PROCESSO DE PRODUO DO SABODisciplina: Processos Orgnicos Profa.: Samara Carvalho

HISTRIA Ao

ferverem o sebo de cabra com cinzas de madeira, as tribos germnicas, contemporneas de Csar, realizaram a mesma reao qumica que o processo moderno de fabricao de sabo: a hidrlise de glicerdios.

HISTRIA

provvel que os primeiros povos devem ter notado que a gua, quando colocada em recipientes j usados para cozinhar carne, e por isso com cinzas (o que seria comum, uma vez que a confeco dos alimentos decorria ao ar livre), transformava-se no mesmo tipo de substncia espumante.

HISTRIA As

primeiras evidncias registradas na histria da produo de um material parecido com o sabo, datam de 2800 a.C. escavaes na antiga Babilnia foram encontradas inscries, junto a cilindros de barro, que revelaram que os habitantes j ferviam gordura de animais juntamente com cinzas.

Em

HISTRIA

No entanto, tais produtos teriam sido

utilizados como pomadas para ferimentos ou para auxiliar a produo de penteados artsticos, uma vez que as suas propriedades de limpeza ainda no tinham sido descobertas. Mas

de acordo com uma antiga lenda romana, o sabo tem a sua origem no Monte Sapo, onde eram realizados sacrifcios de animais em pilhas crematrias.

HISTRIA Quando

chovia, a gua arrastava uma mistura de sebo animal derretido com cinzas, para o barro das margens do Rio Tibre, onde as mulheres lavavam as suas roupas. franceses e os alemes foram os primeiros a utilizar o sabo com finalidade de limpeza.

Os

HISTRIAA

tcnica de produo desenvolvida foi passada posteriormente aos romanos, entre os quais adquiriu notoriedade. produto era obtido em um processo rudimentar por fervura de sebo caprino com cinza de faia, processo este que conferia-lhe um aspecto ruim.

Este

HISTRIA Somente

no sculo IX, ser vendido, como produto de consumo na Frana, onde tambm surge, nesta poca, mais especificadamente na cidade de Marselha, o primeiro sabo industrializado.

SABO Sabo

serve principalmente, para livrar-nos da incmoda sujeira, que composta na maioria das vezes por leos ou gorduras, acompanhadas ou no por microrganismos ou outras substncias apolares ou poucos polares como p, restos de alimento, etc.

AFINAL, O QUE O SABO? Tanto

sabes como detergentes pertencem a um mesmo grupo de substncias qumicas os tensoativos.

AFINAL, O QUE O SABO? Durante

muitos anos, acreditava-se que existisse uma pele flexvel na superfcie dos lquidos. entender o que so tensoativos, preciso compreender primeiramente outros conceitos, como miscibilidade, tenso superficial e tenso interfacial.

Para

AFINAL, O QUE O SABO? Miscibilidade:

Para que dois lquidos sejam miscveis entre si, necessrio que ambos se situem dentro da mesma faixa de polaridade. Da entende-se que dois lquidos de polaridades diferentes so imiscveis.

AFINAL, O QUE O SABO? Tenso

interfacial: Entende-se por tenso interfacial a fora que impede a miscibilidade de dois lquidos, ou de um sistema lquido-slido.

AFINAL, O QUE O SABO? Tenso

superficial: Num lquido, uma molcula circundada em todas as direes, por outras molculas. A energia potencial de interao a mesma em todas as direes. Mas a molcula que se encontra na superfcie do lquido em equilbrio com seu vapor atrada de um lado pelas molculas do lquido e do outro pelas molculas da fase gasosa.

AFINAL, O QUE O SABO? Como

o nmero de molculas em interao na fase lquida maior que na fase gasosa, a atrao para o lquido maior que para fase gasosa. A fora na superfcie deste lquido, que o obriga a formar a menor superfcie denominada tenso superficial.

AFINAL, O QUE O SABO? Tensoativos

so substncias que, mesmo em pequenas concentraes, reduzem de forma considervel a tenso superficial da gua ou a tenso interfacial de dois lquidos no miscveis entre si devido a realizao de interaes intermoleculares entre as molculas do lquido e as do tensoativo.

AFINAL, O QUE O SABO? Os

produtos tensoativos possuem estrutura anfiflica na mesma molcula. Isto significa que se apresentam constitudos por grupos hidrfilos (possuem afinidade por gua) e grupos hidrfobos (possuem averso a gua).

AFINAL, O QUE O SABO? Molculas

tensoativas tendem a adsorver a superfcie de leos, promovendo o emulsionamento. A cabea hidroflica permanece na fase aquosa, enquanto a cauda hidrofbica penetra facilmente na fase oleosa, formando o que usualmente chamamos de micela.

AFINAL O QUE O SABO?Estrutura da micela

Estrutura da parede

AFINAL O QUE O SABO? Possivelmente

a aplicao industrial mais importante para os tensoativos a formao de emulses. Uma emulso a disperso de um lquido em outro lquido, originalmente imiscveis.

AFINAL O QUE O SABO? Os

tensoativos so conhecidos e classificados em quatro categorias: aninicos, catinicos, no-inicos e anfteros.

AFINAL O QUE O SABO? Tensoativos

Aninicos: Os tensoativos aninicos possuem, como grupo hidrfilo, um radical com carga negativa. Todos os sabes (sais de cidos graxos) so tensoativos aninicos.

AFINAL O QUE O SABO? Tensoativos

Catinicos: Os tensoativos catinicos se identificam por possurem carga positiva. Sais de aminas graxas (ou sais amoniacais) foram primeiramente desenvolvidos como tensoativos catinicos.

AFINAL O QUE O SABO? Tensoativos

no-inicos: Tensoativos no-inicos diferem de ambos aninicos e catinicos, visto que a sua molcula no possui carga e no se ioniza em contato com a gua. grupo hidroflico composto de alguma outra substncia hidrossolvel (por exemplo, cadeia polimrica hidrossolvel).

O

AFINAL O QUE O SABO?

ESTRUTURA DO SABO Como

veremos, o sabo uma substncia obtida pela reao de gorduras ou leos com hidrxido de sdio ou de potssio. produto desta reao um sal (reao de um cido com uma base). Sabe-se que os sais so substncias que possuem, pelo menos, uma ligao com carter tipicamente inico.

O

ESTRUTURA DO SABO As

ligaes inicas so caracterizadas quando os elementos ligantes apresentam acentuada diferena de eletronegatividade, o que d origem a uma forte polarizao, j que se forma um dipolo eltrico. forma dizemos que os sabes, por serem sais, apresentam pelo menos um ponto de forte polarizao em sua molcula.

Desta

REAO DE SAPONIFICAO Atualmente,

o sabo obtido de gorduras (de boi, de porco, de carneiro, etc) ou de leos (de algodo, de vrios tipo de palmeiras, etc.). basicamente a interao (ou reao qumica) que ocorre entre um cido graxoexistente emleosou gordurascom umabaseforte com aquecimento.

REAO DE SAPONIFICAO

O uso de KOH no lugar de NaOH permite obter sabes potssicos

REAO DE SAPONIFICAOA

equao abaixo representa genericamente a hidrlise alcalina de um leo ou de uma gordura:

Reao de saponificao

REAO DE SAPONIFICAO

Estrutura do sabo

REAO DE SAPONIFICAO Os

detergentes sintticos atuam da mesma maneira que os sabes, porm diferem deles na estrutura da molcula. Sabes so sais de cido carboxlico de cadeia longa, e detergentes sintticos, na grande maioria, so sais de cidos sulfnicos de cadeia longa.

REAO DE SAPONIFICAO

ESTRUTURA DO SABO Uma

molcula de sabo tem uma extremidade polar e uma parte no polar. extremidade polar solvel em gua: hidrfila - que tem afinidade por gua. parte apolar insolvel em gua, e denomina-se hidrfoba, solvel em solventes apolares.

A

A

COMO O SABO LIMPA?

COMO O SABO LIMPA?

COMO O SABO LIMPA?

REAO DE PRODUO DO SABOO

cido graxo poder ser neutralizado por: NaOH ou Na2CO3, dando R COONa (sabes de sdio, em geral mais duros);KOH

ou K2CO3, dando R COOK (sabes de potssio, mais moles e usados por exemplo, em cremes de barbear);

REAO DE PRODUO DO SABOHidrxidos

de etanolamina, como, por exemplo, (OH-CH2CH2)3NHOH, dando R COONH(CH2CH2-OH)3 (sabes de amnio, que so em geral lquidos usados, por exemplo, em xampus).

PRODUO INDUSTRIAL DO SABO

O processo de obteno industrial do sabo muito simples. Primeiramente coloca-se soda, gordura e gua na caldeira com temperatura em torno de 150C, deixando-as reagir por algum tempo ( 30 minutos). Aps adiciona-se cloreto de sdio - que auxilia na separao da soluo em duas fases. Na fase superior encontrase o sabo e na inferior, glicerina, impurezas e possvel excesso de soda.

PRODUO INDUSTRIAL DO SABONesta etapa realiza-se uma eliminao da fase inferior e, a fim de garantir a saponificao da gordura pela soda, adiciona-se gua e hidrxido de sdio fase superior, repetindo esta operao quantas vezes seja necessrio. Aps terminado o processo pode-se colocar aditivos que iro melhorar algumas propriedades do produto final.

ESQUEMA SIMPLIFICADO DE UM PROCESSO DE PRODUO DE SABO

Fluxograma da produo do sabo

A GLICERINA A

glicerina (ou glicerol) um subproduto da fabricao do sabo. adicionada aos cremes de beleza e sabonetes, pois um bom umectante, isto , mantm a umidade da pele. produtos alimentcios ela tambm adicionada com a finalidade de manter a umidade do produto e aparece no rtulo com o cdigo

Ela

Em

A GLICERINA Outra

utilidade da glicerina na fabrica de explosivos como o explosivo conhecido como nitroglicerina.

Ao umectante da glicerina

Reao de produo da nitroglicerina

FABRICAO DA GLICERINA Na

recuperao da glicerina das usinas de sabo, a energia necessria referese ao consumo de calor envolvido nas operaes unitrias de evaporao e de destilao. diviso, em etapas, dos processos para a glicerina natural ou sinttica : Evaporao (a mltiplo efeito) para concentrao; Purificao por decantao;

A

FABRICAO DA GLICERINADestilao a vcuo e a vapor de gua; Condensao parcial; Alvejamento (clarificao); Filtrao ou purificao por troca inica.O

elevado teor de sal comum na glicerina da lixvia de sabo requer freqentes paradas dos evaporadores para remoo do sal cristalizado. A fase aquosa injetada no evaporador a triplo efeito, conforme est no

O

cru, decantado, contm aproximadamente 78% de glicerol, 0,2% de cidos graxos totais e 22% de gua. cru destilado a vcuo a 204C.

Este

Adiciona-se

uma pequena poro de soda custica ao afluente do destilador para saponificarem-se as impurezas gordurosas e reduzirem-se as possibilidades de destilao simultnea com a do glicerol.

A

glicerina destilada condensada em trs estgios, em temperaturas decrescentes. primeiro estgio d a glicerina mais pura de todas, usualmente a 99%de glicerol, atendendo s especificaes de quimicamente pura. glicerinas de qualidade inferior so coletadas no segundo e terceiro condensadores. A purificao final da glicerina realizada no alvejamento a carvo

O

As

ADITIVOS COMUNS ENCONTRADOS EM SABESA

maioria dos produtos de limpeza possui aditivos que melhoram sua eficcia ou reduzem seu custo. aditivo mais comum encontrado em qualquer sabo so os aromatizantes, mesmo que este seja imperceptvel, utilizado para disfarar o odor caracterstico do sabo.

O

ADITIVOS COMUNS ENCONTRADOS EM SABES Agentes

quelantes, como os fosfatos, aparecem praticamente em todas as frmulas de produtos de limpeza. compostos retiram ons de metais que esto presentes na gua e que podem reduzir a ao do sabo como os ons clcio e magnsio, componentes que tornam a gua dura e prejudicam a ao dos tensoativos aninicos (sabes).

Estes

Produtos

muito utilizados como aditivos para eliminar odores desagradveis e como anti-spticos so os brax (tetraborato de sdio hidratado - Na2B4O7.H2O) e o xido de zinco (ZnO). boratos como o perborato de sdio so utilizados como alvejantes. A ao alvejante causada pela formao do oxignio ativo, que o perborato libera em solues alcalinas ou em presena de ativadores.

Outros

Reao do perborato de sdio

CURIOSIDADE: AS CORES As

experincias de Isaac Newton demonstraram que as cores so parte da luz branca (do sol). do prisma possvel decompor a luz branca nas cores do arco-ris e com uma lente e um outro prisma possvel recomp-las em luz branca. gotculas de gua presentes no ar funcionam como pequenos prismas.

Atravs

As

CURIOSIDADE: OLHO HUMANO De

todas as ondas do Espectro Eletromagntico, o olho humano enxerga apenas uma parte minscula, que vai de 400 a 700 nanmetros (bilionsima parte do metro). O azul violeta se encontra na regio dos 400 nm a 500 nm, o verde fica entre 500 nm a 600 nm e o vermelho, de 600 nm a 700 nm.

Os

bilhes de ftons que entram no olho so focados na sua retina, que age como uma espcie de filme fotogrfico. retina, milhares de clulas em formato de cone so excitadas quando atingidas pelos ftons, e isso faz com que uma rede de neurnios dispare energia para o seu crebro, que interpreta a informao como cor e luz. trs tipos de clulas cone no

Na

Existem

Um

tipo dessas clulas as torna mais excitadas por ftons de cor avermelhada, outro por ftons de cor esverdeada e outros de cor azulada. combinao de comprimentos de ondas diferentes, ao mesmo tempo, excitar grupos diferentes de clulas, criando misturas de cor. Quanto todas as clulas so excitadas juntas, percebemos a cor branca e, se nenhuma clula excitada, veremos a cor preta.

Uma

Em

determinados produtos, principalmente sabes em p para mquinas de lavar roupa, so encontrados clarificantes pticos que so corantes que absorvem luz ultravioleta (de 3-5% da luz solar), emitindo luz fluorescente azul. da luz azul, a cor amarela eliminada pelas cores complementares que se formaro, j que a cor resulta , para o olho humano, do somatrio das luzes fluorescentes refletidas.

Atravs

Outro

artifcio utilizado para retirar manchas a utilizao de enzimas. As enzimas so protenas que catalisam reaes especficas, auxiliando assim a eliminao de substncias indesejveis que causam as manchas (gorduras, corantes orgnicos, etc.) Em geral utilizam-se enzimas chamadas porteases de serina.