21 декабря 2017 г.

Расчет масел и щелочи для мыла с нуля в ручную. таблицы INS и SAP

Мыло - это натриевые (или калиевые) соли высших жирных кислот (ВЖК) + глицерин. Получается оно в результате омыления ВЖК посредством щелочи (гидроксида натрия - NaOH, или гидроксида калия - KOH). В первом случае мы получим твердое мыло, во втором - жидкое. Мыло - щелочной продукт, то есть, его ph выше 7. Нормальный ph готового "нулевого" мыла - 8-9. Его можно понизить до 7,5, но не меньше, дальше мыло перестанет быть мылом. "Нулевого" мыла с ph 5,5 не может существовать по определению.
Чтобы мыло получилось достаточно твердым, с хорошей пеной и не сушило кожу, необходимо правильно подобрать масла. В составе должны присутствовать:
масла, которые делают мыло твердым.  до 65%

например,
пальмовое,
какао,
кокосовое,
оливковое,
ши,
купуасу,
мурумуру

пенообразующие и пеностабилизирующие масла. до 35%

кокосовое,
бабассу,
пальмоядровое,
касторовое
(касторовое масло не является пенообразующим, а только пеностабилизирующим)

смягчают его действие на кожу. до 25%

авокадо,
миндальное,
манго,
макадамии,
виноградной косточки и др.

При этом учитывайте, что все масла в той или иной степени обладают всеми тремя свойствами - касторовое, оливковое, пальмовое, купуасу, какао, ши и другие не только способствуют твердости и пенности, но также являются ухаживающими, ухаживающие - сказывается на твердости и пенности мыла, даже если не являются напрямую пенообразующими. Те или иные свойства зависят от высших жирных кислот (ВЖК), которые содержатся в том или ином масле.

Расчет по формуле, вручную

Чтобы рассчитать необходимое количество щелочи и воды, нам нужно знать число омыления (SAP) каждого взятого масла. Число омыления изначально считается по KOH и означает, сколько миллиграммов гидроксида калия необходимо, чтобы омылить столько триглицеридов ВЖК и фосфатидов, сколько их находится в 1 грамме того или иного жира (растительного или животного).

Чтобы вычислить, сколько на омыление 1 грамма того или иного жира потребуется гидроксида натрия, нужно разделить калийное число омыления выбранного масла на 1,40272. Полученное число можно округлять до 3 цифры после запятой.

Пример

Калийное число омыления пальмового масла 0,199. Разделив 0,199 на 1,40272, мы получим 0,14186722938291319721683586175431. Округляем его до 3 цифры после запятой, и получаем 0,142. Это число омыления пальмового масла для гидроксида натрия.

Теперь посчитаем, сколько NaOH нам потребуется для омыления 200 г пальмового масла. 0,142*200 = 28,4. Для омыления 200 г пальмового масла нам нужно 28,4 г гидроксида натрия.

Точно так же рассчитываем количество щелочи для каждого выбранного масла и суммируем. Так мы получаем общее количество щелочи на общее количество масел. Пережир при этом 0%. Если мы хотим рассчитать пережир для ХС, то нам нужно уменьшить количество щелочи на желаемый процент.

Возьмем пережир 10%. Наши 28,4 г = 100%. А нам нужно 90% щелочи. (28,4/100)*90 = 25,56. То есть, наши 90% щелочи = 25,56 г.

Или можно посчитать сразу: 0,142*200*90% = 25,56.

Но я обычно считаю 2 варианта - и для ГС, и для ХС, с пережиром 0%, и с пережиром 8% или 10%. Вдруг мне потом захочется повторить этот состав другим способом

Теперь нам нужно рассчитать воду. Если мы хотим взять 33% воды (для ХС этого достаточно, иногда я беру даже меньше), то нам нужно массу масел умножить на 0,33. Если 38% - то на 0,38, и т.д. То есть, 200*0,33 = 66. Значит, нам нужно взять 66 г воды.

Расчет для жидкого мыла (на гидроксиде калия) делается аналогично и на калькуляторе, и вручную, только вместо NaOH нужно выбрать KOH. Для крем-мыла и взбитого крем-мыла, которые варятся на смеси NaOH и KOH, существует специальный калькулятор.

Для глицеринового мыла отдельно рассчитываются глицерин, спирт, сахар (сорбит) и вода для сиропа. Для этих веществ есть определенные пропорции, чтобы мыло получилось.

Хорошего мыловарения

таблицы омыления
Масло                          NaOH                   KOH            Йодное число  INS            
Авокадо                       0,1335                  0,18726       12-20                          
Ланолин                       0,0750                  0,1052         18-36
Аннато                         0,1330                  0,18656       103-115                      
Лен                               0,1340                  0,18796       74-78
Арахис                         0,1355                   0,19007      148-157                     
Лещина                        0,1370                  0,19217       80-85
Аргания                       0,1360                   0,19077       80-95                       
Мак                              0,1383                   0,194           132-136
Арбуза масло              0,137                    0,192           120-130                     
Бабассу                       0,1750                  0,24548       0-12                         
Макадамия                 0,1390                   0,19498       103-130
Виногр.косточек          0,1285                  0,18025       125-142                     
Манго                           0,1339                  0,18782       124 
Грецкого ореха            0,1335                  0,18726      140-150                    
Маракуйя                     0,1290                  0,18095       25-140
Дерева Ши                   0,1282                  0,17983       55-71                         
Пальмоядровое          0,1680                   0,23566      6-22
Жожоба                       0,0660                   0,09258      33-42                        
Миндаль                      0,1365                   0,19147      54-66
Зарод.пшеницы          0,1310                   0,18376      125-135                   
Оливковое                   0,1345                  0,18867       77-90
Зародышей риса        0,1345                   0,18867       98-110                    
Ослинник                     0,1345                  0,18867       145-162
Кукурузное                  0,1360                   0,19077      93-106                    
Пальмовое                  0,1405                   0,19708      50-58
Тыквенное                   0,1350                  0,18937       28-35                      
Персиковое                 0,1345                   0,18867      108-118 
Какао                           0,1380                   0,19358      6-11                       
Подсолнечное             0,1350                   0,18937      122-138
Камелия                      0,1360                   0,19077       6-10                        
Пчелиный воск            0,0690                  0,09679       86-91
Карнаубс.воск             0,0690                   0,09679      86-119                  
 Рапсовое                    0,1354                  0,18993       95-120
Касторовое                  0,1286                  0,18039       82-90                                           
Сафлоровое                0,1355                  0,19007       85-105
Горчичное                    0,126                    0,177           170-184                                        
Рыжиковое                  0,134                    0,188           132-155
Кокосовое                   0,1830                   0,2567        114-150                                       
Соевое                         0,1355                  0,19007       124-132
Конопли                       0,1345                  0,18867       90-103                                         
Стеарин                       0,1460                  0,2048         2-3
Абрикос.косточ           0,1350                  0,18937        92-108                                          
Укууба                         0,1220                   0,17113       10
Кунжутное                   0,1376                  0,19301       105-115                                     
Черного тмина            0,1350                  0,18937       122-126
Лавра                            0,1405                  0,19708       170-180                                     
Шиповник                    0,1359                  0,19063        180-195
Говяжий жир               0,143                     0,200           45                                              
Утиный жир                 0,138                    0,193             72
Молочный жир            0,162                    0,227            30                                              
Свиной жир                 0,141                    0,198              57
Олений жир                 0,38                      0,193            31                                             
Овечий жир                 0,138                     0,193            54
Куриный жир               0,139                    0,195            69                                            
Гусиный жир                0,137                    0,192            65
Хлопковое                    0,138                      0,194              08                                            
Пенника лугового       0,12                       0,169             92
В этой таблице представлены коэффициенты омыления различных масел едким натрием и едким калием. Используя, эти данные можно расчитать колличество щелочи на заданное колличество масел.

Ниже приведен примерный расчет щелочи:

Примерный рецепт мыла;

Масло кокоса 15% - 90гр
Оливковое масло 80% - 480гр
Касторовое масло 5% - 30гр

Всего 600гр масел составляет 100%.

Делаем расчет NaOH для нашего рецепта:
Для масла кокоса: 90гр * 0,183 = 16,47гр щелочи
Для масла оливки: 480гр * 0,1345 = 64,56гр щелочи
Для касторового масла: 30гр * 0,1286 = 3,858гр щелочи.


Итак, всего нам понадобится 84,89 гр NaOH для омыления 600гр масел. Воду обычно берут 33-38% от веса масел.

По такому же принципу рассчитывается и KOH для калиевого мыла. Но воды берут 115-130% от веса масел для жидкого мыла, и 38% воды для получения концентрированной мыльной пасты. Мыло на калии твердым не получается, оно всегда будет мягким и пластичным.

Следует учитывать, что количество щелочи рассчитано для полного омыления всего масла, поэтому не забывайте добавлять масла в пережир. При холодном способе в пережир идут масла с наименьшим коэффициентом омыления, при горячем - любое уходовое масло, т.к. после прохождения мылом геля, добавленный пережир не омыляется.

По йодному числу мыла можно определить, насколько мыло будет твердым (для твердых мыл показатель должен быть на более 55) и как долго оно будет храниться. Чем тверже мыло, тем дольше оно хранится и масла не прогоркают.

Наименование                                      NaOH                   Йод  INS                                                     
Аннато                                                 1330                   103-115                                   
Маргарин                                             1345
Косточки абрикоса                               1350                   92-108                      
Мак                                                     1383                    132-136
Аргания                                               1360                    80-95                                            Ослинник                                             1345                   145 - 162
Авокадо                                               1335                   12-20                             
Оливы                                                  1345                   77-90
Бабассу                                                1750                  10-12        
Пальмовое масло                                  1405                  50-58
 Пчелиный воск                                   .0690                  86-91                                             
 Масло пальмовых ЗЕРЕН                    1680                  16-22
 Камелия                                             1360                   6-10                                     
 Персиковые косточки                          1345                 108-118
 Карнаубский воск                               0690                  86-119             
 Рапс                                                    1354                 95-120
Сафлор                                                .1355                 85-105     
 Зародыши риса                                   1345                  98-110
Арахис                                                 1355                 148-157              
Касторовое масло                                1286                   82-90
Конопля                                              1345                  90-103       
Черные тмин                                       1350                 122-126
Лещина                                              1370                  80-85         
Дерево Ши                                         1282                  55-71
Жожоба                                              0660                  33-42         
 Кунжут                                              1376                 105-115
Какао                                                 1380                  6-11             
Соя                                                   1355                   124-132
Кокос                                                1830                  114-150             
 Подсолнечник                                   1350                   122-138
Зерна тыквы                                     1350                    28-36                                      
Стеарин                                             1460                   2-3
Ланолин                                            0750   
Лавр                                                  1405                  170-180                                            
Виноградные косточки                      .1285                   125-142                
Лен                                                  .1340                  74-78                                          
Укууба                                               1220                   10
 Макадамиа                                   .   1390                   103-130                                    
Грецкий орех /td>                            .1335                   140-150
Зерна кукурузы                              .1360                    93-106                                   
Зародыши пшеницы                         .1310                   125-135
Миндаль                                         .1365                   54-66                                             
Шиповник                                        .1359
Манго                                            .1339                     124                    
Маракуйя                                        .1290

Поташа гидроксид (KOH)

Еще существует жидкое мыло. Его помещают в специальные дозаторы или тюбики. Это мыло также можно сделать у себя дома. Чтобы посчитать необходимое количество KOH, вышеприведенные значения NaOH следует умножить на 1,40272.

Пример:
Жидкое мыло из 1 кг рапсового масла
Индекс омыления NaOH рапсового масла (из таблицы): 135,4
показатель для KOH составит: 135,4 * 1,40272 = 189,9
А затем, как обычно:
1000 г рапсового масла x 0.1899 = 189,9 г KOH – количество КОН, необходимое для полного омыления 1000 г рапсового масла (при 0 % пережиривании). Если вы используете жидкое мыло исключительно для чистки поверхностей, пережиривать его абсолютно нет необходимости. Для этих целей можно даже совсем немного увеличить количество щелочи (при этом проводите уборку только в резиновых перчатках). Если жидкое мыло будет использоваться для мытья рук, добавьте в него еще не менее 3% дополнительного жира.
Если консистенция жидкого мыла слишком вязкая, просто добавьте в него дистиллированной воды. Если Вы делаете жидкое мысло горячим способом непосредственно на плите, увеличьте количество жидкости.
KOH и NaOH можно комбинировать меж собой, например, для создания мыла для бритья. Но проводите Ваши расчеты при этом очень тщательно!!
Как производится расчет? Очень просто: желаемое количество масла умножается на индекс омыления данного масла – получается количество щелочи (NaOH), необходимое для полного омыления. Например:
200 г кокосового масла x 0.1830 = 36,6 г NaOH
Т.о., чтобы полностью превратить в мыло 200 г масла кокоса, требуется 36,6 г NaOH. Такое мыло, однако, будет слишком алкальное и непригодное для использования на коже. Для того, чтобы «смягчить» мыло, для каждого рецепта или увеличивают количество используемого масла, или уменьшают количество NaOH. От того, насколько процентов масла берется больше/NaOH меньше, чем рассчитанное количество полного омыления, зависит степень пережиривания мыла. Пережиривание – избыточность масла. От степени пережиривания, в свою очередь, зависит, для каких целей будет использоваться мыло. Так, например, при пережириваниии

0% - 3%
Мыло рекомендуется использовать в качестве хозяйственного, для стирки белья и т.п., но не как туалетное, так как оно для этого слишком алкалийное.

4% - 10%:
Это хорошая степень пережиривания – золотая середина. Приятно на коже и применимо в хозяйстве.

11% - 15%:
Слишком жирное масло, может легко стать горклым, по крайней мере, хранится не так долго. Такая степень пережиривания рекомендуется только в исключительных случаях.

Если Вы берете за основу не одно масло, а, скажем, два или три (и более), сначала рассчитывается количество щелочи для каждого из используемых в рецепте масел, затем получившееся складывают и округляют до единиц. Затем устанавливают степень пережиривания. Для этого обычно берут на 3-8% больше какого-нибудь масла.
Кому трудно самому делать расчеты, может воспользоваться мыльным калькулятором.

Существует еще так называемое йодное число. Оно показывает число двойных химических соединений в жире. На каждое двойное соединение приходится одна молекула йода (I2). Таким образом, устанавливается, сколько грамм йода могут химически связать 100 грамм взятого Вами масла, и тем самым, насколько твердым будет конечный продукт. Чем меньше йодное число, тем тверже будет готовое мыло. Из этого правила есть одно исключение – касторовое масло. Мылу, с большим содержанием касторового масла, требуется порою несколько месяцев до полного твердения.
Столь тщательно рассчитанный NaOH должен предварительно быть растворен в воде. Как правило, щелочной раствор приготавливают на воде, но вместе с ней или вместо нее можно взять любую другую столовую жидкость, например, молоко, сыворотку, пиво, кофе, чай, вино и т.п.
Когда показатель рН равен 7, это значит, среда не щелочная и не кислая, она нейтральная. Показатели от 5 до 9 считаются близкими к нейтральному. Производители косметических средств выбрали почему-то показатель 5,5 и позиционируют его как оптимальный для кожи. На самом деле кислотность кожи -- показатель не стандартизированный, на разных частях тела он разный, в течение дня меняется и быстро восстанавливается после умывания. Натуральное мыло (как соль слабой кислоты и сильного основания) в водном растворе не может не быть щелочным по определению, иначе оно просто не будет отмывать грязь. А чтобы поддерживать "оптимальный" уровень (например, тот же 5,5), мыло изготавливают из синтетических моющих средств -- детергентов. Получается такое безмыльное мыло, которое имеет прекрасные моющие свойства, но натуральным его считать никак нельзя. Современные разработки химической промышленности, конечно, высокотехнологичны, и некачественными их никак не назовешь. Но человеческая кожа генетически предрасположена к натуральным, природным продуктам. И самое совершенное химическое соединение организм может воспринять как враждебное, отсюда сильнейшие аллергические реакции на средства по уход.

Наименование  масла Йодное число INS  Число омыления SAP (KOH)                 Число омыления SAP (NaOH)

Абрикос                                                           102-110                                     185-195                                          139
Авокадо                                                           80-95                                         187-195                                          133
Андироба                                                         58-76                                        195-205                                   
Арахис                                                             83-100                                      190-196                                           137
Баобаб                                                             65-95                                          180-200                                         143
Брокколи                                                         95-105                                        167-177                                     
Виноград                                                         134-144                                       188-194                                          129
Вишня                                                            113                                               192                                               135
Горчичное                                                     91-123                                          170-184                                          126
Грецкий орех                                                 120-135                                         190-200                                        135
Дыня Калахари                                               120-128                                         188-195                                     
Ежевика                                                        148-155                                        189,5-199,9

Жожоба                                                         80-90                                              90-98                                             66
Иллип                                                           30-35                                             178-192                                          132
Какао                                                              32-41                                             193                                              138
Касторовое                  82-89                          177-185                                           128

Клюква                                                              150                                               190

Кокос                                                              6-12                                             246-260                                        183
Кокум                                                              32-40                                           187-191                                           135
Конопля                                                          150                                              190-193                                         138
Кофе зеленый                                                70-100                                         170-200                               
Кофе черный                99-110                           180                                            128

Кукуруза                     111-133                         188-193                                       137

Кунжут                          103-117                      188-193                                         134

Лен                              160-204                       187-196                                          135

Комментариев нет:

Отправить комментарий