起输入一适当的压热锅中，将混 台物进行搅拌并用直接蒸汽加热达到反应温 度。浓的水液层连续循环。裂介的程度主要 取决予温度和油水比例。一次操作裂解率能 达到90~93 。 用更多的新鲜的去离子水取 代 现 称 为 “甜水”的液相，并且反复进行此过程，裂 介程度可增稍到95硼 ％。然而，降低了混 合 “甜水 中甘油浓度。未水解的部伤在其 后的蒸馏过程中作为剩余物回收。压热锅裂 介的典型操作条件是30~50巴，温度 在 230 ～ 26O℃ 。 有许多供应这种设备的厂商，觋 简介几 家如下： - 勒吉 (Lurgi)系统。这种方法使用 装 有甜水连续循环的单一反应压热器，和高压 蒸汽喷射形成搅拌， 面获得水解所需韵温度 和压力。 当反应完全硝，产品进 入 澄 海 槽 中，经过闪蒸容器，使温度和任力降低。分 离过的脂肪睦通常拆回到压热器中与定登的 新鲜l承馄合进一步裂介。 使用这种重复程序，在230℃和 28大气 压下，酯脐酸稃率可达95-596 ，不过准确 的条件由脂肪酸原料的类型决定。 吉阿那l札 (Gianazza)系统。在 这 种 工序中，·采用并联的二只压热器，并用直接 蒸汽喷射搅拌和作为热最和压力的来源。产 品通过俩蒸后在接收器中澄清。脂肪酸得率 可达94—95％。 ． ， ， 连续系统。这种类型的设备通常由单只 垂直反应塔组成，在高温高压下，油脂在塔 中以逆流方式用水睦续水解 (不 使 用 催 化 剂)。其操作原理与 目前通常称 为 Colgate - EmeryI序 相似。 将子处理过的油脂连续引入塔的底部， 并在塔的上部加 脐需的去离子水。使用喷 射进料管以确保二相一开始就呈微滴形武。 二相幽需的混台和所嚣温度鹅压力均由沿塔 身的一些关键点上引入的高压蒸汽的喷射提 供 塔中情况是这样安排的：在某一规定的 位置上，即在塔下部1／3地方，有一面 分 界 面，界面上部连续相有脂肪酸特征，而界面 、^．． 维普资讯 http://www.cqvip.com ． I 下部连续相有水相特征。在操作 申所产生的 较轻的脂肪酸在塔的顶都流出，而较重的甜 水部份在塔的底部附近分离。 为了获得水在脂肪相审灼高度溶解性和 旅速的本解速卑，这些水解塔必须在高温下 操作 ．为了防止水份的蒸发也需要高压。脂 肪酸和甜水的分离韶捡连续地从此塔放出． 经过许多热受换装 使任何脂骑取热量损 失减少到最低，并且防止产品的污染。 --- ， ．脂肪酸蒸馏 1从裂介法获得的粗脂肪酸 含有许虽杂质，报不适合于直接生产高级香 皂 阻此在印和童前lIl必须采用高真空蒸馏 与精馏以避一步净化。 ---。斜黾 翡舫酸在：l 5m珥汞枉压力 和 2o0 235℃锰度下很易蒸馏。将各种脂肪酸 分开完垒没有必要，但是一般要除去 “顶 都和 “底”部的馏份。银 易挥发的藏 “顶 郎馏份鸯有色素和其它低沸点的物质，这些 物质会使成皂留有异殊。 “底 部馏份含有 高辨点化台物 混合物，包括羟基致。未裂 介的l甘油酯物质仍是一种蒸馏残余物，可以 瓣放出击或返回塔中进一步裂 大多数脂肪酸蒸馏以连续的威半连续操 作进行，同时郝采用使产品降级减到最低限 度的加工方法 下述是脂肪酸蒸馏的 l几种方 ．法{ 一I 脂肪酸蒸馏设备 ： 一 。 ．． 勒赢系统。粗脂肪酸进入主 蒸 馏 器蒸 发部份之前需进行干燥葳脱气。蒸馏器根据 没备的大小划分为 5～1O格，每一格装有加 热元件和挡板。蒸汽一喷进立即在高真空条 件下扩张增大体积，并使液体在加热元件和 转担之问进行再循环。呈细雾状的脂肪酸喷 射 挡扳上 出于强度和走的表面面积的关 系，脂肪酸就在挡扳上迅速蒸发。． ． 未蒸发的濠体部份积累在每格的底郝 并且再循环。一 部份液体进入下一格，这种 6／" 方法在每一段均重复进行。未挥发的残杂物 积累在最后的一格，并由此连续排出。这种 系统可以确保主要 的蒸发部份在最低温度下 去除，使分介减少到最低度。 这种方法对主要馏出物是采用表面冷凝 嚣 并采用直接接触塔以除去高挥发性物质 和汽提蒸汽。蒸汽也可用主蒸馏器部份的泡 罩盘进行有效的汽提。这种设备也适用于脂 肪酸连绩分馏。 华斯特 (Wurster)和散格(ganger) 系统。将予热和脱气的粗脂肪酸送入装有一 组加热泡罩盘的蒸发器的上部。当液体流过 泡罩盘时，便产生蒸发，同肘未挥发性崎液 体 部份流八下面前孔 中进入下一个泡罩盘， 重复进行加工。 来自每一个泡罩盘的蒸汽向上通过一系 列的泡罩盘 中的狭缝长孔，产生剧烈的搅拌 并使液体和蒸汽相之间进行良好的接触。、在 每一泡罩盘的末端安装一个蒸汽出口，使压 降的影响降到最低。未挥发物料落到蒸馏器 的底部，在进行续连排蒇之前，用直接蒸汽 进行汽提。主馏份从可除去 “顶”部馏份的 综合冷凝系统中除去。 。 玛佐尼 (Mazzon1) “DAG”系 纥 干燥和脱气的粗脂肪酸连续进入主蒸馏器的 汽化段。汽亿段是分为连遁的若干格，使来汽 化的进入物料能不断地流人最后收集点，同 时连续排放。在脂肪酸经过每一格时期间， 喷入蒸汽提供搅拌和短期均匀韵热量。主汽 化馏份在单独的热冷凝器中进行冷凝，再利 用一冷却冷凝器分离更易挥发的馏份。主蒸 馏器在 2～ 3mmHg柱真空下 操 作，井 有 『_大气冷凝器。其真空度由一组热压缔机籀 一 组喷射泵提供。这些设备具有 300~-．5000 K／h r的蒸馏容量。 吉安尼亚札(Gian~iazza)V T o系统。 这是利用一种与在勒吉系统中描述过的类似 原理的汽化蒸馏装置进行操作。在蒸馏装置 维普资讯 http://www.cqvip.com 珊 中第一格以相当低的温度操作，因而更易挥 发妁组份被汽化并分别冷凝。最后一格在相 当高的温度下操作，使高沸点物科冷凝后再 回到蒸馏器中重行汽化。 主馏份通过直接接触冷凝器冷凝，并可 分离 “顶”和。底 ‘ 馏份。也可采用FR80 一 型设备。这种设备中有两台 降 臆 武蒸馏 器。 ’ 脂肪酸中稻。这种操作是在任酊类型的 适台重型混合设备中完成。此设备申安装有 各种原料配比投料装置稻温度控制器，井可 不经脱气而使两种互不相溶的液 体 立 印 湿 台。在l03～ 105℃时，成品皂形成高牿度前 物斟。为了使肥皂获得适 当的粘藏 可将苛 性钠浓度加以调节，使成品皂的含置 约为 髓％。并加人少量氯化钠作为粘度调节剂。 由于净化过的脂肪酸是相当不稳定的物 料，特剐是在大气氧化中，因_此它们必须在 不与空气和任何类型的重金属接近螅条件下 作最短时间贮藏。如果要保持质量，艏肪酸 蒸馏之后，应该尽快转变成肥皂。 虽然生成的钠皂比脂肪酸稳定静多，但 它也能随时遭受大气自动氧化，产生酸败气 味，并发生严重的变色。为此，在中和反应 完成之后．正当肥皂呈掖态时，通常是立即 加|人合适的抗氧剂和金属螫台剂。 脂肪酸直接中和法。 此法包括： 1．玛佐尼S．C．系统。将予 热 的脂肪 酸和苛性钠溶液用多头配比泵连续送入掘台 一 反应器中进行第一阶段的混合。然后这种 初步的混合物料进入一个真正的第一阶段的 混合器中进行主要反应。通过预先形成肥皂 的再循环回到反应器中参与中和反应。 在混合器中的再循环管道上监测肥皂的 碱性，这通常用来控制加入苛性钠溶液的速 率。这种差不多中和好的皂料通入第二阶段 藩台嚣中，使反应完全。这种lI9巴皂在干燥和 冷却之前转送入储藏器中。 也有类似于这类墅的改 良系统，使用碳 酸钠作为初步中和责 但仍需苛性钠。 2．离心纯粑暴缝 一 Alph丑-La,cal， 在普通 g铟姹冻镐凝应器中，将碧肪酸带菏 性铺液液审租，使中性油脂进行皂化。种用 勰 敏感装置控制游离碱萎，遨种肥皂适合 于立即币擦稽冷却。 一 s．中和与肥皂干燥系统一 不刊颠制 皂机。这种设备含有坤租皂化过程，形成完 整盼制皂装置，也包括用于 成皂的真空干燥 器。酯肪酸在反应器装置中进行书和并有肥 皂的再循环设备，它盼小型构设针_可以使整 台装置放入的 蚰fc韵集装糖中装运。 4．皂亿系．绲 这种泵统在率搬 应和 成皂千操丰都采甩高强魔的毵和系统。中和 是在特殊混合器中进行。混合器机体以服时 针方廊慢慢她旋转，但是一个内部装配的转 子以逆对针方向高速旋转。操作时在机体慢 慢旋转时，先将预热的脂肪骸加入到混台器 中，然后加凡苛性钠溶液，科用{瞄 转子蓑 置使反应迅速完减。 ： 中秘l 旨可以在把皂中加l^特殊蛆扮和 抗氧剂，彻底混台后把空气遥入混台器对肥 皂进行干燥。用这样的方法使水份含量减少 达到l2～14 ，这时新冷却物料呈颗粒状。 这时肥皂可进行加香和着色等等，并以普通 方式对肥皂最后加工 可 以不必采用常规的 肥皂干燥和冷却装置。 脂肪酸甲醋皂化t 在这最后的方法中，香皂是用苛性钠镕 液将制皂的酯肪酸甲酯进行皂化 反 应而 制 取。这种酯是在碱 性徨化剂例如甲氧基钠僵 化剂的参与下由油膳与无术甲醇产生蒲基转 移作用而生成 其反应式如下 ● t ．． ◆ 维普资讯 http://www.cqvip.com I ● ● ■ CH OOR CH OH f 催化剂 l CHOOR+3M导0H_-_一 蝎 C00M +C耳0H l 甲氧基钠 { CH OOR CH OH 油脂 脂肪酸甲酯 甘油 式中 R：温台指肪酸基 RCOOM +Na0H 一 + RCOONa + Me0H 脂肪酸甲脂 肥皂 脂肪酸甲 酯 的 皂 化一一 巴 累 斯 特 拉 (Ballestr,O 系统。在这 种 方法中有三个 基本的制造阶段t即脂肪酸甲酯的制备，脂 肪酸甲酯的皂化和甘油的回收 (这里不予叙 述)。 脂肪酸甲酯是通过流星计使定最的予处 理油脂、无水甲醇和甲氧基钠催化剂加入第 一 阶段反应器中进行连续制造。这种反应器 装有混合和再循环设备，并备有控制反应时 间、温度和压力的装置。然后，经过部份反 应过的产品进入第二阶段反应器，在此反应 器中完成酯化反应，并收集三种分离的馏份 一 一 艏脏酸甲穗，甘油耙圉收的甲醇。 脂肪酸甲艏的皂亿是使用含有少量氯亿 钠的苛性钠溶液，在超过8O℃温度和自动控 制最终碱度的条件下在连续混合一一反应器 中进行．也用超压来保持甲醇呈液相。于是 完全皂证妁 皂便进入一综合干燥系统，在 此系统 回收闪盎蒸发甲醇耜水，同时也备 有甲醇的精鲴装置。 (译 售 Manufaeturlng Chemist t9如， 6) 袁蓁棼译 曼采量校 0动蠢信息0 美容抗衰油一一月见草油 月见草油因含多种必需脂肪致，如亚油 酸 (70 )、Y一亚麻酸 (90 )，而 引起 了科学家的关注。必需脂肪 酸 也 称 维生素 F，是维持人体细胞正常功能、运 送稻氧化 胆固醇，形成前列腺素所必不可少的物质， 因此，被誉为 “生物繁殖和生长所必需的脂 肪酸”。 亚油酸是Y一亚麻酸的前体。Y一亚麻酸 是花生四烯酸。花生四烯酸又是某些前列腺 素的前体。服用Y一亚麻酸可以 克 服亚油酸 代谢障碍，促进亚油酸代谢产物的台成。而 这则是月见草油具有临床医疗效果的基础。 月见草油是从月见草种子中提取出来的 植物油，因此属于非激素药 物，副 作 用 较 小，主要适 电降血脂 减肥、增差容、抗衰 老，用于防治特应性湿疹及皮肤炎症等。 (译自 Ⅸ药曲杂衷 Vo1．240No．S48S) 高锦嚼螭译 米 糠 的 新 用 途 据 亚洲华尔街杂志》报道，日本创造 科学公司巳开始销售一种由米糠精制成的家 用洗涤剂。这种产品是由米糠精与棕桐油洗 涤剂相掺和而制成，据称可以防止皮肤产生 髓盖。 重l5英两 (426克)的一瓶，售价 约为 3．20美元。 (译窘HAPP1，1990，Il，42) 曹越华译 维普资讯 http://www.cqvip.com