Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способа получения линолина.
Известен способ очистки шерстного жира, предусматривающий окисление примесей в жире за счет разложения бертолетовой соли в серной кислоте. При этом жир, кислоту и раствор бертолетовой соли перемешивают нагревают до 100оС с последующим отстаиванием и сливом верхнего слоя очищенного жира.
Недостаток способа в том, что в растворе остаются кислотные стоки, не подлежащие утилизации. Процесс отстаивания жира составляет 25-30 ч. Способ не исключает повышения кислотного числа в ланолине.
Известен способ очищения шерстного жира окислением жиpа одорирующих примесей в жире кислородом воздуха путем аэрации массы жира при110-120оС.
Недостаток способа в том, что его продолжительность составляет 20-24 ч. При окислении образуются отходящие газы, загрязняющие окружающую среду.
Известен способ очистки шерстного жира путем рафинации его содой, разбавлением водой для удаления мыла и разделением фаз на сепараторе с последующим нагреванием очищенного жира при 80-110оС в течение 4-12 ч.
Недостаток способа в том, что он трудоемок, не технологичен из-за многократного перемещения жира на отдельных операциях. Общая продолжительность процесса составляет 30-32 ч.
Известен способ очистки шерстного жира, когда в реакционную зону перед введением жира подают водный раствор электролита с разложением его на кислород и водород электролизом в течение 8 ч при 80-100оС.
Недостаток способа в том, что он нетехнологичен и дорогостоящ в производственных условиях, не исключает образования гремучего газа в реакционной массе.
Известен способ получения ланолина, включающий кислотную обработку жира серной кислотой с нейтрализацией, отбеливанием, отделением мыла и сепарированием смеси с водой в соотношении 1≈2 при 95-97оС.
Недостаток способа в том, что используется жидкий и газообразный хлор-этиловый спирт. Продолжительность способа 58 ч. Способ допускает превышения нормы по кислотному числу и по влаге в конечном продукте.
Известен способ рафинации животных жиров, включающий щелочную рафинацию шерстного жира смесью водных растворов сульфата аммония и аммиака, отделение жира, промывку жира раствором сульфата аммония или удаления мыла, обработку нейтрального жира смесью раствора сульфата аммония с отбеливающими реагентами при соотношении к жиру от 0,6-1,0 до 1,0:1,0 и температуре 60-65оС в течение 50-55 мин, подогрева реакционной массы, отделение отбеленного жира и его промывку при соотношении жира : вода от 1,0:2,4 до 1,0:2,6 и температуре 98-99оС с отделением водной фазы сепарированием.
Недостаток способа в том, что он не обеспечивает экологическую чистоту процесса по аммиаку и хлору, не позволяет выделить в чистом виде жирные кислоты из соапстока, допускает нередко превышение норматива по влаге и золе в готовом продукте.
Цель изобретения - улучшение качества ланолина и повышение экологической чистоты процесса с выделением свободных жирных кислот из соапотока.
Это достигается тем, что шерстный жир, подогретый до температуры его плавления, рафинируют путем нейтрализации свободных жирных кислот 10-12%-ным раствором гидроксида натрия в 1-2%-ном растворе сульфата аммония при отношении к жиру 1,0:1,0 до 1,5:1,0 и температуре 65-70оС с подогревом реакционной массы до температуры от 98 - до 100оС для разделения фаз, После отделения соапстока нейтральный жир отбеливают смесью, состоящей из 1-2%-ного раствора хлорида натрия и 14-15%-ного раствора хлорамина, или гипохлорита натрия, или натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты, или перекиси водорода в пересчете на 100%-ное содержание действующих веществ в реагентах при соотношении к жиру от 0,6:1,0 до 0,8:1,0 с обработкой реакционной массы 2-3%-ным раствором сульфата аммония в соотношении к жиру от 0,5:1,0 до 1,0: 1,0 и подогревом реакционной массы до температуры от 98 до 100оС, промывкой ланолина конденсатной водой от минеральных примесей с отделением водной фазы сепарированием, обезвоживанием ланолина при температуре от 75 до 85оС и остаточном давлении от 0,4 до 0,6 кгc/см2 в течение 1,0-2,0 ч, обработкой соапстока безводным сульфатом аммония из расчете 3-4% от массы соапстока при кипячении смеси в течение 20-30 мин для разделения фаз на свободные жирные кислоты и раствор сульфата аммония.
Сырьем для получения ланолина является сырой шерстный жир, выделяемый из сточных вод при первичной обработке шерсти как импортной, так и отечественной обработки. Шерстный жир - это смесь сложных эфиров холестерина и жирных кислот, представляет собой вязкую массу темно-коричневого цвета с неприятным специфическим запахом за счет примесей одорирующих веществ и свободных жирных кислот.
В предложенном техническом решении и качестве нейтрализующего щелочного реагента используется 10-12%-ный раствор гидроксида натрия, который в отличие от 25% -ного раствора аммиака, используемого в прототипе, нелетуч и обеспечивает экологическую чистоту технологического процесса.
Нейтрализация шерстного жира расчетным количеством 10-12%-ного раствора гидроксида натрия на водносолевой подкладке 1-2%-ного раствора сульфата аммония при соотношении к жиру от 1,0:1,0 до 1,5:1,0 и температуре 65-70оС с последующим подогревом реакционной массы от 98 до 100оС обеспечивает не только полное омыление свободных жирных кислот в жире и предупреждает омыление нейтрального жира, но и способствует быстрому разделению фаз.
Это объясняется тем, что сульфат аммония, как соль слабого основания и сильной кислоты при гидролизе в водном растворе образует кислую соль сульфата аммония и свободное основание по реакции:
(NH4)2SO4+H2O NH4HSO4 или NH4+H2O NH4OH+H+.
При этом в растворе содержится больше свободных ионов Н+, чем ионов ОН-, что усиливает проявление электролитических свойств реагента и активно способствует изменению поверхностного натяжения на границе раздела фаз жир-мыло, предупреждает омыление нейтрального жира, способствует быстрому разделению фаз, снижает эмульгирующее действие мыла с удалением последнего из массы жира при подогревании смеси до 98-100оС.
Концентрации растворов гидроксида натрия и сульфата аммония, соотношение фаз и температурный режим при нейтрализации жирных кислот определены опытным путем и являются оптимальными.
При выходе за нижние пределы заявленных параметров рафинации шерстного жира с омылением и выведением жирных кислот эффективность рафинации снижается и не обеспечивает качество ланолина по кислотному числу.
При выходе за верхние пределы заявленных параметров эффективность результатов рафинации остается без улучшения, но приводит к перерасходу энергоресурсов.
В предлагаемом способа в составе отбеливающей смеси вместо 4-6%-ного раствора сульфата аммония использован 1,0-2,0%-ный раствор хлорида натрия как соли сильного основания и сильной кислоты, которая при гидролизе в водном растворе образует нейтральную реакцию за счет равного количества противоположных ионов, например NaCl+ H2O NaOH+ HCl , но поскольку в системе малодисооциированным продуктом является вода, то равновесие реакции сильно смещено влево и в растворе нет заметного избытка ни Н+, ни ОН- ионовы.
Этот фактор положительно влияет на ход окислительного процесса одорирующих примесей в жире отбеливающими реагентами в смеси с хлоридом натрия, так как хлорид натрия в отличие от сульфата аммония не стимулирует интенсивное разложение отбеливающих химреагентов на хлор и кислород в отбеливающей смеси как до, так и в процессе отбеливания с потерей окислительного потенциала через улетучивание в атмосферу. Хлорид натрия как и сульфат аммония, хотя и в меньшей степени, но обладает электролитическими свойствами и изменяет поверхностное натяжение на границе раздела фаз, что способствует разделению фаз в процессе отбеливания.
Известно, что отбеливающие реагенты при взаимодействии с водой выделяют атомарный кислород и молекулярный хлор, например, по реакции:
2NaOCl+2H2O __→ 2NaOH+2HOCl+H2O+O ≠ Cl2 или H2O2 __→ H2O+O
Но в процессе отбеливания необходимо не только окислить одорирующие вещества в шерстном жире, но и перевести их в водный раствор с полным выделением из ланолина. Так, например, в процессе окисления одорирующих веществ по схеме: R-CH2-CH2-COOH+O->R-CO-CH2-COOH+H2, образуется свободный водород, который тут же связывается свободным хлором с образованием соляной кислоты, которая при взаимодействии с гидроксидом натрия образует в отбеливающей смеси дополнительный хлорид натрия, повышая его концентрацию, а следовательно, и электролитическое действие.
Однако для достижения полной отработки отбеливающих реагентов с их разложением на хлор и кислород в отбеливающую смесь перед подогревом ее до температуры 98-100оС к ней добавляется 2-3%-ный раствор сульфата аммония в соотношении к жиру от 0,5:1,0 до 1,0:1,0. Высокие электролитические свойства сульфата аммония при гидролизе за счет избытка ионов водорода стимулируют не только быстрое разделение фаз на ланолин и отработанные реагенты, но и предупреждают загрязнение экологии сточных вод хлором, который при участии в реакции сульфата аммония связывается избытком водорода с переходов в нейтральную соль хлорида натрия по реакции:
Hили NH4+H2O NH4OH+H+; H++Cl-__→
При выходе за нижние пределы параметров при отбеливании ланолина с полной нейтрализацией отработанных реагентов не только снижается отбеливающий эффект, но и приводит к снижению качества ланолина по цвету и запаху до запредела предъявляемых требований, а также приводит к неполному связыванию свободного хлора в отработанных реагентах, что нарушает экологию технологического процесса.
При выходе за верхние пределы параметров результаты отбеливания остаются на прежнем уровне, но возрастают издеpжки по реагентам и энергоресурсам, а также продолжительности технологического процесса.
Обезвоживание отбеленного ланолина при температуре 75-85оС и остаточном давлении 0,4-0,6 кгс/см2 приводит к испарению остаточного количества влаги в ланолине в течение 1,0-2,0 ч. При этом совокупность заявленных параметров обезвоживания ланолина определена опытным путем и является оптимальной при достижении целевого результата.
При выходе за нижние пределы параметров увеличивается продолжительность выпаривания остаточной влаги, что связано с увеличением издержек энергоресурсов.
При выходе за верхние пределы параметров выпаривания ухудшается качество ланолина по цвету (потемнение) за счет превышения температуры выпаривания выше 85оС.
Выбор реагента и заявленные пределы параметров обработки соапстока безводным сульфатом аммония из расчете 3-4% от массы соапстока при его кипячении в течение 20-30 мин с выделением свободных жирных кислот на поверхности раствора сульфата аммония определены опытным путем и обуславливаются высокими электролитическими свойствами сульфата аммония.
При выходе за нижние пределы параметров выделение свободных жирных кислот из соапстока не происходит и цель не достигается.
При выходе за верхние пределы параметров полнота выделения свободных жирных кислот из соапстока остается на прежнем уровне, но возрастают издержки производства.
П р и м е р 1. Сырой шерстный жир, полученный при промывке овечьей шерсти отечественной заготовки очень низкого качества с кислотным числом 12 мг КОН, темно-бурого цвета с резким специфическим запахом в количестве 2000 кг разогревается в реакторе до 65оС. В реактор при перемешивании подается 1% -ный раствор сульфата аммония в соотношении 1,0:1,0 к жиру, затем в реактор путем распыления над поверхностью жира подается 223 л 10%-ного раствора гидроксида натрия. После перемешивания смесь в реакторе подогревают до 98оС для разделения фаз, сливают нижний слой омыленных жирных кислот (соапстока) в сборник с паровой рубашкой, а нейтральный жир анализируется на кислотное число, промывается 0,5%-ным раствором сульфата аммония при соотношении к жиру 0,8:1,0 и температуре 100оС. Затем после промывки нейтральный жир в том же реакторе отбеливают смесью, состоящей из 1,0%-ного раствора хлорида натрия с 14%-ным раствором хлорамина при соотношении к жиру 0,8: 1 при температуре 40оС в течение 5 ч с обработкой реакционной массы 3% -ным раствором сульфата аммония в соотношении к жиру 0,5:1,0 и смесь после перемешивания подогревают до 98оС для разделения фаз на отбеленный ланолин и отработанные реагенты.
После слива отработанных реагентов отбеленный ланолин промывают конденсатной водой в соотношении к ланолину 2,5:1 и температуре 98оС с отделением водной фазы сепарированием и поступлением промытого ланолина во второй реактор-сборник, в котором проводится полное обезвоживание ланолина при температуре 75оС и остаточном давлении 0,4 кгс/см2 в течение 2 ч. После проведения лабораторного анализа ланолина производится его расфасовка в тару в соответствии с требованиями потребителя.
Омыленные жирные кислоты (соапсток) в сборнике подогреваются через паровую рубашку до кипения после внесения безводного сульфата аммония из расчете 3% от его массы и кипятятся в течение 30 мин. Нижний слой сульфата аммония в виде водного раствора самотеком собирается в сборник для сепарирования и повторно используется в технологическом процессе, а свободные жирные кислоты после промывки горячей водой (75-80оС) тарируются в бочки, как сырье для производства мыла.
Результаты приведены в сравнительной таблице.
П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что сырой шерстный жир подогревают до 68оС, используют при рафинации 1,5%-ный раствор сульфата аммония и 11%-ный раствор гидроксида натрия в соотношении к жиру 1,25:1,0 и подогревают реакционную массу при 99оС. Отбеливают жир смесью, состоящей из 1,5% -ного раствора хлорида натрия и 14,5%-ного раствора хлорамина в пересчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате при соотношении к жиру 0,7:1,0 при 50оС в течение 4 ч, обработкой реакционной массы 2,5%-ным раствором сульфата аммония и подогреванием смеси до 99оС, обезвоживание отбеленного и промытого ланолина при 80оС и остаточном давлении 0,5 кгс/см2 в течение 1,5 ч. Выделение жирных кислот из соапстока сульфатом аммония из расчете 3,5% от массы соапстока при кипячении в течение 25 мин (см.таблицу).
П р и м е р 3. Отличается от примера 1 и 2 тем, что сырой шерстный жир подогревают до 70оС, при рафинации используют 2%-ный раствор сульфата аммония и 12% -ный раствор гидроксида натрия в соотношении к жиру 1,5-1,0 и подогревании реакционной массы при 100оС. Отбеливают нейтральный жир смесью, состоящей из 2%-ного раствора хлорида натрия и 15%-ного раствора хлорамина в пересчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате при соотношении к жиру 0,6:1,0 и температуре 60оС в течение 3 ч с обработкой реакционной массы 2%-ным раствором сульфата аммония в соотношении к жиру 1,0:1,0 и подогреванием до 100оС. Обезвоживание отбеленного и промытого ланолина проводят при 85оС, остаточном давлении 0,6 кгс/см2 в течение 1,0 ч. Выделение жирных кислот из соапстока и сульфатом аммония проводят из расчете 4% от их массы при кипячении в течение 20 мин.
П р и м е р 4. Отличается от примера 1 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1%-ного раствора хлорида натрия и 14%-ного раствора гипохлорита натрия в перерасчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 5. Отличается от примера 1 и 2 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1,5%-ного раствора хлорида натрия и 14,5%-ного раствора гипохлорита натрия в перерасчете на 10%%-ное содержание активного хлора в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 6. Отличается от примера 1-3 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 2%-ного раствора хлорида натрия и 15%-ного раствора гипохлорита натрия в перерасчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 7. Отличается от примера 1 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1%-ного раствора хлорида натрия и 14% -ного раствора натриевой соли дихлоризоануровой кислоты в пересчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 8. Отличается от примера 1 и 2 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1,5%-ного раствора хлорида натрия и 14,5%-ного раствора натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты в перерасчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 9. Отличается от примера 1-3 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 2%-ного раствора хлорида натрия и 15% -ного раствора натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты в пересчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате.
П р и м е р 10. Отличается от примера 1 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1%-ного раствора хлорида натрия и 14%-ного раствора перекиси водорода в перерасчете на 100%-ное содержание кислорода в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 11. Отличается от примера 1 и 2 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 1,5%-ного раствора хлорида натрия и 14,5% -ного раствора перекиси водорода в перерасчете на 100%-ное содержание кислорода в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 12. Отличается от примера 1-3 тем, что сырой шерстный жир после рафинации отбеливают смесью, состоящей из 2%-ного раствора хлорида натрия и 15%-ного раствора перекиси водорода в перерасчете на 100%-ное содержание кислорода в препарате (см.таблицу).
П р и м е р 13. (При выходе за нижние пределы параметров). Отличается от примера 1 тем, что сырой шерстный жир нагревают до 60оС и рафинируют 8% -ным раствором гидроксида натрия в 0,5%-ном растворе сульфата аммония при соотношении к жиру 0,7:1,0 и температуре 60оС с подогревом массы до 94оС. Отбеливание проводят смесью, состоящей 0,5%-ного раствора хлорида натрия и 10% -ного раствора хлорамина в перерасчете на 100%-ное содержание активного хлора в препарате при соотношении к жиру 0,4:1,0 при температуре 35оС в течение 2,5 ч, обработкой реакционной массы 1%-ным раствором сульфата аммония в соотношении 0,4:1,0 к жиру с подогреванием массы до 96оС. Обезвоживанием ланолина при температуре 70оС и остаточном давлении 0,3 кгс/см2 в течение 0,5 ч. Выделение жирных кислот из соапстока сульфатом аммония из расчете 2% от его массы при кипячении в течение 15 мин (см.таблицу).
П р и м е р 14. (При выходе за верхние пределы параметров). Отличается от примера 1 и примера 13 тем, что сырой шерстный жир нагревают до 75оС и рафинируют 14%-ным раствором гидроксида натрия и 2,5%-ном растворе сульфата аммония при соотношении к жиру 2,2:1,0 с подогревом реакционной массы до 102оС. Отбеливание нейтрального жира проводят смесью, состоящей из 2,5%-ного раствора хлорида натрия и 18%-ного раствора хлорамина в пересчете на 100% -ное содержание активного хлора в препарате при соотношении к жиру 1,0: 1,0 при температуре 70оС в течение 5,5 ч с последующей обработкой реакционной массы 4%-ным раствором сульфата аммония в соотношении к жиру от 1,5: 1,0 перед подогревом смеси до температуры 102оС, обезвоживанием промытого ланолина при температуре 90оС и остаточном давлении 0,8 кгс/см2 в течение 2,5 ч. Выделение жирных кислот из соапстока сульфатом аммония из расчете 5% от массы соапстока при кипячении смеси в течение 40 мин (см.таблицу).
П р и м е р 15 (Известный способ по прототипу). Сырой шерстный жир рафинируют расчетным количеством 25%-ного раствора аммиака в 6%-ном водном растворе сульфата аммония при соотношении к жиру 1.0:1,0 и температуре 70оС с подогревом реакционной массы до 97оС для разделения фаз. Нейтральный жир промывают 0,6% -ным раствором сульфата аммония при соотношении к жиру 1,0: 1,0 и нагревании до 99оС. Промытый жир отбеливают смесью, состоящей из 5% -ного раствора сульфата аммония и 9%-ного раствора хлорамина при соотношении к жиру 0,8:1,0 и температуре 62оС в течение 55 мин с последующим подогревом реакционной массы до 99оС и отделением отбеленного ланолина и его промывкой водой при соотношении 1:2,5 как жир : вода при температуре 98оС с отделением водной фазы сепарированием (см.таблицу).
Предложенный способ позволяет не только получить ланолин более высокого качества даже из низкосортного сильно загрязненного отечественной заготовки шерстного жира, но и создать экологически чистую технологию, предупреждающую выделение свободного хлора в окружающую среду на всех технологических операциях, а также и выделение паров аммиака при рафинации шерстного жира. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет выделить из соапстока в чистом виде свободные жирные кислоты, которые являются ценным сырьем для производства мыла.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения ланолина | 1989 |
|
SU1723106A1 |
Способ рафинации животных жиров | 1988 |
|
SU1604837A2 |
Способ рафинации животных жиров и растительных масел | 1986 |
|
SU1439118A1 |
Способ получения твердого хозяйственного мыла из жиросодержащих кожевенных отходов | 1990 |
|
SU1694640A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ГИДРОЛИЗАТА | 1990 |
|
RU2021300C1 |
Способ получения эмульгатора | 1979 |
|
SU833955A1 |
Способ выделения нейтрального жира из соапстоков | 1986 |
|
SU1442539A1 |
Способ рафинации жиров | 1986 |
|
SU1406147A1 |
Способ получения эмульгатора | 1979 |
|
SU876640A1 |
Способ рафинации технического животного жира | 1984 |
|
SU1321746A1 |
Использование: масложировая, медицинская и косметическая промышленность. Сущность изобретения заключается в том, что получение ланолина включает щелочную рафинацию шерстного жира на подкладке из водно-солевого раствора сульфата аммония, отделение соапстока, промывку жира для удаления мыла раствором сульфата аммония и обработку смесью солевого раствора с отбеливающими реагентами при нагревании, разделение фаз с отделением целевого продукта и его промывку с последующим сепарированием. При этом в качестве нейтрализующего реагента при щелочной рафинации жира используют 10 - 12%-ный раствор гидроксида натрия, сульфат аммония используют в концентрации 1 - 2% при соотношении раствора гидроксида натрия к жиру от 1 : 1 до 1,5 : 1,0, температуре процесса 65 - 70°С с последующим подогревом реакционной массы до 98 - 100°С. В качестве отбеливающего реагента используют смесь, состоящую из 1 - 2% -ного раствора хлорида натрия и 14 - 15%-ного раствора вещества, выбранного из ряда: хлорамин, гипохлорид натрия, натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты, перекись водорода при соотношении смесь раствора: жир от 0,6 : 1,0 до 0,8 : 1 и температуре 40 - 60°С в течение 3 - 5 ч. После сепарирования проводят полное обезвоживание ланолина при 75 - 85°С и давлении 0,4-0,6 кгс/см2 в течение 1,0 - 2 ч. Соапеток обрабатывают безводным сульфатом аммония из расчета 3 - 4% от его массы при кипячении смеси в течение 20 - 30 мин с последующим разделением смеси на свободные жирные кислоты и раствор сульфата аммония. После отбеливания реакционную массу дополнительно обрабатывают безводным хлорамином или натриевой солью дихлоризоциануровой кислоты из расчета 1 - 2% от исходной массы шерстного жира. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Способ рафинации животных жиров | 1988 |
|
SU1604837A2 |
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба | 1920 |
|
SU11A1 |
Авторы
Даты
1994-12-30—Публикация
1991-04-19—Подача