手工皂皂化过程皂化反应,某个程度上也可以看成是油脂的水解反应，水解可在酸性环境中进行,也可以在碱性环境中进行，用NaOH/KOH来做属于碱性水解.一般皂化反应会被切分成三个阶段,以下分述:
1.第一阶段,乳化皂化期:碱水与油脂混合的初期,由于水和油不互溶,
可想而知反应要进行是相当困难.因此这个阶段主要是要克服油/水两相不互溶的障碍,使水解反应能进行.所以材料刚混合的初期要快速搅拌的原因就在于此.藉由快速搅拌,让油/水均匀混合.使得反应能进行.因此一把好的搅拌工具,可以帮助这个阶段的反应能顺利被引发.另外工业上也有把少量的皂放在锅内,利用脂肪酸钠本身具有的乳化作用,来克服油/水的反应障碍.通常这个阶段的皂化率约只有10%~30%.
2.第二阶段,快速皂化期:克服第一个阶段的反应障碍之后,锅内已有部分皂化的脂肪酸纳,更有利于油/水的反应.再加上搅拌仍持续,所以皂化反应快速的进行.变成一种均相反应.反应很激烈,并产生大量的热,这个阶段所需要的时间比第一阶段长,而且跟油脂配方/水量有关.通常这阶段完成后皂化率已超过80%,通常会高于90%.一般在家DIY时会于皂糊浓稠后起锅入模,我们认为此时尚不是第二阶段的结束.因为皂糊的温度仍高,反应仍进行,并且持续放热.入模静置后,皂糊变硬,皂块的温度就会开始下降,才可以看成是第二阶段的结束.此时很容易看到因为高温造成的果冻期,这应该来自于肥皂因高温结晶状态改变而温度降低后结晶状态再度变化,皂块的外观颜色就会变回.另外,超脂的加入,会有利于让皂化率增加.因为更多的油分子,与碱碰撞到的机会增加所以有助于更快将碱消耗掉.
3.第三阶段,最终皂化期:到达这个阶段,皂化率通常超过80%,有些甚至可以达到90%,反应速度变慢皂块的温度开始下降,最后回到室温.而反应尚未完全,所以必须长时间放置让皂化反应结束.这就是所谓的熟成期.一般工厂会于这个阶段加入更多的碱,让油全部反应,这点和DIY是完全相反.除此之外,甘油的存在会影响油脂水解,所以工厂也会将甘油抽离,目的就是让油脂完全水解,加速反应的进行,另外工业上也会加入一些诱导剂,以缩短反应的诱导期,这些在DIY作法中都是不需要的.
4.工业上的皂化率看的是油脂的完全消耗,因为油脂成本高于液碱,而DIY皂化率看的是碱的完全消耗,这是不一样的地方,皂化的完成率决定了作品的完成度,油脂配方/水量都会影响反应速度.一般来说分子小的脂肪酸反应比分子大的快(C12>C14>C16>C18).饱和脂肪酸>单元不饱和脂肪酸>多元不饱和脂肪酸.所以才会有使用某些油脂时皂化很慢的情形.而油脂的不皂化物,香精油,添加物也都会影响反应速率.不饱和脂肪酸虽然皂化慢,但考虑到作品质感和使用性还是有些方法可以巧妙的利用来调整皂化速度的.
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