ZSÍROK, OLAJOK, SZAPPANOK
Írta: Márkus Jenô

---

A kémia és vívmányai, II. rész, Kir. Magy. Természettudományi Társulat, Budapest, 1940.

---

Elõzõ rész

 Az elsô szappan valószínûleg olaj és fahamu keveréke lehetett. A szappanról határozottabb alakban a Kr. u. II. században Galenus tesz említést "de simplicibus medicaminibus" címû írásaiban. A IX. században a marseilli szappan már jelentôs kereskedelmi áru volt, míg a XV. században Velence volt a szappankészítés hazája.
Ma szappan alatt, mint már említettük, a zsírsavak alkálisóit értjük. A nátronszappanok kemények (szín- vagy magszappanok), a káliszappanok pedig lágyak; kenôcsszerûek (kenô szappanok). A kemény szappanok feloszthatók: 1. színszappanokra, 2. félszínszappanokra (eschwegi szappan), 3. enyvszappanokra. Ezekbôl a szappanfajtákból lehet készíteni azután a különleges célokra szolgáló pipere, gyógy-, fertôtlenítô, folttisztító, homok valamint másodrendû (töltött) szappanokat és egyéb speciális termékeket.

Szappan általában minden állati, vagy növényi zsírból vagy olajból készíthetô. Mégis a kereskedelmi forgalomban elfogadott szappanáru gyártására a legelônyösebben kiválasztott zsírok és olajok helyes arányú keverékét szokás feldolgozni. Általában a faggyú, kókusz- és disznózsír, ricinus- és olivaolaj szoktak a leggyakoribb szappanalapok lenni. Természetesen a szappangyártás egész seregét ismeri még a különféle nyersanyagoknak, melyek között a csontolajnak, len- és repceolajnak, továbbá a keményített halzsíroknak van nagy szerepük. A növényi olajok között elsô helyen áll a kókusz- és pálmaolaj, melyeket enyvzsírok néven ismerünk. A kókuszolajat a Cocus nucifera ismert diótermésébôl préselik, a pálmaolajat egyes pálmafajok, különösen az Elaeis guinensis húsos termésfalában jelenlevô zsíradékból nyerik, míg a pálmamagolaj a pálmafélék magvaiban van fölraktározva. A pálmamagolaj közönséges hômérsékleten kemény, fehér, vagy gyengén sárgára színezett, kellemes dióízû aromás olaj, mely a hideg úton való elszappanosításnál éppen úgy viselkedik, mint a kókuszolaj. Értéktelenebb termés a pálmafélék húsából kinyerhetô pálmaolaj, mely a narancssárgától a vörösbarna árnyalatig ismeretes a világpiacon. Afrika nyugati és Amerika déli területeirôl jut el Európába, jelentékeny palmitin- és olein-tartalommal. Színe elszappanosítás után is megmarad. Ezért nálunk elôzetesen fehéríteni szokták. Fehérítése forró levegô befúvatásával, káliumbikromáttal és kénsavval, vagy sósavval történik. A külföldi olajok közül kedvelt áru a földidióolaj, az Arachis hypogaea ("amerikai mogyoró") magtermésének az olaja. Melegen préselt olaját (koromandelolaj) szívesen dolgozza föl a szappanipar. A szezámolaj forrása a Kelet és Délázsiában élô Sesamun indicum és Sesamum orientale fajok magtermése, melynek hidegen préselt olaját, mint étolajat (lásd margaringyártás), meleg préselésû részét szappangyártásra használják.

A szezámolajhoz közel áll az olivaolaj, mely az olajfának (Olea europea sativa) hidegen préselt olaja (Jungfernöl), nálunk is általánosan kedvelt étolaj. Extrakcióval kinyert olajából készítik a közismert marseilli-szappant. A Gossypium fajok magtermése adja a pamutmagolajat, vagy a kereskedelemben kotton-olaj néven ismert olajterméket. Az olaj raffinációs maradéka adja a "soapstock" néven ismert terméket, melynek ásványi savakkal való desztillációs olajából készítik az alabástrom szappanokat. A szójabab olaj Soja hispida magtermésének olaja, melybôl Mandzsuriában mintegy  1 500 000 tonnát termelnek évenként.
Hazai olajféleségek közül szappangyártás céljait szolgálja a nálunk is már nagyobb mértékben termelt ricinusmag, melynek olaját a transzparens szappanok elôállításán kívül gyógyászati és kozmetikai célokra, törökvörös olaj elôállítására, valamint gyorsjáratú géptengelyek kenésére és más elônyös tulajdonságai miatt sokféle mûszaki termék gyártására használják.

A káliszappan-iparnak nagyfontosságú nyersanyaga a len- és repceolaj, melyet préseléssel, vagy benzines kivonatolással nyernek ki. A repceolajat szappangyártáson és gépkenésen kívül lámpában való égetésre is használják, valamint bôr és gyapjú kenésére is. Az utóbbi idôkben a tökmagolajat és szôlômagolajat is bevezették az iparba. Az elsô kitûnô étolajat szolgáltat, míg a szôlômagolaj leginkább világítási célokra és egyes esetekben ricinusolaj pótlására alkalmas.

Nagyon elterjedten használják még a szappangyártásban a gyantákat. Fôleg a fenyôgyantát, melyet mint olcsó anyagot adagolnak a zsíralaphoz, sokszor a habzás fokozására. Fontos szerepet töltenek még be a szappan- és gyertyaiparban a keményített zsírok és olajok, amilyenek a keményített lenolaj-termékek, melyek linolith-extra és linit néven jönnek forgalomba, valamint a duratol (keményített kókuszzsír) és a krutolin (keményített halzsír). Újabban, fôleg Németországban szintétikus zsírsavakat állítanak elô olymódon, hogy a paraffin csoportbeli szénhidrogéneket oxidálással karbonsavakká alakítják át.

A zsírok és olajok elszappanosításakor a zsíralapot nátronlúggal addig fôzik, míg a keverôlapátról az ú. n. szappanenyv hígfolyós állapotban csorog le. Ha a szappanenyvhez annyi konyhasót adunk, hogy a szappan teljes tömegében elváljon a fenéklúgtól, akkor kevesebb víztartalommal bíró szappan válik ki. A szappanos ilyenkor azt mondja, hogy "fenéklúgon" fôzte a szappant. Ha ellenben a szappanenyvhez a kisózáskor csak annyi konyhasót adagolunk, hogy a szappan egy része még mint enyvszappan a lúgban oldatban maradjon, akkor az "enyvcsapadékon" fôzött szappanhoz jutunk. Ez magasabb víztartalmú, lágyabb, de szívósabb anyagot ad.

Ha az enyvcsapadék és a színszappan nem válik külön, tehát nem képeznek külön réteget, hanem együttesen dermednek meg, akkor márványszerû külsôvel bíró ú.n.félszappanhoz jutunk. Ez átmenet az enyvszappanokhoz, melyek teljesen kisózás nélkül készülnek. Az ilyen szappanfajtát elôállítási helyérôl eschwegi szappannak is nevezik. A gyakorlatban el vannak terjedve még azok az enyvszínszappanok, melyek hideg úton kókuszpálmaolajból kisózás nélkül készülnek oly módon, hogy alacsony hômérsékleten (30–35 C^o) megolvasztott olajhoz megfelelô mennyiségû lúgot adnak és azt addig keverik, míg a szappan "kötni", illetôleg "írni" kezd. Ezt úgy ismerhetjük fel, hogy a szappan keverés közben annyira megvastagodik, hogy egy kivett próbája a felületre visszaejtve abban nem süllyed el, hanem dudorosan kiemelkedik.

A kész szappan további földolgozásánál vigyázni kell arra, hogy a már teljesen kidolgozott szappan fokozatosan és lassan hûljön le. A szappant vas, vagy horganylemez idomokba viszik át, melyeket a lehûlés lassítására még matracokkal burkolnak. Ha a szappantömb megdermedt, az idomokat szétszedik, a szappant kiemelik és a vágógépekkel szétvagdalják. A modern szappanüzemek ma már automatikus hûtôprésekkel és vágógépekkel vannak fölszerelve, melyekkel a gyártási idô megrövidül, a szappan termelése pedig fokozható.

Pipere (toilette) szappanok alatt nagyon tiszta, közömbös vegyhatású gyártmányokat értünk, melyeket rendszerint festenek és illatosítanak. Elsô követelmény a pipere szappanoktól, hogy a bôrt ne támadják meg. Nem szabad tehát sem szabad alkáliákat, sem szabad zsírsavakat tartalmazniok. Elsô a bôrt szárazzá, szálkássá teszi, eltekintve attól, hogy a kényesebb arcbôrre maró hatású is lehet. A szabad zsírsavakat tartalmazó szappanok a bôrt nedves, zsíros tapintásúvá teszik és állás közben avasodásra hajlamosak. A pipereszappanoknak bizonyos fokú símaságot kell kölcsönöznie a bôrnek, melyet a kozmetikai anyagokon
kívül elsôsorban kálilúg hozzáadásával érnek el, mely a még el nem szappanosodott kevés zsírt is tökéletesen elszappanosítja ("derítés"). Ezáltal egy kevés káliszappant visznek be, amely az alapszappan simaságát elôsegíti. A pipereszappanokat (alapszappan) a végsô mûveletek befejezése után óvatosan kell lehûteni. A kész szappant ezután hasábszerû szeletekre vagdalják szét és gyalugépeken fölaprózzák. A fölaprózott szappan szárítás után (18% víztartalommal) dörzsölô- (pilirozó) gépekbe jut. Ezekben történik a szappan illatosítása, festése, valamint a speciális fölhasználásnak megfelelô anyagokkal való összekeverése (homogenizálása). Ez a berendezés egy, két, vagy három pár szembefutó gránitból, vagy egyéb anyagból készült hengerpár, melyek között a szappan annyiszor megy keresztül, míg az teljesen egynemû tömeggé válik. A szappant a hengerpárokról kések szedik le, vékony lemezek, vagy szalagok alakjában. A szappan innen rúdnyomóprésbe (peloteuse) jut. Ezt a gépet a darabprésnek megfelelô szélességû és vastagságú rudak alakjában hagyja el az anyag. A rudakat aztán a darabforma hosszának megfelelôleg kézi vágógépen darabolják föl. Az egyes darabok most már a gyár jelzésével és felírásával, vagy a szappan forgalmi nevével vésett sajtóba kerülnek, ahonnan sajtolás után a kész szappanok a csomagolóba és a szállítóhelyiségbe jutnak.

Mindnyájan tudjuk azt, hogy a kemény vizekkel szemben a szappanok érzékenyek, mert kevéssé habzanak és nem jól tisztítanak. Minél keményebb a víz, vagyis minél több kalcium- és magnéziumvegyületet tart oldatban, annál jelentôsebb mennyiségû kalcium- és magnéziumszappan keletkezik a mosásnál. Ezek, mint oldhatatlan vegyületek, csapadék alakjában rárakódnak a bôrre, ruhára, szövetfelületre stb. és ott ragacsos, tapadó bevonatot létesítve inkább szennyezik, mintsem tisztítják a felületet.

A szappanok tisztító hatása fôként fizikai folyamatokon alapszik. Legfôbb szerepet az játsza, hogy a szappan a testek felületére tapadó zsírokra és egyéb anyagokra emulgáló hatást fejt ki, finom eloszlásra kényszeríti a szennyezô anyagokat, miáltal ezek vízzel könnyen kiöblíthetôk és eltávolíthatók lesznek. A habzás a leválasztott részecskék mechanikai eltávolításában tölt be hasznos szerepet.

A legutóbbi évtizedek kutatásai olyan anyagok elôállítására vezettek, melyek vegyileg lényegesen különböznek a szappanoktól. Az elsô lépés ezen a téren az ú. n. törökvörösolaj használata volt. Ennek készítése céljából a ricinusolajat kénsavval kezelik, mikor is a hidroxil-tartalmú ricinolsav így alakul át:
 

C17H32(OH)COOH	+	H2SO4	=	C17H32O–SO3H·COOH	+	H2O
ricinolsav		kénsav		szulforicinolsav		víz

A szulforicinolsav alkáli- vagy ammóniumsója képezi a törökvörösolajat. A több mint 70 év óta ismert törökvörösolaj bizonyos tekintetben már megjavítása volt a szappannak, mert ez is oldható vízben, sôt híg savakban is. A törökvörösolaj nagyon jó emulgáló hatású, kalcium- és magnéziumvegyületekkel nem ad csapadékot. Míg a közönséges szappanok kemény vízben nem habzanak, savanyú közegben pedig megbomlanak, addig a törökvörösolajnál ezek a hátrányok nem mutatkoznak.

További vizsgálatok azt mutatták, hogy még elônyösebben használhatók a zsíralkoholok kénsavas észterei:
 

C16H33OH	+	H2SO4	=	C17H33OSO3H	+	H2O
zsíralkohol		kénsav		zsíralkoholkénsav-észter		víz

Ezek a zsíralkoholkénsav-észterek, melyeket más néven szulfurált zsíralkoholoknak is nevezünk, valóban minden követelménynek eleget tesznek, amit a mûszaki szempontból megkövetelhetünk tôlük: 1. kiváló nedvesítô hatásuk van, 2. kiváló emulgátorok, 3. tisztító hatásuk nagyobb, mint a szappané, 4. teljesen állandóak savanyú és lúgos közegben egyaránt, 5. sós vízben és kemény vízben is használhatók, 6. kitûnô habzó képességûek, 7. kimondottan zsíros jelleggel bírnak, a szövetnek, a bôrnek, kelmének kellemes fogást adnak, 8. nem avasodnak. A szulfurált zsíralkoholok nagybani elôállítása olymódon történik, hogy természetes neutrálzsírokat magas nyomás alatt katalitikus hidrogénezésnek vetnek alá. A katalizátorok réztartalmú vegyületek, melyek 280 atm. nyomáson 350 C^o hômérsékleten alkohollá redukálják a zsírsavakat. Ilymódon a kókuszolaj hidrogénezése révén keletkezõ telített alkohol "levol" néven, az ipari sztearinból nyert alkohol termék "lenettaviasz", míg az olajsavból gyártott termék "ocenol" néven ismeretes.

A zsíralkoholok további feldolgozása a kénsavval való eszterifikálásból áll. Ez többféle módon történhetik: Az egyik mód abból áll, hogy a zsíralkoholt ecetsavanhidrid jelenlétében 100 C^o-on kénsavval, vagy 30 C^o-on klórszulfonsavval, esetleg magasabb hôfokon füstölgô kénsavval keverik. A szulfurált zsíralkoholok a piacra rendszerint a nátriumsóik alakjában kerülnek. Ilyen anyagok a ma már általánosan forgalomban levõ "melioran" nevû szulfurált zsíralkohol, valamint "cottsapon", "hungarian", "texapon T" és "novapon" nevû gyártmányok.

A zsírok alkáliával való megbontásánál melléktermékként mindíg glicerint. nyerünk. Ma a glicerin technikailag igen fontos anyag, mely számos iparban, többek között a nitroglicerin és dinamit elôállításánál talál bô feldolgozási lehetôségeket. Újabban a gyógyászat és a kozmetikai ipar is jelentékeny mennyiségû tiszta glicerint használ fel. Régente a szappanfôzésnél visszamaradó mintegy 0,9–1,8% glicerintartalmú lúgot használták föl gliceringyártásra olymódon, hogy azt erôsen lehûtötték, a kiváló anyagokat szûréssel eltávolították és 40%-ra besûrítették. Azután sósavval keverve ismételt szûrés után légritka térben 80%-ra bepárolták. Miután a zsíroknak autoklávban történô megbontása ismertté vált, a glicerin elôállítását annyira sikerült tökéletesíteni, hogy valóban vegyileg tiszta glicerint állíthatunk elô. Az alapkövetelmény itt az, hogy tiszta zsírokat bontsunk, mert különben a glicerinoldatban idegen anyagok maradnak vissza, melyeket nehéz és költséges tökéletesen eltávolítani. Ha ezeknek a követelményeknek eleget teszünk, akkor már közvetlenül is majdnem tiszta glicerint nyerhetünk, melyet csak bepárolni, majd légritkítás alatt desztillálni kell. A desztillációs glicerinen kívül még raffinált féleségek is kerülnek a kereskedelembe. Ezek nagyrésze csak csontszénnel van színtelenítve. Erre a célra a glicerint 50%-ra hígítják és csontszénszûrôkön préselik keresztül, mi nemcsak a színezô, hanem a kirivó szagú anyagokat is magához ragadja.

Az eddig ismertetett zsiradékokon kívül fontos szerepet játszanak még a gyakorlati életben a száradóolajok. Ezek jellegzetes képviselôje a lenolaj, melyet lenmagvakból préseléssel, vagy kivonással nyernek. Lenolajon kívül száradók még a kender, mák, dió, kínaolaj stb. Nálunk a lakk-, kence-, mázoló- és linóleumipar elsôsorban a lenolajat használja (firnisz), vastagolaj (standolaj) és linoxin formájában, míg a többiek csak alárendelt szerepet játszanak.

Száradóknak nevezzük általában azokat az olajokat, amelyek a levegôn tartva megsûrûsödnek, száraz állományúak lesznek, tehát vékony rétegben fölkenve a felületen kemény rugalmas réteget (filmet) képeznek. A lenolaj összetételére olajsavból, linolsavból és linolénsavból áll, mely savak, mint telítetlen vegyületek olyan tulajdonsággal bírnak, hogy a levegôbôl oxigént képesek fölvenni, azt megkötik, miközben megszilárdulnak "beszáradnak". Ezzel szemben az ú. n. féligszáradó olajok csak hosszabb állás után mutatják ezt a sajátságot.

A gyakorlati életben a lenolajnak 4–5 nap alatt történô száradása hosszadalmas, a vele való munkálatok nehézkesek, aminek következtében használata sem gazdaságos. Ez az oka annak, hogy a lenolajból olyan termékek elôállítása vált szükségessé, amelynél ezek a hátrányok nincsenek meg. A lenolaj beszáradását úgy siettetik, hogy azt elôzôleg fémoxidokkal, vagy megfelelô fémsókkal fôzik. Erre ólomoxidot, míniumot, mangándioxidot stb. vagy egyes fémsókat használnak (ólomacetátot, mangánborátot, zink- és kobaltsókat). A lenolajnak ilyen anyagokkal való fôzése által nyerik a kencét (firnisz). A kence tehát olyan lenolaj származék, mely vékony rétegben felkenve 15 C^o-nál 24 órán belül tökéletesen szárad. Fôzhetünk kencét lenolajsavas sókkal (linoleátokkal) és gyantasavas sókkal (rezinátokkal) is, melyeknek megfelelô oldatait szárítóknak (szikkativoknak) nevezzük. Ha a lenolajat hosszú idôn át fôzzük, az besûrûsödik (polimerizálódik), mikor is a vastag olajat (Dicköl, Standöl) nyerjük belôle. Hasonló ehhez a kínaolaj, melynek jellegzetes és elônyös tulajdonsága, hogy felkenve magasabb hômérsékleten a jégvirágra emlékeztetô kristályos alakban szárad meg.

Amilyen nagy szerepe van a lenolajnak a festô-, mázoló- és lakkiparban, éppen olyan nélkülözhetetlen nyersanyaga a linóleum gyártásának is. A linóleumgyártásnál elsô lépés a lenolajnak linoxinná való átalakítása. Ezt úgy érik el, hogy a lenolajat ólomoxiddal, vagy míniummal 4–5 órán át fôzik, majd meleg levegôt fúvatnak a tömegbe, mely a további oxidációt fokozza. A keletkezô firnisz innen az oxidációs térbe jut, ahol kifeszített mozgó vászonszalagokra egyenletesen ráfolyik és a meleg levegôvel fûtött (50 C^o) helyiségben a firnisz linoxinná alakul. A linoxin vörösbarna, rugalmas, alig ragadó tömeg, mely gyantával, parafa- vagy faliszttel összeolvasztva és megfestve adja a linóleumcementet. Ezt meleg kalanderek között egyenletés lapokká hengerelik szét, majd tetszés szerinti alakúra és nagyságúra vagdalják.