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RCOOHRCOOHRCOONa=RCOOHRCOONa=RCOOH. .RCOONaRCOONa影响肥皂水解的主要因素有那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)v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)v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)v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)v工工业业油油脂脂中中往往往往含含有有游游离离的的脂脂肪肪酸酸中中和和1g油油脂脂中中的游离脂肪酸所需的游离脂肪酸所需KOH的毫克数称为酸值或酸价的毫克数称为酸值或酸价5)碘值碘值(Iodinevalue)v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)v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)v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,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v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v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v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淀2、脱酸、脱酸v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v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v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v为什么要进行脱色?为什么要进行脱色?v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v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质油脂v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v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 v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v为什么要进行脱臭?为什么要进行脱臭?v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v现代化的脱臭装置真空度仅为现代化的脱臭装置真空度仅为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 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3)间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v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vNaOH溶液要怎样加入溶液要怎样加入?v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v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v为什么要盐析?为什么要盐析?v盐析常用的物质:盐析常用的物质:NaCl。
v实际操作的注意事项有那些实际操作的注意事项有那些?3、碱析、碱析v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v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v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,使之达到最佳比例v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2000020000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v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v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。