肥皂是人们的日常生活需品,是油脂和碱反应生成的,主要成分是十八酸钠或十八酸钾。生产肥皂的设备可以自动化、机械化、也可以简易进行,其主要设备包括:反应锅、冷却槽及搅拌、切皂、压模的工具或机器。反应锅是油脂与碱反应的容器,可以是普通铁锅、搪瓷锅、甚至烧杯、烧瓶,也可用双层铁锅,隔水加热。
一、制皂的工世简单但要求严格,方法有冷制法、热制法、半热煮法、中和法、石灰分解法、连续皂化法。催化剂快速皂化法等七种生产方法。冷制法是先把氢氧化钠和水玻璃溶于水中,又把牛油、椰油、柏油三种油脂置锅中加热熔化,冷却至40℃即注入氢氧化钠与水玻璃溶液中,随加随搅,使碱与油脂起皂化作用,当搅拌至皂液成均匀胶状时即停止搅拌,使碱与油脂起皂化作用,当搅拌至皂液成均匀胶状时即停止搅拌,(不宜搅拌过久,否则碱与油脂回复分离状态)然后盖好静放一天,筇化完成即成固体。此法简单而经济,缺点是产品不经久存,日久会生白霜和臭味。目前病房使用热制法,其皂化迅速,产品质量较好,成本也低。
热制法的全部生产过程大体可分为几个方面:(1)备料要考虑到产品的硬度、色泽、泡沫、溶解度、去污力等质量问题和成本问题,选择几种没脂混合起来使用;(2)将混合油脂倒入皂化锅中或用泵打入皂化反应罐中,用蒸气翻煮,缓慢地加入浇碱溶液,直到皂化反彻底,皂液成为糊状皂胶,然后分特先加入饱和食盐水,后加入少量清水及足够量的碱水,先后均要煮沸,以达到盐析和碱析的目的,全皂胶与甘油杂质完全分离;(3)停止加热,静置冷却后,皂液上浮,取其上层即为皂基;下层可留待下一批继续提纯;(4)制好的找基移入调和锅内,按定量加入准备好的泡花碱溶液,钛白粉、香粉和其它填料,在一定的温度下经搅拌调和,然后倒入冷却槽,也可采用真空干燥新工艺,使皂基凝为大片的肥皂;(5)把大片的肥皂切条、烘干后压模,经过质量检验,即可装箱出厂。
上述生产的皂化反应过程中,应注意查验其反应是否已经彻底,方法是在下完碱液后,取一滴皂液加入热清水中,如果没有油花上浮,表示已完全皂化,否则应酌加碱液。碱液用少了,皂中会有游离油脂,去法能力差;用多了皂面会析出白色粉末,对皮肤有刺激作用,此外,如在肥皂中加入适量松香,可增加泡沫,加强去法能力。如果在皂化反应过程中加碱液时,将碱液分成三份,先徐徐加入一份,连续搅拌和加热,并用木棒挑起一些反应液滴入锅中,如能起泡沫即表示反应已完成,再加入份碱液,继续搅拌和加热,至加入第三份碱液,完全反应,就是连续皂化法。
二、肥皂能去污的原理在于它溶于水后,其分子在水中运动的特点,形成显著的表面活性炭和吸附性能,浸润于油腻、污垢及被洗的衣物之间,而肥皂溶液的渗透作用比织物上的油状污垢等的粘牢度要强,所以把污垢从织物纤维中排挤出来,成为微小的点滴,并被乳化后存在于溶液中无法再沉淀到织物上去,经搓洗起泡,被肥皂泡沫的吸附层包围着,被清水连同泡沫一起冲走。
因此,在研究生产肥皂的工艺配方时,必须充分考虑到产品应具备的如下一些性质和性能:(1)表面活性,以便使皂液呈良好的浸润性,具备较强的去污力;(2)乳化性,使水同不能和水混合的液体混合成乳性液,才能洗涤油腻污垢;(3)吸附性,使微小的物质如灰尘及其它微粒被吸附于皂液和泡沫之中;(4)起泡性,以便将污垢带起;(5)结晶性,使肥皂硬度较强,便于使用。
同时,就必须了解制造肥皂的各种原料,才能很好地确定合适的工艺配方。肥皂的原料可以分为油脂、碱类及其它辅助原料三部分。制造肥皂的油脂主要有动物油和植物油两类,动物油中,牛羊油是制造肥皂的上等原料,用它们制作的肥皂,性质坚硬,色泽白,质量比较稳定,在水中溶解度较小,去污力强,泡沫浓厚而持久,猪油可以增加肥皂的韧性和光泽,提高肥皂的质量;骨油在肥皂中的配量为10%,用多了肥皂颜色不好;蛹油需先分解制成脂肪酸,再用蒸馏法精炼,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,用量可达55%;棉籽油在肥皂中的用量一般为15~25%,如用量过多则制出的肥皂性能不好,不耐保存,容易酸败;蓖麻油溶解度较大,易于皂化,能增加肥皂的光泽,如用于洗浴,能减少对人体皮肤的刺激,同其它油脂配合,可生产出优质的肥皂和香皂;糠油需经硫酸和锌粉脱色后才能应用,用量可达20%;豆油一般是制成硬化油后作为制皂原料,制成的肥皂一般呈魄或浅黄色,找体较软,容易收缩变形,溶解度大,泡沫较多,去污力强,但不耐保存;所谓硬化油,是以液体油脂加氢后变成的固体油脂,也叫氢化油,是制造肥皂的重要原料,可以代替固体油脂肪,糠油、菜油、棉籽油都可制成硬化油,60度硬化渍在肥皂中用量可以多达40%,制成的筇体坚硬而耐用。此外,合成脂肪酸是天然油脂的代用品,目前主要以石蜡为原料经氧化而取得,在肥皂中用量可达60%,可以节约大量的天然油脂。
制皂用的碱类扔:(1)烧碱,亦称氢氧化钠或苛性钠,是制造固体肥皂主要原料,制皂时先溶解成30%的溶液,然后供煮皂时使用,与油脂皂化而制肥皂,但用量不能过多,过多会使肥皂产生白霜;(2)纯碱,即碳酸钠,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涤能力,又能增加反光能力和预防酸败现象,但过量会使肥皂发酥和冒白霜;(3)氢氧化钾,又称苛性钠,也是一种强碱,做肥皂时只能作为烧碱的掺入物使用,用量约为烧碱的5~10%,多了会使皂体发软。
其它辅助原料包括:(1)泡花碱,即硅酸钠亦称水玻璃,是洗衣皂中的重要助洗剂和填充剂,一般用量为2~4%,能增加肥皂的硬度和减少收缩变形,同时对残存的游离碱起缓冲作用,减少对人体皮肤的刺激,并有软化硬水,减少肥皂消耗量,防止肥皂酸败等优点;(2)食盐,亦称氯化钠,制皂时起盐析作用,使甘油从皂液中分离出来,可以减少肥皂的水分和提高质量,使颜色变浅及消除杂质;(3)松香,可以增加泡沫和稳定泡沫,增加溶解度,防止酸败,能使肥皂组织细致,减轻白霜以及起来润滑皮肤的作用,但过量会使肥皂逐渐变色,洗的衣物变黄并有粘手感;(4)香料,可抵销劣等油脂的酸臭味,上等肥皂用香草油,一般用樟脑油、二苯醚、松香醇、芳樟油等。
三、下面介绍几种制肥皂的工艺配方及制作,以供参考或选用:
配方一:牛油70份,椰油25份,水55份,浓度40度的氢氧化钠溶液25份,香草油少许,皂黄0.5份(溶于适量的酒精中)制作时,松香应另锅用炎熔化,再加入皂化锅中拌和;皂化反应可采用连续皂化法,皂黄在皂化反应完成后才加入搅拌,然后离火静置,待温度稍低时才加入香料。
配方二:(53%脂肪酸洗衣皂常见配方)(1)椰子油18公斤,桕油40公斤,猪油12公斤,棉籽油7公斤,经脱色的米糠油11公斤,食盐1.5公斤加热水溶化成35%溶液并加入食盐0.24公斤,先倒出一半,将松香12公斤打碎慢慢加入,使之充分反应,再将另一半溶液加入,直到无气泡溢出为止,即制成松香皂液;(2)用95%纯碱1.5公斤加热水溶化成35%溶液并加入食盐0.24公斤,先倒出一半,将松香12公斤打碎慢慢加入,使之充分反应,再将另一半溶液加入,直到无气泡溢出为止,即制成松香皂液;(3)在锅内放进一定量15%的烧碱溶液,然后加入处理过的油脂过猛火加热,待物料变稠上涨时减小火力或加入适量冷水,皂化接近完成反应速度缓慢时,用木棍蘸起皂液如能结成硬片即可,否则继续加热;(4)将20公斤细盐均匀加入皂液并加热和搅拌,初期猛火后期减小火力,翻动2小时后离火静置3小时,使肥皂从盐水中析出,浮在甘油水上,下层的甘油水经回收甘油和处理污水后排掉,肥皂中加入适量清水再煮成均匀的皂胶,再加入饱和盐水将还余下的少是甘油和杂质进一步析出排掉,如此反复煮几次,使肥皂内的甘油含量聊到2%以下,这种洗涤每次3小时,静置3小时,如盐析时发现碱含量偏高,废液不清,可向皂液中加入一些松香;(5)在肥皂中加入一定量配成7%左右的碱液煮煮2小时,待皂胶全部析开后即停止碱析,静置3小时后放掉下层碱析水(碱析也可进行二、三次);(6)碱析后的肥皂静置3小时后,即分成皂基及皂脚上下二层,下层皂脚在下一锅碱析时再用,上层皂基加入适当水加热煮沸,并加入松香皂液继续煮2小时,初期旺火,等皂胶翻匀后改文火,防止焦底,用一刀片在肥皂液中放几分钟,垂直抽出,粘在刀面上的皂胶滑下时呈均匀薄片,且刀面光洁,即为合格肥皂,若皂胶不滑下或滑下太慢,要加碱液或饱和盐水,若滑下太快则宜适当加些清水;(7)加入12公斤泡花碱及适量增白剂和香精搅拌均匀,静置4小时,放入铁桶自然冷却,10天后取出切块、干燥、打印即成为肥皂成品。
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,皂黄少许,氢氧化钠16份(配成30%溶液)。
四、肥皂质量的高低主要是以总脂肪物含量多少来确定的,总脂肪物含量水份含量就少,肥皂质量就比较好。三辊研磨机用于皂粒和添加的物料的混合、碾磨、提高皂体的密度和质量。进一步提高香皂、透明皂、肥皂的密度和质量。一般质量理化指标要求为:合脂皂65型总脂肪物标准含量为65%,全油脂皂53型为53%,全油脂皂42型为42%;每块(联)总脂肪物实际重量不低于标准脂肪物质重量的95%,游离苛性碱不大于0.3%,硅酸钠不小于2%,氯化钠不大于1.5%;硬度不小于1200g/,泡沫(40±1℃)高点不小于160~170毫米,过5分钟后不小于150~160毫米。其中,游离苛性碱、硅酸钠按成品重量计算;硬度指标系在生产24小时后在室温下试验为准。
肥皂的外观质量要求:(1)皂体菜状端整,收缩均匀,图案字迹清晰,皂质不发生粘连,合乎规格要求,不得有歪斜、变形、残缺等现象。在一般情况下不冒汁、无白霜、无裂纹、无显著斑点;(2)颜色要均匀清净的魄或淡黄色,洗衣皂的正常色泽一般都是淡黄色,优等油脂制造的肥皂颜色都是浅淡的,次等油脂在制造肥皂时如经过漂白处理,肥皂呈纯白色,如果是淡黄色就说明所用的油脂原料比较纯粹,而且经过很好的脱色,松香的质量及用量也比较适当,从而可以初步判定这种肥皂具有有会酸败、不会发粘、泡沫正常,去污能力较好的基本性能;(3)肥皂不得有油脂酸败味,有了这种味道就表示油脂原料不纯,皂化不彻底,胶臭工作做得有好,肥皂容易酸败,但用骨油、蛹油、鱼油、豆油制成的肥皂可以略带腥味;(4)肥皂装箱前用手指捏一下皂体表面,如现出指纹印迹,就是比较好的肥皂,发呒痕迹则说明皂质太硬(但脂皂保存一个时期,水份蒸发逐渐变硬是自然现象),如痕迹太深又说明皂体太软,太软的肥皂易粘连不耐使用,而且容易酸败、冻裂、收缩变形,过硬的肥皂也不好,溶解度小,去污力差;(5)在使用时泡沫多,去世污力强,无杂质,无刺激性,检验去污力时可用布擦油污,取肥皂加热水洗涤,经过实验来判肥皂质量的优劣。
洗衣皂的形状可有长方形或长条形的,重量一般为300克或333克,六产为一箱,每箱重20公斤;规格以所用混合油脂原料的多少为标准,其中以42型、47型、53型、60型、65型五种规格较普遍。