重點摘要
- 皂化會放熱。皂條會變得多熱,取決於模具、起始溫度、水量、油脂以及加了什麼添加物。
- 甘油河紋這個名稱其實取錯了。凝膠期後緩慢冷卻,讓皂自行分成不透明與半透明的區塊,而色粉(尤其是二氧化鈦)會讓它們顯現出來。
- 龜裂、外星人腦紋和火山都是過熱造成的。糖分、牛奶、酒精、會升溫的香氛和過度保溫是常見原因。
- 熱隧道是過熱的皂心留下的平滑孔洞。
- 想減少甘油河紋,就少用水,並在凝膠期後讓皂條快速冷卻。想減少熱,就降低打皂溫度、少保溫。
冷製皂會自己產生熱,包裹保溫的模具裡,一條皂能保留的熱量多得驚人。這篇指南中大多數的問題都來自這股熱,不是升得太高,就是退得太慢。只要整批沒有油水分離,它們都只是外觀問題;一旦知道皂條的溫度由什麼決定,就比較容易預防。
熱從哪裡來
有兩個步驟會放熱。把氫氧化鈉溶進水裡,會讓溶液迅速升溫;而皂化反應本身也是放熱反應,所以皂液入模後,皂條還會持續升溫好幾個小時。在大型、包裹保溫的模具裡,熱累積得比散失得快,皂就會進入凝膠期:從中心往外,顏色變深、變得半透明。Soap Queen 說凝膠中的皂條溫度最高可達約82°C(180°F),Anne-Marie Faiola 則說會比入模溫度高出22至33°C(40至60°F)。
凝膠不是融化。Kevin Dunn 指出它是純皂相(neat soap),一種由皂和水構成的液晶相,皂分子排列成整齊的層狀,但仍可以彼此滑動。它對成品皂沒有害處:在他的試驗中,經過凝膠與未經凝膠的皂,硬度和鹼度都相同,只是泡水時吸水的情形不同。
Dunn 的測量顯示了決定皂條溫度高低的因素:
- 模具。大塊的皂條能保住熱,一格一格的多孔模則會散熱。
- 起始溫度。油脂和鹼水越溫熱,最高溫越高。
- 水量。水多的皂在中等溫度就會凝膠;水少的皂要等溫度很高才會凝膠。
- 油脂。飽和脂肪皂化得比較快,可能讓最高溫上升。
- 香氛與添加物。有些會加速反應、提高最高溫。糖分是典型的例子:牛奶、蜂蜜、果泥、果汁、啤酒和葡萄酒都會讓一批皂更熱。
水量的影響是雙向的,所以相關建議聽起來常常互相矛盾。水多會讓皂條在較低溫度就凝膠,因此容易出現甘油河紋和某些龜裂;水少則會加快皂化,Classic Bells 的 DeeAnna Rouse 指出,椰子油、棕櫚核仁油或巴巴蘇油比例高的皂,如果水太少,出了名地容易過熱、龜裂,甚至溢出模具。看水量時,要和油脂與打皂溫度一起考慮。
甘油河紋
甘油河紋是在原本不透明的皂裡,出現半透明、看起來像水漬的紋路、雲霧狀斑塊或龜裂狀花紋。在用二氧化鈦調白的皂裡最容易看到。
用二氧化鈦調白的皂裡出現的甘油河紋。
這個名稱會誤導人,Classic Bells 解釋了原因:甘油並沒有分離出來。皂是不同種類皂的混合物。來自飽和脂肪的硬脂酸鈉和棕櫚酸鈉,會在皂條從凝膠期降溫時先凝固,凝固後是不透明的;油酸鈉則保持液態較久,凝固後呈半透明。如果皂條冷卻得慢,這兩者就有時間各自聚集成肉眼看得見的區塊。1911年版的 Encyclopaedia Britannica(大英百科全書)描述了工廠製造的「大理石紋皂」(mottled soap)中的同一種現象;當時的製皂者會刻意為熱皂上色,讓它在框模中慢慢冷卻來做出這種皂:硬脂酸鹽和棕櫚酸鹽「形成半結晶的固體,而油酸鹽凝固得較慢,自行形成半透明的紋路」(form a semi-crystalline solid, while the oleate, solidifying more slowly, comes by itself into translucent veins)。色粉會讓花紋顯現,因為它在兩者之間分布得不均勻。Simmons 和 Appleton 在1908年的手冊中,提出由此而來的工廠守則:緩慢冷卻時,大理石紋皂會長出大結晶,形成「清晰而粗獷的斑紋」(a distinct bold mottle);冷卻太快,則只有「細小的斑紋,或根本沒有斑紋」(a small mottle, or no mottle at all)。因此大理石紋皂會倒進木製框模、加蓋讓它慢慢冷卻,其他皂則用鐵製框模,透明皂則倒進窄框模中快速冷卻。
Soap Queen 則把甘油河紋解釋為皂太熱時甘油凝結所致。她提出的成因和解決方法都一樣,所以就做皂而言,哪一種解釋才對並不太重要。
容易出現甘油河紋的情況:
- 凝膠後緩慢冷卻。高溫打皂、過度保溫、電熱墊或烤箱。Rouse 說,用低濃度鹼水做冷製皂再放進烤箱加熱,是「養出一大片龜裂紋和甘油河紋的好方法」(a good way to grow a nice crop of crackles and rivers)。
- 水量較多。Rouse 發現,鹼水濃度33%以上時不太會凝膠,31%以下時則容易得多,因為水多的皂在較低溫度就會凝膠。
- 水分不均勻。入模前沒有把皂液刮下來拌勻,或是把用水分散的色粉只加進部分皂液。
- 二氧化鈦。最容易顯現甘油河紋的色粉,用水分散時更是如此。
- 會升溫的香氛。Soap Queen 建議查看供應商的說明。
甘油河紋不會改變皂的使用效果;Rouse 說它們對性能基本上沒有影響。Soap Queen 補充,如果紋路很粗或集中在皂的某一部分,那個部分可能比其他地方軟。
預防方法:
- 少用水。鹼水濃度33%或更高,並把所有水分來源都算進去:EDTA 或檸檬酸鹽溶液、用水分散的色粉、果泥。Soap Queen 建議減水10%以上。
- 把皂液拌勻。入模前刮下鍋壁的皂液並充分攪拌。
- 用油分散二氧化鈦,不要用水或甘油。Soap Queen 把1茶匙色粉混入1大匙輕質油中。Rouse 自己的照片顯示,她用甘油調二氧化鈦調白的那部分皂,整片都出現了斑紋。
- 決定要不要凝膠,然後貫徹到底。要避免凝膠,就把打皂溫度降低約5°C(10°F),或在室溫下打皂,並把模具放進冷凍庫24小時。要凝膠,就讓皂條完全凝膠,再快速冷卻:把模具放在架子上讓空氣能從底下流通,再用電扇吹,不用冰箱也能做到。
調色指南對二氧化鈦和其他色粉有更詳細的說明。
少量的水也有影響。常見的三油配方在鹼水濃度33%時,1000 g 油脂需要292.6 g 水。在31%時(凝膠和甘油河紋都容易得多),需要320.8 g:只多了大約兩大匙。
在計算器中開啟龜裂與外星人腦紋
皂條頂面出現一道裂痕,或表面像大腦一樣起皺、隆起,表示皂太熱了。Modern Soapmaking 這樣解釋裂痕:頂面已經凝固,內部還在升溫,熱和膨脹的皂被困在底下,頂面就裂開讓它們出來。外星人腦紋是同樣的熱發生在已經完全凝膠的皂條上,表面隨著膨脹而扭曲起皺。
外星人腦紋:完全凝膠、過熱的皂條,頂面扭曲起皺,皂往上頂的地方裂開。
常見原因:
- 高溫打皂。Soap Queen 發現,鹼水和油脂在60°C(140°F)以上混合時,頂面就會龜裂。
- 保溫過度。蓋好幾條毯子、電熱墊一直開著、房間很溫暖。
- 糖分。牛奶、蜂蜜、果泥、果汁、啤酒和葡萄酒。也要看一下牛奶盒上的成分:Anne-Marie Faiola 提醒,市售牛奶中添加的糖,可能讓皂「像舒芙蕾一樣」膨出模具。
- 硬油和植物脂比例高。Soap Queen 舉出可可脂、乳油木果脂和芒果脂;Faiola 發現可可脂超過油脂的15%時,可能導致龜裂。
- 噴太多酒精。正如 Modern Soapmaking 提醒的,噴得濕透的頂面會乾燥變硬,蓋在仍在升溫的皂上。
- 一大批倒進同一個模具。Anne Watson 指出,大批量倒進單一模具可能過熱,因為用手持攪拌棒時,留在皂液裡的熱比過去手工攪拌時多。
發生時:拿掉保溫物,把模具墊高讓空氣從底下流通,再用電扇吹。裂痕常常會自己合回去;趁皂還軟的時候,可以戴著手套用刮刀把它壓合,因為皂又熱又具腐蝕性。Soap Queen 處理剛冷卻的皂的裂痕時,會噴酒精、蓋上保鮮膜再輕輕摩擦。否則就等皂變硬後再修整或刨平頂面。動手前先做一項檢查:Susan Miller Cavitch 把鹼量過多列為龜裂的原因之一,所以如果皂摸起來刺激,先檢測,再歸咎於溫度。
下一次:降低打皂溫度、少保溫,含糖的批次要保持低溫(見下表)。Modern Soapmaking 會在入模後把保鮮膜貼在皂液表面,等皂開始凝膠再拿掉,讓頂面保持柔軟;容易過熱的配方就別這樣做。
火山
如果頂面裂開後熱還在持續累積,膨脹的皂就會從裂縫往上推,甚至溢出模具邊緣。糖分是常見原因:Soap Queen 舉的例子是椰奶皂和南瓜泥皂。我們的椰奶皂和羊奶燕麥蜂蜜皂靠著把奶冷凍、在約30°C打皂並讓模具保持低溫,來避免這個問題。
戴上手套和護目鏡,用刮刀把溢出的皂舀進備用模具,再把皂條移到陰涼的地方。火山一旦開始,外觀通常已經救不回來,目標是保住能用的皂、把場面控制在小範圍。大多數火山皂凝固後仍然沒有問題。如果皂條油水分離,上層是油、下層是又硬又像粉筆的一層,就把它當作鹼過量處理:見油水分離。
熱隧道
熱隧道是皂條中間內壁平滑的孔洞或通道,出現在皂心溫度最高的地方。Soap Queen 列出的常見成因有某些香精和精油、蜂蠟、蜂蜜、可可脂和牛奶,解決方法是讓鹼水和油脂的溫度降低約8°C(15°F),保溫最多只蓋一條毛巾。這樣的皂可以正常使用。
熱隧道是長條形、內壁平滑、位於中央的,通常出現在還有其他過熱跡象的皂條裡。散布在皂塊中的小圓孔是氣泡;而裡面有液體或結晶的空洞又是另一回事:要把它當作可能的鹼水囊處理,如問題排解指南所述。
控制一批皂的溫度
| 批次 | 做法 |
|---|---|
| 牛奶、蜂蜜、糖、水果、啤酒或葡萄酒 | 把液體冷藏或冷凍,在32–38°C(90–100°F)或更低溫度打皂,不保溫,並把模具放進冰箱冷藏或冷凍24小時 |
| 會升溫的香氛 | 降低打皂溫度、少保溫;先看供應商的說明 |
| 硬油和植物脂比例高 | 降低打皂溫度,減少保溫 |
| 椰子油、棕櫚核仁油或巴巴蘇油比例高 | 不要減水減太多 |
| 想要完全凝膠又不龜裂 | 中等溫度,蓋一條毛巾。如果用電熱墊,Soap Queen 會在30分鐘後檢查,皂太熱就關掉;Faiola 則會留意是否出現龜裂、冒泡或皂往上隆起 |
| 矽膠模 | 像 Faiola 一樣在49°C(120°F)以下打皂:在矽膠模裡過熱的皂,脫模後表面可能坑坑洞洞 |
| 鹽皂 | 不保溫:Alicia Grosso 發現鹽皂自己就會產生大量的熱 |
| 不想要甘油河紋 | 鹼水濃度33%或更高,然後要嘛不凝膠,要嘛凝膠後快速冷卻 |
| 大批量 | 分裝到幾個模具 |
凝膠期指南說明什麼時候該促進凝膠、什麼時候該阻止;溫度指南用數字說明熱從哪裡來;牛奶皂指南則介紹最低溫的做法,適合那些一遇熱糖分就會焦化的批次。
試試這些皂方
所有配方資料來源
這些來源的說明在英文頁面上,保留當初與各文件核對過的原文。
- Time and Temperature in Soapmaking . Kevin M. Dunn, lecture to the Handcrafted Soapmakers Guild , 2009.
- Soap (the section on mottled soap) . Encyclopaedia Britannica, 11th edition , 1911.
- Crackling, streaking, and mottling (aka glycerin rivers) . DeeAnna Rouse, Classic Bells .
- Full water and other drippy myths . DeeAnna Rouse, Classic Bells .
- Explaining and Preventing Glycerin Rivers . Soap Queen (Bramble Berry) , 2019.
- All About Gel Phase . Soap Queen (Bramble Berry) , 2019.
- Heat Tunnels and the Solution . Soap Queen (Bramble Berry) , 2011.
- Troubleshooting: Volcano Soap and Soap Cracked on Top . Kenna Cote, Modern Soapmaking .
- Sodium hydroxide solution: reactivity profile . NOAA CAMEO Chemicals (citing Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards, 1995) .
- Soap Crafting . Anne-Marie Faiola, Storey Publishing , 2013.
- Smart Soapmaking . Anne L. Watson, Shepard Publications , 2013.
- The Handbook of Soap Manufacture . W. H. Simmons and H. A. Appleton, Scott, Greenwood & Son (Project Gutenberg edition) , 1908.
- Pure Soapmaking . Anne-Marie Faiola, Storey Publishing , 2016.
- The Natural Soap Book . Susan Miller Cavitch, Storey Publishing , 1995.
- The Everything Soapmaking Book, 3rd edition . Alicia Grosso, Adams Media , 2013.