模块二肥皂和香皂的生产技术.pdf

模块二肥皂和香皂的生产技术任务一认识原料【学习目标】知识目标： 掌握生产肥皂所用的主要原料和辅助原料各有哪些，对主要原料油脂有哪些要求，如何进行预处理能力目标： 能利用图书馆对专业资料查找、通过网络进行资料查找、能基本具备资料的归纳整理能力素质目标： 有及时收集肥皂新产品信息，学习新技术的意识【任务书】1．预习肥皂生产原料的相关知识内容分析下列配方中各组分的作用表 2-1 普通用肥皂配方组分组成 /% 组分组成 /% 椰子油15.6 35%碳酸钠溶液3.5 猪油10.4 氢氧化钠溶液适量棉籽油6.1 硅酸钠10.4 米糠油9.5 增白剂适量桕油34.6 香精适量食盐适量松香10.4 去离子水适量表 2-2 普通用香皂配方组分组成 /% 组分组成 /% 牛油13.0 椰子油17.4 猪油17.4 硬化猪油20 松香2.6 花生油或菜籽油16.6 30%氢氧化钠溶液13 香料少许颜料少许2．学生根据所学知识拟定一个配方，与其他同学进行交流，并写出配方中各种原料的 作用3．学生写出完成本项任务后的感受必备知识】肥皂是人类最早也是最普遍使用的洗涤用品，它在洗涤剂舞台上称雄至少已有2500 年，没有任何其他洗涤用品可与它相媲美，直到 20 世纪 60 年代人们开发了合成洗涤剂以后，肥皂才开始衰落，然而就目前我国而论，肥皂与合成洗涤剂仍各占一半江山，平分秋色。

所以可以绝不夸张地说，肥皂仍然是每个家庭中必不可少的洗涤用品近几十年来虽然洗衣粉、合成洗涤剂的产量不断增加，但是由于肥皂耐用、洗涤衣物干净等特点，仍是国内洗涤市场的主要用品之一化妆品中的香皂，由于使用方便，去污效果好，价格便宜，刺激性低，花样品种多等特点，在国内外仍然是重要的皮肤清洁用品一、生产肥皂所用原料肥皂 (soap)通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类，它的化学通式可表示为：RCOOM ，R 代表长碳链烷基，M 代表某种金属离子具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠盐、钾盐和铵盐， 其中最常用的是脂肪酸钠盐；此外还有脂肪酸的碱土金属盐（钙、镁）及重金属盐（铁、锰）等金属皂，这些金属皂均不溶于水，不具备洗涤能力，主要作为农药乳化剂、金属润滑剂等生产肥皂是能用油脂、高级脂肪酸或类似油脂的原料与苛性碱制成皂基、加入填充剂、香精等辅助料制得生产肥皂的油脂有：硬化油、 牛油、骨油、 猪油、棕榈油．椰子油、棕榈仁油、菜子油、棉子油、米糠油、豆油、玉米芽油等；生产肥皂所用的辅助原料有松香，它是从松树分泌出来的一种树脂，含有96%的树脂酸；还有皂用合成脂肪酸、苛性钠、纯碱、食盐、水玻璃等。

制作肥皂时， 先把所需的油脂熔化，然后与液碱中和生成脂肪酸钠盐及甘油，用食盐或盐水使肥皂与甘油分开，洗除杂质及色素再按配方要求加入松香皂及小玻璃等填充剂和辅料，调匀后压入冷板与冷凝的皂块，再经过切块、烘干、打印、装箱即得成品一）肥皂水溶液的性质肥皂中的钠皂或钾皂是强碱弱酸盐，因此都会在水溶液中发生水解呈弱碱性RCOONa RCOO—＋ Na+RCOO—＋ H2O RCOOH ＋OH—水解产生脂肪酸与未水解的肥皂，形成不溶于水的酸性皂，使肥皂水溶液呈现浑浊RCOOH ＋RCOONa RCOOH ·RCOONa 一般，影响肥皂水解的主要因素有：皂液浓度、脂肪酸的相对分子质量和温度通常皂液浓度越高，水解度越低；脂肪酸的碳链越长，水解度越高；温度越高，水解度越高但是乙醇等强极性有机溶剂能抑制肥皂的水解，加入乙醇，可得到透明的肥皂水溶液肥皂在硬水体系中，硬水中的钙、 镁离子会与肥皂反应生成不溶于水的钙皂和镁皂，降低肥皂的去污能力这是限制肥皂使用和发展的主要原因Ca2+＋2RCOONa （RCOO）2 Ca + 2 Na+ Mg2+＋2RCOONa （ RCOO）2 Mg + 2 Na+ 肥皂属于阴离子表面活性剂，它同样具备离子型表面活性剂的物理化学性能。

但是肥皂的组成不同，表现出的性能有所差异二）用于制皂的油脂1. 制皂对油脂的要求油脂是制造肥皂的主要原料，它的主要化学组成是脂肪酸甘油酯油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量，如油脂中脂肪酸碳链的长短及饱和程度对肥皂的影响在于：饱和脂肪酸含量高的油脂比较好；饱和度低的油脂因碳链中含有双键易发生氧化、聚合等反应， 致使油脂酸败和色泽加深，不适合制皂一般可依据下列几项指标来选择制皂的油脂1）相对密度 (Density ratio) 相对密度能反映油脂的分子量及粘度，相对密度大则分子量大，粘度也高 通常液体油脂在 20℃，固体油脂在50℃测定相对密度，相对密度在0.887～0.975 之间为宜2）凝固点 (Solid point) 油脂凝固点对肥皂质量的影响很大，凝固点太高的油脂生产的肥皂易龟裂，泡沫少， 去污力差；凝固点太低会影响肥皂的硬度油脂饱和度愈高，凝固点愈高，反之愈低油脂饱和度相同时，分子量愈大者，凝固点愈高制皂选用的油脂，其凝固点在38～42℃之间为宜3）皂化值 (Saponification number) 油脂用 KOH 的乙醇溶液皂化，1g 油脂完全皂化时所消耗KOH 的毫克数为油脂的皂化值。

脂肪酸甘油酯的分子量愈高，皂化值愈低，也就表明制得的皂愈易溶于水，易起大泡由皂化值可以计算油脂的平均分子量及皂化时所需NaOH 溶液的质量M=1000×3× 56.1/S=168300/S 式中： M—— 油脂的平均分子量；S—— 油脂皂化值；3—— 皂化 lmol 油脂需3molKOH ；56.1—— KOH 的分子量ＷNaOH=Ｗ油脂× S× 40/(56.1× 1000×ωNaOH) 式中：ＷNaOH—— 皂化时所需NaOH 溶液的质量，Kg；W油脂—— 皂化时油脂质量, Kg；S—— 油脂皂化值； ωNaOH—— NaOH 溶液的质量分数； 56.1 —— KOH 的分子量； 40—— NaOH的分子量4）酸值 (Acid number) 工业油脂中往往含有游离的脂肪酸中和1g 油脂中的游离脂肪酸所需KOH 的毫克数称为酸值或酸价根据酸值可以计算油脂中游离脂肪酸的含量酸值愈高， 游离脂肪酸含量愈多，说明油脂不新鲜，质量差，会使制得的皂变质、出汗、发臭由酸值可以计算游离脂肪酸含量游离脂肪酸（%）= VA× M ×100/(1000×56.1) 式中： VA—— 油脂酸值；M—— 油脂中脂肪酸的平均相对分子量；56.1—— KOH 的分子量。

5）碘值 (Iodine value) 油脂分子中的双键能与碘发生加成反应从加成反应中所消耗的碘量可以衡量油脂的不饱和程度每100g 油脂所消耗碘的克数为碘值（或碘价）碘值愈高，不饱和程度愈高，制得的皂愈软根据碘值的大小，油脂分为干性油、半干性油和不干性油：干性油：碘值＞ 130；半干性油：碘值 130～ 100；不干性油：碘值＜ 100 干性油不饱和程度高，易氧化生成大分子物质，在表面形成硬膜，如亚麻仁油、 桐油是干性油， 它们不适用于制皂植物油脂中椰子油、棕榈油、 花生油， 动物油脂中牛油、羊油、猪油都是不干性油，适用于制皂 半干性油在制皂时可适当配用，如棉籽油、 糠油、 菜油等，但加入量不宜过多，一般棉籽油的用量不可超过3％～ 5％6）不皂化物 (Unsaponifiable matter)不皂化物是指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如萜烯类（维生素A 等） ，这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂中，通常不皂化物含量大于1%不可直接制皂从以上油脂性能指标可以看出，为了使制得的肥皂达到质量标准，即具有一定的硬度，良好的外观、色泽，适当的溶解度，丰富的泡沫及较强的去污力在制皂时往往需采用多种油脂混合使用，并考虑原料供应的可能性和经济性。

表2-1 和表 2-2 列出了制造香皂和洗衣皂所用油脂的配方数据表 2-3 香皂用油脂配方（质量分数）油脂名称配方一配方二配方三配方四配方五牛羊油（ 44℃）0.75 牛羊油（ 43℃）0.80 0.42 牛羊油（ 42℃）0.75 硬化猪油0.05 0.10 0.30 猪油0.05 0.28 0.35 花生油∕茶油0.10 椰子油∕棕榈仁油0.20 0.20 0.20 0.20 0.25 表 2-4 洗衣皂用油脂配方（质量分数）油脂名称53%脂肪酸规格42%脂肪酸规格配方一配方二配方三配方四配方五配方六硬化油0.10 0.32 0.34 0.38 0.33 牛羊油0.75 猪油0.20 0.05 柏油0.07 棕榈油0.60 0.15 椰子油 /棕榈仁油0.10 0.15 0.02 棉油酸0.29 0.10 0.15 棉清油0.18 糠油0.22 0.20 松香0.15 0.15 0.15 0.25 0.30 0.30 在洗衣皂配方中，为使肥皂有一定的硬度，要加入一定数量的固体油脂常用的固体油脂有脂肪酸凝固点为56℃左右的硬化油，用量约为28％～ 34％，棕榈油或牛羊油作为固体油脂的用量约为75％～ 80％。

高级洗衣皂还可用10％～ 15％的椰子油或棕榈仁油松香也是洗衣皂常用的一种油脂原料，主要成分是松香酸制皂时若单独使用，抗氧性差，易变色，起泡及去污力欠佳，但在洗衣皂中与其他油脂配合可以增大肥皂的溶解度，提高去污力，降低成本但是由于色泽较差，在香皂中一般不加松香一般，色泽要求较高的白色香皂的油脂配方，基本上都是80％牛羊油和20％椰子油组成，实际混合油脂的凝固点在38.5～39.5℃2. 油脂的预处理随着使用者对肥皂质量要求的提高，生产上对油脂的质量要求也相应严格，特别是制造香皂的油脂， 其质量要求已超过食用油的水平天然动植物油脂中，除了含脂肪酸甘油酯外，还含有不少在油脂中呈悬浮或沉淀状态的沙泥、料胚粉末等不溶性的固体杂质，以及在油脂中呈溶解或乳化状态的游离脂肪酸、磷脂、色素、蛋白质等杂质为了达到制皂的要求，必须对油脂进行预处理现代化油脂处理的方法包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭四个处理工序，必要时还需进行加氢处理1）脱胶脱胶是指去除油脂中磷酯、蛋白质以及其他胶质和粘液质胶质的存在降低了油脂的使用价值和稳定性，且在精炼中影响其他工艺，导致肥皂产品质量下降现代化的脱胶方法是用磷酸处理油脂，胶质被磷酸凝聚，同时油中重金属还能与磷酸形成磷酸盐沉淀。

工业生产时毛油先经过过滤除去泥沙、纤维素等不溶性杂质，在热交换器中加热到40～50℃， 送入混合器与磷酸混合后，再去反应器使胶质进行凝聚含有凝聚物的油脂与热水混合，使凝聚物等胶体杂质吸水呈小胶粒存在，然后用离心机将油脂和凝聚物分离油相送入真空干燥器进行脱水-脱气处理，除去水分和空气后即为脱胶油脂2）脱酸脱酸是指去除油脂中游离脂肪酸和色素的处理过程如果是脂肪酸中和法制皂，油脂要水解成脂肪酸和甘油，所以水解前无需去除游离的脂肪酸但以油脂皂化法制皂，必须在油脂漂白之前除去游离脂肪酸，否则将影响白土的脱色效果游离脂肪酸可以用碱炼法除去，也可以在油脂脱臭的同时蒸馏除去这里介绍油脂碱炼脱酸的处理方法该法的基本原理是：RCOOH ＋ NaOH RCOONa + H2O 用淡碱液（约15％）处理油脂，油脂中游离脂肪酸被中和成肥皂，肥皂具有一定的吸附作用，可以将蛋白质、色素等其他杂质吸附下来因此碱炼既可以脱酸，也可以脱色碱炼中要严格控制碱液浓度和碱液量，才不会使油脂发生皂化现代化的制皂厂一般都采用连续碱炼工艺，即油脂与理论计算量的115％～ 150％的碱液在混合器混合，反应温度为使油脂熔化呈液态的温度中和产生的肥皂溶液吸附一定量的杂质经离心机分离，进入皂脚贮罐贮存。

脱酸的油再进入另一混合器用热水洗涤，去除油中残存的碱液和肥皂洗涤水经离心机分离进入污水处理罐回收利用，油则进入真空干燥器脱除水分和气体，得到脱酸精油 该法油脂与碱液作用时间短，皂脚分离和洗涤水分离均用离心机因此处理效率高、分离效果好、油脂损耗低3）脱色天然动、植物油脂本身会夹带色素或储存不当时产生色素，虽经碱炼后脱除。