ساخت صابون

مواد اولیه و مواد افزودنی ساخت صابون

عمده‌ترین مواد اولیه ساخت صابون چربی و مواد قلیایی است. مواد دیگر مانند روشن‌کننده‌های نوری، نرم‌کننده‌های آب و ساینده‌ها اغلب برای بدست آوردن خصوصیات خاص اضافه می‌شوند.

مواد قلیایی

هیدروکسید سدیم به عنوان ترکیب قلیایی صابون سازی برای بیشتر صابون‌هایی که اکنون ساخت می‌شود استفاده می‌شود. همچنین ممکن است صابون با هیدروکسید پتاسیم (پتاس سوزآور) به عنوان ترکیب قلیایی ساخت شود. صابون‌های پتاسیم در آب بیشتر از صابون‌های سدیم محلول هستند. در غلظ های زیاد، آن‌ها را صابون نرم می‌نامند.

اگرچه از اهمیت صابون‌های نرم کاسته می‌شود، صابون پتاسیم هنوز در غلظت‌های مختلف مایع برای استفاده در ترکیب با صابون‌های سدیم در محصولات اصلاح و در صنعت نساجی ساخت می‌شود.برخی مواد قلیایی (سازنده‌ها) تقریباً به طور جهانی در صابون‌های لباسشویی وجود دارند که برای افزایش قدرت بازدارندگی کار می‌کنند. مهمترین آن‌ها سیلیکات سدیم (شیشه آب)، کربنات سدیم (خاکستر سودا)، پربورات سدیم و انواع فسفات هستند.

چربی‌ها و روغن‌ها

مواد اولیه چرب برای ساخت صابون شامل روغن‌های حیوانی و گیاهی و چربی‌ها یا اسیدهای چرب و همچنین محصولات جانبی صنعت سلولز و کاغذ مانند کلوفان است. چهار گروه از این مواد اولیه را می‌توان با توجه به خواص محصولات صابونی که ساخت می‌کنند تفکیک کرد:

1. چربی‌های سخت حاصل از صابون‌های با کف کم شامل پیه، گریس، روغن‌های گیاهی و دریایی با نقطه ذوب بالا هیدروژنه و روغن پالم هستند. این چربی‌ها صابون‌هایی ساخت می‌کنند که کف کمی در آب سرد ساخت می‌کنند،و کف بیشتری را در آب گرم ساخت می‌کنند. روی پوست خفیف هستند و خوب تمیز می‌کنید، این گروه پیشتاز چربی‌های مورد استفاده در صنعت صابون بین المللی است و مهمترین عضو آن پیه است.
2. چربی‌های سخت حاصل از صابون‌های کفگیر سریع شامل روغن نارگیل، روغن هسته خرما، و روغن باباسو هستند. (روغن هسته خرما از هسته میوه نخل روغن استخراج می‌شود، در حالی که روغن نخل، که در بالا ذکر شده در 1، از قسمت گوشتی خارج میوه بیان می‌شود.) این چربی‌ها به الکترولیت‌ها بسیار حساس نیستند، مانند نمک؛ بنابراین، آن‌ها برای ساخت صابون دریایی مناسب هستند که باید در آب دریا کف کنند. این دومین گروه مهم چربی‌های صابون است که در بین‌آن‌ها روغن نارگیل بیشترین استفاده را دارد.
3. روغن‌هایی که صابون‌هایی با قوام نرم مانند روغن زیتون، روغن سویا و روغن بادام زمینی (بادام زمینی) ساخت می‌کنند، در اینجا بیشترین اهمیت را دارند و روغن‌های نهنگ و بذر کتان نیز مانند برخی از روغن‌های نیمه خشک کن یا خشک کن از این گروه هستند. از آنجا که این روغن‌ها به راحتی در هوا یا نور و یا در هنگام ذخیره سازی تغییر می‌کنند، صابون های ساخته شده از آن‌ها ممکن است سست شده و تغییر رنگ دهند.
4. کلوفن و رزین (محصول جانبی صمغی ساخت خمیر چوب شیمیایی) به خودی خود گروهی را تشکیل می‌دهند. از رزین در صابون لباسشویی، صابون‌های توالت ارزان قیمت و صابون‌های خاص در صنایع مختلف استفاده می‌شود. کلوفن به طور عمده در صابون مایع استفاده می‌شود.

روشن کننده‌های نوری

مواد روشن کننده نوری اکنون بخشی جدایی ناپذیر از تمام پودرهای شستشو، مواد رنگی هستند که توسط الیاف نساجی از محلول جذب می‌شوند اما پس از شستشو از بین نمی‌روند. آن‌ها نور ماوراء بنفش نامرئی را در قسمت آبی طیف به نور مرئی تبدیل می‌کنند و باعث می‌شوند فیبر نسبت بیشتری از نور مرئی را منعکس کند و باعث روشن‌تر شدن آن شود.

علاوه بر این، از آنجا که میزان نور اضافی منعکس شده در قسمت آبی طیف قرار دارد، این رنگ بنفش آبی تکمیل‌کننده هر نوع زردی موجود در فیبر خواهد بود تا سفیدتر و همچنین روشن‌تر به نظر برسد. ساختارهای شیمیایی عوامل روشنایی نوری پیچیده است. بسیاری از فرمول‌ها اسرار تجاری هستند.

اگرچه عملکرد روشن کننده‌های نوری از برخی جهات به رنگ آبی لباس‌شویی به سبک قدیمی شباهت دارد، اما این دو روش نباید اشتباه گرفته شوند. در روش قدیمی، رنگ یا رنگدانه آبی روی فیبر جذب می‌شود. این رنگ آبی تمایل به جذب نور زرد تابیده شده بر روی آن را دارد و نور غنی‌تر از رنگ آبی را منعکس می‌کند.

با این حال، با آبی شدن، پارچه مقداری از نور تابیده شده بر روی آن را جذب می‌کند و از این رو نور کمتری از آنچه دریافت می‌کند منعکس می‌شود. بنابراین، پارچه سفیدتر به نظر می‌رسد، نه روشن‌تر.

عوامل جداسازی یا کلات کردن

EDTA (اتیلن دی آمین تترا استیک اسید) یا نمک سدیم آن خاصیت ترکیب با یون‌های فلزی خاص را دارد و یک اجتماع مولکولی را تشکیل می‌دهد که یون کلسیم را قفل یا کلات می‌کند تا دیگر خاصیت یونی نداشته باشد. در آب سخت، یون‌های کلسیم و منیزیم غیرفعال می‌شوند، و آب به طور موثر نرم می‌شود. EDTA می‌تواند کمپلکس‌های مشابهی را با سایر یون‌های فلزی تشکیل دهد.

ساینده‌ها

مواد معدنی محلول در آب مانند تالک، خاک دیاتومه، سیلیس، سنگ مرمر، خاکستر آتشفشانی (پوکه)، گچ، فلدسپات، کوارتز و ماسه اغلب پودر شده و به فرمول‌های صابون یا مواد شوینده مصنوعی اضافه می‌شوند. ساینده‌های طبیعی، مانند خاک اره، نیز استفاده می‌شوند.

فرآیندهای ساخت صابون

چندین روش در ساخت صابون به کار رفته است که بیشتر آن‌ها شامل گرما هستند. فرایندها می‌توانند به صورت پیوسته یا به صورت دسته‌ای باشند.

فرآیند جوشاندن

فرآیند جوشاندن کلاسیک، هنوز هم به طور گسترده توسط ساخت کنندگان کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف آن ساخت صابون شسته و رفته در شرایط تصفیه شده و عاری از گلیسیرین است. صابون شسته و رفته مواد اولیه برای ساخت میله، پوسته، مهره و پودر است. فرآیند جوشاندن در یک سری مراحل به نام تغییرات انجام می‌شود.

در مرحله اول، چربی‌های ذوب شده در کتری قرار داده می‌شود و محلول سود سوز آور به تدریج اضافه می‌شود. سپس کل توده را با بخار آزاد از کویل‌های سوراخ‌دار داخل کتری می‌جوشانند. واکنش صابون سازی اکنون اتفاق می‌افتد. با واکنش سود سوزآور با چربی، توده به تدریج ضخیم یا امولسیون می‌شود و هم صابون و هم گلیسیرین ساخت می‌کند.

برای جدا کردن گلیسیرین از صابون، توده جوشانده خمیر با آب نمک تصفیه می‌شود. محتوای نمک کتری به یک لایه فوقانی تبدیل می‌شود، که یک توده صاف صابون است و یک لایه پایین که از یک محلول نمکی آبی با گلیسیرین حل شده تشکیل شده است. بنابراین اساس حذف گلیسیرین حلالیت گلیسیرین و عدم حل شدن صابون در محلول نمک است.

محلول نمک کمی قلیایی، که به آن لیس خرج شده گفته می‌شود، از کف ظرف یا کتری استخراج می‌شود و متعاقباً برای بازیابی گلیسیرین تحت درمان قرار می‌گیرد.پس از از بین بردن ماده چربی پاک شده حاوی هر نوع چربی غیر پاپونیزه شده (معمولاً اثری است که در هنگام صابون زدگی از واکنش خارج شده است) بعلاوه آلودگی و مواد رنگی موجود در روغن‌های اصلی، توده صاف و دانه ریز صابون در کتری باقیمانده است.

در مرحله بعدی، به نام تغییر قوی، محلول سوزاننده قوی به جرم اضافه می‌شود، سپس جوشانده می‌شود تا آخرین چربی آزاد از بین برود.

مرحله نهایی که اصطکاک و ته نشینی نامیده می‌شود، جرم را به صابونی شسته و رفته تبدیل می‌کند و آلودگی و مواد رنگی را از بین می‌برد. پس از تغییر شدید، ممکن است یک یا چند شستشوی آب نمک برای از بین بردن قلیایی آزاد به صابون داده شود، یا ممکن است به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرد.

صابون سازی مستمر – فرآیند هیدرولیزر

فرآیند جوشاندن بسیار زمان بر است. ته نشینی روزها طول می‌کشد. برای ساخت صابون، باید از کتری‌های عظیم استفاده شود. به همین دلیل، ساخت صابون مداوم تا حد زیادی جایگزین فرآیند جوشاندن قدیمی شده است. امروزه بیشتر فرآیندهای مداوم، اسیدهای چرب را در واکنش صابون سازی نسبت به چربی‌ها و روغن‌های طبیعی به کار می‌برند.

این اسیدها حاوی ناخالصی نیستند و همانطور که در ابتدای این بخش توضیح داده شد، هنگام واکنش با مواد قلیایی، به جای گلیسیرین، آب ساخت می‌کنند. از این رو، حذف ناخالصی‌ها یا گلیسیرین از صابون ساخت شده با اسیدهای چرب ضروری نیست. علاوه بر این، کنترل کل فرآیند آسان‌تر و دقیق‌تر است.

اسیدهای چرب به طور متناسب یا با جریان سنج یا با پمپ اندازه‌گیری به سیستم صابون سازی وارد می‌شوند.تنظیم نهایی مخلوط معمولاً با استفاده از دستگاه سنجش pH (برای آزمایش اسیدیته و قلیایی بودن) و ابزار اندازه‌گیری رسانایی انجام می‌شود.

روش‌های سرد و نیمه پخته

در روش سرد، یک مخلوط چربی و روغن که اغلب حاوی درصد زیادی روغن نارگیل یا هسته خرما است، با محلول قلیایی مخلوط می‌شود. به منظور باقی ماندن مقدار کمی چربی یا روغن غیر صابون زده به عنوان ماده‌ای فوق چربی در صابون تمام شده، قلیایی کمی کمتر از حد تئوری استفاده می‌شود. جرم در یک ظرف باز مخلوط شده و هم زده می‌شود تا زمانی که شروع به ضخیم شدن کند. سپس آن را درون قاب ریخته و در آنجا می‌گذارند تا صابون و جامد شود.

عملیات تکمیلی

عملیات اتمام، توده داغ حاصل از ظرف جوش یا تجهیزات ساخت مداوم را به محصول نهایی مورد نظر تبدیل می‌کند. برای صابون لباسشویی، توده صابون در قاب یا پرس خنک‌کننده خنک می‌شود، به اندازه برش داده می‌شود و مهر می‌شود.

اگر قرار باشد پوسته‌های صابون، معمولاً شفاف و بسیار نازک، محصول نهایی باشند، توده صابون به روبان‌های اکسترود شده، خشک شده و به اندازه برش داده می‌شود. برای ساخت صابون توالت، توده با عطر، رنگ یا مواد فوق چربی درمان می‌شود، در خلأ خشک می‌شود، سپس سرد و جامد می‌شود.

ساخت صابون جامد خشک شده بصورت همگنی (غالباً با آسیاب یا خرد کردن) در مراحل مختلف انجام می‌شود تا درجات مختلف ظرافت ایجاد شود. هوا می‌تواند تحت فشار وارد توده صابون گرم شود زیرا از دستگاه خشک کن خلا برای ساخت صابون شناور خارج می‌شود.

صابون‌های دارویی معمولاً صابون‌های توالت با مواد افزودنی ویژه – فنل کلر، مشتقات زایلنول و ترکیبات مشابه هستند که برای ایجاد یک اثر خوشبو کننده و ضد عفونی کننده اضافه می‌شوند. همانطور که در بالا ذکر شد، کرم‌های اصلاح بر اساس ترکیبات صابون پتاسیم و سدیم ساخته می‌شوند.