肥皂的生产基本工艺及市场研究应用.doc

大型作业任务书目录一、 产品简介.01二、 肥皂配方构成及设计原则. 012.1配方构成.012.2设计原则.01三、 产品制备及生产工艺.02 3.1皂基生产过程.02 3.2成品生产过程.023.3切块、打印、装箱.03四、 肥皂检测手段及质量评估. 05五、 产品市场及发展趋势. 05六、 环保和安全生产设计. 056.1产品市场056.2发展趋势05七、 小结. 06八、 附图.06九、 参照文献.08一、 产品简介肥皂是脂肪酸金属盐总称。通式为RCOOM，式中RCOO为脂肪酸根，M为金属离子。日用肥皂中脂肪酸碳数普通为10-18，金属重要是钠或钾等碱金属，也有用氨及某些有机碱如乙醇胺、三乙醇胺等制成特殊用途肥皂。广义上，油脂、蜡、松香或脂肪酸等和碱类起皂化或中和反映所得脂肪酸盐，皆可称为肥皂。肥皂能溶于水，有洗涤去污作用。肥皂种类有香皂、盥洗皂、金属皂和复合皂。二、肥皂配方构成及设计原则2.1配方构成（1） 油泥 ，各植物榨油厂下脚料也叫油脚、油渣各榨油厂有售。（2）动物油，如牛、马、羊、猪油均可，可到食品厂、屠宰厂、骨粉骨粒厂，皮革厂等找废动物油即可。（3）烧碱，也叫火碱、片碱、氢氧化钠、苛性钠。（4）松香（5）泡花碱，也叫水玻璃、硅酸钠，各纸箱厂均有食盐。（6）皂用香精。（7）脱色剂和着色剂。（8）食盐。2.2设计原则（1） 各种油脂因所含脂肪酸构成不同，制成肥皂性能有很大测差别。单一油脂制成肥皂在硬度、泡沫、去污及溶解性等指标方面不能全面达到满意成果，只有各种油脂混合在一起，才干制成高质量成品。选取什么样油脂，又各以多少比例和数量混合才干制成高质量肥皂，这是配方技术首要目的。（2） 油脂配方拟定后制成肥皂要适合消费者心理：去污能力强、起泡迅速、泡沫丰富、气味好、坚硬、不干缩、不变性、不起霜、不出汗、不酸败、色泽悦目且不变色、密度大有重感等。虽有些指标并不反映使用价值，但对消费者心理有一定影响，是选购肥皂考虑因素。（3） 在保证质量前提下，设法减少成本。油脂是肥皂重要原料，在成本中所占比例很大，在普通洗衣皂中，油脂占原料成本90%以上，因而，在配方中如何选用低价油脂是配方技术中经常考虑问题。（4） 肥皂厂购进油脂品种及质量时有波动，配方技术作用是要随时调节配方，保证生产顺利进行。（5） 使混合油脂配方与加工工艺相适应，例犹如一配方油脂，制皂后用压条工艺成型，虽硬度比冷板车工艺生产高，洗用时却磨损较快。三、产品制备及生产工艺3.1皂基生产过程3.1.1工艺流程清水+火碱熔化加热加油泥溶化搅拌分水盐析保温静置出锅皂基。3.1.2操作程序及配料先在熬皂锅内加入清水15kg，同步加入火碱4到5kg，加火烧至火碱所有化开后来，再加入油泥50kg，继续加热不断搅拌，大概30min，油泥所有化开，此时用中小火继续加热，不断搅拌，使油泥充分皂化油脂和火碱在加热状况下发生化学反映，生成高档脂肪酸钠和甘油，此反映即为皂化反映，生成高档脂肪酸钠即为肥皂重要成分，由于油泥质量不同，因此皂化时间长短也不同样，等油泥所有化开后来，再依照锅内状况决定加火碱量大小，如果发现分层现象(上层比较稠底下比较稀，如用铁锨实验，将铁锨从锅内提出来后皂液不粘铁锨），阐明已经分水（肥皂和水分开），如果将铁锨从锅内提起来后皂液仍粘在铁锨上面而掉不来,阐明还没分水，这时可再加入少量火碱水事先在小容器内将火碱加水化开备用，如还不分水，可再等5min左右再加一次，至到分水为止。分水后为了使锅内皂液当中杂质和污水被清洗分离出来，可放人食盐1.5kg，不断搅拌使食盐充分化开也可事先将食盐加水化开后再加入锅内。此时用铁锨实验分水会更加明显,此过程即为盐析，盐析后再继续加热5到10min，即可停止加热和搅拌，用保温材料如木盖、棉被之类盖好锅，静置3到5h即可出锅。出锅时请将上层皂液掏出来（注意不要带上水份）放在装皂铁箱中即为皂基（半成品），下层污水可提炼甘油。如这次出来皂基色泽较差，可仍按上面办法再熬一至二遍（注意火碱用量要减少一半左右)即可。3.2成品生产过程3.2.1工艺流程清水十火碱溶化加皂基、动物油、松香加热搅拌溶化分水保温静置出锅加入泡花碱、香精搅拌冷却。3.2.2操作办法及配料先在锅内加入清水15kg火碱2到3kg，火碱化开后来再加入皂基50kg、动物油5kg、松香2.5kg继续加热不断搅拌。待皂基、动物油、松香化开后来（锅内必要是在开锅状况下）锅内各种物料完全皂化好后来，看与否分水（办法同第一步），如不分水可再恰当加入些火碱水，至到分水为止。在皂液与水分离后来，停止加热和搅拌用保温材料盖好锅静置10h后来出锅，出锅时先将上层皂沫（大概1到2cm厚）取出（待下次回锅再用），然后将皂液掏出来放在盛皂铁箱中（如浮现结块现象是保温静置时锅内温度低所致，可再加热溶化静置后出锅），同步加入泡花碱4kg，皂用香精0.2kg ，边加边搅拌，直至搅拌均匀为止，然后冷却凝固即可。3.3切块、打印、装箱3.3.1工艺流程冷却倒出切块晾晒打印晾晒成品装箱。3.3.2操作程序从冷却好铁箱中倒出，用细钢丝或铁丝切割成块用带有钢丝切块木桌将大片肥它切割成条，切割后边脚料可在下次回锅再等切割好肥皂条放在晾皂架上晾到不枯手时即可打印，将晾不干不湿肥皂放在打字模具内打压印字即成，打印后再放在晾皂架上晾干后来即可装箱包装即为成品。3.4常用肥皂制作办法及配方3.4.1洗衣皂性质：块状硬皂，重要成分是脂肪酸钠盐，其水溶液会使表面张力、界面张力下降，并具备乳化、发泡、润湿和去污等性能。用冷板车生产肥皂，皂中脂肪酸含量有53%（质量）、47%（质量）、42%（质量）三种。用真空压条生产肥皂，皂中脂肪酸含量有65%（质量）和65%（质量）两种。以冷板车工艺为例，制备办法如下：将皂基、泡花碱、香料、着色剂、荧光增白剂按配方比例加入调和缸，于7080调和1520min，然后压进冷板车，用冷水冷凝4550min。取出大块皂片，送至切块机，再烘晾、打印和装箱。3.4.2高档增白洗衣皂性质：精选优质动植物油脂，添加各种新型表面活性剂复配而成，具备抗硬水、去污力强、不损织物、省皂省力，气味芳香等长处。 配方：同普通洗衣皂，但加入5%（质量）磺化牛脂酸甲酯钠；此外加荧光增白剂CBS-X（均二苯乙烯联苯型衍生物）0.05%（质量），荧光增白剂GS（均二苯乙烯基萘三唑型，对棉纤维、胶粘及尼龙等具备较强亲和力，对氯漂白剂稳定）0.1%（质量），荧光增白剂OM（3一苯基_5，6一苯并香豆素，重要对尼龙、羊皮增白）0.1%（质量）。3.4.3皂片性质：白色或着色菱形片，外观光滑，具备芳香味，在水中溶解度极好。 配方：精制牛油和菜籽油各一半，把肥皂生产操作规程进行皂化、盐析、碱析整顿制得肥皂，作消泡剂，家用皂片可依照香皂用油脂。制法：由沸煮法制得皂基，再通过干燥设备，得到水分含量为8%（质量）左右皂料，可作为合成洗涤剂消泡剂，这种皂料可在搅拌机中加入各种添加剂进行拌料，再在特殊研磨机中研压成菱片状，依照需要，拌料时刻加入一定量香精、抗氧剂和荧光增白剂，也可加入着色剂，制成不同颜色彩色皂片。3.4.4复合皂性质：块状硬皂，有复合香皂和复合洗衣皂两种，重要成分是肥皂钙皂、分散剂及助剂，在冷水中有较好溶解度，在硬水中不生成皂垢，生物降解性能好，有良好去油垢和漂洗性能，织物洗后柔软，不泛黄。配方：复合香皂采用香皂皂基，复合洗衣皂采用洗衣皂皂基，加入6%（质量）左右表面活性剂和助剂。制法：以制复合洗衣皂为例，皂基经制片机制成0.5 mm左右皂基，送到烘房，用热空气将皂片干燥至水分含量10%（质量）14%（质量），送去拌料，按配方加入非离子表面活性剂、泡花碱、香料和染料等搅拌成均匀颗粒状，并调节脂肪酸含量至55%（质量）左右，再经研磨，使皂片、助剂及填充料混合均匀，最后压祭、打印、冷却后包装，即为成品。四、肥皂检测手段及质量评估1、 肥皂强度 所谓肥皂强度是指肥皂不发生变形时单位表面积 最大压缩负荷。2、 肥皂粘附性 不同材料表面分界上呈现互相作用力。3、 肥皂摩擦系数。4、 肥皂INS值和SR值。国内外公认典型制皂油脂配方为牛油80%（质量）、椰子油20%（质量）。这个配方可以生产优质高档香皂。由这两种油脂所含脂肪酸构成加权平均计算后可知，这个配方脂肪酸构成为：辛酸1.6010（质量）癸酸1.4%（质量）月桂酸9.6%（质量），豆蔻酸6.8%（质量），棕榈酸25.8%（质量）硬脂酸16.4%（质量），油酸37.4%（质量）亚油酸1.2%（质量）。依照这个构成设计油脂配方时，大体可以把脂肪酸构成定为：月桂酸10%（质量）豆蔻酸10%（质量）棕榈酸25%（质量），硬脂酸15%（质量）油酸40%（质量）接近这样构成配方比较抱负。五、 环保和安全生产设计（1）油泥或皂琴加入火碱量是可变，普通以加到刚好分水为最佳。（2）皂基或油泥加人锅内量不可过多普通以加入锅内容量为宜，以防过多时起沫溢出。（3）依照生产量大小选取锅大小，少则可生产几公斤，多则可生产几吨。（4）火碱为强碱存储时应密封保存使用时应戴防碱手套和防护眼镜。（5）熬皂锅禁止用铝制品。（6）成品过程中火碱不要加太多。六、产品市场及发展趋势6.1产品市场国内肥皂工业是从国外引入，由于原料资源和科学技术限制，肥皂生产长期处在手工作坊阶段。近几十年来，国内制皂厂通过自身技术改造和技术引进，技术水平和生产装备都得到了进一步提高，既有生产能力已达160万吨，实际生产71.6万吨。合成洗涤剂发展使肥皂生产受到抑制，增进了肥皂改进技术进步，各种改性肥皂产品陆续进入市场，又使肥皂生产走出了低谷，尽管合成洗涤剂发展速度仍将大大高于肥皂，但肥皂工业稳中有升发展趁势还将持续相称长时间。6.2发展趋势香皂宋代时就浮现了一种人工合成洗涤剂，是将天然皂荚(又名皂角、悬刀、肥皂荚，通称皂角)捣碎细研，加上香料等物，制成桔子大小球状，专供洗面浴身之用，俗称“肥皂团”。 宋人周密武林旧事卷六小经纪记载了南宋京都临安已有了专门经营“肥皂团”生意人。明人李时珍本草纲目中记录了“肥皂团”制造办法：肥皂荚生高山中，树高大，叶如檀及皂荚叶，五六月开花，结荚三四寸，肥厚多肉，内有黑子数颗，大如指头，不正圆，中有白仁，可食。十月采荚，煮熟捣烂，和白面及诸香作丸，澡身面，去垢而腻润，胜于皂荚也。除了天然皂荚，如无患子等类植物，也流传于民间，成为一种较好洗涤剂。在西方，也许要追溯到40前古希腊一种叫勒斯波斯小岛。本地人用动物祭天，由于焚烧动物时要用木材，木材灰烬和动物脂肪混合产生了肥皂样黄色物质。大雨把这些东西冲刷到本地妇女经常洗衣河流中，她们发现因而衣服洗更干净。虽然从古希腊开始，就可以发现使用类似肥皂痕迹，历史上记载有一种叫萨佛(Sappho,aponification)女诗人，记载了这些故事。日后人为了纪念她，就把这个过程叫作皂化，化学名称是制皂(SoapMaking)。此外，公元前30，美索布达米亚人发现，植物燃烧后灰烬类碱性物质，与油混合后，具备去污力，这亦是肥皂来源之一。但是高卢人应当是尝试去制做香皂且成功第一人，她们当时称香皂为“sapo”，当时皂类是一种具有动物油脂和植物灰烬混和而成软膏状物质。当sapo制作手法徐徐地被传入到地中海地区时，阿拉伯人就将sapo加以改良成橄榄油及苏达制成硬质肥皂。这时，肥皂开始被大量制造。而真正普遍使用肥皂还是18世纪和19世纪事。在18世纪末工业革命工业问世后，获得了大量价廉碳酸钠，促使肥皂工业有了新发展。但是到了20世纪中期，合成化学和石油化工发展为洗涤剂提供了便宜化工原料，促使了合成洗涤剂兴起，使得肥皂工业发展发生了很大变化，但近年环保意识昂首己被忽视手工皂才又兴起，由于手工皂有其天然特有性能，各种构成极易被生物降解且易于被污水解决过程中微生物分解，因而不会引起河流、湖泊和水道污染问题。此后肥皂产品发展方向一方面是改性改质，克服普通肥皂在低温下溶解度差和不耐硬水本质缺陷，使其兼备肥皂和合成洗涤剂长处。另一方面是在肥皂中加入各种添加剂制成多功能香皂，以适应香皂品种细分化和专用化需要，并以功能性和个性化激起顾客购买欲，在激烈市场竞争中领先取胜。小结从技术发展角度来看，肥皂与合成洗涤剂生产已经浮现一种互相渗入、相辅相成局面。肥皂改性所用添加剂许多都是合成洗涤剂配方中使用表面活性剂，当这些表面活性剂占重要比例时，事实上已是属合成洗涤剂产品。合成洗涤剂产生丰富泡沫给使用洗涤衣机带来了溢桶等问题，当前有效解决办法是运用肥皂和合成洗涤剂互相抑泡协同效应，将两者复配在一起，制成抑泡型或低泡型合成洗涤剂。当前进入市场许多洗涤用品都是兼含肥皂和其她表面活性剂制品。肥皂作为一种独立行业，将会不断适应社会需要而完善并发展。八、附图工艺流程简图油脂精练皂化皂基干燥成品配料均化压条切块打印包装废液净化蒸发蒸馏精练甘油 应用化学 大型作业成绩评估表姓 名王鑫性 别男专业班级 本08应用化学学 号大型作业题目： 肥皂生产工艺及市场研究大型作业答辩或质疑记录：成绩评估根据：1、大型作业态度：2、格式规范限度：3、大型作业内容状况：4、大型作业答辩状况：最后评估成绩（以优、良、中、及格、不及格评估） 指引教师签字： 年 月 日