АзовСинтезСтеарин у свічках: скільки додавати і чим стеаринова свічка відрізняється від парафінової
Той самий «стеарин 1860» цього року приходить на склад із температурою плавлення 55,5 °C, а торік та сама марка була 59,6 °C. Різниця в 4 градуси всередині однієї назви, і причина проста: змінився склад партії. Для свічкаря це не абстракція, саме ці градуси вирішують, чи потече стовпчик на вітрині в липні.
Звідси головна думка наперед: марка в назві не гарантує ні температуру плавлення, ні твердість, їх задає конкретна партія. Дивитися треба на два рядки сертифіката аналізу, частку C18 і фактичну температуру плавлення. Чому так, розберу в середині статті. Спершу треба зрозуміти, що взагалі продають під словом «стеарин», бо під ним ховаються три різні речовини.
Стеарин, стеаринова кислота і пальмовий стеарин
Стеарин для свічок це технічна стеаринова кислота, суміш насичених жирних кислот з переважанням C16 і C18, а не тригліцерид і не пальмовий стеарин. У парафінову свічку його додають 5–10% для твердості, білизни й непрозорості, у соєву 3–5%. Пальмовий стеарин, фракцію пальмової олії, плутають з нею, але кислотне число видає різницю: близько 200 мг КОН/г у кислоти проти одиниць у фракції.
Історично стеарином хіміки називали тристеарин, тобто повний тригліцерид стеаринової кислоти. У торгівлі це слово давно означає інше: технічну стеаринову кислоту, суміш насичених жирних кислот з переважанням C16 і C18. Саме її купують свічкові виробництва, і саме її ми відвантажуємо під назвою стеаринова кислота технічна.
Третій продукт плутають з першими двома найчастіше. Пальмовий стеарин отримують фракціонуванням пальмової олії: її охолоджують і відділяють тверду фракцію від рідкої. Це залишаються тригліцериди, кислоту з них ніхто не виділяв. Така фракція м'якша, дешевша, у свічках працює як самостійна воскова основа, а не як добавка-твердник. Якщо постачальник пропонує «стеарин» за ціною вдвічі нижчою за ринкову, першим ділом варто спитати кислотне число: у кислоти воно близько 200 мг КОН/г за довідником, у фракції буде одиниці.
Різниця не академічна. Технолог, який заклав у рецептуру 8% стеаринової кислоти, а отримав пальмовий стеарин, побачить це не в лабораторії, а на готовій партії: свічки вийдуть м'якшими за розрахунок і гірше вийматимуться з форми.
Звідки взялася стеаринова свічка
Патент на свічку зі стеаринової кислоти Мішель Ежен Шеврель і Жозеф Луї Гей-Люссак отримали в 1825 році. Шеврель на той момент уже показав, що жири це сполуки гліцерину з жирними кислотами, які розділяються омиленням. Технологія була проста за ідеєю: омилити тваринний жир, осадити кислотою вільні жирні кислоти, перекристалізувати їх для чистоти.
Комерційно перший підхід провалився: омилення содою й поташем виходило надто дорогим. Успіх прийшов до тих, хто здогадався омилювати лугом з вапна. З 1830-х стеаринові свічки заполонили Париж і швидко витіснили сальні, бо давали яскраве світло, не гнулися в теплі й не смерділи. Парафін з'явився пізніше й виграв на ціні, а не на якості горіння.
Тому історична іронія тут така: стеарин у сучасній парафіновій свічці повертає їй ті властивості, заради яких свічку колись і робили повністю стеариновою.
Стеаринова свічка чи свічка зі стеарином
Німецький знак якості RAL-GZ 041 визначає це прямо: щоб свічка називалася стеариновою, її паливо має складатися щонайменше на 90% зі стеарину. Допускається лише нестеаринове покриття корпусу. Все, що нижче цієї межі, є парафіновою свічкою з добавкою, як би її не називали на етикетці.
Пишу про це тому, що в українській видачі гуляють дивні цифри. Одна популярна стаття стверджує, що стеаринові свічки «складаються лише на 4% з парафіну», інша дає температуру плавлення парафіну «від 36 до 55 °C». Перше суперечить складу реальних свічок у продажу, друге не відповідає жодній сучасній марці: наш харчовий високоочищений парафін має паспортний діапазон 54–64 °C, а марки FR 56/58 і FR 62/64 нормують вужчі вилки всередині нього.
Якщо ви пишете на етикетці «стеаринова свічка», будьте готові підтвердити ці 90% складом. А коли кладете 5–10% для твердості, виріб залишається парафіновим, і чесніше так і писати.
Від чого рахувати відсоток
Відсоток стеарину рахують від маси заливки, а не додають зверху. На банку 150 г при нормі 8% це 12 г стеарину і 138 г парафіну, разом ті самі 150 г, інакше банка переллється. Усі добавки, стеарин і ароматизатор, ділять між собою одну масу заливки. На партії 500 банок помилка в базі розрахунку дає близько 6 кг сировини.
Найдорожча помилка в рецептурі не в самій цифрі, а в базі розрахунку. Джерела дають 3%, 5%, 10%, 15–20%, і кожне має на увазі своє.
Стеарин не додається до воску зверху. Він його витісняє. Якщо на банку йде 150 г заливки, а норма стеарину 8%, то стеарину буде 12 г, а парафіну 138 г. Не «150 г парафіну плюс 12 г стеарину», бо це вже 162 г і банка переллється. Та сама логіка з ароматизатором: усі добавки ділять між собою ту саму масу заливки. Докладно цю арифметику з коефіцієнтом заповнення й усадкою я розібрав у статті про розрахунок воску на партію.
На партії в 500 банок різниця між двома трактуваннями дає 6 кг сировини. Не катастрофа, але коли така похибка сидить у рецептурі рік, вона з'їдає мішок стеарину.
Чому марка не дорівнює температурі плавлення
Цифри 1842 і 1860 означають не ступінь очищення, а приблизну частку стеаринової кислоти C18: близько 42% і 60%. На температуру плавлення це впливає слабше, ніж здається. За паспортами наших партій 1842 плавиться при 56,4 °C, поточна 1860 при 55,5 °C, тобто майже однаково. Торішня 1860 з часткою C18 66% була 59,6 °C. Твердість і плавлення задає склад конкретної партії, а не число в назві.
Обидві марки лежать поряд, і причина фізична. Пальмітинова C16 і стеаринова C18 утворюють евтектику, суміш, що тане легше за обидва свої компоненти. Ось що показують паспорти наших партій.
| Показник | 1842 (партія 26030710) | 1860 (партія 20260522102) |
|---|---|---|
| C16, пальмітинова | 55,11% | 42,87% |
| C18, стеаринова | 43,99% | 54,74% |
| Температура плавлення | 56,4 °C | 55,5 °C |
| Колір за Хазеном | 25 (норма ≤60) | 202 (норма ≤350) |
| Кислотне число | 209,80 мг КОН/г | 204,2 мг КОН/г |
| Йодне число | 0,25 | 0,88 |
| Волога | 0,06% | 0,08% |
Чиста пальмітинова кислота плавиться близько 62–63 °C, чиста стеаринова близько 68–69 °C. Здавалося б, будь-яка їх суміш має лежати між цими значеннями. Насправді ні. Дослідження фазових матеріалів для теплоакумуляції фіксують у системи пальмітинова–стеаринова евтектику, тобто ту точку складу, де суміш тане легше за обидва свої компоненти: за масового співвідношення близько 59 до 41 вона плавиться при 53,2 °C. Інші роботи для співвідношень 62:38 і 64:36 дають 53,9 °C.
Подивіться на паспорт 1842: C16 55,11%, C18 43,99%. Це майже точка евтектики, тому марка, яку в прайсах називають високоочищеною й косметичною, за складом стоїть у найлегкоплавкішій зоні системи. Поточна 1860 має менше C18, ніж торішня (54,74% проти 66%), і за паспортом плавиться так само низько, 55,5 °C. А торішня партія з 66% C18 стояла далі від евтектики й тому була твердіша, ті самі зайві 3 градуси. Одна назва «1860», різний склад, різна поведінка у формі.
Звідси зрозуміло, чому досвідчені постачальники добавок обережні у формулюваннях. Candlewic, який торгує стеарином з 1972 року, пише прямо: залежно від складу базового парафіну стеарин може як підвищити, так і знизити кінцеву температуру плавлення суміші. Не «завжди підвищує». А поширене твердження, що стеарин піднімає температуру плавлення парафіну до 80 °C, фізично неможливе: сама стеаринова кислота плавиться приблизно на 10 градусів нижче.
Тут я себе поправлю, щоб не створити нову хибну простоту. Евтектика описує систему з двох жирних кислот, а в реальній свічці їх розчиняють у вуглеводневому парафіні, і поведінка суміші буде складнішою за двокомпонентну діаграму. Але напрямок ефекту зберігається, і саме він пояснює, чому дві марки з однаковою назвою «стеаринова кислота» дають різну твердість готового виробу.
Як стеарин впливає на твердість і білизну
Стеаринова кислота кристалізується дрібніше й щільніше за парафін, і ця структура розсіює світло, а не пропускає його. Тому свічка стає білою, матовою й непрозорою, а грані рельєфу читаються різкіше. Той самий механізм дає твердість: щільніша упаковка молекул тримає форму в теплі. Для вільностоячих свічок достатньо 3–5%.
Три речі, заради яких його кладуть найчастіше, працюють одночасно й від однієї причини. Стеаринова кислота кристалізується дрібніше й щільніше за парафін, і ця дрібнокристалічна структура розсіює світло замість того, щоб його пропускати.
Свічка стає білою й матовою. Прозорий парафіновий стовпчик без добавки виглядає дешевше, ніж такий самий зі стеарином, хоча різниця в собівартості копійчана. У формованих свічках з рельєфом це помітно найкраще: грані читаються різкіше, бо світло не йде вглиб масиву.
Твердість дає той самий механізм. Щільніша упаковка молекул означає більший опір деформації, і стовпчик тримає форму в теплі. Виробники добавок наголошують саме на цьому: 3–5% допомагають вільностоячим свічкам зберігати геометрію в теплі місяці.
Що відбувається з усадкою і виходом із форми
Тут криється найцікавіша пастка. Джерела суперечать одне одному: одні пишуть, що стеарин зменшує усадку, інші що збільшує. Обидва праві, просто описують різні речі.
Стеаринова кислота при застиганні стискається сильніше за парафін. Тому свічка відходить від стінки форми сама, і виймати її стає легко: стеарин працює внутрішнім роздільником, металева форма не потребує змазки. Це та причина, з якої його рекомендують для формованих і не рекомендують для контейнерних.
А в контейнерній свічці той самий ефект стає дефектом. Віск відстає від скла плямами, і покупець бачить світлі острівці між стінкою й масивом. Проти цих плям у контейнерах працює зовсім інша добавка: 2% мікрокристалічного воску, наприклад церезину, який кристалізується дрібними голками й тримає адгезію до скла. Вище 2% церезин починає притримувати аромат, тому його дозують обережно.
Друга сторона посиленої усадки це воронка навколо ґнота. Формовану свічку зі стеарином майже завжди доливають після застигання, інакше в центрі лишиться порожнина, яку ви побачите вже під час горіння. Про механіку самої воронки й про те, як вона пов'язана з діаметром калюжі, є окремий розбір у статті про свічку, що горить ямкою.
Аромат: 0,5% і 5% вирішують різні задачі
Про стеарин і аромат пишуть однаково схвально, але задачі за цим стоять різні, і плутати їх дорого.
Близько 0,5% додають не для твердості, а щоб трохи покращити віддачу аромату в масивних свічках і утримання ароматизатора в контейнерах. Це мікродоза, вона не змінює ні колір, ні температуру плавлення. Робочі 5–10% у парафіні змінюють структуру виробу цілком, і запах тут вже побічний ефект, а не мета.
Для соєвої основи виробники добавок дають 5–10% саме під аромат. Але з соєю є нюанс, про який нижче.
Барвник, який блідне
Вище приблизно 10% добавка починає впливати на колір готової свічки, і не в кращий бік: відтінок вицвітає, з'являються нерівномірні висвітлення. Це фіксують і постачальники добавок, і виробники парафіну.
З мармуровим ефектом залежність ще жорсткіша. Малі частки дають сніжинки на поверхні, помірні прибирають мармур і роблять масив рівномірно матовим, а вище 10% з'являється помітна власна кристалізація, і мармурова структура вже не вийде взагалі. Якщо ви робите мармурові свічки, робоча доза буде 2–3%, і жодного бажання «додати трохи для твердості» тут задовольняти не можна.
Чи коптить свічка зі стеарином
Дослідження, на яке посилається науковий підрозділ Університету Макгілла, зафіксувало у стеаринових свічок удвічі нижчі концентрації сажі й продуктів згоряння порівняно з парафіновими. Це аргумент на користь високої частки стеарину, а не проти неї.
Європейська норма міряє це числом. За методикою EN 15426 індекс кіптяви свічки не повинен перевищувати 1,0 за годину горіння; видиму сажу очікують приблизно від 1,2. Норма входить у той самий пакет RAL-GZ 041, за яким визначається й 90% для стеаринової свічки.
Зворотний бік теж описаний: надлишок дає кіптяву. Причина не в самій кислоті, а в розбалансуванні пари «паливо і ґніт». Твердіша й тугоплавкіша суміш вимагає більшої подачі тепла, ґніт перестає справлятися, полум'я витягується й починає коптіти. Лікується це не зменшенням дози, а перепідбором ґнота, про що далі.
Навіщо стеарин у соєвому воску
У соєві стовпчики стеарин кладуть 3–5% від маси воску: соя м'яка, і невелика добавка помітно піднімає твердість. Перевищення діапазону часто дає зворотний ефект, «морозний» наліт росте, а не зникає, тому першою реакцією має бути зниження до 2–3%. У контейнерній соєвій свічці твердник зазвичай не потрібен: марка воску вже тримається за скло, а стеарин цю адгезію послаблює.
Соєві стовпчики беруть 3–5% від маси воску. Соєвий віск сам по собі м'який, і невелика добавка помітно піднімає твердість.
Але перевищення цього діапазону часто дає зворотний результат: кристалізація на поверхні посилюється, і «морозний» наліт стає більшим, а не меншим. Тому в соєвих рецептурах піднімати дозу наосліп не варто; якщо наліт виріс, першою реакцією має бути зниження до 2–3%, а не додавання ще.
У контейнерній соєвій свічці твердник здебільшого не потрібен зовсім. Контейнерні марки воску вже складені так, щоб триматися за скло, а стеарин цю адгезію якраз послаблює. Наш соєвий віск NatureWax C-3 це контейнерна марка з паспортною температурою плавлення 51–54 °C, і в банці вона працює без твердників.
Ґніт після зміни рецептури
Будь-яка зміна дози означає перепідбір ґнота. Твердіший і тугоплавкіший розплав гірше піднімається капіляром, і ґніт, який ідеально працював на чистому парафіні, після введення 8% почне залишати нерозтоплений віск на стінках.
Тестове горіння роблять сеансами по 2–3 години, орієнтир такий: повна калюжа глибиною 0,5–1 см, за правилом свічкарів, має утворитися приблизно за годину на кожен дюйм діаметра. Свічка діаметром 5 см має вийти на повну калюжу за 2 години. Якщо не вийшла, ґніт замалий, і це не привід зменшувати стеарин.
| Тип свічки | Частка стеарину | Що дає |
|---|---|---|
| Формована парафінова | 5–10% | твердість, білизна, вихід із форми |
| Мармурова парафінова | 2–3% | зберігає мармур, тримає аромат |
| Контейнерна парафінова | 0,5% або без нього | утримання аромату; більше дає плями від скла |
| Соєвий стовпчик | 3–5% | твердість; вище посилює наліт |
| Соєва контейнерна | зазвичай не треба | адгезію до скла дає сама марка воску |
| Стеаринова за RAL | від 90% | право називатися стеариновою |
Церковні свічки і цифра 15–20%
В українських і російських джерелах для церковних свічок стабільно фігурує співвідношення стеарину до парафіну 1:10 або 2:10, тобто ті самі 10–20%. Цифра не з нормативу, вона з практики цехів, і за нею стоїть конкретна вимога до виробу.
Церковна свічка тонка, стоїть вертикально в теплому приміщенні поруч з іншими й горить довго. Її головна проблема це вигин: тонкий парафіновий стовпчик у теплі просто хилиться. Стеарин у частці ближче до 20% піднімає жорсткість настільки, що свічка тримає вертикаль, а заодно робить поверхню менш липкою на дотик.
В окопних свічках логіка зовсім інша, бо горять вони в металевій банці й геометрія тримається бляшанкою, а не воском. Матеріали й пропорції для них ми розібрали окремо в статті про парафін для окопних свічок.
Яку марку брати
Для свічок під колір і білизну беруть високоочищену 1842 (Хазен 25, низьке йодне число, стабільна до пожовтіння), під максимальну твердість і ціну технічну 1860 (більше C18 на кілограм). За температурою плавлення поточні партії майже рівні, 56,4 проти 55,5 °C, тому вибір іде за кольором і задачею, а не за марковим числом. Різниця в ціні близько відсотка.
За часткою C18 для свічок трохи виграє технічна 1860: у поточній партії 54,74% C18 проти 43,99% у 1842, тобто на ту саму дозу вона дає більше твердості. За температурою плавлення різниці між ними тепер майже немає, 55,5 проти 56,4 °C, тому колишній аргумент про «тугоплавкішу 1860» на цій партії не працює. Колір за Хазеном 202, для свічки це не має значення, бо на масиві різниця не читається.
Високоочищена 1842 потрібна там, де важлива білизна самої сировини: біла декоративна серія без барвника, свічки з перламутровими пігментами, будь-яка косметична задача поруч. Її колір 25 за Хазеном проти 202 у технічної, а йодне число приблизно втричі нижче, тобто вона стабільніша до пожовтіння при зберіганні.
Різниця в ціні між марками мінімальна, близько відсотка, тому вибір варто робити за задачею, а не за прайсом. Наявність станом на вересень 2026 така: 1842 на складі, 1860 йде під замовлення, тому партію під сезон краще резервувати заздалегідь.
Що піде не так
Найчастіших проблем на практиці 3. Свічка стала коптіти після збільшення дози: справа не в кислоті, а в ґноті, який не встигає за тугоплавкішим паливом. Колір вийшов блідим і плямистим: ви перейшли межу 10%, барвник цього не любить. Контейнерна свічка вкрилася світлими плямами по склу: посилена усадка відірвала масив від стінки, і лікується це церезином, а не збільшенням температури заливки.
Повернуся до тих 4 градусів між партіями «1860», з яких почав. Вони не абстракція з паспорта, вони прямо переходять у поведінку виробу на полиці магазину влітку. Тому при закупівлі має сенс дивитися не на слово «високоочищений» чи число в назві марки, а на два рядки сертифіката аналізу: частку C18 і фактичну температуру плавлення партії. Ми даємо паспорт на кожну партію, і обидва ці числа в ньому є.
Якщо треба звести все разом і подивитися, чим стеарин відрізняється від інших основ і добавок, є оглядова стаття про віск для свічок, а хімію самої кислоти з марками й застосуваннями поза свічками розібрано в матеріалі про стеаринову кислоту. Усі марки, згадані тут, є в розділі рішень для свічкового виробництва.