皂基原料及生产工艺课程

1、 肥皂概述肥皂概述 肥皂的制造工艺肥皂的制造工艺 肥皂的品种肥皂的品种 肥皂的质量检验肥皂的质量检验 肥皂的包装和保管肥皂的包装和保管 制皂的原料制皂的原料 v 肥皂的概念肥皂的概念v 肥皂的性质肥皂的性质v 制皂的原理制皂的原理 肥皂（肥皂（RCOOM)是指至少含有是指至少含有8个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类的总称碱性盐类的总称当阳离子当阳离子M为钠时，则称钠皂，为为钠时，则称钠皂，为钾时则称钾皂，以此类推钾时则称钾皂，以此类推 一、水溶性肥皂在水中水解，呈弱碱性RCOONa RCOO+Na+RCOO+H2O RCOOH+OH水解产生的脂肪酸与未水解的肥

2、皂，形成不溶于水的酸性皂，使肥皂水溶液呈现浑浊RCOOH+RCOONa=RCOOHRCOONa 二、洗涤性肥皂属于阴离子表面活性剂，具有洗涤性。但肥皂的脂肪酸碳链不同，表现出来的性质也有所差异。组成肥皂常见的脂肪酸如表所示名称分子式熔点碘值主要来源月桂酸肉豆蔻酸棕榈酸硬脂酸C11H23COOHC13H27COOHC15H31COOHC17H35COOH44.253.963.169.60000椰子油、棕榈仁油椰子油、牛脂棕榈油、牛脂、米糠油牛脂油酸亚油酸亚麻油酸蓖麻醇酸C17H33COOHC17H31COOHC17H29COOHC17H32(OH)COOH1.510.9-5.25.0-11.21

3、15.589.9181.0273.5-橄榄油、棉籽油、大豆油、米糠油、牛脂、猪脂、鱼油、鲸油棉籽油、大豆油、米糠油亚麻籽油蓖麻油 三、肥皂的结晶性三、肥皂的结晶性肥皂与其他长链烷烃化合物一样，具有多晶现象，肥皂与其他长链烷烃化合物一样，具有多晶现象，可分为可分为四种晶型，各种晶型的生成条件和四种晶型，各种晶型的生成条件和物理性质不同。一般制造条件下，肥皂含水较多，物理性质不同。一般制造条件下，肥皂含水较多，无法生成无法生成相，市售肥皂主要为相，市售肥皂主要为这三种晶型这三种晶型肥皂的晶型在一定条件下形成，也可随条件的改变肥皂的晶型在一定条件下形成，也可随条件的改变而相互转化，如要生产透明皂，肥

4、皂中应多含透明而相互转化，如要生产透明皂，肥皂中应多含透明的的晶型，晶型， 晶型在四个晶型中，具有最佳起泡力、去污力、晶型在四个晶型中，具有最佳起泡力、去污力、溶解度以及透明度和结实度溶解度以及透明度和结实度 一、皂化法：用碱和油脂加水皂化得到肥皂一、皂化法：用碱和油脂加水皂化得到肥皂和甘油的方法和甘油的方法CH2OOCRCHOOCRCH2COOR+3MeOH3RCOOMe+CH2OHCHOHCH2OH二、中和法：将脂肪酸和碱直接反应得到肥二、中和法：将脂肪酸和碱直接反应得到肥皂的方法皂的方法通常用皂化法的较多通常用皂化法的较多RCOOH+MeOHRCOOMe+H2Ov 油脂油脂 v 合成脂肪

5、酸合成脂肪酸 v 碱类碱类 v辅助原料与填料辅助原料与填料 油脂的概念及类别油脂的概念及类别 由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成，由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成，称为三脂肪酸甘油脂。称为三脂肪酸甘油脂。 固体油脂固体油脂 软性油软性油 月桂酸含量高的油脂月桂酸含量高的油脂 （如：椰子油）（如：椰子油） 油脂的代用品油脂的代用品 合成脂肪酸合成脂肪酸 以石腊为原料经氧化制得的高以石腊为原料经氧化制得的高级脂肪酸级脂肪酸 一、油脂的组成和结构一、油脂的组成和结构R1、R2、R3相同相同单单甘油酯甘油酯R1、R2、R3不同不同混混甘油酯甘油酯R1- C-OCH2OOR2- C-OCH2O

6、R3- C-OCH2R基基饱和度低饱和度低常温下常温下液态液态油油R基基饱和度高饱和度高常温下常温下固态固态脂肪脂肪油脂油脂不溶于水不溶于水比水轻比水轻想一想想一想为什么衣服上油渍用酒精比用水易清洗？为什么衣服上油渍用酒精比用水易清洗？因为油脂易溶于有机溶液剂因为油脂易溶于有机溶液剂。1、组成元素：、组成元素：C、H、O2、定义：油脂是由多种高级脂肪酸的甘油酯。、定义：油脂是由多种高级脂肪酸的甘油酯。3、分类：、分类：4、结构：、结构：二、油脂的化学性质二、油脂的化学性质1、油脂的、油脂的氢化氢化加成反应加成反应 C17H33- C-OCH2OOC17H33- C-OCH2OC17H33 -

7、C-OCH2+3H2催化剂催化剂加热、加压加热、加压C17H35- C-OCH2OOC17H35 - C-OCH2OC17H35 - C-OCH2（油脂的（油脂的硬化硬化）油酸甘油酯（油状）油酸甘油酯（油状）硬脂酸甘油酯（固态）硬脂酸甘油酯（固态）（硬化油）（硬化油）2、油脂的、油脂的水解水解+3H2OC17H35- C-OCH2OOC17H35 - C-OCH2OC17H35 - C-OCH2H2SO43C17H35COOH + CH2-OHCH -OHCH2-OH硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油酯硬脂酸硬脂酸甘油甘油+3NaOHC17H35- C-OCH2OOC17H35 - C-OCH2OC17H

8、35 - C-OCH23C17H35COONa + CH2-OHCH -OHCH2-OH硬脂酸钠硬脂酸钠肥皂的有效成分之一肥皂的有效成分之一 皂化反应皂化反应碱类碱类 主要是氢氧化钠，其次是碳酸钠、碳酸钾、主要是氢氧化钠，其次是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾。其作用是与油脂进行皂化反应而生氢氧化钾。其作用是与油脂进行皂化反应而生成肥皂。成肥皂。辅助原料与填料辅助原料与填料 松香松香 硅酸钠硅酸钠 荧光增白剂荧光增白剂 杀菌剂杀菌剂 多脂剂多脂剂 羧甲基纤维素羧甲基纤维素 着色剂着色剂 香料香料 中性油皂化法中性油皂化法脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然后经过脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然

9、后经过蒸馏精制后得到较纯净的脂肪酸，与碱中和生成皂）蒸馏精制后得到较纯净的脂肪酸，与碱中和生成皂）大锅皂化法大锅皂化法连续皂化法连续皂化法（间歇生产间歇生产）（连续生产连续生产）在美国的油脂制造业中，采用脂肪酸中和法制皂基占在美国的油脂制造业中，采用脂肪酸中和法制皂基占70%，其余，其余30%采取中性油皂化法制造，而这采取中性油皂化法制造，而这30%中，大锅皂化法基本不用，中，大锅皂化法基本不用，均采用连续皂化法均采用连续皂化法在国内，大部分皂基仍采用大锅皂化法生产在国内，大部分皂基仍采用大锅皂化法生产一、油脂预处理一、油脂预处理二、皂化二、皂化三、盐析三、盐析五、碱析五、碱析六、整理六、整理

10、四、洗涤四、洗涤一、制皂用油脂一、制皂用油脂植物油：椰子油、棕榈油、大豆油、米糠油等植物油：椰子油、棕榈油、大豆油、米糠油等动物油：牛脂、猪脂等动物油：牛脂、猪脂等相对密度：相对密度：反应了油脂分子质量及黏度的高低反应了油脂分子质量及黏度的高低凝固点：凝固点：油脂凝固点太高，肥皂易龟裂，泡沫少，去污力差油脂凝固点太高，肥皂易龟裂，泡沫少，去污力差 凝固点太低，肥皂硬度不足，油脂饱和度越高，则凝固点高凝固点太低，肥皂硬度不足，油脂饱和度越高，则凝固点高皂化值：皂化值：指指1g油脂完全皂化，所消耗油脂完全皂化，所消耗KOH的质量，油脂分子量的质量，油脂分子量越高，则皂化值越低越高，则皂化值越低碘值

11、：碘值：油脂分子的双键能与碘加成，由加成反应消耗的碘量，油脂分子的双键能与碘加成，由加成反应消耗的碘量，可以衡量油脂的不饱和程度可以衡量油脂的不饱和程度不皂化物：不皂化物：不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如维生素维生素A等，这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂等，这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂中，通常其质量分数应不高于中，通常其质量分数应不高于1%酸值：酸值：指中和指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需油脂中的游离脂肪酸所需KOH的质量（的质量（mg)酸值高的油脂制得的肥皂易变质、发汗、发臭酸值高的油脂制得的肥皂易变质、发汗、发

12、臭1000 3 56.1SM M为油脂的平均分子量当S已知后，可以求出油脂皂化时所须NaOH的质量4056.1 1000NaOHNaOHWSWw 油脂 油脂是碘值反映出油脂不饱和程度的高低，油脂是碘值反映出油脂不饱和程度的高低，100g 油脂所油脂所消耗碘的质量称为碘值消耗碘的质量称为碘值碘值碘值130 称为干性油称为干性油碘值碘值=100130 称为半干性油称为半干性油碘值碘值100 称为不干性油称为不干性油干性油不饱和程度高，易氧化生成大分子物质，在油表面形干性油不饱和程度高，易氧化生成大分子物质，在油表面形成硬膜，它们不适用用制皂。而不干性油如：椰子油、棕榈成硬膜，它们不适用用制皂。而不

13、干性油如：椰子油、棕榈油、花生油、牛油、羊油则适合制皂。半干性油只能少量加油、花生油、牛油、羊油则适合制皂。半干性油只能少量加入到油脂配方中入到油脂配方中 一、传统的油脂配方主要依据凝固点、皂化值、碘值这三个一、传统的油脂配方主要依据凝固点、皂化值、碘值这三个 数值来计算油脂配方。控制其在一定的范围（数值来计算油脂配方。控制其在一定的范围（P63表表3.14）二、现代配方则依据油脂中各类脂肪酸含量来进行。典型的二、现代配方则依据油脂中各类脂肪酸含量来进行。典型的制造油脂配方为牛油制造油脂配方为牛油80%，椰子油，椰子油20%。大体可认为脂肪酸。大体可认为脂肪酸组成：月桂酸组成：月桂酸10%，棕

14、榈酸，棕榈酸25%，硬脂酸，硬脂酸15%，油酸，油酸40%，这样一个配方是比较理想的。通过气相色谱检测出油脂中各这样一个配方是比较理想的。通过气相色谱检测出油脂中各类脂肪酸含量，然后进行油脂配制。、类脂肪酸含量，然后进行油脂配制。、三、在确定一个配方之后，应该进行小试或中试，以检验该配方的三、在确定一个配方之后，应该进行小试或中试，以检验该配方的合理性，然后再投入到大规模生产中去合理性，然后再投入到大规模生产中去 油脂是肥皂的主要原料之一，天然动植物油脂中，除了油脂是肥皂的主要原料之一，天然动植物油脂中，除了含有三甘油脂肪酸酯之外，还含有不少杂质。如：泥沙、料含有三甘油脂肪酸酯之外，还含有不少

15、杂质。如：泥沙、料胚粉末、纤维素及其他固体杂质，在油脂中呈悬浮或沉淀状胚粉末、纤维素及其他固体杂质，在油脂中呈悬浮或沉淀状态，另含有游离的脂肪酸、磷脂、色素、胶质、蛋白质以及态，另含有游离的脂肪酸、磷脂、色素、胶质、蛋白质以及具有特殊气味的不皂化物等胶状杂质，在油脂中呈溶解或乳具有特殊气味的不皂化物等胶状杂质，在油脂中呈溶解或乳化状态。为了满足质量要求，必须对油脂进行预处理。要求化状态。为了满足质量要求，必须对油脂进行预处理。要求不同，处理方法也有所差异不同，处理方法也有所差异 制普通洗衣皂，油脂预处理比较制普通洗衣皂，油脂预处理比较简单，将毛油用蒸汽吹化，再加盐简单，将毛油用蒸汽吹化，再加盐

16、水除杂，静置水除杂，静置24h，分层得到上层精，分层得到上层精油，中层水，下层泥角，分别去除油，中层水，下层泥角，分别去除泥脚和水，即得到精制油泥脚和水，即得到精制油 制香皂时，预处理要求严格，甚至制香皂时，预处理要求严格，甚至超过一般食用油水平。预处理的方法包超过一般食用油水平。预处理的方法包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭括脱胶、脱酸、脱色、脱臭4个工序，必个工序，必要时还必须进行加氢处理要时还必须进行加氢处理 脱胶是除去油脂中磷脂、蛋白质以及其他结构不明的脱胶是除去油脂中磷脂、蛋白质以及其他结构不明的胶质和黏液质，但不能降低油脂中游离脂肪酸含量。胶质和黏液质，但不能降低油脂中游离脂肪酸含量。 一

17、一般采用磷酸来脱胶，毛油先过滤除去泥沙、纤维等不溶般采用磷酸来脱胶，毛油先过滤除去泥沙、纤维等不溶杂质，再加热至杂质，再加热至40-50与磷酸混合，使胶质与磷酸进行与磷酸混合，使胶质与磷酸进行凝聚反应，同时去除油中的重金属离子，然后混合物与凝聚反应，同时去除油中的重金属离子，然后混合物与热水混合，凝聚物转入水相，用离心机分离，重相为胶热水混合，凝聚物转入水相，用离心机分离，重相为胶质和水，轻相为油相。油相进入真空干燥器内进行脱水、质和水，轻相为油相。油相进入真空干燥器内进行脱水、脱气处理，排除水分和空气后得到脱胶油脱气处理，排除水分和空气后得到脱胶油 脱酸是除去油脂中的游离脂肪酸。现代化的脱酸

18、是除去油脂中的游离脂肪酸。现代化的制皂法中一般采用连续碱炼法，通过脱胶皂与制皂法中一般采用连续碱炼法，通过脱胶皂与碱液短时间的接触，使得游离脂肪酸与碱生成碱液短时间的接触，使得游离脂肪酸与碱生成皂角，然后用高速离心机进行分离，得到脱酸皂角，然后用高速离心机进行分离，得到脱酸精油精油 要达到白色香皂的质量要求，脱色是必须的。脱色是要达到白色香皂的质量要求，脱色是必须的。脱色是除去油脂中色素的过程。可以采用物理或者化学方法进除去油脂中色素的过程。可以采用物理或者化学方法进行脱色。行脱色。化学法通过加入氧化剂或者还原剂与色素反应，从而使化学法通过加入氧化剂或者还原剂与色素反应，从而使颜色消失。颜色消

19、失。物理法主要以活性白土为吸附剂，或者在活性白土中加物理法主要以活性白土为吸附剂，或者在活性白土中加入少量活性炭，吸附脱除油脂中的色素。入少量活性炭，吸附脱除油脂中的色素。 天然油脂常有特殊的气味，无论是牛羊油的膻气，天然油脂常有特殊的气味，无论是牛羊油的膻气，还是椰子油的香气，都会影响外加香味的纯正。还是椰子油的香气，都会影响外加香味的纯正。 通过过热蒸汽气提的方法，在高温高真空度下除去油通过过热蒸汽气提的方法，在高温高真空度下除去油脂中的气味物质。高真空度保证高温条件下油脂不被氧脂中的气味物质。高真空度保证高温条件下油脂不被氧化。化。 经过脱臭后的油脂，除了脂肪酸甘油酯外，几乎所经过脱臭后

20、的油脂，除了脂肪酸甘油酯外，几乎所有的有机挥发物都被除去了，其中包含的天然抗氧剂也有的有机挥发物都被除去了，其中包含的天然抗氧剂也被除去，因而与空气接触容易氧化，为了不被氧化，要被除去，因而与空气接触容易氧化，为了不被氧化，要先冷却，然后加入抗氧化剂柠檬酸先冷却，然后加入抗氧化剂柠檬酸 典型的香皂油脂配比为牛羊油典型的香皂油脂配比为牛羊油80%，椰子油，椰子油20%，其，其混合脂肪酸的凝固点约混合脂肪酸的凝固点约39度左右。但我国的牛羊油产量度左右。但我国的牛羊油产量很少，很难实现这一配方，因此需用氢化油来代替。很少，很难实现这一配方，因此需用氢化油来代替。 目前国内用量最大的是氢化猪油（凝固

21、点目前国内用量最大的是氢化猪油（凝固点56度）和度）和氢化棉籽油等。氢化油统称硬化油，在制皂厂中，硬化氢化棉籽油等。氢化油统称硬化油，在制皂厂中，硬化油的加工是一个很重要的辅助车间油的加工是一个很重要的辅助车间 现代油脂加氢不仅能使不饱和油脂饱和化，而且具现代油脂加氢不仅能使不饱和油脂饱和化，而且具有高度选择性，能使二烯酸、三烯酸氢化为单烯酸，也有高度选择性，能使二烯酸、三烯酸氢化为单烯酸，也能使顺式双键酸氢化为反式双键酸。提高油脂的营养和能使顺式双键酸氢化为反式双键酸。提高油脂的营养和抗氧性抗氧性 皂化：指油脂与碱液反应生成肥皂和甘油的过程皂化：指油脂与碱液反应生成肥皂和甘油的过程 在大锅中

22、通入蒸汽，可以增加两相的接触面积，同时在大锅中通入蒸汽，可以增加两相的接触面积，同时提供活化反应所需的能量。当有肥皂生成后，由于肥皂是提供活化反应所需的能量。当有肥皂生成后，由于肥皂是一种表面活性剂，具有乳化作用，使得反应体系变得均匀，一种表面活性剂，具有乳化作用，使得反应体系变得均匀，加快了反应速度。皂化快完成时，因为反应物的浓度较低，加快了反应速度。皂化快完成时，因为反应物的浓度较低，此时反应速度将变慢。因而碱液的加入量应遵守此时反应速度将变慢。因而碱液的加入量应遵守“两头慢、两头慢、中间快中间快”的原则。第二阶段由于皂化反应速度快，而此反的原则。第二阶段由于皂化反应速度快，而此反应为放热反应，因而要及时调小蒸汽用量，避免应为放热反应，因而要及时调小蒸汽用量，避免“溢锅溢锅”，当皂化率达到当皂化率达到95-98%，游离碱小于，游离碱小于0.5%时，皂化完成，得时，皂化完成，得到皂胶到皂胶盐析：向皂胶中加入食盐或饱和食盐水，使甘盐析：向皂胶中加入食盐或饱和食盐水，使甘油和肥皂分离的过程。该过程可回收甘油，并油和肥皂分离的过程。该过程可回收甘油，并去掉部分色素和杂质，得到上层皂粒和下层盐去掉部分色素和杂质，得到上层皂粒和下层盐水废液水废液盐析的原理：肥皂难溶于盐水，所以与水相分盐析的原理：肥皂难溶于盐水，所以与水相分离，甘油则溶于水，从而达到甘油与肥皂分离离，甘油则溶于水，从