ENSEÑANZA BASADA EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS SIGNIFICATIVOS

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FABRICACIÓN DE JABÓN Y RECUPERACIÓN DE GLICERINA A PARTIR DE ACEITE QUEMADO

OBJETIVOS

Objetivo General

- Obtener jabón por medio del proceso de saponificación a partir de una grasa o aceite quemado o desechado.

Objetivos Específicos

- Recuperar la glicerina como subproducto del proceso

- Estudiar las variables del proceso

- Realizar los balances de materia y energía del proceso

- Determinar el rendimiento del proceso

GENERALIDADES

El jabón, químicamente, es la sal de sodio o potasio de un ácido graso no volátil que se forma por la reacción de grasas y aceites con una solución acuosa de un álcali, en un proceso denominado saponificación.

Los jabones no se encuentran en combinaciones químicas específicas definidas, sino en composiciones regularmente complicadas.

Los jabones se pueden clasificar en duros y blandos para los que se emplean en su producción soda cáustica (NaOH) y potasa (KOH), respectivamente. Entre los jabones existen muchas variedades que se diferencian entre sí por su mayor o menor contenido en jabón, rellenos y alcalinidad.

Las reacciones fundamentales en la fabricación de jabón, tanto si se emplea hidróxido de sodio como si se emplea hidróxido de potasio, son las siguientes:

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Las grasas generalmente no se presentan en forma de ácidos grasos puros sino como esteres, que corresponden a las sales orgánicas formadas entre los ácidos grasos y la glicerina. Para transformar estos esteres en jabón es preciso, en primer lugar, desdoblarlos en ácidos grasos y glicerina. No obstante, en esta reacción el ácido graso se combina inmediatamente con el potasio o sodio para formar la sal respectiva, y se libera la glicerina, como indican las siguientes reacciones:

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Durante el proceso de la saponificación se llevan a cabo tres etapas, así:

1. Etapa inicial: La reacción en esta etapa es lenta debido a la baja solubilidad entre los reactantes; las interacciones solo ocurren en la interfase de ellos. Esta etapa puede mejorarse si se usa una emulsión de grasa con agua, para promover un mejor mezclado de las materias primas.

2. Etapa de autocatálisis: En este punto existe una mezcla homogénea de los reactantes en la solución con las primeras partículas de jabón formado, lo que genera la reacción. Este fenómeno se puede aplicar en la primera etapa de reacción, mezclando inicialmente los reactivos con una solución de jabón.

3. Etapa final: Hay disminución en la rata de producción de jabón debido a las bajas en la concentración del material graso presente en la solución homogénea (Reactivo Límite). La reacción puede interrumpirse en esta etapa con el fin de no perder tiempo en el proceso de producción.

Factores que intervienen en el proceso

En el proceso de la fabricación de jabón, se deben tener en cuenta las variables que contribuyen de manera directa en el proceso de saponificación, pues estas determinan en gran medida las características finales del producto. Entre las variables que tienen mayor influencia están las siguientes:

Temperatura: El control de la temperatura en las etapas del proceso evita el calentamiento excesivo, que a su vez, acelera la degradación de la materia prima en presencia del aire. Una vez iniciado el proceso, la temperatura para la saponificación debe permanecer en el rango de 85 °C - 92 °C con el fin de que la reacción se lleve a cabo de una forma rápida y eficiente.

Calidad de las grasas y aceites: La selección de las materias primas para la fabricación de jabón debe tener en cuenta la composición de la carga de grasa, ya que debe contener la proporción adecuada de ácidos grasos saturados e insaturados, al igual que de ácidos grasos de cadena larga y corta que se requieren para lograr la suficiente estabilidad, formación de espuma, dureza y acción limpiadora del producto final sin embargo, el origen de la materia prima en este caso, requiere ajustarse a esta condición y hacerle un pretratamiento a la materia prima a través de un filtrado previofinal,

Álcali: La selección del álcali va sujeta a las características que se quieren presentar en el producto final; con hidróxido de sodio el jabón es sólido y con hidróxido de potasio el jabón se presenta de forma cremosa.

Electrolito: El porcentaje de electrolito en la masa jabonosa es de vital importancia durante cada una de las etapas del proceso, ya que permite insolubilizar el jabón en el agua. Esta propiedad de los electrolitos se conoce como “efecto de graneado”. La cantidad de electrolito presente provoca una separación entre el jabón formado y la lejía. El jabón queda en la superficie de la lejía en forma sólida granulada y la lejía contiene un exceso de álcali, electrolito y glicerina. Un electrolito adecuado permite una separación efectiva y rápida al momento de dejar la masa en reposo. Dentro de los electrolitos más usados están el NaCl (sal común) y el Óxido de sodio (Na2O) los cuales presentan buenas eficiencias de graneado.

Glicerina: La glicerina es un trialcohol ( C3 H 5 (OH ) 3 ) incoloro y viscoso que tiene muchas aplicaciones en la industria, los métodos de producción son variados y depende de la materia prima usada.

PROCESAMIENTO DEL JABÓN

Equipo para el proceso de saponificación

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MATERIALES Y EQUIPOS

Materias primas

Aceite o grasa quemado(a)

Álcalis. (NaOH ó KOH)

Sal (NaCl)

EQUIPOS