濃縮洗衣粉生產(chǎn)工藝設計畢業(yè)設計

1、滁州職業(yè)技術(shù)學院 生化工程系 畢業(yè)設計（論文） 專 業(yè)： 應用化工技術(shù) 課 題： 合成洗滌劑 設計時間： 2012.10.82012.11.25 班 級： 10化工 姓 名： 指導教師： 內(nèi)含：畢業(yè)設計（論文）任務書1份、畢業(yè)設計（論文）1份、生產(chǎn)工藝流程圖、主要化工設備圖若干。 2012年11月 目錄一、緒論31.1、合成洗滌劑31.2、濃縮洗衣粉的特點31.3、洗衣粉的生產(chǎn)方法31.4、附聚成型法生產(chǎn)濃縮洗衣粉4二、生產(chǎn)工藝設計42.1、濃縮洗衣粉配方4 2.2、原料物化性質(zhì)42.3、生產(chǎn)工藝步驟52.4、主要設備及其原理62.5、主要設備生產(chǎn)指標72.6、生產(chǎn)中安全控制7三、“三廢”處理

2、7四、產(chǎn)品檢測7結(jié)束語8參考文獻8附圖9 濃縮洗衣粉生產(chǎn)工藝設計 摘 要本設計針對濃縮洗衣粉附聚法成型技術(shù)原理，工藝流程包括預混合、附聚成型、調(diào)理和干燥以及包裝四個步驟；生產(chǎn)設備的原理；生產(chǎn)中安全控制；產(chǎn)品質(zhì)量檢測、“三廢”處理等進行初步設計，提出設計方案關鍵詞: 洗衣粉 附聚成型技術(shù) 流化床 造粒機一、緒論1.1合成洗滌劑 合成洗滌劑是由表面活性劑及一些有機和無機助劑成分按一定的配方組合而得的具有洗凈去污作用的產(chǎn)品。1.1.1合成洗滌劑的分類 粉狀洗滌劑、液體洗滌劑、塊狀洗滌劑、粒狀洗滌劑、膏狀洗滌劑。中國市場上以粉狀洗滌劑盒液體洗滌劑為主，前者占75%，后者占25%。歐美和日本等發(fā)達國家粉

3、狀洗滌劑約占60%，特體洗滌劑約占40%。1.1.2粉狀洗滌劑的分類 普通洗衣粉、復配型合成洗衣粉、特殊功效洗衣粉、濃縮洗衣粉、無磷洗衣粉等。1.2濃縮洗衣粉的特點 濃縮洗衣粉是指密度大，以非離子表面活性劑為主要活性劑的洗衣粉，其產(chǎn)品質(zhì)量標準要符合國家洗衣粉規(guī)定的標準，屬于低泡型洗衣粉，易漂洗，特別適于洗衣機洗滌，適用于棉織物、化纖織物等日常織物的洗滌，洗后干凈、亮麗、清香。從制造工藝看，普通洗衣粉是以高塔噴粉而得，一般是空心的顆粒，所以相對密度較小。而濃縮洗衣粉是用附聚成型、吸收中和法制造，為實心顆粒，密度大，體積小，在濃縮洗衣粉中起作用的有效物質(zhì)含量高，使得一些性能強于普通洗衣粉。去污力強

4、，用量少，省時、省力、省水，效率高，其使用量一般為普通洗衣粉的1/43/4。 濃縮洗衣粉同時也是節(jié)能型產(chǎn)品，一是其生產(chǎn)過程比高塔噴粉要節(jié)省燃料，蒸汽、電及勞動力；二濃縮洗衣粉視密度大，體積小，可以節(jié)省貯存面積以及運輸費用，三是使用時，也具有省水、省電的節(jié)能、減少了廢水排放量和對環(huán)境污染程度的優(yōu)點。1.3洗衣粉的生產(chǎn)方法 洗衣粉的生產(chǎn)工藝有三種方法高塔噴霧法、附聚成型法、高塔-附聚成型法。其中的附聚成型法適合生產(chǎn)濃縮洗衣粉。濃縮洗衣粉國外于六十年代采用附聚成型生產(chǎn)洗衣粉，近些年來發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)成為生產(chǎn)洗衣粉的重要方法。以附聚法成型為主體的高視比重，高活性含量的超濃縮在日本、西歐迅速占領市

5、場。日本洗滌劑市場上濃縮粉已占到粉狀洗滌劑的80%，在西歐采用附聚成型法生產(chǎn)洗衣粉占總量的1/2。并以較快的速度迅速發(fā)展。我國近些年也開始重視附聚成型新技術(shù)。我國研制的是一套完整的，可以進行粉體與粉體、粉體與液體的連續(xù)混合裝置，可以進行獨立濃縮洗衣粉的生產(chǎn)。1.4附聚成型法生產(chǎn)濃縮洗衣粉 洗滌劑附聚是物理、化學混合過程，在此過程中，用硅酸鹽的液體組分混合并形成均勻顆粒。霧狀硅酸鹽溶液在附聚器中與三聚磷酸鈉和碳酸鈉等能水合的鹽類接觸，即失水而干燥成一種干的硅酸鹽粘結(jié)劑，然后通過粒子間的橋接，形成近于球狀的附聚物。 附聚成型工藝優(yōu)點是裝置投資小、節(jié)能，其產(chǎn)品的視密度大，能減少包裝材料，減少貯存，降

6、低生產(chǎn)成本。二、生產(chǎn)工藝設計2.1濃縮洗衣粉配方 濃縮型洗衣粉的配方與普通洗衣粉配方組成相比，一是活性劑大多經(jīng)過多元復配，且非離子型表面活性劑用量增加，或全部為非離子型表面活性劑增加了洗滌劑的去污效果。非離子型表面活性劑為8%以上。二是對助劑的性能要求不同。固體助劑要有一定的顆粒度和一定的表觀密度，無機械雜質(zhì)。因為基料的均勻性與表觀密度直接影響這產(chǎn)品的顆粒劑表觀密度。 組分質(zhì)量分數(shù)% 組分質(zhì)量分數(shù)%烷基苯磺酸鈉11脂肪醇聚氧乙烯醚7脂肪醇醚硫酸鈉5 肥皂3碳酸鈉14.9 4a沸石40羧甲基纖維素鈉1五水偏硅酸鈉12熒光增白劑0.1 堿性蛋白酶5 香料適量 含水量余量2.2原料的物化性質(zhì)2.2.

7、1烷基苯磺酸鈉 ，陰離子型表面活性劑。因生產(chǎn)成本低、性能好，因而用途廣泛，是家用洗滌劑用量最大的合成表面活性劑；烷基苯磺酸納對顆粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，對天然纖維上顆粒污垢的洗滌作用尤佳，去污力隨洗滌溫度的升高而增強，對蛋白污垢的作用高于非離子表面活性劑，且泡沫豐富。2.2.2脂肪醇聚氧乙烯醚（ae) ,非離子表面活性劑，乳白色至淡黃色膏狀，易溶于水，乳化，凈洗性能好；對硬水不敏感，低溫洗滌性能好；在ph為311的范圍內(nèi)，脂肪醇聚氧乙烯醚水解穩(wěn)定；可與陰離子表面活性劑配合應用，在洗滌時與污垢形成結(jié)晶，從而提高去污力2.2.3脂肪醇醚硫酸鈉 ，陰離子表面活性劑，易溶于水，具有

8、優(yōu)良的去污、乳化、發(fā)泡性能和抗硬水性能，溫和的洗滌性質(zhì)不會損傷皮膚。2.2.4肥皂 通式為，肥皂能溶于水，有洗滌去污作用，加入適量的肥皂具有低泡協(xié)同效應。2.2.5碳酸鈉 ,俗名蘇打、純堿、洗滌堿,白色粉末或顆粒,無氣味。有堿性,用作制造其他化學品的原料、清洗劑、洗滌劑。2.2.64a沸石 ，一種無毒、無臭、無味且流動性較好的白色粉末，具有較強的鈣離子交換能力，對環(huán)境無污染，是替代三聚磷酸鈉理想的無磷洗滌助劑，表面吸附能力強，是理想的吸附劑和干燥劑。2.2.7羧甲基纖維素鈉 ，,為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒，無臭、無味、有吸濕性，易溶于水及堿性溶液形成透明黏膠體,具有粘合、增稠、增強、乳化、

9、保水、懸浮等作用在水溶液中的黏膠還可抑制表面活性劑對皮膚的刺激。2.2.8五水偏硅酸鈉 ,白色結(jié)晶狀粉末。易溶于水和稀堿液中；不溶于醇和酸。水溶液呈堿性,露置空氣中易吸濕潮解。具有去垢、乳化、分散、濕潤、滲透性及ph值緩沖能力。2.2.9堿性蛋白酶 目前市場上流行的洗滌添加劑，能大幅度提高洗滌去污能力，特別對血漬、汗?jié)n、奶漬、油漬等蛋白類污垢,具有獨特的洗滌效果。2.2.10熒光增白劑 ,白色或淺黃色粉末，在室溫下對纖維素纖維、蛋白纖維素、絲、毛有良好地增白效果。有微青色，有良好地溶解分散性，溶于水。2.2.11香精 不僅具有優(yōu)良的性能，并且使人有愉快的香味，使織物、毛發(fā)洗滌后留有清新香味，洗

10、滌劑中加入香精的質(zhì)量一般小于1%。2.3生產(chǎn)工藝步驟調(diào)理就是把從附聚器出來的產(chǎn)品停放一段時間，使它們的水合反應進行完全。如果老化后的產(chǎn)品游離水大于3%，還必須進行干燥，以防止結(jié)塊。調(diào)理和干燥也可以結(jié)合在一起通過流化床進行。 本生產(chǎn)工藝主要有原料輸送系統(tǒng)固/液體原料計量控制系統(tǒng)，預混合系統(tǒng)及附聚系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)、干燥老化系統(tǒng)、后配系統(tǒng)組成。2.3.1預混合 預混合是將原料在進入附聚器前先進行的混合，以促進某些原料的水合作用，可增加物料的均勻度，并提高附聚器的生產(chǎn)能力。首先將陰離子表面活性劑烷基苯磺酸鈉，（在洗滌時與污垢形成液晶而提高去污力）無機助劑碳酸鈉、4a沸石和五水偏硅酸鈉，有機助劑羧甲基纖維

11、素鈉固體原料通過斗式提升機送至水平輸送機上進入固體料倉，固體原料的計量采用調(diào)速電子皮帶秤，固體原料進入預混合器。2.3.2附聚工序 附聚工序是使物料完成游離水轉(zhuǎn)變成結(jié)合水的水合過程，由水合過程需要時間，經(jīng)計量泵計量后的液體物料陰離子表面活性劑脂肪醇醚硫酸鈉非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚，也以霧化狀進入連續(xù)造粒機進行造粒。固、液料進入造粒機后一方面烷基苯磺酸與純堿碳酸鈉進行中和反應；另一方面完成附聚造粒過程，整個造粒過程僅需幾秒鐘。2.3.3調(diào)理和干燥 在附聚器內(nèi)往往進行的不完全，物料通常還有一定的黏性，所以必須進行調(diào)理（老化），使其成為自由流動的不結(jié)塊的最終產(chǎn)品。調(diào)理和干燥也可以結(jié)合在一起通

12、過流化床進行?；旌喜⒏骄鄣漠a(chǎn)品由皮帶輸送機進入流化床內(nèi)，流化床分成2個工作區(qū)，物料流化高度在300mm左右，附聚造粒后的物料在震動下通過烘干區(qū)與床底通入的熱空氣直接接觸換熱，從而使附聚物中的游離水被蒸發(fā)掉，然后物料進入冷風區(qū)使之冷卻老化，經(jīng)干燥老化的產(chǎn)品含水量為8%15%。2.3.4包裝由流化床出來的附聚物送至振動篩過篩，篩上大顆粒粉經(jīng)粉碎機破碎后返回前工序，篩下正品粉進入后配混合氣器中，與液體香精等充分混合后由斗式提升機送至成品粉倉進行包裝，整個工藝過程都是連續(xù)生產(chǎn)。2.4主要設備及其原理本工藝生產(chǎn)的過程中的主要生產(chǎn)設備：預混合器，造粒機，流化床，電子皮帶秤。2.4.1預混合器 首先在造粒機

13、前設置了一臺預水合反應器，其目的是為了使水合反應完全得到穩(wěn)定的水合物.設備帶有夾套，內(nèi)通以熱水，熱水溫度可調(diào)，設備進口處設有一液體霧化噴器，以使進入的液體能均勻的噴灑在固體原料表面，反應器內(nèi)可使水合物一般在10分鐘內(nèi)可完全水合。2.4.2附聚造粒機 根據(jù)需要與軸線偏置不同的角度，從而達到一方面迫使原料向筒體中央運動，另一方面，提供離心力，迫使原料向筒壁運動。這樣交替的把原料從設備的周壁引向中央，再從中央引向周壁，從而產(chǎn)生一種附聚物構(gòu)成的波浪形螺旋線，使物料得到充分的混合，為防止制成品粘結(jié)在混合室內(nèi)壁上。2.4.3流化床 蓋裝置由冷熱空氣風機，熱交換器，風量調(diào)節(jié)閥，流化床組成，其中流化床主要分為

14、上蓋、箱體、進風口、觀察窗及測壓孔。上蓋與流化床之間構(gòu)成物料的流化室，濕空氣由引風口引出，測溫測壓孔用來檢測流化室內(nèi)的溫度和氣體壓力，箱體為充氣室，熱風由進風口進入，形成一定的壓力，以使通過流化床的氣體分布均勻。特征：流化均勻穩(wěn)定，無死床和吹穿現(xiàn)象，可以獲得均勻干燥的制品；作業(yè)環(huán)境清潔、可持續(xù)作業(yè)2.4.5電子皮帶秤 固體物料的計量準確性直接影響到附聚成粒的質(zhì)量。本工藝中采用可調(diào)的電子皮帶秤，計量精度達到0.2%，該機由直流電機驅(qū)動，對物料連續(xù)自動稱量，其控制方式為按預先給定的的配比百分數(shù)實現(xiàn)閉環(huán)控制，當實際加入量與設定值出現(xiàn)誤差時可自動調(diào)節(jié)皮帶速度，以保證配比恒定，其調(diào)速范圍1：10。功能：

15、能進行配比百分數(shù)的調(diào)節(jié)，物料流量自動調(diào)節(jié)，能預給定瞬時流量誤差，自動調(diào)零自動去皮重，皮帶自動糾偏。2.5主要設備生產(chǎn)指標2.5.1混合器指標連續(xù)、靜態(tài)混合；混合時間小于10秒；混合度：出口濃度隨時加變化率4%，瞬間混合度90%；破損率極低：用國家標準ad-1型表觀密度測量儀，分辨不出其破損度；無噪音、耗能低2.5.2附聚成型使用對象：粉-液混合成型；操作方式：連續(xù)操作；液體物料采用閉環(huán)控制計量泵；流量：連續(xù)可調(diào)，由2公斤/小時到600公斤/小時；計量精度15%；液體溫度1002.6生產(chǎn)中安全控制2.6.1流化床操作條件入床混合物總水份1518出床初級品含水量5 7混臺物干燥空氣溫度50300出

16、床初級品溫度：環(huán)境溫度10環(huán)境空氣溫度7085出床初級品表觀密度0406gl流化床干燥空氣溫度， 依混合物潞離水含量不同而異，游離水含量3 5 ， 熱空氣溫度120 150c，游離水含量1o 時， 熱空氣溫度約2oo250。物料冷卻結(jié)晶在35 40下進行。2.6.2造粒機操作條件保持干燥蒸汽，030.4公斤壓力進入調(diào)質(zhì)器；調(diào)整模輥距離。一般為02mm05mm，壓模能略帶壓輥轉(zhuǎn)動，不要太緊或太松，過緊會縮短壓模壽命，過松壓輥會打滑；原料水分要求一般在1213之間，調(diào)質(zhì)后的原料水分14145左右，必須均勻進料；入料要均勻，并加足。機子吃料速度與供料速度要配合適當。否則會影響顆粒的質(zhì)量和產(chǎn)量；注意正

17、常生產(chǎn)中造粒機電流波動情況，發(fā)現(xiàn)異常及時停機檢查。三、“三廢”處理 水熱氧化法這種技術(shù)是一種相當有效的新型化學氧化技術(shù)，它是在高溫高壓這種條件下，可以在熱水相中利用空氣或氧氣把洗衣粉生產(chǎn)廢水中的溶解態(tài)和懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無機物在熱水相中氧化分解，它的一個非常明顯的特征就是反應需要在熱水相中進行，因此它的能耗較高。四、產(chǎn)品檢測3.1.1、顆粒度的測定 將一定質(zhì)量的洗衣粉試樣放在振蕩機上振蕩，稱出能通過20目篩而不能通過80目篩的洗衣粉的質(zhì)量。這部分洗衣粉占試樣的質(zhì)量分數(shù)就是顆粒度分。 國內(nèi)按gb 1203089規(guī)定的方法，孔徑1.25mm的試驗篩測定。3.1.2、表觀密度的測定 在規(guī)定的標

18、準條件下，將洗衣粉試樣由一個規(guī)定形狀的漏斗，裝滿一個已知容積的受器，稱取此粉體的質(zhì)量，計算出其表現(xiàn)密度。 具體過程按gb/t 1317591的規(guī)定進行的規(guī)定進行。3.1.3、總活性含量的測定 用乙醇萃取試樣，過濾分離后測定乙醇不容物和乙醇萃取液中氯化鈉的含量，并以單純的試樣測定水分含量，從而計算出總的活性物的含量。 總的活性物含量按gb/t 13173.22000測定。3.1.4、4a沸石的測定 沸石含量測定的原理是：沸石在無機酸中離解出鋁離子，鋁離子在ph=33.5時與乙二胺四乙酸二鈉時（edta）形成絡合物，以二甲酚橙為指示劑，用乙酸鋅回滴過量的edta，定量鋁。到化學計量點后，在氟離子存

19、在下煮沸，鋁的edta絡合物被選擇性地解離，游離出與鋁的量相當?shù)膃dta，同樣用乙酸鋅滴定而求出鋁的含量同樣。根據(jù)所得鋁含量計算洗衣粉中4a沸石的含沸石量。 4a沸石含量測定按沸石含量測定按gb/t131711997測定3.1.5、ph值的測定 洗衣粉的ph測定常用酸度計測定,其測定方法按gb/t6368的規(guī)定,將試樣的1g/l溶液在電磁攪拌器溶液攪拌下,保持保持25,測定其ph值。3.1.6、堿度的測定 用hcl標準溶液滴定洗滌劑的澄清溶液，根據(jù)標準溶液的濃度和用量,可以算出其堿度. 稱取0.5g試樣(準確至0.01g)置于錐形瓶中,加水50ml使之溶解,加入2滴甲基橙,搖勻,用0.1mol

20、/l鹽酸標準溶液滴定至淺橙色為鹽酸標準溶液為終點。3.1.7、去污能力的測定 國內(nèi)采用人工油污布的方法測定洗滌劑的去污力，按gb/t13174的方法測定，試驗溶液的濃度；hl-a型和wl-a型樣品溶液標準粉溶液均為0.2%，hl-b型和wl-b型樣品溶液的0.1%，用用250ml/kg硬水配制。 標準洗衣粉按gb/t1317491給定的測定方法。 用一定硬度的水配制一定濃度的洗滌溶液，在去污試驗機內(nèi)于規(guī)定溫度下洗滌人工染污的棉布試片一定時間，然后用白度計在一定波長下測定染污棉布試片在洗滌前后的光譜反射率。由染污棉布試片洗后與洗前的光譜反射率差對未染污與染污試片的光譜反射率差的比值計算去污力值。 同樣測定樣品和標準粉的去污力，用相對標準粉的去污力比值表示測定結(jié)果 測定步驟： 白布的處理碳黑污液的制備油污液的制備油污布的染制白度的測定硬水的配制洗滌試驗結(jié)果計算結(jié)