脂肪酸金屬鹽的總稱。通式為RCOOM,式中RCOO-為脂肪酸根,M+為金屬離子。日用肥皂中的脂肪酸碳數一般為10~18,金屬主要是鈉或鉀等鹼金屬,也有用氨及某些有機堿如乙醇胺、三乙醇胺等製成特殊用途肥皂的。廣義上,油脂、蠟、松香或脂肪酸等和堿類起皂化或中和反應所得的脂肪酸鹽,皆可稱為肥皂。肥皂能溶於水,有洗滌去汙作用。在皂基中加入不同香型的香精而具有不同香味的高級肥皂為香皂,又稱盥洗皂。。其他金屬(堿土金屬或重金屬)的脂肪酸鹽類,不溶或難溶於水,且沒有洗凈作用,統稱為金屬皂,可作為潤滑劑,復合皂是由肥皂與適量的鈣皂分散劑混合而成,可耐硬水,洗後不生皂垢。

  皂用原料 包括主要原料和輔助原料。

  主要原料 有油脂原料,包括動、植物油脂及硬化油等;類似油脂原料,包括松香、妥爾油、合成脂肪酸、煉油油腳等。

  ①動物油脂:主要指牛油、羊油和豬油。用牛羊油制成的肥皂,質地堅硬,去污力強。發泡力雖較小,但泡沫濃厚而持久。制皂用油脂一般為工業級。色澤較白的用於制造香皂;黃色的用於洗衣皂;色澤差的用於加色藥皂和工業皂。

  ②植物油脂:主要有椰子油、棕櫚油、棕櫚仁油、棉籽油、糠油、木油和桕油等。椰子油中富含分子量較低的月桂酸甘油酯及豆蔻酸甘油酯,制成的肥皂,堅硬潔白,易溶於水,起泡迅速而豐富,但持久性較低。棕櫚仁油的成分及性能與椰子油相差不多,但色澤不如椰子油,是制香皂的好原料。棕櫚油色澤較深,一般僅用於生產洗衣皂。棉籽油和糠油都含有高度不飽和脂肪酸,易酸敗,一般不用於香皂。桕油和木油是中國的特產。桕油也稱皮油,取自烏桕籽果肉,脂肪酸凝固點高,在洗衣皂的油脂配方中可高達55%,在香皂中為25%。木油為烏桕籽的果肉和種仁一起壓榨而得的油脂,脂肪酸凝固點低於桕油,碘價高於桕油,色澤較差,為洗衣皂中的固體油脂成分,其用量可高達95%。此外,如花生油、茶油、菜油、豆油、向日葵油以及玉米油等也可用於制皂。

  ③硬化油:不飽和油脂在一定的溫度和壓力下,經催化加氫作用而得的飽和程度較高的油脂。如鯨油等不宜直接用於制皂的液體油脂,可用加氫的方法使之硬化而用於制皂。

  肥皂加入適量硬化油,可提高硬度和耐磨性能。香皂中如加入過多的硬化油,便易開裂和糊爛,所以硬化油的用量必須嚴格掌握。

  ④松香:松香在中國歷來作為油脂的代用品。在洗衣皂中一般用量約15~25%,在香皂中約2~3%。但加有松香的香皂,色澤變差。松香皂泡沫豐富,溶解性好。

  ⑤妥爾油:又稱木漿浮油。是造紙工業的副產品,含大量樹脂酸和脂肪酸,故適宜制皂。粗制妥爾油色深有味,精制後才能用於制皂。

  ⑥合成脂肪酸:由空氣氧化石蠟而得。在一定的經濟條件下是天然脂肪酸的良好代用品。皂用合成脂肪酸的碳原子數取10~20。在洗衣皂油脂配方中的用量一般為10~30%。

  ⑦煉油油腳:油脂堿煉後的油腳。色澤好的可直接用於制皂;色澤差的要先經補充皂化,再經酸解和蒸餾,制得脂肪酸後再用於制皂。這樣的脂肪酸顏色淺,是很好的洗衣皂原料。

  輔助原料 包括無機原料和其他配料。

  ①無機原料:包括堿和鹽兩大類。氫氧化鈉(俗稱燒堿或火堿)是皂化油脂的主要化學品。制造軟皂與液體皂時則用氫氧化鉀。碳酸鈉(俗稱純堿或蘇打)能與脂肪酸或松香起中和反應生成肥皂,且比燒堿價廉,故常用於中和脂肪酸和松香,以降低成本。碳酸鉀能代替氫氧化鉀中和脂肪酸,或者與石灰起反應,制成氫氧化鉀後利用。氧化鈉是制皂中不可缺少的鹽析劑。皂用氯化鈉是工業鹽或從肥皂廢液提煉甘油過程中回收的鹽。氯化鉀作為電解質在制鉀皂時少量加入,用於調節軟皂的粘度。矽酸鈉(俗稱水玻璃或泡化堿)是洗衣皂中的重要助洗劑,有增加肥皂硬度、減少肥皂收縮和防止肥皂酸敗的作用,對皂內殘存的遊離氫氧化鈉起緩沖作用,減少對皮膚的刺激。加入量根據油脂的配方而定,在香皂中約加入1%。

  ②其他配料:有香精、著色劑、抗氧劑、消毒劑、漂白劑、加脂劑、熒光增白劑、螯合劑、鈣皂分散劑以及羧甲基纖維素等等,在制皂中視肥皂的質量和要求而加入。

  制皂工藝 制皂的基本化學反應是油脂和堿相互作用生成肥皂和甘油:

反應所得的皂經鹽析、洗滌、整理後,稱為皂基,再繼續加工而成為各種不同商品形式的肥皂(見圖)。

  精煉 除去油脂中的雜質。精煉過程包括脫膠、堿煉(脫酸)、脫色及脫臭。皂用油脂根據需要選擇進行,主要是脫膠和脫色。

  脫膠是除去油脂中磷脂等膠質。常用的方法有水化法和酸煉法。水化法是用水將油脂中的磷脂等膠質水化,然後沉淀析出;酸煉法則是用濃硫酸使磷脂和類似的雜質碳化、沉淀。

  堿煉的主要作用在於除去油脂中的遊離脂肪酸。但在制皂廠,堿煉的目的主要在於脫色。遊離脂肪酸被堿中和後生成絮狀皂,能吸附而去除一部分油脂中的色素和雜質。

  為適應不同產品對油脂色澤的要求,如淺色皂、香皂用油等,除采取脫膠、堿煉外,還需用吸附劑(主要是活性白土)使色素及其他雜質被吸附除去,以進一步脫色。

  對皂用油脂,若無特殊需要,不必進行脫臭。即使對於制造高級白色香皂的油脂,中國一般也隻采用堿煉和脫色兩道工序。

  皂化 油脂精煉後,即可和堿進行皂化反應。皂化的方法有冷法、半沸煮法和沸煮法等,也有用脂肪酸直接和堿作用而成皂的。冷法一般是將油脂和計算好的濃堿液在室溫下於攪和機內進行皂化。半沸煮法是將油脂和所需數量的強堿液在皂鍋中簡單地加熱,但不至沸,或在攪和機中小批量生產。二者也可用脂肪酸直接皂化,都不回收甘油。沸煮法因為工藝成熟,成皂質量可靠,比較經濟,因而是主要的皂化方法。它的各道工序都在皂鍋內進行。皂鍋呈圓柱形或方形。除配有油脂、堿液、水、鹽水等的輸送管道外,還裝有直接蒸汽或蒸汽盤管,以通入蒸汽,並攪勻皂料。鍋中還裝有搖頭管,管的上口可放在任何液位以排放鍋內皂料。鍋底呈錐形,下有放料管可以放出搖頭管排料後剩下的殘液。油脂和燒堿在皂鍋內煮沸至皂化率達95%左右,皂料呈均勻的閉合狀態時即停止皂化操作。

  鹽析 在閉合的皂料中,加食鹽或飽和食鹽水,使肥皂與稀甘油水分離。欲使肥皂鹽析,必須有最低的鹽用量。使肥皂析出的最低濃度,稱為鹽析極限濃度。制皂的油脂不同,鹽析極限濃度也不同。閉合的皂膠經鹽析後,上層的肥皂叫做皂粒;下層帶鹽的甘油水(習稱廢液),從皂鍋底部排出,以回收甘油。

  洗滌 分出廢液後,加水及蒸汽,煮沸皂粒,使之由析開狀態成為均勻皂膠,洗出殘留的甘油、色素及雜質。若皂粒的皂化率不足,還可加堿補充皂化,並再用鹽或鹽水析開。

  堿析 為使皂粒內殘留的油脂完全皂化,經堿析進一步洗出皂粒內的甘油、食鹽、色素及雜質。使皂粒自堿析水中完全析出的最低的堿的濃度,稱為堿析水極限濃度。

  整理 目的是調整堿析後皂粒內電解質及脂肪酸含量,減少雜質,改善色澤,以獲得最大的出皂率和質量合格的皂基。整理時要加入適量電解質(如燒堿、食鹽),調整到足以使皂粒析開成上下兩個皂相。上層為純凈的皂基,下層為皂腳。皂基供制造各種肥皂用。皂腳色澤深,雜質多,一般在下一鍋堿析時回用。

  成型 皂基冷凝成大塊皂板,然後切割成皂坯,經打印、幹燥成洗衣皂、香皂、皂粉等產品。