АзовСинтезЖирні кислоти для мила: лауринова, міристинова, пальмітинова і їхні ролі
Мило варять з олій, але той самий брусок можна зібрати з окремих жирних кислот, як із конструктора. Різниця в контролі. В олії склад заданий природою: у кокосі багато лауринової, у пальмі пальмітинової, і ви берете їх пакетом, разом з усім, що там ще є. Коли база стоїть з окремих кислот, кожну властивість бруска ви кладете свідомо, піну одним компонентом, твердість другим, м'якість третім.
Ця стаття не про те, що таке кожна кислота, для цього є окремі розбори по лауриновій, міристиновій і пальмітиновій. Тут рівень вище: як ці кислоти працюють у парі й трійці, скільки чого класти під конкретне мило і чому «профіль заміни кокосової олії» виглядає саме як 65 на 25 на 10.
Мило з кислот це нейтралізація, а не омилення
Мило з жирних кислот отримують нейтралізацією: вільна кислота плюс луг дають мило й воду, без гліцерину-побічника. Це швидша й точніша реакція, ніж омилення олій, де луг спершу мусить розірвати тригліцерид. Лугу треба рівно стільки, скільки диктує кислотне число з паспорта: для NaOH це кислотне число, помножене на 0,713, для KOH це саме кислотне число. Тому базу з окремих кислот рахують не за таблицями SAP олій, а за одним рядком сертифіката.
Практична вигода тут не тільки в арифметиці. Омилення олії тягне за собою гліцерин, який лишається в масі й впливає на твердість та розчинність. Нейтралізація вільної кислоти дає чисте мило одразу, реакція йде швидше й рівніше, а склад готового бруска ви знаєте наперед з точністю до відсотка. Промислове туалетне мило здебільшого так і роблять: розщеплюють олію на кислоти й гліцерин, гліцерин відбирають окремо (він цінніший за саме мило), а вже кислоти нейтралізують лугом у безперервному потоці.
Для невеликого виробництва це означає одне. Узявши окремі кислоти, ви пропускаєте найкапризніший етап і не залежите від того, наскільки повно омилилась конкретна олія.
Що за що відповідає: чотири кислоти по ролях
У милі кожна насичена кислота тягне свою властивість. Лауринова C12 дає рясну пухку піну й найсильніше миє. Міристинова C14 робить піну щільною, кремовою й стабільною. Пальмітинова C16 додає тіло й стійку кремову піну без сушіння. Стеаринова C18 відповідає за твердість і ковзання бруска. Тверду базу тримають усі чотири, а різняться вони пінним профілем і м'якістю до шкіри.
| Кислота | Т. плавлення (титр) | Кислотне число | Піна | Очисна здатність | Роль у милі |
|---|---|---|---|---|---|
| Лауринова C12 | 43–44 °C | 278–282 | рясна, пухка | дуже висока | об'єм піни й очистка, «серце» кокосового профілю |
| Міристинова C14 | 53–55 °C | 243–248 | щільна, кремова, стабільна | висока | кремовість і густа стійка шапка |
| Пальмітинова C16 | 59–63 °C | 216–220 | стабільна кремова | м'яка | тіло бруска, стабільна піна без сушіння |
| Стеаринова C18 | 50–65 °C | 192–208 | стабілізує піну | дуже низька | твердість і ковзання |
Кислотне число в таблиці це не абстракція, а прямий підпис довжини ланцюга: що коротший ланцюг, то більше молекул кислоти в грамі й то вище число. Лауринова з її 280 найлегша, стеаринова з 200 найважча. Ця сама величина потім піде в розрахунок лугу.
Пінний профіль проти твердості: головний компроміс
Пухка піна й кремова щільність тягнуть у різні боки. Більше лауринової й міристинової дає об'ємну пухку піну, більше пальмітинової й стеаринової дає щільну кремову, і одне зростає за рахунок іншого. Очисна здатність іде за тим самим C12 і C14: понад приблизно 30–35% лауринової брусок починає відмивати шкіру насухо. Тому туалетне мило балансують між піною й м'якістю, а не женуть піну в максимум.
Логіка проста, коли тримати в голові дві осі. Перша це пінний характер: пухка, «шампунева» піна проти щільної вершкової. За пухку відповідають C12 і C14, за щільну C16 і C18. Друга вісь це різкість очищення. Та сама лауринова, що дає рясну піну, знімає зі шкіри й власний жировий шар, і в надлишку залишає стягнутість. Класичний вихід це пержир, коли частину жирних речовин навмисно лишають незв'язаними, або добавка рицинової олії з її пом'якшувальною рицинолевою кислотою. Стеаринову й пальмітинову тонкощі дозування ми розібрали в окремому матеріалі про стеаринову кислоту в милі.
Профіль заміни кокосової олії: 65 на 25 на 10
Профіль заміни кокосової олії це суміш 65% лауринової, 25% міристинової і 10% пальмітинової кислоти. Він відтворює насичений кістяк кокоса (у самій олії приблизно 48% C12, 19% C14 і 9% C16) і його пінно-очисну поведінку, але вже без прив'язки до цін і якості тропічної сировини. Чого профіль свідомо не копіює: середньоланцюгові C8 і C10 та олеїнову кислоту, тобто пом'якшувальну частину рецептури добирають окремо.
Чому саме ці три кислоти. У кокосовій олії пінно-очисну роботу роблять якраз лауринова й міристинова, а решта (каприлова C8, капринова C10 і трохи олеїнової) відповідає радше за м'якість і леткість, ніж за піну. Тому коли завдання відтворити поведінку кокоса в милі, а не саму олію, беруть дві головні кислоти плюс пальмітинову для тіла й ставлять їх у пропорції, близькій до природної. Пальмітинову в профілі трохи піднімають проти натуральних 9%, щоб додати бруску щільності.
До нас по цей профіль найчастіше приходять після стрибка цін на кокосову олію. Один мильний цех перейшов на нього тієї зими, коли партія рафінованого кокоса прийшла з кислотним числом удвічі вищим за паспорт і мила з неї виходили з запахом згірклого; на окремих кислотах з йодним числом до 0,5 така історія просто неможлива. Відтоді вони тримають рецептуру на трьох кислотах і корегують лише пом'якшувальну олію.
Скільки лугу: рахунок за кислотним числом
Луг рахують від кислотного числа партії, а не від таблиці SAP олій. Правило: маса NaOH на грам кислоти це кислотне число, помножене на 0,713; для KOH беруть саме кислотне число, бо це вже мг KOH на грам. Для лауринової з числом 280 виходить близько 0,20 г NaOH на грам, для стеаринової з числом 200 близько 0,14 г. Далі закладають пержир 3–5%, щоб у готовому милі не лишилось вільного лугу.
Різниця між лугами не тільки в кількості. NaOH дає тверде брускове мило, KOH дає розчинні калієві мила, тобто рідке мило, шампуні й пасти. Часто беруть суміш обох, коли треба керувати консистенцією. І ще одне, що випадає з рецептур на олії: пержир тут рахується від маси кислоти напряму, без поправки на гліцерин, тому закладений відсоток виходить рівно тим, який ви задали, а не приблизним.
Яку базу збирати під задачу
Кістяк рецептури залежить від того, що за мило ви ллєте й на якому лузі. Нижче типові збірки, з яких зручно стартувати, а тонке підлаштування вже йде за пробною партією.
| Тип мила | Кістяк бази | Що дає профіль |
|---|---|---|
| Тверде туалетне (NaOH) | 15–25% лауринової, до 8% міристинової, решта пальмітин зі стеарином і пом'якшувальні олії | піна є, але брусок не сушить |
| Господарське (NaOH) | 20–30% лауринової плюс стеарин і пальмітин | рясна піна й твердість, колір неважливий |
| Рідке й шампуневе (KOH) | лауринова з міристиновою | об'ємна піна, калієві мила добре розчинні |
| Крем для гоління (KOH з NaOH) | 20–30% стеаринової, 3–6% міристинової | густа стійка шапка |
| Заміна кокосової олії | 65% лауринової, 25% міристинової, 10% пальмітинової | пінний профіль кокоса без тропічних олій |
Туалетне мило тут найтонше. У ньому лауринову тримають ближче до нижньої межі, бо запас піни легко перетворюється на стягнуту шкіру. Господарське навпаки, там пінна сила важливіша за делікатність. Крем для гоління стоїть окремо, бо його густу шапку дає передусім стеаринова у високій частці, а міристинова лише додає кремовості.
Де межа: сушіння і слід
Дві межі ламають рецептуру найчастіше. Перша: понад 30–35% лауринової з міристиновою брусок відмиває шкіру насухо, і це лікують пержиром або рициновою олією, а не терпінням. Друга: стеаринова й пальмітинова прискорюють слід, суміш густіє швидше, ніж ви встигаєте її розлити. Тому тверді кислоти вводять у розплав під кінець і працюють на нижчій температурі казана.
Слід, тобто момент, коли маса загусає до сметани й уже не розшаровується, на високій частці твердих кислот приходить різко. У холодному процесі це означає, що з рідкими барвниками й ароматом треба встигнути до нього, а не після. Про цю пастку докладніше в матеріалі про стеаринову кислоту в милі, у пальмітинової механізм той самий.
Що дивитися в паспорті партії
Окрема кислота цінна тим, що її поведінку в милі можна прочитати з сертифіката аналізу наперед, чого не дасть жодна натуральна олія зі своїм плаваючим складом.
- Частка головної фракції. C12 у лауриновій, C14 у міристиновій, C16 у пальмітиновій. У наших марок це не менше 98–99%, тобто ви кладете саме ту кислоту, а не суміш під її назвою.
- Кислотне число. Це і є нейтралізаційне число, з якого рахують луг. Заниження проти паспорта означає домішку важчих кислот або вологи.
- Йодне число. У насичених кислот воно близьке до нуля (у наших не більше 0,5). Високе йодне число це подвійні зв'язки, а з ними жовтіння й згірклий запах мила через півроку зберігання.
- Колір. APHA або Lovibond. Для білого туалетного мила беруть світлі марки, для господарського колір не критичний.
- Титр. Температура застигання жирних кислот, груба ознака твердості: у лауринової 43–44 °C, у пальмітинової під 60.
Марки й наявність
Під мильну базу ми тримаємо чотири окремі кислоти, усі виробництва PALMATA (PT Permata Hijau Palm Oleo), з паспортом якості на партію за методами AOCS.
- Лауринова кислота (C12, марка 1299, не менше 99%), піноутворювач і основа кокосового профілю.
- Міристинова кислота (C14, марка 1499, не менше 99%), кремовість і стабільність піни.
- Пальмітинова 98% (C16, марка 1698), тіло й м'яка кремова піна для косметичного мила.
- Пальмітинова 80% (марка 1680), економніша технічна суміш для господарського мила й детергентів.
Тверду частину бере на себе стеаринова кислота 1860, її роль і дозування розписані окремо. Відвантажуємо зі складу в Києві, мішками по 25 кг (міристинову беруть і меншими партіями), з сертифікатом аналізу на кожну партію в день замовлення.
Повернуся до конструктора з початку. Саме тому базу й збирають з окремих кислот: кожен рядок паспорта відповідає за одну властивість готового мила, і жодна з них не приходить випадково разом з олією. Пришліть завдання, під яке мило й на якому лузі, і ми підберемо профіль та порахуємо луг за кислотним числом партії.