Procesos Industriales IV: Jabones y detergentes

Diana Catalina Moreno Guarín

Contenido

• Generalidades

• Saponificación

• Jabones

• Detergentes

Generalidades de los jabones y detergentes

• El primer agente limpiador fabricado por el hombre fue el jabón, cuya manufactura ha sido descrita en las tablas de lagas procedentes de los sumerios en el año 2500 A.C.

• La importancia del jabón para el lavado y limpieza general no fue reconocida hasta el siglo II de nuestra era , por el medico griego Galeno, que recomendaba su uso no solo por la capacidad de limpieza del cuerpo y ropas, sino también por sus efectos curativos.

• La utilización de cal viva como componente caustico en sustitución de las cenizas, atribuido a los árabes en el siglo VII de nuestra era, permitió la preparación de jabones mas fuertes.

Generalidades de las operaciones de separación por equilibrio de fases

• En la segunda mitad del siglo XVIII, el jabon dejo de ser un articulo de lujo para convertirse en un producto barato y de utilización generalizada en todas las clases sociales. Esto fue debido a los trabajos de investigación desarrollados por Chevreul’s, sobre la estructura de aceites y grasas, y de Leblanc, que desarrolló un proceso tecnico de obtención de carbonato sodico.

Saponificación• Es una reacción química entre un

acido graso (o un lípidosaponificable, portador de residuosde ácidos grasos) y una base o álcali,en la que se obtiene como principalproducto la sal de dicho ácido y dedicha base.

• Estos compuestos tienen laparticularidad de ser anfipaticos , esdecir tienen una parte polar y otraapolar (o no polar), con lo cualpueden interactuar con sustancias depropiedades dispares

CLASIFICACION DE LOS LIPIDOS

SAPONIFICABLES

SIMPLES

Céridos

Acilglicéridos

COMPLEJOS

Fosfolípidos

Glucolípidos

INSAPONIFICABLES

Terpenos

ESTEROIDES

PROSTAGLANDINAS

Tipos de grasa

Saponificables

• Son las grasas que sepueden volver jabón,reaccionando con un álcali.Y toda grasa saponificablees un ácido graso, y alreaccionar con el álcali, sevuelve una sal de ácidograso.

No saponificables

• No saponificables songrasas que no forman jabónal reaccionar con alcalíes...Como las vitaminas, elcolesterol, los terpenos, lasceras, etc...

•Fuente: Operaciones unitarias en ingenería química. McCabe, W. Smith, J.C. Harriott, P. Editorial: MacGraw Hill. 1998.

Reacción de saponificación

Los jabones son sales sódicas o potásicas de ácidos grasossuperiores (que contienen 12 o más átomos de carbono). Susmoléculas están constituidas por dos partes, una apolar,formada por una cadena larga carbonada, como si fuera unacola, que es neutra y repele el agua (hidrófoba) pero atrae a lagrasa (liposoluble). La otra parte, la cabeza, es polar y estáformada por un extremo iónico cargado eléctricamente que esafín al agua (hidrófila).

www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm

El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de lostejidos (o de la piel) debido precisamente a la estructurabipolar de su molécula

www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm

Aditivos y correctores.

Los jabones son productos muydesengrasantes, por lo que produciránexcesiva deslipidización de la piel, consu posible consiguiente resecamiento.Por eso, entre los aditivos, suelenincorporarse reengrasantes, quedevuelvan parte de las grasas ala piel. Estos pueden ser de

origen animal, vegetal, sintético osemisintético.

Para mejorar su aspecto, suelenllevar opacificantes, sustanciasque los hacen más opacos. Ycolorantes y perfumes, paraaportarles color y oloragradables. El perfume esespecialmente importante,caracterizando la mayor parte deestos cosméticos y llegando asuponer un componente muyabundante.

www.inkanat.com/es/infosalud/index.html

www.taringa.net/posts/1138653

Tipos de jabones

Jabones duros• Compuestos por sales de sodio.• Ejemplos: jabones para lavar y jabones industriales.• Se elaboran a partir de materia prima de bajo costo.• Si su elaboración no es cuidadosa, pueden contener restos deHidróxido de sodio.

Jabones blandos• Compuestos por sales de potasio.• Ejemplos: jabones de tocador y cremas de afeitar• Se elaboran a partir de aceites vegetales; por ejemplo aceites de coco,palma y oliva.• Se refinan para liberarlos de restos de hidróxido de potasio

Proceso de obtención general de jabones

Saponificación

Salado

Cocción

Amasado

Moldeado

Detergentes

Los jabones son inefectivos para lalimpieza en agua dura ( agua que contienesales de metales pesados, especialmentehierro y calcio), éstos precipitan en formade sales insolubles (costra de las bañeras).En cambio, las sales de hierro y calcio delos sulfatos ácidos de alquilo son solublesen agua y las sales sódicas de estosmateriales, conocidas como detergentes(agentes limpiadores), son efectivasincluso en aguas duras.

Propiedades de los detergentes

Humectación: Capacidad demojar más, es decir unamisma gota de agua escapaz de abarcar una mayorsuperficie de contacto.

Penetración: Capacidad depenetrar o introducirse enlas superficies porosassucias o en la suciedad.

Emulsión: Es la dispersión osuspensión de finaspartículas de uno o máslíquidos en otro líquido.

Suspensión: Consiste endejar la suciedad opartículas de suciedad ensolución, evitando queestas se vuelvan aredepositar.

Composición de los detergentes

Surfactantes

Auxiliares

Enzimas

SuavizantesBlanqueadores

Florecentes

Ablandadores

Surfactantes

Están presentes enporcentajes del 8 y 10% y son losresponsables de formarlas micelas y asíremover el sucio.

Clasificacion

• SE FUNDAMENTA EN EL PODER DE DISOCIACION DEL TENSOACTIVO EN PRESENCIA DE UN ELECTROLITO Y DE SUS PROPIEDADES FISICOQUIMICAS .

Clasificación

• Por la carga iónica de la parte superficialmente activa de la molécula, se clasifican en:

TENSOACTIVOS

IONICOS NO IONICOS ANFOTEROS NO

HIDROCARBONADOS

Tensoactivos iónicos

IONICOS

Los iónicos con fuerte afinidad por el

agua, motivada por su

atracción electrostática hacia

dipolos del agua puede arrastrar consigo a las soluciones de

cadenas de hidrocarburos.

ANIONICOS

Son aquellos que en solución se ionizan, el grupo hidrófobo

queda cargado negativamente

CATIONICOS

En solución forman iones, resultando

cargado positivamente el grupo hidrófobode la molécula

Tensoactivos ionicos

Anionicos

• Ácidos carboxílicos

• Esteres de sulfúrico

• Ácidos sulfónicos alcanos

• Ácidos sulfónicosalquilaromáticos

• Grupos mixtos aniónicoshidrofílicos

Cationicos

• Sales de aminas (Primarias, Secundarias y Terciarias).

• Compuestos de amonio cuaternario

• Otras bases nitrogenadas

• Bases no nitrogenadas

Agentes ablandadores

Están presentes enproporciones variadasdesde el 5 al 25 %dependiendo de laformulación comercial.Potencian la acción de lossurfactantes porquepueden acomplejar ionescalcio y sodio presentes enel agua y mantienen laalcalinidad del medio.

Los más conocidos sonlos polifosfatos, zeolitascuya estructuramolecular permite laretención de los ionesactuando como tamiz,EDTA que es un agenteacomplejante de ionescalcio.

Agentes auxiliares

Ayudan a la fluidez delpolvo o del líquidodependiendo de lascaracterísticas deldetergente. Los másusados son el sulfato desodio y el borax (boratode sodio hidratado).

Blanqueadores

Por lo general, sonagentes oxidantes que seactivan a temperaturasmayores de 60 °C. Unoque funciona atemperatura ambiente esla TAED,tetraacetilendiamina, y el“cloro” que es unasolución del 3 al 5 % dehipoclorito de sodio.

Sustancias fluorecentes

Dan brillo a las fibras por absorciónemisión de luz UV. También se conocencomo abrillantadores

Enzimas

(0,75 %). Se añaden a

los detergentes para

ayudar a limpiar la

suciedad de origen

biológico como grasa

o sangre.

Suavizantes

Controlan la estática de las fibras y ayudan a

secarlas más rápidamente; el suavizante más

usado es el DSDMAC, cloruro de

diesterarildimetilamonio.

Aromatizantes y colorantes

• Se utilizan con e fin dedar un aroma y coloragradable alconsumidor

Referencias

• Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. Green, D. Perry, R. Editorial McGraw Hill. 8ª Edición. 2008.

• George T. Austin. Manual de Procesos Químicos en la Industria. Tomos I, II, III. EEUU. McGraw Hill.

• Ángel Vian Ortuño. Introducción a la Química Industrial. España. Editorial Reverté.