Laugenkonzentration und Wasser in Seife: reduzierte Wassermenge und Masterbatch

Wasser nimmt an der Verseifung nicht teil. Es löst die Lauge, damit sie die Öle erreichen kann, und das meiste davon verlässt das Stück dann während der Reifezeit. Kevin Dunn hat darauf hingewiesen, dass es deshalb bei einer „reduzierten Wassermenge“ eigentlich nichts gibt, wovon man etwas abziehen könnte: Für eine bestimmte Ölmischung hat die Lauge eine chemisch richtige Menge, das Wasser nicht. Was das Wasser stattdessen hat, sind Wirkungen. Es verändert, wie schnell der Seifenleim andickt, wie fest der Block am nächsten Tag ist, wie lange die Stücke reifen müssen und wie stark sie schrumpfen. Diese Anleitung behandelt diese Wirkungen, die physikalische Grenze dafür, wie wenig Wasser Sie nehmen können, und das Arbeiten mit einem Masterbatch.

Eine Wassermenge, drei Schreibweisen

Seifensieder geben das Wasser auf drei Arten an, und alle drei beschreiben dieselben Gramm:

• Wasser in Prozent der Öle: 1000 g Öle mit 38 % bedeuten 380 g Wasser.
• Laugenkonzentration: die Lauge als Anteil an der Laugenlösung, Lauge ÷ (Lauge + Wasser). Eine Lösung mit 33 % enthält in je 100 g Lösung 33 g Lauge.
• Verhältnis Wasser : Lauge: 2 : 1 bedeutet das Doppelte des Laugengewichts an Wasser.

Konzentration und Verhältnis lassen sich direkt ineinander umrechnen, weil sich beide nur auf die Lauge beziehen: Ein Verhältnis von r zu 1 entspricht einer Konzentration von 100 ÷ (1 + r) %. Der Prozentsatz der Öle braucht das Rezept, weil er davon abhängt, wie viel Lauge die Öle brauchen. Für 1000 g aus 40 % Olivenöl, 30 % Kokosöl und 30 % Palmöl bei 5 % Überfettung verlangt der Rechner 144,1 g Natriumhydroxid und bei einer Lösung mit 33 % 292,6 g Wasser, das sind 29,3 % der Öle und ein Verhältnis von 2,03 : 1. Der Rechner zeigt alle drei nebeneinander, welche Angabe Sie auch eingegeben haben.

Die letzte Spalte gilt für 1000 g aus 40 % Olivenöl, 30 % Kokosöl und 30 % Palmöl bei 5 % Überfettung (144,1 g Natriumhydroxid), aus unserem Rechner.

100 g Natriumhydroxid25 %300 g · 3,00 : 1langsam; eher Asche und Schrumpfen28 %257 g · 2,57 : 130 %233 g · 2,33 : 133 %203 g · 2,03 : 1Voreinstellung, die goldene Mitte35 %186 g · 1,86 : 140 %150 g · 1,50 : 1weniger Wasser: dickt schneller an45 %122 g · 1,22 : 150 %100 g · 1,00 : 1Masterbatch; Kristalle < 12 °CDie alte Voreinstellung, Wasser mit 38 % der Öle, ergibt bei üblichen 14 % Lauge auf die Öle etwa eine Lösung mit 27 %.

Warum die Konzentration die bessere Stellgröße ist

Wasser in Prozent der Öle wandert mit dem Rezept. Die alte Voreinstellung von 38 % der Öle ergibt für eine reine Olivenölseife eine Laugenlösung mit 25,3 %, für die 40/30/30-Seife 27,5 % und für eine reine Kokosölseife 31,4 %, alle bei 5 % Überfettung, weil Kokosöl etwa 35 % mehr Lauge braucht als Olivenöl, gelöst in denselben 380 g Wasser. Die Konzentration beschreibt, worin sich die Lauge tatsächlich löst, und so verhalten sich 33 % in jedem Rezept ziemlich gleich.

Die Konventionen haben eine Geschichte. Dunn hat vier Bücher ausgewertet: Ann Bramsons Rezepte von 1972 kommen auf 25 bis 27 %, die von Susan Cavitch von 1997 meist auf genau 27 %, die von Robert McDaniel von 2000 auf 33 bis 38 % und Anne Watsons Ausgabe von 2007 auf 30 bis 37 %, im Schnitt 33 %. Er vermutet, dass die Rechner ihre Vorstellung von einer Standardwassermenge von den 26 bis 27 % der frühen Bücher haben. Cavitchs früheres Natural Soap Book (1995) passt ins Bild: Ihre Stücke nehmen 3 lb Wasser auf etwa 8 lb Öle, rund 37,5 % der Öle, was für ihre Grundseife etwa einer Lösung mit 26 % entspricht. Die Voreinstellung „volles Wasser“ von 38 % der Öle landet bei einem typischen Rezept an derselben Stelle, und sie ist eine Gewohnheit des Handwerks. Unser Rechner beginnt bei 33 %.

Eine reduzierte Wassermenge bedeutet meist, einen gewissen Prozentsatz weniger Wasser zu nehmen als die Voreinstellung eines Rechners, und das macht sie mehrdeutig: 10 % weniger als 38 % der Öle sind 34,2 % der Öle, was für die 40/30/30-Seife eine Lösung mit 29,6 % ist und für jedes andere Rezept etwas anderes. Wenn Sie ein Rezept weitergeben, nennen Sie die Konzentration.

Was mehr und weniger Wasser bewirken

Den klarsten Beleg liefert Dunns Studie von 2008 für die Handcrafted Soapmakers Guild. Er siedete dieselben Seifen dreimal, nur im Wasser verschieden, mit Laugenkonzentrationen von 50 %, 33,3 % und 25 %: Seifen aus Palm-, Kokos- und Olivenöl und eine Mischung aus vier Ölen. Der Seifenleim wurde durch Schütteln in einer Flasche gemischt, und jedes Stück wurde vier Stunden lang bei 60 °C (140 °F) gehalten, damit die Verseifung abschloss. Dann verfolgte er 60 Tage lang Feuchtigkeit, Härte und freies Alkali.

Andicken und Entmischung

Weniger Wasser dickte schneller an, was zu dem passt, was Watson und Faiola aus dem Handwerk berichten: Eine reduzierte Wassermenge verkürzt Ihre Arbeitszeit, deshalb ist mehr Wasser die übliche Wahl für feine Swirls und für Düfte, von denen man weiß, dass sie das Andicken beschleunigen. Seifenleim, der in der ersten Minute dick wird und sich dann entmischt, ist etwas anderes: falsches Andicken. Watson führt es darauf zurück, dass geschmolzenes Fett zu erstarren beginnt, wenn der Seifenleim unter seinen Arbeitsbereich abkühlt; die Stärke der Laugenlösung verursacht es nicht.

Mehr Wasser hat eine Grenze, die für die Sicherheit zählt. Dunns reine Olivenölseifen mit 33,3 % und 25 % wollten in seinem Versuchsaufbau nicht andicken, und als er sie trotzdem in Formen goss, entmischten sie sich: Eine kreidige, laugenlastige Schicht setzte sich am Boden ab, und unverseiftes Öl stieg nach oben. Seine Mischung aus vier Ölen, zu 39 % Olivenöl, entmischte sich bei 25 % ebenfalls merklich. Ein Stabmixer bringt Olivenöl schneller zum Andicken als seine geschüttelten Flaschen, aber die Lehre bleibt: Bei langsamen, olivenölreichen Rezepten kann viel Wasser Ihnen Stücke bescheren, die zum Teil Seife und zum Teil Lauge sind.

Festigkeit, Reifezeit und Schrumpfen

Stücke mit wenig Wasser kamen fester und trockener aus der Form. Beim Entformen enthielten die Palmölseifen 111, 200 und 273 Promille Wasser bei 50, 33,3 und 25 %. Die beiden nasseren Palmölseifen brauchten 14 und 31 Tage, um auf die Feuchtigkeit zu trocknen, mit der die wasserarme begonnen hatte, die Kokosölseifen 25 und 46 Tage. Dunns Faustregel aus dem Palmöl lautete: etwa zwei Wochen Reifezeit gespart mit jeder Stufe weniger Wasser. Der Abstand wird mit der Zeit kleiner. Nach 60 Tagen waren alle drei Palmölseifen sehr hart, auch wenn die nasseren Kokosölseifen noch merklich weicher waren, und Dunns Schluss war, dass wasserarme und wasserreiche Stücke am Ende auf dieselbe Härte zulaufen: Mit weniger Wasser sind Sie früher dort.

Wasser, das geht, ist Gewicht, das geht, und das ist das Schrumpfen und Verziehen, das Seifensieder bei wasserreichen Stücken sehen. Nach Dunns Feuchtigkeitswerten verlor die nasseste Palmölseife über die 60 Tage etwa ein Fünftel ihres Gewichts, die trockenste etwa 6 %.

Ein festeres Stück nach 24 Stunden hilft bei Einzelformen, wie Dunn anmerkt, und Faiola nennt eine um 5 bis 15 % reduzierte Wassermenge neben Natriumlactat und Einfrieren als Wege, Seife aus einer hartnäckigen Silikonform zu bekommen.

Asche, Glycerinflüsse und Stücke, die nicht fest werden

Sodaasche bildet sich dort, wo unverbrauchte Lauge an der Oberfläche auf Kohlendioxid aus der Luft trifft, und Faiolas Liste der Wege, sie zu verringern, enthält 5 bis 10 % weniger Wasser. Glycerinflüsse, die durchscheinenden Adern in gefärbter Seife, entstehen, wenn die Seife heiß läuft, und zeigen sich am stärksten, wenn Titandioxid oder Oxide darin sind; Soap Queen fügt hinzu, dass viel Wasser sie wahrscheinlicher macht. Nasse Chargen bleiben auch länger weich: Dunns Kokosölseife mit dem meisten Wasser brauchte 52 Tage, um die Härte zu erreichen, die seine wasserarme beim Entformen hatte. Die Anleitungen zu Sodaasche, Glycerinflüssen und weicher Seife gehen auf jeden dieser Fälle ein, und die Anleitung zur Gelphase behandelt, wie das Wasser verändert, wie sich ein Block erwärmt und geliert.

Zusammengefasst aus Dunns Studie von 2008, Watson, Faiola und Soap Queen. Die letzte Zeile ist Dunns Schluss, dass sich die Stücke angleichen.

Wie weit können Sie das Wasser reduzieren?

Die Untergrenze setzt, wie viel Lauge Wasser aufnehmen kann. Natriumhydroxid ist bei 20 °C mit etwa 52 % nach Gewicht gesättigt, das sind 108 g davon in 100 g Wasser (die International Chemical Safety Card nennt 109 g je 100 mL). Mit weniger Wasser kann sich ein Teil der Lauge nicht lösen, und feste Lauge, die in Seifenleim gerührt wird, hinterlässt ätzende Körnchen in den Stücken. Der Rechner prüft das, wann immer Sie die Lauge trocken abwiegen: Ist das Wasser, das mit der Lauge hineingeht, weniger als das Laugengewicht geteilt durch 1,08, zeigt er eine Gefahrenwarnung. Für die 144,1 g Natriumhydroxid der 40/30/30-Seife liegt dieses Minimum bei 133,4 g Wasser, einem Verhältnis von etwa 0,93 : 1.

In der Praxis ist die Untergrenze eine Lösung mit 50 %, 1 : 1 nach Gewicht, und selbst die liegt nah an der Kante: Das Handbuch von OxyChem nennt 12 °C (54 °F) als die Temperatur, bei der Natronlauge mit 50 % zu kristallisieren beginnt, das von Dow etwa 15 °C (60 °F). Eine Lösung mit 50 % ist in einem warmen Raum in Ordnung und in einer kalten Garage nicht.

Sie lesen vielleicht, dass sich Lauge in weniger als 1,5 Teilen Wasser nicht löst. Sie tut es doch: 1,5 : 1 ist eine Lösung mit 40 %, bequem innerhalb dessen, was Wasser bei Raumtemperatur aufnimmt. Letcavage und Buck, die die Rezepte in ihrem Anfängerbuch auf 2,5 Teile Wasser stützen (eine Lösung mit 28,6 %), setzen die Untergrenze bei 2 Teilen an, „or you may end up with undissolved pockets of lye in your soap“. Beide Untergrenzen sind vorsichtig: Bei 20 °C löst Wasser mehr als sein eigenes Gewicht an Lauge. Dunn siedete einwandfreie Seife mit 50 %, fand an wasserarmer Seife nichts Gefährliches und meint, dass Seifensieder mit kleinen Chargen bis zu dieser Konzentration experimentieren können. Dort oben kommt das Andicken allerdings sehr schnell. Die Rezepte in seiner Auswertung liegen alle zwischen 25 und 38 %, und unser Rechner kennzeichnet Lösungen über 40 % als stark und unter 25 % als verdünnt.

Stärkere Lösungen werden beim Ansetzen auch heißer. Beim Lösen von Natriumhydroxid wird Wärme frei, und mit weniger Wasser, das sie aufnimmt, steigt die Temperatur der Lösung höher. Die Anleitung zur Wärme beim Seifensieden nennt Zahlen zur Temperatur der Laugenlösung; die praktische Regel lautet, starke Lauge langsam und unter Rühren in einem hitzebeständigen Gefäß zuzugeben.

Mit Masterbatch arbeiten

Ein Masterbatch ist Lauge, die vorab in bekannter Stärke gelöst wurde, meist mit 50 %: gleiche Gewichte Natriumhydroxid und destilliertes Wasser. Er erspart das Warten, bis eine frische Lösung abgekühlt ist, und die trockene Lauge wird viel seltener geöffnet. Dunn siedete alle Seifen seiner Wasserstudie aus einem einzigen Vorrat mit 50 %.

Die Seife ändert sich nicht. Der Rechner ermittelt weiterhin Lauge und Wasser des Rezepts und teilt sie dann auf: Der abzuwiegende Masterbatch ist die Lauge ÷ (Stärke ÷ 100), und das zusätzliche Wasser ist das reine Wasser des Rezepts abzüglich des Wassers, das schon in der Lösung steckt. Für die 40/30/30-Seife mit einer Lösung von 33 % sind das 288,2 g Masterbatch mit 50 %, die 144,1 g Natriumhydroxid und 144,1 g Wasser enthalten, plus 148,5 g zusätzliches Wasser. Wählen Sie im Abschnitt Lauge unter Lauge abwiegen als die Option Masterbatch und geben Sie die Stärke ein; das Rezept nennt dann die Lösung und das zusätzliche Wasser. Ist Ihr Vorrat schwächer als die eigene Konzentration des Rezepts, sagt der Rechner das, denn das lässt sich mit keiner Menge zusätzlichen Wassers beheben. Bei Mischlauge enthält der Masterbatch das Natriumhydroxid, und das Kaliumhydroxid wird trocken abgewogen.

Ein Masterbatch mit 50 %, der zu kalt gelagert wurde. Die Flüssigkeit über den Kristallen hat nicht mehr 50 %, sie lässt sich also erst abwiegen, wenn sie erwärmt und wieder vollständig gelöst ist.

Andere Flüssigkeiten als Wasser

Milch, Bier, Kaffee, Tee und Säfte können einen Teil des Wassers oder das ganze Wasser ersetzen. Der Rechner zählt das Wasser, das sie mitbringen, sodass Vollmilch, die zu etwa 88 % aus Wasser besteht, je 100 g 88 g des Rezeptwassers liefert, und er zeigt nur das reine Wasser an, das noch fehlt. Auch das Milchfett wird gezählt, als zusätzliche Überfettung. Ersetzen Sie das ganze Wasser der 40/30/30-Seife durch 332 g Vollmilch, in der die Lauge gelöst wird, und die tatsächliche Überfettung steigt von 5 % auf etwa 6 %. Unsere Seife mit Ziegenmilch, Hafer und Honig arbeitet so, mit der Milch zu Würfeln gefroren, damit die Lauge sie nicht verbrennt.

Wann die Flüssigkeit hineinkommt, ist so wichtig wie ihre Menge. Die Lauge löst sich nur in der Flüssigkeit, die mit ihr hineinkommt; eine Flüssigkeit, die bis zum Andicken zurückbehalten wird, macht die Laugenlösung also stärker als die Konzentration des Rezepts. Ersetzen Sie die Hälfte des Wassers der 40/30/30-Seife durch Milch, die beim Andicken zugegeben wird, und die Lauge löst sich in 146,3 g Wasser, eine Lösung mit 49,6 %; der Rechner warnt, dass sie heiß und stark wird. Behalten Sie die ganze Flüssigkeit zurück, warnt er, dass sich die Lauge überhaupt nicht lösen kann. Unsere Seife mit Buttermilch und Honig behält absichtlich etwa 40 % ihrer Flüssigkeit als Buttermilch zurück, sodass ihre Lauge in einer stärkeren Lösung beginnt als den 27 %, die das ganze Rezept ergibt. Anne-Marie Faiolas Pure Soapmaking macht es in mehreren Rezepten genauso: Die gesamte Flüssigkeit bleibt bei etwa einem Drittel des Ölgewichts, und die Hälfte davon kommt bei dünnem Andicken als warme Milch, aufgebrühter Tee oder Püree hinein. In ihrer Buttermilchseife bleibt die Lauge so in einer Lösung von etwa 45 %. Wie sie betont, ist das keine reduzierte Wassermenge: Am Ende kommt dasselbe Wasser hinein, also stellt sich keiner der Vorteile einer Reduzierung ein, weder ein härteres Stück noch eine kürzere Reifezeit.

Wie sich jede Flüssigkeit verhält, sobald Lauge auf sie trifft, von verbrannter Milch bis zu schäumendem Bier, steht in der Anleitung zu Flüssigkeiten und der Anleitung zu Milchseife.

Eine Konzentration wählen

Beginnen Sie bei 33 %: Damit dickt der Seifenleim in einem Tempo an, das ein Anfänger bewältigen kann, und die Seife reift in angemessener Zeit. Gehen Sie in Richtung 28 bis 30 %, wenn ein Design Zeit braucht oder ein Duft bekanntermaßen beschleunigt, außer das Rezept besteht überwiegend aus Olivenöl; unsere Bastille-Seife mit viel Olivenöl geht den anderen Weg, zu 35 %, damit eine weiche Seife fest wird. Gehen Sie in Richtung 35 bis 40 % für festeres Entformen aus Einzelformen, weniger Sodaasche und eine kürzere Reifezeit, und nehmen Sie dafür schnelleres Andicken in Kauf. Was Sie auch wählen, schreiben Sie es als Konzentration auf und lassen Sie den Rechner Gramm daraus machen.