автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Усовершенствование технологии мыла с применением нетрадиционного сырья

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Чумак Ольга Петрівна

УДК 661.187

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ МИЛА З ВИКОРИСТАННЯМ НЕТРАДИЦІЙНОЇ СИРОВИНИ

Спеціальшсть:05.18.06-Технологія жирів, ефірних масел та парфюмерно-косметичних продуктів

Автореферат дисертації «а здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дисертацією е рукопис

Робота виконана в Харківському державному політехнічному університеті

Науковий керівник доктор технічних наук, професор

Харківський державний політехнічний університет Гладкий Федір Федорович, зав.кафедрою технології жирів

Офіційні опоненти: -доктор технічних наук

Мельников Констянгин Олексійович Дніпропетровський державний агроуніверситет, професор кафедри хімії

-кандидат технічних наук, доцент

Ющенко Володимир Олександрович

СП «Супермаш», м.Київ, науковий консультант

Провідна установа: Український державний університет харчових технологій, м.Київ, Міністерство освіти України

Захист відбудеться « 1997р. о ^годині на засіданні

спеціалізованої вченої рада?Дч)2.09.07 в Харківському державному політехнічному університеті ( 310002, м.Харків, вул.Фрунзе,21)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного політехнічного університету

д/

Автореферат розісланий « » 97р.

Вчений секретар спеціалізованої вченоі ради

Тимченко В.К.

І

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми.

Для виробництва твердого туалетного мила використовують різноманітні варшші жири, гідровалі рослинні олії (саломас), кокосову та пальмоядрову олії, шггетичні жирні кислоти фракції Сю-Сіб, С17-С21.

Серед рослинних олій особливе місце займають кокосова та пальмоядрова. З шх одержують тверді мила, які добре розчиняються у холодній воді.

Як типічка традиційна основа туалетного мила в Європі і СІЛА застосовується іуміш тваринних жирів і кокосової олії у співвідношенні 80/20.

Однак додавати кокосової олії у рецептуру туалетного мила більше ніж 20% іе рекомендується, тому , що вона містить значну кількість відносно шзькомолекулярних жирних кислот. Відомо, що мила таких кислот викликають тодразнення та сухість шкіри. У осіб, які мають дефекта шкіри ці явища їй являються і при меньшому вмісту кокосової олії у жировому складі мила.

В Україні традиційно кокосова олія повністю або частково заміюється ;интетичтши жирними кислотами відповідної фракції, які перебуваючи у складі мила також викликають подразнення шкіри.

Тому проблема пом'якшення негативної дії мила на шкіру людини шляхом вдосконалення його рецептури залишається актуальною, бо мило широко

використовується і для особистої гігієни, і для прання білизни.

Актуальність проблеми підтверджується також необхідністтю скорочення імпорту кокосової олії і припиненням в Україні виробництва миловарних фракцій синтетичних жирних кислот, що є екологічно шкідливим і базується на продуктах переробки нафти.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Робота виконана відповідно до постанови ДКНТ №15 від 1 березня 1993 року ( проект 7.03.01/030-93) «Адсорбційно-активні речовшш-замінники кокосової олії і синтетичних жирних кислот у складі туалетного мила», а також згідно господарчого договору № 48114 від 03.01.90р. «Проведення досліджень по створенню

прогресивного технологічного процесу виготовлення мила» між науково-

виробничим об’єднанням «Іскра» (м.Пермь) та Харківським державним політехнічним університетом та господарчого договору № 48469 від 24.01.96р. «Виконати дослідження, розробити склад та виготовити дослідну партію комплексного стабілізатора для туалетного мила (антиоксиданта, пластифікатора)» між ЗАТ «Укроліяжирпром» та Харківським державним політехнічним

університетом.

.Мета роботи:

Підвищення якості мила, у тому числі, благодійного впливу на шкіру людини, збільшення терміну зберігання мила. Створення матеріалів і розробка технологій використання їх у складі туалетного та господарчого мила, як замінників лугових сполук низькомолекулярних жирних кислот і для стабілізації якості мила. '

Основні задачі дослідження:

-аналіз споживчих властивостей мила в залежності від їх кристаліч структур «і вплив термічної обробки та різних речовин на поліморфні перетвори у милі; визначення можливості регулювання швидкості кристалізації мильної м; шляхом введення в неї різних речовин; формулювання вимог до добавок, сприяють поліпшенню властивостей мила;

-синтез спеціальних добавок, які регулюють властивості мильної ма розробка технології та організація виробництва цих продуктів;

- створення безконтактного метода контролю якості мила;

- розробка та впроваждення нової технології господарчого та туалетного мі з рецептури яких виключено синтетичні жирні кислоти та жирні кислоти кокосо олії;

-розробка складу комплексного стабілізатора для мила; організа виробництва комплексного стабілізатора і впровадження його у промисловість.

Наукова новизна:

-вперше показана можливість одержання високоякісного туалетного та господарчого мила з використанням жирних кислот з числом вуглецевих атомів більше ніж 15;

-виявлено властивість азотпохідних жирних кислот впливати кристалічну.струкгуру, а через це і на споживчі властивості туалетного мила;

-вперте показана можливість застосування метода розсіювання монохромні полярізованого світла для оцінки кристалічної структури мила;

-виявлено високу пластифікуючу дію діетаноламідів гідроксижирних кислої

-вперше запропоновано використання діетаноламідів гідроксижирних кисі як замінників жирних кислот кокосовоі оліі та синтетичних жирних кислот у скл туалетного та господарчого мила;

-вйерше встановлено, що діетаноламіди гідроксижирних кислот виявляк стабілізуючи властивості, тобто сприяють зберіганню кольору та запаху туалетне мила; ' ■

-вперше виявлено підсилення антиоксидантних властивостей алканоламіної похідних жирних кислот водно-етанольним екстрактом кори дуба при певному співвідношенні

Практична цінність та реалізація результатів дослідження

Виконані дослідження дозволили створити нові рецептури туалетного господарчого мила, що відрізняються доброчинним впливом на шкіру людиш більш тривалим терміном зберігання.

Задачу вирішено шляхом введення до складу мила нових активи компонентів.

Розроблено технологію виготовлення цих речовин на основі вищих жирних кислот, а також технологію їх застосування у складі туалетного та господарче мила, як замінника кокосової олії і синтетичних жирних кислот відповідної фракц:

Розроблено рецептуру та технологію виготовлення нового комплексного габілізатора для мила на основі алканоламінових похідних жирних кислот.

Розроблено нормативно-технічну документацію на промислове виробництво ових видів речовин Амірол, Амірол-М та Ксант, технічний опис на мило туалетне І а П групи, яке не містить кокосової олії, та на господарче мило «Натуральне».

Виробництво продукті ті Амірол та Амірол-М розпочато на підприємстві Азовхімотех» (м.Бердянськ). Таких продуктів виготовлено та реалізовано біля 350 он.

Виробництво комплексного стабілізатора Ксант започатковано у [арьківському державному політехнічному університеті.

Розроблено та впроваджено в промисловість технологію виготовлення осподарчого та туалетного мила без застосування жирних кислот кокосової олії та интетичних жирних кислот відповідної фракції. За новими технологіями на таких аводах України, як АП Вінницький олієжиркомбінат, ВАТ «Миколаєвський арфюмерно-косметичний комбінат «Алые паруса», АТЗТ «Харківський іиловарений комбінат» та Черновицький олієжиркомбінат виготовлено та еалізовано біля 300 тон туалетного та господарчого мила. Запорізький лієжиркомбінат використовує нові технології господарчого мила вже близько п’яти оків.

Апробація роботи

Матеріали дисертації оприлюднені на конференціях:

. II Міжнародна науково-технічна конференція «Компьютер: наука, техніка, технологія, освіта, здоровья», м.Харків, 3-5 травня 1994р.

. III Міжнародна науково-технічна конференція «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта та здоров’я», м.Харків, 19-21 травня 1995р.

. II Міжнародна конференція «Кінетика радікальних рідкофазних реакцій», м.Казань, АН Татарстана, 5-10 червня 1995р.

. ІУ Міжнародна науково-технічна конференція «Інформативні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я», м.Харків, 30-31 травня 1996р.

. У Міжнародна науково-технічна конференція «Інформативні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я», м.Харків, 12-14 травня 1997р.

Публікації

По темі дисертації опубліковано 3 статті, 6 тезів доповідей на Міжнародних :ауково-техшчних конференціях, рішення про видачу патенту України, рішення про идачу патенту Росії.

Структура і обсяг роботи

Дисертаційна робота складається зі вступу, п’яти розділів (глав), висновків та екомендацій, списку літератури та додатків.

Основна частина роботи викладена на 108 сторінках друкованого тексту, міщує 25 таблиць, 25 рисунків, 91 літературне джерело.

Зміст роботи

1 .Аналітичний огляд

В аналітичному огляді розглянуто сучасний стан розвитку технології мил щодо поліпшення його властивостей. • .

Виробництво миючих засобів (у тому числі туалетного і господарчог розвивається з урахуванням постійно зростаючих вимог споживачів, проблем сировиною, а також таких загальних факторів сучасного стану, як екологта безпека, енерго- та ресурсозаощаджсення.

Туалетному милу шляхом введення різних добавок надають поліпше споживчі властивості. Для зменшення подразнюючого впливу мила на шкі] людини використовують різні добавки, такі як алкілоламіди, оксіетильовані непов ацшшііцеріди, ліцетин, вищі жирні спирти, високомолекулярні жирні кислої антибіотики, антимікробні речовини,рослин ні екстракти тощо. Ці добавки тільї маскують подразнюючу дію мила, яка визначається його жирно-кислотним складої

Тому буде важливо вирішити проблему пом’якшення подразнюючого вплиі мила на шкіру людини шляхом зміни його жирно-кислотного складу і п] одночасному використанні поліпшуючих добавок.

Цього можна досягти, якщо зменшити або зовсім виключити зї складу ми. солі відносно низькомолекулярних жирних кислот.

Такий нетрадиційний склад мила потребує удосконалення його технолог щодо' можливості використашш сучасного обладнання і досягнення відповідні споживчих властивостей.

Мета може бути досягнута введенням азотпохідних жирних кислот, що маю додатково кис</єньвмістибні функціональні групи.

. З природних жирних кислот тільки рицинова кислота, що міститься рициновій олік має гідроксильну групу. Але, враховуючи практичну відсутніс такої олії та 'ії високу вартість доцільно одержувати гідроксшшслоти штучні шляхом, а саме шляхом окислення жирних кислот соняшникової олії або інших ол та жирів, що містять ненасичені жирні кислоти.

2.Методична частина

2.1. Об’єкт дослідження.

Об’єктом дослідження служили промислові, та спеціально виготовлені зраз:

■ твердого мила (туалетного і господарчого), жирні кислоти соняшникової і рициної олії, щодо їх перетворення в водорозчинні етаноламіди, самі етаноламіди та води етанольні екстракти деяких рослин, щодо їх стабілізуючої дії на мило.

2.2. Методики досліджеїшя.

В роботі використано комплекс фізико-хімічних методів аналізу об’єкі дослідження, що дозволили оцінити їх якісні і кількісні зміни в залежності Е складу і умов технологічної обробки.

Використано методики, рекомендовані ВНДІЖирів, а також сучас інструментальні методи. У тому числі ренгеноструктурний аналіз, монометричні метод дослідження інгібіруючої дії речовин тощо.

З Дослідження кристалічної структури мила

3.1. Споживчі властивості і кристалічна структура мила

Для досліджень споживчих властивостей та кристалічної структури були використані зразки туалетного мила, що було виготовлено на різних підприємствах України та Росії. В цих зразках визначили вміст жирних кислот, твердість, набухання, швидкість розчинення та коефіцієнт стирання.

Для вивчення кристалічної структури мила та для коїпроля поліморфних перетворень у ході технологічного процесу у роботі використали рентгеноструктурний аналіз.

За розміром одного або двух малих ідентифікуючих інтервалів в кристалічній структурі мила може бути встановлена та чи інша кристалічна модифікація мила (таблиця 3.1).

Таблиця З Л-Ідентифікуючі малі інтервали різних модифікацій мила

Кристалічна модифікація а Р 8 ш

Ідентифікуючі малі інтервали 0,245 та 0,275 0,285 та 0,295

(міжплощинна відстань) в нм 0,365 0,355

Фактором, який визначає кристалічну форму мила є технологічна обробка, тобто термічний та механічний вплив.

Аналіз товарних мил проводили на рентгенівському дифракгометрі для дослідження кристалічних об’єктів. В таблиці 3.2 наведені результати визначення малих ідентифікуючих інтервалів зразків туалетного та господарчого мила різних сіідприємств-виготовлювачив.

З аналізу споживчих властивостей мила зроблено висновок, що вони залежать від поліморфної модифікації мила, а також від жирно-кислотного складу. Кращі ліоживчі властивості спостерігаються у милі, що містить переважно Р-модифікацію їбо більшу кількість жирних кислот.

3.2. Дослідження розсіювання лазерного випромінювання у милі

Для розробки рекомендацій по використанню нефелометричних методів, які дозволять контролювати якість мила в процесі його виготовлення було проведено експериментальне дослідження закономірностей розсіювання світла (лазерне зипромінювання) в об’ємі товарного мила.

Згідно з даними, які одержали в результаті попередніх рентгеноструктурних досліджень, мило це складне в оптичному відношенні середовшце.Воно буде вести ;ебе, як “мутне” , де розсіяння складним чином залежить від співвідношення іараметрів квазікристалічних (Р- та оз-фази) та склоподібних підсистем.

Принципіальна схема лабораторної установки для дослідження процесів зозсіювання лазерного випромінювання в зразках туалетного мила наведена на рис.3.1.

Таблиця 3.2- Результати дослідження кристалічної структури товарного _____________туалетного та господарчого мила______________________________

№ Назва, група, підприємство Структура мила

Вміст жирних кислот,% Малий інтервал, нм Модифіка- ція

Арендне підприємство Вінницький олієжиркомбінат

1. Подарочное, группа экстра 80,23 0,2921 и

2. Бальзам Подолья, группа экстра 80,72 0,2932 со

3. Магнолия, грухша1 79,85 0,2961 0)

4. Винница, группа II 79,66 0,2966 о

5. Теремок, группа Детское 81,35 0,2944 <а

6. Хозяйственное, 70%, 0,2927 ю

Відкрите акціонерне товариство «Миколаївський парфумерно-косметичний комбінат

7. Юбилейное,группа I 74,15 0,2775 (і+25% со

8. Косметическое, группа II 78,48 0,2760 р+следы <а

9. Семейное, группа II 69,39 0,2750 Р

10. Детское, группа Детское 69,92 0,2780 Р '

Фабрика «Свобода», город Москва

11. Бальзам, группа экстра 78,13 0,2962 со

12. Балет, группа экстра 77,86 0,2962 СО

13. Хозяюшка,группа И 76,87 0,2998 ш

14. Детское, группа Детское 77,49 0,2770 а+10% р

Акціонерне товариство закритого типу «Харківський миловарний комбінат»

15. Молодость, группаї 78,75 0,2750 Р+£0

16. Теремок, группа Детское 77,50 0,2755 Р

17. Хозяйственное, 65% 0,2918 <й

Зис.3.1 - Схема лабораторної установки для дослідження процесів лазерного випромінювання у зразках туалетного мила І-випромінювач; 2-блок живлення; 3-зразок мила; 4-вимірювальна головка;

>-блок реєстрації; 6-фогорезистор; 7-високовольгний стабілізований вимірювач; ї-мікроамперметр

Попередні дослідження були проведені у зразках, які приготували з різних юртів мила, які виготовили на різних підприємствах;

зразок 1-мило «Сімейне», зразок 3-мило «Косметичне», зразок 4-мило «Ювілейне» -ці мила виготовлені у ВАТ «Миколаївський парфумерно-косметичний комбінат (Алые паруса», м.Миколаїв;

зразок 2-мило «ВНІ1Ж», виготовлено у ХДПУ на каф.технології жирів, воно дістать 5% етаноламіда кислот рицинової олії, м.Харків;

зразок 5-мило «Бальзам», виготовлено на АП «Вінницький олієжиркомбінат», «.Вінниця;

зразок 6-мило «Балет»,виготовлено на фабриці «Свобода», м.Москва. Характеристика зразків наведена у габлиці.3.2.

Результати вимірювань наведені на рис.3.2.

X ,м м

Рис.3.2 - Інтенсивність розсіювання у зразках мила

з

По осі абсцис відкладена координата «х» (див. рис,3.1.), по осі ординат реєстрований фотострум І, який пропорціональний інтенсивності розсіяного світла.

Аналіз виявив, що характер розподілення інтенсивності розсіяного свш визначається фазовим складом мила. Це дозволяє використати винайдений ефеї для регулювання технологічних параметрів установки для виготовлення мила.

3.3. Дослідження впливу термічної обробки на поліморфні перетворення

милі

Для досліджень впливу термічної обробки на поліморфні перетворення у ми. використано мило «Сімейне», що виготовлено у ВАТ «Миколаївський парфюмерні косметичний комбінат «Альїе паруса».

Підготовка зразків складалася з їх термообробки при 80°С протягом різні інтервалів часу А^=10,15,20,30 та 40 годин Зразок І-вихідний А ^=0 год, зразок : Аіо=10 год, зразок 3-Діо=15 год, зразок 4-Аіо=20 год, зразок 5-Аіо=30 год, зразок і Діо=40 год

На рис.3.3 представлені вимірювання інтенсивності розсіяного світі для зразків №1-№4.

Рис.З.З-Інтенсивність розсіювання світла для мила «Сімейне» при потужності лазерного випромінювання Рд=0,66мВт

З графіка 1=ґ(х) видно, що для вс зразків експоненціальний спад інтенсивнос спостерігається при значеннях х>6мм, диапазоні значень х=(6-12)мм інтенсивні є розсіяного світла для різних зразків прийм; близьке значення.

З наведених даних видно, що мет< контролю якості товарного мила і вимірюванню інтенсивності розсіяної лазерного випромінювання має максималы чутливість в диапазоні х=(3-7)мм.

На основі аналізу здобутих результатів запропонована модель пристрою до здійснення контролю якості товарного мила у процесі його виготовлення. Схел пристрою відображено на рис..3.5.

Рис.3.5 - Схема пристрою для здійснення контролю якості товарного мила у процесі його виготовлення 1-випромінювач;2-крошптейн;3-мильнаштанга;4-фоторезистор;5-шнєк-гірес

3.4. Дослідження розсіювання лазерного випромінювання у жирних кислотах

Для підтвердження висновку, що інтенсивність розсіювання лазерного випромінювання залежить від кристалічної структури твердого тіла і при інших однакових умовах обумовлюється співвідношенням р- та со-фаз, проведепі дослідження розсіюванім лазерного випромінювання у чистих жирних кислотах та їх сплавах в системі фіксованих технологічних параметрів лазера (7.^632,8нм) та фотоприймача.

Як зразки вибрано стеарінову та пальмітінову кислоти, тому що ці кислоти найбільш часто використовують при виготовлені мила ^параметри їх кристалічних решіток дещо відрізняються. В таблиці 3.4 наведені рецептури сплавів жирних кислот.

Табл.3.4 - Рецептури сплавів жирних кислот

Зразок Стеаріїгова кислота С17Н35СООН,% Пальмітінова кислота С15Н31СООН,%

1 0 100

2 25 75

3 50 50

4 75 25

5 100 0

Графіки залежності І(х) представлені на рис.3.6.

450

400

350

300

ї 250 5 200

150

100

50

0

Рис.3.6 - Інтенсивність розсіювання лазерного випромінювання З представлених результатів видно, що характер розсіювання для всіх зразкії сплавів жирних кислот однаковий і при першому наближенні його можна описаті експоненціальною залежністю, яка має вигляд: І/Ітах=е'їЛ, де у- коефіцієнт затуханш інтенсивності світла в напрямку первинного пучка. Графік залежності коефіцієнті затухання у від складу зразків наведено на рис.3.7.

0,5 0,45 0,4 0,35 0,3

Г“

І 0,25 ^ 0,2 0,15 0,1 0,05 0

Рис.3.7-3алежність коефіцієнту затухання інтенсивності розсіяного світла від складу сплавів стеарінової та пальмітінової кислот Експериментально встановлено, що бінарним сплавам з різними кількісним! характеристиками складаючих компонентів відповідають різні діапазони відхилиш

стеарінова кислота

X ,мм

:<х» світла, що проходить від напрямку первинного пучка. Найбільше розсіювання спостерігається у пальмітинової кислоти, а найменше - у стеарінової.

Наведені результати підтверджують висновок, щодо характера розсіювання іазерного випромінювати у милі, дозволяють припустити, що може бути розроблено метод контролю складу мила за результатами вимірів інтенсивності зозсіювашія лазерного випромінювання.

3.4. Дослідження спеціальних добавок, що регулюють властивості .цільної маси.

Розглядалася можливість одержання високоякісного туалетного та осподарчого мила без застосування відносно низькомолекулярних жирних кислот. Дя мета досягнена шляхом уведення спеціальних добавок-діетаноламідів жирних гислот, у тому числі з кисеньвмістивними функціональними групами, а також їх іатрових солей

Критерієм оцінки впливу добавок на властивості мильної маси було яіввідношення кристалічної і склоподібної часток, що визначались за допомогою юлярізаційного мікроскопа.

Була виготовлена 40-% мильна маса на основі кислот кокосової олії та ловичного жиру, які були взяті у співвідношенні 15.85% мас.

.При проведенні дослідів з різними добавками умови затвердження мильної іаси не змінювалися.

Результати оцінки впливу добавок на кристалічну структуру наведені в аблиці 3.5.

Таблиця 3.5. Вплив добавок на кристалічну структуру 40%-го мила

№ Добавки Вміст кристаліч-ної фази,%

1. Мило без добавок 14,5

2. Мило з добавкою діетаноламіда синтетичних жирних КИСЛОТ Сдо-Сіб 8,0

3. Мило з добавкою діетаноламіда синтетичних жирних КИСЛОТ Сі4“Сіб 8,3

4. Мило з добавкою діетаноламіда жирних кислот рицинової олії (нейтралізованої) 3,3

5. Мило з добавкою діетаноламіда,одержаного з жирних кислот рицинової олії,нейтрал, дікарбоновими кислотами > 5,0

б. Мило з добавкою діетаноламіда окислених жирних кислот соняшникової олії (нейтралізовані) 4,0

7. Мило з добавкою натрової солі гідроксистеарінової кислоти ' 5,0

Встановлено, що наіменший вміст кристалічної фази спостерігається у іердому милі з добавками похідних гідроксіжирних кислот.

Таким чином, діетаноламіди гідроксіжирних кислот можуть буї рекомендовані як добавки до мильної маси, що поліпшують їх споживчі властивою Введення до складу мила алкілоламідів рицинової олії, як це визначено допомогою ренттеноструктурного аналізу, значно збільшує вміст ^-модифікації, и сприяє підвищенню його якості.

4.Синтез і розробка технології виготовлення діетаноламіду на основі окислених жирних кислот та жирних кислот рицинової олії. Діетаноламіди в залежності від умов одержання та вихідної жирної кило-диспергуютсья або розчиняються у воді. Для того, щоб ці сполуки були розчинні воді, необхідно до складу їх вуглеводневого радікалу ввести достатню кількіс гідрофільних (гідроксильних або інших кисеньвмістивних) груп.

З природних жирних кислот тільки рицинова кислота, що міститься рициновій олії має гідроксильну групу. Але, враховуючи практичну відсутніс такої олії в Україні та її високу вартість доцільно одержувати гідроксикисло штучним шляхом, а саме шляхом окислення жирних кислот соняшникової олії а! інших олій та жирів, що містять иенасичеш жирні кислоти.

Відомо декілька способів окислення жирних кислот, серед них оброб жирних кислот пермангонатом калія, теграокидом осмія, перекисними речовинам озоном, киснем повітря і т.і. Рідкофазяе окислення жирних кислот киснем повіт це найбільш дешевий, економічний промисловий спосіб.

4.1 Окислення жирних кислот соняшникової олії Окислення проводилося на лабораторній установці за такими умовами: температура -100°С; витрата повітря - 0,5 та 1,0 л/хв;

гомогенний каталізатор - пальмітат марганцю (0,07 % перераховуючи на маргане до ваги жирних кислот)

Приєднання кисню до ненасичених жирних кислот можна спостеріга шляхом визначення їх середньої молекулярної маси. Це легко зробити, якщо відо число нейтралізації суміші кислот.

Якщо припустити, що кисень приєднується до жирних кислот у вигл. гідроксильних груп, то середня кількість їх при зменшенні числа нейтралізації 10-12% буде становити близько 3. Час окислення жирних кислот в такому р становить 4-6 годин за умовами, що вказані вище.

4.2 Синтез діетаиоламідів Діетаноламід одержували шляхом конденсації:

а) діетаноламіду з жирними кислотами рицинової олії;

б) діетаноламіду з окисленими жирними кислотами соняшникової оліі

І в першому і в другому разі відношення кислота : діетаноламін 1:1 температура 155°.

Схема реакції:

К(ОН)гД[СООН + Ш (СН2СН2ОН)2 -» К(ОН)[Д1СОК(СН2СН2ОН)2 + Н20 Для синтезу використовували діетаноламін (ТУ 6-09-2652-77). Для технічних пот] можна використовувати триетаноламін технічний марки А, гатунок 1, який міст від 40 до 86% діетаноламіну (ТУ 6-02-916-79).

Накопиченій діетаноламіду контролювали по кислотному числу реакційної суміші.

Процес вважали закінченим при досягненні КЧ=30 мг КОН/г. Надмір діетаноламіну нейтралізували жирними кислотами рицинової олії, або окисленими жирними кислотами соняшниковоі олії в залежності від того, яку проводили реакцію конденсації.

Вихід діетаноламіду контролювали методом потенціометричного титрування. Він становите бід 60 до 70%.

Діетаноламіду, одержаному з жирних кислот ріцинової олії присвоїли назву Амірол, а діетаноламіду, одержаному з окислених жирних .кислот соняшникової олії

- Амірол-М. Промислове виробництво цих матеріалів організовано на підприємстві < Азовхімотех» (м. Бердянськ) під назвою Амірол та Амірол-М.

Розроблені технічні умови на Амірол та Амірол-М, в яких визначено основні токазники якості продукта, методи їх контролю, вимоги безпеки при виготовленні га вживанні цих продуктів, термін зберігання, упаковк

4.3 Фізико-хімічні властивості діетаноламідів

Були визначені такі фізико-хімічні показники одержаних діетаноламіду ірганолептичні, -розчинність, -концентрація водневих іонів, -густина, -в’язкість, -юверхневий натяг, -піноутворююча здатність, -змачувальна здатність, -критична ;онцентрація міцелоутвореняя.

За даними досліджень одержані продукти мають досить слабкі поверхнево-іктивні властивості, що вірогідно обумовлюються будовою їх молекул.

5.Розробка рецептур та технології варки господарчого і туалетного мила з іикористанням нетрадиційної сировини.

Розроблено рецептури і технологія варки господарчого та туалетного мила прямим та непрямим методами) з розщеплених та нейтральних жирів, до складу кого входять адсорбційно-активні матеріали Амірол та Амірол-М. В промислових мовах виготовлені партії господарчого та туалетного мила різного складу у тому нслі такого, що не містить кокосової олії та синтетичних жирних кислот. Кількість шіролу в рецептурі такого мила становила від 2 до 4%маси жирних кислот.

Технологія варки основи для мила з нейтральних жирів істотно змінюється, скільки немас необхідності проводити друге обмилеши та друге відсолювання. імірол або Амірол-М можна вводити перед шліфуванням основи, або в готову іильну основу.

Коли основа вариться з розщеплених жирів Амірол або Амірол-М можна водити на операціях обмилення жирової суміші, шліфування мильноі основи або в этову мильну основу.

Висушування, охолодження та механічна обробка мила здійснювалася у зичайному режимі.

Якість мила, із рецептури якого було повністю виключено жирні кислоти окосової олії та синтетичні жирні кислоти та введена адсорбційно-активна добавка .мірол або Амірол-М повністю відповідає вимогам діючих технічних умов та гандартів.

6. Розробка складу комплексного стабілізатора для туалетного мила

6.1. Вибір компонентів складу комплексного стабілізатора для туалетного мила Нами було визначено, що введення до складу мила адкалоламінових дохіднії жирних кислот (Амірол та Амірол-М) призводить до стабілізації якості мила. Том за основу комплексного стабілізатора вибрали алканоламінові похідні жирни кислот, в вуглеводневий радікап яких введені додатково кисєньвмістиві функціональні груди.

Зважаючи на позитивну дію продуктів типу Амірол щодо тривалог збереження запаху і зовнішнього вигляду мила, нами вивчено їх антиоксидантну дії як таких так і в суміші з водно-етанольшши екстрактами рослин, зокрема кори дуб та горобини, які містять значну кількість фенольних сполук.

Рослини, з яких виробляли водно-етанольні екстракте, вибирали, ураховуюч можливість їх використання як сировини у промислових масштабах. Заготівля ци рослин сьогодні забезпечує потреби фармацевтичної промисловості і може бу,і збільшена за короткий термін. Відсутність токсичності (при використанні невеликій кількості) підтверджується тим, що ці рослини являють собою аб лікарську сировину (кора дуба), або культури, харчове використання яких давно широко відомо (горобина).

З метою перевірки можливості використання зазначених екстрактів і. інгібіторів вивчено їх вплив на швидкість окислення стірола, як чистих, так і суміші з алканоламіновими похідними жирних кислот. Досліди проводили і манометричній установці. Кількість екстракту, який додавали таким чином, н концентрація сухих речовин у всіх випадках була однаковою і складала 2%. Да про швидкість окислення стірола в присутності різних екстрактів та алканоламід жирних кислот наведені у таблиці 6.2.

Таблиця 6.2. Швидкість окислення стірола

в присутності різних екстрактів та алканояамідів жирних кислот

№ Композиція Швидкість поглинання кисню, моль/л*сек

1. Модельна суміш без антиоксидантів 160,71 *10'7

2. Антал П2 (ТУ 18.16-2.96.80) 56,27* 10‘7

"і: Алканоламінові похідні модифікованих (попередньо окислених) жирних кислот 64,99*10'7

4. Суміш екстракта кори дуба та алканоламінових похідних жирних кислот 1:1 5,559*10-'

5. Теж екстракта горобини 11,589* 10"'

Швидкість інгібірованого окислення стірола характеризується шввдкіс' поглинання кисню, яку можна обчислити по формулі V = к2*[ШГ)*Уі /к7*і*п*[ІпН] моль/л*сек,

де рШ]- концентрація модельного вуглеводню, Г- коефіцієнт інгібірування, кількість активних центрів, [ІпН]-концентрація інгібітора. З формули швидко-

ггібірованого окисления стірола одержуємо, що тангенс кута нахилу прямої ілєжності швидкості окислення від швидкості ініціїрування

Іяа=к2»[ЯН]/к7ф^а*[ІпН].

Величина tga визначена експериментально на основі поглинання кисню за асом модельною сумішшю в присутності різних речовин.

Зважаючи на дані, наведені в табл.6.2. досліджувані компоненти можуть бути іікористані у складі комплексного стабілізатора мила.

Хі _/ч_ / і * '

6.2. Визначення оптимального складу комплексного стабілізатора

Оптимальний склад комплексного стабілізатора визначено за допомогою етода симплексних решіток. Як вихідні компоненти використали: і - 0,1 мл розчину екстракта кори дуба;

і. 0,1 мл розчину екстракта плодів горобини; і - 3,0 мл 3%-го розчину етаноламінових похідних жирних кислот.

Антиоксидантні властивості оцінювалися по тангенсу кута нахилу прямої !> а) функції залежності поглинання кисню у реакторі від часу .

Розрахунки оптимального складу комплексного стабілізатора виконані по іеціальній програмі і наведені у вигляді діаграми (рис.6.1), яка дозволяє пановити співвідношення компонентів при мінімальних значеннях функції гклика.

Найкращий ефект

гальмування окислення

досягнуто при співвідношенні екстракт кори дуба до алканоламіпових похідних

жирних кислот 1:3.

Комплексному стабілізатору,* що має такий склад присвоїно торговельну назву КСАНТ.

Звичайно до складу туалетного мила входить 0,3% стабілізатора.

Розроблені технічні

умови на комплексний стабілізатор КСАНТ, в яких визначено основні показники якості продукта, методи їх контролю, вимоги безпеки при виготовленні та вживанні цих продуктів, термін зберігання, упаковка.

І і 111

.її з:

Ні-

Рис.6.1- Розрахунок оптимального складу комплексного стабілізатора

висновки

Одержані нові науково-обгрунговані результати, які дозволили удосконали технологію мила, в тому числі:

1 .На основі систематичних досліджень кристалічної структури та споживч. властивостей мила винайдено метод одержання якісного мила без застосуван відносно низькомолекулярних жирних кислот.

Вперше встановлено, що азотпохідні жирних кислот з кисеньвмістившв групами у вуглецевоводневому радикалі, зокрема діетаноламіди, сприяю відтворенню в милі кристалічної структури, що обумовлює його високу якість.

2.3апропоновано новий метод одержання водорозчинних алканоламідів, і базується на використанні окислених жирних кислот;

Розроблено технологію, необхідну нормативно-технічну документаці організовано та впроваджено в промисловість нові продукти-водорозчик алкілоламіди-Амірол і Амірол-М.

3.Виявлено сінерпгтичний ефект, щодо гальмування окислення вуглеводнії суміші водорозчинних азотпохідних жирних кислот і водно-етанольних екстракт кори дуба і горобини.

Розроблено склад, технологію виготовлення і нормативно-техніч документацію на комплексний стабілізатор КСАНТ.

4.3апропоновано новий метод оцінки кристалічної структури і складу сумін похідних аліфатичних вуглеводнів, що будується на ефекті розсіюван монохроматичного полярізоваиого випромінювання.

Розроблено прилад, що дозволяє здійснювати аналіз кристалічної структу

мила.

Основний зміст дисертвції опубліковано в наступних роботах:

1. Гладкий Ф.Ф., Чумак О.П., Гаскж Л.В., Гладкий В.Ф. Мило без жирн кислот. //Харчова і переробна промисловість.-1995.-№10.-с.22-23.

2.Гладкий Ф.Ф., Чумак О.П. Новый комплексный стабілізатор для туалетне

мыла. //Труды международной научно-технической конференц «Информационные технологии: наука, техника, технология, образован]

здоровье».-Часть 4.-Харьков.-1997.-С.198-202.

3.Гладкий Ф.Ф., Чумак О.П. Стабілізатор" для туалетного мила. //Харчов; переробна промисловість.-1997.-№8.-с.31.

Особистий науковий внесок автора:

Виявлено, що водорозчинні алканоламіди жирних кислот сприяк відтворенню в милі необхідної кристалічної структури, запропоновано не технологію мила з використанням тільки вітчизняних жирів, розроблено мет одержання водорозчинних алканоламідів, що базується на використанні окислен жирних кислот [1]; виявлено сінергитичний ефект, щодо гальмування окислен вуглеводнів в суміші водорозчинних азотпохідних жирних кислот і воді етанолышх екстрактів кори дуба і плодів горобини [2]; запропоновано склад нове комплексного стабілізатора для туалетного мила [3].

Чумак О.П. Удосконалення технології мила з використанням нетрадиційної ЖфОВИНИ. Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за летальністю 05.18.06-технологія жирів, ефірних масел і парфюмерпо-космстичшіх іродуктів. Харківський державний політехнічний університет, Харків, 1997.

Захищається 3 публікації. На основі комплексних досліджень' кристалічної :трукгури та споживчих властивостей мила вперше розроблено технологію мила іисокої якості без застосування відносно низькомолекулярних жирних кислот. Іоказано, що для досягнеіпія необхідних властивостей мильної маси, можно іикористовувати водорозчинні алканоламіди вищих жирних кислот. Запропоновано іетод і розроблена технологія водорозчинних алканоламідів (Амірол і Амірол-М), цо базується на використанні окислених жирних кислот. Запропоновано новий тетод оцінки кристалічної структури та складу сумішів похідних аліфатичних іуглеводнів на основі ефекту розсіювання монохроматичного полярізованого світла. Виявлено сінергетичиий ефект гальмування окислення вуглеводнів в суміші юдорозчиніпіх алканоламідів жирних кислот і водно-етанольних екстрактів кори суба та плодів горобини. Розроблено склад та технологія нового комплексного табілізатора для мила (КСАНТ). Розроблено склад, технологію виготовлення, геобхідну нормативно-технічну документацію, організовано та впроваджено в [ромисловість нові продукти Амірол, Амірол-М та КСАНТ.

Ключові слова: нова технологія мила, кристалічна структура, якість, :омплекний стабілізатор.

Чумак О.П. Усовершенствование технологии мыла с использованием гетрадиционного сырья. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по пециальности 05.18.06-технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-юсмегических продуктов. Харьковский государственный политехнический ниверситет, Харьков,1997.

Защищается 3 публикации. На основании комплексных исследований ристаллической структуры и потребительских свойств мыла впервые разработана ехнология мыла высокого качества без использования относительно шзкомолекулярных жирных кислот. Показано, что для достижения требуемых войств мыльной массы, можно использовать водорастворимые алканоламиды ысших жирных кислот. Предложен метод и разработала технология одорастворимых алканоламидов (Амирол и Амирол-М), которая основана на іспользовании окисленных жирных кислот. Предложен новый метод оценки ристаллической структуры и составов смесей производных алифатических тлеводородов на основе эффекта рассеивания монохроматического голяризованного света. Выявлен синергитический эффект торможения окисления тлеводородов в смесях водорастворимых алканоламидов жирных кислот и водно-танолных экстрактов коры дуба и плодов рябины. Разработан состав и технология ювого комплексного стабилизатора для мыла (КСАНТ).Разработан состав, ехнология изготовления, необходимая нормативно-техническая документация,

организовано и внедрено в промышленность новые продукты Амирол, Амирол-М КСАНТ.

Ключевые слова: новая технология мыла, кристаллическая структур; качество, комплексный стабилизатор.

O.P.Chumak. Soap Technology Development Based on Non-traditional Ra Material. -Manuscript.

Dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engiueerir sciens on a speciality 05.18.06 - technology of fats, radio oils and parfum of cosmet products. Kharkov state polytechnical university, Kharkov, 1997.

Three publication are protected. A high quality soap technology without usir relatively low molecular fat acids is developed based on the complex research of cryst structure and soap properties as a consumable. The required soap mass properties ai shown to be acheivel by using water-solved alkanjlamids of higher fat acids. A method

And technology of water-solved alkanolarnids; (Amirol and Amirol-M) dfsed с oxidized fat acids is proposed. A new metod of appreciaxing crystal structure and mixtui ingredients derived from alifatic carbonates is proposed. It is based on the effect < scattering monochromatic polarized light. A synergetic effect of slowing down carbonati oxidation processes in mixtures of water-solved alkanolarnids of fat acids and wate ethanol extractsof oak cover and рябина is found. A technology for a new complex soe stabilizer CSSant (KCAHT) is developed and the compound is produced. The compoun the production techology and associate technical papes are preseted. New products Amirol, Amirol-M and CSSant (KCAHT) - are introduced into industry.

Key words :new soap technology,crystal structure, quality, complex stabilizer.