第二章 洗涤剂的制造技术

第二章洗涤剂的制造技术1第一节粉状合成洗涤剂的成型技术最初时，盘式烘干法20世纪40年代末，喷雾干燥技术：厢式喷粉，高塔喷粉法20世纪50年代中期，高塔喷雾空心颗粒成型法近年来，无塔附聚成型方法，干混法，附聚成型-喷雾干燥组合工业，气胀法2高塔喷雾干燥成型技术在全球洗涤剂市场，喷雾干燥法是当前生产空心颗粒合成洗衣服最普遍使用的方法，仍占主导地位。

高塔干燥法：是先将活性物单体和助剂调制成一定黏度的料浆，用高压泵和喷射器喷成细小的雾状液滴，与200～300℃的热空气进行传热，使雾状液滴在短时间内迅速干燥成洗衣粉颗粒。干燥后的洗衣粉经过塔底冷风冷却，风送、老化、筛分制得成品。而塔顶出来的尾气经过旋风分离器回收细粉，除尘后尾气通过尾气风机而排入大气。3喷雾干燥法的类型按照料浆的雾状液滴与热风接触的方式，可分为顺流式和逆流式。顺流式喷雾干燥法：是指从热风炉出来的热空气从塔的上部旋转进入塔内，料浆同样也是从塔顶喷下来，喷下来的料浆通过迅速旋转的转盘产生离心力而成雾状液滴散落下来，也热风接触，同时从塔顶顺流而下，被干燥成粒子。逆流式喷雾干燥法：是用高压泵将料浆送至塔顶，经喷嘴向下喷出，热风则是从塔底经过进热风口的导向板进入塔内，顺塔壁以旋转状态由下向上经过塔顶。因此，从喷嘴喷射出来的料浆液滴与自塔下方的热风接触，在塔内徐徐下降，与热风形成逆流接触传热，并逐渐干燥成粒子。4顺流干燥法得到的产品是密度为100～150g/L、水分含量3%～10%的轻质粉，多为空心球粒，其中一些易于破碎成粉尘。逆流干燥得到堆密度300～500g/L、水含量7%～15%、一般为10%左右的粉状产品。由于逆流干燥中气体在与仍然潮湿的液滴接触后才离开塔，因而其温度较低，因此逆流干燥的热效应较高。由于世界各地几乎都希望得到高密度洗衣粉，到目前为止，大多数洗衣粉的喷雾干燥都是采用逆流方式。5生产工艺流程气流式喷雾干燥法生产过程示意6生产洗衣粉的喷雾干燥工艺车间包括下列主要单元：液体和固体原料贮运设备间歇式或连续式料浆配置设备料浆后处理设备料浆脱气和最终的通气设备，以控制基粉堆密度低压泵和高压泵，用于将料浆输送至塔顶的雾化喷嘴喷雾干燥塔热空气发生器和驱使热气体流动并使整个体系维持一定压力的鼓风机尾气中粉尘和挥发物的分离设备，回收细粉和手机粉尘的循环进料设备基粉的收集、冷却、风化和输送设备基粉和未经喷雾干燥的组分如酶粒、过碳酸钠、过硼酸钠、TAED等的计量设备洗衣粉的贮存、输送和包装设备7塔式喷雾干燥制合成洗衣粉生产流程8附聚成型法附聚成型法制造粉状洗涤剂是近10多年发展起来的新技术。所谓附聚是指固体物料和液体物料在特定条件下，成为一定的颗粒状产品的一种工艺。工艺流程主要有预混合、附聚、老化、调理、筛分、后配料、包装工序。9附聚成型工艺示意10洗衣粉附聚成型装置流程11附聚器有多种类型，如转鼓式附聚器、立式附聚器、斜盘式附聚器、U形混合器、双锥式附聚器、“Z”型附聚器等。附聚成型设备的比较12流化床成型法流化床干燥成型工艺流程13干混法混合成型生产洗衣粉工艺流程14喷雾干燥、附聚成型组合工艺喷雾干燥、附聚成型组合法（Combex工艺）是生产高活性物和高堆密度洗衣粉的一种行之有效的工艺过程。对产品特性的益处：与单纯附聚成型操作相比，生产时产品粉尘减少动态流动性好产品在洗衣机中溶解性、分散性增大粒度分布变窄平均粒径增大对生产操作的益处：显著提高现有车间的生产潜力增大操作弹性综合了两种基本工艺过程的优点15喷雾干燥、附聚成型流程简图16成型工艺的选择选择采用何种成型技术受多种因素制约，如原料的级别和种类；产品的种类；产品的性能，如所需要的堆密度、预期产品粒度等；单位生产能力和生产品种变更的频度；工作现场及地方环境法规等。成型工艺与产品指标17成型工艺与经济指标耗能指数DM--干混法FB--流化床A--附聚成型SPD--喷雾干燥SPD+A--组合工艺18活性物指数投资费用指数19成型工艺与综合指标成型工艺选择20第二节液体洗涤剂的制造液体洗涤剂的生产设备一般只需复配混合或均质乳化，相对来讲，比较简单。对一般的产品，仅需一个搅拌设备即可生产，但对原料组分多、生产工艺要求苛刻、产品用途有较高要求的中高档产品，生产液体洗涤剂应采用化工单元设备、管道化密封生产，以保证工艺要求和产品质量。生产过程的产品质量控制非常重要，主要控制手段是物料质量检验、加料配比和计量、搅拌、加热、降温、过滤、包装等。21液体洗涤剂的生产流程示意带搅拌的混合罐高效乳化或均质设备物料输送泵和真空泵、计量泵物料贮罐加热和冷却设备过滤设备、包装和罐装设备22液体洗涤剂的生产过程示意原料准备混合乳化或调整加香加色水溶性高分子物质的使用产品黏度的调整pH值的调节后处理过程罐装冷混法热混法转相乳化法自然乳化法机械强制乳化法23产品质量控制液体洗涤剂产品质量控制要强调生产现场管理，确定几个质量控制点，找出关键工序，层层把关。

首先把好原料关。对于不符合要求的原料，应不进入生产过程，或者调整配方，保证产品质量。检验时至少要分批抽样。关键工序是配料工段。应严格按配比和顺序投料。计量要准确，温度、搅拌条件和时间等工艺操作要严格，中间取样分析要及时、准确。成品包装前取样检验是最后一道关口，不符合产品标准绝不罐装出厂。24第三节肥皂制造技术油脂是不溶于水的疏水性物质，来源于植物和动物，主要成分是脂肪酸三甘油酯。习惯上，一般将常温呈液态的称为油，呈固态或半固态的称为脂，但这种区分并不严格，因而二者统称为油脂。制皂用油脂油脂是制皂的主要原料，肥皂性能和质量的好坏在很大程度上是由所用油脂决定的，因此油脂的选择是制皂的关键之一。25一、油脂的组成油脂脂肪酸三甘油酯杂质悬浮杂质胶溶性杂质油溶性杂质水分26二、油脂的物理性质相对密度折射率色泽气味熔点和凝固点27三、油脂的化学性质皂化与皂化值凡苛性碱与中性油脂、苛性碱与脂肪酸或碱金属碳酸盐与脂肪酸反应生成肥皂的过程称为皂化，也称碱化。皂化1g油脂所需要的KOH的质量（mg）称为油脂的皂化值。28水解在适当条件下，油脂与水反应生成游离脂肪酸和甘油，这个反应称为油脂水解。中和1g油脂中的游离脂肪酸所需要KOH的质量（mg）称为酸值。酸值代表游离脂肪酸的含量，它标志着油脂的新鲜程度。酸值越高，说明油脂越不新鲜，质量越差。皂化1g中性油脂所需要的KOH的质量（mg）称为油脂的酯值。酯值=皂化值－酸值油脂中脂肪酸含量（%）=100-酯值×0.0226油脂中甘油含量（%）=酯值×0.0547中和1g脂肪酸所需要的KOH的质量（mg）称为中和值。根据中和值可以计算中和用碱量和脂肪酸的平均分子量。29氢化与碘值含有不饱和脂肪酸的油脂在一定条件下与氢反应，使不饱合键饱和，从而制成氢化油或硬化油，这个过程叫做氢化或硬化。氢化油和硬化油是制洗衣皂的重要原料，用来保证肥皂的硬度。每100g油脂吸收碘的质量（g）称为碘值。碘值是油脂不饱和度的度量。习惯上，油脂的碘值在100g/100g以下时称为不干性油，碘值在100~130g/100g的称为半干性油，碘值高于130g/100g的称为干性油。碘值越高，表明油脂的不饱和度越大，碘值是油脂的一个重要参数。肥皂生产中，碘值超过100g/100g的油脂用量不宜过大，否则，易使肥皂发生酸败变质。30四、制皂常用油脂31各种单体脂肪酸皂的性能32各种油脂制成的肥皂性能33五、类似油脂的原料皂脚及脂肪酸松香34六、肥皂油脂配方国际上通用的香皂油脂配方是：牛羊油/椰子油比例为80:20或75：25。我国香皂、洗衣皂油脂配方的凝固点控制在36~38℃，碘值38~40g/100g，皂化值在215~225mgKOH/g之间。35香皂油脂配方（质量分数）单位：%洗衣皂油脂配方（质量分数）单位：%36制皂用其他原料37制皂工艺油脂的精制脱酸脱胶脱色脱臭氢化皂基的制备38油脂皂化法油脂皂化工艺39中和制皂法甲酯皂化法40香皂的生产香皂是含有76~83%脂肪酸并带有香气的皂制品，最好是从精制的皂基仔细加工制成具有好的香气、色泽及光滑漂亮的外观，没有刺激性，泡沫丰富，使用后有情节爽快感。干燥拌料混合、均化压缩、出条切块、打印41香皂生产工艺流程42洗衣皂的生产洗衣皂的生产在国内主要采用冷板皂及真空冷却皂两种工艺。生产中主要包括调和、成型、切块、干