Введение
В данной работе рассмотрены средства и методы получения мыла. В настоящее время появилось на прилавках магазинов безбрежное море товаров косметики и гигиены, в котором так легко "затонуть". Для нас стал привычен стиль борьбы крупных фирм-производителей, завоевывающих рынок шквальным огнем рекламы за свое существование, и он давит на наше сознание и подсознание. Люди выбирают с прилавка продукцию личной гигиены по следующим признакам: престижная фирма, красивая упаковка, приятный запах, низкие цены. Но, к сожалению, это небезопасно. Антибактериальные химические ингредиенты, содержащиеся в некоторых мылах высушивают кожу, вызывают аллергию при многократном использовании, могут всасываться в кровь, и в случае многократного применения, обладают кумулятивным свойством (накапливаются в организме), отравляя нервную систему и печень. Последствия могут быть от преждевременного старения и хронической усталости до болезни. Мало хорошо выглядеть, важнее хорошо себя чувствовать. Все это заставляет подходить к отбору продукции личной гигиены с новыми требованиями. Продукция личной гигиены должна служить средством мягкого воздействия на организм, помогая коже выполнять свои основные функции: поддерживать температуру тела, выводить из организма вредные вещества. Слово гигиена происходит от греческого гигиенос, что означает целебный, приносящий здоровье. К важнейшим гигиеническим средствам следует, прежде всего, отнести мыло. Важным условием ухода за кожей является правильный выбор мыла. Здоровая кожа со стойким иммунитетом может противостоять бактериальному, вирусному и другим видам поражений, избавив нас от множества проблем. Главная задача и цель исследовательской работы: рассмотреть и изучить способы получения лечебно-гигиенического мыла, выбрать наиболее доступные способы получения, подобрать необходимую литературу и грамотно использовать ее, а также получить мыло, используя натуральные ингредиенты, которые не способны оказывать на организм вредного влияния.
Из истории мыла
Мыло было известно человеку очень давно.
Развитию мыловарения способствовало наличие сырьевых источников. Например, марсельская мыловаренная промышленность, известная с эпохи раннего средневековья, располагала оливковым маслом и содой. Оливковое масло получают простым холодным прессованием плодов масличных деревьев. Масло, получаемое после первых двух прессовок, употребляли для пищевых целей, а после третьей – использовали для переработки на мыло. Марсельское мыло было важным товаром торговли уже в IX в. Оно уступило свое место международной торговле венецианскому мылу лишь с конца средних веков (XIV в.) Кроме Франции, мыловарение в Европе развивалось в Италии, Греции, Испании, на Кипре, т.е. в районах, культивирующих оливковые деревья. Раньше для стирки одежды использовали щелок, получающийся от обработки золы водой. Скорее всего, это было до того, как стало известно, что зола от сжигания топлива растительного происхождения содержит поташ.
Первые германские мыловарни были основаны в XIV столетии. Несмотря на то, что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов, конечно, была не ясна. Лишь на рубеже XVIII и XIX вв. была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность в реакцию их омыления. В 1779 г. шведский химик Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется сладкое и растворимое в воде вещество. Решающий шаг на пути изучения химической природы жиров был сделан французским химиком Шеврелем. Он открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты, как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами.
I. Технология производства мыла
1. Производство обыкновенного мыла
Варка мыла кустарным способом
Берут древесную золу или золу, полученную от пережога сорных растений, и просеивают ее сквозь сито, затем рассыпают ее, смачивают и перемешивают до тех пор, пока не получится равномерно увлажненная масса золы. После этого ее собирают в кучу, в которой сверху образуют углубление. В последнее кладут известь, которая гасится от присутствия влаги. Извести следует брать в половинном количестве от веса взятой золы. Когда известь распадается в тонкий порошок, ее покрывают золой. Затем обливают водой и оставляют на 24 часа, после чего спускают щелок. Это первый щелок, наиболее концентрированный. Его помещают в особый сосуд, и затем еще раз обливают золу водой, сливают ее и получают более слабый щелок. Когда и этот щелок будет готов, то более крепкий наливают в котел и нагревают до кипения. Далее прибавляют к щелоку соответственное количество различных жирных отбросов и кипятят, прибавляя более слабого щелока, пока взятая на стеклянную пластинку проба не застынет в прозрачную клейкую массу. Этим способом получают жидкое поташное мыло, обыкновенно называемое мыльным клеем. Чтобы обратить мягкую массу в твердое, плотное мыло, прибавляют к мыльному клею поваренной соли. При этом выделяется, так называемое, мыльное ядро, которое и представляет собою твердое, натровое мыло. После прибавления поваренной соли вычерпывают полученное ядровое мыло, а также и щелок, после чего мыло помещают опять в котел, снова варят с более густым щелоком, еще раз солят, вычерпывают и кладут в ящики, обложенные полотном; когда излишний, приставший к мылу щелок соберется по каплям на дно ящика, последний переворачивают, вынимают мыло, разрезают его на куски и сушат на воздухе.
Приготовление простого мыла – твердого и жидкого.
Для приготовления твердого мыла берут 2 кг едкого натра, распускают в 8 кг воды, доводят раствор до 25° C и вливают его в расплавленное и охлажденное до 50° C сало (сало должно быть несоленое и берется его 12 кг 800 г на указанное количество воды и соды). Полученную жидкую смесь тщательно размешивают, пока вся масса не станет совершенно однородной, после чего разливают по деревянным ящикам, хорошо окутанным войлоком, и ставят в теплое сухое место. По истечении 4–5 дней масса затвердевает, и мыло готово.
Для приготовления жидкого мыла распускают в 2 кг воды такое же количество неочищенного едкого кали, доводят раствор до 25° C и тщательно смешивают с 8 кг несоленого сала, предварительно растопленного и охлажденного до 50° C. В дальнейшем поступают, как указано выше.
2. Производство туалетного мыла
Горячий способ
Как основную массу для туалетного мыла можно взять сальное мыло, приготовленное с содовым щелоком, или приготовить особо, употребляя для этого свиной жир в соединении с кокосовым маслом. Кокосовое масло должно быть самого высшего качества, а свиной жир исключительно свежий и хорошо очищенный. Очистка жира производится следующим образом: свежий жир несколько раз промывают в холодной воде, разрезают его на кусочки и кладут в мешок, который подвешивают в котел с водой и кипятят. Когда вода закипит и сало распустится, его слегка отжимают, причем большая часть клетчатки остается в мешке вместе с мусором. Мешок вынимают, а в смесь сала с водой, на каждый килограмм сала, кладут 4–5 г поваренной соли и 1–2 г квасцов в порошке, при сильном кипении жидкости и постоянном перемешивании. По прошествии некоторого времени кипячение приостанавливают и дают жиру всплыть на поверхность. Образующуюся накипь тщательно снимают, процеживают сквозь полотно в чистый чан и дают затвердеть. Таким образом приготовленный жир может сохраняться без изменения в прохладном месте очень долгое время. Для получения хорошего туалетного мыла на каждые 100 г жира берут 5–20 г кокосового масла. Необходимо следить, чтобы полученное мыло было нейтральное. С этой целью его несколько раз отсаливают и затем снова кипятят. После последней отсолки кипячение продолжают до тех пор, пока проба, взятая стеклянной палочкой на пластинку, не окажется вполне удовлетворительной, т. е. при сдавливании массы между пальцами получатся твердые пластинки, которые не должны ломаться.
Холодный способ
Приготовление туалетного мыла холодным способом, посредством размешивания, отличается многими достоинствами, которые, главным образом, сводятся к тому, что здесь окраска и парфюмировка производится одновременно, составляя как бы одну операцию, после чего остается только затвердевшую мыльную массу разрезать и штамповать. Для приготовления мыла холодным способом берут кокосовое масло, предварительно очищенное от случайной грязи, и омыляют его крепким натровым щелоком при низкой температуре и постоянном размешивании. Для того, чтобы полученное мыло было нейтральным, необходимо сделать несколько предварительных проб и точно определить количественное соотношение жира и щелочи. В среднем приходится брать едкого натра в твердых кусках около 15% по весу от жировой части. Когда процесс омыления дойдет до того состояния, что содержимое котла превратится в однородную и трудно размешиваемую массу, тогда к ней прибавляют красящие и парфюмирующие вещества, которые вследствие продолжительного размешивания равномерно распределяются по всей массе.
Переплавка
Приготовление туалетного мыла переплавкой производится следующим образом: обыкновенное ядровое мыло разрезают на куски и бросают их в котел, вставленный в другой котел с кипящей водой (водяная баня). К мылу надо влить столько воды, чтобы взятая проба имела хорошую консистенцию, после чего мыло разливают в формы и смешивают с красящими и парфюмирующими веществами.
Строгание
Приготовление туалетного мыла строганием производится следующим образом: ядровое мыло обращают в стружки при помощи особого станка, собирают в деревянное корыто, смешивают с красящими и пахучими веществами и затем при помощи месильного станка превращают в однородную массу.
3. Рецепты для туалетного мыла приготовленного разными способами
Миндальное мыло. Для приготовления его берут 4 кг белого ядрового мыла, наскабливают его в мелкие стружки и подливают немного молока. Массу наливают в котел, ставят на умеренный огонь и размешивают, пока она не загустеет и не начнет тянуться. Остудив, прибавляют искусственного горько-миндального масла и выливают мыло в плоский деревянный ящик, на дно которого положено полотно. Мылу дают остыть, затвердеть, и тогда разрезают его на куски требуемой формы.
Английское круглое мыло. Для приготовления этого мыла надо нарезать на мелкие куски 200 кг хорошего белого ядрового мыла и затем растереть в нагретой фарфоровой ступке, прибавив к массе 1 кг камфары. В полученное жидкое тесто прибавляют 100 кг крахмала, окрашивают в разные нежные тона и парфюмируют. Из этой массы формуют плоскокруглые куски.
Мыло для детей. 10 кг основного мыла, 200 кг белого вазелина, 200 кг рисовой муки, 30 кг гераниевого масла. Цвет белый.
4. Окраска туалетного мыла
Мыло можно красить двумя различными способами:
1. В горячую мыльную массу вливают водные растворы основных и кислых красящих веществ, при постоянном промешивании. Для этого способа окраски годятся также растворяющиеся в жиру красящие вещества, которые размешиваются с маслом. Все красящие вещества не должны быть подвержены действию квасцов.
2. Сухое мыло нарезают на маленькие кусочки (стружки) и обрабатывают на месильной машине вместе с растворенными в воде или растертыми с маслом основными и кислыми красящими веществами. Этот способ допускает применение нерастворимых смолистых цветных лаков. Таким образом выделываются мраморные мыла. Красящие вещества, употребляемые для подкраски туалетного мыла, могут быть весьма различны. Главные условия, которым они должны удовлетворять: быть достаточно прочными, хорошо смешиваться с мылом и не оказывать вредного влияния на кожу. Такие краски могут быть разделены на две группы: растворимые и нерастворимые. Первые заслуживают предпочтения перед последними уже потому, что не оставляют после себя нерастворимый порошкообразный осадок; кроме того, растворимые краски распределяются в мыле легче и равномернее нерастворимых.
- Красный цвет. Для прозрачных мыл: фуксин, эозин. Для непрозрачных – киноварь, сурик.
- Желтый цвет. Для прозрачных мыл: экстракт куркумы и пикриновая кислота. Для непрозрачных – хромовая желтая краска.
- Зеленый цвет. Для прозрачного мыла: зеленый анилин или же смесь индиго-кармина и пикриновой кислоты. Для непрозрачных – хромовая зеленая краска.
- Коричневый цвет. Из светлой или темной коричневой анилиновой краски или жженого сахара. Нерастворимые краски применяются в виде тонкого порошка, которым посыпают стружки, поступающие в ящик строгальной машины. Затем на обсыпанные стружки накладывают новый слой стружек, которые вновь посыпают краской и т. д. Когда все мыло, таким образом, подготовлено, стружки размешивают и пропускают через месильную машину для получения однородно-окрашенной массы.
5. Парфюмирование туалетного мыла
Наряду с первоклассной, совершенно нейтральной мыльной основой (ядровое мыло), при изготовлении туалетного мыла особенно большую роль играет парфюмирование. Дело в том, что отдушка не только должна быть приятной, но и должна долго сохранять свой запах и даже, по возможности, улучшаться при лежании и сушке мыла. Приступая к парфюмированию, нужно строго различать, какие сорта мыла хотят парфюмировать, и сообразно с этим выбирать необходимые пахучие вещества. Туалетные мыла делят, как мы видели, на такие, которые изготовляются 1) горячим способом, 2) холодным способом, 3) переплавкой, 4) строганием. Поэтому при парфюмировании первый вопрос заключается в том, при какой температуре должно быть парфюмировано мыло. Затем, каково влияние щелочей на применяемые, пахучие вещества. И, наконец, хорошо ли сохраняются в щелочах данные пахучие вещества. На этих трех основных вопросах зиждется все искусство умелого парфюмирования туалетного мыла. Туалетные мыла, изготовляемые горячим способом или путем переплавки, относятся, в большинстве, к дешевым сортам. Тратить много на их парфюмирование нельзя, чтобы мыла эти не обошлись слишком дорого. Поэтому для парфюмирования таких сортов мыл можно выбрать только дешевые пахучие вещества, но, имеющие тем не менее возможно более сильный запах, так как именно при этих сортах мыл часто требуется перебить какой-нибудь нежелательный посторонний запах. Для этой цели, главным образом, употребляют искусственное горько-миндальное масло.
Для второй категории туалетного мыла, изготовляемых холодным способом, то есть для хороших сортов кокосовых мыл, можно употреблять пахучие вещества более высокого качества, и выбор среди них представляется более разнообразный.
6. Производство медицинского мыла
1. Вазелино-ланолиновое мыло. 3,5 кг вазелина и 1,5 кг ланолина прибавляют к 95 кг расплавленной мыльной массы. Применяется как смягчающее кожу средство.
2. Камфорное мыло. Берут 10 кг лучшего сального мыла, 400 г., розмаринового масла и 400 г камфары. Когда мыло растопится и его надо класть в формы, то прибавляют мелко истолченной камфары, смешанной с 25 г или более горькоминдального масла, также розмаринового масла и хорошо размешивают.
3. Дегтярное мыло состоит из 12–16 кг обыкновенного мыла и 1–2 кг березового дегтя.
4. Вазелино-дегтярное мыло. Это мыло состоит из 9,5 кг кокосового масла, 5 кг сала, 8,25 кг щелока, З,2 кг древесного дегтя, 1 кг желтого вазелина, 83 кг воды, 70кг розмаринового и 50кг лавандового масла. Мыло приготовляется при 45° C.
5. Ментоловое мыло (5%). 95 кг мыльного порошка и 5 кг ментола смешивают и прессуют. Применяется для мытья головы при невралгии.
II. Влияние состава мыла на кожу
Поскольку мыло извлекает из поверхностного слоя кожи не только загрязнения, но и жиры, порой чрезмерно ее высушивая, в туалетные мыла добавляют вещества, которые помогают сохранить нормальное содержание жиров и влаги в коже и самое благоприятное для нее значение кислотности. Это такие добавки, как высшие спирты, эфиры янтарной и молочной кислоты, глицерин. Хорошее мыло имеет приятный, ненавязчивый запах за счет введенных в него парфюмерных добавок – отдушек. Специальные сорта мыла включают также антисептики (триклозан, хлогексидин, салициловую кислоту и т.п.) и биологически активные вещества, в том числе полученные из природного сырья лекарственных растений. Сортов и марок мыла существует великое множество, и прежде чем выбрать самое подходящее, надо определить тип своей кожи. Жирная кожа часто блестит из-за сильного пото- и жироотделения, на ней обычно крупные поры. Уже через два часа после умывания на приложенной к лицу салфетке жирная кожа оставляет пятна. Для такой кожи требуется мыло с легким осушающим действием. Сухая кожа тонкая и очень чувствительна к ветру и непогоде, а поры на ней мелкие и тонкие; она легко трескается, так как недостаточно эластична. Такой коже надо создавать максимальный комфорт и щадящий режим, лучше использовать дорогие сорта мыла. Нормальная кожа мягкая, гладкая, поры среднего размера. Такая кожа как бы "светится", но не блестит. Тем не менее, нормальная кожа, как и любая другая, нуждается в уважительном отношении и бережном уходе. Мыла, полученные из жирных кислот с короткой углеродной цепью (лауриновая и миристиновая) и из ненасыщенных жирных кислот с длинной цепью (олеиновая) раздражают кожу. Не раздражают кожу мыла, полученные из насыщенных жирных кислот с длинной углеродной цепью (пальмитиновая и стеариновая). Щелочные и кислые мыла могут вызывать раздражение кожи. Лучше использовать нейтральные и пережиренные. Защелачивание разрушает естественную кислотную оболочку кожи, обнажая её атаке микробов.
Практическая часть
На основе изложенного и изученного выше материала выбираем один из способов получения ядрового мыла – варка мыла кустарным способом, где вместо щелока применяем кальцинированную соду и из него получим туалетные мыла. Поскольку главной задачей является получения мыла безопасного для здоровья, то применяем натуральное сырье. Для отдушки мыла применим натуральные эфирные масла, полученные из мяты, кожуры лимона и апельсина, иголок ели и сосны. Для получения дегтярного мыла используем березовый деготь, приобретенный в аптеке. Для окраски и антисептики применяем сок алоэ, каланхоэ, апельсина и лимона.
Оборудование и сырье:
- колба круглая плоскодонная вместимостью 1000 см3, штатив, стеклянная палочка, спиртовка, фарфоровый стакан вместимостью 500 см3, 200 см3, фарфоровая ложка, пинцет,
- весы технические,стакан стеклянный
вместимостью 100 см3, жир говяжий 70 г, сало
свиное 30 г,спирт этиловый 20 мл, р-р Na2CO3
(25 г Na2CO3 + 30 мл H2O), р-р NaCl 20% 200 мл, мятное масло 1 кап, еловое масло 1 кап, цитрусовое масло 1 кап, березовый деготь, 1 мл, - натуральный сок алоэ, каланхоэ, апельсина, лоскутки ткани размером 5 х 5 см, формочки для прессования мыла.
1. Получение ядрового мыла высокого качества
Взвесим на технических весах 70 г говяжьего и 30 г свиного жира и поместим его в колбу емкостью 1000 см3, закрепленную в штативе. Приготовим раствор кальцинированной соды Na2CO3 (25 г Na2CO3 + 30 мл H2O). В колбу прильем 20 мл этилового спирта. Он поможет растворению, контакту неполярного жира в полярной щелочи. Осторожно при нагревании и перемешивании прильем приготовленный раствор щелочи Na2CO3. Реакция омыления жира проходит только при нагревании. Она продолжительна по времени и длится около 40–50 минут. Признаком реакции является появление мыла. В полученную смесь выливаем 20% раствор NaCl и снова нагреем смесь до полного отделения мыла. В отличие от горячей воды, в растворе поваренной соли мыло почти не растворяется. Поэтому при высаливании оно отделяется от раствора и всплывает. Дадим массе немного остыть, выделившийся слой мыла соберем ложкой на лоскуток ткани, завернем его (работать в резиновых перчатках!) и промоем в холодной воде. Слегка отжав, переложим его на другой лоскуток ткани. Проверим pH мыла.(pH должно быть 6–7). Если это условие не выполняется, мыло снова отсаливаем и промываем водой.
2. Получение туалетного мыла
Для получения туалетного мыла, ядровое мыло измельчаем, разминаем. Затем в мыло добавляем 1каплю растворенного в спирте эфирного масла (мятного, елового или цитрусового), сок алоэ, каланхоэ, апельсиновых и лимонных корок прессуем в формы, в которые вложены лоскутки ткани и сушим при комнатной температуре 7 дней.
3. Получение медицинского мыла
Для получения дегтярного мыла, ядровое мыло измельчаем, разминаем. Затем в мыло добавляем березовый деготь – 5 капель.
4. Характеристика мыла
Для полученного мыла цитрусового с алоэ pH = 7–7,5.
Для полученного мыла мятного с алоэ и каланхоэ pH = 7–8.
Полученные мыла хорошо мылятся, приятно пахнут, обладают антибактериальными свойствами и являются экологически чистыми.
Вывод
Средства личной гигиены являются неотъемлемой частью каждого современного культурного человека. Их использование не требует дополнительных затрат времени и не может причинить ущерба здоровью, ибо главным при их создании является принцип "не навреди", что обуславливает исключительно натуральную природу всех компонентов. Изучив технологию производства мыла, а также их свойства и влияние на организм человека, мы подобрали наиболее простые методы получения мыл, получили мыла: цитрусовое, еловое, мятное, дегтярное, которые изготовили из натурального сырья. В эти мыла были введены натуральные ингредиенты, которые благоприятно воздействуют на кожу, а также придают мылу разнообразную окраску и приятный запах. А это и есть формула для красоты и здоровья.
Литература
1. Э.Гроссе, Х.Вайсмантель Химия для
любознательных
2. Б.Д.Степин, А.Ю.Алиуберова Занимательные
задания и эффектные опыты по химии
3. Н.Е.Аристамбекова Здоровье женщины
4. Тайны рекламы. Вредные ингредиенты в косметике.
Статья В.Б.Шнейдер (лектор Образовательного
центра, валиолог, биолог)
5. А.А.Зиновьев Химия жиров
6. И.И.Тоббин Справочник по мыловаренному
производству