3.2皂基原料及生產(chǎn)工藝.ppt

1、3.2 肥皂,肥皂概述,肥皂的制造工藝,肥皂的品種,肥皂的質(zhì)量檢驗(yàn),肥皂的包裝和保管,3.2 肥 皂,制皂的原料,3.2.1肥皂概述,肥皂（RCOOM)是指至少含有8個(gè)碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的堿性鹽類的總稱 當(dāng)陽離子M為鈉時(shí)，則稱鈉皂，為鉀時(shí)則稱鉀皂，以此類推,肥皂的概念,一、水溶性 肥皂在水中水解，呈弱堿性 RCOONa RCOO+Na+ RCOO+H2O RCOOH+OH 水解產(chǎn)生的脂肪酸與未水解的肥皂，形成不溶于水的酸性皂，使肥皂水溶液呈現(xiàn)渾濁 RCOOH+RCOONa=RCOOHRCOONa,肥皂的性質(zhì),二、洗滌性 肥皂屬于陰離子表面活性劑，具有洗滌性。但肥皂的脂肪酸碳鏈不同，表現(xiàn)

2、出來的性質(zhì)也有所差異。組成肥皂常見的脂肪酸如表所示,肥皂的性質(zhì),三、肥皂的結(jié)晶性 肥皂與其他長鏈烷烴化合物一樣，具有多晶現(xiàn)象，可分為四種晶型，各種晶型的生成條件和物理性質(zhì)不同。一般制造條件下，肥皂含水較多，無法生成相，市售肥皂主要為這三種晶型 肥皂的晶型在一定條件下形成，也可隨條件的改變而相互轉(zhuǎn)化，如要生產(chǎn)透明皂，肥皂中應(yīng)多含透明的晶型， 晶型在四個(gè)晶型中，具有最佳起泡力、去污力、溶解度以及透明度和結(jié)實(shí)度,肥皂的性質(zhì),一、皂化法：用堿和油脂加水皂化得到肥皂和甘油的方法,制皂原理,制皂原理,二、中和法：將脂肪酸和堿直接反應(yīng)得到肥皂的方法 通常用皂化法的較多,油脂,合成脂肪酸,堿類,輔助原料與填料

3、,3.2.2肥皂的原料,油脂的概念及類別,由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成， 稱為三脂肪酸甘油脂。,固體油脂, 軟性油, 月桂酸含量高的油脂 （如：椰子油）, 油脂的代用品,肥皂的原料,合成脂肪酸,以石臘為原料經(jīng)氧化制得的高級(jí)脂肪酸,肥皂的原料,一、油脂的組成和結(jié)構(gòu),R1、R2、R3相同單甘油酯,R1、R2、R3不同混甘油酯,R基飽和度低常溫下液態(tài)油 R基飽和度高常溫下固態(tài)脂肪,油脂 不溶于水 比水輕,想一想為什么衣服上油漬用酒精比用水易清洗？,因?yàn)橛椭兹苡谟袡C(jī)溶液劑。,1、組成元素：C、H、O,2、定義：油脂是由多種高級(jí)脂肪酸的甘油酯。,3、分類：,4、結(jié)構(gòu)：,二、油脂的化學(xué)性質(zhì),1

4、、油脂的氫化加成反應(yīng),（油脂的硬化）,油酸甘油酯（油狀）,硬脂酸甘油酯（固態(tài)）,（硬化油）,2、油脂的水解,硬脂酸甘油酯,硬脂酸,甘油,硬脂酸鈉,肥皂的有效成分之一, 皂化反應(yīng),堿類,主要是氫氧化鈉，其次是碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀。其作用是與油脂進(jìn)行皂化反應(yīng)而生成肥皂。,肥皂的原料,輔助原料與填料,松香,硅酸鈉,熒光增白劑,殺菌劑,多脂劑,羧甲基纖維素,著色劑,香料,3.2 肥皂,3.2.3 肥皂的制造,第一階段是制造皂基,第二階段是調(diào)料并加工成型,制造皂基的工藝,中性油皂化法,脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然后經(jīng)過蒸餾精制后得到較純凈的脂肪酸，與堿中和生成皂）,大鍋皂化法,連續(xù)皂化法,

5、（間歇生產(chǎn)）,（連續(xù)生產(chǎn)）,在美國的油脂制造業(yè)中，采用脂肪酸中和法制皂基占70%，其余30%采取中性油皂化法制造，而這30%中，大鍋皂化法基本不用，均采用連續(xù)皂化法 在國內(nèi)，大部分皂基仍采用大鍋皂化法生產(chǎn),大鍋皂化法制造皂基的工藝,一、油脂預(yù)處理,二、皂化,三、鹽析,五、堿析,六、整理,四、洗滌,油脂預(yù)處理,一、制皂用油脂,植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米糠油等,動(dòng)物油：牛脂、豬脂等,選擇制皂油脂的幾項(xiàng)指標(biāo),相對(duì)密度：反應(yīng)了油脂分子質(zhì)量及黏度的高低,凝固點(diǎn)：油脂凝固點(diǎn)太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差 凝固點(diǎn)太低，肥皂硬度不足，油脂飽和度越高，則凝固點(diǎn)高,皂化值：指1g油脂完全皂化，所消耗K

6、OH的質(zhì)量，油脂分子量 越高，則皂化值越低,碘值：油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反應(yīng)消耗的碘量，可以衡量油脂的不飽和程度,不皂化物：不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如維生素A等，這些物質(zhì)不會(huì)中和皂化，以雜質(zhì)狀態(tài)存在于肥皂中，通常其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不高于1%,酸值：指中和1g油脂中的游離脂肪酸所需KOH的質(zhì)量（mg) 酸值高的油脂制得的肥皂易變質(zhì)、發(fā)汗、發(fā)臭,油脂的皂化值,M為油脂的平均分子量,當(dāng)S已知后，可以求出油脂皂化時(shí)所須NaOH的質(zhì)量,油脂是碘值反映出油脂不飽和程度的高低，100g 油脂所消耗碘的質(zhì)量稱為碘值 碘值130 稱為干性油 碘值=100130 稱為半干性油 碘值100 稱

7、為不干性油 干性油不飽和程度高，易氧化生成大分子物質(zhì)，在油表面形成硬膜，它們不適用用制皂。而不干性油如：椰子油、棕櫚油、花生油、牛油、羊油則適合制皂。半干性油只能少量加入到油脂配方中,油脂的碘值,一、傳統(tǒng)的油脂配方主要依據(jù)凝固點(diǎn)、皂化值、碘值這三個(gè) 數(shù)值來計(jì)算油脂配方?？刂破湓谝欢ǖ姆秶≒63表3.14）,油脂配方,二、現(xiàn)代配方則依據(jù)油脂中各類脂肪酸含量來進(jìn)行。典型的制造油脂配方為牛油80%，椰子油20%。大體可認(rèn)為脂肪酸組成：月桂酸10%，棕櫚酸25%，硬脂酸15%，油酸40%，這樣一個(gè)配方是比較理想的。通過氣相色譜檢測(cè)出油脂中各類脂肪酸含量，然后進(jìn)行油脂配制。、,三、在確定一個(gè)配方之后，

8、應(yīng)該進(jìn)行小試或中試，以檢驗(yàn)該配方的合理性，然后再投入到大規(guī)模生產(chǎn)中去,油脂是肥皂的主要原料之一，天然動(dòng)植物油脂中，除了含有三甘油脂肪酸酯之外，還含有不少雜質(zhì)。如：泥沙、料胚粉末、纖維素及其他固體雜質(zhì)，在油脂中呈懸浮或沉淀狀態(tài)，另含有游離的脂肪酸、磷脂、色素、膠質(zhì)、蛋白質(zhì)以及具有特殊氣味的不皂化物等膠狀雜質(zhì)，在油脂中呈溶解或乳化狀態(tài)。為了滿足質(zhì)量要求，必須對(duì)油脂進(jìn)行預(yù)處理。要求不同，處理方法也有所差異,油脂預(yù)處理,制普通洗衣皂，油脂預(yù)處理比較簡單，將毛油用蒸汽吹化，再加鹽水除雜，靜置24h，分層得到上層精油，中層水，下層泥角，分別去除泥腳和水，即得到精制油,油脂預(yù)處理,制香皂時(shí)，預(yù)處理要求嚴(yán)格，

9、甚至超過一般食用油水平。預(yù)處理的方法包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭4個(gè)工序，必要時(shí)還必須進(jìn)行加氫處理,油脂預(yù)處理,脫膠是除去油脂中磷脂、蛋白質(zhì)以及其他結(jié)構(gòu)不明的膠質(zhì)和黏液質(zhì)，但不能降低油脂中游離脂肪酸含量。 一般采用磷酸來脫膠，毛油先過濾除去泥沙、纖維等不溶雜質(zhì)，再加熱至40-50與磷酸混合，使膠質(zhì)與磷酸進(jìn)行凝聚反應(yīng)，同時(shí)去除油中的重金屬離子，然后混合物與熱水混合，凝聚物轉(zhuǎn)入水相，用離心機(jī)分離，重相為膠質(zhì)和水，輕相為油相。油相進(jìn)入真空干燥器內(nèi)進(jìn)行脫水、脫氣處理，排除水分和空氣后得到脫膠油,脫膠,脫酸是除去油脂中的游離脂肪酸?，F(xiàn)代化的制皂法中一般采用連續(xù)堿煉法，通過脫膠皂與堿液短時(shí)間的接觸，使得游離

10、脂肪酸與堿生成皂角，然后用高速離心機(jī)進(jìn)行分離，得到脫酸精油,脫酸,要達(dá)到白色香皂的質(zhì)量要求，脫色是必須的。脫色是除去油脂中色素的過程?？梢圆捎梦锢砘蛘呋瘜W(xué)方法進(jìn)行脫色。 化學(xué)法通過加入氧化劑或者還原劑與色素反應(yīng)，從而使顏色消失。 物理法主要以活性白土為吸附劑，或者在活性白土中加入少量活性炭，吸附脫除油脂中的色素。,脫色,天然油脂常有特殊的氣味，無論是牛羊油的膻氣， 還是椰子油的香氣，都會(huì)影響外加香味的純正。 通過過熱蒸汽氣提的方法，在高溫高真空度下除去油脂中的氣味物質(zhì)。高真空度保證高溫條件下油脂不被氧化。 經(jīng)過脫臭后的油脂，除了脂肪酸甘油酯外，幾乎所有的有機(jī)揮發(fā)物都被除去了，其中包含的天然抗氧

11、劑也被除去，因而與空氣接觸容易氧化，為了不被氧化，要先冷卻，然后加入抗氧化劑檸檬酸,脫臭,典型的香皂油脂配比為牛羊油80%，椰子油20%，其混合脂肪酸的凝固點(diǎn)約39度左右。但我國的牛羊油產(chǎn)量很少，很難實(shí)現(xiàn)這一配方，因此需用氫化油來代替。 目前國內(nèi)用量最大的是氫化豬油（凝固點(diǎn)56度）和氫化棉籽油等。氫化油統(tǒng)稱硬化油，在制皂廠中，硬化油的加工是一個(gè)很重要的輔助車間 現(xiàn)代油脂加氫不僅能使不飽和油脂飽和化，而且具有高度選擇性，能使二烯酸、三烯酸氫化為單烯酸，也能使順式雙鍵酸氫化為反式雙鍵酸。提高油脂的營養(yǎng)和抗氧性,加氫,皂化：指油脂與堿液反應(yīng)生成肥皂和甘油的過程 在大鍋中通入蒸汽，可以增加兩相的接觸面

12、積，同時(shí)提供活化反應(yīng)所需的能量。當(dāng)有肥皂生成后，由于肥皂是一種表面活性劑，具有乳化作用，使得反應(yīng)體系變得均勻，加快了反應(yīng)速度。皂化快完成時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)物的濃度較低，此時(shí)反應(yīng)速度將變慢。因而堿液的加入量應(yīng)遵守“兩頭慢、中間快”的原則。第二階段由于皂化反應(yīng)速度快，而此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因而要及時(shí)調(diào)小蒸汽用量，避免“溢鍋”，當(dāng)皂化率達(dá)到95-98%，游離堿小于0.5%時(shí)，皂化完成，得到皂膠,皂化,鹽析：向皂膠中加入食鹽或飽和食鹽水，使甘油和肥皂分離的過程。該過程可回收甘油，并去掉部分色素和雜質(zhì)，得到上層皂粒和下層鹽水廢液 鹽析的原理：肥皂難溶于鹽水，所以與水相分離，甘油則溶于水，從而達(dá)到甘油與肥皂分離的

13、目的,鹽析,進(jìn)一步洗出肥皂中的甘油,也可以去除一部分色素及雜質(zhì).當(dāng)經(jīng)皂化鹽析后的皂粒的皂化率不足時(shí),尚可加堿補(bǔ)充皂化.,洗滌,堿析：排除廢液的上層肥皂中，除含有水分外，還有甘油和若干不皂化物。堿析就是加入過量的堿液，使第一次皂化反應(yīng)中剩余的少量油脂完全皂化，也叫補(bǔ)充皂化 堿析時(shí)，先在鹽析皂中加水煮沸后，再加入過量的NaOH溶液，適當(dāng)?shù)胤磸?fù)攪拌后，靜置分層，放出下層的堿析水（可用于下一鍋油脂的皂化中）,堿析,整理是調(diào)節(jié)皂基中肥皂、水和電解質(zhì)三者之間的比例，使皂基和皂腳充分分離，盡量增加皂基的量。 整理時(shí)，在堿析后的皂粒中加少量水或堿液，小心謹(jǐn)慎地加熱、攪拌，使其均勻，在鍋中靜置24-40h后，分成兩層，上層為脂