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lundi 21 mars 2016

Evaluation quantitative / qualitative des savon

Quantité de Glycérine produite lors de la saponification


Je publie aujourd'hui ce petit article qui sera certainement utile à certains d'entre-vous, amateurs curieux ou savonniers professionnels qui aurez à indiquer les caractéristiques qualitatives et quantitatives dans les dossiers produits... puisque c'est une question récurrente et qu'on n'y trouve pas de réponse ou qu'elle fait l'objet d'approximations...

La glycérine est produite naturellement lors de la saponification... La quantité de glycérine produite va varier en fonction de la formule réalisée :
il va de soi qu'on ne produira pas la même quantité de glycérine dans un kilo de savon que dans une tonne ;)
De même la quantité variera en fonction des huiles qui composent la recette (de son indice de saponification, qui induit la qté de soude) ainsi que du surgraissage.

Ca semble compliqué ? Mais c'est bien plus simple qu'il n'y parait ! 

En effet, la quantité de glycérine produite est en corrélation directe avec la quantité de soude caustique de la recette (dans le cas d'un surgraissage supérieur ou égale à 0)
 
Pour faire au plus simple ; la réaction de saponification peut se résumer comme suit :
1  triglycéride + 3  NaOH  -->  1 carboxylate de sodium + 1 glycérol  

( plus vulgarisé encore, triglycéride = huile, NaOH = soude (caustique) , Carboxylate de sodium = savon , et glycérol = glycérine)

On voit bien que pour 3 "unités" de NaOH, on en obtient 1 de glycérine.
Pour ces réactions chimiques, l'unité est la mole. Chaque molécule ayant une masse molaire = masse (dans le langage courant, on dit "poids") que représente 1 mole de cette molécule.

Notons leurs masses molaires respectives 
NaOH : 39,9971g/mol
Glycérine : 92.09382 g/mol

Pour la réaction qui nous occupe (la saponification), on connaît la masse de  NaOH qu'on introduit dans notre formule et qu'on nommera mNaOH.

Pour déterminer la masse (quantité) de glycérine produite dans une formule donnée, on n'aura qu'à remplacer mNaOH par sa valeur dans la "recette" de savon en question ( = "poids" de soude) et appliquer les calculs suivants : 
 
 On veut déterminer la masse de glycérine produite qu'on nommera mG
(1)mG =  (92.09382 * mNaOH) / (3 * 39,9971) 

<=> mG = 0.767504 mNaOH

Notez que cette formule n'est applicable que pour un surgraissage supérieur ou égal à 0 (pas dans le cas d'un sous graissage !)

 

Dans le cas d'un surgraissage négatif ou nul (savon sous graissé), ce ne devrait a priori pas être utile pour des savons cosmétiques :
La masse de glycérine est toujours facteur de la quantité de soude réagissant dans la réaction de saponification... Mais la soude étant en excès, on ne peut se baser sur le poids de  soude introduit dans la recette.
On doit partir de la quantité de graisses introduites, puisque celles-ci (en défaut) vont entièrement réagir :
On commence par faire la moyenne des indices de saponification NaOH de l'ensemble des huiles de la recette (en tenant évidemment compte de la proportion de chacune). 
On appellera cet indice de saponification (de l'ensemble des huiles) de la formule Is (exprimé en gramme, donc sous forme 0,...) et on partira de la masse des huiles végétales mHV (en g)

La quantité de glycérine produite, exprimée en gramme, se calcule donc de la manière suivante (dans le cas d'un surgraissage nul ou d'un sous graissage):
mG = (Is * mHV) * 0,767504

Note : 
Is*mHV = mNaOHr = la quantité/masse de soude mise en œuvre dans la réaction de saponification.
On retrouve bien la formule précédente mG= 0,767504 mNaOHr à la différence près que dans le cas d'un sous graissage on prend pour valeur la quantité de soude réagissant qu'on a nommé mNaOHr,  et qu'on effectue le calcul en gramme. 

Pour un surgraissage positif ou nul, toute la soude introduite étant en défaut, elle réagit entièrement, et dans ce cas...
mNaOH = mNaOHr

Finalement, la formule applicable quelque soit le sugraissage (positif, nul ou négatif) est :
 

mG = 0,767504 mNaOHr


et plus simplement dans les savons cosmétiques (où a priori, on ne pratique pas le sous-graissage), on aura 

mG 0,767504 mNaOH



samedi 1 décembre 2012

Calcul du "Surgraissage", les erreurs à éviter...

Le sur-graissage en savonnerie est (avec la glycérine naturellement produite et d'autres ajouts) ce qui fait la qualité des savons artisanaux ("saf", "four" ou "chaudron") et leur confère la douceur d'un soin...

Il est donc important de savoir le déterminer !
Le surgraissage s'entend généralement comme pourcentage, fonction de la quantité des huiles introduites et non du poids total du savon...

1) Calculer ce surgraissage en fonction du poids total des huiles de la recette...

Certains font le calcul à partir d'une recette sans surgras, puis ajoutent une certaine quantité d'une autre huile à la trace... Et là il faut bien faire le calcul !

C'est une erreur que de considérer ajouter un surgras de n % d'une huile en comptant n% des autres huiles.
 
Par exemple, si on veut ajouter 30% de surgras avec de l'huile de chanvre pour un calcul basé sur 100g d'autres huiles saponifiées, on n'ajoute pas 30g d'huile de chanvre... Ces 30g sur 130g d'huiles au total ne représentent que 23,076%

2) Tenir compte des indices de saponification


Reprenons cet exemple de surgraissage à 30% avec l'huile de chanvre...
Ce serait également une erreur de vouloir ajouter 30g d'huile de chanvre pour 70g d'autres huiles saponifiées en saf ou au four (au chaudron ou pour des bases saponifiées, ce serait pourtant valable ! De même que si l'ensemble des huiles employées ont des indices de saponification similaires... )

Exemples :
- indices de saponification similaires : pour 70g d'huile d'olive, pour un surgras nul on introduit 9,5g de soude*
Si on ajoute 30g d'huile de chanvre à ces 70g d'huile d'olive (+ lessive contenant 9,5g de soude*), on a bien un surgras de 30%









- indices de saponification différents : pour 70g d'huile de coco (surgras 0%), on introduit 12,8g de soude*. Il faudrait alors ajouter 40g d'huile de chanvre à ces 70g de coco  (+ lessive contenant 12,8g de soude*) pour obtenir un surgras de 30%



En conclusion :

Même si l'on souhaite ajouter des huiles à la trace, il est préférable (et plus simple) de faire le calcul avec l'ensemble des huiles introduites, avec le surgras (final) souhaité pour déterminer la quantité de soude. On est libre de prélever la quantité souhaitée de l'huile choisie pour l'ajouter à la trace.

Remarques :
On peut également procéder selon les exemples précédents, en vérifiant les calculs pour la recette complète, mais c'est un peu plus laborieux :-/

* la soude étant un produit caustique, sa manipulation nécessite un certain nombre de précautions (gants, lunettes, vêtements de protection, masque etc etc...) 
Il faut bien se renseigner avant de se lancer et toujours vérifier les calculs par soi même ! Ils ne sont donnés ici qu'à titre indicatif pour illustrer les propos afférents