Proyecto: Jabones y Detergentes

Universidad Rafael Landívar

Facultad de Ingeniería

Diseño y Selección de Equipos

Ing. Ignacio Arauz

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PROCESO DE JABÓN

Andrea Espinoza 1018912

Laura Iguardia 1053813

Anijay Quiroz 2002815

 Maria Fernanda Sanchez 1113414

Melanie Cerón 1140914

Proyecto: Jabones y Detergentes

Los jabones son sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos y que solubles en agua, se fabrican a partir de grasas o aceites que son mezclas de triacilgliceroles o de sus ácidos grasos mediante tratamiento con una base fuerte o una base debil. El tratamiento con una base fuerte como el hidroxido de sodio dará jabones “duros” y el tratamiento con una base debil como el hidróxido potásico dará jabones “blandos”, estos ultimos son más adecuados para jabones líquidos y cremas de afeitar. Por sus características, los jabones son surfactantes aniónicos. Los triacilgliceroles son moléculas bastante inertes químicamente, pero los ácidos grasos se separan del glicerol mediante hidrólisis alcalina fuerte, es decir mediante una saponificación, la saponificacion se da mediante la siguiente reacción:

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Luego de llevada acabo la saponificacion, el siguiente paso en la fabricación de jabones es la neutralización de ácidos grasos con álcali. Para ello, primero hay que hidrolizar las grasas y aceites empleando corrientes a alta presión que separan los ácidos grasos de la glicerina o glicerol. Después se purifican los ácidos grasos por destilación y ya se pueden neutralizar con el álcali para dar el jabón. La neutralizacion de los acidos grasos que lleva a cabo mediante la siguiente reacción:

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Los detergentes son compuestos que permiten variar la tensión superficial del agua y son los causantes de la Humectación, Penetración, Emulsión y suspención de la suciedad. Su estructura está compuesta por dos partes: una Hidrófila esto quiere decir que tienen afinidad con el agua y otra Lipofílica que tiene afinidad con aceites, lo que permite formar puentes de agua y aceite, ayudando a remover la suciedad. Los detergents son productos limpiadores más eficaces que los jabones porque contienen mezclas de surfactantes que les permiten trabajar en distintas condiciones, por esta misma razon son menos sensibles a la dureza del agua que los jabones.

La dureza del agua se debe a la presencia de sales minerales, principalmente de calcio y magnesio, pero también de hierro y manganeso. Estas sales minerales reaccionan con los jabones para dar precipitados insolubles por lo que la eficacia limpiadora de los jabones se reduce con la dureza del agua. Otro problema que tienen los jabones es que la baja acidez de los ácidos grasos hace que sus sales con metales alcalinos sean ligeramente básicas (pH = 8-9) y cuando el pH de una disolución jabonosa baja debido a la presencia de contaminantes acídicos, los ácidos grasos precipitan.

La mayor parte de los surfactantes que contienen los detergentes se han desarrollado a partir de productos petroquímicos derivados del petróleo y oleoquímicos y a partir de distintos aceites y grasas. Las cadenas hidrocarbonadas derivadas de grasas, aceites o petróleo, constituyen la parte hidrófoba de la molécula de surfactante, mientras que compuestos como trióxido de azufre, ácido sulfúrico u óxido de etileno, se utilizan para constituir la parte hidrófila de esa molécula. La tendencia actual de apartarnos de los derivados del petróle, y de favorecer el uso de materiales "más naturales", ha hecho que se potencie para su uso como detergentes el desarrollo de surfactantes derivados de los oleoquímicos y también de glúcidos.

Aparte de los surfactantes, los detergentes incorporan otras sustancias como:

• Agentes coadyuvantes: polifosfatos, silicatos o carbonatos que son utilizados para ablandar el agua; perboratos que se utilizan para blanquear manchas resistentes.
• Agentes auxiliares: sulfato de sodio y carboximetilcelulosa, que favorecen la eliminación del polvo; enzimas, para eliminar restos orgánicos; sustancias fluorescentes, para contrarrestar la tendencia al amarilleamiento del color blanco; estabilizadores de espuma; perfumes y colorantes.

Base Para Detergentes

• Texapon , k12- 1750 gramos
• Tinopal, 0.5 gramos
• Tripolisfosfato de sodio- 350 gramos
• Silicato de sodio – 3700 gramos
• Carboncemetilcelulosa – 250 gramos
• Piedra sódica en polvo – 15 kls

Preparación

1. En un recipiente plástico, mezclar estos ingredientes en orden revolviendo suavemente hasta lograr que los productos queden bien mezclados.
2. Con esta preparación obtenemos una base para detergente ya que esta queda sin fragancia y sin color.
3. Las fragancias más utilizadas para detergentes son: limón, floral, lavanda, etc. Estas fragancias se usan de acuerdo al gusto del fabricante, al anexarle estas fragancias se debe hacer una buena dispersión para no formar grumos en el polvo.
4. Si el fabricante desea darle color al detergente es muy recomendable el color azul ultramar además de ser colorante incrementa el poder blanqueador del detergente

Ejemplos de Industria local: 

1. Industria de Jabones y Detergentes Las Palmas S.A.

“Somos una empresa guatemalteca, dedicada principalmente a la elaboración de jabones para lavandería, nuestra materia prima principal son las grasas de origen vegetal, lo que hace que nuestros productos sean amigables con el ambiente (Biodegradables)”

Marcas: Jabón Bolax, Primiun, Negrito, La Llave, Jabonson

1. Industria La Popular, S.A.

“Con dinamismo e innovación, juntos construimos un mundo bello, limpio y sano para el bienestar de todas las familias.”

Marcas: Atomic, Detergente Espumil, Detergente Fab3, Detergente Ultra Klin, Lariansa, Detergente Zinnia

Ejemplos de Industria Internacional: 

1. Ace, P&G Company

En la actualidad, gracias a la la larga historia de Ace es una marca muy querida, siendo “Blancos más Blancos, Ace lo hace” el eslogan más recordado por la consumidora latinoamericana.

1. Detergente OMO, Unilever Company

Es una marca de detergentes que producida por la compañía Unilever la cual es vendida en Reino Unido, Irlanda, Sudáfrica, Estados Unidos y Chile.

Descripción del proceso

El proceso de elaboración de jabones a nivel industrial se resume en las siguientes etapas.

• Recepción y almacenamiento de materia prima
• Control de calidad de materias prima
• Dosificación
• πSaponificación
• Agitación
• Depuración
• Última fase de saponificación
• Secado
• Picado
• Transporte
• Mezcla
• Molienda
• Extrusión
• Corte
• Verificación de calidad
• Prensado
• Empaquetado
• Transportación
• Deposito temporal

• El proceso de producción del jabón comienza con el recibimiento y acopio de las materias primas, se debe de documentar el origen de las mismas y los proveedores junto con la cantidad detallada del lote y los costes. Las materias prima se depositan de forma transitoriamente hasta el inicio de la producción en locales de almacenaje grandes y acondicionados con todos los elementos de seguridad requeridos. Los materiales en estado líquido se depositan en tanques de tamaño considerable.

• Una vez almacenada la materia prima, estas se someten a un control de calidad en donde se analizan para poder asegurarse y determinar que dicha materia cumple con todos los estándares de calidad necesarios para poder ser utilizada durante el proceso y así determinar el grado de integración de las materias grasas durante la saponificación, siendo estos índices los de saponificación, yodo y acidez.

• En la fase de dosificación de las materias prima se miden las cantidades necesarias a utilizar en base a la formulación que se tiene del producto. Las materias dosificadas son bombeadas hacia una paila o a la fuente en dónde serán hervidas.

• En la fase de saponificación se mezcla ácidos grasos de origen vegetal o animal con agua y una base (NaOH para jabones duros y KOH para jabones blandos). Se mezcla materias grasas, agua corriente y sebo puro, para llevar a cabo el proceso se calienta la caldera controlando que la temperatura no sobrepase los 80oC activando posteriormente el mecanismo de agitación para que la mezcla sea homogénea. Lentamente se agrega la sosa cáustica y se deja mezclando la mezcla por 45min, luego se agrega lejía de sosa dejando que la mezcla se agite por 60min. Por último se agrega sal común disuelta en agua corriente y se deja agitando la mezcla.

• Una vez obtenida la mezcla, esta se deja en agitación por 30min para luego detener la agitación.

• Una vez se tiene la mezcla, esta se deja enfriar por 12 horas con el objetivo de quitar el exceso de lejía y equilibrando el pH en neutro. Cuando se puede ver la formación de capas en la mezcla las cuales son el jabón sólido (parte superior) y la sal-glicerina (parte inferior), esta última parte se separa del jabón por medio de un conducto especial que posee la caldera y es depositado en un tanque aparte.

• En la última fase de saponificación, la caldera se debe de encender a 80oC con la capa de jabón dentro, el tiempo de encendido depende del tiempo que la masa de jabón tome para volverse maleable, cuando esto pasa, se enciende el sistema de agitación y luego de unos minutos se añade la glicerina dejando en agitación por 10min. Por último se añade sal sódica básica en porciones reducidas y se deja en agitación por 45min.

• Una vez obtenida la mezcla final, esta se traslada a un tanque de secado en donde luego pasará a los rodillos de acero para crear tiras de la masa, las cuales se depositarán en un recipiente.

• En la fase de picado las tiras de jabón se pasan por un rodillo con dientes que parte las tiras en otras más pequeñas.

• Una vez cortadas las tiras, estas son llevadas a la mezcladora y la molienda.

• En la fase de mezcla las tiras de jabón se pasan por la prensa Ruchman que realiza en mezclado y molinado, se adicionan los aromas y aceites esenciales rociándolos sobre la mezcla molinada de jabón para evitar que estos se evaporen, se añade un fijador ya sea resinas o bálsamos naturales. Una vez se añaden los olores, se añade la anilina disuelta en agua caliente para darle color, por último se agregan aditivos que otorgarán suavidad como emulsiones de cera o lanolina.

• En la fase de molienda el preparado se pasa por rodillos a distintas velocidad para lograr un prensado perfecto en sus partes, luego las tiras son cortadas en pedazos con una cuchilla.
• En la fase de extrusión se pasan las tiras de jabón húmedas y calientes por la máquina de extrusión en donde se comprimen a la perfección con ayuda de vapor, se forman barras de jabón largas y anchas.

• En el proceso de corte las piezas largas se pasan por una máquina cortadora para darles la forma de pastillas.

• Una vez se tienen las pastillas de jabón, estas se pasan por una verificación de calidad que analiza que el producto cumpla con ciertos parámetros de calidad por ejemplo el contenido de humedad debe de estar presente en un 23%, álcali libre no más del 0,05%, grasa insaponificable no más del 0,1% y sal no más del 0,5%.

• En la fase de prensado las pastillas de jabón se pasan por la maquina troqueleadora para poder darle la forma final y tallar la marca.

• Una vez se tienen las pastillas de jabón terminadas, estas son empaquetadas en una máquina empacadora y luego se colocan en cajas de cartón.

• En la fase de transportación las cajas con los jabones se llevan para ser almacenados en un depósito.

• En la fase de depósito temporal, las cajas son almacenadas en un depósito acondicionado con aire circulante y humedad justa hasta el momento en que son llevadas al cliente.

Diagrama

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Balance de masa del proceso[pic 6]

Instrumentación

Diagrama P&ID[pic 72]

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Tuberías

Tabla 1. Colores de Tuberías

Fuente Propia.                                                                                     * Colores definidos por el usuario

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