2008年3月4日 星期二

皂化價(SAP Value)及硬度(INS值)

皂化價(SAP Value):

  • 是指用來計算製作手工皂時,所需要的氫氧化鈉的量;也就是說,要皂化1公克的油脂所需的氫氧化鈉的毫克數。
  • 同一種油脂也可能會有不同的皂化價,因它會隨著植物生長的地理、氣候及提煉的方式而有所不同,因此當對該油脂的皂化價不確定時,可向製造商或進口商查詢清楚。









  • 例如:椰子油的皂化價是0.19,亦即1g的椰子油需0.19g的氫氧化鈉皂化,100g的椰子油需19g的氫氧化鈉皂化。
  • 假設:有椰子油100g、芥花油150g、棕櫚油250g,椰子油的皂化價是0.19、芥花油是0.124、棕櫚油是0.141,則需:(100×0.19)+(150×0.124)+(250×0.141)=19+18.6+35.25=72.85g的氫氧化鈉方能完全皂化。
  • 小數點後通常無條件捨去,甚至會酌量減少氫氧化鈉的量,如此更能確保氫氧化鈉可以完全皂化,當氫氧化鈉與油脂作用完畢後,皂化完成的皂裡就不會有氫氧化鈉存在。
  • 另外,多加入一定百分比的油脂,使成品較為滋潤的方式稱為「超脂」(Superfatting)。超脂有兩種成法,一種是「減鹼」及「加油」。減鹼是在計算配方時,先扣除5%~10%的鹼量,使皂化後仍有少許油脂未與鹼作用而留下,藉以達到使成品較不乾澀的效果。一般來說,減鹼越多成品的pH值越低,也越滋潤,但隨著減鹼量的越多,做出來的皂,熟成之後越容易出油酸敗。
  • 「加油」是以正常比例製作,直到皂液Trace(呈濃稠狀)後再加入5%的油脂,由於比例不高且先前的皂化已經完成,加入油脂的步驟並不會對皂化過程有其他影響,而這些後來添加的油脂,因為沒有多餘的鹼可以作用,所以油脂本身的特質和功效也比較容易被保留在皂裡,達到想要的效果。

硬度(INS值):

  • 用來計算手工皂完成後的硬度
  • 一般說來,INS值愈高,作出來的手皂,硬度就愈高;INS值愈低,作出來的手皂,硬度就愈低。在作皂之前,可先計算一下該皂方的INS值是否適當,通常建議較理想的INS值在120~170之間。

  • INS值的計算是:(油脂重量÷油脂總重量)×油脂的INS值
  • 例如:有椰子油100g、芥花油150g、棕櫚油250g,椰子油的INS值是258、芥花油是56、棕櫚油是145,則INS值為:(100/500)×258+(150/500)×56+(250/500)×145=51.6+16.8+72.5=140.9→可(介於120~170間)

水量的計算

  • 水量的計算方法有下列三種:
      (1) 配方中氫氧化鈉的重量×2.6或2.8
      (2) (氫氧化鈉重量÷0.3)-氫氧化鈉重量
      (3)油的總重量×0.389
  • 假設:有椰子油100g、芥花油150g、棕櫚油250、氫氧化鈉72g
      (1) 72×2.6=187.2 或 72×2.8=201.6g
      (2) (72÷0.3)-72=168g
      (3) 500×0.389=194.5g  
  • 究竟應該放多少的水量?其實算法見人見智,大原則是偏高的水量在數星期的等待過程中,成品硬得較慢,但也有人認為相對鹼質也比較不那麼高。還有應該放多少水和配方中使用的油種也有密切的關係,比如說堅硬的純椰子油皂需要的水量會比較偏高一些,不過不需要擔心,只要配方的油和氫氧化鈉重量正確,些許的水量差距不會對成品有太大的影響。

手工皂計算網頁:

參考資料

2008年3月2日 星期日

肥皂的清潔原理

肥皂分子的特殊結構

  • 肥皂分子式簡記為:R-COONa (R為直鏈狀的烷基)
  • 同時具有「親水基」和「親油基」



肥皂去污流程圖












肥皂去污原理









當肥皂溶解在水中,肥皂分子的「親油基」會被拉引向任何皮毛或纖維上的小塊灰塵、污垢,整圈包圍污垢的四周,形成所謂的「微胞」。同時,分子另一端的「親水基」也會被水牽引。


<以上圖片取自中興國中 楊秉鈞老師>

皂化反應介紹

皂化反應(Saponification)是鹼(通常為強鹼)催化下的酯被水解,而生產出醇和羧酸鹽,尤指油脂的水解。
「狹義」的講,皂化反應僅限於油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合,得到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應。這個反應是製造肥皂流程中的一步,因此而得名。它的化學反應機制於1823年被法國科學家Eugène Chevreul發現。


<以上取自維基百科>


簡單的說:「皂化反應」就是

  • 油脂+氫氧化鈉-> 脂肪酸鈉 + 甘油(丙三醇)




  • 油脂在氫氧化鈉或氫氧化鉀等鹼性水溶液中加熱水解,可產生脂肪酸鈉或脂肪酸鉀鹽(就是肥皂)和甘油。此製造肥皂的反應稱為皂化反應。

油脂介紹

  • 油脂是動、植物組織的重要成分,為一分子甘油與三分子脂肪酸結合而成,因此又稱為「三酸甘油酯」(或甘油之三脂肪酸酯類),所以油脂是一種酯類。油脂中的脂肪酸通常不具支鏈,碳數約為12-20。將動、植物油脂水解,即得甘油及脂肪酸:








油脂的熔點通常取決於脂肪酸的種類。一般而言

  • 由碳數較多的飽和脂肪酸所形成的油脂,在常溫下多為固體,如牛油及豬油等,故稱為脂肪(fats)。
  • 而由碳數少的飽和脂肪酸(如椰子油)或含雙鍵的不飽和脂肪酸(如花生油)所形成的油脂,在常溫下多為液體,故稱為油(oils)。

R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂。常見的R-有:

  • C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。生成的肥皂為硬脂酸鈉 (十八個碳)
  • C15H31-:正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。生成的肥皂為軟脂酸鈉(或稱棕櫚酸鈉,有十六個碳)
  • C17H35-:正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。生成的肥皂為硬脂酸鈉 (十八個碳)
  • 油酸是單不飽和脂肪酸(雙鍵),由油水解得;軟、硬脂酸都是飽和脂肪酸(單鍵),由脂肪水解得。

甘油介紹:

  • 學名:丙三醇
  • 英文名稱:Glycerin
  • 俗稱:甘油
  • 化學式:C3H8O3
  • 外觀:無色透明
  • 酸鹼性:中性
  • 常溫狀態:黏稠液體
  • 溶解性:溶於水、溶於乙醇 、溶於食鹽水