工业上到底怎样制肥皂？

广东肇庆中学   游卓娅

在普通高中课程标准实验教科书化学选修5《有机化学基础》77页提到“工业上生产肥皂要经过皂化、盐析、洗涤、整理等步骤。”我第一次看到这句话就觉得很疑惑，盐析就是为了分离产品，为什么还要洗涤，到底洗涤的目的是什么？经查阅资料和实地考察得知，此步骤应该改为“皂化、盐析、碱析、整理”。

首先，我们来看看什么是肥皂。国际表面活性剂会议（C.I.D）对肥皂的定义如下：肥皂是指至少含有8个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类（无机或有机）的总称。它的化学通式可表示为：RCOOM，R代表长碳链烷基，M代表某种金属离子。具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠盐、钾盐和铵盐，其中最常用的是脂肪酸钠盐。此外还有脂肪酸的碱土金属盐（钙、镁）及重金属盐（铁、锰）等金属皂，这些金属皂均不溶于水，不具备洗涤能力，主要作为农药乳化剂、金属润滑剂等。

从古希腊开始，就可以发现使用类似肥皂的痕迹。历史上记载有一个叫萨佛(Sappho,aponification)的女诗人，记载了这些故事。后来的人为了纪念她，就把这个过程叫作皂化，化学名称是制皂(SoapMaking)。另外，公元前3000年，美索布达米亚人发现，植物燃烧后的灰烬类的碱性物质，与油混合后，具有去污力，这亦是肥皂的来源之一。我国在宋代时也出现了一种人工合成的洗涤剂，是将天然皂荚(又名皂角、悬刀、肥皂荚，通称皂角)捣碎细研，加上香料等物，制成桔子大小的球状，专供洗面浴身之用，俗称“肥皂团”。 宋人周密《武林旧事》卷六《小经纪》记载了南宋京都临安已经有了专门经营“肥皂团”的生意人。明人李时珍《本草纲目》中记录了“肥皂团”的制造方法。肥皂作为最古老的洗涤用品,至今已有4000年左右的历史,不过肥皂的正式普及是始于18-19世纪。

早期制作肥皂采用的是直接火法，那时所用的碱是从植物灰中滤出的碳酸钾，在煮皂的过程中，中性油脂产生缓慢的水解作用，生成的脂肪酸和碳酸钾产生皂化反应生成肥皂。后来随着碱金属加工工艺的发展，制皂的碱逐渐转化为氢氧化钠，但那时采用的还是直接火法，直到19世纪末才开始使用开口蒸汽翻煮并持续至今。

开口蒸汽翻煮在现在发展成大锅皂化法即间歇法。大锅皂化法是将油脂与碱在大锅中皂化，然后再盐析，因此也称盐析法。盐析法制皂基的步骤如下：

1．皂化皂化过程是将油脂与碱液在皂化锅中用蒸汽加热使之充分发生皂化反应。开始时先在空锅中加入配方中易皂化的油脂（如椰子油），首先被皂化的油脂可起到乳化剂的作用，使油、水两相充分接触而加速整个皂化过程。2．盐析皂化后的产品中除了肥皂外，还有大量的水分和甘油，以及色素、磷脂等原来油脂中的杂质。为此需在皂胶中加入电解质，使肥皂与水、甘油、杂质分离，这个过程就是盐析。一般用NaCl盐析，由于NaCl的同离子作用，使肥皂（脂肪酸钠）溶解度降低而析出。为使肥皂与甘油、杂质分离干净，可以多次进行盐析。3．碱析也称补充皂化，是加入过量碱液进一步皂化处理盐析皂的过程。将盐析皂加水煮沸后，再加入过量氢氧化钠碱液处理，使第一次皂化反应后剩下的少量油脂完全皂化，同时进一步除去色素及杂质。静置分层后，上层送去整理工序；下层称为碱析水。碱析水含碱量高，可以用于下一锅的油脂皂化。碱析脱色的效果比盐析强，并能降低皂胶中NaCl的含量。4．整理整理工序是对皂基进行最后一步净化的过程，即是调整皂基中肥皂、水和电解质三者之间的比例，使之达到最佳比例。整理工序的操作也在大锅中进行。根据需要向锅中补充食盐溶液、碱液或水。有经验的操作者能根据流动性确定整理的终点。整理之后的产品我们称为皂基(Soap base)，是指含水分约35％的纯质熔融皂，又称净皂(Good soap)。它是制造肥皂的半制品，制皂工艺先将油脂制成皂基，然后再加工成肥皂成品。

与间歇法相似的还有连续皂化法。分为由皂化、洗涤、整理三部分装置联合组成，是比较先进的皂化工艺。油脂及NaOH溶液分别经过过滤器和加热器加热到预定温度后，输入皂化塔进行水解反应。在洗涤阶段中用盐水洗去肥皂中的甘油，然后进入整理塔进行整理。连续皂化法所获得的皂基皂化程度高，甘油的回收率也较高。

不管是间歇法还是连续皂化法制备皂基都属于油脂皂化法。除此之外还有脂肪酸中和法。中和法制备皂基比油脂皂化法简单，它是先将油脂水解为脂肪酸和甘油，然后再用碱将脂肪酸中和成肥皂，包括油脂脱胶，油脂水解，脂肪酸蒸馏及脂肪酸中和四个工序。

目前，在我国，皂基的制备主要采用大锅皂化法。大锅皂化法经过不断的发展，工艺得到了改进，采用半逆流洗涤操作法，又称为双线逆流洗涤煮皂操作法。油脂和碱液需要经过两次皂化、盐析，四次碱析，最后还要有两次整理。所以教材中步骤建议将洗涤改为碱析。