皂基原料及生產(chǎn)工藝課程(共42頁).ppt

1、 肥皂概述肥皂概述 肥皂的制造工藝肥皂的制造工藝 肥皂的品種肥皂的品種 肥皂的質(zhì)量檢驗肥皂的質(zhì)量檢驗 肥皂的包裝和保管肥皂的包裝和保管 制皂的原料制皂的原料 v 肥皂的概念肥皂的概念v 肥皂的性質(zhì)肥皂的性質(zhì)v 制皂的原理制皂的原理 肥皂RCOOM)是指至少含有8個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，那么稱鈉皂，為鉀時那么稱鉀皂，以此類推 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 二、洗滌性肥皂

2、屬于陰離子外表活性劑，具有洗滌性。但肥皂的脂肪酸碳鏈不同，表現(xiàn)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名稱分子式熔點碘值主要來源月桂酸肉豆蔻酸棕櫚酸硬脂酸C11H23COOHC13H27COOHC15H31COOHC17H35COOH44.253.963.169.60000椰子油、棕櫚仁油椰子油、牛脂棕櫚油、牛脂、米糠油牛脂油酸亞油酸亞麻油酸蓖麻醇酸C17H33COOHC17H31COOHC17H29COOHC17H32(OH)COOH1.510.9-5.25.0-11.2115.589.9181.0273.5-橄欖油、棉籽油、大豆油、米糠油、牛脂、豬脂、魚油、鯨油棉籽油、大豆油、米

3、糠油亞麻籽油蓖麻油 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， 晶型在四個晶型中，具有最正確起泡力、去污力、溶解度以及透明度和結(jié)實度 一、皂化法：用堿和油脂加水皂化得到肥皂一、皂化法：用堿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：將脂肪酸和堿直接反響得到肥二

4、、中和法：將脂肪酸和堿直接反響得到肥皂的方法皂的方法通常用皂化法的較多通常用皂化法的較多RCOOH+MeOHRCOOMe+H2Ov 油脂油脂 v 合成脂肪酸合成脂肪酸 v 堿類堿類 v輔助原料與填料輔助原料與填料 油脂的概念及類別油脂的概念及類別 由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成，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。稱為三脂肪酸甘油脂。 固體油脂固體油脂 軟性油軟性油 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 以石臘為原料經(jīng)氧化制得的高以石臘為原料經(jīng)氧化制得的高級脂肪酸級脂肪酸 一、油脂的組成和結(jié)構(gòu)

5、一、油脂的組成和結(jié)構(gòu)R1、R2、R3相同相同單單甘油酯甘油酯R1、R2、R3不同不同混混甘油酯甘油酯R1- C-OCH2OOR2- C-OCH2OR3- C-OCH2R基基飽和度低飽和度低常溫下常溫下液態(tài)液態(tài)油油R基基飽和度高飽和度高常溫下常溫下固態(tài)固態(tài)脂肪脂肪油脂油脂不溶于水不溶于水比水輕比水輕想一想想一想為什么衣服上油漬用酒精比用水易清洗？為什么衣服上油漬用酒精比用水易清洗？因為油脂易溶于有機(jī)溶液劑因為油脂易溶于有機(jī)溶液劑。1、組成元素：、組成元素：C、H、O2、定義：油脂是由多種高級脂肪酸的甘油酯。、定義：油脂是由多種高級脂肪酸的甘油酯。3、分類：、分類：4、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：二、油脂的化學(xué)

6、性質(zhì)二、油脂的化學(xué)性質(zhì)1、油脂的氫化、油脂的氫化加成反響加成反響 C17H33- C-OCH2OOC17H33- C-OCH2OC17H33 - C-OCH2+3H2催化劑催化劑加熱、加壓加熱、加壓C17H35- C-OCH2OOC17H35 - C-OCH2OC17H35 - C-OCH2油脂的硬化油脂的硬化油酸甘油酯油狀油酸甘油酯油狀硬脂酸甘油酯固態(tài)硬脂酸甘油酯固態(tài)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

7、硬脂酸甘油酯硬脂酸硬脂酸甘油甘油+3NaOHC17H35- C-OCH2OOC17H35 - C-OCH2OC17H35 - C-OCH23C17H35COONa + CH2-OHCH -OHCH2-OH硬脂酸鈉硬脂酸鈉肥皂的有效成分之一肥皂的有效成分之一 皂化反響皂化反響堿類堿類 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)行皂化反響而生成肥皂。輔助原料與填料輔助原料與填料 松香松香 硅酸鈉硅酸鈉 熒光增白劑熒光增白劑 殺菌劑殺菌劑 多脂劑多脂劑 羧甲基纖維素羧甲基纖維素 著色劑著色劑 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，然后經(jīng)過脂肪酸中和

8、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潔的脂肪酸，與堿中和生成皂蒸餾精制后得到較純潔的脂肪酸，與堿中和生成皂大鍋皂化法大鍋皂化法連續(xù)皂化法連續(xù)皂化法間歇生產(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，其余30%采取中性油皂化法制造，而這采取中性油皂化法制造，而這30%中，大鍋皂化法根本不用，中，大鍋皂化法根本不用，均采用連續(xù)皂化法均采用連續(xù)皂化法在國內(nèi)，大局部皂基仍采用大鍋皂化法生產(chǎn)在國內(nèi)，大局部皂基仍采用大鍋皂化法生產(chǎn)一、油脂預(yù)處理一、油脂預(yù)處理二、皂化二、皂化三、鹽析三、鹽析五、堿析五、堿析六、整理六、整理四

9、、洗滌四、洗滌一、制皂用油脂一、制皂用油脂植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米糠油等植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米糠油等動物油：牛脂、豬脂等動物油：牛脂、豬脂等相對密度：反響了油脂分子質(zhì)量及黏度的上下相對密度：反響了油脂分子質(zhì)量及黏度的上下凝固點：油脂凝固點太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差凝固點：油脂凝固點太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差 凝固點太低，肥皂硬度缺乏，油脂飽和度越高，那么凝固點高凝固點太低，肥皂硬度缺乏，油脂飽和度越高，那么凝固點高皂化值：指皂化值：指1g油脂完全皂化，所消耗油脂完全皂化，所消耗KOH的質(zhì)量，油脂分子量的質(zhì)量，油脂分子量越高，那么皂化值越低越高，那么皂化值越

10、低碘值：油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反響消耗的碘量，碘值：油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反響消耗的碘量，可以衡量油脂的不飽和程度可以衡量油脂的不飽和程度不皂化物：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，如維生素維生素A等，這些物質(zhì)不會中和皂化，以雜質(zhì)狀態(tài)存在于肥皂等，這些物質(zhì)不會中和皂化，以雜質(zhì)狀態(tài)存在于肥皂中，通常其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不高于中，通常其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不高于1%酸值：指中和酸值：指中和1g油脂中的游離脂肪酸所需油脂中的游離脂肪酸所需KOH的質(zhì)量的質(zhì)量mg)酸值高的油脂制得的肥皂易變質(zhì)、發(fā)汗、發(fā)臭酸值高的油脂制得的肥皂易變質(zhì)、發(fā)汗、

11、發(fā)臭1000 3 56.1SM M為油脂的平均分子量當(dāng)S后，可以求出油脂皂化時所須NaOH的質(zhì)量4056.1 1000NaOHNaOHWSWw 油脂 油脂是碘值反映出油脂不飽和程度的上下，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)，在油外表形成硬膜，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、羊油那么適合制皂。半干性油只能少量參加到油脂配方中 一、傳統(tǒng)的油脂配方主要依據(jù)凝固點、皂化值、碘值這三個 數(shù)值來計算油脂配方?？刂破湓谝欢ǖ姆秶鶳63表3.14二、現(xiàn)代配方那么

12、依據(jù)油脂中各類脂肪酸含量來進(jìn)行。典型二、現(xiàn)代配方那么依據(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的制造油脂配方為牛油80%，椰子油，椰子油20%。大體可認(rèn)為脂肪。大體可認(rèn)為脂肪酸組成：月桂酸酸組成：月桂酸10%，棕櫚酸，棕櫚酸25%，硬脂酸，硬脂酸15%，油酸，油酸40%，這樣一個配方是比較理想的。通過氣相色譜檢測出油脂中各這樣一個配方是比較理想的。通過氣相色譜檢測出油脂中各類脂肪酸含量，然后進(jìn)行油脂配制。、類脂肪酸含量，然后進(jìn)行油脂配制。、三、在確定一個配方之后，應(yīng)該進(jìn)行小試或中試，以檢驗該配方的三、在確定一個配方之后，應(yīng)該進(jìn)行小試或中試，以檢驗該配方的合理性，然后再投入到大規(guī)模

13、生產(chǎn)中去合理性，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，天然動植物油脂中，除了油脂是肥皂的主要原料之一，天然動植物油脂中，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，必須對油脂進(jìn)行預(yù)處

14、理。要求化狀態(tài)。為了滿足質(zhì)量要求，必須對油脂進(jìn)行預(yù)處理。要求不同，處理方法也有所差異不同，處理方法也有所差異 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 制香皂時，預(yù)處理要求嚴(yán)格，甚至制香皂時，預(yù)處理要求嚴(yán)格，甚至超過一般食用油水平。預(yù)處理的方法包超過一般食用油水平。預(yù)處理的方法包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭括脫膠、脫酸、脫色、脫臭4個工序，必個工序，必要時還必須進(jìn)行加氫處理要時還必須進(jìn)行加氫處理 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

15、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)行凝聚反響，同時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)別離，重相為膠質(zhì)和水，輕相為油相。油相進(jìn)入真空枯燥器內(nèi)進(jìn)行脫水、脫氣處理，排除水分和空氣后得到脫膠油 脫酸是除去油脂中的游離脂肪酸。現(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間的接觸，使得游離脂肪酸與堿生成皂角，然后用高速離心機(jī)進(jìn)行別離，得到脫酸精油 要到達(dá)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?；瘜W(xué)法通過參加氧化劑或者復(fù)原劑與色素反響，從而使顏色消

16、失。物理法主要以活性白土為吸附劑，或者在活性白土中參加少量活性炭，吸附脫除油脂中的色素。 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，都會影響外加香味的純粹。 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，然后參加抗氧化劑檸檬酸 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約39度左右。但我國的牛羊油產(chǎn)量很少，很難實現(xiàn)這一配方，因此需用氫化油來代替。 目

17、前國內(nèi)用量最大的是氫化豬油凝固點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 皂化：指油脂與堿液反響生成肥皂和甘油的過程皂化：指油脂與堿液反響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積，同時在大鍋中通入蒸汽，可以增加兩相的接觸面積，同時提供活化反響所需的能量。當(dāng)有肥皂生成后，由于肥皂是提供活化反響所需的能量。當(dāng)有肥皂生成后，由于肥皂是一種外表活性劑，具有乳化作用，使得反響體系變得均勻，一

18、種外表活性劑，具有乳化作用，使得反響體系變得均勻，加快了反響速度。皂化快完成時，因為反響物的濃度較低，加快了反響速度。皂化快完成時，因為反響物的濃度較低，此時反響速度將變慢。因而堿液的參加量應(yīng)遵守此時反響速度將變慢。因而堿液的參加量應(yīng)遵守“兩頭慢、兩頭慢、中間快的原那么。第二階段由于皂化反響速度快，而此中間快的原那么。第二階段由于皂化反響速度快，而此反響為放熱反響，因而要及時調(diào)小蒸汽用量，防止反響為放熱反響，因而要及時調(diào)小蒸汽用量，防止“溢鍋溢鍋，當(dāng)皂化率到達(dá)，當(dāng)皂化率到達(dá)95-98%，游離堿小于，游離堿小于0.5%時，皂化完成，時，皂化完成，得到皂膠得到皂膠鹽析：向皂膠中參加食鹽或飽和食鹽水

19、，使甘鹽析：向皂膠中參加食鹽或飽和食鹽水，使甘油和肥皂別離的過程。該過程可回收甘油，并油和肥皂別離的過程。該過程可回收甘油，并去掉局部色素和雜質(zhì)，得到上層皂粒和下層鹽去掉局部色素和雜質(zhì)，得到上層皂粒和下層鹽水廢液水廢液鹽析的原理：肥皂難溶于鹽水，所以與水相別鹽析的原理：肥皂難溶于鹽水，所以與水相別離，甘油那么溶于水，從而到達(dá)甘油與肥皂別離，甘油那么溶于水，從而到達(dá)甘油與肥皂別離的目的離的目的進(jìn)一步洗出肥皂中的甘油進(jìn)一步洗出肥皂中的甘油,也可以去除一局部色也可以去除一局部色素及雜質(zhì)素及雜質(zhì).當(dāng)經(jīng)皂化鹽析后的皂粒的皂化率缺乏當(dāng)經(jīng)皂化鹽析后的皂粒的皂化率缺乏時時,尚可加堿補(bǔ)充皂化尚可加堿補(bǔ)充皂化. 堿析：排除廢液的