Материальный расчет цеха туалетного мыла
Целью расчета является определение расхода содопродуктов на варку мыльного клея, а также определение количеств получаемого продукта. Расчет ведется на 1 т готового мыла.
Определение средней молекулярной массы жирового сырья по рецептуре, Мср, рассчитывают по формуле
где Мср(Сл), Мср(Пж), Мср(Тж), Мср(Км) - средние молекулярные массы жирных кислот компонентов жирового набора (Сл - саломас, Пж - пищевой жир, Тж - технический жир, Км - кокосовое масло);
% Сл, % Пж, % Тж, % Км - содержание соответствующих компонентов в жировом наборе;
Мср = 282 • 20 + 282 • 40 + 274 • 20 + 206 • 20 / 100 = 265,20 г./моль
Теоретический расход содопродуктов в пересчете на NaОН, Щт, кг, определяется по формуле
где ЖК - расход жирных кислот на 1 т мыла (по нормативам)
Щт = 755,9 • 40/ 265,2 = 114,0 кг
Расход углекислой соды учетной концентрации, Щу у (95% - ой), кг, определяется по формуле
где ГКО - глубина карбонатного омыления, в долях единицы. ГКО = 70-85% [2], принимаем 80% - 0,8;
Оу - остаток углекислой щелочи в готовом мыле. Оу - до 0,4%, принимаем 0,4 - 4 кг/т.
Ку у - содержание углекислой щелочи, в долях единицы, учетной концентрации (95%-ый) - 0,95, кг, определяется по формуле
Щу у = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/0,95 = 132,7 кг
Расход углекислой соды товарной концентрации, Щу т , кг, определяется по формуле
где Ку т - содержание углекислой щелочи, в долях единицы, принятое в проекте стандарту (99,2%) - 0,992
Щу т = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/ 0,992 = 127,1 кг
Расход углекислой соды рабочей концентрации, Щу р , кг, определяется по формуле
где Ку р - содержание углекислой щелочи в растворе рабочей концентрации, в долях единицы, принятое в проекте 26% - 0,26 [2],
Щу р = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/ 0,26 = 485,0 кг
Расход едкой щелочи учетной концентрации, Щк у , кг, определяется по формуле
где Ок - остаток каустической щелочи в готовом мыле, кг/т. Согласно стандарту Ок = 0,1-0,2%, принимаем 0,1% - 1 кг/т
Кк у - содержание NaОН, в долях единицы, в продукте учетной концентрации (92% - ой) - 0,92
Щк у = (114 • (1-0,8)+1) • 1,01/0,92 = 26,1 кг
Расход едкой щелочи товарной концентрации, Щк т , кг, определяется по формуле
где Кк т - содержание NаОН, в долях единицы, в продукте товарной концентрации. Согласно стандарту Кк т =45,5% - 0,455
Щк т = (114 • (1-0,8)+1) •1,01/0,455 = 68,0 кг
Расход едкой щелочи рабочей концентрации, Щк р , кг, определяется по формуле
где Ккр - содержание NаОН, в долях единицы, в продукте рабочей концентрации. Ккр = 38 - 42% [2], принимаем Ккр =40% - 0,4
Щк р = (114 • (1 - 0,8)+1) •1,01/0,4 = 60,1 кг
Удельный расход содопродуктов в пересчете на едкую щелочь учетной концентрации, Щуд, кг, определяется по формуле
Щуд = (26,1 + 132,7) •92•40/95•53 = 111,2 кг
Теоретический выход углекислого газа, УГ, кг, определяется по формуле
где Муг, Мущ - молекулярные массы соответственно углекислого газа и углекислой щелочи.
УГ = 44 • 132,7 • 0,95/ 106 = 52,3 кг
Количество влаги, вносимое в мыло жировым сырьем, Вжк, кг. Рассчитывается по правилу аддитивности с учетом влажности по ГОСТу каждого компонента жирового набора и расхода его на производство 1 т мыла.
Вжк = 151,18•0,3+302,36•0,2+151,18•, 05+151,18•0,2/ 100 = 2,117 кг
Количество мыльного клея, образующегося при варке, Мкв, кг, определяется по формуле
Мкв = 755,9 + 2,117 + 485,0 + 60,1 - 52,3 = 1250,8 кг
Концентрация жирных кислот в мыльном клее при варке, ЖКмкв, %, определяется по формуле
ЖКмкв = ЖК • 100/ Мкв (25)
ЖКмкв = 755,9 • 100/1250,8 = 60,4%
Расчетная концентрация ЖК в мыльном клее соответствует рекомендуемой руководством по технологии получения и переработки растительных масел и жиров (60-63%) [2].
Материальный расчет очистки мыльного клея выполняется на 1т туалетной основы.
Количество туалетной основы (ядра), Яш, кг, необходимой для получения 1т готового мыла рассчитывают исходя из принятых в проекте содержания жирных кислот в ядре после шлифовки (62%) ЖКмк% и нормы расхода жирных кислот на 1 т готового мыла, ЖК, кг/т и определяется по формуле
Яш = 755,9 • 100 / 62 = 1219 кг
Количество мыльного клея при шлифовке, МКш, кг, рассчитывают по количеству ядра (основы), выделяющегося в результате шлифовки и выходу его относительно клея (65-70% согласно литературе [15]).Принимаем 70%.
МКш = 1219 •100 / 70 = 1741 кг
Количество жирных кислот в мыльном клее при шлифовке, ЖКмк ш , рассчитывают по количеству мыльного клея и относительному содержанию в нем жирных кислот (52-55% согласно литературе [15]). Принимаем ЖКмк ш =55%.
ЖКмкш = МКш • ЖКмкш% / 100 (28)
ЖКмк ш = 1741 •55 / 100 = 957,55 кг
Количество подмыльного клея ПК, кг, определяется по формуле
ПК = 1741-1219 = 522 кг
Количество жирных кислот в подмыльном клее, ЖКпк, кг, определяется по формуле
ЖКпк = 957,55 - 755,9 = 201,7 кг
Концентрация жирных кислот в подмыльном клее ЖКпк, %, определяется по формуле
ЖКпк% = 201,7 • 100 / 522 = 38,6%
Количество каустической соды учетной концентрации, требуемое для обеспечения шлифовки Щкш у , рассчитывают по количеству мыльного клея при шлифовке и относительному содержанию в нем щелочи (1,1-1,3% [15]). Принимаем 1,2%
Щкш у = 1741 • 1,2 / 100 • 0,92 = 22,7 кг
Количество каустической соды учетной концентрации, избыточно введенной при варке мыльного клея, Щкв у , кг, - 0,1% NaOH или 1 кг на тонну мыла определяется по формуле
Щкв у = 1 • 1,1 / 0,92 = 1,19 кг
Количество едкой щелочи учетной концентрации, дополнительно вводимой при шлифовке Щкд у , кг
Щкд у = 22,7 - 1,19 = 21,51 кг
Количество едкой щелочи товарной концентрации, дополнительно вводимой при шлифовке, Щкд т , кг, определяется по формуле
Щкд т = 21,51 • 0,92 / 0,45 = 43,97 кг
Количество клея, поступающего на отсолку, Ко, кг, определяется по формуле
Ко = 1219,92 + 522 = 1741,92 кг
Количество жирных кислот в клее на отсолку, ЖКк о , кг, определяется по формуле
ЖКко = 755,9 + 201,7 = 957,6 кг
Количество мыльного клея, полученного при отсолке, МКо, кг, рассчитывают количеству жирных кислот в продуктах, передаваемых на отсолку и относительной концентрации их в клее при отсолке, ЖКмк о , % и определяется по формуле
МКо = 957,6 • 100 / 50 = 1915,2 кг
Средневзвешенная концентрация электролитов, Эпр ср , % (в расчете на NaOH), обеспечивающая отсолку, рассчитывается по правилу аддитивности на основании относительного содержания компонентов жирового набора согласно рецептуре и предельной концентрации электролита для каждого из них [15].
Эпр ср = А сл • Эпр сл + А пж • Эпр пж + А тж • Эпр тж + А км • Эпр км /100 (39)
Эпр ср = 20 • 4,6 + 40 • 4,6 + 20 • 5,3 + 20 • 17,7 / 100 = 10,9%
Количество электролитов необходимых для отсолки Эо, определяется по формуле
где Кэ - коэффициент пересчета предельной концентрации электролита, который равен 1/0,87 [15].
Коп - относительное содержание NaСl в товарном продукте в долях единицы, которое согласно стандарту составляет 99,7% - 0,997
Эо = 10,9 • 1915,2 • (1 / 0,87) / 100 • 0,997 = 240,7 кг
Расход содопродуктов поступающих на производство туалетного мыла представлен в таблице 7.
Таблица 7 - Расход содопродуктов поступающих на производство туалетного мыла