Как повысить твердость мыла?

Твердость мыла
Вот и еще один показатель, вокруг которого в мыловаренном сообществе ведутся дискуссии и ломаются копья. Верить калькулятору или рецепту? Почему мыло, «недостаточно твердое» по калькулятору, может на деле иметь отличные характеристики? Чтобы разобраться в этом, давайте для начала рассмотрим, что влияет на твердость мыла.

Щелочь
Мыло состоит из солей жирных кислот. «Соли» - означает, что в составе есть металл, натрий или калий. Итак, первым (и определяющим) фактором является то, натриевое или калиевое мыло мы готовим или, иначе говоря – какой щелочью мы омыляем жиры. Твердым мылом может быть только натриевое, так что все остальные вещи, описываемые в этой статье, будет относиться к нему. Впрочем, тут мы Америки не открыли – идем дальше.

Мыло всегда тверже жиров из которых оно сделано. Отсюда логичный вывод – чем больше пережир, тем хлипче и «сопливее» мыло. Это не отменяет того факта, что совсем без пережира готовить мыло нельзя, но если результат не радует, попробуйте уменьшить процент вводимых масел или заменить их маслами потверже.

Титр
Поговорим о жирах. Мера их твердости называется «Титр». Численно он равен температуре плавления или, что одно и то же, застывания жира. Говорят, что титр жира 62, если он плавится/застывает при +62 градусах Цельсия. Титр, в свою очередь, зависит от жирнокислотного состава. Каждая из жирных кислот имеет углеводородный «хвост». Чем длиннее этот хвост, тем тяжелее и неповоротливее становится молекула.

(1) (2)

(1) капроновая кислота (2) пальмитиновая кислота

В составе вещества – жира эти грузные молекулы ведут себя более стабильно, а значит и само вещество является более твердым. Масса молекулы прямо зависит от количества атомов углерода в цепочке; в капроновой кислоте их шесть, и при обычной температуре она жидкая. В пальмитиновой – шестнадцать, и она плавится только при 63 градусах Цельсия. Итого: чем длиннее/тяжелее/содержит больше атомов углерода жирная кислота, тем тверже будет мыло с ней.

Существует одна забавная особенность: более высокие температуры плавления имеют кислоты с четным количеством атомов углерода – 12, 14, 16 и т.д. Причина этому – симметричное расположение головной и хвостовой частей относительно оси молекулы. Именно к таким кислотам относятся лауриновая, миристиновая, пальмитиновая и стеариновая кислоты, которые называют «отвечающими за твердость» в большинстве руководств.

Все вышесказанное относится в большей мере к насыщенным (не содержащим двойных связей) жирным кислотам. С ненасыщенными все хитрее. Мононенасыщенные (с одной двойной связью) кислоты, такие как олеиновая и рицинолевая, за счет двойной связи приобретают изгиб, а полиненасыщенные – например, линолевая и линоленовая – закрученную пространственную форму.

(3) (4)

(3) олеиновая кислота (4) линоленовая кислота

Таким молекулам, в отличие от вытянутых в линеечку насыщенных кислот, очень сложно упаковываться в плотные структуры. Из-за этого природные мононенасыщенные кислоты плавятся при температуре ниже комнатной, а полиненасыщенные – вообще при минусовой.

Подытожим. Титр – показатель твердости жиров – равен температуре их плавления. Высоким титром обладают жиры, содержащие в составе насыщенные жирные кислоты с длинными цепочками и четным количеством атомов углерода. (Идеальными представителями таких жиров являются воски – пчелиный, канделильский и карнаубский).

К слову, есть еще один параметр, на который влияет насыщенность жирной кислоты и масса ее молекулы – это йодное число. В большинстве случаев, чем оно ниже, тем выше твердость будущего мыла. Впрочем, разговор о йодном числе достоин отдельной статьи, так что здесь обойдемся без подробностей.

Вода
Как ни банально, на твердость мыла влияет наличие в нем… свободной воды. Именно поэтому полежавшее долгое время мыло тверже и пластичнее. Некоторые сорта, такие как широко известное кастильское мыло, требуют обязательного длительного дозревания-высушивания: поскольку их жирнокислотный состав оставляет желать лучшего, нужно изгнать из массы как можно больше жидкости.

Один из простейших способов увеличить твердость, минуя высушивание – добавлять в процессе изготовления меньше воды. Только не увлекайтесь! И не стоит сушить мыло температурой, тем более на солнце – оно от этого может прогоркать!

Кроме того, существует ряд добавок, призванных увеличить твердость будущего мыла. Это так называемые влагоудерживающие агенты и загустители. В число простейших входят: поваренная соль, чаще всего морская, а также молочная, лимонная и альгиновая кислоты.

Последние при взаимодействии с щелочью образуют лактат, цитрат и альгинат натрия. Для их ввода (обычно не более 1% массы), требуется сделать поправку по количеству NaOH – другим выходом будет раздобыть или заранее приготовить соль и ввести ее в мыло отдельно.

Принцип действия таких солей одинаков – это гигроскопичные вещества, притягивающие влагу из мыла. Вода не находится повсеместно, «разрыхляя» мыльный брусок, а «локализуется» вокруг частиц соли в виде гидратных оболочек. Альгинат при этом еще и набухает, образуя густой гель.

Мыльный калькулятор
Напоследок пройдемся по мыльным калькуляторам. «Твердость» в них представлена некими условными единицами и считается так: у лауриновой, миристиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот она равна приблизительно 98-100, а у всех остальных компонентов – 0. По жирнокислотному составу масла высчитывается среднее значение.

Калькулятор не учитывает ни наличие в составе масла других «твердых» кислот: каприновой, маргариновой, арахиновой и др., ни различия во влиянии на твердость мыла между ненасыщенными кислотами. Да и приравнивание друг к другу всех компонентов «твердой четверки» вызывает сомнение. Кроме того, в известных калькуляторах нет возможности указывать и обсчитывать наличие составе мыла влагоудерживающих добавок.

Таким образом, если калькулятор выдал вам низкое значение по твердости – это еще не повод менять рецепт. Поищите в Интернете точный состав масел, добавьте поменьше воды и, вполне вероятно, ваше мыло получится вполне качественным и твердым. Успехов в работе и никаких «соплей»!

Автор - Котомин И.А., медицинский физик.

При перепечатке или копировании статьи просим указывать активную ссылку на сайт и авторство.