1. Producción de jabón.
El jabón
sirve para la higiene personal y para lavar algunos objetos. El jabón es una
mezcla de sales de ácidos grasos. La fuente de los ácidos grasos pueden ser los
aceites triglicéridos de origen vegetal o la grasa de origen animal, como el
sebo de res.
La etapa
fundamental de la fabricación de jabón es la saponificación, donde ocurre la reacción
Grasa + álcali→ jabón + glicerina; sin embargo el proceso, ya sea industrial o artesanal,
consta de dos etapas más: el salado o sangrado (separación de la glicerina y el
álcali que no ha reaccionado del jabón) y el moldeado.
2. Historia.
La
manufactura del jabón existe aproximadamente hace 5000 años. Ciertos documentos
muestran que el jabón fue manufacturado en el Medio Oriente (específicamente en
Babilonia) por la mezcla caliente de cenizas, agua y grasa animal. El carbonato
de potasio en las cenizas reacciono con la grasa y se convirtió en un jabón.
Los antiguos Egipcios regularmente se bañaban y limpiaban su piel con este
jabón. Los Árabes y los Romanos perfeccionaron el arte de hacer jabón y
experimentaron con diferentes grasas y aceites, incluyendo aceites aromáticos
para añadir fragancia a los jabones. Ellos encontraron que la sal ayudaba a endurecer
la pasta de jabón. En las ruinas de Pompeya (Italia) han sido encontradas
fábricas de jabón e incluso algunas barras.
Alrededor de
la Edad Media la fabricación de jabón se extendió por Europa y algunas ciudades
como Venecia fueron el centro de una extensiva industria jabonera. Los tipos de
jabón producidos en el norte de Europa eran diferentes de aquellos procedentes
del Mediterráneo. Los europeos del sur usaban aceite de oliva para hacer jabón
de alta calidad para cuidado personal y para lavar ropa. Estos jabones estaban
prácticamente libres de impurezas alcalinas. También, el tipo de álcali usado
en la fabricación de jabon afectaba la calidad y las propiedades del mismo.
3. Acción limpiadora.
El jabón está
conformado por sustancias de naturaleza muy contradictoria, es un surfactante. La
eficacia del jabón como agente limpiador se debe a su naturaleza anfifílica,
tiene una parte lipofílica (apolar) por medio de la cual se une la grasa o el
aceite y una hidrofílica (polar) que tiene afinidad por el agua; de esta manera
el jabón forma una emulsión con la grasa y el agua removiendo la suciedad. Cuando
el jabón se ha disuelto en el agua, las moléculas de jabón afines a los
aceites, son atraídas por las manchas de suciedad de la piel o de las telas y
forman una capsula alrededor de las partículas llamada micela. Estas micelas se
suspenden con facilidad en agua porque está cubierta de grupos carboxílicos
hidrofílicos del jabón. La mezcla resultante de dos fases insolubles (grasa y
agua), con una fase dispersa en la otra en forma de pequeñas gotas, se llama
emulsión, entonces se dice que la grasa se ha emulsificado por la solución de
jabón.
4. La saponificación.
El proceso de
fabricación de jabón se lleva a cabo gracias a una reacción química llamada saponificación.
La
saponificación es la hidrólisis con catálisis básica de grasas y aceites para
producir jabón.
Los aceites
vegetales y las grasas animales son triglicéridos (esteres de glicerina con
ácidos grasos), y al ser tratados con una base fuerte como sosa (NaOH) o potasa
(KOH) se saponifican, es decir se produce el jabón (sal del ácido graso) y la
glicerina (glicerol). La reacción química que se efectúa en la fabricación de
jabón se puede representar en forma general como sigue:
La saponificación consta de dos etapas, la descomposición de los
ingredientes en sus partes útiles y la reacción de estas para producir el
jabón.
Las grasas y los aceites se componen de triglicéridos, pero no se puede
hacer jabón a partir de ellos; es necesario que se descomponga en ácidos grasos
y glicerol. Los ácidos grasos son un elemento primordial en el proceso de
elaboración de jabón, en cambio el glicerol aunque es útil no es fundamental.
La desintegración de un triglicérido en sus componentes se denomina
hidrólisis. En contacto con el agua todo los esteres, incluidos los glicéridos
se descomponen en sus componentes, glicerina y un ácido graso. La fórmula
siguiente representa el proceso de hidrólisis de la triestearina, un
triglicérido que da lugar a la glicerina y el ácido esteárico.
En el proceso de fabricación de jabón, el agua hace llegar el hidróxido
de sodio a todos los rincones del recipiente, permitiendo así que se produzca
la hidrólisis. Cuando el agua y las grasas se mezclan, tan solo una pequeña
parte del aceite se disuelve en el agua. Es decir, el agua corriente tan solo
descompone ligeramente las grasas y los aceites, por esto debemos añadir
hidróxido de sodio al agua.
Durante la hidrólisis, los iones de hidróxido de la sosa atacan el átomo
de carbono que se encuentra en el extremo carboxilo de los ácidos grasos
liberándolos del triglicérido. Una vez separados los ácidos reaccionan con un
ion de sodio y forman el jabón. A continuación tres iones de hidróxido
reaccionan con el glicerol y dan lugar a la glicerina.
Todas las reacciones químicas requieren que los reactivos estén en
contacto, por lo tanto es un problema que la solución caustica (álcali) y las
grasas no se mezclen. Sin embargo las grasas y aceites aparte de contener
triglicéridos siempre contienen una pequeña cantidad de ácidos graso libres.
Cuando se añade la solución alcalina a la grasa se saponifican primero los ácidos
grasos libres formando porciones considerables de jabón que actúa como un
excelente agente emulsionante. La grasa no saponificada se disgrega gracias a
la formación del jabón, aumentando la superficie de contacto entre los
reactivos, esto incrementa la velocidad de la reacción. Por lo tanto, una buena
forma de acelerar el proceso de saponificación es agregar una pequeña porción
de jabón ya formado a la mezcla de reacción.
La eficacia del jabón puede verse afectada si el agua donde se emplea
es muy dura. El agua dura es ácida o contiene iones de calcio, magnesio o
hierro. En agua ácida las moléculas de jabón se protonan para formar los ácidos
grasos libres. El acido graso flota en la superficie como precipitado de nata
ácida.
En el caso de los otros iones (calcio, magnesio o hierro) estos
reaccionan con el jabón formando sales insolubles llamadas natas de agua dura.
5. Efecto de la temperatura en la
fabricación de jabón.
En el proceso de producción de jabón se logra un mejor control de la
temperatura de la reacción mientras menor sea la misma, normalmente a menos de
90 ºC. En general la mayoría de los jabones se pueden fabricar dentro de una
amplia gama de temperaturas, pero el fabricante de acuerdo a su experiencia es
el que decide la temperatura que favorece su producción.
Tiempo de cuajo:
El tiempo de cuajo es un cálculo de la cantidad de hidróxido de sodio
que reacciona con la grasa y los aceites por unidad de tiempo. Está
directamente relacionado con la velocidad a la que se efectúa la mezcla, el
grado de saturación de las grasas y los aceites, la fuerza de la solución de
sosa, el porcentaje de agua utilizado y a veces también está relacionado con
las temperaturas de elaboración del jabón.
Mientras mayor sea la agitación es más rápida la reacción. Los
preparados altamente saturados cuajan más rápido que los altamente insaturadas.
Mayores concentraciones en las soluciones de sosa producen un cuajo más
efectivo. Las temperaturas más bajas (27-32ºC) producen cuajos más rápidos para
los preparados con altos porcentajes de grasas y aceites insaturados, pero si
se bate la mezcla de forma suficientemente rápida al parecer los preparados
saturados cuajan rápidamente a temperaturas entre los 27ºC y los 54.5 ºC.
Tolerancia a los aditivos:
Algunos nutrientes y aceites esenciales no reaccionan de buena manera a
temperaturas por debajo de los 23.8 ºC y por encima de 49ºC. Es más probable
que el jabón elaborado bajo estas temperaturas presente cambios químicos al
exponerlo a nutrientes a temperatura ambiente y a aceites esenciales y
perfumados. Las mezclas preparadas entre 27 ºC y 38 ºC producen una mezcla de
jabón que acepta mejor los aditivos.
La mayoría de los aceites esenciales toleran una amplia gama de
temperaturas durante la elaboración del jabón sin endurecerlo, separarlo o
invertir el proceso de saponificación. Sin embargo, no se puede establecer un
patrón general para las esencias siempre es mejor probarlas en pequeños lotes
de jabón y se deben agregar (junto con los nutrientes) a una temperatura que
minimice el impacto (temperaturas medias).
Estabilidad de los componentes:
Los componentes más sensibles en la elaboración del jabón son los
ácidos grasos, provenientes de aceites y grasas, y las enzimas y vitaminas de
los nutrientes. Puede que no soporten una larga exposición a temperaturas
altas, estos componentes se conservan mejor si durante el proceso las
temperaturas son bajas.
Tiempo de espera:
Algunos fabricantes de jabón prefieren trabajar en caliente porque no
tienen que esperar que la sosa se enfrié para ser agregada a las grasas. Sin
embargo, la solución alcalina se puede preparar en grandes cantidades con
anticipación para ser añadida a temperatura ambiente (18-27ºC) a las grasas más
calientes (43-49ºC), pero se debe tener cuidado al almacenar la solución ya que
si no se tapa herméticamente podría suavizarse.
Granos del jabón:
La mayoría de las personas no ve ninguna diferencia entres los granos
de jabón preparados a temperatura alta o a baja. A temperatura baja se logra un
grano fino, húmedo y denso; en cambio a temperatura alta ocurre todo lo
contrario, los granos son secos y más grandes.
El cuajado en las pastillas:
El cuajado de una mezcla jabonosa es la formación de trozos sólidos,
blancos y aperlados que componen la pastilla final y que son indeseables ya que
dañan el jabón, y es vulnerable a las altas temperaturas durante el proceso.
El jabón caliente se debe mezclar de forma rápida y constante, es menos
probable que el cuajado ocasione problema si se usa un mezclador mecánico,
debido a que la velocidad de la mezcla es rápida y constante. Si al mezclar
manualmente hace pausas es casi seguro que este se cuaje.
Finalización del proceso de
saponificación:
Cuando el jabón ha endurecido y está preparado para poder utilizarlo,
toda la solución de sosa disponible debe haber reaccionado con las grasas y
aceites. Solo una parte de los ingredientes se han unido y reaccionado cuando
la mezcla de jabón se vierte en los moldes el resto del proceso de reacción de
la saponificación se produce durante el periodo de aislamiento y
solidificación.
La reacción de saponificación está dirigida por el calor, aunque no se
aplica calor extremo a la mezcla, la propia reacción produce el calor y el
jabón lo retiene y lo utiliza para que la reacción se pueda seguir produciendo.
Ciertamente las temperaturas altas producen pastillas de jabón bien
saponificadas, pero las temperaturas más frescas también. Se sabe que las temperaturas
altas mejoran el contacto de los ingredientes y dan más oportunidades de reacción.
Pero el jabón puede que siga y, al mismo tiempo, desafié esta regla.
Incorporación de ingredientes con
altos puntos de fusión:
Cuando se añaden ingredientes con altos puntos de fusión como la cera
de abeja (punto de fusión 60ºC), es mejor agregarlos junto con las grasas y
aceites para que se saponifiquen juntos. Si se añade durante el cuajo
aparecerán pequeños trocitos de cera que no desaparecen en las pastillas
finales.
Capacidad de producción de lotes
pequeños:
El calor y el mezclado influyen directamente en la reacción de
saponificación, aunque no se requiere una gran cantidad de calor. Los lotes pequeños
retienen menos calor que los grandes y normalmente se producen a temperaturas
un poco más altas. A pesar de que una temperatura de 27 ºC genera suficiente
calor para que se pueda producir la reacción de la saponificación aun cuando se
mezcla en forma enérgica y continua, se recomienda que la producción de lotes
de menos de 2.3 Kg se realice ente 38ºC y 43 ºC.
Los aspectos más importantes se resumen en la tabla 1.
Tabla 1: Temperaturas de
procesamiento y características de la elaboración de jabón.
Tablas 2: Álcali necesario para saponificar aceites,
grasas o ceras corrientes
6. Materias primas.
Los dos
ingredientes fundamentales en la fabricación de jabones son las grasas y
aceites y las soluciones alcalinas.
Grasas y aceites:
Las grasas y
aceites son los componentes por excelencia del jabón, ocupan cerca del 70% 80% de
su peso total. Muchas grasas y ácidos comunes son clasificados químicamente
como triglicéridos o esteres de ácidos grasos. Su estructura es muy compleja,
consiste en un glicerol que tiene conectado tres moléculas de ácidos
carboxílicos (ácidos grasos). En algunas grasas, la cadena ácida es la misma y
en otras tienen diferentes estructuras. Los ácidos grasos pueden ser
clasificados como saturados o insaturados dependiendo de la presencia de dobles
enlaces. Los ácidos oleico, linoleíco y linolénico son todos insaturados; mientras
que los ácidos láurico, mirístico, esteárico y palmítico son moléculas saturadas.
Las grasas solidas tienden a contener ácidos grasos saturados y los aceites se
componen, en mayoría, de ácidos grasos insaturados.
Tabla 3: Estructura y punto de fusión de ácidos
grasos comunes.
La mayoría son tanto de origen vegetal como de origen animal. La
distinción de los triglicéridos en ácidos y grasas es necesariamente
arbitraria, depende del estado que tengan a temperatura ambiente en su lugar de
origen. Generalmente, los aceites son líquidos (aceites de origen vegetal) y
las grasas son solidas (grasas de animales).
Los aceites de uso alimenticio siempre son refinados, blanqueados y
desodorizados para remover los ácidos grasos libres, el color, el mal olor y
los sabores indeseados. Pero para los jabones el tratamiento de las grasas y
aceites no es tan riguroso; los ácidos grasos libres no son una desventaja,
además en la mayoría de los casos se añade colorantes y fragancias a las barras
finales que enmascaran su olor y color original, y por el sabor obviamente no
hay que preocuparse.
Un buen jabón nunca se hace con un solo aceite, su formulación depende
de las exigencias y necesidades que se desean cubrir. Los ácidos grasos provenientes
de los triglicéridos deben contener preferiblemente de 12 a 18 átomos de carbono.
La elección del aceite o grasa es en parte cuestión de estética. Se debe
vigilar la intensidad del color del aceite y el olor.
Otra consideración importante que se debe tener en cuenta es la
caducidad o estabilidad. Los aceites líquidos por ser insaturados se combinan
mejor con el oxígeno que las grasas saturadas, como el aceite de coco o el de
palma. La oxidación hace que se enrancien, en general, los aceites con alta
proporción de ácido linolénico son los menos estables y los más propensos a
enranciarse. Pero esto es un poco simplista, porque hay muchos otros factores que
influyen en la estabilidad de un determinado aceite, como las condiciones de
producción, el tipo de recipiente, la temperatura de almacenamiento y la
presencia de antioxidantes naturales. Se puede decir con seguridad que si se
empieza con aceites comprados recientemente que huelan bien al abrirlos, el
jabón resultante podrá conservarse mucho tiempo guardado.
En la tabla 4 se muestra la composición de los ácidos grasos de algunos
triglicéridos y en la tabla 5 se muestra sus propiedades.
Tabla 4: Composición de los
ácidos grasos de algunos triglicéridos*.
*En la tabla 4 el
número que acompaña al símbolo C es el número de átomos de carbono y el número
que sigue a los dos puntos indica la cantidad de insaturaciones.
Tabla 5: Propiedades de las
grasas y de los aceites corrientes para la fabricación de jabón.
Como se ve los aceites y grasas que se
componen de ácidos grasos con menor número de átomos de carbono facilitan la
producción de espuma pero no tienen una buena acción limpiadora, en cambio los
que se componen en su mayoría de ácidos grasos con una mayor cantidad de átomos
de carbono aunque no dan buena espuma tienen excelentes propiedades limpiadoras.
También cabe destacar que los que tienen mayor cantidad de átomos de carbono son
más amigables con la piel.
En base a estos aspectos se escoge que tipo de
aceite usar y en qué proporción, de esto depende la calidad del producto. En
particular se va a puntualizar las propiedades del aceite de coco, el de oliva
y el de palma porque son los que posiblemente se usaran en la fabricación de
nuestro jabón.
Aceite de coco:
El aceite de coco constituye el elemento
principal de la mayoría de las formulas de jabón líquido, el motivo es que el
ácido láurico que predomina en él es muy soluble en agua. La solubilidad
también conlleva que el jabón haga una espuma rápida y abundante. Los minerales
que contienen las aguas duras disminuyen la espuma, ya que forman sales de calcio
y magnesio insolubles, por lo tanto los jabones de aceite de coco son los que
dan mejor resultado con aguas no desmineralizadas.
Un jabón de aceite de coco al 100% es líquido
incluso cuando la proporción es de 40% de jabón y un 60% de agua. Por su parte,
un jabón de aceite de oliva empieza a cuajar a concentraciones más bajas (20%).
Un inconveniente del aceite de coco es el
efecto deshidratante del ácido láurico. Esta inconveniencia se puede remediar
mezclándolo con aceites líquidos, como los de oliva o cánola. El aceite de
semilla de palma se puede sustituir por aceite de coco porque tienen una distribución
de ácidos grasos similar, pero necesita aproximadamente un 20% menos de solución
caústica para ser neutralizado.
Aceite de palma:
El aceite de palma posee características que
lo hacen ideal como base para jabones de manos opacos. Proporciona una pastilla
solida y duradera, que hace una espuma abundante y consistente. Esta calidad
deriva de los ácidos palmítico y esteárico que forman principalmente este
aceite. Los jabones formados por este aceite son insolubles en agua. El aceite
de palma y el sebo tienen características similares y se pueden usar
indistintamente.
Aceite de oliva:
El aceite de oliva, que es acido oleico en un
85%, ha sido durante siglos el favorito de los fabricantes de jabón. Penetra la
piel mejor que la mayoría de aceites vegetales. Los jabones resultantes son
hidratantes y suaves, por lo que el aceite de oliva es una base excelente para jabones
y champú de bebés. Además produce una espuma fina y ligera, una mezcla de 10 a
un 20% de aceite de coco con un 80 o 90 % de aceite de oliva proporciona un
jabón con más espuma. En lugar de aceite de oliva se puede usar aceite de
almendra debido a que tiene propiedades similares.
Álcalis:
Todos los jabones, ya sean líquidos o sólidos,
se originan por la reacción de un álcali sobre los ácidos grasos. Del hidróxido
de sodio y los ácidos grasos se obtiene una pastilla de jabón dura debido a la
cristalización del sodio. Los jabones de sodio son opacos porque los cristales
hacen que las ondas de luz reboten contra la superficie. Los jabones
transparentes también pueden tener una base de sodio, pero se puede ver a
través de ellas porque los cristales de jabón se han disuelto con disolventes
como alcohol, glicerina o azúcar. Las ondas de luz atraviesan la pasta dando al
jabón un aspecto transparente.
El hidróxido de potasio es la base de todos
los jabones líquidos. El potasio es mucho más soluble que el sodio y menos
propenso a formar cristales. Los jabones líquidos son claros porque la luz los
atraviesa sin obstáculos prácticamente del mismo modo que atraviesan una barra
de jabón transparente.
7. pH de los jabones comerciales.
8. Aditivos.
Hay una variedad de aditivos que pueden ser
formulados en las barras de jabón para proveer beneficios adicionales a los
consumidores o para modificar la presentación de los productos.
Ácidos grasos libres.
Las barras de jabón son naturalmente alcalinas,
debido a las propiedades del jabón en el agua y al proceso utilizado en su
manufactura que en su mayoría deja un ligero exceso de álcali.
Los ácidos grasos libres, comúnmente el de coco o
el de semilla de palma, se añaden en la formulación para neutralizar este
exceso. A menudo niveles de 1 a 8% de ácidos grasos se incorporan en la fórmula
para modificar la presentación del producto. Los ácidos grasos libres se
asocian con el jabón formando cristales ácidos de jabón, que cambian la
textura, plasticidad y formación de espuma de la barra. Estos jabones son mas
lisos y duraderos, ademas su espuma es mas estable, cremosa y densa. Sin embargo,
puede que la estabilidad del color y el olor del producto final se degrade
porque la degradación de los acidos grasos es mas rapida que la del jabón.
Otros materiales se pueden usar para lograr el mismo efecto, por ejemplo ceras
y trigliceridos. Estos agentes tambien actuan como excelentes emolientes.
Glicerol (glicerina).
Es un ingrediente común para el cuidado de la piel
debido a sus propiedades hidratantes. Un 10% de glicerina ha demostrado que
cambia significativamente la suavidad de la piel del consumidor.
Desafortunadamente, niveles altos de glicerol pueden volver el jabón extremadamente
suave y pegajoso.
Colorantes,
tintes y pigmentos.
Es muy común modificar la apariencia o propiedades
estéticas de las barras de jabón a través de la incorporación de varios
colorantes y opacadores. El material usado comúnmente para aclara y blanquear
las barras de jabón es el dióxido de titanio, en concentraciones menores al 0.8%,
pero siempre se usan acompañados de los colorantes o tintes deseados o algún blanqueador.
Los tintes que se usan son casi exclusivamente de drogas, cosméticos o comida.
Algunos fabricantes prefieren inertes o pigmentos
inorgánicos para producir coloración. Los pigmentos tienen una ventaja sobre
los tintes; ellos tienes un color más estable y no son solubles en agua. El
último atributo es importante para productos con rayas o dos tonos, porque las
tintas solubles pueden migrar en el producto modificando el contraste de los
tonos presentados.
Fragancia.
Una estética clave para la aceptación del
consumidor de productos de limpieza personal es la fragancia del producto. El
perfume es utilizado por los fabricantes de jabones como uno de los principales
medios de focalización de productos para grupos específicos de usuarios y
connota en diferentes posiciones de marketing. Un objetivo secundario de la
fragancia es enmascarar el olor base del jabón. Por lo general, el desarrollo
de la fragancia se lleva a cabo por las casas de perfume que se centran en las
necesidades del desarrollo en el atractivo del producto. Por ejemplo, las
fragancias para productos desodorantes suelen ser impactantes en la piel, además
permiten una larga duración de la fragancia. Una gran cantidad de productos que
aparecen en el mercado están diseñados para personas con piel sensible. Los
tipos de fragancias y los niveles utilizados en estos productos de piel
sensible son tales que enmascaran los olores base del jabón mientras que
proporciona un suave perfume, lo que refuerza su suavidad o la compatibilidad
con la piel. Los niveles de la fragancia están típicamente en el rango de 0,7 a
1,5%, pero los productos para la piel sensible contienen niveles mucho más
bajos.
Quelantes y
Antioxidantes.
Los jabones, ácidos grasos, y las fragancias son
susceptibles a la oxidación durante el envejecimiento. El proceso de oxidación
es muy complejo, pero normalmente los resultados de la reacción de los enlaces
no saturados con estos componentes con el oxígeno en el aire, son la formación
de una cadena más corta de aminoácidos, aldehídos y cetonas, las cuales son muy
aromáticas. Por lo tanto, la oxidación puede producir un cambio en el olor del
producto y causar decoloración en la barra. Para minimizar la oxidación de la
base del jabón y otros ingredientes menores en las barras se utilizan
comúnmente quelantes y antioxidantes.
Los quelantes en concentraciones de 0,1 a 0,2%
mejoran la estabilidad de la oxidación a través de la formación de complejos de
los iones metálicos, por ejemplo, el hierro, que catalizan los procesos
oxidativos. Ejemplos de los quelantes utilizados son el ácido pentasódicodietilentriaminopentaacético(DTPA),
ácido tetrasódicoetilendiaminotetracético (EDTA), etidronato de sodio (EHDP), y
ácido cítrico. El silicato de magnesio, se formó en el jabón húmedo a través de
la reacción de iones de magnesio y silicatos, es otro quelante de uso común en
las barras de jabón simple.
Los antioxidantes se utilizan también en
combinación con quelantes para mejorar aún más el olor del producto y la
estabilidad del color. Los antioxidantes trabajan químicamente atrapando a los
radicales libres formados durante el proceso de oxidación, disminuyendo significativamente
la tasa de la reacción de degradación. El Butilhidroxitolueno (BHT), es uno de
los antioxidantes comúnmente utilizados, se suele incorporaren los niveles de
100-200ppm en la formulación. BHT se añade con frecuencia directamente a la
fragancia para mejorar la estabilidad en el almacenamiento del material limpio.
Aditivos para la
piel
El aumento de la frecuencia de los baños y la
necesidad cambiante de los consumidores ha hecho necesario el desarrollo de
productos que tienen beneficios para la piel. Además de los dos aditivos más
comunes, ácidos grasos y glicerol, hay una gran cantidad de otros aditivos que
son de uso frecuente. Algunos ejemplos son la lanolina, vitamina E, gel de aloe
vera, aceite mineral, y bicarbonato de sodio.
Materiales inertes se utilizan a veces en las
barras de jabón como un medio para mejorar la suavidad de la piel. Los agentes
de limpieza en altas concentraciones en algún momento pueden secar e irritarla
piel. Existen una gran variedad de materiales inertes, se pueden mencionar los
siguientes: la avena, dextrina, almidón, cera y talco. Estos materiales también
se pueden depositaren la piel durante lavado, y modificarlas propiedades de
enjuague de la barra de jabón y afectan la percepción del consumidor del
producto y sus propiedades estéticas.
Las tecnologías más recientes se han utilizado en
la fabricación de jabones de barra, que realmente mejora la suavidad de la
piel. Un enfoque de estas tecnologías se basa en la minimización de los niveles
generales de las especies irritantes como el lauratos y las especies no
saturadas a través de adecuados equilibrio de las materias primas.
Agentes
antimicrobianos.
Los agentes antimicrobianos se han utilizado
durante varios años en las barras de jabón como un medio de proporcionar más
protección desodorante a través de su eficacia residual a suprimir el
crecimiento de bacterias que causan el mal olor. Es un hecho que se cree que
estos jabones pueden proporcionar beneficios adicionales a causa de su
capacidad de controlar la microflora en la superficie de la piel. Uno de tales
beneficios puede ser la reducción en el nivel o la frecuencia de las
infecciones leves de la piel mediante el control del nivel de Staphylococcusaureus
en su superficie. Los ingredientes que se utilizan comúnmente en jabones en
barra son: triclorocarbanalideo TCC (Triclocarbán) y éter
triclorohidroxidifenylo TCS (Triclosan). Estos compuestos se utilizan
normalmente en concentraciones de 0,25 a 1,5%en el producto final.
9. Salado del
jabón.
Durante la saponificación se añade sal a la caldera
para producir grumos o gránulos. Como la sal es electrolito, reduce la
solubilidad del jabón en la fase acuosa o lejía, por lo que el jabón se separa
de la solución.
Esta precipitación del jabón se llama saladura o
graneado del jabón. Manteniendo un grano blando en el jabón durante la
saponificación se evita el espesamiento de la masa, con formación de nódulos
duros que ocluyen grasas sin saponificar y que dificultan la producción de un
jabón de buena calidad.
10. Secado.
Un contenido 78 a 80% de ácidos grasos es necesario
para la fabricación de jabones de alta calidad. El contenido de ácidos grasos
puede ser aumentado en el secado. Jabones doméstico y de tocador se secan al
contenido de agua de aprox.24%y 12%, respectivamente. Al mismo tiempo, el jabón
debe ser enfriado a 20- 30 ° C para proporcionar la fuerza necesaria para su posterior
procesamiento. El sistema de vacío en spray ha sido la primera selección a
pesar de la revolución técnica en la industria del jabón desarrollada después
de la segunda guerra mundial. El Agua se evapora y el jabón se expande a una
presión de 20 a 40mbar, que al mismo tiempo se enfría de 20 a 30° C. El vapor
de agua se elimina del sistema de vacío por la condensación.
11. Obtención
industrial de jabón.
Proceso por lotes (Kettle boiled batch process).
En la industria la reacción de saponificación se
efectúa en inmensas calderas de acero que pueden contener cerca de 130
toneladas de material. Las grasas y aceites se mezclan primero con hidróxido de
sodio en la caldera. Los restos de jabón y sal de procesos anteriores permanecen
en la caldera para promover la formación de una emulsión en la mezcla. La sal también
ayuda en la solidificación del jabón.
La mezcla se hierve usando vapor a alta presión y
temperatura que proviene de los inyectores dentro de la caldera. La inyección
de vapor también juega un papel importante en el mezclado. Al final de la reacción
de saponificación se añade salmuera caliente y vapor para separar el jabón y
lavar el glicerol libre. La mezcla se asienta por varios días. La pasta de jabón
gradualmente se recoge en la superficie. La capa acuosa (bajo el jabón) que
contiene glicerol disuelto es removida y la salmuera reciclada. La glicerina se
extrae por neutralización del álcali remanente y luego la solución se destila
para remover el agua, seguida por una destilación a baja presión del glicerol.
El glicerol es usado en muchos productos de cuidado personal y farmacéuticos y
como reactivos para la manufactura de nitroglicerina.
La pasta de jabón se lava con agua para remover el
exceso de sal y álcali. Luego se pasa el jabón a un secador de spray al vacio.
Al final de este proceso, el jabón contiene cerca de 12 % de agua. Después se
convierte en pequeñas bolitas que se combinan con fragancias y colorantes antes
de mezclarlos de nuevo. Si el jabón va a ser presentado en barras, el sólido es
extruido, moldeado y cortado hasta la forma deseada antes de empacarlo. Pero si
el jabón se requiere en polvo para usar en lavanderías, este es pasado por
pulverizadores (secadores spray) para producir un polvo fino.
Proceso continuo
de saponificación
En este proceso, la capacidad de la planta se
divide en tres o seis calderas separadas. La saponificación se lleva a cabo de
manera continua en un reactor con un sistema de reciclo. Un extractor liquido-
liquido se usa para separa el jabón, la glicerina y la solución alcalina. Todo el
proceso toma solo unas pocas horas y requiere menos espacio en la planta. Otra
ventaja de este proceso es que se necesita menos vapor por ton de jabón
producido (100-150Kg/h) que la saponificación discontinua en calderas
(800-1000Kg/h). tambien es importante destacar que el consumo de energía es
mayor en el proceso continuo (35-45 KWh) que en el proceso por lotes (2-3-KWh).
Por lo tanto este proceso es rentable solo para la producción de minimo 50 toneladas
de jabón por día.
Proceso por
neutralización de ácidos grasos
Fue desarrollado en 1940 y ahora es el método más
usado en la manufactura de jabón. El proceso ocurre en dos pasos. En el primer
paso, se usan altas presiones (5 MPa) y altas temperaturas (250 ºC) para romper
los esteres de ácidos grasos (glicerol y ácidos grasos). La reacción se efectúa
en largos tubos de acero (20m de largo * 1m e diámetro) en presencia de un
catalizador (óxido de zinc). Las grasas y aceites con el vapor para formar
glicerol y ácidos grasos. Remover el glicerol ayuda a incrementar el
rendimiento de ácidos grasos, ya que el siguiente equilibrio se desplaza hacia los
productos:
Los ácidos grasos se purifican y se destilan en columnas
fraccionadas para obtener diferentes fracciones. Estas se pueden mezclar de
cierta manera para ser usadas en el segundo paso del proceso.
En el
segundo paso, varias fracciones de ácidos grasos son estequiometricamente neutralizados
con bases como hidróxido de sodio o potasio para producir el jabón.
Esta reacción de neutralización es exotérmica por
lo tanto las condiciones de operación se controlan para evitar la ebullición de
la mezcla. El jabón se recupera por medio de la separación tradicional.
Proceso de Fabricación del Jabón
