清华大学精细化工化装品与洗涤剂课件第二章 肥皂

2.洗衣皂的生产工艺




洗衣皂有很多型号，根据皂中脂肪酸含量分为 42、47、53、56、60、65、72型等 洗衣皂类型： 填充型洗衣皂：产品的脂肪酸含量低于皂基者， 成皂时需要添加泡花碱等填充料； 纯皂基型洗衣皂：皂基稍加颜料后直接冷凝即 成产品； 高脂肪酸洗衣皂：产品的脂肪酸含量高于皂基， 需要干燥成型。
2.2 皂用油脂

⑸ 不皂化物



油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如甾族化合物 （胆固醇、VD）与萜烯类（类胡萝卜素、VA等）。 这些成分不发生中和及皂化，是制造肥皂的杂质， 使肥皂的质量降低； 通常含1％以上不皂化物的油脂不能直接用作制皂 原料。 表2-2显示了制皂用油脂的特性。
制皂用油脂的特性

⑵ 中和值和皂化值


中和1g脂肪酸所需要的KOH毫克数叫做中和值。 皂化lg油脂所需要的KOH毫克数叫做皂化值。 中和值及皂化值表示了脂肪酸和油脂制皂所需要的碱 量，也反映了脂肪酸或油脂分子的大小。（理解） 可以用中和值和皂化值来推算分子量。这两个值越小， 所制的皂越容易溶于水，起泡越大。
2.2 皂用油脂

1 制皂油脂的基本特性 ⑴ 凝固点



脂肪酸或油脂的凝固点太高会使制得的肥皂容易龟 裂，起泡力和去污力变弱，但是太低又会影响肥皂 的硬度。 油脂的饱和度越高，凝固点越高、在饱和度相同时， 分子碳原子链越长，凝固点也越高。 一般制皂用油脂凝固点在38-42℃
2.2 皂用油脂
2.2 皂用油脂

⑶ 碘值


100g油脂所能吸收碘的克数叫做碘值。 它反映了脂肪酸和油脂的饱和度。不饱和度越高， 碘值越高。 碘值太高的物质容易生成大分子物质，在表面形成 硬膜，不适合制皂。在分子中碳数相同时则碘值越 高制得的皂越软。
2.2 皂用油脂

⑷ 酸值



中和1g油脂中游离脂肪酸所需要的KOH毫克数称为 酸值。 一般新鲜天然油脂酸值很低。酸值高表示除了存在 游离脂肪酸以外，还是油脂酸败变质的表征。 使用酸败变质的油脂制皂，会使肥皂变质，出现出 汗、发臭等现象。
配方技术科学，控制精确； 甘油回收率高，且回收费用低； 可以使用低档油脂； 简化了制皂工艺。

缺点：需要设计一套脂肪酸水解和蒸馏的装置。
2.4 洗衣皂的生产
2.4 洗衣皂的生产

2.4.1 普通洗衣皂的配方组成和生产工艺 1 洗衣皂的配方组成



洗衣皂的主要成分是脂肪酸钠盐 根据洗衣皂的国家标准GB 8112-1987，洗衣皂分 为A型和B型两种。 A型干皂脂肪酸含量大于43%（质量），B型干皂脂 肪酸含量大于54%（质量），高级洗衣皂中脂肪酸 的含量可超过70%（质量）。 洗衣皂中除脂肪酸钠盐外，还含有如下成分。

3 洗涤

经盐析并放去废液后的皂粒用洗涤操作可分出甘油 和一部分色素杂质。 碱析是用碱液代替食盐进行析出，碱析还可使未皂 化的油脂进一步皂化，保证最后皂基中不含未皂化 油脂，碱析去除色素和杂质的效果好于盐析。

4. 碱析

2.3.2 大锅沸煮法皂基生产工艺

5 整理


整理操作的目的还在于保证皂基的总脂肪的含量稳 定在一个水平上 整理操作的终点控制，一是靠化验，二是靠操作经 验。 周期长（约为50-60h），蒸汽消耗量大，占地面积 大，不能适应现代生产的需要。


⑷ 香精

2.4.1 普通洗衣皂的配方组成和生产 工艺

⑸ 钙皂分散剂


为提高肥皂耐硬水的能力，可在肥皂中添加钙皂分 散剂，防止钙皂沉淀的生成。 添加的钙皂分散剂主要有：
ห้องสมุดไป่ตู้

椰油单乙醇酰胺 R-CONH(CH2CH2OH)， 烷基酰胺聚氧乙烯醚硫酸钠 R-CONH(CH2CH2O)2SO3Na， 牛油甲酯硫酸钠 R-CH(COOCH3)SO3Na。
2.4.1 普通洗衣皂的配方组成和生产工 艺

⑴ 水玻璃


洗衣皂中添加的是Na2O：SiO2为1:2.44的水玻璃。 它在肥皂中不仅是填料，也是碱剂，同时它在洗涤 过程中还能对污垢起分散和乳化作用。 如将碱性水玻璃先用脂肪酸中和，形成肥皂与硅酸 的胶体，经研磨分散后再加到皂基中，可制成高 Si02含量的质地坚硬且泡沫丰富的肥皂。

大锅煮皂法的缺点

2.3.3 连续皂化法皂基生产工艺


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（约20min） 完成皂化反应，不仅生产效率高而且产品质量稳 定。 连续皂化法的甘油总回收率可达97%（质量）， 比大锅法高10%（质量）左右；每千克皂基的蒸 汽消耗量可从大锅法的0. 90kg降至0. 16kg,
压条
切块
打印
成品
包装
皂化废液
净化
蒸发
精炼
甘油
粗甘油
2.2 皂用油脂



2.2.1 油脂的概念 油脂：是指天然动、植物油脂，即高级脂肪酸 甘油酯 油脂的熔点或凝固点在40℃以上的，称 “脂”。40℃以下的称“油”，二者无严格界 限。 习惯上对油和脂不作严格区别，统称油脂。 最主要的皂用油脂是牛羊油和椰子油。
2.3 皂基的生产工艺


肥皂生产分为两大工序： 第一是油脂或脂肪酸被碱皂化制成皂基； 第二是皂基中加入各种添加剂，经过不同工艺 制成各种成品皂。 皂基是各种成品皂的原料。
2.3.1 冷法皂基生产工艺

冷法亦称冷态皂化法，其皂化过程是在50℃左右进 行的。 碱 添加剂
油脂 皂化 均质 成型 皂化
洗衣皂的生产方法



有冷桶法、冷板车法、真空出条法和常压出条 法四种。 冷桶法使洗衣皂工业化生产最早的一种方法， 现已被淘汰。 冷板车法


是将调制好的皂浆送入冷板车内凝固成型的方法 此法在发达国家均已淘汰，我国达多数肥皂厂则仍 以此法为主要方法。
洗衣皂的生产方法

真空出条法


由意大利麦佐尼公司在1945年首先研制成功并取得 专利，我国国内自1963年开始采用。 皂基、填充料及香精等其他助剂 调缸中调和均 匀 真空室冷却 压条机连续出条 滚 印机打印 切块机匀块 烘房干燥。

⑸ 其他植物油脂

2.2 皂用油脂



3 动物油脂的精炼 提高油脂质量可通过水洗、脱色、碱炼、去臭、 氢化等工艺完成。 ⑴ 水洗 进行水洗可以很有效地去除油脂中一 些色素和杂质。 ⑵ 脱色 用于制皂的动物油脂，通常需去除色 素，最常用的方法是使用酸性活性白土进行吸 附，去除色素。
2.2 皂用油脂
第二章
肥 皂
目标



1. 2. 3. 4. 5.
掌握肥皂生产基本原理 掌握皂用油脂的基本特性 熟悉皂基的生产工艺 掌握制皂的配方原理 了解肥皂发展趋势
重点

1.皂用油脂 2.皂基的生产


难点
皂基的生产工艺

教学时数 6学时
2.1 肥皂概述

2.1.1 肥皂的发展史 2.1.2 肥皂的生产原理 1 由油脂和碱皂化制得


⑶ 碱炼 一般说来，油脂经过含有表面活性剂 的水水洗，再经加入活性白土脱色，油脂可以 完全达到所需的色泽。通常只在有特殊要求时 （制造上等肥皂时），才进行碱炼。 ⑷ 去臭 ⑸ 氢化 油脂氢化后，在物理方面主要的作用 就是增加了油脂的稳定性，因为去除了油脂中 一些不饱和双键。成皂后，可改善肥皂的泡沫、 溶解度等性能。
2.2 皂用油脂



选择制皂油脂的主要原则 油脂需含有适当的饱和脂肪酸／不饱和脂肪酸 比例以及长链脂肪酸／短链脂肪酸比例 肥皂基本上是以C12上、C18以下的饱和脂肪酸 钠盐。 C12以上、C18以下的饱和脂肪酸为原料的肥皂 在溶解性、对皮肤的刺激性、成型性、氧化稳 定性方面较好。大量含油酸、亚油酸之类不饱 和脂肪酸的油脂制成的皂容易腐败。
碘值
（gI/100g油脂）
油脂
凝固点/℃
皂化值
（mgKOH/g油脂）
椰子油 牛羊油 香皂理想用油
20～24 40～48 36～38
7～11 40～48 38～40
250～264 195～205 215～225
2.2 皂用油脂

.2 主要制皂用油脂

⑴ 牛油 ⑵ 猪油

猪油的亚油酸含量比较高，因此用作制皂容易腐败。在 制造肥皂时是将半硬化以后的非食用猪油来代替部分牛 油。 椰子油含有约45％的月桂酸、18％的肉豆蔻酸、少量棕 榈酸、辛酸、癸酸和油酸。椰子油比其他油脂容易皂化。 因为椰子油混合脂肪酸的钾盐水溶性好，所以能够用来 制造液体皂





洗衣皂的配料： 皂基：其加入量使成皂产品的脂肪酸含量达到质 量标准； 泡花碱：其加入量为“产量×[1﹣成皂含脂肪酸 ％（质量）/皂基含脂肪酸％（质量）]”； 香精：0.3％（质量）～0.5％（质量）； 荧光增白剂：0.03％（质量）～0.2％（质量）； 钛白粉：0.1％（质量）～0.2％（质量）； 着色剂：适量。
2.4.2 透明皂的配方组成和生产工艺


研压法生产的透明皂外观好看，而且在硬度、 溶解度、泡沫力和去污力等方面较普通不透明 皂好，所以国内制皂厂生产透明皂都采用研压 法。 研压法透明皂生产的工艺流程类似于香皂，只 是掌握的条件不同。生产透明皂的操作条件必 须严格控制，否则难以制成透明度好的肥皂。



皂化操作是用碱液使油脂皂化并分解生成肥皂和甘油的过程。 反应接近终点时，随时用1%（质量）酚酞溶液测试，当滴 入的酚酞呈淡红色时，即可停止皂化操作。 过量的碱再盐析时易溶入废液中，造成浪费，一般不使碱量 过量。

2.盐析


盐析操作是将盐或饱和盐水加入皂化操作所得的皂 胶中，使肥皂和甘油分离的过程。 盐析的目的是回收甘油，同时也去除一部分色素和 杂质。

⑶ 椰子油


2.2 皂用油脂

⑷ 棕榈油和棕榈仁油

这两种油实际差别很大，前者约含等量的棕榈酸和 油酸(40%~45%)，而棕榈仁油含40%~45％的月桂 酸、17%豆蔻酸和少量棕榈酸、油酸、辛酸和癸酸。 不同产地的棕榈油所含的组分略有区别，但都是混 合脂肪酸甘油脂。 有橄榄油、蓖麻油、花生油、亚麻仁油、大豆油及 棉籽油等。

常压出条法



亦称冷却出条法，是我国1966年从意大利引进的技 术。 此法与真空出条法相比，不同之处主要在冷却、干 燥部分。 真空出条由一套真空系统、真空喷雾干燥室来完成， 冷却出条是由冷却出条机来完成。冷却出条的肥皂 起泡能力较真空出条法高，但硬度较低；冷却出条 法的水耗量和汽耗量较真空出条法小。
2.3.3 连续皂化法皂基生产工艺
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. 1,皂化阶段 2,洗涤阶段 3,整理阶段
2.3.4 中和法皂基生产工艺


中和法是将油脂水解成脂肪酸，然后用碱将脂 肪酸中和成皂。 优点：


甘油
冷霜皂



先被皂化的油脂皂作为乳化剂，其它油脂随之被皂 化。 由于此法不回收甘油，没有盐析放出废液等工序， 所以油脂中带入的杂质都留在肥皂中，这就要求使 用的油脂和碱液中杂质含量尽可能少。 用碱量稍小于理论完全中和量，使皂体结构变软。
2.3.2 大锅沸煮法皂基生产工艺


大锅沸煮法包括皂化、盐析、洗涤、碱析和整理五项 基本操作 1 皂化
2.4.2 透明皂的配方组成和生产工艺

透明皂是在固体状态下呈透明的肥皂。 透明皂分为两大类：


研压法透明皂 是通过配方和加工条件的控制而制 得的肥皂透明。 加入物法透明皂 是通过添加乙醇、糖和甘油等物 质使肥皂透明。
2.4.2 透明皂的配方组成和生产工 艺


1 研压法生产工艺
研压法生产的透明皂与普通的不透明皂的主要 区别在于，透明皂的结晶颗粒极小，小至能使 普通可见光连续通过晶体，不对光线产生干扰， 在视觉上形成透明的状态。
2.4.1 普通洗衣皂的配方组成和生产工 艺

⑵钛白粉

钛白粉的加入可增加肥皂的白度，添加量为 0.1%～0.2%（质量）。 荧光增白剂的加入量很少，一般为0.03%～0.2% （质量），色素一般加黄色或蓝色。 洗衣皂中加入的香精主要是香茅油之类，用量一 般为0.3% ～ 0.5%（质量）。

⑶ 荧光增白剂及色素
CH2OOCR CHOOCR CH2OOCR CH2OH CHOH CH2OH
3NaOH
3RCOONa
2.1.2 肥皂的生产原理

2 由脂肪酸和碱中和制得
RCOOH NaOH RCOONa H2O
3 由甲酯和碱皂化制得
RCOOCH3 NaOH RCOONa CH3OH
2.1.3 肥皂的生产工艺
油脂 精炼 皂化 皂基 干燥 配料 均化