一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法及其生产装置专利检索-主要以皂为基料的洗涤剂组合物专利检索查询-专利查询网

一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法及其生产装置
申请号	CN202311058953.9	申请日	2023-08-22	公开(公告)号	CN117229863A	公开(公告)日	2023-12-15
申请人	纳爱斯丽水日化有限公司; 纳爱斯集团有限公司;			发明人	徐项亮; 段建军; 王同禹; 金一剑; 黄霞; 兰骁; 项斐; 周菊清;
摘要	本发明涉及皂粒制备技术领域，为解决现有技术下皂类产品特别是高皂含量产品低温溶解性差，且其生产工艺或方法不能一步中和得到合格且直接可用的皂粒产品的问题，提供一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法及其生产装置，该生产方法包括如下步骤：按中和比例将碳数不高于14的碳链脂肪酸和液碱搅拌或剪切混合得到浆状皂；将浆状皂陈化，陈化后当浆状皂温度下降至不高于60℃时剪切得到皂粒。该方法通过一步中和即可得到合格且直接可用的皂粒产品，生产工艺更加节能和环保，得到的皂粒产品溶解性能好，既可以用于手洗也可以用于机洗。
权利要求	1.一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，其特征是，包括如下步骤： S1 按中和比例将脂肪酸和液碱混合得到浆状皂； S2 将浆状皂剪切陈化，陈化后当浆状皂温度下降至小于等于60℃时剪切得到皂粒；所述脂肪酸为碳数不高于14的饱和或不饱和碳链脂肪酸中的一种或多种。 2.根据权利要求1所述的一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，其特征是，所述S1为按中和比例将20‑50℃的脂肪酸和液碱搅拌或剪切混合得到浆状皂，搅拌或剪切的转速为2000‑ 3000 r/m。 3.根据权利要求1所述的一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，其特征是，所述S2中剪切转速为1500‑3500r/m，浆状皂的陈化时间为30‑50min。 4.根据权利要求1或3所述的一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，其特征是，所述S2中浆状皂剪切陈化时还受到搅拌力的作用，搅拌转速为150‑350r/m。 5.根据权利要求1或2所述的一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，其特征是，所述S1中液碱中碱的阳离子为碱金属离子、碱土金属离子和有机铵类离子中的一种或多种，碱的浓度为40‑50%。 6.一种在如权利要求1‑5任意一项所述特定碳链脂肪酸皂粒生产方法中使用的生产装置，其特征是，包括内部设有剪切装置（1.1）的均质混合反应装置（1）和内部设有飞刀（2.1）的混合陈化装置（2），均质混合反应装置的进料口分别与脂肪酸混合装置（3）和液碱存储装置（4）连接，均质混合反应装置的出料口与混合陈化装置连接。 7.根据权利要求6所述的一种生产装置，其特征是，所述飞刀设置在混合陈化装置侧面，混合陈化装置还设有底部搅拌装置（2.2）。 8.根据权利要求6所述的一种生产装置，其特征是，所述脂肪酸混合装置通过第一泵（5.1）与均质混合反应装置连接，液碱存储装置通过第二泵（5.2）与均质混合反应装置连接。 9.根据权利要求6或7所述的一种生产装置，其特征是，所述混合陈化装置侧面靠近底部位置设有出口，出口与皂粒存储装置（6）连接。 10.根据权利要求6所述的一种生产装置，其特征是，所述脂肪酸混合装置内设有搅拌装置（3.1）。
说明书全文	一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法及其生产装置技术领域 [0001] 本发明涉及皂粒制备技术领域，尤其涉及一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法及其生产装置。背景技术 [0002] 皂来源于天然的动植物油脂，作为一种重要的洗涤产品距今已有几千年的使用历史，其安全、温和、绿色环保的概念深受消费者追捧。目前，常见的主流皂类产品是以块状洗衣皂为代表的高皂含量产品以及以洗衣皂粉为代表的低皂含量产品。块状洗衣皂等高皂含量洗涤产品，在低温尤其是20℃以下的水中时，溶解性能和去污性能明显下降，这极大地限制了这类皂产品的使用场景，此类产品只能以涂抹方式洗涤而不能机洗使用，因此其在使用便捷性和适用范围上存在短板。 [0003] 目前常规的皂粒生产工艺是由浆状的皂基生产和皂基干燥两个步骤：一、浆状皂基生产是在脂肪酸和液碱中和过程中加入一定量的工艺水，中和后的皂基脂肪酸含量一般保持在55～65％之间。二、皂基干燥是皂粒生产的重要工艺环节，此过程是将上述脂肪酸含量在55～65％之间的浆状皂基经过真空干燥去除其中部分工艺水后，再经过皂粒切粒机得到脂肪酸含量在70‑85％的合格皂粒，皂基干燥需要消耗较大量的能耗，如公开号为CN105754769A的发明公开了“一种皂粒及其制备方法以及用其制备得到的洗衣皂”，其制备方法包括将脂肪酸、甘油、碱和MES等原料进行混合，将得到的混合物进行喷雾干燥，然后再制备得到皂粒。发明内容 [0004] 本发明为了克服现有技术下皂类产品特别是高皂含量产品低温溶解性差，其生产工艺或方法不能一步中和得到合格且直接可用的皂粒产品的问题，提供一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，该方法通过一步中和即可得到合格且直接可用的皂粒产品，生产工艺更加节能和环保，得到的皂粒产品溶解性能好，既可以用于手洗也可以用于机洗。 [0005] 本发明的另一目的在于提供上述皂粒的生产装置，即一种特定碳链脂肪酸皂粒生产装置，该装置可用于一步中和生产特定碳链脂肪酸皂粒，能源消耗少。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种特定碳链脂肪酸皂粒生产方法，包括如下步骤： S1按中和比例将脂肪酸和液碱混合得到浆状皂； S2将浆状皂剪切陈化，陈化后当浆状皂温度下降至小于等于60℃时剪切得到皂粒；所述脂肪酸为碳数不高于14的饱和或不饱和碳链脂肪酸中的一种或多种。 [0007] 本发明在中和反应步骤可完成脂肪酸含量在70％‑85％之间合格皂基生产，使得从中和反应形成的皂粒可以直接使用，进而减少干燥装置。具体来说，本发明将碳数不高于14的饱和或不饱和碳链脂肪酸和液碱按发生完全中和时两者的比例混合中和，剪切混合过程中放出大量反应热量，这些产生的热量又可以促使脂肪酸与液碱的中和反应，将中和后的产物进行陈化，以达到脂肪酸和液碱充分反应的目的。脂肪酸形成的浆状皂陈化后不仅使皂的中和完全度进一步提高，而且浆状皂陈化后温度下降至小于等于60℃时变成固态，在飞刀剪切下直接形成皂粒，节省了后续的真空干燥和皂粒成型工序。脂肪酸和液碱不需要额外加热升温，而且整个特定碳链脂肪酸皂粒制备过程工艺简洁，耗时短，效率高，降低了特定碳链脂肪酸皂粒制备的能源消耗，提高了产品的市场竞争力。同时相对于市场上主流的高皂含量的块状皂来说，本发明得到的皂粒的溶解性能大大提高，可以达到机洗的条件，这样就拓展了产品的使用范围并提高了产品的使用便利性。 [0008] 作为优选，所述S1为按中和比例将20‑50℃的脂肪酸和液碱搅拌或剪切混合得到浆状皂，搅拌或剪切的转速为2000‑3000r/m。 [0009] 20‑50℃原料在混合过程中可升温至90‑99℃，极大地提升了中和反应程度，在2000‑3000r/m的转速下脂肪酸和液碱可充分进行反应。在实际生产过程中，原料所处的环境温度会随季节变化在20‑50℃的范围内波动，因此原料的初始温度足以满足中和反应需求，可以直接生产进入中和工序而无需进行额外加热。 [0010] 作为优选，所述S2中剪切转速为1500‑3500r/m，浆状皂的陈化时间为30‑50min。 [0011] 将浆状皂剪切陈化，可进一步使碳链脂肪酸和液碱接触反应，提高中和反应程度。 [0012] 作为优选，所述S2中浆状皂剪切陈化时还受到搅拌力的作用，搅拌转速为150‑350r/m。 [0013] 浆状皂同时受剪切力和搅拌力的作用，可提高其陈化中的混合效果。 [0014] 作为优选，所述S1中液碱中碱的阳离子为碱金属离子、碱土金属离子和有机铵类离子中的一种或多种，碱的浓度为40‑50％。 [0015] 一种在上述特定碳链脂肪酸皂粒生产方法中使用的生产装置，包括内部设有剪切装置的均质混合反应装置和内部设有飞刀的混合陈化装置，均质混合反应装置的进料口分别与脂肪酸混合装置和液碱存储装置连接，均质混合反应装置的出料口与混合陈化装置连接。 [0016] 该生产装置使用时，碳链脂肪酸和液碱在均质混合反应装置混合进行初步中和反应，再进入混合陈化装置中陈化进一步提升中和程度，陈化后自然降温形成固态再进过飞刀剪切得到皂粒。 [0017] 作为优选，所述飞刀设置在混合陈化装置侧面，混合陈化装置还设有底部搅拌装置。 [0018] 在混合陈化装置中设置位于底部的底部搅拌装置，在浆状皂的陈化过程中，侧面的飞刀及底部搅拌装置共同转动可从侧面和底部两个方位对浆状皂进行搅拌，提高浆状皂中各组分的混合程度，提高未反应的碳链脂肪酸与未反应液碱的接触概率，使中和反应充分进行。 [0019] 作为优选，所述脂肪酸混合装置通过第一泵与均质混合反应装置连接，液碱存储装置通过第二泵与均质混合反应装置连接。 [0020] 设置泵有利于控制原料配比。 [0021] 作为优选，所述混合陈化装置侧面靠近底部位置设有出口，出口与皂粒存储装置连接。 [0022] 皂粒通过出口进入皂粒存储装置中。 [0023] 作为优选，所述脂肪酸混合装置内设有搅拌装置。 [0024] 当碳链脂肪酸为多种时通过搅拌装置使碳链脂肪酸混匀。 [0025] 因此，本发明具有如下有益效果：(1)本发明生产的特定碳链脂肪酸皂粒的去污能力强且低温溶解性能好，可用于机洗；(2)本发明的特定碳链脂肪酸皂粒的生产方法无需对物料进行加热，也不需要使用热水、真空干燥器和压力设备，只需要进行简单的机械加工，具有节能、绿色、环保等显著优点，解决了目前生产工艺或方法不能一步中和得到合格且直接可用于机洗的皂粒产品，以及生产中需要真空干燥、热水及加压等高耗能问题。附图说明 [0026] 图1是本发明的生产装置示意图。 [0027] 其中，1‑均质混合反应装置，1.1‑剪切装置，2‑混合陈化装置，2.1‑飞刀，2.2‑底部搅拌装置，3‑脂肪酸混合装置，3.1‑搅拌装置，4‑液碱存储装置，5.1‑第一泵，5.2‑第二泵，6‑皂粒存储装置。具体实施方式 [0028] 下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步的描述。 [0029] 实施例1一种特定碳链脂肪酸皂粒的生产装置，其结构如图1所示，包括均质混合反应装置 1、混合陈化装置2、脂肪酸混合装置3、液碱存储装置4和皂粒存储装置6；均质混合反应装置 1为均质混合反应泵；脂肪酸混合装置3为脂肪酸混合罐，其内部设有搅拌装置3.1，脂肪酸混合装置3通过第一泵5.1与均质混合反应装置1的顶部的一个进料口连接；液碱存储装置4为液碱罐，其通过第二泵5.2与均质混合反应装置1的顶部的另一进料口连接；均质混合反应装置1为均质混合反应泵，其内部设有高速齿轮作为剪切装置1.1；均质混合反应装置1的出料口与混合陈化装置2连接，混合陈化装置2的底部设有搅拌桨作为底部搅拌装置2.2，混合陈化装置2的侧面设有飞刀2.1，飞刀2.1下方设有出口，出口与皂粒存储装置6连接。 [0030] 实施例2一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)25℃的癸酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例，即脂肪酸和液碱发生完全中和时两者的比例，经第一泵5.1及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的癸酸与液碱在均质混合反应装置1内2500r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为96℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过220r/m底部搅拌和2900r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化40min，陈化后皂温度下降至46℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0031] 实施例3一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)20℃的己酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1 及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的己酸与液碱在均质混合反应装置1内2000r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为99℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过150r/m底部搅拌和1500r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化30min，陈化后皂温度下降至50℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0032] 实施例4一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)40℃由癸酸与十二酸按质量比2:1组成的混合酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的混合酸与液碱在均质混合反应装置1内3000r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为90℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过350r/m底部搅拌和3500r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化50min，陈化后皂温度下降至40℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0033] 实施例5一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)23℃的辛酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1 及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的辛酸与液碱在均质混合反应装置1内2600r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为97℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过210r/m底部搅拌和2700r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化42min，陈化后皂温度下降至43℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0034] 实施例6一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)40℃的十二酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵 5.1及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的十二酸与液碱在均质混合反应装置1内3000r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为91℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过350r/m底部搅拌和3500r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化50min，陈化后皂温度下降至50℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，皂粒下料至皂粒存储装置6。 [0035] 实施例7一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)50℃由己酸与十四酸按质量比4:1组成的混合酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的混合酸与液碱在均质混合反应装置1内3000r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为90℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过350r/m底部搅拌和3500r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化50min，陈化后皂温度下降至60℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，皂粒下料至皂粒存储装置6。 [0036] 实施例8一种特定碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)25℃的癸酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1 及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的癸酸与液碱在均质混合反应装置1内2500r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为96℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过2900r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化40min，陈化后皂温度下降至46℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0037] 对比例1市售洗衣皂。 [0038] 对比例2一种长碳链脂肪酸皂粒，使用实施例1所述生产装置，由如下步骤制备得到： (1)40℃由软脂酸(C16H32O2)与硬脂酸(C18H36O2)按质量比2:1组成的混合酸和质量浓度为48％的氢氧化钠溶液按中和比例分别经第一泵5.1及第二泵5.2同时进入到均质混合反应装置1内； (2)步骤(1)中的混合酸与液碱在均质混合反应装置1内3000r/m高速齿轮的机械剪切下充分混合反应形成温度为95℃的浆状皂； (3)步骤(2)中的浆状皂在混合陈化装置2内经过350r/m底部搅拌和3500r/m侧壁飞刀2.1的机械剪切下进一步陈化50min，陈化后皂温度下降至40℃变成固态，在飞刀2.1剪切下直接形成皂粒，下料至皂粒存储装置6。 [0039] 参照《QB/T 2486‑2008洗衣皂》规定方法检测实施例2‑8以及对比例1‑2的干钠皂含量。 [0040] 测试结果详见表1：表1实施例2‑8和对比例1‑2的皂含量测试样品干钠皂含量，％实施例2 78.8 实施例3 79.6 实施例4 78.0 实施例5 79.5 实施例6 77.9 实施例7 77.8 实施例8 66.7 对比例1 75.3 对比例2 37.5 从以上干钠皂检测结果可看出，本发明生产的脂肪酸皂粒的皂含量明显高于市售洗衣皂。实施例8中陈化过程没有使用底部搅拌装置，导致其陈化时反应程度不及实施例7，因此干钠皂含量低于实施例7。对比例2使用长碳链脂肪酸作为原料，其中和速率低于碳数不高于14的碳链脂肪酸，导致干钠皂含量低。 [0041] 测试实施例2‑8以及对比例1‑2的溶解时间，测定条件如下：250PPm硬水，水温10℃，0.8g样品溶解在400g水中，200rpm磁力搅拌。 [0042] 测试结果详见表2：表2实施例2‑8和对比例1‑2的溶解时间测试样品测试样品的溶解时间实施例2 2分52秒实施例3 2分39秒实施例4 3分24秒实施例5 3分13秒实施例6 3分54秒实施例7 4分03秒实施例8 13分38秒对比例1 >50分钟对比例2 >50分钟从以上溶解时间数据结果可看出，在低温下，本发明生产的脂肪酸皂粒的溶解性能明显好于市售洗衣皂，本发明生产的特定碳链脂肪酸皂粒可以满足机洗的要求。 [0043] 采用《GB/T 13174‑2008中规定的洗涤剂去污力测试方法》测试实施例2‑8和对比例1‑2在30℃和10℃下的去污能力，测试结果如表3及表4所示：表3实施例2‑8和对比例1‑2的去污力(30℃) 表4实施例2‑8和对比例1‑2的去污力(10℃) 从上述的实施例2‑8及对比例的去污力检测结果可以看出，本发明的去污性能都可以达到对比例1市售洗衣皂的水平，特别是在低温下，本发明的去污性能更加突出，都能满足正常的机洗要求，对比例2在本发明的工艺条件下反应不完全，导致其去污力最差。

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