肥皂是人們的日常生活需品,是油脂和堿反應生成的,主要成分是十八酸鈉或十八酸鉀。生產肥皂的設備可以自動化、機械化、也可以簡易進行,其主要設備包括:反應鍋、冷卻槽及攪拌、切皂、壓模的工具或機器。反應鍋是油脂與堿反應的容器,可以是普通鐵鍋、搪瓷鍋、甚至燒杯、燒瓶,也可用雙層鐵鍋,隔水加熱。
一、制皂的工世簡單但要求嚴格,方法有冷制法、熱制法、半熱煮法、中和法、石灰分解法、連續(xù)皂化法。催化劑快速皂化法等七種生產方法。冷制法是先把氫氧化鈉和水玻璃溶于水中,又把牛油、椰油、柏油三種油脂置鍋中加熱熔化,冷卻至40℃即注入氫氧化鈉與水玻璃溶液中,隨加隨攪,使堿與油脂起皂化作用,當攪拌至皂液成均勻膠狀時即停止攪拌,使堿與油脂起皂化作用,當攪拌至皂液成均勻膠狀時即停止攪拌,(不宜攪拌過久,否則堿與油脂回復分離狀態(tài))然后蓋好靜放一天,筇化完成即成固體。此法簡單而經濟,缺點是產品不經久存,日久會生白霜和臭味。目前病房使用熱制法,其皂化迅速,產品質量較好,成本也低。
熱制法的全部生產過程大體可分為幾個方面:(1)備料要考慮到產品的硬度、色澤、泡沫、溶解度、去污力等質量問題和成本問題,選擇幾種沒脂混合起來使用;(2)將混合油脂倒入皂化鍋中或用泵打入皂化反應罐中,用蒸氣翻煮,緩慢地加入澆堿溶液,直到皂化反徹底,皂液成為糊狀皂膠,然后分特先加入飽和食鹽水,后加入少量清水及足夠量的堿水,先后均要煮沸,以達到鹽析和堿析的目的,全皂膠與甘油雜質完全分離;(3)停止加熱,靜置冷卻后,皂液上浮,取其上層即為皂基;下層可留待下一批繼續(xù)提純;(4)制好的找基移入調和鍋內,按定量加入準備好的泡花堿溶液,鈦白粉、香粉和其它填料,在一定的溫度下經攪拌調和,然后倒入冷卻槽,也可采用真空干燥新工藝,使皂基凝為大片的肥皂;(5)把大片的肥皂切條、烘干后壓模,經過質量檢驗,即可裝箱出廠。
上述生產的皂化反應過程中,應注意查驗其反應是否已經徹底,方法是在下完堿液后,取一滴皂液加入熱清水中,如果沒有油花上浮,表示已完全皂化,否則應酌加堿液。堿液用少了,皂中會有游離油脂,去法能力差;用多了皂面會析出白色粉末,對皮膚有刺激作用,此外,如在肥皂中加入適量松香,可增加泡沫,加強去法能力。如果在皂化反應過程中加堿液時,將堿液分成三份,先徐徐加入一份,連續(xù)攪拌和加熱,并用木棒挑起一些反應液滴入鍋中,如能起泡沫即表示反應已完成,再加入份堿液,繼續(xù)攪拌和加熱,至加入第三份堿液,完全反應,就是連續(xù)皂化法。
二、肥皂能去污的原理在于它溶于水后,其分子在水中運動的特點,形成顯著的表面活性炭和吸附性能,浸潤于油膩、污垢及被洗的衣物之間,而肥皂溶液的滲透作用比織物上的油狀污垢等的粘牢度要強,所以把污垢從織物纖維中排擠出來,成為微小的點滴,并被乳化后存在于溶液中無法再沉淀到織物上去,經搓洗起泡,被肥皂泡沫的吸附層包圍著,被清水連同泡沫一起沖走。
因此,在研究生產肥皂的工藝配方時,必須充分考慮到產品應具備的如下一些性質和性能:(1)表面活性,以便使皂液呈良好的浸潤性,具備較強的去污力;(2)乳化性,使水同不能和水混合的液體混合成乳性液,才能洗滌油膩污垢;(3)吸附性,使微小的物質如灰塵及其它微粒被吸附于皂液和泡沫之中;(4)起泡性,以便將污垢帶起;(5)結晶性,使肥皂硬度較強,便于使用。
同時,就必須了解制造肥皂的各種原料,才能很好地確定合適的工藝配方。肥皂的原料可以分為油脂、堿類及其它輔助原料三部分。制造肥皂的油脂主要有動物油和植物油兩類,動物油中,牛羊油是制造肥皂的上等原料,用它們制作的肥皂,性質堅硬,色澤白,質量比較穩(wěn)定,在水中溶解度較小,去污力強,泡沫濃厚而持久,豬油可以增加肥皂的韌性和光澤,提高肥皂的質量;骨油在肥皂中的配量為10%,用多了肥皂顏色不好;蛹油需先分解制成脂肪酸,再用蒸餾法精煉,在肥皂中用量可占10~15%。植物油中,皮油(桕油)和木油是制作肥皂的主要原料,用量可達55%;棉籽油在肥皂中的用量一般為15~25%,如用量過多則制出的肥皂性能不好,不耐保存,容易酸??;蓖麻油溶解度較大,易于皂化,能增加肥皂的光澤,如用于洗浴,能減少對人體皮膚的刺激,同其它油脂配合,可生產出優(yōu)質的肥皂和香皂;糠油需經硫酸和鋅粉脫色后才能應用,用量可達20%;豆油一般是制成硬化油后作為制皂原料,制成的肥皂一般呈魄或淺黃色,找體較軟,容易收縮變形,溶解度大,泡沫較多,去污力強,但不耐保存;所謂硬化油,是以液體油脂加氫后變成的固體油脂,也叫氫化油,是制造肥皂的重要原料,可以代替固體油脂肪,糠油、菜油、棉籽油都可制成硬化油,60度硬化漬在肥皂中用量可以多達40%,制成的筇體堅硬而耐用。此外,合成脂肪酸是天然油脂的代用品,目前主要以石蠟為原料經氧化而取得,在肥皂中用量可達60%,可以節(jié)約大量的天然油脂。
制皂用的堿類扔:(1)燒堿,亦稱氫氧化鈉或苛性鈉,是制造固體肥皂主要原料,制皂時先溶解成30%的溶液,然后供煮皂時使用,與油脂皂化而制肥皂,但用量不能過多,過多會使肥皂產生白霜;(2)純堿,即碳酸鈉,主要用它皂化松香,在皂肥中加0.5~1%,既能增加肥皂的硬度和洗滌能力,又能增加反光能力和預防酸敗現(xiàn)象,但過量會使肥皂發(fā)酥和冒白霜;(3)氫氧化鉀,又稱苛性鈉,也是一種強堿,做肥皂時只能作為燒堿的摻入物使用,用量約為燒堿的5~10%,多了會使皂體發(fā)軟。
其它輔助原料包括:(1)泡花堿,即硅酸鈉亦稱水玻璃,是洗衣皂中的重要助洗劑和填充劑,一般用量為2~4%,能增加肥皂的硬度和減少收縮變形,同時對殘存的游離堿起緩沖作用,減少對人體皮膚的刺激,并有軟化硬水,減少肥皂消耗量,防止肥皂酸敗等優(yōu)點;(2)食鹽,亦稱氯化鈉,制皂時起鹽析作用,使甘油從皂液中分離出來,可以減少肥皂的水分和提高質量,使顏色變淺及消除雜質;(3)松香,可以增加泡沫和穩(wěn)定泡沫,增加溶解度,防止酸敗,能使肥皂組織細致,減輕白霜以及起來潤滑皮膚的作用,但過量會使肥皂逐漸變色,洗的衣物變黃并有粘手感;(4)香料,可抵銷劣等油脂的酸臭味,上等肥皂用香草油,一般用樟腦油、二苯醚、松香醇、芳樟油等。
三、下面介紹幾種制肥皂的工藝配方及制作,以供參考或選用:
配方一:牛油70份,椰油25份,水55份,濃度40度的氫氧化鈉溶液25份,香草油少許,皂黃0.5份(溶于適量的酒精中)制作時,松香應另鍋用炎熔化,再加入皂化鍋中拌和;皂化反應可采用連續(xù)皂化法,皂黃在皂化反應完成后才加入攪拌,然后離火靜置,待溫度稍低時才加入香料。
配方二:(53%脂肪酸洗衣皂常見配方)(1)椰子油18公斤,桕油40公斤,豬油12公斤,棉籽油7公斤,經脫色的米糠油11公斤,食鹽1.5公斤加熱水溶化成35%溶液并加入食鹽0.24公斤,先倒出一半,將松香12公斤打碎慢慢加入,使之充分反應,再將另一半溶液加入,直到無氣泡溢出為止,即制成松香皂液;(2)用95%純堿1.5公斤加熱水溶化成35%溶液并加入食鹽0.24公斤,先倒出一半,將松香12公斤打碎慢慢加入,使之充分反應,再將另一半溶液加入,直到無氣泡溢出為止,即制成松香皂液;(3)在鍋內放進一定量15%的燒堿溶液,然后加入處理過的油脂過猛火加熱,待物料變稠上漲時減小火力或加入適量冷水,皂化接近完成反應速度緩慢時,用木棍蘸起皂液如能結成硬片即可,否則繼續(xù)加熱;(4)將20公斤細鹽均勻加入皂液并加熱和攪拌,初期猛火后期減小火力,翻動2小時后離火靜置3小時,使肥皂從鹽水中析出,浮在甘油水上,下層的甘油水經回收甘油和處理污水后排掉,肥皂中加入適量清水再煮成均勻的皂膠,再加入飽和鹽水將還余下的少是甘油和雜質進一步析出排掉,如此反復煮幾次,使肥皂內的甘油含量聊到2%以下,這種洗滌每次3小時,靜置3小時,如鹽析時發(fā)現(xiàn)堿含量偏高,廢液不清,可向皂液中加入一些松香;(5)在肥皂中加入一定量配成7%左右的堿液煮煮2小時,待皂膠全部析開后即停止堿析,靜置3小時后放掉下層堿析水(堿析也可進行二、三次);(6)堿析后的肥皂靜置3小時后,即分成皂基及皂腳上下二層,下層皂腳在下一鍋堿析時再用,上層皂基加入適當水加熱煮沸,并加入松香皂液繼續(xù)煮2小時,初期旺火,等皂膠翻勻后改文火,防止焦底,用一刀片在肥皂液中放幾分鐘,垂直抽出,粘在刀面上的皂膠滑下時呈均勻薄片,且刀面光潔,即為合格肥皂,若皂膠不滑下或滑下太慢,要加堿液或飽和鹽水,若滑下太快則宜適當加些清水;(7)加入12公斤泡花堿及適量增白劑和香精攪拌均勻,靜置4小時,放入鐵桶自然冷卻,10天后取出切塊、干燥、打印即成為肥皂成品。
配方三:桕油50分,椰子油14份,糠油11份,松香25份,35%的水玻璃8份,皂黃少許,氫氧化鈉16份(配成30%溶液)。
四、肥皂質量的高低主要是以總脂肪物含量多少來確定的,總脂肪物含量水份含量就少,肥皂質量就比較好。三輥研磨機用于皂粒和添加的物料的混合、碾磨、提高皂體的密度和質量。進一步提高香皂、透明皂、肥皂的密度和質量。一般質量理化指標要求為:合脂皂65型總脂肪物標準含量為65%,全油脂皂53型為53%,全油脂皂42型為42%;每塊(聯(lián))總脂肪物實際重量不低于標準脂肪物質重量的95%,游離苛性堿不大于0.3%,硅酸鈉不小于2%,氯化鈉不大于1.5%;硬度不小于1200g/,泡沫(40±1℃)高點不小于160~170毫米,過5分鐘后不小于150~160毫米。其中,游離苛性堿、硅酸鈉按成品重量計算;硬度指標系在生產24小時后在室溫下試驗為準。
肥皂的外觀質量要求:(1)皂體菜狀端整,收縮均勻,圖案字跡清晰,皂質不發(fā)生粘連,合乎規(guī)格要求,不得有歪斜、變形、殘缺等現(xiàn)象。在一般情況下不冒汁、無白霜、無裂紋、無顯著斑點;(2)顏色要均勻清凈的魄或淡黃色,洗衣皂的正常色澤一般都是淡黃色,優(yōu)等油脂制造的肥皂顏色都是淺淡的,次等油脂在制造肥皂時如經過漂白處理,肥皂呈純白色,如果是淡黃色就說明所用的油脂原料比較純粹,而且經過很好的脫色,松香的質量及用量也比較適當,從而可以初步判定這種肥皂具有有會酸敗、不會發(fā)粘、泡沫正常,去污能力較好的基本性能;(3)肥皂不得有油脂酸敗味,有了這種味道就表示油脂原料不純,皂化不徹底,膠臭工作做得有好,肥皂容易酸敗,但用骨油、蛹油、魚油、豆油制成的肥皂可以略帶腥味;(4)肥皂裝箱前用手指捏一下皂體表面,如現(xiàn)出指紋印跡,就是比較好的肥皂,發(fā)嘸痕跡則說明皂質太硬(但脂皂保存一個時期,水份蒸發(fā)逐漸變硬是自然現(xiàn)象),如痕跡太深又說明皂體太軟,太軟的肥皂易粘連不耐使用,而且容易酸敗、凍裂、收縮變形,過硬的肥皂也不好,溶解度小,去污力差;(5)在使用時泡沫多,去世污力強,無雜質,無刺激性,檢驗去污力時可用布擦油污,取肥皂加熱水洗滌,經過實驗來判肥皂質量的優(yōu)劣。
洗衣皂的形狀可有長方形或長條形的,重量一般為300克或333克,六產為一箱,每箱重20公斤;規(guī)格以所用混合油脂原料的多少為標準,其中以42型、47型、53型、60型、65型五種規(guī)格較普遍。