Способ получения мыла “Актобе”

(51) 61 8/97 (2006.01) 11 13/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ нагревательный котел. Продолжительность кипения- 60 мин. Во время кипения раствор тщательно перемешивается. После истечения времени кипения раствор отстаивался до охлаждения и оседания нерастворимых частиц. Затем осуществляется фильтрация высвеченных частей раствора, осадок твердых частиц выбрасывается. Выход экстракта из 20 кг. золы биюргуна солончакового и 40 л воды составил 27 л. На полученный экстракт объемом 27 л. добавляется 1,3 кг топленого жира, т. е. процесс омыления жирных кислот проходил при соотношении 95 экстракта и 5 жира. Выход конечной продукции со значительным преобладанием натриевых солей стеариновой кислоты составил 2,2 кг. Для омыления 100 кг жира потребуется 900 л экстракта биюргуна солончакового. Таким образом, начальная стадия изготовления мыла прототипа и традиционной технологии в частности видоизменена для использования местной природы ресурсов. Речь о том, что омыление жира варка мыла проходит с использованием экстракта биюргуна солончакового с последующим выпариванием. При этом едкий натрий прототипа изобретения заменен экстрактом из золы и воды. Всего лишь изменена одна операция стадии омыления жира. Последующие операции прототипа сохранены, усовершенствован механизм омыления,или исключено применение едкого натрия и хлористого натрия при омылении.(72) Жансугурова Жазира Амангельдиевна Абылгазина Дана Талгатовна Шулембаева Кульзия Конуспаевна Тулепбергенов Сагын Куанышпаевич Тулепбергенова Лена Сагыновна Зияева Гульнар Керимбековна Токубаева Анар Адильхановна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет имени аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЫЛА АКТОБЕ(57) Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для производства хозяйственного мыла. Разработанный способ получения мыла включает омыление топленого жира с экстрактом Биюргуна солончакового и переработку сваренной продукции по общепринятой технологии. Так, технология подготовки экстракта Биюргуна солончакового рассматривает выкашивание, сушение и сжигание собранных трав,измельчение золы с перемешиванием и сдавливанием. Набор навесок золы биюргуна солончакового и воды выполняется с учетом соотношения указанных компонентов -24. Набранные навески переносятся в чугунный Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для производства хозяйственного мыла. Известен способ получения мыла (Шепелев А.Ф.,Печенежская И.А., Ивахненко Т.Е. Товароведение и экспертиза парфюмерно-косметических товаров. Учебное пособие. - Ростов-на-Дону Март, 2001. с.144). Технология производства косметических изделий состоит из плавления, смешивания твердого сырья, фильтрации, охлаждения, экспрессии и протирки продукта. Недостатком работы является то, что плавление твердых веществ перезина, воска, смолы требует высоких температур, т.е. энергии в наибольших килокалориях. Известен способ получения мыла (Химическая энциклопедия. Под ред. И.Л. Кнунянц, в 5 томах. Т.3. - М. Научное издательство Большая российская энциклопедия, 1992. - с.155-156) сущность которого заключается в современной технологии и операции. Здесь горячая варка при омылении исходного сырья осуществляется с каустической содой. Недостатком работы является то,что использование каустической соды для омыления высококачественных жировых кислот является экономически невыгодным способом получения мыла. Производство соды и едкого натрия также требует создания химзаводов по их синтезу. Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ получения мыла(Прохоров А.М. - Большая советская энциклопедия,17. Моршин - Никие, третье издание. - М. изд. Советская энциклопедия, 1974), в котором технологический процесс получения мыла складывается (состоит) из двух этапов варки мыла и переработки сваренного мыла в товарный продукт. Омыление жирового сырья осуществляется едкой щелочью или содой. Недостатком данной работы является то, что в процессе омыления используется раствор едкого натрия. Данный химический реактив является дорогостоящим для производства мыла, с одной стороны, и вредным к окружающим - с другой. Задачей данного изобретения является разработка способа получения мыла из топленого жира с использованием для его варки экстракта биюргуна солончакового. Техническим результатом является использование топленого жира и натрийсодержащего экстракта из растительной золы, воды. Технический результат достигается способом получения мыла, включающим омыление, но в отличие от известного, гидролиз топленого жира проходит в присутствии экстракта биюргуна солончакового. Омылением, в данном случае,является варка мыла из жира при его растеплении экстрактом золы биюргуна. Исходное сырье омыления - экстракт золы растений считается местным природным ресурсом и позволяет заменить применения едкого натрия или соды. Содержание экстракта в составе исходного 2 сырья составляет 95 (остальное - топленый жир). При этом увеличение значения экстракта до 96,5 и уменьшение до 94 приводят к снижению выхода сваренного мыла. Следовательно, граничные пределы содержания экстракта составляют 94 - 96. Экстракт подготавливается из золы Биюргуна солончакового и воды при соотношении 24. Так,изменение граничного предела соотношения составляет 10-15. При соблюдении граничных пределов сохраняется товарная позиция экстракта. Экстракт биюргуна солончакового из рода Итсигек подготавливается следующими приемами скашивание травы Итсигек подсушивание до воздушно-сухого состояния сжигание сухой травы и сдавливание золы заправка котла взятыми в необходимом соотношении золой и водой перемешивание котла до кипения раствора золы и воды охлаждение фильтрация экстракта. Омыление жира производится без применения химически чистого едкого натрия. Здесь он заменен экстрактом золы Итсигек. Предложенный способ включает омыление жира экстрактом биюргуна солончакового из рода растений Итсигек и переработку сваренного мыла по современной технологии в товарный продукт. При этом сохраняется товарная позиция мыла. Отличием разработанного способа получения мыла Актобе является то, что для омыления топленого жира используется натрийсодержащий экстракт - раствор золы растений Итсигек. При этом образуются натриевые соли жирных кислот и увеличивается выход выпускаемого товара. Применение экстракта или раствора золы пустынных местных растений удешевляет стоимость выпускаемой продукции. Очевидность использования экстракта биюргуна солончакового в данном способе получения мыла Актобе - это создание растворимых элементов натрия, калия, НС 3, С 3 для последующего образования солей жирных кислот. На этой основе получено мыло Актобе. Так,содержание солей стеариновых, пальмитиновых,миристиновых кислот достигает до 65 . Причем резко увеличивается выход продукции за счет присутствии в экстракте вторичных глинистых минералов, содержащихся у растений Итсигек. Это качественно улучшает действие поверхностноактивного вещества - мыла. Разработанный способ получения мыла Актобе позволил использование местных ресурсов для производства хозяйственного мыла. Опыты по способу получения мыла Актобе начаты на территории хозяйств Мугоджарского(совхоз Актюбинский) и Байганинского (совхоз Алтай) районов Актюбинской области. Дело в том,что в южной части Подуральского плато, а именно на складчатых останцах Мугоджарских мелкосопочников,наблюдается скопление водорастворимых солей древних кор выветривания земли. Здесь находятся соляные озера Шункуркуль и Сабындыкуль (сабын в переводе на язык изложения текста означает мыло). Отсюда нет особой необходимости химического синтеза едкого натрия на заводе для производства мыла. Исследование природных ресурсов для легкой промышленности Актюбинской области организовано под руководством заслуженного деятеля наук Чултурова Ш.М. Здесь была лаборатория химии растений Опытной станции кормов и пастбищ. Технология омыления жиров завершена в лаборатории генетики и селекции кафедры молекулярной биологии и генетики факультета Биотехнологии и биологии КазНУ им. аль-Фараби. Пример 1. На исследование способа получения мыла Актобе подобраны следующие виды дикорастущих трав рода Итсигек Биюргун солончаковый, Биюргун Сырдарьинский, Ежовник меловой (Гост 2566-79). Так, исследованием захвачены районы развития легкой промышленности Казахстана Актюбинской,Жамбульской, Семипалатинской областей. Причем,передовая технология изготовления мыла внедрялась с помощью Актюбинской опытной станции кормов и пастбищ, КазНИИ земледелия им. В.Р.Вильямса, КазНИИ кормопроизводства и пастбищ. В лабораториях КазНИИ земледелия им.В.Р.Вильямса проанализирован зольный состав аридных растений и химический состав поверхностной и грунтовой воды (Таблица 1). Кроме того, при разработке способа получения мыла обобщены материалы гидрогеологии Актюбинского филиала КазГипрозема (Жансугуров А.А. 19682013 гг). Вначале был разработан химический состав растений по географическим районам их развития. После выявления полезности алколлоидов биюргуна солончакового для омыления жира приступили к изучению условий приготовления экстракта или водной вытяжки. При этом предпочтение отдавалось подготовке экстракта из воды и золы биюргуна солончакового. Следовательно, разработка способа получения выполнялась в два этапа Таблица 1 Химичские элементы воды использованного при получении экстракта для омыления Название бассейнов рек Илек Эмбииский омыление жирной кислоты экстрактом биюргуна солончакового переработка сваренного мыла в продукт. Качество хозяйственного мыла определяется содержанием солей жирных кислот - 1735(стеариновой,олеиновой,лауриновой и пальмитиновой, миристиновой) кислоты, а также гидрофобными коллоидами. Так, в Казахстане площадь естественных угодий 180 млн. га, причем значительная часть представлена травами из рода Итсигек. Водные ресурсы только в одной Актюбинской области составляют 2,5 млн. м 3. Гидрогеология и гидрография Актюбинской области на фоне Мугоджарских мелкопочников расчленены реками Орь, Илек, Эмба. Истоки рек начинаются от соленых куполов. Речь о том, что поверхностные и грунтовые воды имеют хлоридносульфатное засоление (Таблица 1). Сумма водорастворимых солей составляет 12,20 г/л в районе Мугоджарских гор (совхоз Актюбинский). Содержание иона натрия равно 3 г/л. Кроме того,значение бикарбоната составляет 5,4 г/л. Следует отметить,что количества щелочноземельных элементов вполне достаточно для прохождения процесса омыления жиров. Тем более что ионы натрия здесь сопровождаются гидрофобными коллоидами,как,например,монтмориллонит и др. Высокая минерализация водорастворимых солей,несомненно, влияет на химический состав произрастающих растений. Прежде всего, при изучении химии растений мы обратили внимание на содержание щелочноземельных элементов в зольном составе естественных трав Биюргун солончаковый, Биюргун Сырдарьинский, Биюргун меловой. При этом преобладающим элементом в составе золы Биюргуна солончакового является натрий - 27,18, а затем магний и калий. Сумма элементов в золе равна 13,4 от абсолютного веса. Содержание натрия в Биюргуне Сырдарьинском и Биюргуне меловом почти в два раза меньше, оно колеблется в пределах 15,42-18,89 от суммы. Влияние засоленных вод отражается и на химическом составе видов Итсигек. Быстроэкстрагируемые вещества лучше накапливаются в Биюргуне солончаковом. Их количество составляет 38,23 (Таблица 2). Значение жира - 2,34. Малозаметное превышение количества жира наблюдается в данных видах Итсигек. 3 Таким образом, обобщение химического состава видов Итсигек позволяет использовать экстракт Биюргуна солончакового в качестве компонента для омыления жиров при условиях нагревания. Подготовка экстракта из подобранных компонентов воды, золы начинается со сбора трав путем кошения и сушки их до воздушно-сухого состояния, а затем получения золы из Биюргуна солончакового. Для этого высушенная трава Биюргуна солончакового в необходимом количестве сжигается с последующим охлаждением, а затем измельчается путем раздавливания пестиком до однородной массы. Подбирается чугунный котел водовместимостью 70 л. и отвешивается навеска из золы Биюргуна солончакового весом 20 кг, и зола переносится в чугунный котел с последующей заливкой 40 литров воды. Компоненты тщательно перемешиваются и котел нагревается до кипения в течение часа, а затем охлаждается почти до комнатной температуры, нерастворенные частицы выпадают в осадок, и затем отфильтровывается экстракт. Далее осуществляется отделение раствора экстракта от осадка. Для этого раствор пропускается через фильтр диаметром не менее 1 мм. Нижняя часть раствора, т.е. осадок, образуемый в котле,выбрасывается. Фильтрат или экстракт объемом 27 литров,прошедший через фильтр, применяется для осуществления процесса омыления жировых кислот,содержащися в 1,3 кг топленого жира. При этом выход товарной продукции составляет 2,1 кг. Необходимо обратить внимание на то, что исходное сырье составляло 28,3 кг (271,328,3 кг). Из них 27 кг экстракта Биюргуна солончакового, а остальная часть - топленый жир. Выявление выхода 2,1 кг мыла из 28,3 кг исходного сырья установлено путем экспериментального исследования при омылении следующих экстрактов золы Биюргуна солончакового и жира 33 30 27 24 и 21 кг и 1,6 1,5 1,3 1,2 1,0 кг соответственно. Котел заправлялся экстрактом и туда добавлялся топленый жир. Далее котел нагревался до кипения продолжительностью 3-4 часов. Происходил процесс выпаривания с испарением воды и омылением жира. Повышение температуры способствует взаимодействию ионов воды - ОН- Н- К, Са 2, 2, и др. Речь идет о гидрогенизации жира с последующим образованием солей жировых кислот. В дословном смысле, идет связь или присоединение ионов с образованием растворимых солей при реакции гидролиза. Данная растворимая соль действует как поверхностно-активное вещество. Дело в том, что в составе раствора имеются гидрофобные вещества, и тем самым растворение загрязняющих соединений проходит намного лучше. Использование экстракта золы Биюргуна в качестве сырья при омылении жира или при варке мыла Актобе способствовало получению готовой продукции с повышенным содержанием стеариновой кислоты (таблица 3). Так, наиболее качественная товарная продукция получена при подготовке мыла из 27 л экстракта и 1,3 кг жира, где получено 2,1 кг мыла с содержанием 70 стеариновых кислот. Следовательно,при выпаривании 28,3 л исходного сырья на испарение расходуется 27,2 л воды. Часть этого сырья,возможно, расходуется в процессе гидрогенизации жира с образованием натриевых солей. Следует отметить, что по варианту исследования характерно также преобладание пальмитиновой кислоты. Содержание стеариновых кислот в мыле Актобе непосредственно предопределяется экстрактом Биюргуна солончакового. Дело в том,что на фоне 21 л экстракта золы и 1 кг жира значение данной кислоты составляет 53 от суммы выхода продукции. Можно обратить внимание, что при применении 24 л экстракта биюргуна и 1,2 кг жира также наблюдается снижение выхода готовой товарной продукции. Кроме того, отмечается Таблица 2 Химические элементы растений из рода Итсигека, использованных при получении экстракта для омыления Виды Итсигека Биюргун солончаковый Биюргун Сырдарьинский Биюргун меловой Химический состав,Белок Жир Клетчатка БЭВ 10,05 2,34 33,40 38,23 ослабление качества. Стеариновая кислота составляет 50 от суммы выхода продукции. Таким образом, процесс гидрогенизации жира,т.е. образование натриевых солей жирных кислот лучше происходит при содержании 95 экстракта золы биюргуна и 5 жира. Исследованием установлено, что содержание жира в составе исходного сырья составляет 5 от суммы вещества. 4 Следовательно, граничный предел содержания жира- 4-6. Подытоживая положительный эффект применения экстракта золы Биюргуна солончакового при омылении жира (Таблица 4),отмечаем,что натрийсодержащее вещество позволяет в несколько раз увеличивать выход готовой продукции. С одной тонны исходного сырья, т.е. 950 л экстракта и 50 кг жира, получается 100 кг мыла, а остальная часть идет на выпаривание. Использование экстракта в составе исходного сырья омыления позволяет ввести частичное изменение в технологический процесс изготовления продукции,а именно в прием омыления эфирного масла. Начальная стадия технологического процесса изготовления мыла - омыление жира едким натрием заменено омылением жира экстрактом биюргуна солончакового. В современной технологии изготовления мыла и технологиигорячая варка и частично горячая варка, т.е. омыление жира проводятся с едким натрием. В нашем примере едкий натрий прототипа заменен экстрактом золы Биюргуна солончакового, что является местным природным ресурсом. Остальные приемы обработки способа соблюдаются или проводятся по. Данное изобретение вводит изменение только на стадии омыления жира прототипа. Таблица 3 Примеры конкретного выполнения омыления жиров при получении мыла Актобе Компоненты Выход готовой мыла, кг продукции по омыление экстракт жир мыла, кг Качество мыла выход жирны х кислот, 48 Контроль - омыление 11 1 1,2 25,3 14,9 жира сМыло Г 21 1 1,2 53 30,1 15,7 Актобе 2 24 1,2 1,8 58 35,6 17,9 3 27 1,3 2,2 70 50,3 21,1 4 30 1,5 1,9 61 31,0 15,0 5 х 33 1,6 1,9 50 28,8 14,1 Примечание х - количество экстракта за пределами оптимального диапазона Таблица 4 Экспериментальные данные, подтверждающие наличие положительного эффекта по сравнению с известным Наименование способа Мыло Актобе ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения мыла, включающий омыление жиров и переработку сваренного мыла в товарный Выход готовой продукции, Прибавка от контроля, кг кг 1,2 1,8 0,6 2,2 1 1,9 0,7 1,9 0,7 продукт, отличающийся тем, что гидролиз топленого жира проходит в присутствии экстракта биюргуна солончакового.