NO831124L

NO831124L - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF SAAPEOUS CLEANING AGENT

Info

Publication number: NO831124L
Application number: NO831124A
Authority: NO
Inventors: Terence Allan Clarke; Richard Barrie Edwards; Graeme Neil Irving
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1983-09-30
Also published as: FI69866C; CA1209435A; FI69866B; FI830996L; GB2118056A; BR8301598A; GB2118056B; AU1286083A; MY8700860A; EP0090646B1; ATE24334T1; GB8308631D0; PT76463A; IN157135B; AU552396B2; DE3368440D1; ES8405067A1; GR78500B; AR241602A1; JPS58208397A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører behandling av såpe-råmaterialer, for frembringelse av såpestykker med redusert kornethet. The present invention relates to the treatment of soap raw materials, for the production of soap bars with reduced granularity.

Såpestykker må føles glatte, for å være behagelige i bruk. Enkelte ingredienser i såpematerialet kan imidlertid være årsak til kornethet under vasking. Et fellestrekk ved de fleste såpe-fabrikasjonsmetoder er at det tilsettes avfallssåpe fra utformede såpestykker under det avsluttende eltingstrinn. Den til-satte såpe har lavere vanninnhold enn såpe-råmaterialet og er derfor hardere. Kornethet kan også oppstå hvis det tilsettes et overfettingsmiddel i såpen etter det endelige tørketrinn. Bars of soap must feel smooth to be comfortable to use. However, certain ingredients in the soap material can cause graininess during washing. A common feature of most soap manufacturing methods is that waste soap from shaped soap bars is added during the final kneading step. The added soap has a lower water content than the soap raw material and is therefore harder. Graininess can also occur if a superfatting agent is added to the soap after the final drying step.

Ifølge foreliggende oppfinnelse vil kornetheten reduseres ved anvendelse av en fremgangsmåte hvorved såpe-råmaterialet gjennomgår betydelig bearbeiding på effektiv måte. According to the present invention, the granularity will be reduced by using a method whereby the soap raw material undergoes significant processing in an efficient manner.

Visse tilberedninger som forårsaker kornethet i de ferdige såpestykker ved behandling på vanlige måter, vil gi redusert kornethet ved å behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Certain preparations which cause graininess in the finished soap bars when treated in ordinary ways, will give reduced graininess when treated in accordance with the present invention.

Ifølge oppfinnelsen anvendes en anordning av hulromtran-sportblandertypen for bearbeiding av såpe-utgangsmaterialet. Slike anordninger omfatter to tettplasserte, innbyrdes forskyvbare flater som hver for seg har et mønster av hulrom som overlappes under flatenes bevegelse, hvorved materialet som ledes mellom flatene, følger en bane som forløper vekselvis gjennom hulrommene i hver av flatene, slik at hovedmengden av. materialet passerer gjennom den skjærspenningssone i materialet som oppstår grunnet den innbyrdes forskyvning av flatene. According to the invention, a device of the cavity transport mixer type is used for processing the soap starting material. Such devices comprise two closely spaced, mutually displaceable surfaces that each have a pattern of cavities that overlap during the movement of the surfaces, whereby the material that is guided between the surfaces follows a path that runs alternately through the cavities in each of the surfaces, so that the main amount of. the material passes through the shear stress zone in the material that occurs due to the mutual displacement of the surfaces.

Hulromtransportblandere er vanligvis av sylindrisk utfora ming, og i de foretrukne anordninger for den foreliggende fremgangsmåte er hulrommene slik plassert, at det dannes konstant tilgjengelige, men vekslende fremføringsbaner gjennom anordningen under den gjensidige bevegelse av de to flater. De sylindrisk utformede anordninger vil omfatte en stator med en innvendig opplagret rotor, hvor statorens og rotorens innbyrdes motvendte flater er utstyrt med hulrom hvorigjennom materialet passerer under sin fremføring gjennom anordningens ringkanal. Cavity transport mixers are usually of cylindrical design, and in the preferred devices for the present method, the cavities are positioned in such a way that constantly accessible but alternating feed paths are formed through the device during the mutual movement of the two surfaces. The cylindrically designed devices will comprise a stator with an internally mounted rotor, where the mutually opposite surfaces of the stator and the rotor are equipped with cavities through which the material passes during its advancement through the device's annular channel.

Anordningen kan også være av en plan utforming hvor innbyrdes motvendte planflater med hulromsmønstre bringes i bevegelse i forhold til hverandre, f.eks. ved rotasjon av den ene plan- flate, slik at materiale som innføres mellom flatene ved rota-sjonsaksen, vil beveges utad og ledes vekselvis mellom hulrommene i hver flate. The device can also be of a planar design where mutually opposite planar surfaces with cavity patterns are brought into motion in relation to each other, e.g. by rotation of one planar surface, so that material introduced between the surfaces at the axis of rotation will be moved outwards and guided alternately between the cavities in each surface.

I en annen versjon av sylindrisk utforming bibeholdes den indre sylinder stasjonær, mens yttersylinderen er dreibar. Den sentralt liggende stator lar seg lettere avkjøle, eller oppvar-mes om nødvendig, fordi fluidumtilførselen kan foregå på enkel måte, i likhet med avkjølingen eller oppvarmingen av den utenforliggende rotor. Dessuten er det mekanisk enklere å overføre rotasjonsenergi til den utenforliggende del enn til den indre sylinder. Denne utførelsesform er derfor fordelaktig i konstruk-sjon og anvendelse. In another version of cylindrical design, the inner cylinder is kept stationary, while the outer cylinder is rotatable. The centrally located stator can be cooled more easily, or heated if necessary, because the fluid supply can take place in a simple way, just like the cooling or heating of the outer rotor. Furthermore, it is mechanically easier to transfer rotational energy to the outer part than to the inner cylinder. This embodiment is therefore advantageous in construction and application.

Mens rotoren dreies tvinges materialet gjennom blanderen ved anvendelse av hjelpeutstyr. Som eksempler på slikt utstyr kan nevnes skrueekstruderere og trykkstempelinnretninger. Hjelpeutstyret vil fortrinnsvis drives adskilt fra blanderen, slik at materialgjennomgang og driftsfunksjon kan varieres separat. Den separate drift kan opprettes ved at hjelpeutstyret anordnes slik at materialet som skal behandles, fremføres i en vinkel mot midtaksen for den skjærspenningsfrembringende innretning. Derved kan det til anordningen overføres rotasjonsenergi, hvorved det.oppstår skjærspenning rundt midtaksen. En plassering på linje lar seg lettere oppnå hvis rotoren utgjør anordningens ytterdel. Separat drift av anordning og hjelpeutstyr medvirker til prosesskontroll. While the rotor is turning, the material is forced through the mixer using auxiliary equipment. Examples of such equipment include screw extruders and pressure piston devices. The auxiliary equipment will preferably be operated separately from the mixer, so that material throughput and operating function can be varied separately. The separate operation can be created by arranging the auxiliary equipment so that the material to be processed is advanced at an angle to the central axis of the shear stress producing device. Thereby, rotational energy can be transferred to the device, whereby shear stress arises around the central axis. A position in line can be more easily achieved if the rotor forms the outer part of the device. Separate operation of device and auxiliary equipment contributes to process control.

Det kan generelt anvendes hulrom av mange forskjellige for-mer, eksempelvis langsgående slisser i de to flater, som kjent fra Metal Box (GB-patentskrift 930 339). Statoren og rotoren kan være forsynt med slisser, f.eks. seks til tolv, som er anordnet i innbyrdes avstand langs periferiene og forløper i dele-nes fulle lengde. Cavities of many different shapes can generally be used, for example longitudinal slits in the two surfaces, as known from Metal Box (GB patent 930 339). The stator and rotor can be provided with slots, e.g. six to twelve, which are arranged at a distance from each other along the peripheries and run along the full length of the parts.

Den ene eller begge flater er fortrinnsvis gjenstand for varmeregulering. Fremgangsmåten muliggjør effektiv oppvarming/ avkjøling av materialet. Materialtemperaturen under prosessen er fortrinnsvis under 4 0°C Normalt vil prosesstemperaturen ligge mellom 30 og 55°C. One or both surfaces are preferably subject to heat regulation. The procedure enables efficient heating/cooling of the material. The material temperature during the process is preferably below 40°C. Normally, the process temperature will be between 30 and 55°C.

Såpe-råmaterialet kan inneholde andre rensemidler enn såpe i mengder som kan forstyrre den ønskede virkning. Av slike ak-tive stoffer kan nevnes alkansulfonater, alkoholsulfater, alkyl- benzensulfonater, alkylsulfater, isétionater, olefinsulfonater og etoksylerte alkoholer. The soap raw material may contain cleaning agents other than soap in quantities that may interfere with the desired effect. Of such active substances, mention may be made of alkane sulphonates, alcohol sulphates, alkylbenzene sulphonates, alkyl sulphates, isethionates, olefin sulphonates and ethoxylated alcohols.

Det behandlede såpemateriale utformes til stenger under anvendelse av vanlig stansemaskineri. Andre produktformer, f.eks. ekstruderte partikler (nudler) og perler kan fremstilles av samme råmateriale. The treated soap material is formed into bars using conventional punching machinery. Other product forms, e.g. extruded particles (noodles) and beads can be produced from the same raw material.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt av en hulromtransportblander av sylindrisk utførelsesform. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a longitudinal section of a cavity transport mixer of cylindrical design.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen II-II på fig. 1.Fig. 2 shows a section along the line II-II in fig. 1.

Fig. 3 viser mønsteret av hulrom i anordningen ifølge fig. 1. Fig. 3 shows the pattern of cavities in the device according to fig. 1.

Fig. 4, 5, og 7 viser andre hulromsmønstre.Figures 4, 5, and 7 show other cavity patterns.

Fig. 6 viser et tverrsnitt av en blander med spor i anord ningens innbyrdes motvendte flater. Fig. 8 viser et lengdesnitt av en hulromtransportblander hvor rotoren dannes av yttersylinderen. Fig. 6 shows a cross-section of a mixer with grooves in the device ning's mutually opposite surfaces. Fig. 8 shows a longitudinal section of a cavity transport mixer where the rotor is formed by the outer cylinder.

Anordninger av ulike utførelsesformer er beskrevet i det etterfølgende. Devices of various embodiments are described in the following.

Det er i fig. 1 vist et lengdesnitt av en hulromtransportblander. Blanderen omfatter en hul, sylindrisk stator 1 og en sylindrisk rotor 2 som er glidbart opplagret for rotasjon i statoren, hvor rotorens og statorens innbyrdes motvendte sylin-derflater er utstyrt med hver sitt antall parallelle og perifert forløpende rader av hulrom, hvor It is in fig. 1 shows a longitudinal section of a cavity transport mixer. The mixer comprises a hollow, cylindrical stator 1 and a cylindrical rotor 2 which is slidably supported for rotation in the stator, where the mutually opposite cylinder surfaces of the rotor and the stator are each equipped with a number of parallel and peripherally extending rows of cavities, where

a) hulrommene i innbyrdes nærmestliggende rader i statoren er perifert forskjøvet, b) hulrommene i innbyrdes nærmestliggende rader i rotoren er perifert forskjøvet, og c) hulromsradene i statoren og rotoren er aksialt for-skjøvet . a) the cavities in mutually adjacent rows in the stator are circumferentially displaced, b) the cavities in mutually adjacent rows in the rotor are peripherally displaced, and c) the cavity rows in the stator and rotor are axially displaced.

Mønsteret av hulrom i statoren 1 og rotoren 2 er vist i fig. 3. Statorens hulrom 3 er vist skravert. Overlappingen mellom mønstrene av hulrom 3 og 4 er også vist i fig. 2. Det er anordnet en væskekappe IA for opprettelse av temperaturregulering ved tilførsel av vann for oppvarming eller avkjøling. Rotoren er utstyrt med en innvendig temperaturreguleringskanal 2A. The pattern of cavities in the stator 1 and the rotor 2 is shown in fig. 3. The stator cavity 3 is shown shaded. The overlap between the patterns of cavities 3 and 4 is also shown in fig. 2. A liquid jacket IA is arranged to create temperature regulation when supplying water for heating or cooling. The rotor is equipped with an internal temperature control channel 2A.

Materialet som passerer gjennom anordningen, føres vekselvis gjennom hulrommene i de innbyrdes motvendte flater på statoren og rotoren. Hulrommene umiddelbart bak de hulrom som er vist i snitt, er angitt ved brutte konturlinjer i fig. 1, for The material that passes through the device is fed alternately through the cavities in the mutually opposite surfaces of the stator and rotor. The cavities immediately behind the cavities shown in section are indicated by broken contour lines in fig. 1, for

å synliggjøre det gjentatte mønster.to highlight the repeated pattern.

Materialstrømmen fordeles mellom innbyrdes tilgrensende hulrom i samme rotor- eller statorflate, grunnet den overlap-pende posisjon av hulrommet i den overforliggende stator- eller rotorflate. The material flow is distributed between mutually adjacent cavities in the same rotor or stator surface, due to the overlapping position of the cavity in the overlying stator or rotor surface.

Totalmengden eller hovedmengden av materialstrømmen gjennomgår betydelig bearbeiding idet den gjennomløper den skjærspenningssone som oppstår grunnet den innbyrdes forskyvning av stator- og rotorflåtene. Materialet medføres en kortere tid i hvert hulrom under passeringen, hvorved en del av materialets hastighetskomponenter forandres. The total amount or the main amount of the material flow undergoes significant processing as it passes through the shear stress zone that occurs due to the mutual displacement of the stator and rotor rafts. The material is carried for a shorter time in each cavity during the passage, whereby part of the material's velocity components change.

Blanderen har en rotasjonsradius av 25,4 mm, og innbefatter 3 6 halvsfæriske hulrom (radius 9 mm) som er anordnet i 6 rader, hver méd seks hulrom. Statorens innervegg er utstyrt med seks rader, hver med seks hulrom, for opprettelse av hulroms-overlapping ved innløpet og utløpet. Materialet som skal bearbeides, innføres i anordningen, under drift og ved hjelp av en skrueekstruderer, gjennom en kanal 5 som står i forbindelse med den ringformede spalte mellom rotoren og statoren. Materialet forlater anordningen gjennom en dyse 6. The mixer has a rotation radius of 25.4 mm, and includes 36 hemispherical cavities (radius 9 mm) which are arranged in 6 rows, each with six cavities. The inner wall of the stator is equipped with six rows, each with six cavities, to create cavity overlap at the inlet and outlet. The material to be processed is introduced into the device, during operation and by means of a screw extruder, through a channel 5 which is connected to the annular gap between the rotor and the stator. The material leaves the device through a nozzle 6.

Fig. 4 viser avlange hulrom som er anordnet i et rektangulært mønster og hvor hulrommene har en snittprofil som vist i Fig. 4 shows oblong cavities which are arranged in a rectangular pattern and where the cavities have a cross-sectional profile as shown in

fig. 2. Disse hulrom er beliggende på linje med hverandre, med lengdeaksen forløpende parallelt med anordningens lengdeakse og materialets bevegelsesretning gjennom anordningen, som er angitt med en pil. fig. 2. These cavities are located in line with each other, with the longitudinal axis running parallel to the longitudinal axis of the device and the direction of movement of the material through the device, which is indicated by an arrow.

Fig. 5 viser et mønster av hulrom av samme dimensjon og profil som vist i fig. 1, 2 og 3.Hulrommene ifølge fig. 5 er anordnet i et rektangulært mønster, hvor hvert hulrom er beliggende i kort avstand fra fire tilgrensende hulrom i samme flate. Dette mønster vil ikke gi samme høye grad av overlapping som mønsteret i fig. 3. Sistnevnte mønster som omfatter hulrom som enkeltvis er beliggende i kort avstand fra seks hulrom i samme flate, er således et sekskantmønster. Fig. 5 shows a pattern of cavities of the same dimension and profile as shown in fig. 1, 2 and 3. The cavities according to fig. 5 is arranged in a rectangular pattern, where each cavity is located at a short distance from four adjacent cavities in the same surface. This pattern will not give the same high degree of overlap as the pattern in fig. 3. The latter pattern, which includes cavities that are individually located at a short distance from six cavities in the same surface, is thus a hexagon pattern.

Fig. 6 viser et snitt av en hulromtransportblander, hvor rotoren 7 som er dreibart opplagret i en hul stator 8, har en effektiv lengde av 107 mm og en diameter av 25,4 mm. Rotoren er forsynt med fem parallelle spor 9 av halvsirkulær tverr-snittsform (diameter 5 mm) som er jevnt fordelt langs perife-rien og forløper parallelt med rotorens lengdeakse. Statorens 8 sylinderformede innervegg er forsynt med åtte langsgående spor 10 av tilsvarende dimensjoner, som forløper parallelt med dens lengdeakse. Denne utførelsesform innbefatter hulrom som strek-ker seg uten avbrudd i statorens og rotorens lengderetning. Det er anordnet væskekappe og -ledning for temperaturregulering. Fig. 6 shows a section of a cavity transport mixer, where the rotor 7, which is rotatably stored in a hollow stator 8, has an effective length of 107 mm and a diameter of 25.4 mm. The rotor is provided with five parallel grooves 9 of semicircular cross-sectional shape (diameter 5 mm) which are evenly distributed along the periphery and run parallel to the longitudinal axis of the rotor. The cylindrical inner wall of the stator 8 is provided with eight longitudinal grooves 10 of corresponding dimensions, which run parallel to its longitudinal axis. This embodiment includes cavities which extend without interruption in the longitudinal direction of the stator and the rotor. There is a fluid jacket and line for temperature regulation.

Fig. 7 viser et mønster hvor rotorens hulrom, vist skravert, og statorens hulrom har sin største dimensjon rettvinklet mot materialets bevegelsesretning som er angitt med en pil. Hulrommene er følgelig avlange. Denne utførelsesform gir et lavere trykkfall i langsgående retning, jevnført med anordninger av lignende utforming hvor hulrommene imidlertid ikke er plassert med sin største dimensjon rettvinklet, dvs. perpendi- ■ kulært, mot materialstrømningsretningen. For å oppnå et minsket trykkfall, er det nødvendig at hulrommene, i hvert fall i den ene av flatene, er plassert med sin største dimensjon rettvinklet mot materialets gjennomløpsretning. Fig. 7 shows a pattern where the rotor's cavity, shown shaded, and the stator's cavity have their largest dimension at right angles to the material's direction of movement, which is indicated by an arrow. The cavities are therefore oblong. This embodiment provides a lower pressure drop in the longitudinal direction, compared with devices of a similar design where the cavities are not, however, placed with their largest dimension at right angles, i.e. perpendicular, to the material flow direction. In order to achieve a reduced pressure drop, it is necessary that the cavities, at least in one of the surfaces, are positioned with their largest dimension at right angles to the direction of flow of the material.

Hulromtransportblanderen ifølge fig. 8 omfatter en ytter-sylinder 11 som er opplagret for rotasjon om en midtaksel 12. Det er. anordnet temperaturreguleringskappe 13 og -ledning, men sistnevnte er ikke vist, fordi midtakselens hulrom er gjengitt i planriss mens rotoren er vist i snitt, Den sentraltliggende stator (diameter 52 mm) innbefatter to rader, hver med tre par-tielle, dvs. halve hulrom, ved innløpet og utløpet. Rotoren innbefatter fire rader, hver med tre hulrom. Statorens og rotorens hulrom er avlange med en total buelengde'av 51 mm rettvinklet mot materialstrømningsretningen og med halvsfæriske seksjonsender av 12 mm radius som er innbyrdes forbundet gjennom halvsirkulær, seksjonert plate av samme radius. Hulrommene er anordnet i mønsteret ifølge fig. 7, dvs. med sin største dimensjon rettvinklet mot materialstrømningsretningen. Rotoren drives av en kjedetransmisjon til et utvendig tannhjul 16. The cavity transport mixer according to fig. 8 comprises an outer cylinder 11 which is supported for rotation about a central shaft 12. That is. arranged temperature control jacket 13 and -line, but the latter is not shown, because the central shaft cavity is reproduced in plan view while the rotor is shown in section, The centrally located stator (diameter 52 mm) includes two rows, each with three partial, i.e. half cavities , at the inlet and outlet. The rotor includes four rows, each with three cavities. The stator and rotor cavities are oblong with a total arc length of 51 mm at right angles to the direction of material flow and with hemispherical section ends of 12 mm radius which are interconnected through semi-circular sectioned plates of the same radius. The cavities are arranged in the pattern according to fig. 7, i.e. with its largest dimension at right angles to the material flow direction. The rotor is driven by a chain transmission to an external gear 16.

EKSEMPELEXAMPLE

Det ble anvendt en hulromtransportblander som vist i fig. 1. A cavity transport mixer was used as shown in fig. 1.

Blanderen som hadde en rotorradius av 25,4 mm, var utstyrt med 36 halvsfæriske hulrom (radius.9 mm) som var anordnet i seks rader, hver med seks hulrom. Statorens innervegg var forsynt med 6 rader, hver med seks hulrom, for opprettelse av hul-romoverlapping ved innløpet og utløpet. The mixer, which had a rotor radius of 25.4 mm, was equipped with 36 hemispherical cavities (radius .9 mm) arranged in six rows, each with six cavities. The inner wall of the stator was provided with 6 rows, each with six cavities, to create cavity overlap at the inlet and outlet.

En talg/kokosblanding ble vakuumtørket til et vanninnhold av 12%. En del av blandingen ble lufttørket ved 70°C til et vanninnhold av 5%. En blanding av 2 deler materiale med 12% vanninnhold og 1 del materiale med 5% vanninnhold ble tilberedt og oppdelt. En halvdel ble behandlet i hulromtransportblanderen ved hjelp av en såpe-elter, mens den annen halvdel gjennom-gikk den vanlige fremstillingsprosess. Hulromtransportblanderen ble drevet med 50 omdr/min, og en materialtilførsel av A tallow/coconut mixture was vacuum dried to a water content of 12%. A portion of the mixture was air dried at 70°C to a water content of 5%. A mixture of 2 parts material with 12% water content and 1 part material with 5% water content was prepared and divided. One half was processed in the cavity transport mixer using a soap kneader, while the other half went through the usual manufacturing process. The cavity transport mixer was operated at 50 rpm, and a material feed of

156 g min<-1>, og det ble overført kjølevann til stator og rotor. 156 g min<-1>, and cooling water was transferred to the stator and rotor.

Av hvert av de behandlede råmaterialer ble det fremstilt såpestykker som ble benyttet til håndvasking på stedet. Såpe- ■ stykkene som hadde gjennomgått vanlig behandling, ble av bru-kerne betegnet som kornet, i motsetning til de såpestykker som var behandlet i overensstemmelse med oppfinnelsen. Bars of soap were produced from each of the processed raw materials, which were used for hand washing on site. The soap bars which had undergone ordinary treatment were termed by the users as grainy, in contrast to the soap bars which had been treated in accordance with the invention.

Claims

1. Method for reducing the granularity of a soap-containing cleaning agent, characterized in that the material is processed by being guided between two closely spaced, mutually displaceable surfaces (1, 2; 8, 7; 12, 11) each of which includes a pattern of cavities (3, 4; 9, 10; 14, 15) which are overlapped during the movement of the surfaces, so that the material that is advanced between the surfaces follows a path that runs alternately through the cavities in each of the surfaces .ten, whereby the bulk of the material passes through the shear stress zone in the material, which occurs due to the mutual displacement of the surfaces.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the two surfaces are cylinder-shaped.

3. Method in accordance with claim 1 or 2, characterized in that at least one of the ay surfaces is connected with heat regulating means (IA, 2A; 13).

4. Method in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the cavities, at least in one of the surfaces, are oblong and arranged with their largest dimension at right angles to the material's direction of advance.

5. Method in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the soap-containing preparation has a temperature of 30 - 55°C during the treatment.

6. Method in accordance with claim 5, characterized in that the temperature falls below 40°C.