Σαπούνι

Στη χημεία σαπούνι (αρχ. ελλ. σάπων) ονομάζεται το άλας ενός λιπαρού οξέος, κορεσμένου ή ακόρεστου, που συνίσταται από αλυσίδα τουλάχιστον οκτώ ατόμων άνθρακα με μια βάση ή και μείγμα τέτοιων αλάτων.
Το σαπούνι χρησιμοποιείται κυρίως για το πλύσιμο, το ατομικό μπάνιο και τον καθαρισμό. Σαπούνια χρησιμοποιούνται επίσης σε κλωστοϋφαντουργικά εργοστάσια νηματουργίας ενώ είναι και σημαντικά συστατικά των λιπαντικών. Τα λίπη και τα έλαια, που χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη παρασκευής, αποτελούνται από τριγλυκερίδια (τρία μόρια λιπαρών οξέων που συνδέονται με ένα μόριο γλυκερίνης). Το αλκαλικό διάλυμα, που συχνά αποκαλείται "αλυσίβα", αντιδρά με τα τριγλυκερίδια σε μια αντίδραση η οποία είναι γνωστή ως σαπωνοποίηση. Η γλυκερίνη απελευθερώνεται είτε ως υπόλειμμα είτε κατά την έκπλυση του προϊόντος και είναι δυνατό να ανακτηθεί ως ιδιαίτερα χρήσιμο παραπροϊόν ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη διαδικασία.
Τα σαπούνια αποτελούν βασικά συστατικά των ημίρρευστων λιπαντικών (γράσα), τα οποία είναι συνήθως γαλακτώματα σαπώνων ασβεστίου ή λιθίου και τα ορυκτελαίων και χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανολογικές εφαρμογές. Πολλά σαπούνια άλλων μετάλλων έχουν επίσης ευρείες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων εκείνων από αλουμίνιο, νάτριο, και μείγματα από αυτά. Αυτά τα σαπούνια χρησιμοποιούνται επίσης ως συμπυκνωτικά μέσα για να αυξάνουν το ιξώδες των ελαίων. Στην αρχαιότητα, τα λιπαντικά κατασκευάζονταν με ανάμιξη ασβέστου με ελαιόλαδο.

Παρασκευή

Το σαπούνι παρασκευάζεται με αντίδραση λιπών ή ελαίων (τριγλυκεριδίων) με ένα καυστικό άλκαλι (υδροξείδιο του νατρίου, υδροξείδιο του καλίου ή υδροξείδιο του λιθίου). Το τελικό προϊόν είναι η γλυκερίνη και το σαπούνι, όπως δείχνει η αντίδραση:
Η πιο πάνω αντίδραση είναι σχηματική, καθώς στην πράξη χρησιμοποιούνται περισσότερα του ενός τριγλυκερίδια, ενώ σε μερικές περιπτώσεις χρησιμοποιείται και μίγμα από καυστικό νάτριο και καυστικό κάλιο. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται σαπωνοποίηση των λιπών ή ελαίων και υπάρχουν δύο τύποι: Η εν θερμώ σαπωνοποίηση (με βρασμό ή χωρίς) και η εν ψυχρώ σαπωνοποίηση. Το παραπροϊόν της σαπωνοποίησης, η γλυκερίνη, απομακρύνεται κατά τη βιομηχανική παρασκευή και αποτελεί σημαντική πρώτη ύλη στην χημική βιομηχανία.
Η βιομηχανική παραγωγή σαπουνιού γίνεται με συνεχή διαδικασία, δηλαδή προστίθενται συνεχώς λίπη και καυστικά αλκάλια και απομακρύνονται τα προϊόντα. Στην παραγωγή μικρότερης κλίμακας, σε οικοτεχνίες ή από ερασιτέχνες, η διαδικασία αυτή γίνεται με τον παραδοσιακό τρόπο και δεν είναι συνεχής.
Η εν ψυχρώ διαδικασία συνήθως δεν χρησιμοποιείται στην βιομηχανία, αλλά από τους οικοτέχνες: Η αντίδραση σαπωνοποίησης πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες δωματίου και η γλυκερίνη δεν απομακρύνεται από το τελικό προϊόν αλλά αποτελεί συστατικό του (σαπούνια γλυκερίνης). Η αντίδραση συνήθως διαρκεί πολλές ημέρες και όταν θεωρείται ότι έχει ολοκληρωθεί το προϊόν τοποθετείται σε τύπους (καλούπια) και αφήνεται να στερεοποιηθεί.
Στην εν θερμώ παραγωγή οι θερμοκρασίες ποικίλλουν: Μπορεί να είναι παραπλήσιες με τα σημεία βρασμού των συστατικών (μέθοδος ημιβρασμού) ή όλα τα συστατικά να είναι σε θερμοκρασία βρασμού (άνω των 100 ο C. Η μέθοδος ημιβρασμού χρησιμοποιείται τόσο στη βιομηχανία - κυρίως μικρής κλίμακας - για την βιομηχανική παρασκευή σαπουνιών γλυκερίνης όσο και από τους οικοτέχνες, καθώς η αντίδραση ολοκληρώνεται σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα και από το δοχείο το σαπούνι πηγαίνει απευθείας στους τύπους (καλούπια) προκειμένου να σχηματοποιηθεί. Η μέθοδος βρασμού είναι συνεχής διαδικασία, η γλυκερίνη απομακρύνεται από το τελικό προϊόν και χρησιμοποιείται αποκλειστικά από τη βιομηχανία μεγάλης κλίμακας.

Ο μηχανισμός καθαρισμού

Όταν χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό, το σαπούνι δρα ως επιφανειοδραστική ουσία σε συνδυασμό με το νερό. Ο καθαρισμός δράσης αυτού του μείγματος οφείλεται στη δράση των μικκυλίων, μικροσκοπικών "σφαιρών" με την εξωτερική επιφάνειά τους καλυμμένη από πολικές υδρόφιλες ομάδες, που περισφίγγουν μια λιπόφιλη ομάδα σε μορφή θύλακα και μπορούν να περιβάλλουν τα σωματίδια λίπους, που αποτελούν τον ρύπο, προκαλώντας τη διάλυσή τους στο νερό. Η λιπόφιλη ομάδα αποτελείται από την μακρά αλυσίδα του λιπαρού οξέος. Με άλλα λόγια, ενώ κανονικά λάδι και το νερό δεν αναμιγνύονται, η προσθήκη του σαπουνιού επιτρέπει στις λιπαρής σύστασης ενώσεις να διαλυθούν στο νερό και να απομακρυνθούν από την επιφάνεια που έχουν ρυπάνει. Τα συνθετικά απορρυπαντικά λειτουργούν με παρόμοιους μηχανισμούς με τα σαπούνια.

Ανάλογα με τα αλκάλια

Τα αλκαλιμέταλλα που χρησιμοποιούνται καθορίζουν τον τύπο του σαπουνιού που παράγεται. Τα σαπούνια που δημιουργούνται από υδροξείδιο του νατρίου είναι σταθερά, ενώ σαπούνια που προέρχονται από υδροξείδιο του καλίου είναι πιο ήπια ή συχνά υγρά. Ιστορικά, υδροξείδιο του καλίου εξαγόταν από τις στάχτες της φτέρης, των φυκιών ή άλλων φυτών. Τα σαπούνια λιθίου τείνουν επίσης να είναι σκληρό - αυτά χρησιμοποιούνται αποκλειστικά και μόνο για την παρασκευή λιπαντικού (γράσου).

Ανάλογα με τα λιπαρά οξέα

Τα σαπούνια είναι παράγωγα των λιπαρών οξέων. Παραδοσιακά χρησιμοποιούνται τριγλυκερίδια (έλαια και λίπη). Τριγλυκερίδια είναι η χημική ονομασία των τριεστέρων των λιπαρών οξέων με γλυκερίνη. Τα συνηθέστερα φυτικά έλαια που χρησιμοποιούνται στην σαπωνοποιία είναι το φοινικέλαιο, το λάδι καρύδας και το ελαιόλαδο. Τα σπορέλαια δίνουν πιο μαλακά και πιο ήπια σαπούνια. Το σαπούνι από αγνό ελαιόλαδο (μερικές φορές αποκαλείται σαπούνι Καστίλλης ή σαπούνι Μασσαλίας) φημίζεται για την εξαιρετική του ηπιότητα. Ο όρος «σαπούνι Καστίλλης» μερικές φορές αποδίδεται σε σαπούνια από μείγμα ελαίων, στο οποίο όμως περιέχεται υψηλό ποσοστό ελαιολάδου. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται και ζωικά λίπη, κυρίως βοοειδών.
Άλλες σαπωνοποιήσιμα λίπη και έλαια περιλαμβάνουν το φοινικοπυρηνέλαιο, το βαμβακέλαιο, το βούτυρο κακάο, το λάδι της κάνναβης, καθένα από τα οποία προσδίδει στο σαπούνι διαφορετικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, το ελαιόλαδο παρέχει ηπιότητα, ενώ το λάδι καρύδας και το φοινικέλαιο πυρήνα παρέχουν σκληρότητα και πλούσιο αφρό (σαπουνάδα). Μερικές φορές χρησιμοποιείται επίσης καστορέλαιο ως υγραντικό μέσο. Πλέον συνηθισμένος, όμως, είναι ο συνδυασμός από ζωικό λίπος, φοινικέλαιο και έλαια καρύδας. Μικρότερες ποσότητες σαπωνοποιήσιμων ελαίων και λιπών που δεν αποφέρουν σαπούνι προστίθενται μερικές φορές για τις ειδικές ιδιότητές τους.

Πρώιμη ιστορία

Οι πρώτες καταγραφές στοιχείων για την παραγωγή υλικών που μοιάζουν με σαπούνι χρονολογούνται γύρω στο 2800 π.Χ. στην αρχαία Βαβυλώνα. Ένας τύπος για σαπούνι που αποτελείται από νερό, αλκάλια, και έλαιο κάσιας βρέθηκε "γραμμένη" σε πήλινο δίσκο στη Βαβυλώνα γύρω στο 2200 π.Χ. Ο πάπυρος Ebers (Αίγυπτος, 1550 π.Χ.) δείχνει ότι οι αρχαίοι Αιγύπτιοι λούζονταν τακτικά και συνδύαζαν έλαια ζωικά και φυτικά με αλκαλικά άλατα για να δημιουργήσουν κάτι που έμοιαζε με σαπούνι. Αιγυπτιακά έγγραφα αναφέρουν ότι ουσία παρόμοια με σαπούνι χρησιμοποιήθηκε για την επεξεργασία μαλλιού για ύφανση.
Η λατινική λέξη για το σαπούνι - sapo - εμφανίζεται για πρώτη φορά στο σύγγραμμα Naturalis Historia του Πλίνιου του Πρεσβύτερου, στο οποίο αναφέρεται η παρασκευή του από ζωικό λίπος και στάχτη αλλά ως χρήση του αναφέρεται η αλοιφή για τα μαλλιά, με μάλλον υποτιμητικό σχόλιο πως χρησιμοποιείται περισσότερο από τους άνδρες και λιγότερο από τις γυναίκες στους Γερμανούς και τους Γαλάτες.
O Ζώσιμος ο Πανοπολίτης περιγράφει τόσο το σαπούνι όσο και την παρασκευή του. Ο Γαληνός περιγράφει την παρασκευή σαπουνιού με τη χρήση αλυσίβας και αναφέρει πως χρησιμοποιείται στο πλύσιμο για να παρασύρει τις ακαθαρσίες τόσο από το σώμα όσο και από τα ρούχα. Σύμφωνα με τον Γαληνό, καλύτερα σαπούνια ήταν τα Γερμανικά, με τα Γαλατικά να ακολουθούν.

Μεσαίωνας - Αναγέννηση

Οι σαπωνοποιοί στη Νάπολι είχαν δημιουργήσει συντεχνία κατά τα τέλη του 6ου αιώνα, ενώ κατά τον 8ο αιώνα η σαπωνοποιία ήταν πολύ γνωστή τόσο στην Ιταλία όσο και στην Ισπανία. Τα καπιτουλάρια (διατάγματα) των Μεροβιγγείων De Villis, περί το 800 μ.Χ., αναφέρουν το σαπούνι ως ένα από τα προϊόντα που πρέπει να καταγράφουν οι εκπρόσωποι της βασιλικής περιουσίας. Η σαπωνοποιία αναφέρεται τόσο ως "γυναικεία εργασία" αλλά και ως ενασχόληση "ικανών τεχνιτών" στους οποίους εντάσσονταν οι ξυλουργοί, οι κτίστες και οι αρτοποιοί.
Στην Γαλλία κατά το δεύτερο ήμισυ του 15ου αιώνα η ημι-βιομηχανική σαπωνοποιία είχε συγκεντρωθεί σε ορισμένα κέντρα της Προβηγκίας, όπως η Τουλόν, η Ιέρ και η Μασσαλία, από τα οποία εφοδιαζόταν όλη η χώρα. Η παραγωγή, μάλιστα, της Μασσαλίας, σε δύο εργοστάσια, έτεινε να εκτοπίσει όλα τα υπόλοιπα κέντρα. Στην Αγγλία η παραγωγή σαπουνιού γινόταν σχεδόν αποκλειστικά στο Λονδίνο
Από τον 16ο αιώνα και ύστερα άρχισαν να παράγονται στην Ευρώπη πιο εκλεπτυσμένα σαπούνια, με χρήση φυτικών ελαίων και όχι ζωικών λιπών. Πολλά από αυτά παράγονται ακόμη και σήμερα, είτε από βιομηχανίες είτε από οικοτέχνες.

Σύγχρονη εποχή

Μέχρι την εποχή της βιομηχανικής επανάστασης η σαπωνοποιία ήταν κλάδος σχετικά μικρής κλίμακας και τα παραγόμενα σαπούνια ήταν "σκληρά". Το 1789, όμως, ο Άντριου Πίαρς (Andrew Pears) παρασκεύασε στο Λονδίνο ένα σχεδόν διάφανο σαπούνι, ενώ ο γαμπρός του Τόμας Μπάρατ (Thomas J. Barratt) ίδρυσε το 1862 εργοστάσιο σαπουνιών στο Άιλγουερθ (Isleworth). Ακολούθησαν και άλλοι κατασκευαστές τόσο στο Ηνωμένο Βασίλειο όσο και στις Ηνωμένες Πολιτείες και υιοθετήθηκαν νέες πρακτικές προώθησης του προϊόντος, όπως του Μπέντζαμιν Μπάμπιτ (Benjamin T. Babbitt) που διένειμε δωρεάν δείγματα των σαπουνιών του. Οι αδελφοί Ουίλιαμ και Τζέιμς Λέβερ δημιούργησαν το 1886 μια μικρή βιομηχανία σαπουνιών με την επωνυμία "Lever Brothers", η οποία υπάρχει και σήμερα - από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές του χώρου - υπό την επωνυμία "Unilever". Η εταιρεία αυτή υπήρξε πρωτοπόρος ως προς την ανάληψη μεγάλων εκστρατειών διαφήμισης και προώθησης των προϊόντων της.
Με το χρόνο τα σαπούνια εξελίχτηκαν αποκτώντας χρώμα και αρωματίστηκαν (μερικές φορές με πολύ έντονα αρώματα), ενώ κυκλοφορούν σήμερα και υπό μορφή υγρού (υγρό σαπούνι).
Στην Ελλάδα δραστηριοποιούνται και σήμερα αρκετές εταιρείες παραγωγής σαπουνιών όπως η Ελαϊδα στη Λάρισα από το 1913 καθώς και άλλοι (Παπουτσάνης, Γ. Μαλικούτης - "Αρκάδι" κτλ.) ενώ μια από τις πλέον γνωστές στην εποχή της εταιρεία ήταν η "Αλεπουδέλης", ιδιοκτησία της οικογένειας του ποιητή Οδυσσέα Ελύτη.