肥皂

背景

肥皂是动物脂肪或植物油和烧碱的混合物。当溶解在水中时，它会将污垢从表面上分离出来。古往今来，肥皂已被用于清洁、治疗皮肤溃疡、染发以及用作药膏或皮肤软膏。但今天我们一般用肥皂作为清洁剂或香水。

肥皂的确切起源是未知的，尽管罗马消息来源声称它至少可以追溯到公元前 600 年<小>。 , 当腓尼基人用山羊脂和木灰制备它时。英国的古代居民凯尔特人也制造了肥皂。肥皂在整个罗马帝国被广泛使用，主要用作药物。直到公元 2 世纪 才提到肥皂作为清洁剂 到 8 世纪，肥皂在法国、意大利和西班牙很常见，但直到 17 世纪才在欧洲其他地区很少使用。

大约在 12 世纪末，英国开始制造肥皂。肥皂制造商不得不为他们生产的所有肥皂缴纳重税。税务员每晚都会锁上肥皂锅的盖子，以防止下班后非法制造肥皂。由于税收很高，肥皂是一种奢侈品，直到 1853 年税收被废除后才在英国普遍使用。在 19 世纪，肥皂价格实惠并在整个欧洲流行。

早期的肥皂制造商只是将木灰和动物脂肪的溶液煮沸。在锅的顶部形成泡沫物质。冷却后，它变硬成肥皂。 1790年左右，法国肥皂制造商尼古拉斯·勒布朗开发了一种从普通食盐中提取烧碱（氢氧化钠）的方法 （氯化钠），代替肥皂的木灰成分。法国化学家 Eugene-Michel Chevreul 于 1823 年将肥皂形成过程（英文称为皂化）转化为具体的化学术语。 在皂化中，化学中性的动物脂肪分解成脂肪酸，与碱金属碳酸盐反应形成肥皂，留下甘油作为副产品。到 19 世纪末，肥皂是通过工业过程制成的，尽管美国西部的先驱等农村地区的人们继续在家中制作肥皂。

原材料

肥皂需要两大原料：脂肪和碱。今天最常用的碱是氢氧化钠。也可以使用氢氧化钾。钾基皂比钠基皂更易溶于水，因此被称为“软皂”。软皂，单独使用或与钠基皂结合使用，通常用于剃须产品。

过去的动物脂肪是直接从屠宰场获得的。现代肥皂制造商使用已加工成脂肪酸的脂肪。这消除了许多杂质，并作为副产品产生水而不是甘油。许多植物脂肪，包括橄榄油、棕榈仁油和椰子油，也用于肥皂制作。

添加剂用于增强肥皂的颜色、质地和气味。香精和香水被添加到肥皂混合物中 上图展示了制皂的水壶过程。掩盖污垢的气味，留下清新的气味。用于增强肥皂质地的磨料包括滑石粉、二氧化硅和大理石浮石（火山灰）。没有染料制成的肥皂呈暗灰色或棕色，但现代制造商为肥皂着色以使其对消费者更具吸引力。

制造
过程

制皂的水壶法至今仍被小型制皂公司使用。这个过程需要四到十一天才能完成，而且由于所用油的种类不同，每批的质量也不一致。 1940 年左右，工程师和科学家开发了一种更高效的制造工艺，称为连续工艺。当今世界各地的大型肥皂制造公司都采用此程序。顾名思义，在连续过程中，肥皂是连续生产的，而不是一次一批。技术人员在连续过程中对生产有更多的控制，步骤比釜法快得多——完成一批肥皂只需要大约六个小时。

水壶过程

沸腾

• 1 脂肪和碱在一个水壶中熔化，水壶是一个钢制的罐子，可以站立三层楼高，可以容纳几千磅的材料。釜内的蒸汽盘管加热批料并将其煮沸。煮沸后，随着脂肪与碱发生反应，物质变稠，产生肥皂和甘油。

腌制

• 2 现在必须分离肥皂和甘油。混合物用盐处理，使肥皂上升到顶部，甘油沉淀到底部。甘油从釜底提取。

强烈变化

• 3 为去除少量未皂化的脂肪，向水壶中加入强腐蚀性溶液。过程中的这一步称为“强变化”。将团块再次煮沸，最后的脂肪变成肥皂。此时可以对批次进行另一次盐处理，或者制造商可以进行下一步。

投球

• 4 下一步称为“投球”。锅中的肥皂加水再次煮沸。团块最终分成两层。最上层被称为“纯肥皂”，它由大约 70% 的肥皂和 30% 的水组成。下层称为“黑”，包含肥皂中的大部分杂质，如污垢和盐分，以及大部分水。干净的肥皂从顶部取下。然后将肥皂冷却。整理过程是 1940年左右开发，被当今的主要制皂公司使用，以上插图展示了制皂的连续过程.与连续工艺制成的肥皂相同。

持续过程

拆分

• 1 连续过程的第一步是将天然脂肪分解为脂肪酸和甘油。所使用的设备是一个直径为桶状的立式不锈钢柱，称为水解器。它可能高达 80 英尺 (24 m)。连接到柱子上的泵和仪表允许对过程进行精确测量和控制。熔融脂肪被泵入柱的一端，而在另一端引入高温 (266°F [130°C]) 和压力的水。这将脂肪分成两部分。随着更多的脂肪和水进入，脂肪酸和甘油不断地被泵出。然后蒸馏脂肪酸以进行纯​​化。

混合

• 2 接下来将纯化的脂肪酸与精确量的碱混合以形成肥皂。其他成分，如研磨剂和香料也混入。然后可以搅打热的液体肥皂以掺入空气。

冷却和精加工

• 3 可以将肥皂倒入模具中并使其硬化成大板。它也可以在特殊的冰箱中冷却。板坯被切割成棒材尺寸的小块，然后进行冲压和包装。整个连续过程，从分裂到整理，可以在几个小时内完成。

铣削

• 4 大多数香皂都经过称为碾磨的额外处理。磨碎的皂条比未磨碎的肥皂起泡更好，稠度更佳。冷却后的肥皂通过几组重型滚筒（磨机）进行粉碎和揉捏。此时最好加入香水，因为它们的挥发油不会在冷混合物中蒸发。肥皂从磨坊出来后，被压成光滑的圆柱体并挤出。挤出的肥皂被切成条状，压印和包裹。

副产品

甘油是肥皂生产中非常有用的副产品。用于制造洗手液、药物和硝化甘油，它是炸药如炸药的主要成分。