เครื่องคำนวณค่าการสบู่ | เครื่องมือทำสบู่ฟรี

เครื่องคำนวณค่าการสะพอนิฟิเคชันคืออะไร?

เครื่องคำนวณค่าการสะพอนิฟิเคชันจะหาค่าการสะพอนิฟิเคชัน (SAP) ของน้ำมันหรือไขมันผสมที่ใช้ทำสบู่ โดยรับน้ำหนักของน้ำมันแต่ละชนิดในสูตร แล้วคำนวณปริมาณโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) เฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก ซึ่งเป็นด่างแก่ที่เรียกอีกอย่างว่าน้ำด่าง และจำเป็นต่อการทำปฏิกิริยากับไขมันอย่างสมบูรณ์

ค่าการสะพอนิฟิเคชันคืออะไร?

ค่าการสะพอนิฟิเคชันคือจำนวนมิลลิกรัมของ KOH ที่จำเป็นต่อการทำให้ไขมันหรือน้ำมันที่กำหนดหนึ่งกรัมเกิดสะพอนิฟิเคชันอย่างสมบูรณ์ การสะพอนิฟิเคชันคือปฏิกิริยาเคมีระหว่างไขมันกับด่าง ซึ่งทำให้เกิดสบู่และกลีเซอรีน

น้ำมันแต่ละชนิดมีค่าการสะพอนิฟิเคชันเฉพาะของตนเอง เนื่องจากน้ำมันประกอบด้วยกรดไขมันต่างชนิดกัน น้ำมันที่ประกอบด้วยสายโซ่กรดไขมันสั้นกว่า เช่น น้ำมันมะพร้าว จะมีโมเลกุลต่อกรัมมากกว่าน้ำมันที่ประกอบด้วยสายโซ่ยาวกว่า เช่น น้ำมันมะกอก เมื่อมีโมเลกุลต่อกรัมมากขึ้น ก็ต้องใช้น้ำด่างมากขึ้น ดังนั้นน้ำมันมะพร้าวจึงมีค่าการสะพอนิฟิเคชันสูงกว่า (260 mg KOH/g) น้ำมันมะกอก (190 mg KOH/g)

ผู้ทำสบู่ใช้ค่าการสะพอนิฟิเคชันเพื่อคำนวณว่าต้องใช้น้ำด่างในสูตรเท่าใดอย่างแม่นยำ หากใช้น้ำด่างน้อยเกินไป สบู่จะมีไขมันตกค้างและเสื่อมสภาพได้ง่าย หากใช้มากเกินไป สบู่จะมีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงและอาจระคายเคืองผิวหนัง

สูตรคำนวณค่าการสะพอนิฟิเคชัน

เมื่อสูตรมีน้ำมันหลายชนิด ค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันผสมคือค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของค่าของน้ำมันแต่ละชนิด โดยถ่วงน้ำหนักตามปริมาณน้ำมันชนิดนั้นในสูตร:

$S = \frac{\sum (w \times v)}{W}$

โดย S คือค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันผสม w คือน้ำหนักของน้ำมันชนิดหนึ่ง v คือค่าการสะพอนิฟิเคชันเฉพาะของน้ำมันชนิดนั้น และ W คือน้ำหนักรวมของน้ำมันทั้งหมด

Σ หมายถึง “ผลรวมของ” น้ำหนักของน้ำมันแต่ละชนิดจะถูกคูณด้วยค่า SAP ของชนิดนั้น แล้วนำผลคูณทั้งหมดมาบวกกัน จากนั้นหารด้วยน้ำหนักรวมของน้ำมันทั้งหมด

ตัวอย่างพร้อมวิธีทำ

สูตรหนึ่งใช้น้ำมันมะพร้าว 400 ก. (260 mg KOH/g) น้ำมันมะกอก 300 ก. (190 mg KOH/g) และเชียบัตเตอร์ 300 ก. (180 mg KOH/g)

ค่าการสะพอนิฟิเคชัน = 215,000 ÷ 1,000 = 215 mg KOH/g

นั่นหมายความว่าสูตรทั้งหมดต้องใช้ KOH 215 mg ต่อน้ำมันทุกหนึ่งกรัม หรือ KOH 215 ก. สำหรับน้ำมันทั้งหมด 1,000 ก. (1,000 ก. × 215 mg/g ÷ 1,000)

ค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันและไขมันทั่วไป

ตารางด้านล่างแสดงค่าการสะพอนิฟิเคชันมาตรฐานในหน่วยมิลลิกรัม KOH ต่อน้ำมันหนึ่งกรัม

น้ำมันจริงอาจแตกต่างกันเล็กน้อยตามภูมิภาคที่ปลูก ฤดูเก็บเกี่ยว และกระบวนการผลิต ดังนั้นค่าที่วัดในห้องปฏิบัติการอาจแตกต่างจากค่ามาตรฐานเหล่านี้ไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ผู้ทำสบู่ที่ต้องการใช้น้ำมันซึ่งไม่อยู่ในรายการนี้สามารถป้อนค่าการสะพอนิฟิเคชันแบบกำหนดเองจากเอกสารข้อมูลของผู้จัดจำหน่ายได้ ช่องค่ากำหนดเองรับค่าตั้งแต่ 0 ถึง 500 mg KOH/g

สิ่งที่เครื่องคำนวณแสดง

เครื่องคำนวณจะแสดงค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันผสมในหน่วยมิลลิกรัม KOH ต่อกรัม โดยปัดเศษเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง และแสดงน้ำหนักรวมของน้ำมันที่ใช้คำนวณ นอกจากนี้ยังแสดงน้ำหนักของน้ำมันแต่ละชนิดคูณด้วยค่าการสะพอนิฟิเคชันของชนิดนั้น เพื่อให้ตรวจสอบด้วยตนเองได้โดยนำผลรวมไปหารด้วยน้ำหนักรวม

แถวหนึ่งจะนับรวมก็ต่อเมื่อเครื่องคำนวณทราบค่าการสะพอนิฟิเคชันของแถวนั้น หากน้ำมันกำหนดเองมีช่องค่าว่าง น้ำมันนั้นจะไม่ถูกรวมทั้งในน้ำหนักรวมและค่าเฉลี่ย และช่องดังกล่าวจะถูกทำเครื่องหมายว่าเป็นข้อมูลที่ต้องระบุจนกว่าจะป้อนค่า

การแปลงค่า KOH เป็น NaOH

สบู่ก้อนมักทำด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) แทนโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ขณะที่สบู่เหลวทำด้วย KOH เนื่องจาก NaOH มีโมเลกุลเบากว่า KOH จึงใช้ปริมาณน้อยกว่าเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเดียวกัน หากต้องการแปลงค่าการสะพอนิฟิเคชันของ KOH เป็นค่าของ NaOH ที่เทียบเท่ากัน ให้คูณด้วย 0.713:

$N = K \times 0.713$

โดย N คือค่าของ NaOH และ K คือค่าของ KOH

สำหรับตัวอย่าง 215 mg KOH/g ข้างต้น ค่าของ NaOH ที่เทียบเท่ากันคือ 215 × 0.713 ≈ 153.3 mg NaOH/g

การคำนึงถึงไขมันส่วนเกิน

สูตรสบู่ส่วนใหญ่ไม่ได้ทำให้เกิดสะพอนิฟิเคชัน 100% ผู้ทำสบู่มักลดปริมาณน้ำด่างที่คำนวณได้ลง 5% ถึง 8% ซึ่งเรียกว่า “ไขมันส่วนเกิน” เพื่อให้มีน้ำมันที่ไม่ทำปฏิกิริยาเหลืออยู่เล็กน้อยในสบู่ก้อนสำเร็จรูปและช่วยเพิ่มความชุ่มชื้น หากต้องการหักส่วนไขมันส่วนเกิน ให้ลดน้ำหนักน้ำด่างที่คำนวณได้ตามเปอร์เซ็นต์นั้น สูตรที่ต้องใช้น้ำด่าง 150 ก. โดยมีไขมันส่วนเกิน 5% จะใช้น้ำด่าง 142.5 ก. แทน (150 ก. × 0.95)

คำถามที่พบบ่อย

จะเกิดอะไรขึ้นหากใช้ค่าการสะพอนิฟิเคชันไม่ถูกต้อง?

น้ำหนักน้ำด่างคำนวณจากค่าการสะพอนิฟิเคชัน ดังนั้นข้อผิดพลาดจึงส่งผลต่อเนื่องโดยตรง หากค่าต่ำเกินไป จะคำนวณให้ใช้น้ำด่างน้อยเกินไปและมีน้ำมันที่ไม่ทำปฏิกิริยาหลงเหลือในสบู่ ทำให้สบู่นิ่มและเสื่อมสภาพเร็วขึ้น หากค่าสูงเกินไป จะคำนวณให้ใช้น้ำด่างมากเกินไป และด่างที่เหลืออาจทำให้ผิวหนังไหม้ได้

เหตุใดน้ำมันมะพร้าวจึงมีค่าการสะพอนิฟิเคชันสูงกว่าน้ำมันมะกอก?

น้ำมันมะพร้าวมีกรดลอริกสูง ซึ่งเป็นสายโซ่ที่ค่อนข้างสั้นและมีคาร์บอน 12 อะตอม สายโซ่ที่สั้นกว่าจะมีน้ำหนักเบากว่า จึงมีโมเลกุลบรรจุอยู่ในแต่ละกรัมได้มากกว่า และแต่ละโมเลกุลต้องใช้น้ำด่างในสัดส่วนของตนเอง น้ำมันมะกอกประกอบด้วยกรดโอเลอิกเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นสายโซ่คาร์บอน 18 อะตอม จึงมีโมเลกุลอยู่ในหนึ่งกรัมน้อยกว่าและต้องใช้น้ำด่างน้อยกว่า

สามารถเพิ่มน้ำมันกำหนดเองที่ไม่อยู่ในรายการได้หรือไม่?

ได้ ให้ป้อนค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันนั้นโดยตรงผ่านตัวเลือกน้ำมันกำหนดเอง โดยทั่วไปค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันที่ไม่ค่อยพบจะมีอยู่ในข้อมูลจากผู้จัดจำหน่ายน้ำมันหรือตารางอ้างอิงการทำสบู่

ค่าที่คำนวณได้ใช้ได้กับทั้งสบู่กระบวนการเย็นและกระบวนการร้อนหรือไม่?

ได้ ค่าการสะพอนิฟิเคชันขึ้นอยู่เฉพาะกับองค์ประกอบของกรดไขมันในน้ำมัน ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ส่วนผสมได้รับหรือระยะเวลาที่เกิดปฏิกิริยา ดังนั้นค่าเดียวกันจึงใช้ได้กับสูตรสบู่กระบวนการเย็น กระบวนการร้อน และสบู่เหลว

อุณหภูมิเปลี่ยนค่าการสะพอนิฟิเคชันของน้ำมันหรือไม่?

ไม่เปลี่ยน ค่าการสะพอนิฟิเคชันเป็นคุณสมบัติคงที่ขององค์ประกอบกรดไขมันในน้ำมัน อุณหภูมิมีผลต่อความเร็วของปฏิกิริยา ไม่ใช่ปริมาณน้ำด่างที่ปฏิกิริยาต้องการ