Jakie stężenie ługu, ile wody czyli jak stworzyć dobre mydło?

stężenie ługu

Zrobienie pierwszego własnego mydła jest ekscytującym przeżyciem i na samym początku wiele osób koncentruje się na temperaturze, technice mieszania, olejach czy kolorach. Ale apetyt rośnie w miarę jedzenia, dlatego dziś porozmawiamy o chemii. Wiem, że sporo osób chciałoby nauczyć się tworzyć własne receptury na mydło, a nie tylko odtwarzać czyjeś przepisy. Oczywiście, nie ma nic złego w korzystaniu z czyjegoś przepisu na mydło, o ile ten przepis dobry. Jeśli nie czujesz się jeszcze na siłach, żeby zrobić mydło według własnego pomysłu – w porządku. Ale jeśli wiercisz się w środku, chcesz wyjść ze swojej strefy komfortu i dowiedzieć się co nieco o roli, jaką poszczególne substancje pełnią w procesie robienia mydła, ten post jest dla ciebie.

Ten straszny wodorotlenek sodu

Jak wiadomo, bez wodorotlenku sodu nie da się zrobić mydła. „Coś” musi przereagować z tłuszczem, żeby powstało mydło i tym czymś jest właśnie wodorotlenek sodu. Jak pewnie zauważyliście, w moich przepisach pojawiają się różne ilości wodorotlenku sodu. Czemu? Robię mydła z różnych olejów. Każdy olej potrzebuje określonej ilości wodorotlenku sodu, żeby mógł przekształcić się w mydło. Innej ilości potrzebuje olej kokosowy, a jeszcze innej oliwa z oliwek.

Łatwo to zobaczyć w kalkulatorze mydlanym. Wyobraźmy sobie, że chcemy zrobić mydło kastylijskie, czyli zawierające 100% oliwy z oliwek, oraz mydło z oleju kokosowego zawierające 100% tegoż właśnie. Na poniższych zrzutach z kalkulatora mydlanego widać, jak odmienne są ilości wodorotlenku sodu potrzebnego, żeby zmydlić jeden i drugi olej:

stężenie ługu
Żeby zmydlić 500 gramów oleju kokosowego potrzebujemy aż 87 gramów wodorotlenku sodu.
stężenie ługu
Żeby zmydlić 500 gramów oliwy z oliwek potrzebujemy tylko 64 gramy wodorotlenku sodu, czyli znacznie mniej niż w przypadku oleju kokosowego.

Jeżeli zaczniemy eksperymentować z ilością wodorotlenku sodu, zamiast trzymać się wytycznych i damy go za mało, w mydle znajdzie się zbyt dużo wolnego tłuszczu, który nie uległ zmydleniu. Taki tłuszcz może jełczeć i powodować psucie się mydła. Jeżeli dodamy za dużo wodorotlenku sodu, ten nadmiar nie znajdzie odpowiedniej ilości tłuszczów do przereagowania i tym sposobem wyprodukujemy niebezpieczne, drażniące mydło. Ilość wodorotlenku sodu potrzebną do zmydlenia naszych olejów możemy obliczyć sami, lub też, co jest znacznie prostszym rozwiązaniem, zdać się na kalkulatory mydlane, takie jak SoapCalc, które obliczą to za nas.

Warto tutaj wspomnieć o czymś takim jak „przetłuszczenie”. Cóż to jest to przetłuszczenie? Przetłuszczenie to nic innego jak odjęcie niewielkiej ilości wodorotlenku sodu potrzebnego do zmydlenia danego oleju, tak by jakiś procent tego oleju pozostał niezmydlony i działał nawilżająco podczas mycia. Istnieje bowiem pewna bezpieczna ilość tłuszczów jakie możemy pozostawić w mydle niezmydlone. Jest to około 1-8 procent, choć w szczególnych wypadkach może to być więcej. (Zdarza mi się robić mydło solne na oleju kokosowym, które ma nawet 20% przetłuszczenia, jednak trzeba mocno uważać w przypadku mydeł z olejów miękkich, takich jak oliwa. Zbyt wysokie przetłuszczenie może zaowocować pomarańczowymi plamami).

Kalkulatory mydlane są domyślnie ustawione na 5% przetłuszczenia i jest to dobra wartość w przypadku większości mydeł robionych z mieszanki olejów twardych i miękkich. (Oczywiście można pokusić się też o większe przetłuszczenie, czemu nie? Jeżeli mydło nie jełczeje, nie pojawiają się pomarańczowe plamki, można zostawić większy procent niezmydlonych olejów.) Podsumowując, przetłuszczenie to w zasadzie jedyna opcja manipulowania ilością wodorotlenku sodu jaką mamy.

stężenie ługu

Do czego potrzebna jest woda w mydle?

Woda nie bierze udziału w procesie saponifikacji. Innymi słowy, woda nie wtrąca się w reakcję między wodorotlenkiem sodu a tłuszczami. Ale oczywiście jest nam bardzo potrzebna. Wodorotlenek sodu ma postać stałą, nie możemy go dodać w takiej postaci do olejów. Musimy rozpuścić go właśnie w wodzie tak, żeby powstał ług sodowy. Łatwo zaobserwować, że nierozpuszczony wodorotlenek sodu po prostu zostaje w mydle i sprawia, że takie mydło jest żrące i tym samym nie nadaje się do użytku.

Jak już ustaliliśmy, na to ile należy użyć wodorotlenku sodu, mamy tak naprawdę niewielki wpływ – trzeba ściśle trzymać się chemii. Z wodą sytuacja ma się zgoła inaczej. Wodę możemy dodawać do mydła w różnych ilościach, rozpiętość jest tutaj (względnie) szeroka.

Zaraz, zaraz. Ale czemu kombinować z tą wodą, ktoś mógłby zapytać? Nie lepiej ustalić sobie jakąś jedną, konkretną ilość wody i zawsze dodawać jej tyle samo do mydeł? Owszem, możemy tak zrobić, zwłaszcza jeśli zawsze robimy mydło według tego samego przepisu. Część osób robiących mydło właśnie takie rozwiązanie wybiera, nigdy nie zmieniając w kalkulatorach mydlanych domyślnej ilości wody. I w porządku. Co jednak, jeśli będziemy mieli ochotę wyjść poza strefę komfortu i zechcemy nieco ulepszyć nasze mydło, pokombinować z jego twardością bądź skrócić okres suszenia?

No to jaka ilość wody jest dobra? Jak to obliczyć? Otóż, wszystko zależy od rodzaju olejów jakich użyjemy do zrobienia mydła. W mydle z dużą ilością olejów twardych możemy pozwolić sobie na użycie większej ilości wody, mydło z przewagą olejów miękkich będzie wymagać jej mniej. Dlaczego? Chodzi przede wszystkim o szybkość zastygania mydła, jego twardość i okres suszenia go. Im więcej wody w mydle, tym wolniej ono zastyga i tym dłużej musimy go suszyć.

Najbardziej problematyczne jest mydło kastylijskie, czyli mydło robione na bazie samej oliwy. Takie mydło tuż po zrobieniu bywa bardzo miękkie i problem pojawia się już na etapie wyciągania go z formy. Jeżeli mydło ma postać półpłynną ciężko wyjąć go z formy, nie mówiąc o pokrojeniu. Trzeba zatem czekać, a czekanie jest uciążliwe. 🙂 Dlatego mydlarze zmniejszają ilość wody w mydłach zawierających dużą ilość oliwy.

SoapCalc – opcje obliczania wody w mydle

Zacznijmy od początku. SoapCalc (i inne kalkulatory mydlane) podaje nam trzy sposoby obliczania ilości wody. Wygląda to tak:

stężenie ługu

  1. Water as % of Oils – Woda jako procent wagi olejów
  2. Lye Concentration – Stężenie ługu sodowego
  3. Water: Lye Ratio – Proporcja wody i wodorotlenku sodu

Zajmijmy się najpierw punktem pierwszym. SoapCalc ustawiony jest domyślnie na opcję nr 1, czyli procentową ilość wody, w oparciu o wagę olejów. Wartość ta wynosi 38%. Jeżeli zaznaczymy tę opcję, będzie to oznaczało, że SoapCalc obliczy ilość wody w naszym mydle, w oparciu o wagę użytych olejów. Przykładowo, jeżeli użyjemy 500 gramów olejów, to ilość naszej wody wyniesie 38% z tych 500 gramów i będzie to, jak łatwo policzyć, 190 gramów. I właśnie tyle wody wskaże nam SoapCalc na ustawieniu domyślnym.

Czy taka metoda jest dobra? I tak i nie. Jest to dobra opcja dla początkujących mydlarzy, którzy chcieliby zacząć przygodę z mydłem, a boją się jeszcze eksperymentować, bądź nie do końca rozumieją rolę wody w procesie zmydlania. Jeżeli robimy mydło z mieszanki olejów twardych i miękkich, to nic złego nie stanie się, jeśli będziemy dodawać do mydła tak właśnie obliczoną ilość wody. Wodorotlenek sodu na pewno całkowicie się rozpuści i przereaguje z tłuszczami, a zatem proces saponifikacji zajdzie prawidłowo.

Problem pojawi się, kiedy będziemy chcieli zrobić na przykład wspomniane mydło kastylijskie. Taka ilość wody może okazać się zbyt duża – możemy długo czekać aż masa mydlana zrobi się gęsta, wyjmowanie z formy może okazać się problematyczne, nie wspominając o długim okresie suszenia, mającym na celu pozbycie się nadmiernej wilgoci. Załóżmy więc, że nie zadowala nas domyślne ustawienie SoapCalc i chcemy poeksperymentować  z ilością wody w mydle.

Woda jako % olejów kontra Stężenie ługu

Zazwyczaj kiedy umieszczam na blogu przepis na mydło, oprócz ilości wody podaję też stężenie ługu. Nie stosuję bowiem do obliczania ilości wody, metody domyślnej z kalkulatora mydlanego. Zaznaczam opcję Lye Concentration czyli Stężenie roztworu ługu. Co mi nie pasuje w opcji numer 1? Jest dla mnie nieprecyzyjna.

Wyobraźmy sobie, że robimy dwa różne mydła. Pierwsze to mydło kastylijskie (100% oliwy z oliwek), a drugie to mydło w połowie z oleju kokosowego, a w połowie z oliwy z oliwek. Nie odpowiada nam domyślne 38% wody w stosunku do olejów. Chcemy zmienić tę wartość na mniejszą, dajmy na to 13%. Zobaczmy w SoapCalcu, co się stanie:

stężenie ługu
Kliknij na zdjęcie, żeby powiększyć.

W obu przypadkach mamy tyle samo wody – 65 gramów (13% z 500 gramów, czyli wagi naszych olejów, to właśnie 65 gramów). A co z wodorotlenkiem? W przypadku mydła na bazie oliwy potrzebujemy około 65 gramów wodorotlenku, a w przypadku mydła oliwkowo-kokosowego potrzeba nam aż 76 gramów (przypominam: różne oleje wymagają różnej ilości wodorotlenku sodu do zmydlenia) I tu pojawia się problem. Ten problem to dwa różne stężenia ługu sodowego. W przypadku mydła kastylijskiego stężenie wynosi 49,7 %, a w przypadku mydła oliwkowo-kokosowego jest to 53,8%. O ile w pierwszym przypadku stężenie jest jeszcze na akceptowalnej granicy, tak w drugim przypadku stężenie ługu jest po prostu za wysokie.

O co chodzi z tym stężeniem? Żeby powstał roztwór czyli, żeby wodorotlenek się rozpuścił w wodzie, musi jej być co najmniej tyle samo ile wodorotlenku. Przyjmuje się, że bezpieczną granicą stężenia ługu sodowego jest 50% czyli proporcja 1:1. Jeżeli damy za mało wody, nastąpi wytrącanie wodorotlenku sodu. Wytrącanie – czyli „wydzielanie z roztworu substancji chemicznej w postaci stałej, w wyniku osiągnięcia stężenia większego od maksymalnej rozpuszczalności w danych warunkach” (Wikipedia). Jeżeli coś takiego nastąpi, mydło będzie zawierało nierozpuszczony wodorotlenek sodu i tym samym będzie żrące, a więc niebezpieczne dla naszego zdrowia.

A teraz spójrzmy ponownie na nasze mydła. O ile w mydle oliwkowym stężenie ługu jest jeszcze w porządku, bo mamy 65g wody w stosunku do 64g wodorotlenku, tak w drugim przypadku wodorotlenku sodu jest więcej niż wody. Ta proporcja to, w zaokrągleniu, 0,9: 1. Takie stężenie nie jest bezpieczne.

Dlatego, w mojej opinii, obliczanie ilości wody w oparciu o wagę olejów, bez zwracania uwagi na stężenie roztworu ługu, nie jest najlepszą metodą.

To jakie stężenie ługu jest najlepsze?

No dobrze, obliczamy ilość wody patrząc na stężenia ługu, ale skąd wiadomo jakie stężenie ługu jest najlepsze? Ile to ma być procent? Tutaj również nie ma jednej uniwersalnej odpowiedzi. Wszystko zależy, jakie mydło robimy.

Wiemy, że bezpieczną granicą jest 50%. Tej granicy nie warto przekraczać. Na drugim biegunie znajduje się 25-27 procentowe stężenie ługu czyli stężenie jakie otrzymamy stosując domyślne ustawienie SoapCalc. Często jest to nazywane w anglojęzycznym żargonie mydlarskim „full water solution”, co nie jest do końca prawdą, bo można użyć większej ilości wody. Pomiędzy tymi dwoma biegunami jest znacznie więcej opcji.

Ilość wody możemy też ustalić stosując opcję numer 3, czyli ilość wody w proporcji do ilości wodorotlenku. Poniżej znajduje się grafika na której widać jakie jest procentowe stężenie ługu w zależności od proporcji wody i wodorotlenku:

stężenie ługu

W przypadku mydła kastylijskiego warto pokombinować ze wyższym stężeniem ługu. Część mydlarzy wybiera 50 procentowe stężenie, ale sporo osób stosuje w mydłach kastylijskich 40-45 procentowe stężenie ze względów bezpieczeństwa (przy stężeniu 50 procentowym, wodorotlenek może się wytrącać w temperaturze około 25°C).

Często wybieraną opcją jest 33% stężenie ługu. Jest to proporcja 2:1 czyli taka, gdzie mamy dokładnie 2 razy więcej wody w stosunku do wodorotlenku sodu. Ta wartość jest bardzo popularna i stosuje ją dużo mydlarzy robiących mydła z mieszanki olejów twardych i miękkich. Jest to wystarczająca ilość wody by wodorotlenek się rozpuścił, a jednocześnie wody jest na tyle mało, że mydło ma niezłą twardość przy wyjmowaniu z formy. Generalna zasada to zmniejszanie ilości wody w przypadku mydeł z przewagą olejów miękkich, a zwiększanie jej w przypadku mydeł z przewagą olejów twardych.

Moje doświadczenia

Jak już wspomniałam wcześniej, kiedy wymyślam receptury, nie stosuję domyślnych ustawień SoapCalca. 190 gramów wody na 500 gramów olejów to dla mnie zbyt dużo, nawet w mydłach z mieszanki różnych olejów. Od dawna nie używam oleju palmowego w swoich mydłach, a cokolwiek by o nim nie mówić, olej palmowy sprawia, że mydło jest po prostu twardsze. Rezygnując z niego wiedziałam, że nie chcę stosować jakichkolwiek zamienników w postaci tłuszczów zwierzęcych, które również dają twarde mydło.

Moje mydła w większości bazują na oliwie z oliwek i innych miękkich, odżywczych olejach. Twarde oleje, których używam to olej kokosowy, masło kakaowe, masło shea i inne masełka. Jest ich zazwyczaj mniej w moich mydłach niż olejów miękkich. W związku z tym zmniejszenie ilości wody było koniecznością, w przeciwnym razie mydło suszyłabym w nieskończoność, miałabym większy ubytek wagi w każdej kostce (kiedy wilgoć wyparowuje waga mydła się zmniejsza) oraz paprzące się, brejowate mydło na mydelniczce.

Mam nadzieję, że choć trochę rozjaśniłam zawiłości tematu. Jeżeli chcecie pogłębić swoją wiedzę na temat robienia mydła, polecam książkę „Scientific Soapmaking” Kevina Dunna. Niestety, jest ona dostępna tylko w wersji angielskiej i chyba nieprędko doczekamy się wersji polskiej (jeśli w ogóle). Jeżeli macie pytania lub uwagi, jak zwykle, zachęcam do komentowania.