Jak zrobić mydło do golenia: kwas stearynowy, NaOH z KOH i gęsta piana

Kostka mydła do kąpieli i krążek mydła do golenia powstają w ten sam sposób, z tłuszczów i zasady, ale są zbudowane do przeciwnych zadań. Mydło do kąpieli ma się szybko pienić i łatwo spłukiwać. Mydło do golenia ma budować pianę z drobnych, ciasno upakowanych pęcherzyków, która trzyma kształt na twarzy przez cały czas golenia, pozostaje wilgotna i pozwala ostrzu się ślizgać. Odpowiadają za to trzy rzeczy: kwas stearynowy, mieszanka dwóch zasad i starannie ustawione przetłuszczenie.

Czego potrzebuje piana do golenia

Dawne podręczniki mydlarskie ujmują to dobrze. Thomssen w 1922 roku chciał piany „ciężkiej, kremowej, ale nie gumowatej”, która „pozostaje wilgotna, gdy utworzy się na twarzy”, z mydła „obojętnego lub prawie obojętnego, aby zasada nie piekła podczas golenia”. Simmons i Appleton w 1908 roku wymagali „obfitej, kremowej piany, która jest trwała”, a tę trwałość znajdowali w mydle potasowym.

Taką pianę dają mydła długich, prostych, nasyconych kwasów: palmitynowego i stearynowego. Rozpuszczają się powoli i utrzymują drobne, gęste pęcherzyki, które nie opadają. Thomssen wyróżnił kwas stearynowy jako źródło „niewysychającej kremowej piany, tak bardzo pożądanej”, a stearynian potasu uznał za idealne mydło do golenia, pod warunkiem że wpracuje się w nie coś bardziej miękkiego. Samo mydło stearynowe nie daje jednak dość dużej piany, więc dodaje się olej kokosowy dla jego szybkich, większych pęcherzyków: Harry’s Cosmeticology, od dawna podstawowe źródło wiedzy o chemii kosmetycznej, podaje dla kremów do golenia na pianę około trzech części kwasu stearynowego na jedną część kwasów tłuszczowych oleju kokosowego, a Thomssen, pisząc ponownie w 1936 roku, chciał 20 do 25 % oleju kokosowego w mydle do golenia. Olej rycynowy stabilizuje pianę.

Wskaźnik kremowej piany w naszym kalkulatorze to suma kwasów palmitynowego, stearynowego i rycynolowego. Opisane niżej mydło do golenia ma w nim 57, a w twardości 66, czyli więcej, niż przewidują zakresy dla kostek do kąpieli. Te zakresy opisują dobrą kostkę do mycia ciała; mydło do golenia ma z założenia wykraczać poza nie.

Kwas stearynowy i dlaczego tak szybko tężeje

Handlowy kwas stearynowy to nie czysty kwas stearynowy. Potrójnie prasowany gatunek, który kupują mydlarze, to mniej więcej w połowie kwas stearynowy (C18), a w połowie palmitynowy (C16): biała, woskowa substancja stała o temperaturze krzepnięcia (titre) 55 do 57 °C. Pełną specyfikację podaje strona kwasu stearynowego.

W garnku liczy się to, że kwas stearynowy jest wolnym kwasem tłuszczowym, a nie tłuszczem. W oleju kwasy tłuszczowe są związane z glicerolem i ług musi je odszczepić: to powolna reakcja, która wymaga najpierw wymieszania oleju i ługu w emulsję. Wolnego kwasu nie trzeba odszczepiać. Wodorotlenek po prostu go neutralizuje, a takie przeniesienie protonu należy do najszybszych reakcji w chemii. Dunn ujmuje różnicę w dwóch zdaniach: mydło z oleju powstaje od jednej do czterech godzin, a mydło z kwasu tłuszczowego w kilka sekund. Mydło z kwasu stearynowego jest stałe w temperaturze znacznie wyższej od pokojowej, więc bogata w nie masa gęstnieje przy pierwszym kontakcie. Failor, która używa kwasu stearynowego w mydle przezroczystym, roztapia go i dodaje osobno, gdy reszta dojdzie do śladu, bo wmieszany do olejów może zważyć partię w kilka chwil. Reakcję szczegółowo omawia poradnik o chemii zmydlania.

Dlatego tak wiele mydła do golenia robi się metodą na gorąco. W wolnowarze masa może tężeć tak szybko, jak chce: mieszasz ją, gotujesz, aż ług się zużyje, i wciskasz do puszek, póki jest gorąca i miękka. Dla mieszanki tak bogatej w kwasy stearynowy i palmitynowy, 49 % w naszym przepisie, uwagi do metody w kalkulatorze mówią to samo: przy metodzie na zimno miej formę w gotowości i mieszaj ręcznie.

Jest jeszcze jedna konsekwencja. Tłuszcz podczas zmydlania daje glicerynę, bo uwalnia się glicerol, na którym był zbudowany; wolny kwas tłuszczowy daje zamiast niej wodę. W naszym przepisie 200 g kwasu stearynowego nie daje w ogóle gliceryny, a 300 g olejów daje jej około 35 g, 4 % partii. To jeden z powodów, dla których do kremów do golenia od dawna dodaje się glicerynę.

Sód, potas i podział między nimi

Mydła sodowe są twarde; mydła potasowe są miękkie i łatwiej się rozpuszczają. Mydło do golenia potrzebuje trochę jednych i drugich: tyle mydła sodowego, by krążek trzymał kształt w puszce, i tyle mydła potasowego, by wilgotny pędzel nabrał piany w kilku obrotach. Proporcję podaje się jako część zmydlania wykonaną przez wodorotlenek potasu, a nie jako udział masy, bo gram KOH robi mniej niż gram NaOH: potrzeba 56,1 g KOH, by zrobić to, co robi 40,0 g NaOH.

Nasze mydło do golenia, 500 g olejów przy przetłuszczeniu 4 %, z wodą w ilości 45 % masy olejów, według naszego kalkulatora. KOH jest ważony przy czystości 90 %, jaką mają zwykle płatki z handlu.

Nie ma jednego właściwego udziału. „W mydle do golenia potas jest składnikiem koniecznym i niezbędnym” – pisał Lamborn w 1918 roku, ale opublikowane receptury zawierały go w bardzo różnych ilościach:

Wyliczone z liczb podanych w każdym źródle (u Thomssena z jego tabeli stężeń ługu), przy liczeniu cząsteczek zasady, bo tak liczy udział KOH kalkulator. Kremy do golenia Thomssena z 1922 roku powstają wyłącznie na ługu potasowym.

Niższe udziały dają twardszy, trwalszy krążek, który wymaga dłuższego ładowania; wyższe dają bardziej miękkie mydło, które szybko ładuje pędzel, a na górnym końcu zakresu raczej krem niż krążek. Nasz przepis używa 40 %, co daje twardy krążek, który nadal szybko się ładuje; nasze stearynowe mydło do golenia, rozpisane z pełną metodą, używa 50 % dla krążka, który ładuje się szybciej.

Poradnik o NaOH, KOH i obu ługach razem wyjaśnia chemię tego podziału i stojące za nim obliczenia.

Przetłuszczenie, na którym można polegać

Mydło do golenia spienia się na skórze, po której za chwilę przejdzie ostrze, więc wolna zasada ma tu większe znaczenie niż gdziekolwiek indziej. Fabryki Thomssena nie ufały samym obliczeniom: sprawdzały każdą partię, dodawały roztopiony kwas stearynowy, aż test wykazał odczyn obojętny, a w przypadku kremu do golenia dodawały go dalej, „aż uzyska się 3 % nadmiaru”. W 1936 roku Thomssen radził przetłuszczać mydło do golenia „najlepiej kwasem stearynowym, tak aby mydło zawierało 2 lub 3 procent wolnego kwasu tłuszczowego”, a Harry’s podaje 3 do 5 % dla kremów do golenia na pianę. W domu margines musi pochodzić głównie z ustawionego przez ciebie przetłuszczenia, a uszczuplają go dwie niepewności.

Pierwsza to oleje. W opublikowanych zakresach liczb zmydlania olejów z naszego przepisu przetłuszczenie 3 % mogłoby w najgorszym razie spaść do 0,7 %, dlatego jego strona używa 4 %, przy których najgorszy przypadek to 1,7 %. Nasze mydło do golenia typu croap spadłoby przy 2 % do −0,1 %, czyli stałoby się mydłem, które może zawierać wolną zasadę, więc ono również używa 4 %, przy których najgorszy przypadek to 2,0 %. Druga niepewność to wodorotlenek potasu. Płatki sprzedaje się w czystości od około 85 do 95 %, a kalkulator przyjmuje 90 %, chyba że podasz inną wartość. Jeśli twoje płatki mają w rzeczywistości 95 %, udział KOH 40 % przy nominalnym przetłuszczeniu 4 % daje około 1,9 %.

Odczytaj więc czystość z etykiety lub certyfikatu swojego KOH i wpisz ją, a przetłuszczenie utrzymuj na poziomie 4 % lub wyższym; przy 5 % oddajesz trochę twardości za wygodny margines. Poradnik o przetłuszczeniu wyjaśnia zakres niepewności, a poradnik o pH mydła testy, które warto zrobić na gotowym mydle.

Gliceryna, lanolina i glinka

Gliceryna utrzymuje wilgotność piany na twarzy. Kremy do golenia zawierają jej bardzo dużo: pierwsza receptura kremu Thomssena to wagowo w około jednej piątej gliceryna, mydło kremowe Fishera zawiera 156 g gliceryny na 538,5 g tłuszczów, a Harry’s dopuszcza w kremie do 15 %. Dla pieniącego się sztyftu do golenia Harry’s podaje 5 do 10 % glicerolu. Oleje z naszego przepisu same dają około 35 g, 4 % świeżej partii, więc łyżka lub dwie wmieszane po gotowaniu w zupełności wystarczą. Za dużo gliceryny sprawia, że każde mydło jest lepkie i poci się w wilgotnym powietrzu (Failor).

Lanolina jest ceniona w mydle do golenia za odczucie na skórze, ale to wosk, a nie tłuszcz: głównie estry steroli i alkoholi o długich łańcuchach, i jak ujął to Lamborn, „bardzo trudna do zmydlenia”; farmakopea mierzy jej liczbę zmydlania dopiero po czterech godzinach gotowania. Gdy wliczysz ją do ługu, część ługu odważonego na lanolinę może nie znaleźć niczego, z czym mogłaby przereagować, co po cichu zmniejsza przetłuszczenie. W metodzie na gorąco dodaj ją po gotowaniu i oznacz w kalkulatorze jako olej dodawany po gotowaniu; kalkulator pominie ją wtedy przy obliczaniu ługu i policzy jako przetłuszczenie: 10 g lanoliny wmieszane po gotowaniu podnosi przetłuszczenie naszego przepisu z 4 do 4,9 %. Używaj jej oszczędnie. W pilonych mydłach toaletowych Simmons i Appleton ograniczali środki przetłuszczające, takie jak lanolina, do 6 do 8 uncji na cetnar, czyli znacznie poniżej 1 %, a artykuł o kremach do golenia z 1955 roku w piśmie branżowym ostrzega, że za dużo lanoliny psuje pianę.

Glinka nadaje pianie poślizg, dzięki któremu ostrze sunie. Corley Barto dodaje 2 łyżeczki bentonitu do swojego mydła do golenia, na partię 453 g olejów. Wymieszaj glinkę najpierw z odrobiną wody, żeby nie tworzyła grudek, i wmieszaj ją po gotowaniu.

Przepis: mydło do golenia metodą na gorąco

To nasze mydło do golenia na 500 g olejów, w którym 40 % zmydlania wykonuje wodorotlenek potasu. Daje 814,1 g mydła, zanim gotowanie odparuje jakąkolwiek wodę, czyli tyle, ile trzeba na siedem lub osiem puszek po 100 g.

Przetłuszczenie 4 %, woda w ilości 45 % masy olejów. Twardość 66, oczyszczanie 18, pielęgnacja 32, obfita piana 27, kremowa piana 57: poza zakresami dla kostek do kąpieli, celowo.

Metoda to metoda na gorąco, z kilkoma punktami specyficznymi dla kwasu stearynowego:

1. Przygotuj roztwór ługu. W goglach chroniących przed rozpryskami, rękawicach i z długimi rękawami wmieszaj oba wodorotlenki do 225 g wody po trochu, zawsze ług do wody, i zostaw roztwór do ostygnięcia, gdy roztapiasz tłuszcze.
2. Roztop tłuszcze na gorąco. Roztop razem kwas stearynowy, olej kokosowy i masło shea w wolnowarze, a potem dodaj oliwę i olej rycynowy. Utrzymuj mieszankę znacznie powyżej temperatury krzepnięcia kwasu stearynowego, 55 °C, bo inaczej zacznie krystalizować, zanim trafi do niej ług.
3. Dodaj ług i pozwól masie się zważyć. Wlewaj roztwór ługu równym strumieniem, cały czas mieszając. Masa niemal od razu gęstnieje w pastę. To kwas stearynowy zamienia się w mydło, a nie nieudana partia.
4. Gotuj do końca. Przykryj i gotuj na niskim ustawieniu, co jakiś czas mieszając, aż cała masa będzie półprzezroczysta jak wazelina, bez nieprzejrzystych miejsc.
5. Wykończ po zdjęciu z grzania. Zostaw do lekkiego przestygnięcia, a potem wmieszaj glicerynę, zawiesinę glinki, lanolinę odłożoną na po gotowaniu i zapach. Zapach dodaje się, gdy mydło ma poniżej około 82 °C, bo inaczej duża jego część odparuje.
6. Wciśnij do puszek. Nakładaj gorące mydło łyżką do puszek lub słoików, mocno je dociskając, żeby usunąć pęcherze powietrza, i postukaj każdym pojemnikiem o blat. Wygładź wierzch i zostaw bez przykrycia do ostygnięcia.
7. Pozwól im wyschnąć. Zostaw puszki otwarte na cztery do sześciu tygodni, zanim je zamkniesz: mydło robione metodą na gorąco ma jeszcze wodę do oddania, a w tym czasie twardnieje i lekko się kurczy.

Ugotowane mydło do golenia jest półprzezroczyste i sztywne jak wazelina. Mocno wciskaj je do puszek: pęcherze powietrza zamieniają się w dziury w krążku.

W czasach Thomssena fabryki robiły sztyfty do golenia i mydło do miseczki przez pilowanie: mydło suszono, walcowano na cienkie wstęgi i prasowano, co daje gęsty, gładki krążek. Domowa wersja to zetrzeć dojrzałe mydło do golenia, roztopić je z odrobiną wody i wcisnąć do puszek; technikę opisuje poradnik o przetapianiu mydła.

Croap: miękki koniec zakresu

Podnieś udział potasu i ilość kwasu stearynowego, dodaj więcej wody, a mydło do golenia zamieni się w croap, coś pomiędzy kremem (cream) a mydłem (soap): dość miękki, by nabierać go pędzlem, a wciąż dość sztywny, by stał w pojemniku. Nasze mydło do golenia typu croap to 50 % kwasu stearynowego, a 60 % zmydlania wykonuje w nim wodorotlenek potasu, przy przetłuszczeniu 4 % i z większą ilością wody niż w krążku. Mydło kremowe Fishera idzie dalej, do około trzech czwartych potasu, a ubijanie i dojrzewanie najbardziej miękkich z tych mydeł omawia poradnik o mydle kremowym.