皂化反應,某個程度上也可以看成是油脂的水解反應
水解可在酸性環境中進行, 也可以在鹼性環境中進行

用NaOH/KOH 來做屬於鹼性水解.

一般皂化反應會被切分成三個階段, 以下分述:

1. 第一階段, 乳化皂化期:

鹼水與油脂混合的初期, 由於水和油不互溶, 可想而知反應要進行是相當困難

因此這個階段主要是要克服油/水兩相不互溶的障礙, 使水解反應能進行

所以材料剛混合的初期要快速攪拌的原因就在於此. 藉由快速攪拌, 讓油/水均勻混合

使得反應能進行. 因此一把好的攪拌工具, 可以幫助這個階段的反應能順利被引發.

另外工業上也有把少量的皂放在鍋內, 利用脂肪酸鈉本身具有的乳化作用, 來克服

油/水的反應障礙. 通常這個階段的皂化率約只有 10%~30%.

 

2. 第二階段, 快速皂化期:

克服第一個階段的反應障礙之後, 鍋內已有部分皂化的脂肪酸納, 更有利於油/水的反應

再加上攪拌仍持續, 所以皂化反應快速的進行. 變成一種均相反應. 反應很激烈,

並產生大量的熱, 這個階段所需要的時間比第一階段長, 而且跟油脂配方/水量有關.

通常這階段完成後皂化率已超過80%, 通常會高於90%.

一般在家DIY時會於皂糊濃稠後起鍋入模, 我們認為此時尚不是第二階段的結束

因為皂糊的溫度仍高, 反應仍進行, 並且持續放熱.

入模靜置後, 皂糊變硬, 皂塊的溫度就會開始下降, 才可以看成是第二階段的結束.

此時很容易看到因為高溫造成的果凍期, 這應該來自於肥皂因高溫結晶狀態改變

而溫度降低後結晶狀態再度變化, 皂塊的外觀顏色就會變回.

另外, 超脂的加入, 會有利於讓皂化率增加. 因為更多的油分子, 與鹼碰撞到的機會增加

所以有助於更快將鹼消耗掉.

 

3. 第三階段, 最終皂化期:

到達這個階段, 皂化率通常超過80%, 有些甚至可以達到90%, 反應速度變慢

皂塊的溫度開始下降, 最後回到室溫. 而反應尚未完全, 所以必須長時間放置

讓皂化反應結束. 這就是所謂的熟成期.

一般工廠會於這個階段加入更多的鹼, 讓油全部反應, 這點和 DIY 是完全相反

除此之外, 甘油的存在會影響油脂水解, 所以工廠也會將甘油抽離, 目的就是讓油脂完全水解

加速反應的進行, 另外工業上也會加入一些誘導劑, 以縮短反應的誘導期

這些在 DIY 作法中都是不需要的.

 

4.

工業上的皂化率看的是油脂的完全消耗, 因為油脂成本高於液鹼

而DIY 皂化率看的是鹼的完全消耗, 這是不一樣的地方

皂化的完成率決定了作品的完成度, 油脂配方/水量都會影響反應速度.

一般來說分子小的脂肪酸反應比分子大的快(C12>C14>C16>C18)

飽和脂肪酸 > 單元不飽和脂肪酸 > 多元不飽和脂肪酸

所以才會有使用某些油脂時皂化很慢的情形

而油脂的不皂化物, 香精油, 添加物也都會影響反應速率.

不飽和脂肪酸雖然皂化慢, 但考慮到作品質感和使用性

還是有些方法可以巧妙的利用來調整皂化速度的.

 

資料來源:Ep's

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