Sapone liquido fatto in casa con la potassa: dalla pasta alla diluizione

Il sapone liquido è vero sapone fatto con idrossido di potassio invece che con idrossido di sodio, cotto fino a una pasta densa e poi sciolto in acqua. Richiede più pazienza di una saponetta e numeri esatti due volte: una per la potassa e una per la diluizione, perché il sapone finito è soprattutto acqua. Questa guida dà il metodo con un lotto di esempio, spiega cosa fa il calcolatore di diluizione e guarda da vicino il passaggio che quasi tutte le ricette aggiungono senza dire perché: la neutralizzazione.

Perché il sapone liquido ha bisogno del potassio

Una molecola di sapone è la stessa catena di acido grasso qualunque sia l’alcali che l’ha formata; cambia solo il partner. I saponi di sodio cristallizzano mentre si raffreddano, ed è così che una saponetta fa presa. I saponi di potassio sono molto più solubili, quindi un sapone di potassio si scioglie in un liquido limpido e resta tale a temperatura ambiente. Il manuale di Thomssen del 1922 descrive il sapone liquido come niente più che un sapone di potassa sciolto in acqua, ed è ancora tutta la definizione. La guida a NaOH, KOH e soda mista mette a confronto i due alcali.

Gli oli si comportano più o meno come in una saponetta, con una domanda in più: quanto sarà denso il sapone, e se si può renderlo più denso.

• L’olio di cocco e gli altri oli laurici fanno schiuma in fretta e si sciolgono limpidissimi, ma danno un sapone fluido che il sale addensa a fatica.
• L’olio d’oliva, il girasole alto oleico e gli altri oli ricchi di acido oleico fanno meno schiuma e danno un sapone più delicato e più denso, che il sale addensa facilmente.
• L’olio di ricino dà un sapone molto limpido che si addensa comunque con il sale.
• Palma, sego, burro di cacao e gli altri grassi ricchi di acido palmitico e stearico danno un sapone velato, perché i loro saponi di potassio cristallizzano mentre si raffredda. Thomssen escludeva il sego dal sapone liquido limpido proprio per questo.

Fisher presenta la scelta come schiuma contro corpo: soprattutto olio di cocco per un dispenser schiumogeno, soprattutto oli liquidi per un sapone che si versa come quello del commercio. Le tre ricette qui sotto stanno tra le due. Altre due sono scritte per intero con il procedimento: il nostro sapone liquido per le mani al cocco, per metà cocco, e il nostro sapone di Castiglia liquido, tutto oliva.

Acido oleico dal profilo degli acidi grassi che il calcolatore dà per ciascuna ricetta. Classic Bells trova che il sale addensa bene un sapone liquido solo quando circa metà dei suoi acidi grassi è oleico, quindi tra queste è il sapone per il corpo quello che ha più probabilità di addensarsi con il sale.

Due numeri diversi da quelli di una saponetta

La purezza dell’idrossido di potassio

L’idrossido di sodio si vende quasi puro. L’idrossido di potassio no: la valutazione dell’OCSE indica il prodotto industriale come KOH al 91 % circa con l’8 % di acqua, e le scaglie di solito sono etichettate al 90 %. Il calcolatore presuppone il 90 % se non lo cambi, e divide il fabbisogno puro per 0,9 per darti il peso delle scaglie. Lascia l’impostazione al 100 % con scaglie al 90 % e alla pasta manca un decimo di potassa: unta, torbida e lenta ad arrivare al nastro. Una ricetta che non indica la purezza è scritta solo a metà. Il sapone liquido di Grosso in The Everything Soapmaking Book pesa 177 g (6,25 oz) di idrossido di potassio per 766 g (27 oz) di olio di cocco, di ricino e di jojoba: nel nostro calcolatore è uno sconto soda (sovragrassaggio) del 3,1 % se le scaglie sono pure, del 12,8 % con le comuni scaglie al 90 %, molto più olio libero di quanto un sapone limpido possa reggerne. Inserisci il valore indicato sulla tua etichetta, e tieni chiuso il barattolo. L’idrossido di potassio sottrae acqua e anidride carbonica all’aria, quindi un barattolo lasciato aperto pesa più della potassa che contiene.

Sconto soda

Una saponetta porta qualche punto percentuale di olio non reagito come cuscinetto. Nel sapone liquido quell’olio non ha dove andare: non si scioglie nella soluzione di sapone, quindi si vede come velatura o come pellicola in superficie. Per questo il sapone liquido si fa con uno sconto soda dallo 0 al 3 %. Con l’idrossido di potassio, il calcolatore aggiunge una nota tra il 3 e il 4 % e un avviso sopra il 4 %. La guida allo sconto soda spiega da dove viene questa convenzione.

Perché non sempre lo 0 %? Perché la quantità di potassa è buona solo quanto gli indici di saponificazione su cui si basa, e gli oli veri variano dentro i loro intervalli pubblicati. Fatto allo 0 %, il nostro sapone liquido per il corpo potrebbe avere qualunque valore tra il 3,1 % di alcali in eccesso e il 2,9 % di olio in eccesso, secondo il controllo degli intervalli del calcolatore. Al 3 % il caso peggiore è ancora un soffio sotto lo zero, e il calcolatore lo segnala. Al 3,5 %, mezzo punto sopra l’intervallo abituale, il caso peggiore è lo 0,5 % e il migliore il 6,3 %: la ricetta non può più venire con alcali in eccesso, ed è questo che rende inutile la neutralizzazione. Ecco perché la pagina del sapone per il corpo, il lotto di esempio e i nostri due saponi liquidi scritti per intero usano tutti il 3,5 %, e la nota del calcolatore è il prezzo di quel margine.

L’acqua in quel link pesa tre volte l’idrossido di potassio, una soluzione al 25 %, la stessa proporzione della pasta di Fisher. Le pagine delle ricette nella tabella qui sopra danno alla pasta più acqua, quanto il peso degli oli, il che dà una pasta più morbida e più lenta ad arrivare al nastro. Funzionano entrambe, perché la diluizione tiene conto di tutta l’acqua che la pasta contiene già.

Fare la pasta

Un sapone di potassio non arriva al nastro come una saponetta. La pasta si addensa, poi si fluidifica e si separa, poi torna con l’aspetto di un purè di patate o di una densa composta di mele, a volte ripetutamente, prima di rapprendersi finalmente in una pasta densa e opaca che si allunga come una caramella mou e che il frullatore riesce appena a muovere. Quello è il nastro del sapone liquido, ed è lì che comincia la cottura. Grosso descrive la pasta come lattiginosa e opaca fin dall’inizio, eppure fluida, finché non si addensa tutta d’un colpo, con grosse bolle che salgono mentre si rassoda, quindi tieni d’occhio il frullatore. Usa una pentola da quattro a cinque volte il volume del lotto: il sapone di potassa ricco di cocco si gonfia mentre saponifica, e Thomssen dimensionava le sue caldaie in quel modo per la stessa ragione.

Il nastro del sapone liquido: una pasta densa e opaca che si allunga come una caramella mou. Da qui si cuoce finché non diventa traslucida.

1. Pesa tutto. Passa la ricetta nel calcolatore con la purezza indicata sull’etichetta del tuo idrossido di potassio, poi pesa gli oli nella pentola a cottura lenta, l’idrossido di potassio in un contenitore asciutto e l’acqua distillata in una brocca resistente al calore. Per il lotto di esempio sono 150 g di olio di cocco, 225 g di olio d’oliva, 75 g di olio di ricino, 50 g di olio di girasole alto oleico, 111,6 g di idrossido di potassio e 334,7 g di acqua.
2. Prepara la soluzione caustica. In un posto ventilato, con occhiali e guanti, aggiungi l’idrossido di potassio all’acqua poco alla volta e mescola finché non si è sciolto. Si scalda moltissimo e sfrigola mentre entra. Lascia raffreddare la soluzione sotto gli 82 °C (180 °F).
3. Scalda gli oli. Porta gli oli a 65–71 °C (150–160 °F) nella pentola a cottura lenta al minimo.
4. Frulla fino al nastro. Versa la soluzione caustica negli oli e frulla a impulsi. Continua oltre i falsi nastri e le separazioni finché la pasta non si rapprende nella massa densa, opaca e gommosa. La pasta di Fisher, fatta solo con oli liquidi, ci ha messo dai 30 ai 40 minuti ad arrivarci.
5. Cuoci finché non diventa traslucida. Copri la pentola e lasciala al minimo. Controlla dopo 15-20 minuti e di nuovo 15-20 minuti dopo, rimescolando il liquido che si è separato, poi mescola ogni 30-45 minuti. La pasta diventa dorata e traslucida; a quella di Fisher sono servite da 2 a 3 ore per diventare traslucida in tutta la massa.
6. Fai la prova in acqua bollente. Sciogli 28 g (1 oz) di pasta in 59 ml (2 fl oz) di acqua bollente e lascia raffreddare. Limpida o appena velata significa che la pasta è pronta. Lattiginosa, o con una pellicola che galleggia in superficie, significa un’altra ora di cottura e una seconda prova. Una pasta che resta lattiginosa anche dopo probabilmente aveva più olio di quanto la sua potassa potesse prendere; è comunque sapone, ma diluita resterà torbida.
7. Pesa la pasta. Spegni, lascia raffreddare la pasta e pesala tutta. Peserà meno degli ingredienti, perché una parte dell’acqua se n’è andata come vapore, e per la diluizione serve il valore reale.
8. Diluiscila a peso. Calcola l’acqua con il calcolatore di diluizione, come spiegato più avanti. Aggiungine calda la maggior parte alla pasta, o alla parte di pasta che vuoi usare, e rompi i grumi con delicatezza senza montare schiuma. Copri e lascia riposare per qualche ora o per una notte, e aggiungi il resto solo se il sapone è ancora troppo denso una volta tornato a temperatura ambiente.
9. Fai decantare, profuma e imbottiglia. Lascia riposare il sapone diluito per una o due settimane, poi travasa il sapone limpido lasciando l’eventuale deposito. Prova una fragranza su un piccolo campione prima di profumare tutto il lotto, e imbottiglia il sapone in contenitori puliti.

La prova di cottura. Una pasta pronta si scioglie limpida o appena velata (a sinistra); una non ancora pronta resta lattiginosa e ha bisogno di un’altra ora.

Diluire: quanta acqua

La diluizione è il punto in cui le ricette di sapone liquido smettono di andare d’accordo, perché «una parte di pasta» non significa niente finché non sai quanta acqua la pasta contiene già. Il calcolatore di diluizione del sapone liquido prende quattro numeri: il peso della pasta dopo la cottura, gli oli del lotto, l’idrossido di potassio puro, cioè le scaglie pesate moltiplicate per la loro purezza (111,6 g al 90 % sono 100,4 g), e la concentrazione che vuoi. Conta come sapone gli oli più l’idrossido di potassio puro, perché la saponificazione conserva la massa: il sapone e la glicerina pesano quanto pesavano il grasso e l’idrossido. Tutto il resto della pasta lo considera acqua, e ti dà l’acqua da aggiungere: il sapone diviso per la concentrazione voluta, meno la pasta. Il calcolatore del sapone liquido fa entrambe le metà in un solo posto: la potassa e l’acqua della pasta a partire dagli oli, poi l’acqua da aggiungere una volta pesata la pasta, con un controllo sulla possibilità che il tuo sconto soda dia alcali in eccesso.

Supponi che il lotto di esempio pesi 920 g una volta cotto. I suoi 600,4 g di sapone ne fanno una pasta al 65 %. Al 20 % diventa 3002 g di sapone liquido, quindi gli servono 2082 g di acqua.

Solo punti di partenza: sono gli oli a decidere quanto viene denso un sapone a una data concentrazione.

Aggiungi l’acqua calda; va bene anche bollente. Una pasta si scioglie in ore e per gran parte del tempo sembra ostinatamente grumosa, quindi lasciala per una notte prima di decidere che serve più acqua. Tieni da parte l’ultimo decimo, perché un sapone venuto troppo fluido non si può correggere, mentre uno un po’ troppo denso si sistema in un minuto. Giudicalo a temperatura ambiente, perché il sapone liquido si addensa, e può intorbidarsi, mentre si raffredda. Usa acqua distillata per la diluizione oltre che per la pasta: l’osservazione di Thomssen che l’acqua dura forma saponi insolubili, che si depositano come sedimento, vale ancora. Non devi nemmeno diluirla tutta in una volta. La pasta si conserva in un barattolo chiuso (Fisher e Grosso la tengono in frigorifero), quindi diluisci solo quella che userai presto.

Grosso diluisce con un peso d’acqua pari a quello della pasta, portata a ebollizione e poi fatta sobbollire scoperta per 15-30 minuti, senza mai allontanarsi, perché una pentola coperta trabocca. Per la sua ricetta questo dà un sapone concentrato, circa un terzo di sapone secondo i conti del calcolatore di diluizione, e lei trova che per un dispenser schiumogeno serva più diluito.

Perché si intorbida, e come schiarirlo

Fisher, come molti saponai, lascia riposare il sapone diluito da una a due settimane perché la velatura si depositi, poi travasa il sapone limpido in un’altra bottiglia. Chi fa sapone liquido a volte chiama questo riposo «sequestering», sequestro, il che crea confusione, perché per un chimico sequestrare significa legare il calcio e il magnesio dell’acqua dura con un chelante come il citrato di sodio. Aiutano entrambi: il riposo toglie quello che si è già formato, e un chelante impedisce fin dall’inizio che i minerali dell’acqua dura formino patina. Le fabbriche di Thomssen andavano oltre, raffreddando il sapone liquido e filtrandolo a freddo, così che tutto ciò che tendeva a cristallizzare lo facesse prima dell’imbottigliamento. La guida all’acqua dura spiega la patina.

Neutralizzare: cosa fanno davvero borace e acido citrico

Molte ricette di sapone liquido finiscono «neutralizzando» il sapone con borace o acido citrico. Fisher incorpora due cucchiai di una soluzione di 28 g di borace in 113 g di acqua calda per ogni 454 g (1 lb) di pasta, ragionando che il sapone liquido si fa con lo 0 % di sconto soda e che l’eventuale alcali in eccesso va tamponato. Alcune ricette, soprattutto le più vecchie, andavano oltre ed erano progettate con un piccolo eccesso di alcali, che poi bisognava neutralizzare (Classic Bells). Che tutto questo serva a qualcosa dipende da una sola domanda: nella pasta c’è alcali in avanzo?

Il sapone non si può rendere neutro

Una soluzione di vero sapone è alcalina, pH 9-10 circa, perché il sapone è il sale di un acido debole e di una base forte: in un’indagine indiana, 53 dei 64 saponi da bagno misuravano tra 9 e 10 (la guida al pH del sapone spiega perché alcuni saponi danno valori più alti). Quell’alcalinità appartiene al sapone stesso, non all’alcali libero. Gli acidi grassi trattengono il loro potassio solo fino a pH 8-10 circa. Kanicky e Shah hanno misurato il loro pKa apparente, il pH al quale metà è sapone e metà acido libero, a 10,15 per l’acido stearico, 9,85 per l’oleico, 9,24 per il linoleico e 8,28 per il linolenico. Spingi il pH di un sapone liquido verso 7 e una parte sempre maggiore torna acido grasso libero, che non si scioglie, così il sapone si intorbida e poi si separa. L’unica cosa che un neutralizzante può togliere utilmente è l’idrossido che gli oli non hanno mai usato.

Borace

Sciolto, il borace diventa una miscela in parti uguali di acido borico e borato, ed è per questo che una soluzione di borace si usa per tarare i pHmetri: il NIST certifica una soluzione da 0,01 mol/kg a pH 9,195 a 25 °C. La metà acido borico può prendere idrossido, circa 0,29 g di idrossido di potassio per ogni grammo di borace (due idrossidi per ogni unità formula del decaidrato, che pesa 381,37 g/mol). Quindi il borace assorbe un piccolo eccesso di alcali, e non può portare il sapone molto sotto pH 9, perché è esso stesso un tampone a 9,2. La dose di Fisher, qualche grammo di borace per 454 g di pasta, può assorbire un paio di grammi di idrossido di potassio: una quantità sensata per un piccolo eccesso, e inutile senza. In una pasta senza alcali in avanzo non ha niente di utile da fare. La sua metà acido borico sottrae invece un po’ di potassio al sapone, e come sale addensa alcuni saponi, quelli ricchi di cocco secondo l’esperienza di Fisher, e ne intorbida o separa altri (Classic Bells).

C’è anche un motivo legale per lasciarlo fuori. L’acido borico e i borati, borace compreso, sono nell’elenco delle sostanze vietate nei prodotti cosmetici nell’UE, dove li ha inseriti il Regolamento (UE) 2019/1966, e in Gran Bretagna, che ha mantenuto le stesse voci. Il Canada ammette l’acido borico e i suoi sali fino al 5 %, con avvertenze in etichetta. Un sapone liquido venduto nell’UE o in Gran Bretagna non può contenere borace in nessuna quantità.

Acido citrico

L’acido citrico è un vero acido: ogni grammo della polvere anidra neutralizza 0,88 g di idrossido di potassio, o 0,62 g di idrossido di sodio, che è il valore che usa il calcolatore quando l’acido citrico va in una saponetta. Se una pasta ha alcali in avanzo, l’acido citrico lo toglie, e il citrato di potassio che si forma aiuta perfino contro l’acqua dura. Una volta finito l’alcali in avanzo, però, l’acido comincia a prendere il potassio dal sapone stesso e lascia dietro di sé acido grasso libero. È sconto soda per un’altra strada, e porta la velatura e la pellicola unta che uno sconto soda basso doveva evitare. Classic Bells riporta lo stesso effetto con il bicarbonato di sodio, che nel sapone si comporta da acido debole.

Quando vale la pena farlo

Solo quando la pasta ha davvero alcali in avanzo: una ricetta calcolata allo 0 % o quasi, idrossido di potassio più puro del valore che hai inserito, o un errore di pesata. Comincia dai numeri. Il controllo degli intervalli del calcolatore ti dice se la ricetta potrebbe dare alcali in eccesso, e se hai dubbi sulle tue scaglie la guida a NaOH e KOH mostra come misurarne la purezza con l’acido citrico. Testare la pasta stessa è più difficile. La fenolftaleina, l’indicatore che diventa rosa in ambiente alcalino, colora un sapone acquoso che contenga o no alcali libero. Thomssen avvertiva nel 1922 che in un sapone con molta acqua la dissociazione del sapone stesso può farlo diventare rosa «in spite of the fact the mass is on the acid side», e scioglieva i suoi campioni in alcol, dove l’indicatore risponde solo all’alcali libero. La guida al pH del sapone spiega quel metodo e i suoi limiti. Se una pasta risulta davvero con alcali in eccesso, il rimedio più pulito è quello del saponificio: incorporarvi cuocendo un po’ d’olio in più, pesato con il calcolatore, così che l’alcali in avanzo diventi altro sapone. Thomssen correggeva proprio così il sapone molle troppo alcalino. Meglio ancora, calcola fin dall’inizio con un piccolo sconto soda, come fa il lotto di esempio, e il passaggio sparisce.

Addensare

Il sapone di potassio diluito è per natura fluido, e quanto può diventare denso dipende soprattutto dagli oli. Senza un addensante sintetico, ci sono due modi per dargli corpo: usare meno acqua, o aggiungere sale.

Il sale agisce sulla forma delle micelle del sapone, gli aggregati che le molecole di sapone formano in acqua. In presenza di sale, l’oleato di potassio costruisce micelle lunghe e filiformi che si aggrovigliano in una rete e rendono il liquido denso ed elastico; è un sistema che i chimici fisici studiano proprio per questo comportamento (Molchanov e colleghi). Corrisponde a quello che vedono i saponai: il sale addensa i saponi ricchi di acido oleico e fa poco per quelli ricchi di cocco, e Fisher ha trovato che l’acqua salata poteva portare un sapone di oli liquidi quasi a un gel.

Prepara una soluzione di sale al 20 %: Fisher scioglie 28 g di sale in 113 g di acqua calda. Provala su un campione di 100 g di sapone prima di salare tutto il lotto. Aggiungila al sapone a temperatura ambiente a piccole dosi, partendo da circa lo 0,2 % di sale sul peso del sapone (1 g di soluzione per 100 g di sapone), mescola delicatamente e aspetta un’ora prima di giudicare, perché l’addensamento richiede tempo per svilupparsi. Fermati appena una dose non cambia più niente o il sapone diventa più fluido: oltre il picco, altro sale lo rende di nuovo fluido. Classic Bells colloca l’intervallo utile tra lo 0,2 e il 2 % di sale.

Il sale da cucina è quello che usa la maggior parte dei saponai, Fisher e Classic Bells compresi. Scambia però una parte del potassio del sapone con il sodio, ed è così che i vecchi saponai trasformavano il sapone molle di potassa in sapone duro di soda (Thomssen), e i saponi di sodio sono quelli meno solubili. Se il sale ti intorbida il sapone, il cloruro di potassio addensa senza aggiungere sodio.

Anche la fragranza cambia la densità. Fisher prova ciascuna incorporando mezzo cucchiaino in 85 g (3 oz) di sapone tiepido e aspettando mezz’ora, perché alcune fragranze addensano il sapone, alcune lo rendono più fluido e alcune lo intorbidano. La fluidificazione ha una causa probabile: nello studio sull’oleato di potassio, aggiungere un idrocarburo ritrasformava le micelle filiformi in sfere e riduceva la viscosità fino a quattro-cinque ordini di grandezza. Per cominciare, profuma allo 0,5-1 % del sapone finito (Classic Bells; Fisher arriva al 2 %), e vedi la guida al profumo nel sapone per i limiti.

Tenere pulito il sapone diluito

La pasta è per circa due terzi sapone e si conserva bene in un barattolo chiuso. Il sapone diluito è per quattro quinti acqua, e tutto ciò che è soprattutto acqua può far crescere batteri e muffe una volta che ci entrano. Gli studi sui dispenser di sapone liquido mostrano quanto sia facile. Circa un dispenser a ricarica sfusa su quattro nei bagni pubblici è risultato contaminato, e in una scuola primaria lavarsi con il sapone di quei dispenser ha moltiplicato per 26 i batteri Gram-negativi sulle mani di alunni e personale (Zapka e colleghi). Negli hotel tedeschi era contaminato il 70 % dei dispenser a pompa ricaricabili contro l’11 % di quelli non ricaricabili, e la via d’ingresso si è rivelata la valvola di sfiato della pompa (Lucassen e colleghi). Nessuno dei due studi riguardava il sapone di potassa fatto a mano. Il vero sapone si conserva in parte da solo, ma tanto meno quanto più è diluito (Classic Bells), e un pH alto non è un conservante.

• Diluisci solo con acqua distillata. Miele, aloe, latte, birra e qualsiasi altra cosa contenga zuccheri, amido o proteine nutrono i microbi (Classic Bells).
• Lava e asciuga flaconi e pompe prima di riempirli. Non rabboccare mai un flacone mezzo vuoto; svuotalo, lavalo e riempilo di nuovo.
• Conserva la pasta, e diluiscine un po’ alla volta.
• Se vendi sapone liquido, ha bisogno di un conservante che funzioni a pH 9-10, e pochi lo fanno, quindi controlla l’intervallo di pH dichiarato dal tuo fornitore; un challenge test sul sapone finito è il modo per dimostrare che funziona. La guida alla valutazione della sicurezza spiega cosa comporta nell’UE e nel Regno Unito.

Grattugiare una saponetta nell’acqua non è la stessa cosa

Molte ricette vendute come «sapone liquido naturale» grattugiano una saponetta comprata nell’acqua calda, o diluiscono un sapone liquido comprato. Così si scioglie il sapone di qualcun altro invece di farne, e il sapone di sodio non resta sciolto senza problemi: Classic Bells ha provato miscele del genere e le ha trovate utilizzabili da qualche giorno a una o due settimane prima che la densità cambiasse, e Grosso ha ottenuto una miscela viscida e appiccicosa che si è separata quasi subito ed è seccata in una crosta. Un sapone versabile che resti versabile deve essere un sapone di potassio, e questo significa fare la pasta.

Il sapone di potassa diluito solo in parte, o per niente, appartiene alla famiglia dei saponi molli e dei saponi in crema della guida al sapone in crema.