第三章 肥皂和香皂.ppt
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1、第三章第三章肥皂和香皂肥皂和香皂概述概述第一节第一节肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂第二节第二节皂基的制备皂基的制备第三节第三节洗衣皂和香皂的制备洗衣皂和香皂的制备实训三实训三实训三实训三透明皂的制备透明皂的制备透明皂的制备透明皂的制备思考题思考题 概述概述肥皂肥皂(soap)通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类性盐类.化学通式化学通式:RCOOM,R代表长碳链烷基,代表长碳链烷基,M代表某种代表某种金属离子。金属离子。具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪具有洗涤、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
2、的是脂肪酸钠酸钠盐、钾盐和铵盐,其中最常用的是脂肪酸钠盐盐.脂肪酸的碱土金属盐(钙、镁)及重金属盐(铁、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市场现状及市场前景如何?第一节第一节肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂一、肥皂水溶液的性质一、肥皂水溶液的性质 肥皂中的钠皂或钾皂是强碱弱酸盐,因此都会在水肥皂中的钠皂或钾皂是强碱弱酸盐,因此都会在水肥皂中的钠皂或钾皂是强碱弱酸盐,因此都会在水肥皂中的钠皂或
3、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。溶液中发生水解呈弱碱性。溶液中发生水解呈弱碱性。溶液中发生水解呈弱碱性。RCOONa=RCOONa+RCOOH2O=RCOOHOH水解产生脂肪酸与未水解的肥皂,形成不溶于水的水解产生脂肪酸与未水解的肥皂,形成不溶于水的水解产生脂肪酸与未水解的肥皂,形成不溶于水的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。酸性皂,使肥皂水溶液呈现浑浊。酸性皂,使肥皂水溶液呈现浑浊。酸性皂,使肥皂水溶液呈现浑浊。RCOOHRCOOHRCOONaRCOONa=RCOOH=RCOOH.RCOONaRCOONa影响肥皂水解的主要因素有那
4、些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限制肥皂使用和发展的主要原因是什么?二、用于制皂的油脂二、用于制皂的油脂(一一)制皂对油脂的要求制皂对油脂的要求1 1、油脂是制造肥皂的主要原料、油脂是制造肥皂的主要原料 。2 2、油脂主要化学组成:脂肪酸甘油酯、油脂主要化学组成:脂肪酸甘油酯 。3 3、油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量。、油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量。4 4、一般依据下列几项指标来选择制皂的油脂、一般依据下列几项指标来选择制皂的油脂(1)相对密度相对密度(Densityratio)相对密度能反映油脂的分子量及粘度,相对密度大相对密度能反映油脂的分子量及
5、粘度,相对密度大则分子量大,粘度也高。则分子量大,粘度也高。(2)凝固点凝固点(Solidpoint)油脂凝固点对肥皂质量的影响很大,凝固点太高的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。点太低会影响肥皂的硬度。(3)皂化值皂化值(Saponificationnumber)油油脂脂用用KOH的的乙乙醇醇溶溶液液皂皂化化,1g油油脂脂完完全全皂皂化化时时所消耗所消耗KOH的毫克数为油脂的皂化值。的毫克数为油脂的皂化值。(4)酸值酸值(Acidnumber)工工业业油油脂脂中中往往往往
6、含含有有游游离离的的脂脂肪肪酸酸。中中和和1g油油脂脂中中的的游游离离脂脂肪肪酸酸所所需需KOH的的毫毫克克数数称称为为酸酸值值或或酸酸价。价。(5)碘值碘值(Iodinevalue)油油脂脂分分子子中中的的双双键键能能与与碘碘发发生生加加成成反反应应。从从加加成成反反应应中中所所消消耗耗的的碘碘量量可可以以衡衡量量油油脂脂的的不不饱饱和和程程度度。每每100g油脂所消耗碘的克数为碘值(或碘价)。油脂所消耗碘的克数为碘值(或碘价)。根根据据碘碘值值的的大大小小,油油脂脂分分为为干干性性油油、半半干干性性油油和和不干性油。不干性油。(6)不皂化物不皂化物(Unsaponifiablematter
7、)不皂化物是指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分,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(维生素如萜烯类(维生素A A等),这些物质不会中和皂等),这些物质不会中和皂化,以杂质状态存在于肥皂中,通常不皂化物含化,以杂质状态存在于肥皂中,通常不皂化物含量大于量大于1%1%不可直接制皂。不可直接制皂。(二)油脂的预处理(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或沉淀状态的沙泥、料胚粉末等不溶性的固体杂质,
8、以及在油脂中呈溶解或乳化状态的游离脂肪质,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。酸、磷脂、色素、蛋白质等杂质。1、脱胶、脱胶脱胶是指去除油脂中磷酯、蛋白质以及其他胶质脱胶是指去除油脂中磷酯、蛋白质以及其他胶质和粘液质。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。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酸凝聚,同时油中重金属还能与磷酸形成磷酸盐沉
9、淀。沉淀。2、脱酸、脱酸脱酸是指去除油脂中游离脂肪酸和色素的处理过脱酸是指去除油脂中游离脂肪酸和色素的处理过程。程。游离脂肪酸可以用碱炼法除去,也可以在油脂脱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。臭的同时蒸馏除去。油脂碱炼脱酸的基本原理是:油脂碱炼脱酸的基本原理是:RCOOHNaOHRCOONa+H2O3、脱色、脱色为什么要进行脱色?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。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,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。仅用于处理生产洗衣皂的低
10、质油脂。物理吸附法是用活性白土等吸附油脂中的色素,适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。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,一般在脱色的温度视油脂品种和脱色要求而定,一般在105105130130之间。之间。脱色操作时先将油脂加热到规定温度。脱色操作时先将油脂加热到规定温度。4、脱臭、脱臭为什么要进行脱臭?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,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更重要的是保护油脂在高温条件不被空气氧化。氧化。现代化的脱臭装置真空度仅为现代化的脱臭装置
11、真空度仅为400600Pa,脱臭塔由不锈钢制成,属于常规的精馏脱臭塔由不锈钢制成,属于常规的精馏塔。塔。第二节第二节皂基的制备皂基的制备一、油脂皂化法制备皂基一、油脂皂化法制备皂基(一一)皂基制备的基本原理皂基制备的基本原理(1)皂皂化化法法是是将将油油脂脂与与碱碱直直接接进进行行皂皂化化反反应应而制取皂基,可用以下化学反应式表示:而制取皂基,可用以下化学反应式表示:CH2OOCR1CH2OHR1COONaCH2OOCR2+3NaOHCH2OH+R2COONaCH2OOCR3CH2OHR3COONa(2)皂化法可分为间歇式和连续式两种生)皂化法可分为间歇式和连续式两种生产工艺。产工艺。(3)间
12、歇式生产是在有搅拌装置的开口皂)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,但生方法设备投资少,目前仍广泛使用,但生产周期长、效率低。产周期长、效率低。(4)连续皂化法是现代化的生产方式,连)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,不仅生产效率高而时间内完成皂化反应,不仅生产效率高而且产品质量稳定。且产品质量稳定。(二)大锅皂化法(二)大锅皂化法大锅皂化法是将油脂与碱在大锅中皂化,然大锅皂化法是将油脂与碱在大锅中皂化,然
13、后再盐析,因此也称盐析法。盐析法制皂基后再盐析,因此也称盐析法。盐析法制皂基的步骤如下:的步骤如下:1、皂化、皂化皂化过程是将油脂与碱液在皂化锅中用蒸汽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。加热使之充分发生皂化反应。NaOH溶液要怎样加入溶液要怎样加入?皂化反应中还应注意什么问题皂化反应中还应注意什么问题?2、盐析、盐析盐析的定义:在皂胶中加入电解质,使肥皂盐析的定义:在皂胶中加入电解质,使肥皂与水、甘油、杂质分离的过程。与水、甘油、杂质分离的过程。为什么要盐析?为什么要盐析?盐析常用的物质:盐析常用的物质:NaCl。实际操作的注意事项有那些实际操作的注意事项有那些?
14、3、碱析、碱析碱析碱析:也称补充皂化,是加入过量碱液进一步皂也称补充皂化,是加入过量碱液进一步皂化处理盐析皂的过程。化处理盐析皂的过程。碱析碱析的作用:的作用:将盐析皂加水煮沸后,再加入过量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。少量油脂完全皂化,同时进一步除去色素及杂质。4、整理、整理整理的作用:整理的作用:对皂基进行最后一步净化的过程,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。例,
15、使之达到最佳比例。操作的注意事项有那些操作的注意事项有那些?(三)连续皂化法(三)连续皂化法 连续皂化法的主要原理基本与大锅煮皂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续皂化法装置的工艺流程如图3-13-1所示。所示。1、皂化阶段、皂化阶段2、洗涤阶段、洗涤阶段3、整理阶段、整理阶段二、脂肪酸中和法制备皂基二、脂肪酸中和法制备皂基(一)(一)油脂的水解油脂的水解1、油油脂脂水水解解后后生生成成甘甘油油和和脂脂肪肪酸酸,其其基基本
16、本原原理可用以下化学反应式表达:理可用以下化学反应式表达:CHCH2 2OOCROOCR CHCH2 2OH OH CHCH2 2OOCROOCR +3H3H2 2O O CHCH2 2OH OH +3RCOOH +3RCOOH CH CH2 2OOCR CHOOCR CH2 2OH OH 2 2、油脂的水解方法:分触媒法和无触媒高、油脂的水解方法:分触媒法和无触媒高温水解法。温水解法。3 3、现代油脂工业多采用无触媒的热压釜法、现代油脂工业多采用无触媒的热压釜法和高温连续法,前者适用于和高温连续法,前者适用于2000020000吨吨/年以年以下的规模装置,后者则适于下的规模装置,后者则适于2
17、000020000吨吨/年以年以上的装置。上的装置。(二)脂肪酸蒸馏(二)脂肪酸蒸馏现代化的脂肪酸蒸馏均采用高真空连续化现代化的脂肪酸蒸馏均采用高真空连续化方式进行。方式进行。(三)脂肪酸中和(三)脂肪酸中和中和反应在反应塔内连续进行。由于无甘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。油的存在,不需盐析、碱析等洗涤工序。(四)油脂皂化路线与脂肪酸中和路线的比较(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、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。可以使用低级油脂原料,且对原料利用率较高
18、。2、中和法可充分利用各种脂肪酸来进行科学的配、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。方。皂化法只能将各种油脂按配方混合使用。3 3、中和法中油脂水解所得的甘油水的质量优于皂、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,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。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、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,设备复杂、投资大,脂肪酸中和路线工艺
19、过程短,设备较简单。较简单。第三节第三节洗衣皂和香皂的制备洗衣皂和香皂的制备一、洗衣皂的制备一、洗衣皂的制备()洗衣皂的组分()洗衣皂的组分 1、水玻璃、水玻璃水玻璃(水玻璃(Sodiumsilicate)又称为泡花碱,是洗又称为泡花碱,是洗衣皂中添加的填料之一,其组成为衣皂中添加的填料之一,其组成为Na2OSiO2为为12.44的。的。作用:既可以在洗涤过程中对污垢起到分散和乳化作用: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。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。缺点:水玻璃添加过多会使肥皂收缩变形、冒霜。2、钛白粉、
20、钛白粉作用:作用:增加肥皂的白度,改善真空压条皂增加肥皂的白度,改善真空压条皂发暗的现象,为肥皂增加光泽。发暗的现象,为肥皂增加光泽。用量:一般添加量为用量:一般添加量为0.10.2。3、碳酸钠、碳酸钠 作用:可以提高肥皂的硬度,而它本身是碱性盐,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。也可以中和部分未皂化完的游离酸。用量:一般添加量为用量:一般添加量为0.5%3.0%。4、荧光增白剂及色素、荧光增白剂及色素荧光增白剂用量:荧光增白剂用量:一般为一般为0.030.2。色素以黄色为主,有酸性金黄色素以黄色为主,有酸性金黄G(酸性皂黄),酸性皂黄),也有加蓝色群
21、青的肥皂。也有加蓝色群青的肥皂。5、钙皂分散剂、钙皂分散剂作用:作用:为了防止肥皂在硬水中与为了防止肥皂在硬水中与Ca2+、Mg2+生生成不溶于水的皂垢,降低表面活性;也为了减少成不溶于水的皂垢,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。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酰胺、聚氧乙烯醚硫酸盐、牛油甲酯磺酸钠等表面活性剂。面活性剂。6、香精、香精(二)洗衣皂的加工方法(二)洗衣皂的加工方法1、洗衣皂的加工工艺、洗衣皂的加工工艺填料、香精填料、
22、香精皂皂基基调调和和冷冷凝凝切切块块干干燥燥打打印印装装箱箱成品成品2、洗衣皂的生产方法、洗衣皂的生产方法(1 1)框板法)框板法)框板法)框板法(2 2)真空干燥冷却法)真空干燥冷却法)真空干燥冷却法)真空干燥冷却法(一)香皂应具备的性质(一)香皂应具备的性质含游离碱少,不刺激皮、含游离碱少,不刺激皮、含游离碱少,不刺激皮、含游离碱少,不刺激皮、外形轮廓分明,贮存后不收缩、不开裂。外形轮廓分明,贮存后不收缩、不开裂。外形轮廓分明,贮存后不收缩、不开裂。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。在水中溶解能力适度,在温水中不溶化崩解。在水中溶解能力适度,在温水
23、中不溶化崩解。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。能产生细密而稳定的泡沫。能产生细密而稳定的泡沫。能产生细密而稳定的泡沫。洗净力适当,使用后皮肤洗净力适当,使用后皮肤洗净力适当,使用后皮肤洗净力适当,使用后皮肤 感觉良好,洗后留幽香。感觉良好,洗后留幽香。感觉良好,洗后留幽香。感觉良好,洗后留幽香。二、香皂二、香皂 (二)香皂的组分(二)香皂的组分填料填料多脂剂多脂剂杀菌剂杀菌剂香精香精抗氧剂抗氧剂螯合剂螯合剂由皂基生产香皂的工艺流程示意图由皂基生产香皂的工艺流程示意图:填料、香精、着色剂、抗氧化剂填料、香精、着色剂、抗氧化剂填料、香精、着色剂、抗氧化剂填料、香精、
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