專利名稱：肥皂?xiàng)l的制造方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有關(guān)肥皂形狀的制造方法及用于所說方法的設(shè)備的改進(jìn)。本發(fā)明具體地關(guān)于所謂肥皂“壓條機(jī)”以及使用改良?jí)簵l機(jī)的方法的改進(jìn)。雖然本發(fā)明是結(jié)合具體的肥皂?xiàng)l的制造來說明的，但是應(yīng)當(dāng)理解，“肥皂”一詞延伸至包括非肥皂的表面活性劑的材料，其中包括合成表面活性劑，而且“形狀”一詞延伸至其他3-維固體形狀，包括肥皂?xiàng)l、坯、塊以及所謂的面條狀。
生產(chǎn)肥皂?xiàng)l或坯的原料是含有適當(dāng)比例的表面活性劑、其它功能成分及水的混合物。依該種混合物的組成的不同，其流變及加工特性有很大的差異。
通常，這種混合物的加工/最終加工包括各種不同的工藝步驟，例如均化、剪切處理以及成形為所要求的形狀。
一種執(zhí)行上述一種或多種操作的應(yīng)用非常普遍的裝置是壓條機(jī)。
簡(jiǎn)單壓條機(jī)的功能是把混合物成形為具有要求斷面的條或坯，此條或坯隨后再用其它合適的手段切成較小的條或壓成具有要求形狀的扁塊。
精制-壓條機(jī)的功能是清除混合物中的所有砂質(zhì)顆粒或雜質(zhì)并進(jìn)一步地對(duì)其實(shí)行均化/剪切加工，以達(dá)到要求程度的均勻性和相態(tài)結(jié)構(gòu)。壓條機(jī)也可以用來將松散的聚集體/粒子/碎片轉(zhuǎn)變成粒料或面條狀以便于中間貯存或隨之喂入后續(xù)的工藝驟中。
壓條機(jī)生產(chǎn)線的核心是螺桿擠壓機(jī)。最簡(jiǎn)單的壓條機(jī)包括一臺(tái)單螺桿擠壓機(jī)。將原料，不論是經(jīng)均化并成形的，還是切粒、面條、皺縮的碎片甚至是(回用的)條料形式的，經(jīng)料斗加入到擠壓機(jī)機(jī)筒中并充滿擠壓機(jī)蝸桿(螺桿)與機(jī)筒之間的環(huán)形空間。機(jī)筒是固定的，而蝸桿在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。機(jī)筒以及蝸桿表面處的摩擦/粘性拖曳力作用于物料。象一只在靜止的螺桿上旋轉(zhuǎn)的螺帽那樣，合力把加工的物料朝著出料端向前輸送。在出料端，擠壓機(jī)可備有一多孔板，加工的物料被強(qiáng)迫通過這些孔。這就是通常所說的“面條”板。加工過的物料以棍/帶/片的形狀從多孔板冒出來。
如果目的是生產(chǎn)用于中間貯存或用作下道工藝步驟的進(jìn)料切斷面條或粒料，就在出口端配上合適的切斷刀把擠出物切成較小的片料。如果目的是強(qiáng)化均勻或剪切作用或者濾除砂質(zhì)類顆粒，則最好在多孔板前面裝上金屬網(wǎng)，但這往往會(huì)降低產(chǎn)量。如果目的是要將混合物料成形為坯料或條料，則在擠壓機(jī)的出料端配備一只錐形件和一個(gè)塑形孔板，此時(shí)可裝也可以不裝多孔板。擠壓機(jī)迫使混合后的物料通過上述端部配件以生產(chǎn)出坯料或條料。不同用途的多孔板、錐形件及塑形孔板的式樣相差很大。
被稱做雙螺桿壓條機(jī)的機(jī)器具有2個(gè)平行、不嚙合并彼此相切地安裝在機(jī)筒里的蝸桿(或螺桿)。此2蝸桿可以是彼此順轉(zhuǎn)的但通常它們是反轉(zhuǎn)的。用于肥皂/洗滌劑物料加工的嚙合并順轉(zhuǎn)的雙螺桿擠壓機(jī)也是已知的。在非嚙合雙螺桿壓條機(jī)以及嚙合順轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)中，類似于單蝸桿壓條機(jī)中遇到的拖曳力作用于被加工物料上并將其朝前推進(jìn)。
雖然看上去螺桿擠出明顯是個(gè)簡(jiǎn)單的操作，但是，從產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率、比能耗等指標(biāo)來看，其效果受到多種因素以較為復(fù)雜的方式影響。一般而言，壓條過程受肥皂物料因素的影響，同時(shí)也受機(jī)器因素的影響。重要的是要權(quán)衡各種因素以便獲得最佳的效果。隨著加工物料朝前運(yùn)動(dòng)，物料由于摩擦和剪切生熱而變得熱起來。在某些配方的情況下，還可發(fā)生相當(dāng)數(shù)量的結(jié)構(gòu)分解。在某些情況下，產(chǎn)生的熱量使加工物料的溫度上升到超過規(guī)定的限度，從而對(duì)肥皂的某些性能產(chǎn)生不利的影響。下面列舉迄今已知的使用單螺桿壓條機(jī)、雙螺桿壓條機(jī)及嚙合、順轉(zhuǎn)擠壓機(jī)的肥皂最終加工工藝的一些缺點(diǎn)1.產(chǎn)率對(duì)金屬網(wǎng)、多孔板、錐形體及模板產(chǎn)生的阻力非常敏感。
2.被輸送的加工物料可能受到過度的剪切，從而導(dǎo)致流變損害及溫升。而這些又可能造成最終使用性能的惡化以及擠出的成形料較軟從而在下游加工中產(chǎn)生連帶的問題。過度和浪費(fèi)的剪切耗散還會(huì)導(dǎo)致能量效率降低。
3.為達(dá)到合格的產(chǎn)物溫控及壓送特性，必須采用15℃以下，較好10℃以下的冷凍冷媒來冷卻機(jī)筒。這種要求又造成在冷凍裝置及操作方面的額外投資及花費(fèi)。
4.傳統(tǒng)的擠壓機(jī)的送料特性對(duì)被加工物料的流變性質(zhì)非常敏感。而肥皂/洗滌劑條的流變性對(duì)其配方又非常敏感。因此，為了實(shí)現(xiàn)滿意的加工，對(duì)配方就施加了若干限制。這些限制嚴(yán)格地制約具有改良/新穎功能作用，譬如潤(rùn)膚、增濕等等的肥皂/洗滌劑條料的制造，而這些作用恰恰可以通過改變配方來達(dá)到，其中包括使用替代的洗滌活性劑(如羥乙磺酸烷基酯)、功能成分，如護(hù)膚劑、象脂肪酸類、礦物油和石蠟油以及硅氧烷等。
在長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的肥皂壓條生產(chǎn)的歷史中，肥皂?xiàng)l的設(shè)備制造商及生產(chǎn)廠家一直在研究和開發(fā)具有各種不同形式特征和參數(shù)的壓條機(jī)蝸桿，但是沒有一種能夠足以減少上面的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于盡量減少，且最好是避免上述的缺點(diǎn)。
現(xiàn)在我們肯定，上述缺點(diǎn)中某些或全部可以通過采用嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)加以克服，其中螺桿為非匹配且其長(zhǎng)徑比大于1。
于是，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種肥皂形狀的制造方法，該方法包括把肥皂原料通過一種嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)的處理步驟，其中2螺桿帶有彼此相反的螺紋、不匹配且螺桿長(zhǎng)徑比大于1∶1。
本發(fā)明的第二方面提供制造按照權(quán)利要求1的方法的肥皂形狀的設(shè)備，所說設(shè)備包括嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)，其中螺桿的螺紋彼此相反、不匹配，且螺桿的長(zhǎng)徑比大于1∶1。
這種處理提高了任何轉(zhuǎn)速下的產(chǎn)率，最大限度地降低了產(chǎn)率對(duì)原料流變性質(zhì)及冷卻劑循環(huán)的依賴，最大限度地減少了對(duì)產(chǎn)品的流變破壞和溫升，還大大降低了擠壓機(jī)操作的比能耗。
“不(非)匹配”的螺桿意思是說，在使用期間，擠壓機(jī)中的2螺桿不是互為鏡象的。這一點(diǎn)可以通過保證讓一個(gè)螺桿的螺棱后側(cè)面置于緊靠第二螺桿相鄰螺棱前側(cè)面來達(dá)到。
典型地說，該擠壓機(jī)包括2個(gè)帶相反螺紋，緊密嚙合的螺桿，它們能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)筒的內(nèi)部，該機(jī)筒有第一進(jìn)料端和第二出料端，所說螺桿具有最小的螺桿與螺桿及螺桿與機(jī)筒之間的間隙，這樣隨著物料從所說第一端朝所說第二端沿機(jī)筒的至少一部分通過，便被分割成被螺桿及機(jī)筒表面所約束的不連續(xù)、基本上呈C字形的料段，并被送入一條通道，借此物料整體沿大致平行于螺桿旋轉(zhuǎn)軸線運(yùn)動(dòng)。
用以實(shí)施上述方法的擠壓機(jī)可以包括一個(gè)機(jī)筒，內(nèi)裝一對(duì)嚙合螺桿，它們被布置成彼此自動(dòng)刮料的。所說機(jī)筒的一端備有用來把原料加入到機(jī)筒的手段。機(jī)筒的第二端備有把物料成形為各種肥皂形狀的手段。
此螺桿可以從擠壓機(jī)上拆下來，而且當(dāng)需要時(shí)能夠換上另一對(duì)具有不同螺紋形狀的螺桿。此螺桿既可以是連續(xù)的也可以是分段的。分段螺桿具有可拆御的段，各具有不同的螺距，以便可根據(jù)被加工物料的組成不同對(duì)它們進(jìn)行組合。此螺桿可以是單頭的也可以是多頭的。
下面，僅為說明的目的，結(jié)合附圖來說明本發(fā)明，這些附圖是

圖1.表示一臺(tái)典型的嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)的示意圖，其敞口端為螺桿斷面圖。
圖2.表示典型的擠壓機(jī)/機(jī)筒組裝件的剖面圖，其中有完全嚙合的反轉(zhuǎn)螺桿。
圖3.表示按照本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案的螺桿的橫截面輪廓；虛線表示進(jìn)料區(qū)螺桿輪廓，而實(shí)線則表示出料區(qū)的螺桿輪廓，以及圖4.表示按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方案的2個(gè)嚙合螺桿的俯視圖。
圖5.-11以曲線的形式表示出采用按照本發(fā)明的擠壓機(jī)所做的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
如圖所示，擠壓機(jī)包括安裝在機(jī)筒3中的2個(gè)互嚙螺桿1和2，機(jī)筒可以帶也可以不帶夾套，且螺桿由馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)齒輪組件4驅(qū)動(dòng)。這2個(gè)螺桿帶有彼此相反的螺紋，并緊密地互相嚙合。當(dāng)一個(gè)螺桿頁時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)另一個(gè)螺桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。畫出的螺桿是單頭螺桿，但它們也可以是多頭的。
本發(fā)明的螺桿在出料區(qū)8(圖4)處基本上互相嚙合。在典型的擠壓機(jī)中，出料區(qū)經(jīng)受最大的操作壓力，因此迄今所使用的擠出機(jī)里，被加工物料大部分剪切降解、發(fā)熱以及隨之而來的溫升，乃至因內(nèi)部發(fā)生循環(huán)導(dǎo)致的產(chǎn)量下降都發(fā)生在這一區(qū)域。而在本發(fā)明中，此基本互相嚙合的出料區(qū)保證了多個(gè)基本上封閉的C字形室的存在，這就使得肥皂/洗滌劑物料得以牢靠地前進(jìn)，其中內(nèi)部循環(huán)極少，因此能保持較高的產(chǎn)量、較緩和、極輕的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)降解及極少的發(fā)熱，乃至極小的溫升。較好是，此基本嚙合進(jìn)料區(qū)的長(zhǎng)度為螺桿“導(dǎo)程”的1-3倍，更好為螺桿導(dǎo)程的1.5-2.5倍，以便獲得充分的正位移型壓送作用，同時(shí)螺桿操作不消耗過大的電力。
在操作擠壓機(jī)時(shí)，需要把不連續(xù)的粒狀或結(jié)團(tuán)物料壓實(shí)成均一的擠出物。可以通過從鄰近進(jìn)料端5到鄰近出料端6以這樣的方式改變螺桿的斷面輪廓(見圖4)來做到達(dá)一點(diǎn)，即從出料區(qū)到進(jìn)料區(qū)逐漸/遞增地加大螺棱寬度，較好增加50％以上。與此同時(shí)，還可以任選地改變螺桿的螺距角來改善壓實(shí)作用。較好鄰近出料端螺距角為8-20°，更好8-18°；而在鄰近進(jìn)料端，較好8-30°，更好8-18°。
圖4表示了一對(duì)“非匹配”螺桿，其中一只螺桿的螺棱后側(cè)間與第2個(gè)螺桿的相鄰螺棱前側(cè)面靠得很近。這是通過在鄰近出口端處讓一個(gè)螺桿的螺棱平均位置與第二個(gè)螺桿對(duì)應(yīng)螺槽的中心對(duì)齊，但沿著過渡區(qū)7的長(zhǎng)度方向較快地改變二螺桿之一的螺距角，來實(shí)現(xiàn)的(見圖4)。
擠壓機(jī)進(jìn)料端備有一只料斗5，肥皂物料通過它進(jìn)入擠壓機(jī)。在擠壓機(jī)的另一端裝有傳統(tǒng)的附件(未畫出)，例如多孔板(帶或不帶金屬濾網(wǎng))、切粒刀、錐體頭及模眼板，它們根據(jù)要求的產(chǎn)品形狀(如粒子、坯料或條料)做相應(yīng)的組合。
螺桿的全長(zhǎng)，即進(jìn)料區(qū)6、過渡區(qū)7和出料區(qū)8的長(zhǎng)度之和(見圖4)，較好是直徑的2-8倍，更好是直徑的3-8倍。較長(zhǎng)的螺桿對(duì)壓送特性有利。但是長(zhǎng)度較長(zhǎng)，每單位產(chǎn)量的耗電也較高，且肯定造成基本投資也較高。所以最好是讓螺桿總長(zhǎng)度等于3-5倍的直徑。
為了盡量減少能耗和發(fā)熱，希望減少螺紋棱面與機(jī)筒之間的摩擦。故在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，把螺紋的寬棱面，尤其是在出料端和過渡區(qū)，如圖4所示，沿其后邊緣切出一個(gè)臺(tái)肩。
為了降低設(shè)備的制造成本，以便其在肥皂/NSD(新型合成洗滌劑)條工業(yè)中的應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)上能過關(guān)，此螺桿至少部分地用鑄造工藝制造。合理的如上述的長(zhǎng)徑比及充裕的二螺桿間的轉(zhuǎn)動(dòng)(以及移動(dòng))間隙使得有可能采用低成本的鑄造方法來加工本發(fā)明使用的蝸桿。二螺桿間的間隙完全由螺桿的橫斷面決定。圖2表示了一對(duì)典型螺桿的橫截面，二者充分嚙合，帶有極小的間隙。圖3表示了一個(gè)用于本發(fā)明的螺桿的典型橫斷面，它具有減少的斷面(陰影部分)面積。這種在斷面幾何形狀上的松配做法相應(yīng)地加大了二螺桿間的轉(zhuǎn)動(dòng)(及移動(dòng))間隙。優(yōu)選的是，基于名義橫斷面幾何形狀，出料區(qū)的二螺桿間公稱轉(zhuǎn)動(dòng)間隙大于5°。這樣的間隙不僅允許使用低成本鑄造技術(shù)來制造蝸桿，而且能容忍傳統(tǒng)互切雙蝸桿壓條機(jī)的低成本齒輪箱里的齒輪游隙和竄動(dòng)。
雖然上面描述的擠壓機(jī)一律具有單級(jí)擠壓機(jī)機(jī)構(gòu)，但是將會(huì)明白，本發(fā)明同樣地能實(shí)施于2級(jí)或其他多級(jí)擠壓機(jī)，而且尤其是那些對(duì)應(yīng)于多級(jí)真空壓條機(jī)或精制機(jī)的情況。
在加工期間，達(dá)二蝸桿由馬達(dá)-驅(qū)動(dòng)齒輪組件4(圖1)帶動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)。料斗5中的物料(圖1)被卷入蝸桿進(jìn)料區(qū)6(圖4)中。進(jìn)料區(qū)里的螺桿部分將結(jié)團(tuán)及粒狀進(jìn)料輸送到過渡區(qū)。過渡區(qū)的螺桿部分把加工物料壓實(shí)并送到出料區(qū)。隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，每一個(gè)所說封閉C字形室內(nèi)的物料被沿直線輸送并推過多孔板上的孔成為互相粘連的面條狀進(jìn)入錐形件中，再從模嘴出來變成具有要求斷面的連續(xù)的一條。如果需要的是面條狀產(chǎn)品，則只需要多孔板作為最終附件(帶或不帶精煉金屬絲網(wǎng))。加工的物料呈面條狀從多孔板的孔里排出。需要粒子時(shí)，便采用一種旋轉(zhuǎn)刀把排出的面條切成粒。若需要的產(chǎn)品形狀是條或坯料，則使用錐形件或模嘴板作為最終附件(帶或不帶多孔板)。當(dāng)被從錐形件及模嘴板中擠出時(shí)，加工物料因受螺桿出料區(qū)的朝前推力，被熔融并成形為條或坯的形狀。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，盡管所用螺桿長(zhǎng)度短(如前所述)而且二螺桿間有間隙(由于前面解釋的原因)，但本發(fā)明的螺桿壓送性能卻比以前所試驗(yàn)過的壓條機(jī)蝸桿中任何一個(gè)(均屬先有技術(shù)的一部分)遠(yuǎn)為優(yōu)越。本發(fā)明的蝸桿能在任何轉(zhuǎn)速下獲得較高的產(chǎn)率，不論肥皂/NSD產(chǎn)品的流變特性或配方如何。
還驚奇地發(fā)現(xiàn)，與單螺桿或互切雙螺桿壓條機(jī)不同，這類壓條機(jī)需要使用15℃以下，甚至更好使用10℃以下的冷凍冷媒來冷卻機(jī)筒以防止物料轉(zhuǎn)動(dòng)和肥皂產(chǎn)率的急劇下降，本發(fā)明的擠壓機(jī)不用冷媒也仍然能滿意地工作?？梢匀芜x地使用適當(dāng)溫度，例如5℃-35℃的冷媒來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物冷卻及溫控，但這對(duì)擠壓機(jī)的送料作用是不重要的。取消了使用冷凍冷媒的需要還可以取消在冷凍裝置上的投資，并從而降低基本費(fèi)用。
還驚奇地發(fā)現(xiàn)，盡管本發(fā)明擠出機(jī)的產(chǎn)量較高，但與目前使用的單螺桿或互切雙螺桿壓條機(jī)相比，其比功耗要少得多。這不但使得操作成本較低，而且使得每單位產(chǎn)量的基本投資降低這種壓條機(jī)本身使得可以降級(jí)選用占?jí)簵l機(jī)成本的60％以上的驅(qū)動(dòng)組件。
下面的實(shí)例用來說明本發(fā)明實(shí)例采用2種不同的肥皂/洗滌劑條的配方進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以比較按本發(fā)明的單級(jí)壓條機(jī)與傳統(tǒng)壓條機(jī)的性能。
試驗(yàn)了4對(duì)(E1、E2、E3和對(duì)比的E*)不同的螺桿，它們的螺距角以及其他特征則載于下面的表1
兩種壓條機(jī)均設(shè)計(jì)成采用輸出軸中心距為100mm的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪箱操作的。兩種壓條機(jī)的蝸桿具有相同的螺槽深度25mm。兩種壓條機(jī)的蝸桿總長(zhǎng)度相同，即約500mm。傳統(tǒng)互切蝸桿的螺距角按熟知的優(yōu)化技術(shù)從進(jìn)料區(qū)的12.6°變到出料區(qū)的9°。本實(shí)例的壓條機(jī)蝸桿螺距角從進(jìn)料區(qū)的12°-18°變到出料區(qū)的12°-18°(見表1)。實(shí)例蝸桿的螺棱寬度還從出料區(qū)至進(jìn)料區(qū)減少了約60％。蝸桿E1的螺棱面在其后邊緣被挖下了5mm以減少該棱面與機(jī)筒間的摩擦。蝸桿E1的出料區(qū)長(zhǎng)度等于1個(gè)螺旋“導(dǎo)程”。蝸桿E2和E3出料區(qū)長(zhǎng)度等于1.5倍螺旋導(dǎo)程。它們的長(zhǎng)徑比為4.0。充分嚙合出料區(qū)里的螺桿橫斷面幾何形狀名義轉(zhuǎn)動(dòng)間隙約為10°。蝸桿是采用低成本的制造傳統(tǒng)蝸桿的方法制成的，涉及鑄造技術(shù)的應(yīng)用。
第一組實(shí)驗(yàn)中使用的原料為面條形式的含脂肪酸鈉鹽作為表面活性劑的3種香皂配方，即A、B和C。
實(shí)驗(yàn)所用的肥皂配方如下肥皂A78％總脂肪類1.3％ 香料12.0％ 水其余為著色劑，TiO2湊足100％肥皂B50％Cocyl羥乙磺酸鈉20％硬脂酸5％ 羥乙磺酸鈉4％ 椰子脂肪酸5％ 水1.65％ 香料8.3％ 82/18椰子/牛脂皂3.0％ 硬脂酸鈉2.0％ 線型烷基苯磺酸鹽其余為著色劑、鹽、TiO2肥皂C73.9％ 82/18椰子/牛脂皂8.9％ 帶20個(gè)EO的C16-C18非離子乙氧基化物3.6％ 棕櫚核油脂肪酸13.0％ 水0.6％ 鹽將用來冷卻按照本發(fā)明的壓條機(jī)機(jī)筒的水溫從7℃變到30℃。將用于冷卻傳統(tǒng)壓條機(jī)機(jī)筒的水溫從14℃變到30℃。進(jìn)料面條的溫度大約為28-33℃。在每種壓條機(jī)上進(jìn)引了幾次實(shí)驗(yàn)。采用傳統(tǒng)方法測(cè)定了產(chǎn)率、比能耗、對(duì)冷媒溫度的敏感性、塑性屈服應(yīng)力等。
在第二組實(shí)驗(yàn)中，在一臺(tái)大型西格馬混合機(jī)里制備了若干每批30或40kg的非肥皂洗滌劑(NSD)面團(tuán)(或分為22％線型烷基苯磺酸、4％蘇打、8.3％高嶺土、42％方解石、6％無機(jī)結(jié)構(gòu)劑、1.5％無水堿性硅酸鹽、8.3％STPP、6％水分及少量香料、著色劑、TiO2等)。面團(tuán)制備完成之后立即用面條機(jī)將其制成面條狀。
為防止冷卻和變硬，把新制備的面條不延誤地作為原料專門研究了新型壓條機(jī)的送料特性。采用30-31℃的冷卻水冷卻按照本發(fā)明和傳統(tǒng)壓條機(jī)的機(jī)筒。依批號(hào)不同進(jìn)料面條的溫度在39-45℃之間。
在肥皂A、B、和C的情況下，新型壓條機(jī)的產(chǎn)量是傳統(tǒng)壓條機(jī)產(chǎn)量的1.5-2.5倍，且新型壓條機(jī)的比能耗比傳統(tǒng)壓條機(jī)少了50-85％(見圖5-9)。既使當(dāng)新型壓條機(jī)的冷媒溫度為30℃，而傳統(tǒng)壓條機(jī)的冷媒溫度為15℃，2壓條機(jī)的進(jìn)料到擠出物的溫度升高大致相同。這證明，在新型壓條機(jī)情況下，可以用環(huán)境溫度的冷卻水來代替冷凍水。圖7和圖8清楚地顯示，新壓條機(jī)即使不用冷凍水冷卻機(jī)筒也能滿意地運(yùn)轉(zhuǎn)，然而當(dāng)傳統(tǒng)壓條機(jī)用未冷凍的水冷卻機(jī)筒時(shí)，由于物料在壓條機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)致使產(chǎn)率急劇下降。這進(jìn)一步表明，與傳統(tǒng)壓條機(jī)呈對(duì)照，新型壓條機(jī)具有高度正位移特性。圖9表明采用帶不匹配螺桿(E2)比帶匹配螺桿(E*)的壓條機(jī)的優(yōu)越性。圖11說明，新壓條機(jī)在任何轉(zhuǎn)速之下不論肥皂的流變性(圖10)和配方如何均能獲得較高的產(chǎn)率。這一點(diǎn)得到表2所示的關(guān)于NSD條的數(shù)據(jù)的進(jìn)一步支持，表中顯示，新壓條機(jī)的產(chǎn)率是傳統(tǒng)壓條機(jī)的1.5倍，且其比能耗比傳統(tǒng)壓條機(jī)低了30％。
表2洗滌劑(NSD條)E3 傳統(tǒng)壓條機(jī)冷媒溫度，℃ 31 30凈功率kw 1.451.43產(chǎn)率，kg/h 197 136比能耗度/噸 7.4 10.5雖然對(duì)按照本發(fā)明的壓條機(jī)/擠壓機(jī)已具體地結(jié)合肥皂/洗滌劑成形做了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，它還能被應(yīng)用在其他的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種肥皂形狀的制造方法，該方法包括將肥皂/洗滌劑原料經(jīng)過一臺(tái)嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)的處理步驟，其中該螺桿帶有彼此相反的螺紋、不匹配且此螺桿的長(zhǎng)徑比大于1∶1。
2.制造按照權(quán)利要求1的方法的肥皂形狀的設(shè)備，所說設(shè)備包括嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)，其中該螺桿帶有彼此相反的螺紋、不匹配且此螺桿的長(zhǎng)徑比大于1∶1。
3.按照權(quán)利要求2的制造肥皂形狀的設(shè)備，其中該擠壓機(jī)包括能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)筒內(nèi)的2只螺紋相反、緊密嚙合的螺桿，機(jī)筒具有第一進(jìn)料端和第二出料端，所說螺桿具有最小的螺桿與螺桿及螺桿與機(jī)筒間的間隙，以致隨著原料沿著從所說第一端朝所說第二端的至少一部分機(jī)筒通過，它便被分割成許多由螺桿和機(jī)筒的表面約束的、不連續(xù)的基本呈C字形的料段并被送入一通道，借此原料的總體沿大致平行于螺桿旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其中每個(gè)螺桿獨(dú)立地具有從機(jī)筒的進(jìn)料端到出料端變化的斷面輪廓，以致螺棱寬度從進(jìn)料端到出料端增加50％以上。
5.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其中螺桿的螺距角從鄰近機(jī)筒出料端的8-20°數(shù)值范圍改變成鄰近機(jī)筒進(jìn)料端的8-30°數(shù)值范圍，以致第一螺桿的螺棱后側(cè)面與第二螺桿前側(cè)面相緊貼。
6.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其中在鄰近進(jìn)料端和出料端區(qū)域中第一螺桿的螺距角變化比第二螺桿的螺距角變化小。
7.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其中每個(gè)螺桿的長(zhǎng)徑比獨(dú)立地為3-8。
8.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其中鄰近出料端的第一與第二螺桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)間隙至少是5°。
9.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，進(jìn)一步包括冷卻機(jī)筒內(nèi)物料的冷卻手段。
10.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中該冷卻手段包括使冷卻流體在2個(gè)螺桿之一或兩者內(nèi)部的通道內(nèi)循環(huán)的手段。
11.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中冷卻手段包括使冷卻流體沿著機(jī)筒周圍的冷卻夾套循環(huán)的手段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造肥皂形狀的方法，包括讓肥皂原料通過嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)的處理步驟及按照該方法的肥皂成型設(shè)備，所說設(shè)備包括嚙合、反轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)，其中擠壓機(jī)包括2根帶有相反的螺紋、緊密嚙合的螺桿，該螺桿是不匹配的，而且其長(zhǎng)徑比大于1∶1，能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)筒內(nèi)部，該機(jī)筒具有第一端和第二端，所說螺桿具有極小的螺桿與螺桿和螺桿與機(jī)筒間的間隙，這樣，隨著原料沿從所說第一端朝所說第二端的機(jī)筒的至少一部分通過，便被分割成許多由螺桿和機(jī)筒表面約束的不連續(xù)、基本上呈C字形的料段并被沿一條通道輸送，這樣，原料的總體沿著大致平行于螺桿旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)。
文檔編號(hào)C11D13/10GK1140468SQ95191627
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月15日
發(fā)明者K·D·喬卡帕, V·M·奈克 申請(qǐng)人:尤尼利弗公司