第三章 肥皂和香皂

1. 第三章 肥皂和香皂 概述 第一节 肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂 第二节 皂基的制备 第三节 洗衣皂和香皂的制备 实训三 透明皂的制备 思考题

2. 概述 • 肥皂(soap)通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类 . • 化学通式: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 . • 脂肪酸的碱土金属盐（钙、镁）及重金属盐（铁、锰）等金属皂均不溶于水，不具备洗涤能力，主要作为农药乳化剂、金属润滑剂等 . • 市场现状及市场前景如何?

3. 第一节 肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂 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 • 影响肥皂水解的主要因素有那些? • 限制肥皂使用和发展的主要原因是什么?

4. 二、用于制皂的油脂 (一)制皂对油脂的要求 1、油脂是制造肥皂的主要原料 。 2、油脂主要化学组成：脂肪酸甘油酯 。 3、油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量。

5. 4、一般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。 （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。 （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。 （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。

6. （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）。 • 根据碘值的大小，油脂分为干性油、半干性油和不干性油。 （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。

7. （二）油脂的预处理 • 油脂的预处理的原因：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。

8. 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。

9. 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。 • 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。 • 油脂碱炼脱酸的基本原理是：RCOOH ＋ NaOH 　　　 RCOONa + H2O

10. 3、脱色 • 为什么要进行脱色？ • 脱色的方法分为两类：化学法和物理吸附法。 • 化学脱色法是用氧化、还原剂漂去油脂中的色素，仅用于处理生产洗衣皂的低质油脂。 • 物理吸附法是用活性白土等吸附油脂中的色素，适用于处理制造香皂用的高质量油脂。 • 脱色的温度视油脂品种和脱色要求而定，一般在105～130℃之间。 • 脱色操作时先将油脂加热到规定温度。

11. 4、脱臭 • 为什么要进行脱臭？ • 高真空的作用除了降低气味物质的沸点外，更重要的是保护油脂在高温条件不被空气氧化。 • 现代化的脱臭装置真空度仅为400～600Pa，脱臭塔由不锈钢制成，属于常规的精馏塔。

12. 第二节 皂基的制备 一、油脂皂化法制备皂基 (一)皂基制备的基本原理 （1）皂化法是将油脂与碱直接进行皂化反应而制取皂基，可用以下化学反应式表示： CH2OOCR1 CH2OH R1COONa │ CH2OOCR2 + 3NaOH CH2OH + R2 COONa │ CH2OOCR3 CH2OH R3 COONa

13. （2）皂化法可分为间歇式和连续式两种生产工艺。 （3）间歇式生产是在有搅拌装置的开口皂化锅中完成，因此又称大锅皂化法。这种方法设备投资少，目前仍广泛使用，但生产周期长、效率低。 （4）连续皂化法是现代化的生产方式，连续化的设备能使油脂与碱充分接触，在短时间内完成皂化反应，不仅生产效率高而且产品质量稳定。

14. （二）大锅皂化法 • 大锅皂化法是将油脂与碱在大锅中皂化，然后再盐析，因此也称盐析法。盐析法制皂基的步骤如下：

15. 1、皂化 • 皂化过程是将油脂与碱液在皂化锅中用蒸汽加热使之充分发生皂化反应。 • NaOH溶液要怎样加入? • 皂化反应中还应注意什么问题? 2、盐析 • 盐析的定义：在皂胶中加入电解质，使肥皂与水、甘油、杂质分离的过程。 • 为什么要盐析？ • 盐析常用的物质：NaCl。 • 实际操作的注意事项有那些?

16. 3、碱析 • 碱析 ：也称补充皂化，是加入过量碱液进一步皂化处理盐析皂的过程。 • 碱析的作用：将盐析皂加水煮沸后，再加入过量氢氧化钠碱液处理，使第一次皂化反应后剩下的少量油脂完全皂化，同时进一步除去色素及杂质。 4、整理 • 整理的作用：对皂基进行最后一步净化的过程，即是调整皂基中肥皂、水和电解质三者之间的比例，使之达到最佳比例。 • 操作的注意事项有那些?

17. （三）连续皂化法 连续皂化法的主要原理基本与大锅煮皂法相似，分为由皂化、洗涤、整理三部分装置联合组成，是比较先进的皂化工艺。连续皂化法装置的工艺流程如图3-1所示。 1、皂化阶段 2、洗涤阶段 3、整理阶段

18. 二、脂肪酸中和法制备皂基 （一）  油脂的水解 1、 油脂水解后生成甘油和脂肪酸，其基本原理可用以下化学反应式表达： CH2OOCRCH2OH ││ CH2OOCR+ 3H2O CH2OH +3RCOOH ││ CH2OOCR CH2OH

19. 2、油脂的水解方法：分触媒法和无触媒高温水解法。2、油脂的水解方法：分触媒法和无触媒高温水解法。 3、现代油脂工业多采用无触媒的热压釜法和高温连续法，前者适用于20000吨/年以下的规模装置，后者则适于20000吨/年以上的装置。 （二）脂肪酸蒸馏 • 现代化的脂肪酸蒸馏均采用高真空连续化方式进行。 （三）脂肪酸中和 • 中和反应在反应塔内连续进行。由于无甘油的存在，不需盐析、碱析等洗涤工序。

20. （四）油脂皂化路线与脂肪酸中和路线的比较 • 1、皂化法对油脂原料的质量要求较高；而中和法可以使用低级油脂原料，且对原料利用率较高。 • 2、中和法可充分利用各种脂肪酸来进行科学的配方。皂化法只能将各种油脂按配方混合使用。 • 3、中和法中油脂水解所得的甘油水的质量优于皂化法的废液质量，它不含食盐、肥皂和其他杂质，含甘油量高，因此甘油水蒸发、蒸馏后得甘油率高。 • 4、油脂皂化路线工艺步骤多，生产过程长、设备复杂、投资大，脂肪酸中和路线工艺过程短，设备较简单。

21. 第三节 洗衣皂和香皂的制备 一、洗衣皂的制备 （－）洗衣皂的组分 1、水玻璃 • 水玻璃（Sodium silicate）又称为泡花碱，是洗衣皂中添加的填料之一，其组成为Na2O∶SiO2为1∶2.44的。 • 作用：既可以在洗涤过程中对污垢起到分散和乳化作用，又能使肥皂光滑细腻，硬度适中。 • 缺点：水玻璃添加过多会使肥皂收缩变形、冒霜。

22. 2、钛白粉 • 作用：增加肥皂的白度，改善真空压条皂发暗的现象，为肥皂增加光泽。 • 用量：一般添加量为0.1％～0.2％。 3、碳酸钠 • 作用：可以提高肥皂的硬度，而它本身是碱性盐，也可以中和部分未皂化完的游离酸。 • 用量：一般添加量为0.5%~3.0%。 4、荧光增白剂及色素 • 荧光增白剂用量：一般为0.03％～0.2％。 • 色素以黄色为主，有酸性金黄G（酸性皂黄），也有加蓝色群青的肥皂。

23. 5、钙皂分散剂 • 作用： 为了防止肥皂在硬水中与Ca2+、Mg2+生成不溶于水的皂垢，降低表面活性；也为了减少皂垢凝聚使织物泛黄发硬，失去光泽和美感。 • 常用的钙皂分散剂有：椰子油酰单乙醇胺、烷基酰胺、聚氧乙烯醚硫酸盐、牛油甲酯磺酸钠等表面活性剂。 6、香精

24. （二）洗衣皂的加工方法 1、洗衣皂的加工工艺 填料、香精 ↓ 皂基 → 调和 → 冷凝 → 切块 → 干燥 → 打印 →装箱 → 成品 2、洗衣皂的生产方法 （1）框板法 （2）真空干燥冷却法

25. 二、香皂 （一）香皂应具备的性质 • 含游离碱少，不刺激皮、 • 外形轮廓分明，贮存后不收缩、不开裂。 • 在水中溶解能力适度，在温水中不溶化崩解。 • 能产生细密而稳定的泡沫。 • 洗净力适当，使用后皮肤 感觉良好，洗后留幽香。

26. （二）香皂的组分 • 填料 • 多脂剂 • 杀菌剂 • 香精 • 抗氧剂 • 螯合剂

27. 由皂基生产香皂的工艺流程示意图: 填料、香精、着色剂、抗氧化剂 ↓ 皂基 → 干燥 → 拌料 → 均化 → 压条 → 切块 → 打印 → 包装 → 成品 （三）香皂的生产工艺

28. 1、干燥 • 为什么要皂基干燥？ • 皂基干燥的方式主要有：热空气干燥、闪急蒸发干燥、真空干燥、多级混合干燥。 2、混合 • 混合又称拌料，此工序是将制造香皂的各种原料按配方混和均匀。 3、均化 • 均化处理就是借研磨或挤压等机械作用，将皂片与其他组分混合得更加均匀，同时使香皂的晶型发生转变，使之大部分转变为β相。 • 均化设备有辊筒研磨机及精制压条机两种。 4、压条成型、切块、打印

29. （四）其他品种的香皂 1、透明皂 2、浮皂 3、药皂 4、大理石花纹皂和条纹皂 5、复合皂 6、液体皂

30. 三、皂类易存在的质量问题 （一）冒霜 • 冒霜的定义：指皂类较长时间放置后，其体内的固体添加剂渗出体外，使表面呈现白霜的现象。 • 产生冒霜的主要原因和解决冒霜的方法？ • 出汗的定义：指皂类在潮湿空气中因皂内的固体添加剂的吸潮，而水分无法在皂体表面和内部正常分布，使皂体表面呈现液滴的现象。 • 解决出汗的方法？

31. （二）酸败 • 酸败的定义：指皂类放置中出现变味、黑点等现象。 • 产生酸败的主要原因和解决方法？ （三）白点、花纹 • 白点、花纹的定义：指皂体表面或内部出现的米粒大小白点或色度深浅不一的花纹的现象。 • 造成这种现象的主要原因? • 解决方法? （四）砂粒感 • 砂粒感的定义：指触摸香皂皂体时感觉皂体不光滑细腻，有砂粒的感觉。 • 形成砂粒感的主要原因和解决方法？

32. 四、香皂发展概况和进展 1. Output of Soap MT Source: Chinese Fragrance and Cosmetics Association

33. 四、香皂发展概况和进展 2. Bar Soap In China In some rural area, consumers use soap for other functions such as washing hair and faces. Bar soap, traditional personal wash product, continues to increase by 3% annually in China . Bar soap is widely accepted in China because it is economical, convenient and habitual. In most cities, consumers use soap to wash hands and bodies.

34. In 90s‘ , with the foreign brands coming into China, more Chinese consumers had more choices in soap selection. They increased the skin-care consciousness and started to realize soap bring to skin not only cleanliness but also beauty, health and more. 四、香皂发展概况和进展 4. Bar Soap In China - Beauty and Health in 90s’

35. 四、香皂发展概况和进展 (1) Health Care 4. Bar Soap In China - Beauty and Health in 90s’ Safeguard tells Chinese consumers prevention is the most important to skin health. “Protecting family health”is the biggest selling point. Its anti-bacterial formula helps to kill germs effectively. Safeguard - The No. 1 soap brand in China.

36. 实例 Safeguard RMB3.60/125g P&G Claim: Effectively kills germ, Protection of family health Relaunch In 1999 New Package Colour Fragrance White Floral-Aldehydic Pink Floral-Aldehydic, with a little of floral accent, powdery background. New Pink Floral-fruity, pear accent. Green Floral-Fruity Yellow Lemon, Citrus

37. 四、香皂发展概况和进展 (2) Beauty Care 4. Soaps In China - Beauty and Health in 90s’ Unilever‘s Lux is the first brand which brought “Beauty” concept to China. Superstars are its brand spokesmen. Lux is more associated with luxury, high social image and soft caring feeling. Feminine Fragrance supports to the concept.

38. 实例 Lux RMB3.00/100g Unilever Claim: Provide skin more caring, Keep skin more beautiful. Relaunch In 2000 New Package, New Fragrance Variant Colour Fragrance Soft White Floral-Ald Moisturizing Pink Floral-Ald, powdery Refreshing Green Floral-fresh

39. 四、香皂发展概况和进展 4. Soaps In China - Beauty and Health in 90s’ (3) Natural Beauty Hazeline occupies 15% market share In 1999, Unilever relaunched “Hazeline”soap. Hazeline soap extends the definition of Beauty concept: Natural beauty. The package and fragrance also emphasize this characteristics.

40. 实例 Hazeline RMB3.50/125g Unilever Claim: Gently cleanses your skin Relaunched in 1999 Variant Ingredient Colour Fragrance Moisturizing Evening White Floral-Aldehydic, Primrose&Vitamin E with fresh fruity, white floral like magnolia Extra Care Evening Primrose Pink Floral-Aldehydic Almond Oil with fruity top note, feminine powdery Refreshing Evening primrose Green Floral-floral with Herbal Extracts Aldehydic, fruity

41. 四、香皂发展概况和进展 (4) Chinese Herbal Care 4. Soaps In China - Beauty and Health in 90s’ “Liushen Specific Soap”is the first brand which successfully combines Chinese herbal with soap concept. Its unique formula and perfect fragrance support the concept very well.

42. 实例 Liushen Specific RMB3.30/125g Shanghai Jahwa Claim: formulated with Chinese herbal; rich foam; suitable to whole family Variant Fragrance Colour Cooling Floral-fresh, Green Anti-bacterial Fougere-fresh,herbal Blue

43. Functional Soap Antibacterial Soap Perfumery Soap Fruity/Floral Soap Beauty Soap 四、香皂发展概况和进展 5. Soaps In China - More Choices In 2000 Besides beauty, antibacterial, we can find that current soap market is full of various brands with various concepts. So consumers in today have more choices.

44. 四、香皂发展概况和进展 During washing process, consumers emphasize on fragrance performance & after-using effect. 6. Bar Soap in China - Conclusion Consumers are sensitive to price and brand selection. These main two factors influence their buying decisions. General price that consumers are willing to accept is around RMB 3.00/125g per piece.

45. 四、香皂发展概况和进展 3. Bar Soap In China - Basic Cleaning In 80s’ In 80s‘, consumers use the bar soap clean every parts of body including hair, face, hands and so on . Considering no competitive brands from overseas, limited local brands and variants can be selected. For example: Sandalwood soap, Medicine Soap, Sulfur Soap and Boracic Soap. As far as the fragrance and other benefits are concerned, consumers have less demand.

46. 四、香皂发展概况和进展 During washing process, consumers emphasize on fragrance performance & after-using effect. 6. Bar Soap in China - Conclusion Consumers are sensitive to price and brand selection. These main two factors influence their buying decisions. General price that consumers are willing to accept is around RMB 3.00/125g per piece.

47. 实训三 透明皂的制备 1．制备原理 透明皂以牛羊油、椰子油、蓖麻油等含不饱和脂肪酸较多的油脂为原料，与氢氧化钠溶液发生皂化反应，反应式如下： CH2OOCR1 CH2OH R1COONa │ │ CH2OOCR2 + 3NaOH CH2OH + R2 COONa │ │ CH2OOCR3 CH2OH R3 COONa 2．配方 3．制备步骤

48. 1、制皂用油脂有什么特殊要求？ 2、某油脂测得的酸值偏高而碘值偏低，对制皂有什么影响？ 3、预处理油脂的步骤有哪些？各步骤设置的目的是什么？ 4、碱炼中的碱浓度越高越好吗？为什么说碱炼既可脱酸又可脱色？ 5、大锅皂化法为什么要留用上一次的锅底再皂化？ 6、盐析的目的是什么？ 7、碱炼”就是“碱析”吗？为什么？ 8、分析比较“连续皂化法”与“大锅皂化法”的优缺点。 9、怎样说明“单塔连续水解脂肪酸”是目前较先进的方法？ 思考题

49. 10、尝试设计“脂肪酸中和”流程示意图。 11、“脂肪酸中和法”与“油脂皂化法”的区别是什么？ 12、洗衣皂的基本组成有哪些？各起什么作用？ 13、简述真空干燥冷却制皂的过程。 14、香皂的生产工艺有哪几步重要步骤？各步骤设置的目的是什么？ 15、皂类常有哪些质量问题？生产中应怎样消除这些问题？ 16、为什么说复合皂、液体皂是制皂行业的未来发展方向？ 17、为什么制备透明皂不用盐析，反而加入甘油？ 18、为什么蓖麻油不与其他油脂一起加入，而在加碱前才加入？ 19、制透明皂若油脂不干净怎样处理？