香皂后加工技術

劉偉毅 李喬銘

（上海制皂有限公司，上海，200090）

皂類產品的生產具有悠久的歷史。大約在公元前2500年前就有用油脂和含有碳酸鉀的植物灰制取鉀皂，并且用這種肥皂洗滌羊毛的記錄。19世紀以來，由于路布蘭（Le Blane）制堿法的發展，香皂的生產進入了工業化的階段，到20世紀中期達到鼎盛時期。

現在，香皂是每個家庭都普遍使用的一種傳統的洗滌用品。目前，香皂依然是部分人群的生活必需品。香皂一般為固體塊狀產品，但也有膏狀和液體產品。香皂的使用對象不同于洗衣皂，它一般是針對人體的皮膚，比如洗手、洗臉和洗澡等。近年來，隨著人們生活水平的提高，不僅要求其具有潔膚的功能，而且要具有護膚、美容、殺菌、祛臭等一些新的功能。

因此，香皂領域也發生了不少變化，首先是液體產品如浴膠、浴露、液體皂和面部清潔劑的廣泛應用；其次是越來越多的無皂清洗塊和所謂的復合皂，即皂和表面活性劑復合制品進入人們的家庭，這些產品逐步進入原屬于香皂的市場份額；第三制皂工藝也在變化，傳統的大鍋煮皂已經逐步被自動化、智能化的連續制造工藝所取代。

本文主要簡述在固體香皂的生產過程中，香皂后加工這個特別重要的生產階段，不僅包括將許多不同而且大都是功能添加劑、產品關鍵原料和香精加入皂粒中，還需要高度專門化的加工設備和許多加工的技術訣竅和工藝關鍵控制點。這些技術和設備都是獲得消費者認可的優質產品和品牌所不可缺少的特點和特性。

1 香皂的后加工技術

香皂的質量主要與其皂基組成有關，即與其所使用的油脂原料組成有關。針對油脂這種制皂的原料。不同的油脂由于脂肪酸組成不同，制成的香皂質地也是不同的。如軟性油脂生產的皂是軟的易溶的皂；而硬性油脂生產的皂是硬皂，這種皂在水中溶解難一些，溶解的時間相對長一些。牛油和棕櫚油是硬性油脂，也是制造香皂的主要原料，歐洲主要用牛油，東南亞、非洲主要用棕櫚油。這兩種油脂可使香皂質地較硬，使用時間較長。但僅用這兩種油脂還不夠，皂的泡沫性能不好，所以還要配入一定量的棕櫚仁油或椰子油。這兩種油含有較多的月桂酸和肉豆蔻酸，制成的皂溶解性和發泡性能都很好。

傳統的高質量香皂一直由80%牛油和20%椰子油混合皂化后制成。至今這個配比一直沒有改變，這樣制成的香皂具有一定的硬度、適當延長的使用壽命、良好的泡沫性能，放在皂盒中產生的“皂糊”最少。

近年來，有些用于化妝的、溫和的香皂，加入了一定量的“富脂劑”。這種香皂中牛油和椰子油比例為1∶1，或者3∶2。這種用于化妝的香皂通常含有5%左右的富脂劑。富脂劑有多種，經常用的富脂劑是精制的椰子油脂肪酸，這是一種非常有效的富脂劑，可以中和皂中存在的少量的游離堿。除富脂劑以外，香皂中還要加入適量的抗氧化劑、金屬離子螯合劑等，以有效地防止香皂因長期儲存造成的“酸敗”。

在完成皂基的制作后，會進入香皂的成型加工階段。在香皂的成型加工階段前期，皂粒中可以添加多種添加劑以賦予香皂特殊的性能。這些添加劑包括皮膚柔軟劑、潤濕劑、遮光劑、鈣皂分散劑、香精及各種功能添加劑及藥用成分等。這些添加劑加入后經過簡單的攪拌混合后，會進行精制/研磨均化，保證皂基和添加劑的充分混合。而在添加劑的加入后，由于強烈的機械作用，皂粒的溫度也有所提高，可塑性也因此增加。而隨著溫度的降低，這種可塑性也隨之降低。因此，在成型階段，設備的強度要求很高，應經得起香皂的高強度擠壓。

在確保制皂設備的強度后，香皂成型生產線包括一系列的步驟，針對不同的皂這些步驟的順序可能有所不同，但這些步驟是必不可缺的。這些步驟包括：添加劑的捏合、精制/研磨、壓條、切割、打印、包裝和裝箱。

1.1 捏合

其中在第一步的添加劑混合階段，通常被稱為添加劑的捏合，即將皂粒和添加劑一起放入帶有槳式或渦輪式攪拌混合器中。混合時長一般在5 min左右，攪拌的時間一定要充分，否則容易導致添加劑和皂粒混合不均，添加劑只留在皂粒的表面。捏合機是由兩個相切的西格瑪槳葉和出料擠出螺桿組成，兩個西格瑪槳葉的選裝產生強烈的混合/捏合作用。混合/捏合作用通過西格瑪槳葉的反向旋轉（一個槳葉的旋轉速度是另一個的兩倍）產生，在捏合混合器中經常采用連續或半連續的加料步驟，將添加劑通過一定精度的計量泵輸入；粉體可直接稱入或制成漿液加入，如果漿液中含有可溶的固體，應保證一定的溫度將其溶解后加入[1]。

若液體添加劑的量超過3%～4%時，皂粒的表面可能會過濕造成后加工困難，這種情況下，需要皂粒有較大的表面積和較低的含水量；或者，在干燥前，將這些添加劑加入皂基，這就需要這些添加劑具有一定的熱穩定性，即在140℃時也能保證穩定，不分解也不反應。

1.2 精制/研磨

當皂粒和添加劑經過預先混合后，會進入精制/研磨操作，精制，一般會通過精制機進行。精制機由一個大的螺旋蝸桿和水冷卻圓柱形夾套組成，蝸桿裝在夾套桶內。研磨后的皂料會經由蝸桿的擠壓通過一個多孔罩板，呈面條狀被擠壓，再由蝸桿帶動刀片切下，送入下一道工序，也可在多孔罩板前裝上金屬篩網，可以去除一些污物、大的硬質粒子和干粒皂等。精制機的操作是連續的，一般也裝有多種儀表控制和記錄各項操作參數。

研磨，用研磨機來完成。研磨機一般會由3～5個密封得很好、間距很小的軋輥組成，每個軋輥都和冷卻水相同，由水溫控制皂料溫度，一般在30～40℃，拌料經過研磨機被壓成薄片狀，軋輥強力的剪切力使其進一步混合。獲得足夠多的塑性，塑性合適程度對于其后的工序和打印是極為重要的。而充分研磨后的皂料可以大大減少硬質粒子和干皂粒的量，可以避免使用過程的“砂粒感”。

現代化的研磨機是高度自動化的，裝有多種儀表來指示控制各種參數，如進出水溫、軋輥間的空隙距離以及能量負荷等。其中溫度控制是最重要的，會影響皂料的可塑性和相轉變。三根滾筒V字排列，研磨效果好，皂料更加密實，設計有510°的總接觸表面積，要比傳統三輥研磨機高。同時確保沒有香皂掉落，不會發生香皂污染，能實現最優化的溫度控制。3臺電機帶動3根滾筒，代替之前的齒輪，操作方便，免于更換齒輪配件。

香皂的精制/研磨是擠壓和剪切的聯合作用，精制/研磨的目的有3點：①產生完全均勻和均質的產品；②消除低溶解度的硬顆粒來改善香皂的使用手感；③通過晶相結構的改變，來提高產品的泡沫，溶解度和硬度[2]。

1.3 壓條

當經過精制/研磨的料體完全均質后，具有可塑性的皂料會通過真空壓條進行壓條操作。壓條的目的是精制/研磨得皂料經真空壓條機壓成組織緊密均勻、表面光潔的皂條。

真空壓條機由上下兩臺壓條機構成，中間有一只真空室，俗稱雙聯真空壓條機。上壓條機除有一定的碾壓作用外，主要是封住真空。采用真空壓條機主要可以避免空氣混入皂料，產生剖面白芯。真空壓條機以上下壓條機鑄造成一體，也可以雙蝸桿裝在一個真空壓條機，并且以15～25 r/min的轉速旋轉，將皂料擠壓到一個錐形的腔中，再經過一個與皂直徑相同的“門”中擠出。在擠壓過程中，皂料不斷被壓縮，密度增加，體積也相應縮小。皂料的特性是選擇單蝸桿和雙蝸桿壓條及蝸桿壓縮比的關鍵。

擠壓機裝有速度控制器。炮頭與螺桿頂端間一般裝有孔徑6～15 mm的多孔板，不同孔徑主要是用于調節出條速度。使用孔徑小的多孔板，出條的阻力大，研壓作用亦大。反之研壓作用小。在擠壓機的錐形腔，出口炮頭裝有加熱裝置，使皂料表面具有一定的溫度，這樣可以改善壓條后皂的外觀。

此處影響香皂擠壓程度的不利因素很多，其中包括與出條機有關的工況和操作。例如螺桿與圓筒之間的間隙由于長期磨損會變大，擠壓程度可能會由于香皂被返送至進料斗而嚴重降低。其他還有使用不正確的螺桿速度和冷卻水的溫度，多孔壓力板后的篩孔堵塞等。出條速率受皂基組成影響極大，特別是油脂混合物組成、水含量、電解質含量 (尤其是氯化鈉)、添加劑品種和用量。某些香精對香皂塑性影響極大，要生產優質香皂必須考慮所有這些因素。

現代化的擠壓機是完全自動化的，而且是可以遙控的，產量每小時可達1000～6000 kg。擠壓機和其余成型設備一致，所有部件應采用不銹鋼或合金鋼制成，以防止重金屬混入成品皂中。螺旋蝸桿應由較軟的硅-鋁合金制成，具有一定的韌性，以免萬一遇到堅硬的物體也不至于損壞。

近期外觀新穎、形態多樣的香皂品種也在不斷上市，加速了產品的升級換代。國際市場上香皂品種已琳瑯滿目，主要有利用壓條機真空室固態添加劑分配器，生產的可視添加物的功能香皂，還有采用壓條機筒體固體-液體（捏合）法、多孔板液體注入法，生產的彩紋及大理石花紋的香皂等[3]。

1.4 切塊

切塊，從螺旋擠壓機出來的連續、均質、塑性的皂條被送進簡單切塊機切成一定尺寸供打印用的皂塊。固定和手動調鏈機械多刃的切割機被由電子/氣動和完全電子化的切塊機替代。由于電子技術的不斷推進，切塊機操作速度和精度也在不斷提高。

1.5 打印

打印實際上是香皂后加工的最后階段。經切塊的出條皂坯，可先經表面冷卻，也可不冷卻，用兩塊印模壓成成品皂，香皂打印機的種類很多，從簡單手工操作或半自動操作的到全自動的連續高速打印機，其產量300～400塊/分鐘，香皂重量20～400克。所用打印機的類型是根據 其產量和所需印模的種類選擇，在一定程度上還取決于最終產品質量。

1.6 包裝

包裝：市場上的香皂采用紙盒包裝、枕式包裝、透明包裝材料、捆綁包裝。專業化妝品，禮品，新奇的香皂是打褶包裝，拉伸膜裹包，雙層片膜包裝。電商包裝包裹，高價位的香皂也用特殊紙盒包裝。包裝新材料新工藝不斷涌現。香皂包裝設備，紙盒包裝機，枕式包裝機、香皂進料（傳輸）系統，以及現有的新穎香皂包裝系統達到每分鐘600塊的包裝速度。自動化智能化的包裝機及包裝形式在不斷增長。

最后則是裝箱完成。

2 結語

針對香皂的原料配比、各種油脂的差別和制皂的后加工技術進行了闡述。在未來的發展趨勢中，復合型的油脂配方，更多不同功能添加劑的加入都會逐漸提高香皂加工的技術要求。隨著科技發展，香皂行業面臨多種洗滌用品的挑戰——香皂的改性改質，產品趨向功能性和專用化以及商品形態多樣化。唯有發展和創新才能滿足人們對香皂產品的要求。