کارخانجات تولید صابون در کشور

 

صابون از روغن های گیاهی یا چربی حیوانی با هیدروکسید سدیم (سود سوزآور)ساخته می شود.در اثر انحلال در آب،خاصیت پاک کنندگی بالایی پیدا می کند.در طول تاریخ از صابون برای اهداف دیگری غیر از شستشو بهره می بردند بطور مثال در درمان جراحت های پوستی ،رنگ کردن مو و یا بعنوان پماد و مرهم از صابون استفاده می شده است ولی امروزه از آن صرفا برای تمیز کردن و شستن بدن و اجسام دیگر استفاده می شود.قدمت مصرف صابون طبق منابع رومی به 600 سال قبل از میلاد می رسد یعنی درست در زمانی که فینیقی ها آن را از پیه بز و خاکستر چوب درست می کردند.در تاریخ اینگونه آمده است که قوم سلت (celtoe) که از قبایل هند  اروپایی بودند و در چادر زندگی می کردند از چربی حیوانات و خاکستر ناشی از سوختن گیاهان ،صابون درست می کردند.

 

• جالینوس ،پزشک مشهوری که در یونان زندگی می کرد ،از صابون بعنوان ماده ای مناسب برای شستشو یاد می کند.
• در امپراطوری روم از صابون بعنوان دارو بهره می بردند و تا قرن دوم بعد از میلاد از آن به عنوان ماده تمیزکننده یاد نشده است.
• در قرن هشتم میلادی استفاده از صابون در کشورهای اروپایی نظیر فرانسه ،ایتالیا و اسپانیا رواج داشته است در حالی که در دیگر کشورهای این قاره تا قرن 17 هیچ استفاده ای از آن نشده است.

تاریخچه تولید صابون

• تا قرون وسطی شیوه های تولید صابون اینگونه بوده که ابتدا خاکستر ناشی از سوزاندن گیاهانی که حاوی پتاسیم کربنات بودند را در آب حل می کردند ،سپس به آن چربی اضافه می کردند و آنها را می جوشاندند تا آب آن کاملا تبخیر شود.
• صابون را در انگلستان در قرن 12 شروع به تولید کردند.صابون سازان آن زمان مجبور بودند برای تولید محصول خود مالیات سنگینی بپردازند.
• در سال 1789 آندره پیرز در لندن شروع به ساخت صابون شفاف و با کیفیت کردند و در سال 1862 یک کارخانه تولید صابون راه اندازی کرد.
• جرقه اصلی برای تولید انبوه صابون توسط شیمیدان فرانسوی ،نیکولاس لبلانک در سال 1791 زده شد.او توانست خاکستر قلیا با سدیم کربنات را از نمک معمولی بسازد و این فرآیند را بعنوان یک اختراع به ثبت رساند.ماده حاصل از این فرآیند قلیایی است که از خاکستر بدست می آید .با مخلوط کردن این ماده با چربی ،صابون بوجود می آید.
• ساخت سدیم هیدروکسید یا سود سوزآور در سال 1807 ،تاثیر زیادی بر نحوه ساخت صابون در سالهای آینده گذاشت به گونه ای که این اختراع موجب شد استفاده از صابون متداول و رایج شود.

• در سال 1850 ویلیام گاسج(William Gossage) کارخانه تولید صابونی با کیفیت را پایه گذاری کرد.این کارخانه جزء اولین کارخانه های صابون سازی صنعتی محسوب می شود .

 

این محصول در قرن 19 در سراسر اروپا مقرون به صرفه بود و رضایت مصرف کنندگان را دربرداشت.

و اینکه صابون در آن زمان چطور تولید می شد؟

درنتیجه جوشاندن محلول خاکستر چوب و چربی حیوانی  در دیگ ،کفی بر روی آن شکل می گرفت .وقتی این ماده سرد می شود به صابون تبدیل شده بود . در سالهای بعد ،صابون سازی به نام نیکولا لبنک توانست سود سوز آور را از نمک معمولی استخراج کند و از این طریق شیوه جدیدی برای ساخت صابون کشف کرد.در سال 1823 ،شیمیدان فرانسوی بنام اوژن میشل شورول ،روش نوینی برای ساخت صابون ابداع کرد.در انتهای قرن 19 بود که صابونهای صنعتی روانه بازار شد در حالی که مردم روستایی همچنان به تولید صابون در خانه های خود مشغول بودند.

 

• مواد سازنده صابونهای اولیه، شیره بعضی از گیاهان خاص مثل گیاه صابون ،بندق و غاصول بوده است.برای تولید کف ،ریشه این گیاه را در آب حل می کردند .در ساختاراین درختان عنصری به نام ساپونین وجود داشته که باعث  تولید کف فوم دار می شده.
• مدت ها بعد مردم به این نکته پی بردند که چربی ها به مواد قلیایی موجود در خاکستر آتش واکنش نشان می دهد .این درک جدید باعث این شد که در ساخت صابون از استئارت سدیم و استئارت پتاسیم استفاده کنند.
• در قاره آمریکا نیز، صابون را از ترکیبات قلیایی و چربی حیوانی می ساختند.برای بدست آوردن محلول آب قلیایی،خاکستر چوب جنگلی را در آب خیس می کردند و سپس خاکستر را از صافی عبور می دادند.در مرحله بعد محلول بدست آمده را با چربی حیوانی ساعت ها روی اجاق می پختند .در نتیجه چربی حیوانی مهم ترین عنصر در ساخت صابون های آن زمان بوده است.
• تولید صابون به شکل نیمه صنعتی در حدود 90 سال است که در ایران رواج دارد.در حال حاضر میزان استفاده از صابون در ایران چیزی حدود 60000 تن است اما این رقم بخاطر تولید کالاهای جایگزینی مثل مایع دستشویی و شامپو در حال کم شدن است .از تولیدکنندگان بزرگی که سهم قابل توجهی از بازار را در دست خود دارند می توان به شرکت پاکسان،شرکت گلتاش،شرکت یونیلوور،شرکت بهداد،شرکت پاکنام  شرکت داروگر اشاره کرد.

بخش های مختلف یک کارخانه تولید صابون به این گونه است:

• خطوط تولید
• خطوط بسته بندی
• فضای انبار
• سالن تولید
• ساختمان اداری

روش های تولید صابون

• روش پیوسته(continuous process)

امروزه تولید صابون بیشتر به این روش انجام می گیرد.

• ابتدا چربی توسط آب در دما و فشار بالایی هیدرولیز می شود که درنتیجه آن گلیسیرین و اسید چرب تولید می شود .اسید چربی که تولید می شود توسط محلول سدیم هیدروکسید خنثی شده و به صابون تبدیل می شود .واکنش مربوط به فرآیندی که در برج هیدرولیز و خنثی می شود در ادامه توضیح داده میشود:
• مواد اولیه مورد استفاده که همان چربی است متنوع بوده و فقط یک نوع گلیسیرید ندارد.چون نمک های سدیمی که توسط اسیدهای چرب تولید می شود حلالیت و سختی متفاوتی دارند،در صابون سازی برای تولید محصولات مشابه از مواد اولیه مختلفی استفاده می شود.
• مواد اولیه ورودی می تواند از انواع چربی های حیوانی باشد تا روغن های گیاهی .چربی ذوب شده بوسیله ی کاتالیزور اکسید روی به برج هیدرولیز وارد می شود و تحت فشاری معادل 4 پاسکال و دمایی حدود 250 درجه سانتی گراد بوسیله آب هیدرولیز می شود و مواد خروجی شامل مخلوط اسید چرب و گلیسیرین است که به ترتیب از بالای برج و پایین برج خارج می شوند.
• آب نیز به همراه اسید چرب به شیوه دکانتاسیون (Decantation) یا عمل تبخیر جدا می شود.به طور معمول مخلوط اسید چرب بدست آمده را برای تفکیک وارد برج تقطیر می کنند.این روش برای تهیه اسید های چرب حاصل از چربی خوک،روغن نارگیل ؛دانه های روغنی و روغن نخل کاربرد دارد .
• فرآیند تقطیر در سه مرحله تحت خلا انجام می شود .اسید چرب از مخزن ذخیره وارد مبدل حرارتی شده و سپس از بالا وارد برج جداکننده می شود .در این برج ها در حالی که اسید چرب از بالا به پایین در جریان است ،آب و هوا در سمت مخالف یعنی رو به بالا حرکت می کند .در نتیجه این فر آیند،اسیدهای چرب سبک که نقطه جوش پایین تری دارن از قسمت بالای برج و اسیدهای سنگین که نقطه جوش بالاتری دارند از قسمت پایین برج خارج می شوند.
• مایعاتی که از بالای برج بدست می ایند وارد برج تفکیک اصلی می شوند ، دربرج تفکیک خلا شدیدی وجود دارد .محصول اصلی که اسیدهای چرب با نقطه جوش پایین است از قسمت بالایی برج حاصل می شود.مایعات سنگین که همان اسیدهای چرب با نقطه جوش بالاست به برج تبخیر نهایی پمپ می شود .

آنالیز صابون بدست آمده به اینگونه می شود:

• سدیم هیدروکسید 0.002 تا 0.1 درصد
• سدیم کلرید 0.3 تا 0.6 درصد
• آب حدود 30 درصد

 

• صابون ایجاد شده می تواند اکسترود یا غلطک شده و یا پخشک شود.
• در انتها ،صابون در مبدل حرارتی که فشار آن حدودا 5.3 پاسکال است و دمایش به 200 درجه سانتی گراد می رسد ،گرم می شود.صابون حاصله،در تانکی با فشار اتمسفریک فلش شده و رطوبتش تا 20 درصد کاهش می یابد.
• سپس با مقداری هوا که درون مبدل حرارتی است مخلوط می شود
• درپایان صابون بوسیله جریان آب نمک در جداره بیرونی،از دمای 105 درجه به 65 درجه می رسد .بصورت نواری پیوسته اکسترود و به اندازه های مورد نیاز برش داده می شود و بعد از اینکه روی آن طرح زده شد بسته بندی می شود.

چه عواملی به پیشرفت صنعت صابون سازی کمک کرده است؟

• استفاده کردن از رزین در دیگهای پخت صابون(از سال 1850)
• استفاده کردن از سیلیکات سدیم توسط دانشمندی انگلیسی(در سال 1870)
• هیدروژنیزه کردن روغن ها و تولید چربی های بهتر برای ساخت صابون(از اوایل قرن 19)
• پیشرفت تکنولوژی(از جنگ جهانی اول)

در کل استفاده از دستاوردهای علمی به موازات رشد تکنولوژی در کارخانه های باعث رشد چشمگیر این صنعت در سال 1850 شد.

 

• روش ناپیوسته(Batch process)

تقریبا تمامی خطوط تولید صابون در ایران به  این روش انجام می شود و فقط دو خط تولید پیوسته داریم .که یکی از آنها در خرمشهر و دیگری واحد کوچکی در شرکت پاکنام است.

در این روش از انواع چربی مثل چربی حیوانی (مثل تالو) و یا گیاهی(مثل روغن پالم و نارگیل) برای ساخت صابون استفاده می شود

• حدودا 75 درصد از کل چربی مصرفی ساخت صابون در دنیا به تالو (Tallow)اختصاص دارد .منشا این چربی حیوانی است و از مخلوطی از گلیسیرین ها بوجود می آید.این ترکیب از چربی های جامدی که به وسیله بخار پالایش شده بدست می آید.

در روش ناپیوسته اسید چرب درون مخزن ریخته می شود و سپس توسط سدیم هیدروکسید یا صابون جامد و یا پتاسیم هیدروکسید صابون مایع خنثی می شود .به این روش اصطلاحا kettle process می گویند

• جالب است بدانید که شرکت یونی لیور که یکی از بزرگان تولید صابونهای لایه بردار است در ایران نیز فعالیت دارد

واکنش اصلی تولید صابون یا صابونی شدن که به آن saponification م گویند به شرح زیر است:

در ابتدا لازم است بدانید که صابون به دو شیوه پخت گرم و پخت سرد تهیه می شود .در روش پخت گرم، صابون تولید شده دارای کیفیت مناسب تر است .از این صابون برای مصرف حمام و دستشویی استفاده می شود .

• در این روش بعد از اینکه اسید چرب توسط محلول سدیم هیدروکسید خنثی می شود،برای اینکه صابون تولید شده را از ناخالصی ها جدا کنیم ،آن را چند بار توسط محلول آب و نمک شستشو می دهیم.
• صابون تولید شده را به مدت 24 تا 72 ساعت رها می کنند که در این صنعت به آن “دم کردن” می گویند.هدف از فرآیند دم کردن ،تکمیل واکنش و جداسازی فاز ها از هم می باشد .
• بعد از اتمام واکنش ،جهت جداسازی ناخالصی ها از محلول آب و نمک استفاده می شود.با اضافه کردن آب نمک به داخل مخزن یک سیستم دو فازی ایجاد شده که ناخالصی ها به لایه زیرین می رود.بخش صابون بوسیله پمپ به غلطک های سرد کننده منتقل شده و دمای صابون به اندازه دمای محیط کاهش پیدا می کند که در نهایت جامد می شود.

ترکیب صابون حاصله به شرح زیر است:

• سدیم هیدروکسید:0.002 تا 0.1 درصد
• نمک سدیم کلرید 0.3 تا 0.6 درصد
• آب حدود 30 درصد

 

• سپس برای کم کردن رطوبت صابون تولید شده ،آن را درون خشک کن قرار می دهند تا رطوبت آن به میزان استاندارد(حدود 12 درصد)کاهش پیدا کند.
• بعد از آن،به منظور یکنواخت کردن صابون آن را وارد دستگاهی به نام پلودر(plodder) می کنند.صابون توسط حلزون در حال گردشی به نام مارون فشرده شده و بصورت رشته ای از آن خارج می شود .
• سپس توسط یک برش دهنده به قطعات ریز بریده می شود .
• این قطعات ریز وارد دستگاه میکسر شده و در آن مواد افزودنی مثل رنگ،اسانس،تثبیت کننده و نرم کننده پوست و … به صابون میکس می شود.
• در مرحله بعد برای یکنواخت شدن و همچنین مستحکم شدن مواد افزوده شده ،صابون را بین چند غلطک (Mill)رد می کنند .این غلطک ها صابون را بصورت ورقه های نازک و فشرده در می آورد و سپس از درون قالب گرم عبور می دهند و بصورت نواری پیوسته از آن خارج می کنند.
• در هنگام خروج صابون سرد می شود و همچنین توسط دستگاه برش به اندازه های مورد دلخواه برش داده می شود
• در آخرین مرحله ،قطعات صابون حاصله درون قالب قرار می گیرد و به فرم نهایی در آمده و بسته بندی می شوند.

بازارهای صادراتی

در حال حاضر کشورهای یی که صابون به آنها صادر می شود محدود به کشور افغانستان وازبکستان،بحرین،امارات متحده عربی،ترکمنستان،تاجیکستان، عراق ،قزاقستان،قرقیزستان،کویت،گرجستان  می شود.در این میان افغانستان اولین و بزرگترین واردکننده صابون های ایرانی بوده است که در یک سال در آمدی حدود 4 میلیون و 20 هزار و 544 دلار نصیب کشور کرده است .سپس کشور قرقیزستان با خرید 796 تن صابون دومین کشور از لحاظ بیشترین میزان صادرات صابون ایرانی است که در آمدی در حدود 616 هزار و 889 دلار برای ایران داشته است.