Água no sabonete: concentração da soda, desconto de água e solução-mãe

A água não participa da saponificação. Ela dissolve a soda para que a soda alcance os óleos, e depois a maior parte dela sai da barra durante a cura. Kevin Dunn observou que é por isso que um “desconto de água” não tem de onde descontar: a soda tem uma quantidade quimicamente correta para um dado conjunto de óleos, a água não tem. O que a água tem são efeitos. Ela muda a velocidade com que a massa chega ao traço, a firmeza do bloco no dia seguinte, o tempo que as barras levam para curar e quanto elas encolhem. Este guia trata desses efeitos, do limite físico de quão pouca água você pode usar e da solução-mãe.

Uma quantidade de água, três jeitos de escrevê-la

Os saboeiros indicam a água de três jeitos, e os três descrevem os mesmos gramas:

• Água em porcentagem dos óleos: 1000 g de óleos a 38 % quer dizer 380 g de água.
• Concentração da soda: a soda como parte da solução de soda, soda ÷ (soda + água). Uma solução a 33 % tem 33 g de soda em cada 100 g de solução.
• Proporção água:soda: 2 : 1 quer dizer o dobro do peso da soda em água.

A concentração e a proporção se convertem diretamente, porque as duas dizem respeito só à soda: uma proporção de r para 1 é uma concentração de 100 ÷ (1 + r) %. A porcentagem dos óleos precisa da receita, porque depende de quanta soda os óleos pedem. Para 1000 g de 40 % de azeite de oliva, 30 % de coco e 30 % de palma com 5 % de superfat (superengorduramento), a calculadora pede 144,1 g de hidróxido de sódio e, numa solução a 33 %, 292,6 g de água, o que dá 29,3 % dos óleos e uma proporção de 2,03 : 1. A calculadora mostra os três lado a lado, seja qual for o que você digitou.

A última coluna é 1000 g de 40 % de azeite de oliva, 30 % de coco e 30 % de palma com 5 % de superfat (144,1 g de hidróxido de sódio), pela nossa calculadora.

100 g de hidróxido de sódio25 %300 g · 3,00 : 1lento; mais cinza e encolhimento28 %257 g · 2,57 : 130 %233 g · 2,33 : 133 %203 g · 2,03 : 1nosso padrão, o meio-termo usual35 %186 g · 1,86 : 140 %150 g · 1,50 : 1desconto de água: acelera o traço45 %122 g · 1,22 : 150 %100 g · 1,00 : 1solução-mãe; cristaliza < 12 °CA água a 38 % dos óleos, o velho padrão, dá uma solução de uns 27 % numa receita típica, em que a soda é 14 % dos óleos.

Por que a concentração controla melhor

A água em porcentagem dos óleos varia com a receita. O velho padrão de 38 % dos óleos dá uma solução de soda a 25,3 % para um sabão de azeite de oliva puro, 27,5 % para a barra 40/30/30 e 31,4 % para um sabão de coco puro, todos com 5 % de superfat, porque o óleo de coco pede cerca de 35 % mais soda que o azeite de oliva, dissolvida nos mesmos 380 g de água. A concentração descreve aquilo em que a soda de fato se dissolve, então 33 % se comporta mais ou menos igual em qualquer receita.

As convenções têm uma história. Dunn analisou quatro livros: as receitas de Ann Bramson, de 1972, dão de 25 a 27 %, as de Susan Cavitch, de 1997, quase todas exatamente 27 %, as de Robert McDaniel, de 2000, de 33 a 38 %, e as da edição de 2007 de Anne Watson, de 30 a 37 %, com média de 33 %. Ele sugere que os 26 a 27 % dos primeiros livros são a origem da ideia, nas calculadoras, de uma quantidade padrão de água. O livro anterior de Cavitch, Natural Soap Book (1995), segue o padrão: as barras dela levam 3 lb de água para cerca de 8 lb de óleos, uns 37,5 % dos óleos, o que, para a barra base dela, é uma solução de cerca de 26 %. O padrão de “água completa”, 38 % dos óleos, cai no mesmo lugar para uma receita típica, e é um hábito do ofício. A nossa calculadora começa em 33 %.

Um “desconto de água” em geral quer dizer usar uma certa porcentagem a menos de água que o padrão de uma calculadora, o que o torna ambíguo: 10 % a menos sobre 38 % dos óleos dá 34,2 % dos óleos, o que para a barra 40/30/30 é uma solução a 29,6 %, e algo diferente para cada outra receita. Quando você compartilhar uma receita, informe a concentração.

O que mais água e menos água fazem

A evidência mais clara é o estudo de Dunn de 2008 para a Handcrafted Soapmakers Guild. Ele fez os mesmos sabões três vezes, mudando só a água, com concentrações de soda de 50 %, 33,3 % e 25 %: sabões de palma, de coco e de azeite de oliva e uma mistura de quatro óleos. A massa foi misturada sacudindo-a numa garrafa, e todas as barras foram mantidas a 60 °C (140 °F) por quatro horas para terminar de saponificar. Depois ele acompanhou a umidade, a dureza e o álcali livre por 60 dias.

Traço e separação

Menos água chegou ao traço mais rápido, o que bate com o que Watson e Faiola relatam do ofício: um desconto de água encurta o seu tempo de trabalho, então mais água é a escolha habitual para swirls elaborados e para fragrâncias conhecidas por acelerar o traço. Uma massa que engrossa no primeiro minuto e depois se separa é outra coisa: falso traço. Watson atribui isso à gordura derretida, que começa a firmar quando a massa esfria abaixo da faixa de trabalho; a força da solução de soda não é a causa.

Mais água tem um limite que importa para a segurança. Os sabões de azeite de oliva puro de Dunn, a 33,3 % e a 25 %, não chegaram ao traço na montagem dele e, quando ele os pôs na forma mesmo assim, se separaram: uma camada calcária e carregada de soda assentou no fundo e o óleo não saponificado subiu ao topo. A mistura de quatro óleos, com 39 % de azeite de oliva, também mostrou uma separação visível a 25 %. Um mixer leva o azeite de oliva ao traço mais rápido do que as garrafas sacudidas dele, mas a lição continua valendo: as receitas lentas e ricas em azeite são aquelas em que muita água pode deixar você com barras que são parte sabão e parte soda.

Firmeza, cura e encolhimento

As barras com pouca água saíram da forma mais firmes e mais secas. Ao desenformar, os sabões de palma tinham 111, 200 e 273 partes por mil de água a 50, 33,3 e 25 %. Os dois sabões de palma mais molhados levaram 14 e 31 dias para secar até a umidade com que o de pouca água começou, e os sabões de coco levaram 25 e 46 dias. A regra prática de Dunn, a partir do óleo de palma, foi de cerca de duas semanas de cura poupadas a cada degrau a menos de água. A diferença diminui com o tempo. Aos 60 dias, os três sabões de palma estavam muito duros, embora os sabões de coco mais molhados ainda estivessem visivelmente mais moles, e a conclusão de Dunn foi que as barras com pouca e com muita água caminham para a mesma dureza no fim: menos água leva você até lá mais cedo.

A água que sai é peso que sai, e esse é o encolhimento e o empenamento que os saboeiros veem nas barras com muita água. Pelos números de umidade de Dunn, o sabão de palma mais molhado perdeu cerca de um quinto do peso ao longo dos 60 dias, e o mais seco, cerca de 6 %.

Uma barra mais firme com 24 horas ajuda nas formas de cavidades, como Dunn observa, e Faiola põe um desconto de água de 5 a 15 % ao lado do lactato de sódio e do congelamento entre os jeitos de tirar o sabão de uma forma de silicone teimosa.

Cinza, rios e barras que não firmam

A cinza de soda se forma onde a soda que não reagiu, na superfície, encontra o gás carbônico do ar, e a lista de Faiola de jeitos de reduzi-la inclui usar de 5 a 10 % menos água. Os rios de glicerina, os veios translúcidos no sabonete colorido, vêm do sabão que esquenta muito e aparecem mais com dióxido de titânio ou óxidos; a Soap Queen acrescenta que muita água os torna mais prováveis. Os lotes molhados também continuam moles por mais tempo: o sabão de coco com mais água de Dunn levou 52 dias para chegar à dureza que o de pouca água tinha ao desenformar. Os guias de cinza de soda, de rios de glicerina e de sabonete mole tratam de cada um, e o guia da fase gel mostra como a água muda o jeito como um bloco esquenta e passa pelo gel.

Resumo do estudo de Dunn de 2008, de Watson, de Faiola e da Soap Queen. A última linha é a conclusão de Dunn de que as barras convergem.

Até onde você pode reduzir a água?

O limite é dado por quanta soda a água consegue reter. O hidróxido de sódio satura em cerca de 52 % em peso a 20 °C, o que dá 108 g dele em 100 g de água (a International Chemical Safety Card indica 109 g por 100 mL). Com menos água que isso, parte da soda não consegue se dissolver, e a soda sólida misturada à massa deixa grãos cáusticos nas barras. A calculadora confere isso sempre que você pesa a soda sólida: se a água que entra com a soda for menor que o peso da soda dividido por 1,08, ela mostra um aviso de perigo. Para os 144,1 g de hidróxido de sódio da barra 40/30/30, esse mínimo é de 133,4 g de água, uma proporção de cerca de 0,93 : 1.

Na prática, o limite é uma solução a 50 %, 1 : 1 em peso, e mesmo essa fica perto da borda: o manual da OxyChem dá 12 °C (54 °F) como a temperatura em que a soda cáustica a 50 % começa a cristalizar, e o da Dow dá cerca de 15 °C (60 °F). Uma solução a 50 % vai bem num cômodo quente, e não numa garagem fria.

Você pode ler por aí que a soda não se dissolve em menos de 1,5 parte de água. Dissolve: 1,5 : 1 é uma solução a 40 %, bem dentro do que a água retém em temperatura ambiente. Letcavage e Buck, que baseiam as receitas do livro delas para iniciantes em 2,5 partes de água (uma solução a 28,6 %), põem o limite em 2 partes, senão, avisam, podem ficar bolsões de soda não dissolvida no sabão, “or you may end up with undissolved pockets of lye in your soap”. Os dois limites são cautelosos: a 20 °C, a água dissolve mais que o próprio peso de soda. Dunn fez sabão bom a 50 % e não encontrou nada de perigoso no sabão com pouca água, e sugere que os saboeiros podem experimentar até essa concentração com lotes pequenos. Lá em cima, porém, o traço vem muito rápido. As receitas da análise dele ficam todas entre 25 e 38 %, e a nossa calculadora marca as soluções acima de 40 % como fortes e abaixo de 25 % como diluídas.

As soluções mais fortes também esquentam mais ao serem feitas. Dissolver hidróxido de sódio libera calor e, com menos água para absorvê-lo, a solução sobe mais. O guia do calor dá números para a temperatura da solução de soda; a regra prática é acrescentar a soda devagar a uma solução forte, mexendo, num recipiente resistente ao calor.

Solução-mãe

Uma solução-mãe é soda dissolvida com antecedência numa concentração conhecida, em geral 50 %: pesos iguais de hidróxido de sódio e água destilada. Ela poupa a espera de uma solução nova esfriar, e a soda sólida é aberta muito menos vezes. Dunn fez todos os sabões do estudo dele sobre a água a partir de uma única solução-mãe a 50 %.

O sabonete não muda. A calculadora continua calculando a soda e a água da receita, e depois as divide: a solução-mãe a pesar é a soda ÷ (concentração ÷ 100), e a água extra é a água pura da receita menos a água que já está na solução. Para a barra 40/30/30 numa solução a 33 %, são 288,2 g de solução-mãe a 50 %, com 144,1 g de hidróxido de sódio e 144,1 g de água, mais 148,5 g de água extra. Na seção Soda, escolha Em solução-mãe em Pesar a soda e informe a concentração; a receita passa a listar a solução e a água extra. Se a sua solução-mãe for mais fraca que a concentração da própria receita, ela avisa, porque nenhuma quantidade de água extra resolve isso. Com soda mista, a solução-mãe leva o hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio é pesado sólido.

Uma solução-mãe a 50 % guardada fria demais. O líquido acima dos cristais já não está a 50 %, então não pode ser pesado até ser aquecido e totalmente dissolvido de novo.

Outros líquidos além da água

Leite, cerveja, café, chá e sucos podem substituir parte da água ou toda ela. A calculadora conta a água que eles trazem, então o leite integral, que tem cerca de 88 % de água, fornece 88 g da água da receita a cada 100 g, e ela mostra só a água pura que ainda falta. A gordura do leite também é contada, como superfat extra. Substitua toda a água da barra 40/30/30 por 332 g de leite integral dissolvido com a soda, e o superfat efetivo sobe de 5 % para cerca de 6 %. A nossa barra de leite de cabra, aveia e mel funciona assim, com o leite congelado em cubos para que a soda não o queime.

O momento em que o líquido entra importa tanto quanto a quantidade. A soda se dissolve só no líquido que entra com ela, então um líquido guardado até o traço deixa a solução de soda mais forte que a concentração da receita. Substitua metade da água da barra 40/30/30 por leite adicionado no traço e a soda se dissolve em 146,3 g de água, uma solução a 49,6 %; a calculadora avisa que ela fica quente e forte. Guarde todo o líquido para depois e ela avisa que a soda não consegue se dissolver de jeito nenhum. A nossa barra de leitelho e mel guarda de propósito cerca de 40 % do líquido, o leitelho, para depois, então a soda dela começa numa solução mais forte que os 27 % a que a receita inteira chega. Pure Soapmaking, de Anne-Marie Faiola, faz o mesmo em várias receitas: o líquido total fica perto de um terço do peso dos óleos, e metade dele entra no traço fino, como leite morno, chá passado ou purê. No sabonete de leitelho dela, isso deixa a soda numa solução de cerca de 45 %. Como ela observa, isso não é um desconto de água: a mesma água entra até o fim, então nenhum dos benefícios de um desconto, uma barra mais dura e uma cura mais rápida, acontece.

O comportamento de cada líquido quando a soda o encontra, do leite queimado à cerveja que espuma, está no guia de líquidos e no guia de sabonete de leite.

Como escolher uma concentração

Comece em 33 %: o traço vem num ritmo que um iniciante consegue acompanhar e a cura leva um tempo razoável. Vá para 28 a 30 % quando um desenho precisar de tempo ou uma fragrância for conhecida por acelerar, a menos que a receita seja quase toda azeite de oliva; a nossa barra bastela rica em azeite vai no sentido contrário, para 35 %, para ajudar um sabão mole a firmar. Vá para 35 a 40 % para desenformar mais firme das formas de cavidades, ter menos cinza de soda e uma cura mais curta, aceitando um traço mais rápido. Escolha o que escolher, anote como concentração, e deixe a calculadora transformá-la em gramas.