液体皂是用氢氧化钾(KOH)制成的,而不是氢氧化钠,因为钾皂可溶于水。将油与KOH溶液一起加热制成浓稠的糊状物,测试其透明度,然后用蒸馏水或去离子水稀释。500克批次的40%椰子油、40%橄榄油和20%蓖麻油,在3%的超脂率下大约需要104克纯KOH,或者116克90%的片状KOH。
皂基和液体皂可以从同一种油开始。决定最终是得到硬皂块还是可倾倒的液体皂的是碱。氢氧化钠制成钠皂,会凝固成硬块。氢氧化钾制成钾皂,保持柔软且可溶于水。所有从油开始的液体皂配方,从按压式洗手液到传统的卡斯蒂利亚皂,都依赖于氢氧化钾。
本指南提供了完整的配方,以及大多数教程会跳过的部分:如何手动进行碱度计算、在肥皂计算器中输入什么纯度以及为什么,如何使用现成的液态氢氧化钾溶液代替氢氧化钾片,判断皂液是否完成的清澈度测试,需要用多少水稀释,以及自制液态肥皂为什么会变浑浊。对于那些数值取决于你的油脂或氢氧化钾批次的情况,我们会展示计算过程,以便你可以进行核对。
你通过将氢氧化钾溶解在水中,将这种碱液与温热的油脂混合,将混合物煮成半透明的糊状物,然后用清水稀释糊状物来制作液体皂。煮制需要几个小时;稀释需要一两天;最终得到的是一种浓缩的真皂,你可以根据自己的喜好将其稀释成任何你想要的稠度。
入门配方:约 2 至 2.5 公斤成品液体皂
200 g 椰子油 (40%)
200 g橄榄油 (40%)
100 g 蓖麻油 (20%)
115.8 g 氢氧化钾片,以90%纯度计入(104.2 g纯KOH)
347 g 去离子或蒸馏水来溶解KOH
约 1 至 1.5 千克 更多去离子水或蒸馏水来稀释成品糊
脂肪:3%。KOH数值与使用相同油品的已发表卡斯蒂利亚式液体皂配方相符(参见碱度计算部分)。在混合前,请使用碱度计算器计算您自己的油品,并检查您批次产品的纯度。
该方法的简要版本:
1、称量所有材料。使用电子秤以克为单位称量。制作肥皂必须按重量进行,绝不能按体积进行。
2、配制溶液。 将氢氧化钾薄片缓慢加入水中,切勿将水加入氢氧化钠中,使用不锈钢或重型聚丙烯容器。溶液会变得非常烫。
3、将油在慢炖锅或不锈钢锅中加热。
4、混合并搅拌,使用手持搅拌棒搅拌至混合物变得浓稠,能留痕。
5、煮在小火上,时不时搅拌,直到糊状物变得半透明,通常需要两到四个小时。
6、进行透明度测试。 一勺糊状物应在热水中完全溶解。
7、稀释糊状物,用热水或去离子水/蒸馏水稀释,盖上盖子,静置使其完全溶解。
以下章节将解释每一步骤以及出现问题时该怎么做。
液体皂最初是一种浓稠、半透明的钾皂膏。这种膏体是浓缩物;加入水后,它就会变成可倾倒的液体皂。
为什么液体皂使用氢氧化钾而不是氢氧化钠?
液体皂使用氢氧化钾,因为钾皂比钠皂在水中溶解得多,所以它们保持液体或软状,而不是凝固成硬块。无论哪种情况,脂肪酸都是一样的;只是附着在它们上的金属离子发生了变化。
当脂肪或油脂遇到强碱时,会发生皂化反应。每个脂肪分子(一种甘油三酯)会分解成三个肥皂分子和一个甘油分子。与氢氧化钠反应时,这些肥皂分子是脂肪酸的钠盐,它们紧密地堆积在一起,结晶成坚硬的皂块。与氢氧化钾反应时,它们是钾盐。较大的钾离子会阻止它们紧密堆积,因此它们会溶解在水中,形成柔软的糊状物或液体。
这就是为什么你不能仅用氢氧化钠制作真正的液体皂,以及为什么将一块皂块磨碎放入水中会得到浑浊的凝胶而不是清澈的液体皂。一些皂制作者会使用少量氢氧化钠与氢氧化钾一起制作柔软的“奶油皂”,但可倾倒的液体皂是氢氧化钾皂。我们的氢氧化钠皂指南涵盖了化学的皂块部分,而完整的氢氧化钾指南则涵盖了这两种碱在皂以外方面的区别。
历史的发展轨迹是相同的。在工业用苛性钠出现之前,肥皂制造商会浸泡木灰以获取钾碱,他们用它制成的肥皂是软皂。硬皂块的出现则归功于钠。我们关于钾碱和美国首项专利的文章讲述了这一段历史。
相同的油脂,不同的碱:氢氧化钠制成硬皂块,氢氧化钾制成可溶于液体的皂液。
制作液体皂需要多少氢氧化钾?
氢氧化钾的用量等于每种油的重量乘以该油的氢氧化钾皂化值(SAP),将这些数值相加,减去您的超脂率,然后除以氢氧化钾的纯度。皂液计算器可以为您完成这些计算,但手动计算一次能让您清楚地知道每一克氢氧化钾的来源。
SAP值是指将特定油的一单位完全转化为肥皂所需的碱的重量。每种油都有其自身的SAP值,因为每种油的脂肪酸组成都不同。已发布的表格列出了每种油的NaOH值和KOH值。请使用KOH列。如果表格仅提供NaOH值,则需乘以1.403,即KOH(56.11)与NaOH(40.00)的摩尔质量比。
| 石油 | 重量 | KOH SAP 值 | 需要纯KOH |
|---|---|---|---|
| 椰子油 | 200 克 | 0.257 | 51.4 克 |
| 橄榄油 | 200 克 | 0.190 | 38.0 克 |
| 蓖麻油 | 100 克 | 0.180 | 18.0 g |
| 总计 | 500 克 |
|
107.4 g 0% 脂 |
SAP值在不同出版的表格之间以及同一批次油之间存在细微差异。这三种产品能将出版的Soapmaking Friend卡斯蒂利亚液态洗涤剂配方还原至百分之一克。
然后再走三步:
1、应用超脂肪。 超脂肪会留下少量未皂化的油脂,因此不会有残留的碱液。液体皂通常使用低超脂肪(0至3%),因为过多的油脂会使成品皂浑浊。在3%的情况下:107.4 × 0.97 = 104.2克纯KOH。
2、按纯度校正。 除以你的KOH的纯度。在90%的情况下:104.2 ÷ 0.90 = 115.8 g的薄片。
3、设置水量。许多液体皂制造商按重量比使用约三份水配一份KOH:115.8 × 3 ≈ 347 克水。
我们核对的已发表配方,同样使用500克油脂且过量脂肪率为5%,需要90%纯度的氢氧化钾113.37克和液体340.1克。我们的数据之所以不同,仅仅是因为过量脂肪率较低。
不要在配方中互换碱的种类。 如果用等量的KOH代替配方中指定的氢氧化钠,碱含量将减少约29%,最终产物会呈油状、分层且浑浊。请根据油状物重新计算。
计算方法:液体皂液的碱量计算公式为:油重 × KOH SAP值,减去过肥量,再除以纯度。对于500克40/40/20椰子油、橄榄油和蓖麻油,过肥量为3%,则需要104.2克纯KOH:115.8克90%的KOH片,或者416.7克25%的KOH溶液(不加额外水)。
应该使用什么KOH纯度?
除非您的批次分析证书显示不同的含量,否则请使用90%,在这种情况下请输入该数值。固体氢氧化钾绝非纯KOH。它会从空气中吸附水分和二氧化碳,因此固体中总是含有一定量的水分和少量的碳酸钾。
大多数肥皂计算器提供两种KOH设置,即100%和90%,而肥皂制作社区最终确定90%作为商业片状KOH的实际默认值。ACS试剂级规格规定KOH的最低含量为85.0%,碳酸钾上限为2.0%。批次含量可能在这一底线以上,实际数值会印在分析证书上。
如果您的批次证书显示测定值为,比如说,87%,那么请用0.87代替0.90来除以纯KOH的数值。对于我们的配方来说,这意味着104.2 ÷ 0.87 = 119.8克片状物,而不是115.8克。四克听起来微不足道,但它决定了肥皂是测试时清澈还是浑浊。
在批次之间保持容器密封。开放的氢氧化钾袋或罐会持续吸收水分和二氧化碳,因此其实际纯度会逐渐下降,并且片状物会结块。
可以用液态氢氧化钾溶液制作液态皂吗?
是的。一种标明浓度的氢氧化钾溶液可以替代你用来溶解它们的片状物和水,并且它消除了该过程中最热、最危险的一步:溶解固体氢氧化钾。你计算出需要多少溶液才能提供配方所需的纯氢氧化钾,然后添加任何额外的水。
该计算使用溶液的浓度代替纯度数值。请在产品的技术数据表或分析证书上确认该百分比是以重量计的;对于以下示例,我们假设它是以重量计的。
25%的溶液实际上是一种现成的混合液体皂碱,其水与碱的比例大约是许多皂制造商使用的3:1。45%的溶液浓度更高,因此在将其加入油脂之前,需要先用清水将其稀释。请将溶液加入水中,而不是反过来;稀释浓碱时仍会释放热量。
唯一的权衡是:溶液大部分是水,因此每克氢氧化钾的运输成本高于运输片状物。对于几乎不重要的爱好小批量来说。对于生产大量批次的小型肥皂企业来说,片状物通常是更便宜的氢氧化钾来源,而溶液则更方便且更安全。
如何烹饪液体皂糊?
液体皂几乎总是通过热工艺制成:将油脂和碱混合搅拌至乳化,然后在低温下加热直至皂化完全,使混合物变成半透明的糊状物。加热加速了原本在室温下需要数周才能完成的反应。
设置。戴上护目镜和耐化学品手套;穿长袖衣物;确保房间通风。使用不锈钢、耐热玻璃或重型聚丙烯。切勿使用铝:氢氧化钾会腐蚀铝并释放氢气。
溶解KOH。 先将水倒入容器中,然后搅拌下缓慢加入片状物。溶液可能达到接近沸腾的温度并散发出腐蚀性蒸汽;不要将脸凑近。如果您使用的是45%或30%的溶液,请将其加入到已量好的水中。
加热油脂。 将椰子油融化,然后在慢炖锅中用小火加热,或在不锈钢锅中用小火加热橄榄油和蓖麻油。
混合。将碱液倒入油中,并短时间间歇性地搅拌。液体皂浆会迅速达到痕迹阶段,然后经过看起来像苹果泥和浓稠太妃糖的阶段。难以搅拌的硬块是正常的。
烹煮。盖上盖子,用小火慢煮,每20到30分钟翻动一次。随着皂化过程的完成,它会从不透明变成半透明,像琥珀色的凡士林。大多数批次需要两到四个小时;高橄榄油或纯橄榄油批次需要更长时间。
测试。 在添加任何稀释水之前,请运行下面的清晰度测试。
有些片配方会添加酒精来加速反应。我们不加:它会在热锅中产生易燃蒸汽,而且对于制作出合格的批次来说并不需要。
如何判断液体皂糊制作完成?
糊化是指将少量样品溶解在热水中,形成澄清或近乎澄清的溶液,且无油膜或乳白色浑浊。这就是澄清度测试,也是液体皂制过程中最实用的检查方法。
在透明玻璃杯中放入大约一茶匙(5克)的糊状物。
加入约两汤匙(30克)接近沸腾的蒸馏水或去离子水,搅拌至完全溶解。
将玻璃杯置于光源下。清澈或略带浑浊的琥珀色表示皂化已完全完成。乳白色、不透明或表面有油滴则表示皂化尚未完成。
如果测试结果呈浑浊,请再煮30至60分钟并重新测试。如果长时间煮后仍呈浑浊,可能的原因是这些油的氢氧化钾(KOH)用量不足(通常是纯度估算过高),或者超脂率过高;请参阅下方的浑浊皂液部分。
透明度并不能证明糊状物中没有过量的碱:含有大量碱的糊状物可能看起来是透明的。使用pH试纸或pH计测试稀释后的肥皂的pH值。真正的肥皂是碱性的,通常在9到10的范围内。读数远高于此表明含有过量的氢氧化钾。一些旧指南建议将糊状物舔在舌头上(“电击测试”)。我们不建议这样做:pH试纸价格便宜,并且能给你一个确切的数值。
澄清测试:完全皂化的糊状物溶解后呈透明(左);未充分烹煮或未充分发酵的糊状物仍呈乳白色(右)。
如何稀释液体皂糊?
将液体皂膏与热水去离子水或蒸馏水稀释,初始比例约为按重量计一比一,然后少量多次加入水,直到皂膏达到您想要的稀稠度。接着盖上盖子静置:浓稠的皂膏可能需要过夜甚至更长时间才能完全溶解。
从等重开始。 将面糊分成几份,倒入热水,盖上盖子,静置。用力搅拌只会产生泡沫。
分步调整。 当第一部分溶解后,每次少量添加水。泵瓶式洗手液通常在重量比1:1到1:2之间。起泡分配器则需要更稀的洗手液。
高橄榄皂需要更多的水。 相同重量的椰子膏和橄榄膏不会得到相同的厚度。
让其沉淀。许多肥皂制造商会让人稀释的肥皂静置一到两周,以便任何浑浊物沉淀下来;这被称为螯合。倒出清澈的肥皂。
未稀释的膏体保质期。 密封容器中储存的膏体可按需少量稀释。
为什么选择去离子水或蒸馏水?自来水含有钙和镁。它们与肥皂发生反应,形成不溶性的钙皂和镁皂,也就是在浴缸里形成水圈的皂垢,在瓶子里则表现为浑浊和沉淀。
为什么我的自制液体皂是浑浊的?
自制液体皂通常是浑浊的,原因可能是因为仍有部分未皂化的油脂,或者水中有矿物质,又或者是配方中使用的油脂在室温下会形成浑浊的皂。每种原因都有不同的解决方法。
| 原因 | 你所看到 | 修复 |
|---|---|---|
| KOH不足(通常是纯度估计过高) | 表面有乳白色、油腻的薄膜或液滴 | 在实际分析中重新核对计算;用少量精确测量的额外氢氧化钾溶液进行烹煮并重新测试。 |
| 超重过高 | 均匀的雾感,油腻的触感 | 下一批,0到3%的超脂 |
| 未煮熟的糊状物 | 清晰度测试失败 | 煮得更久,在稀释前重新测试 |
| 硬水 | 雾状物加白色沉淀物 | 用去离子水或蒸馏水稀释 |
| 饱和脂肪(棕榈油、黄油、牛脂、猪油、硬脂酸) | 凉爽时多云,温暖时晴朗 | 在液体皂配方中,将这些油的用量保持在较低水平。 |
| 添加剂 | 添加香精或提取物后出现浑浊 | 先在小样本中测试添加剂 |
由于未反应的油脂而变得浑浊的肥皂,通常可以通过再次加热并加入适量的额外氢氧化钾来挽救。由于自来水而变得浑浊的肥皂无法通过加热来修复;只有时间(沉淀)和撇去清澈的表层才能有所帮助。
转载自:化工好料到 清洁化学



林海球