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皂液急速凝固、起米粒與加速 Trace:原因與處理

皂液飛快達到 Trace,通常是香氛遇上溫度偏高、水量偏少的皂液,再加上攪拌棒打個不停。認得這些徵兆,對鍋裡的皂液先想好對策,每種新香氛都先用小批次試做。

不鏽鋼碗裡的淺色皂液已急速凝固成硬挺、結塊的一團,旁邊有矽膠刮刀和一個琥珀色小瓶,背景為橘色

重點摘要

  • 加速 Trace 是皂液變稠的速度比預期快。急速凝固是它的極端情況,幾秒內就變成一整塊。起米粒則是仍然流動的皂液裡出現硬塊。
  • 香氛是最常見的誘因。丁香酚是丁香精油和肉桂葉精油的主要香氣成分,也是測量資料最完整的元兇;許多花香和辛香調的香精也有同樣的表現。
  • 高溫、水量少、硬油多和手持攪拌棒,都會讓任何香氛加速得更快。
  • 做到一半發生時,停止用攪拌棒,改用手攪拌,把皂液送進模具。如果在鍋裡就凝固了,就用熱製法把它煮完。
  • 急速凝固或起米粒的皂,凝固後通常沒有問題,但要先檢測:凝固不均勻的一批皂裡可能藏著鹼。
本頁內容

大多數冷製皂變稠的速度是可以預期的:用手持攪拌棒打一兩分鐘到乳化,接著有時間調色、渲染、入模。但偶爾會有一批皂快得多,原本計畫好的渲染,變成要趕在皂液於量杯裡凝固之前把它倒進模具的賽跑。這篇指南介紹這種情形的三種樣態、各自的成因、眼前這批皂該怎麼處理,以及如何在把一整條皂交給某款香氛之前,先知道它會不會這樣。

皂液失控的三種情形

  • 加速 Trace。 皂液變稠的速度比預期快得多,一兩分鐘就從稀變成布丁狀,但還能倒,或用湯匙舀。
  • 急速凝固。 極端的情況。往往就在加入香氛之後,幾秒之內皂液就變硬,成為一團結塊、像黏土一樣、倒不出來的東西。急速凝固的皂液之後在模具裡通常會變得很熱;Soap Queen 指出急速凝固和高溫是一起出現的。條紋可能是警訊:Susan Miller Cavitch 發現合成香精「更容易先出現條紋,然後突然急速凝固」(more prone to begin streaking and then suddenly seize)。
  • 起米粒。 在其他部分仍流動的皂液裡,出現像米粒或粉圓一樣的小硬塊,有時周圍還浮著一層油。
Trace 的四個階段乳化:皂液稀如鮮奶油,滴下的線條立刻消失。輕微 Trace:像稀的卡士達,滴下會留下淡淡的線,幾秒內就沉下去。中度 Trace:像布丁,線條會在表面停留一陣子。濃稠 Trace:像馬鈴薯泥,能拉出尖角,難以倒入模具。乳化稀如鮮奶油。滴下立刻消失。輕微 Trace像稀的卡士達。淡淡的線幾秒就沉下。中度 Trace像布丁。線條會在表面停留一陣子。濃稠 Trace像馬鈴薯泥。能拉出尖角,難以入模。攪拌更久、等待更長,或使用會加速 Trace 的香精
正常的 Trace 會在幾分鐘內從乳化進展到濃稠 Trace。加速 Trace 在一兩分鐘內就走完同樣的過程;急速凝固則在幾秒內就越過濃稠 Trace。此圖僅為示意。

透明量杯裡的淺色皂液,仍然流動,但布滿像米粒一樣的小硬塊 起米粒:皂液仍是液態,但香氛已經把其中一部分變成一顆顆結實的小塊。

另外兩種問題乍看之下很像,而分清楚是哪一種很重要。

何時開始 看起來像什麼 還能倒嗎?
加速 Trace 任何時候,常在加入香氛後 滑順,但很快變稠 可以,要快
急速凝固 加入香氛後幾秒 硬挺、結塊,在鍋裡凝固 不行:把它壓進模具
起米粒 加入香氛後 流動的皂液裡有硬塊 可以,打到滑順後
假 Trace 加鹼後一分鐘內,還沒加任何香氛 呈顆粒或凝乳狀,是硬油在低溫皂液中凝固所致 先繼續攪打到滑順
油水分離 任何時候 表面積了一層油 不行:見油水分離

假 Trace 的說明見 Trace 指南;這些情形中,只有油水分離可能在皂裡留下具腐蝕性的鹼水囊。

鍋裡發生了什麼

Trace 是皂液隨著皂的生成而變稠,並讓油脂和鹼水維持穩定的乳化狀態。任何加快皂化、或讓剛形成的皂更早凝固的因素,都會縮短你能操作的時間。

其中一部分已經有人測量過。Kevin Dunn 逐分鐘記錄皂液的稠度,發現溫度越高、水越少、丁香酚越多,稠度上升得越快;丁香酚是丁香精油的主要香氣成分。在他的圖表上,同樣的皂液在60°C時約五分鐘就達到他稠度量表的頂端,在40°C時則要超過二十分鐘。在更早的一項研究中,他刻意加入丁香精油,讓本來不會自己到 Trace 的橄欖皂達到 Trace。他的演講也指出,飽和脂肪皂化得比不飽和油脂快,而香氛和添加物會同時提高反應速度和皂條的最高溫。

丁香酚可能佔一種精油的大部分。我們的香氛資料採用 IFRA 的典型含量表,表中丁香酚約佔丁香花苞精油的82%、丁香葉精油的85%、肉桂葉精油的74%,以及西印度月桂精油(West Indian bay)的51%。兩種名稱相近的精油則大不相同:肉桂皮精油約含2%,月桂葉精油(bay laurel)約含1%。不過,丁香酚少並不代表這種精油就能放心用來做皂。Cavitch 把中國肉桂(cassia)和丁香並列為會讓皂液反應過度的精油,而中國肉桂精油的主要成分是肉桂醛:在 Simmons 和 Appleton 描述的等級中,醛類佔70%到85%。

丁香酚和許多花香、辛香調香氛為什麼會這樣,就我們所能找到的資料,還沒有人在出版物中弄清楚。製皂者手上有的,是累積下來的經驗:有些香氛每次都會加速 Trace,而會在冷製皂中測試的供應商,會在說明中註明。

有一個相關的情況已經很清楚。像硬脂酸這樣的游離脂肪酸,幾秒內就會和鹼反應,而油脂則需要幾個小時,因為它就只是酸遇上鹼。這就是為什麼把硬脂酸融進油脂裡,可能讓皂液幾乎立刻凝固,也是為什麼 Catherine Failor 在她關於透明皂的書中,會在 Trace 之後才另外加入硬脂酸。已經開始分解的老舊油脂含有較多游離脂肪酸,反應同樣很快。Simmons 和 Appleton 在1908年就把工廠冷製皂的許多缺陷追溯到這類油脂:游離酸變成皂的速度太快,形成顆粒,而濃鹼又把這些顆粒從溶液中析出,讓整批皂「又稠又有顆粒」(thick and gritty)。

起米粒同樣沒有經過測量的解釋。Soap Queen 把它描述為香氛中的某種成分和配方中較硬的油脂結合,形成小塊。這個說法來自經驗而非實驗室,但符合製皂者看到的現象:硬油和植物脂多的配方比較常起米粒,以軟油為主的配方則較少。

什麼會讓一批皂走得太快

原因 為什麼 怎麼調整
沒在冷製皂中驗證過的香氛 富含丁香酚的精油(丁香、肉桂葉、西印度月桂、多香果)和許多花香、辛香調香精會加速 Trace;Modern Soapmaking 還把「臭氧」(ozone)調列入名單 看供應商關於冷製皂的說明,用小批次測試,最後再用手攪入
皂液溫度高 熱會加快皂化 Modern Soapmaking 為了保留操作時間,會維持在低於約43°C(110°F);Soap Queen 在約49°C(120°F)打皂,並提醒溫度更高的皂液會加速。用已知會加速的香氛時,在室溫下打皂
水少 鹼水濃度越高,越快到 Trace,溫度也越高 用足水量:Modern Soapmaking 建議鹼水濃度25%到33%,能保留最多時間
飽和脂肪多 飽和脂肪皂化較快;Modern Soapmaking 認為一旦超過脂肪酸的大約一半,就會很快到 Trace,Faiola 則發現棕櫚核仁油超過15%就會加速 把一部分硬油換成橄欖油或高油酸葵花油
橄欖粕油 Cavitch 和 Faiola 都發現它很快到 Trace,Cavitch 還發現它會放大香氛的效應 改用精製橄欖油,並把配方重新用計算器算一次
Trace 時加入冰冷的牛奶 它讓硬油冷卻凝固,形成看起來像加速的假 Trace 先稍微加溫:Faiola 在約29°C(85°F)時加入牛奶
硬脂酸或老舊油脂 游離脂肪酸幾秒內就會反應 硬脂酸融化後在 Trace 之後加入,或乾脆不加;使用新鮮油脂
蜂蜜、糖、含酒精的液體 它們會增加熱量 在輕微 Trace 時攪入蜂蜜;啤酒、葡萄酒和果汁見皂中的液體
礦泥粉和某些顏料 它們會讓皂液變稠 加入前先用少量水把礦泥粉分散
手持攪拌棒 每多打一秒,Trace 就往前推進一點 短促點打:DeeAnna Rouse 會打三四次,每次2到3秒,中間用手攪拌。不要用攪拌棒打入香氛

溫度和水量的數值是上述來源中製皂者的操作範圍,不是測量出來的極限。

做到一半發生時

皂液正在加速 Trace

放下手持攪拌棒,改用刮刀手動攪拌。放棄複雜的設計:簡單入模或做個有紋理的皂頂還行,精細的渲染就做不到了。現在就把皂液倒進模具,在桌面上輕敲模具讓它平整,並預期會比平常熱,所以不要蓋毛巾,注意皂條有沒有龜裂。如果皂條開始隆起,該怎麼處理見過熱指南。

已經急速凝固

動作要快。用刮刀把皂液舀進模具,壓進各個角落把空氣擠出來,再把模具用力往下敲幾次。成品外觀會很樸拙,而且會變熱,所以不要保溫。

如果已經硬到無法入模,就把它煮熟。把它刮進不鏽鋼鍋,最多裝到三分之一滿,用中小火加熱並經常攪拌,直到它變成像馬鈴薯泥一樣的膠狀團塊。Anne-Marie Faiola 的救皂方法要這樣煮15到60分鐘;Soap Queen 發現,做好最多約24小時的皂也能這樣救。然後把皂壓進模具。你做出來的就是熱製皂,其餘步驟見熱製法指南。

已經起米粒

用手持攪拌棒短促點打,把結塊打散到滑順。Soap Queen 發現結塊通常能打回皂液裡,但皂液也會隨之變稠,所以要把模具準備好。留下的結塊之後會現形:Faiola 發現起米粒的皂,晾好後可能出現坑洞和油囊。如果結塊打不散,或周圍開始積油,就表示這批皂正在油水分離:照上面的方法把它煮熟,不要直接入模,並閱讀軟皂指南中油水分離的段落。

測試新的香氛

在某個配方裡表現正常的香氛,到了另一個配方可能會加速,所以要在你打算使用的配方裡,用你實際的溫度和水量來測試。Soap Queen 用1 lb(454 g)的批次測試香氛;Faiola 建議一磅或更少。

  1. 用真正的配方做一小批。 把配方縮小到約500 g 油脂,水量、超脂和鹼水濃度維持不變。
  2. 比照你平常的條件。 同樣的打皂溫度、同一支手持攪拌棒、同一個房間。測試時比平常熱或冷,就看不出什麼。
  3. 按打算使用的比例秤好香氛。 對照供應商建議的皂類最大用量;用量和上限見添加香氛指南。
  4. 攪打到乳化,再用手攪入香氛。 記錄皂液到輕微、中度和濃稠 Trace 各花多久,並留意有沒有結塊、浮油或突然升溫。
  5. 入模後繼續觀察。 一兩個小時後檢查模具有沒有發熱和龜裂,並在接下來一週再看看皂:香草類香氛會在晾皂期間讓皂變成褐色。
  6. 記錄下來。 香氛、供應商、批次、比例、溫度和時間。有了這些紀錄,做整批時才能預期結果。

500 g 的測試批次。常見的三油配方用500 g 油脂、鹼水濃度33%時,需要72.1 g 氫氧化鈉和146.3 g 水;香氛以油重的3%計為15 g。

在計算器中開啟

使用已知會加速的香氛

會加速的香氛不必放棄。你要做的,是讓它能作用的空間變少。

  • 在反應結束後再加。 在熱製皂中,香氛是在煮完、鹼已經用完之後才加,所以沒有東西可以讓它加速。Failor 對透明皂也提出同樣的看法:等到加香氛的時候,油脂和鹼已經反應完了。重製皂的道理也一樣。
  • 低溫打皂,用足水量。 油脂和鹼水都在室溫,鹼水濃度取你平常範圍中較稀的那一端。Anne Watson 對已知會加速的香氛,會用她計算器範圍內最多的水量。
  • 稀釋後晚點加。 Soap Queen 會先把香氛和等重的配方液態油混合再加入。Watson 轉述的建議是讓香氛保持低溫,等皂液剛開始變稠時再加,不過她自己會避開這類香氛,或留到重製皂時用。無論哪種方法,都用手攪入。
  • 短時間攪入。 Cavitch 在輕微 Trace 時慢慢倒入精油,攪拌「二十到三十秒,或只攪需要的時間」(for twenty to thirty seconds, or as little time as needed),因為「攪太久會造成條紋和急速凝固」(too much stirring causes streaking and seizing)。
  • 設計保持簡單,模具準備好。 只做單色皂條或有紋理的皂頂,加香氛之前把所有東西都放在手邊。

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。

  1. Trace Analysis . Kevin M. Dunn, lecture to the Handcrafted Soapmakers Guild , 2010.
  2. The 'Water Discount' . Kevin M. Dunn, The Handcrafted Soapmaker 2008-2 , 2008.
  3. Time and Temperature in Soapmaking . Kevin M. Dunn, lecture to the Handcrafted Soapmakers Guild , 2009.
  4. Transparency and Meltability in Hot-Process Soap . Kevin M. Dunn, lecture to the Handcrafted Soapmakers Guild , 2012.
  5. IFRA Standards, 51st Amendment: Annex on contributions from other sources . International Fragrance Association , 2023.
  6. Making Transparent Soap . Catherine Failor, Storey Publishing , 2000.
  7. Smart Soapmaking . Anne L. Watson, Shepard Publications , 2013.
  8. Soap Crafting . Anne-Marie Faiola, Storey Publishing , 2013.
  9. Pure Soapmaking . Anne-Marie Faiola, Storey Publishing , 2016.
  10. The Natural Soap Book . Susan Miller Cavitch, Storey Publishing , 1995.
  11. The Handbook of Soap Manufacture . W. H. Simmons and H. A. Appleton, Scott, Greenwood & Son (Project Gutenberg edition) , 1908.
  12. Soap Behaving Badly . Soap Queen (Bramble Berry) , 2014.
  13. Controlling Trace in Cold Process Soapmaking . Kenna Cote, Modern Soapmaking .
  14. Trace and stick blender basics . DeeAnna Rouse, Classic Bells .