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Proceso Industrial del Jabon y Detergente

La siguiente presentación corresponde al reporte de lípidos para el Laboratorio de Fundamentos de química orgánica.

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Transcript of Proceso Industrial del Jabon y Detergente

PROCESO INDUSTRIAL DE JABONES Y DETERGENTES
Según una leyenda romana, el jabón se originó en el Monte Sapo, donde eran sacrificados animales. La lluvia arrastraba una mezcla de grasa animal derretida o sebo y cenizas de madera hasta las orillas del río Tíber. Las mujeres encontraron que el barro con esa mezcla hacía que su lavado fuera más fácil. Materias Primas Detergente Historia

PROCESO INDUSTRIAL DEL JABON Maquinaria y Equipos Máquina del mezclador: Mezcla de todas las materias primas.
Máquina del rodillo para jabón: enrollar el jabón para un mejor proceso de mezcla
Máquina del estudiantón doble para jabón: se utiliza para la compresión de jabón.
Máquina para cortador de barra de jabón
Máquina para cortador de jabón: El tamaño final se ajusta de acuerdo con el peso final de jabón. Figura 2: Estructura de algunos lípidos de acuerdo con la clasificación de relevancia biológica (4). Resultados obtenidos en el laboratorio Materias Primas Auxiliares Agua: para complementar la formula y que se microbiológicamente apta.
Regulador de pH 6-7
Acido acrílico: Es un liquido transparente con un fuerte e irritante olor
El almidón: Es un polisacárido de reserva alimenticia
Acido algínico: Se trata de un compuesto químico en forma de polisacárido coloidal que se obtiene de forma natural de las paredes celulares de las algas Referencias En la práctica de laboratorio se trabajó con dos sistemas para realizar la extracción del ácido graso de la nuez moscada (resultados los cuadros 1 y 2 y en el cálculo 1).

El sistema de reflujo es más simple, además es un método en el que se evitan perdidas de disolvente, con lo que se ayuda a evitar peligrosidad de incendio, pues el disolvente usado en el laboratorio es inflamable. Tiene el problema de que la muestra se satura el solvente y no se separa por completo el trimiristato, por lo que habría que agregar nuevamente solvente en este punto y no hacerlo reduce en gran forma su eficacia y calidad de desempeño (8). Discusión (1)Macarulla, M; Goñi, F. Bioquímica humana: curso básico. 2da Edición. Editorial Reverté. Barcelona, España. 1994.
(2)Koolman, J.; Röhm, K. Bioquímica: texto y atlas. 3ra ed. Editorial Médica Panamericana. Madrid, España, 2005.
(3)Peña, A. Bioquímica. 4ta ed. Editorial Limusa. Ciudad de México, México, 2000.
(4)Voet, J; Voet, D. Bioquímica. 3ra Edición. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 2004.
(5)Garrido, A.; Tejión, J.; Blanco, D.; Villaverde, C.; Mendoza, C.; Ramírez, J. Fundamentos de bioquímica metabólica. 2da ed. Editorial Tebar. Madrid, España, 2006.
(6)Quesada, S. Manual de experimentos para laboratorio de bioquímica. Editorial EUNED. San José Costa Rica. 2007.
(7) García-Mateos, M. Lípidos. 1ra ed. Universidad Autónoma de Chapingo. Texcoco, México, 2012.
(8) Solano, E.; Pérez, E.; Tomás, F. Prácticas de Laboratorio de Química Orgánica. 2da ed. Universidad de Murcia, Murcia, España, 1995.
(9) Valcárcel, M.; Gómez, A. Técnicas analíticas de separación. 2da ed. Editorial Reverté, Madrid, España, 1998.
(10) Guarnizo, A.; Martínez, P. Experimentos de Química Orgánica. 1ra ed. Ediciones Elizcom. Quindio, Colombia, 2011. Maqunaria Figura 4: Sistema de reflujo Figura 5 Sistema Soxhlet Cuadro 1. Datos obtenidos de la extracción y purificación de trimiristato por sistema de reflujo.
Cuadro 2. Datos obtenidos de la extracción y purificación de trimiristato por extracción Soxhlet. Cálculo 1. Cálculo de los porcentajes de recuperación con ambos sistemas de extracción. Cuadro 3. Resultados y observaciones de los datos obtenidos a partir de las pruebas de jabones realizadas con jabón líquido y detergente. Además, cabe destacar la manera en que afectan los lípidos consumidos el cuerpo; ya que por ejemplo, las grasas saturadas afectan por igual los niveles de lipoproteínas de baja (LDL) y alta densidad (HDL) en el cuerpo, por su parte, las grasas trans actúan sobre el LDL sin afectar el HDL, lo que abre paso a un mayor riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares (7). El equipo Soxhlet, permite constantes flujos de disolvente fresco, con lo que su función es optimizar la extracción y extraer la mayor cantidad de trimiristato (9).

Para el Soxhlet, antes de iniciar la extracción es recomendable realizar un periodo de calentamiento que viene a favorecer el aumento de la presión de vapor del disolvente y un cambio de estado de líquido a gas (9).

Funcionamiento Soxhlet: una vez que la temperatura se acerque al punto de ebullición del solvente este empieza a evaporarse dirigiéndose hacia arriba, en el momento que toca el condensador se convierte en líquido y empieza a caer rodeando el cartucho con la muestra sólida, conforme aumenta la cantidad de líquido alrededor del cartucho, parte del solido comienza a escurrir, acumulándose en el sifón, cuando llega a la altura máxima la presión se equilibra y el líquido (que contiene material deseado) cae al balón, en este punto el disolvente nuevamente se condensa y cae al cartucho como disolvente fresco, repitiendo la acción varias veces (9). Al comparar el funcionamiento del Soxhlet, el cual implica más rendimiento y el del sistema de reflujo se puede notar como el desempeño del Soxhlet es mayor que el del reflujo como lo indican los resultados del cálculo 1.

Con respecto a los disolventes (etanol y éter etílico), ambos resultan ideales, ya que como se mencionó anteriormente los lípidos se caracterizan por ser solubles en disolventes de este tipo, además ambos presentan una alta volatilidad, necesaria para los procesos de evaporación a los que deben ser sometidos. Es de resaltar extracción no es un método selectivo, es por ello que los cristales formados no son totalmente puros, se podría aumentar la selectividad agregando proporciones de dos o más disolventes en el equipo Soxhlet en una concentración adecuada hasta llegar a un equilibrio (10), puesto que en este caso no se dio fue necesario separar las impurezas de otra forma, por tal motivo cuando se termina el procedimiento en el equipo se agrega etanol para separar las grasas no deseadas presentes, además se agrega una base fuerte y de esta forma realizar la saponificación, la cual favorece la separación de grasas y triglicéridos del trimiristato, por medio de la hidrólisis y separación de las grasas en compuestos más pequeños (6). Para el caso de la saponificación, las grasas y aceites se tratan con KOH o NaOH se desdoblan produciendo jabón y glicerol, por lo que se da una hidrolisis alcalina de un lípido. Con los lípidos derivados de ácidos grasos como el utilizado en este experimento que dan lugar a sales alcalinas (jabón) y un alcohol (10). La reacción se puede apreciar en la figura 6. Más referencias... (11) Universidad Autónoma de Madrid; Práctica 5. Saponificación: obtención de jabón, disponible en http://www.uam.es/docencia/jppid/documentos/practicas/actuales/guion-p5.rtf, 10 de noviembre de 2012.
(12) Doria, M.; Ibánez, J.; Mainero, R. Experimentos de química en microescala para nivel medio superior. 1ra ed. Universidad Iberoamericana. Ciudad de México, México, 2009.
(13) Manahan, S. Introducción a la química ambiental. Editorial Reverté. Barcelona, España. 2006
(14)Acuña, F. Química Orgánica. 1ra ed. EUNED. San José, Costa Rica, 2006.
(15)Figueruelo, J.; Marino, M. Química Física del Ambiente y de los Procesos Medioambientales. 2da ed. Editorial Reverté, Madrid, España, 2004.
(16) Instituto Nacional de la Comunicación Educativa; Jabones, saponinas y detergentes, disponible en http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/51/htm/sec_10.html, 10 de noviembre de 2012. Figura 7. Reacción de saponificación (6). Es de recalcar que cualquier lípido que contenga en su molécula por lo menos un ácido graso, entre los que se pueden incluir: glicerofosfolípidos, esfingolípidos ceras y triglicéridos (10).

Los jabones naturales son sales sódicas o potásicas de ácidos grasos, ácidos orgánicos con largas cadenas de hidrocarburos. La fórmula general de un jabón se puede expresar como: CH3-(CH2)n- COO-Na+, donde n tiene valores comprendidos entre 9 y 17, aunque pueden llegar a estar entre 3 y 21 (11).

El NaOH forma un jabón sólido que se puede moldear con la forma que se desee, mientras que el KOH forma un jabón líquido más suave. Los aceites poliinsaturados forman jabones más blandos (11).

La característica principal del jabón es la presencia de dos zonas de distinta polaridad: la hidrofílica, que es fuertemente atraída por las moléculas de agua y que se localiza en torno al grupo carboxilo, y la hidrofóbica, que es poco polar y que se mantiene lejos de las moléculas de agua, ubicada en el extremo más alejado de la cadena hidrocarbonada (11). En la práctica de laboratorio se realizaron varias pruebas, cuyos resultados se pueden apreciar en el cuadro 3 y figura 6, donde para hacer un análisis de los resultados se debe conocer el concepto de aguas duras y las llamadas aguas blandas, donde cada apelativo refleja la propiedad de las aguas frente a los jabones (11).

Se sabe que los jabones (ver reacción de saponificación) y detergentes en general se clasifican como agentes tensoactivos (12). Esto último porque al disolverse en el agua modifican su tensión superficial, ya que forman agregados micelares, donde la parte iónica o polar se orienta hacia el agua y las partes hidrocarbonadas hacia el interior (ver figura 8).

En el caso del Na2CO3,es utilizado para ablandar el agua dura, produciendo precipitación de los iones que se encuentren en disolución (13). Figura 8: Ilustración de la formación de micelas en medio acuosos (8). Entonces se tiene que la interacción de los iones Ca2+, Fe3+ y Mg 2+ (aguas duras), con la parte polar del jabón destruyendo las micelas que se forman por la precipitación de los iones agregados (14).

Es de resaltar el respaldo en la literatura con relación a los resultados observados en la espuma, que los jabones en presencia de aguas duras no producen espuma (15).

Para el caso de los detergentes sulfonados al usarse en agua dura o en presencia de Ca2+, Fe3+ o Mg 2+ siguieron dando abundante espuma, debido a no formar sales insolubles (16). Figura 6: Ilustraciones de las pruebas de jabones realizadas con jabón líquido y detergente. Figura 9. Reacción de precipitación en jabones luego de la adición de un ión (11).


Ingrie Celeita
Angelica Fonseca
Rutby Galeano

Grupo 600

Docente Wilson Pardo Grasas, Aceites y/o Sebos
Ácido Laúrico
Ácido Mirístico
Ácido Palmítico
Acido Esteárico
Ácido Oleico Otros Insumos Auxiliares Sal: Crea el medio salino para facilitar la separación de las corrientes que se generan en la etapa de saponificación.
Silicato: mejoran las características físicas y la calidad del jabón
Colorantes: Su función es mejorar el aspecto físico del jabón, al brindarle un cambio de color. Equipos Auxiliares •Caldera de vapor
•Equipo de blanqueado por succión
•Torre de enfriamiento
•Tanque de almacenamiento de aceite
•Contenedor de ebullición 8.Picado
9.Mezclado
10.Molienda
11.Extruido
12.. Cortado
13.Prensado
14.Empacado 1. Recepción y almacenamiento de materias primas

2. Almacenamiento temporal

3. Saponificación inicial

4. Reposo y enfriado

5. Purgado

6. Saponificación final

7. Secado PROCESO Materias Primas • Tensioactivo
• Aditivos solubilizantes
• Agente secuestrante
• Conservantes
• Colorantes y esencias
• Espesante
• Aditivos protectores de la piel
• Nacarantes, o pacificantes
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