DE974368C

DE974368C - Verfahren zum Bleichen von Seifen und Seifenstoecken

Info

Publication number: DE974368C
Application number: DEU1891A
Authority: DE
Inventors: Anthony Humphreys; Frederick Oliver James
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1951-11-09
Filing date: 1952-11-09
Publication date: 1960-12-08

Description

AUSGEGEBEN AM 8. DEZEMBER 1960

Die Erfindung betrifft das Bleichen von Seifen und Seifenstöcken. Der im nachfolgenden gebrauchte Ausdruck »Seife« soll sowohl Seifen wie Seifenstöcke einschließen.

Das Bleichen von Seifen wird gewöhnlich durch Vermischen eines Bleichmittels mit geschmolzener Seife bei und in der Nähe des Siedepunktes mit oder ohne Zusatz von Wasser ausgeführt. Natriumhypochlorit ist das am meisten gebrauchte Bleichmittel. Andere Bleichmittel sind auch bereits verwendet worden. Das Bleichen von Seifen, nacheinander mit einem reduzierenden Salz und dann mit einem Persalz oder Wasserstoffperoxyd, ist ebenfalls vorbeschrieben (Schrauth, Handbuch der Seifenfabrikation, 1927, S. 356, Absatz 1).

Es wurde gefunden, daß unerwartete Verbesserungen beim Bleichen erhalten werden können, wenn ein Hypochloritbleichmittel kontinuierlich in einem Strom geschmolzener Seife entweder in einem offenen oder geschlossenen System im Gleichstrom eingeführt und dann rasch und innig mit der Seife vermischt wird. Hierdurch wird nicht nur eine größere Gleichförmigkeit der Bleichung erzielt, sondern auch die für die gleiche Bleichwirkung erforderliche Menge an Bleichmittel wird ebenso verringert wie die Bleichdauer. Seifen aus stark gefärbten Ölen, ζ. Β. rotem Palmöl, und grüne Talgseifen können in ausreichender Weise nach der Erfindung gebleicht werden, was mit den bisherigen Methoden nicht möglich war.

Kontinuierliche Bleichverfahren sind schon beschrieben, wobei Zellstoff und ein Bleichmittel in stetiger Weise gemischt und durch eine längliche Behandlungszone geführt werden (Opfermann und Hochberger, »Technik und Praxis der Papierfabrikation«, Bd. III, Die Bleiche des Zeilstoffes, 2. Teil [1936], S. 42, 57, 58). Jedoch sind die Probleme des Bleichens von Zellstoff in keiner Weise denjenigen des Seifenbleichens analog, denn die physikalischen

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und chemischen Verhältnisse sind offensichtlich völlig verschieden, so daß eine Übertragung von dem einen auf das andere technische Gebiet durchaus nicht nahe lag.

So ist ferner das kontinuierliche Bleichen von Ölen und Fetten durch Leiten des Bleichgutes durch eine Zone geringen Querschnittes unter Einführung von Chlordioxyd bekannt. Auch hiervon sind die Probleme des Seifenbleichens unter Verwendung von Hypochlorit ganz verschieden, nicht nur wegen der viel größeren Viskosität des zu behandelnden Materials, sondern auch weil ein flüssiges Bleichmittel an Stelle eines gasförmigen benutzt wird. Diese bekannten Verfahren gehören demgemäß zu technischen Gebieten, welche von dem der Erfindung verschieden sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Bleichen von Seifen und Seifenstöcken mittels eines Hypochloritbleichmittels und ist dadurch gekennzeichnet, daß Bleichmittel, vorzugsweise Natriumhypochlorit, und heißer Seifenleim in eine längliche Behandlungszone eingeführt werden, durch welche sie, vorzugsweise bei einer Temperatur von 75 bis 85⁰ C, nach raschem und innigem Vermischen im Gleichstrom hindurchfließen. Der Ausdruck »Hypochloritbleichmittel« soll auch Stoffe wie z. B. Chlor einschließen, welches ein Hypochlorit in situ bildet, wenn Alkalihydroxyd zugegen ist. Natriumhypochlorit ist jedoch das bevorzugte Bleichmittel.

Es wurde ferner gefunden, daß das Bleichen von Seife gemäß der Erfindung in vielen Fällen noch weiter durch den Zusatz eines oder mehrerer anderer Bleichmittel mit Oxydationswirkung verbessert werden kann.

Beispielsweise können zusätzlich zum Hypochlorit Persalze, z. B. Natriumpersulfat oder Percarbonat, Peroxyde, z. B. Natriumperoxyd, oder Sauerstoff verwendet werden. Die Verwendung dieser Stoffe ist besonders vorteilhaft beim Bleichen stark gefärbter Seifen, z. B. Seifen aus rotem Palmöl oder grünem Talg. 4Q Wasserstoffperoxyd ist das in Verbindung mit einem Hypochloritbleichmittel am geeignetsten verwendbare Zusatzmittel, da es in allen Konzentrationen und in verhältnismäßig stabiler Form erhältlich ist und keinen anderen Rückstand als Wasser hinterläßt. Das Hypochloritbleichmittel wird vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf Fettsäure in der Seife, angewendet. Die Menge an verwendetem Zusatzbleichmittel kann von 0,01 bis 0,20 Gewichtsprozent der Fettsäure schwanken, ausgedruckt als Wasser stoffperoxyd.

Vorzugsweise wird das Zusatzbleichmittel dann zugesetzt, wenn die innige Vermischung der Seife mit dem Hypochloritbleichmittel vollendet ist. Es ist zweckmäßig, unverzüglich nach der Einführung des Zusatzbleichmittels weiterzurühren. Dieses bevorzugte Verfahren wird unter stetigem Rühren, vom Zusatz des Hypochloritbleichmittels an, mindestens so lange, bis das Oxydationsmittel innig mit dem Strom vermischt ist, ausgeführt. Das oxydierend wirkende Zusatzbleichmittel kann jedoch auch zuerst innig mit der Seife vermischt und das Hypochloritbleichmittel dann zu der Mischung, vorzugsweise unmittelbar anschließend, zugefügt werden. Es ist zweckmäßig, unverzüglich nach dem Zusatz des Hypochloritbleichmittels weiterzurühren. Es muß immer darauf geachtet werden, daß das Hypochloritbleichmittel und das oxydierend wirkende Zusatzbleichmittel nicht miteinander in Berührung kommen, bevor nicht das eine oder das andere gut mit der Seife vermischt worden ist. Wenn daher das Rühren ausreichend kräftig ist, können das Hypochloritbleichmittel und das Zusatzbleichmittel fast gleichzeitig zugesetzt werden.

Rasches Mischen ist erforderlich, um zu gewährleisten, daß keine örtlichen Anhäufungen des Hypochloritbleichmittels oder des Zusatzbleichmittels auftreten, da hierdurch Verluste an Reaktionsmittel und möglicherweise andere unerwünschte Wirkungen, wie z. B. ungleichmäßiges Bleichen der Seife, hervorgerufen werden können. Das Vermischen wird vorzugsweise mittels eines mechanischen Rührers ausgeführt, dessen Flügel dicht an der Mischstelle der Bestandteile gelegen sind.

Bessere Ergebnisse werden mitunter erhalten, wenn das Verfahren gemäß der Erfindung unter gewöhnlich 5 at nicht überschreitenden Drücken ausgeführt wird, insbesondere dann, wenn keine Zusatzbleichmittel benutzt werden.

Mit dem beanspruchten Verfahren werden einige sehr überraschende Ergebnisse erzielt. Während das ansatzweise Bleichen von Seife eine Zeit von 1 bis 12 Stunden erfordert, ist es sehr überraschend, daß ein schnelles und kontinuierliches Verfahren überhaupt aus einem solch langsamen An satz verfahren entwickelt werden konnte und Seife nach der Erfindung in Sekunden gebleicht wird. Dabei wird auch noch unter Überwindung der bisher angetroffenen Schwierigkeiten ein höherer Bleichgrad im Vergleich mit den meisten durch übliche chemische Verfahren gebleichten Seifen erhalten, wobei außerdem noch Wirtschaftlichkeit im Bleichmittelverbrauch gegeben ist. Eine bestimmte Art und Qualität der Seife wird auch weniger Schwankungen und daher größere Gleichförmigkeit in der Farbe zeigen, wenn nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gebleicht wird, gegenüber einer Seife, die von Ansatz zu Ansatz nach einer der üblichen Bleichmethoden erhalten wird.

Eine geeignete Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem rohrförmigen Gefäß mit einem Rührer, dessen Flügel sich dicht bei den Leitungszuführungen für die Seife und das oder die Bleichmittel befinden. Ein oder mehrere zusätzliche Rührer können in verschiedenen Höhen des Gefäßes vorgesehen sein, wenn z. B. das Zusatzbleichmittel in einer anderen Höhe als die χ Seife und das Hypochloritbleichmittel eingeführt wird und die Rührwirkung auf dieser letzteren Höhe nicht ausreichend kräftig ist.

Es ist zweckmäßig, ein senkrechtes rohrförmiges Gefäß zu benutzen und Seife und Hypochloritbleichmittel in der Nähe des Bodens einzuführen. Die Entfernung der gebleichten geschmolzenen Seife kann durch einen Überlauf über den Rand des Gefäßes oder durch einen Auslaß in einer anderen geeigneten Höhe bewirkt werden. Die Höhe der Seifensäule muß ausreichend sein, um Blasenbildung in dem Rohr

zu verhüten. Es wurde z. B. eine Höhe von 75 cm zweckmäßig für ein rohrförmiges Gefäß von 10 cm Durchmesser gefunden. Da die gebleichte Seife stetig entfernt wird, kann das Verfahren nach der Erfindung leicht mit der kontinuierlichen Seifenherstellung kombiniert werden.

Es wird zweckmäßig eine Dosiervorrichtung verwendet, um die Mengen an Bleichmittel und geschmolzener Seife, auch wenn erforderlich an Wasser, ίο oder gegebenenfalls an Zusatzbleichmittel genau zu messen und zu kontrollieren, wodurch Verluste oder Überbleichung vermieden werden. Die Dosiereinrichtung kann elektronisch gesteuert werden.

Die Temperatur des Gemisches soll im Augenblick des Bleichens etwa 75 bis 85⁰C betragen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Seife vor dem Bleichen entsprechend erwärmt wird. Ein gewisses Maß von Temperaturkontrolle in der Reaktionszone, sei es durch Erwärmen oder Abkühlen, kann mittels eines Mantels oder durch Heiz- oder Kühlschlangen bewirkt werden. Temperaturen unter 70⁰C können wegen der Viskositätssteigerung Mischschwierigkeiten hervorrufen, während bei Temperaturen merklich über 85⁰C die Bleichwirkung schwierig kontrolliert werden kann. Gute Bleichwirkungen werden jedoch mitunter auch bei Temperaturen bis zu 100° C erzielt oder sogar darüber beim Arbeiten unter Druck. Diese höheren Temperaturen können unter Verwendung von überhitztem Dampf erreicht werden. Bei der Behandlung von Seifenstöcken ist es vorteilhaft, in einer Operation zu verseifen und zu bleichen, indem das Bleichen in Gegenwart eines alkalischen Stoffes bewirkt wird, da eine Bleichung des Neutralöles kaum stattfindet, bevor es verseift ist. Die Verseifung verläuft jedoch schneller bei 100⁰C als bei dem für Seife bevorzugten Bleichtemperaturbereich von 75 bis 85⁰C, und es hat sich herausgestellt, daß eine gute Bleichung eines stark verfärbten Seifenstockes, z. B. Palmölseifenstock, auch bei einer Temperatur von 100⁰C erreicht werden kann.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auf Seifen mit einem beliebigen Fettsäuregehalt angewendet werden, wobei es gleichgültig ist, ob sie ausgesalzen sind oder nicht. Vor dem Bleichen der Seife ist es zweckmäßig, sie mit Salzlösung oder einer Lösung von Natriumhydroxyd in üblicher Weise zur Entfernung der Verunreinigungen auszuwaschen. Die Verunreinigungen würden sonst in unnötiger Weise Bleichmittel verbrauchen.

Es wurde beobachtet, daß sich der pn-Wert des

Gemisches während des Bleichverfahrens verringert.

Das Verfahren nach der Erfindung sollte aber unter alkalischen Bedingungen ausgeführt werden, wobei ein dem der Seife entsprechender Alkalitätsgrad bevorzugt wird. Man setzt daher der zu bleichenden Seife Alkali in ausreichenden Mengen zu, um zu gewährleisten, daß der pn-Wert des Gemisches beim Fortschreiten der Reaktion nicht unter den gewünschten Wert sinkt.

Bei der Behandlung von Seifenmischungen mit einer merklichen Menge an Neutralöl, wie z. B. eines beim Raffinieren von Ölen erhaltenen Seifenstockes, ist es zweckmäßig, nach der Verseifung des Neutralöls, aber vor dem Bleichen zu waschen, um einen Teil der Verunreinigungen zu entfernen.

Das Bleichmittel färbt Harzseifen dunkel. Es ist daher ratsam, Harzseifen erst nach Vollendung der Bleichung zuzusetzen.

Das Verfahren nach der Erfindung stellt eine beträchtliche Verbesserung gegenüber den bekannten Verfahren zum Bleichen von Seifen dar. Das Bleichen wird dabei unter besser kontrollierten Bedingungen und vorzugsweise bei verhältnismäßig niedriger Temperatur ausgeführt. Der Elektrolytgehalt kann zur Anpassung an die Seifenart und zur Einstellung der Viskosität des Seifenleims verändert werden.

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnungen erläutert, welche darstellen in

Fig. ι einen Aufriß der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung im Schnitt und in Fig. 2 eine Aufsicht auf die Fig. 1 nach Linie A-A'.

Wasser, Bleichmittel, Zusatzbleichmittel und geschmolzene Seife werden am Boden des rohrförmigen Gefäßes 8 durch Leitungen 1, 2, 3 und 4 eingeführt. Die Flüssigkeiten werden mittels eines Rührwerkes 10 vermischt, welches drei Flügel (Fig. 2) besitzt und durch einen Motor 11 über Welle 12 angetrieben wird. Das Gefäß kann über einen Mantel 9 erwärmt oder gekühlt werden, ,durch welchen Heiz- oder Kühlflüssigkeiten über Leitungen 5 und 6 im Kreislauf geführt werden. Der Auslaß 7 für die gebleichte Seife ist im oberen Teil von Gefäß 8 vorgesehen. Am Auslaß 7 kann eine beliebige Einrichtung angebracht sein, welche die Anwendung von Druck im Inneren der Vorrichtung ermöglicht. Weitere Leitungen können, wenn erforderlich, noch in geeigneten Höhen für die Einführung von Dampf oder anderen gewünschten Stoffen angebracht sein.

Beispiel 1

Ein Teil eines Erdnußölseifenstocks wurde in einem Siedekessel mit Natriumhydroxyd zur Vollendung der Verseifung des Neutralöls gekocht. Das Produkt wurde stetig in das rohrförmige Bleichgefäß mit Natriumhypochlorit mit folgenden eingestellten Geschwindigkeiten und Temperaturen eingeführt.

Material

Seifenstockeinsatz mit
einem Fettsäuregehalt
von 24,9 °/o als Seife .

Natriumhypochloritlösung mit 14,2 %
Natriumhypochloritgehalt

Seifenstockausbeute

kg pro
Stunde

63O

646

Temperatur ⁰C

84

20

Äquivalent 1,42 NaOCl, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf Fettsäure

82

Der gebleichte Seifenstock wurde ausgesalzen und in der üblichen Weise fertiggemacht. Die abgesetzte Seife besaß eine graue Cremefarbe.

Beispiel 2

Ein Erdnußölseifenstock mit einem Gehalt von i8,7% an Fettsäuren als Seife und 6,6% Neutralöl wurde in das rohrförmige Bleichgefäß stetig zusammen mit Natriumhypochlorit und mit zur Verseifung des Fettes in dem Seifenstock ausreichender Natriumhydroxydlösung mit folgenden eingestellten Geschwindigkeiten und Temperaturen eingeführt:

Material	kg pro Stunde	Temperatur ° C	Äquivalent 1,32 NaOCl, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure	77
Seifenstockeinsatz mit einem Gehalt von. 18,7 °/₀ Fettsäure als Seife und 6,6 °/₀ Neu tralöl Natriumhypochlorit lösung mit 14,2 ⁰I₀ Natriumhypochlorit gehalt Natriumhydroxyd lösung mit 23 % Na₂O. Gehalt	610 14 27	81 20 ■ 20
Seifenstockausbeute ...	651

Beispiel 3

Eine Seife wurde aus einem Fettansatz, bestehend aus 55% rotem Palmöl, 35% Palmkernöl und 10% Erdnußöl, hergestellt, auf einen Glyzeringehalt von weniger als 1% ausgewaschen und in Form eines Kerns mit 62% Fettsäuregehalt absetzen gelassen. Seife, Natriumhypochlorit und Wasser wurden stetig in das rohrförmige Bleichgefäß an den in der Zeichnung angegebenen Stellen eingeführt. Fließgeschwindigkeiten, Temperaturen und Konzentrationen sind nachstehend aufgeführt:

Material	kg pro Stunde	Temperatur ⁰C	Äquivalent 1,88 NaOCl, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure	76
50 Seifeneinsatz mit 62 % Fettsäuregehalt Natriumhypochlorit lösung mit 14,7% Natriumhypochlorit- ⁵⁵ gehalt Wasser	568 45 72	82 20 ' 80
bo Seifenausbeute	685

Wenn die gebleichte Seife aufgekocht wurde, war sie verleimt. Sie wurde auf den erforderlichen Alkaligehalt eingestellt, mit 0,1 % Natriumbisulfit, bezogen auf die Fettsäure, behandelt, ausgesalzen und in der üblichen Weise fertiggemacht. Die Seife hatte eine hellorange Farbe.

Beispiel 4

Ein tieforangefarbener Palmölseifenstock mit einem Gehalt von 21,5 °/₀ Fettsäuren als Seife und 4,8 °/₀ Neutralöl wurde stetig in das rohrförmige Bleichgefäß mit Natriumhypochlorit, Wasserstoffperoxyd, Natriumhydroxydlösung, Wasser und Dampf mit folgenden eingestellten Geschwindigkeiten und Temperaturen eingeführt:

Material	kg pro Stunde	Temperatur ⁰C	Äquivalent 2,05 NaOCl, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure Äquivalent 0,10 H₂O₂, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure
Seifenstockeinsatz mit einem Gehalt von 21,5 °/₀ Fettsäure als Seife und 4,8% Neu tralöl Natriumhypochlorit lösung mit 12,6 °/₀ Natriumhypochlorit gehalt Wasserstoffperoxyd lösung mit 3,1 °/₀H₂O₂- Gehalt Natriumhydroxyd lösung mit 22°/₀ Na₂O- Gehalt Wasser Wasserdampf zwecks Steigerung der Tem peratur des Gemisches auf	S3« 22,5 4,5 32 60	90 20 20. 80 80 100
Seifenstockausbeute ...	649

Der gebleichte und verseifte Seifenstock wurde gekocht, ausgesalzen und in der üblichen Weise fertiggemacht. Die abgesetzte Seife hatte gelbe Cremefarbe.

Beispiel 5

Eine Seife wurde aus einem Fettansatz, bestehend aus 55% rotem Palmöl, 35% Palmkernöl und io°/₀ Erdnußölfettsäure, hergestellt, auf einen Glyzeringehalt von weniger als i°/₀ ausgewaschen und als Kern mit 62 °/₀ Fettsäuregehalt absetzen gelassen. Die abgesetzte Seife, Natriumhypochlorit, Wasserstoffperoxyd und Wasser wurden in das rohrförmige Bleichgefäß an den in der Zeichnung angegebenen

Stellen in folgenden geregelten Geschwindigkeiten, Temperaturen und Konzentrationen eingeführt:

Material	kg pro Stunde	Temperatur ⁰C	Äquivalent 1,88 NaOCl, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure Äquivalent 0,10 H₂O₂, ausgedrückt als Prozent, bezogen auf die Fettsäure	78
Seifeneinsatz mit 62 % Fettsäuregehalt ¹⁰ Natriumhypochlorit lösung mit 14,7 % Natriumhypochlorit gehalt 15 Wasserstoffperoxyd lösung mit 2,0 % H₂O₂- ₂₀ Gehalt Wasser	568 45 17 72	82 20 20' 80
²5 Seifen ausbeute	702

Die gebleichte Seife war beim Aufsieden verleimt, wurde auf den erforderlichen Alkaligehalt eingestellt und mit 0,1 % Natriumbisulfit, bezogen auf die Fettsäure, behandelt. Sie wurde dann ausgesalzen und in üblicher Weise fertiggemacht. Die Fertigseife besaß eine helle Cremefarbe.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zum Bleichen von Seifen und Seifenstöcken mittels eines Hypochloritbleichmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichmittel, vorzugsweise Natriumhypochlorit, und heißer Seifenleim in eine längliche Behandlungszone eingeführt werden, welche sie, Vorzugsweise bei einer Temperatur von 75 bis 85⁰C, nach rascher und inniger Mischung im Gleichstrom durchfließen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hypochloritbleichmittel in situ erzeugt wird.
3. Verfahren zum Bleichen von Seife nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren unter Druck ausgeführt wird.
4. Verfahren zum Bleichen von Seifen nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres, oxydierend wirkendes Zusatzbleichmittel,

z. B. Wasserstoffperoxyd, in die Mischung aus Seife und Hypochlorit eingeführt und damit rasch und innig vermischt wird.
5. Verfahren zum Bleichen von Seife nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oxydierend wirkende Zusatzbleichmittel zuerst in den Strom der geschmolzenen Seife eingeführt, rasch und innig vermischt und daß das Hypochlorit dann in der erhaltenen Mischung fein verteilt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 19 994 IV a/23 a (bekanntgemacht am 5. 7. 1951);
Das Papier, 1950, S. L34—L35.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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