sabão com óleo de fritura e sabonete líquido
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SABÃO COM ÓLEO DE FRITURA
E SABONETE LÍQUIDO
NOMES: Guilherme Cardoso da Silva, Maria Luiza Andrade Aquino e Mariana Gabriela de Oliveira
TURMA: Química 3A – T2
DISCIPLINA: Laboratório de Processos Industriais
BELO HORIZONTE
31 de março e 14 de abril de 2011
SABÃO COM ÓLEO DE FRITURA E SABONETE LÍQUIDO
Relatório apresentado para avaliação na disciplina de
Laboratório de Processo Industriais, do Curso Técnico de
Química do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas
Gerais, ministrado sob orientação da professora Patrícia
Procópio.
BELO HORIZONTE
31 de março e 14 de abril de 2011
I. Introdução
I.1 Sabão
Os sabões são grandes agentes tensoativos, usados em conjunto com a água para lavar e limpar
os materiais e apresentam-se de formas variadas, desde barras sólidas até líquidos viscosos.
Quimicamente, os sabões são sais de ácidos graxos, obtidos, tradicionalmente, via reação entre
triglicerídeos (provindos de óleos e gorduras vegetais e animais) e álcalis (hidróxido de sódio ou
potássio lixiviados das cinzas de madeira de lei). Tal reação é chamada reação de saponificação.
A palavra “sabão” provém do latim sapo, que é cognato à forma sebum, “sebo”, e aparece pela
primeira na enciclopédia de Plínio, o Velho, Naturalis Historia, o qual discute a produção de sabão
a partir de sebo e cinzas.
A produção de sabão é um dos processos mais antigos da história. Tem-se vestígios da produção
de materiais semelhantes ao sabão que datam de cerca de 2800 a.C., na antiga Babilônia.
Conhece-se, também, uma tábua de argila datada de 2200 a.C. na qual foi escrita uma fórmula de
sabão contendo água, álcali e óleo de canela-da-china (Cinnamomum aromaticum). Segundo, O
Papiro de Ebers (Egito, 1550 a.C, antigos egípcios se banhavam regularmente e utilizabam uma
combinação de óleos animais e vegetais com sais alcalinos para criar uma substância semelhante
ao sabão.
Na era moderna, o uso do sabão generalizou-se em países industrializados, graças à difusão da
ideia de higiene para redução dos agentes patogênicos. As primeiras barras manufaturadas de
sabão surgiram no final do século XIX, quando campanhas publicitárias nos Estados Unidos da
América e na Europa conscientizaram a população para a relação entre limpeza e saúde.
Atualmente, diversas técnicas para síntese e diversificação do sabão surgiram, aperfeiçoando o
produto e garantindo-lhe maior poder de limpeza, com uma produção em escala industrial,
principalmente, apesar de ainda haver grande produção artesanal em diversas partes.
As grandes discussões acerca da preservação ambiental e reciclagem, presentes atualmente,
encontraram na produção de sabão uma solução para a o descarte do óleo de cozinha. Segundo
o professor do Centro de Estudos Integrados sobre Meio Ambiente e Mudanças Climáticas da
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Alexandre D’Avignon, “a decomposição do óleo
de cozinha emite metano na atmosfera, um dos principais gases causadores do efeito estufa,
que contribui para o aquecimento da terra. O óleo de cozinha que vai para o ralo da pia chega
ao oceano pelas redes de esgoto. Em contato com água do mar, esse resíduo líquido passa por
reações químicas que resultam em emissão de metano.” Tal medida de reciclagem faz com que
os óleos de cozinha, grandes contaminates para o meio ambiente, quando quimicamente
transformados, possam ser utilizados para fins de limpeza.
I.2 Sabonete Líquido
Os sabonetes líquidos, assim como os sabões são agentes tensoativos que, em conjunto com a
água, promovem a limpeza dos materiais. Porém, estes sabonetes apresentam-se para uso,
principalmente, na higiene pessoal. Dessa forma, o controle de viscosidade, pH, textura, odor e
indução do ressecamento da pele deve ser mais rigoroso.
Na formulação dos sabonetes líquidos encontra-se, em sua maioria, tensoativos aniônicos, como
o lauril sulfato de sódio; amida 90 e cloreto de sódio, que agem como estabilizadores da
viscosidade; conservantes, a fim de manter as características de limpeza e inibir o crescimento de
micro-organismos, contaminando o sabonete e podendo significar um risco à pele humana; ácido
cítrico, para controle do pH, entre 6,5 e 7,0; agente perolizante, constituído por uma associação de
tensoativos aniônico e não-iônico e de ésteres glicólicos, proporcionando brilho perolado ao
produto.
Os sabonetes líquidos, também como os sabões, são produzidos em escala industrial e de forma
artesanal.
II. Objetivos
Aprender as técnicas de preparo de sabão em barra a partir do óleo de fritura e do sabonete
líquido.
III.Materiais e equipamentos
- 2 Recipientes de plástico 2L e 5L
- Balança semi-analítica
- Béquer de plástico
- Espátula de metal
- Espátula de plástico
- Frascos de plástico com tampa, limpos e secos
- Pipetas de Pasteur
- Proveta de 10 mL
- Proveta de 1L
- Proveta de 50 mL
IV. Reagentes
IV. 1 Sabão
- 500 mL de óleo de fritura filtrado
- 80g de Soda Cáustica
- 100mL de água
- Corante
- Aromatizante (Essência)
IV. 2 Sabonete Líquido
- 350mL de Laurilsulfato de sódio
- 40mL de Amida 90
- Cloreto de sódio
- Ácido cítrico
- 30mL de agente perolizante
- Corante
- Essência
- 550mL de água
V. Procedimentos
V.1 Sabão
- Dissolver a soda cáustica na água, usando um béquer de plástico resistente, pois a reação libera
muito calor;
- Adicionar a solução de soda cáustica ao óleo de fritura sob agitação constante;
- Agitar por cerca de 30 minutos ou até a mistura tornar-se mais espessa, com aspecto cremoso;
- Adicionar o corante e o aromatizante;
- Transferir para as formas e deixar endurecer;
V.2 Sabonete Líquido
- Misturar o laurilsulfato de sódio na água;
- Adicionar a amida e homogeneizar;
- Adicionar o agente perolizante;
- Medir o pH e, se necessário, adicionar o ácido cítrico para corrigir o pH;
- Solubilizar o NaCl em água e adicioná-lo à mistura até que se atinja a viscosidade desejada;
- Adicionar o corante e a essência;
- Transferir para um frasco.
V. Discussão
V.1 Sabão com óleo de fritura
Óleos e gorduras são glicerídeos e podem sofrer reação de hidrólise ácida ou básica. A hidrólise
ácida produz somente o glicerol e os ácidos graxos constituintes. Já a hidrólise básica (fig. 01)
produz o glicerol e os sais desses ácidos graxos.
Nessa prática, o sabão foi produzido com hidróxido de sódio. Dessa forma, a soda atacou os
ésteres de glicídio, deslocando a glicerina e formando, com os radicais ácidos assim liberados,
sais sódicos. Para que isso aconteça, é necessário que o meio esteja aquecido. Assim, utilizou-se
o calor liberado pela dissociação da base em água. Esses sais são os sabões, que depois de
passar por processos de purificação e adição de ingredientes, transformam-se em produtos
comerciais. A reação de hidrólise básica pode, também, ser chamada de saponificação.
Figura 01. Reação de saponificação
As características do sabão podem variar de acordo com a composição e segundo o método de
fabricação. Pode-se adicionar álcool durante o processo de fabricação para torná-lo transparente;
pode-se incorporar ar por agitação fornecendo-lhe a propriedade de flutuar; podem-se adicionar
essências, corantes e germicidas. Mas, quimicamente, o sabão permanece exatamente o mesmo,
com o mesmo mecanismo de atuação.
Uma molécula de sabão tem uma extremidade polar, -COO-Na+, e uma parte não polar,
constituída por uma longa cadeia alquílica, normalmente com 12 a 18 carbonos. A extremidade
polar é hidrófila, solúvel em água e a parte apolar é hidrofóbica, insolúvel em água, mas solúvel
em solventes apolares. Sendo assim, é um composto anfipático.
Na limpeza, a parte apolar interage com a sujeira e a extremidade polar interage com a água.
Assim, é formada a micela, uma gotícula microscópica de gordura envolvida por moléculas de
sabão, orientadas com a cadeia apolar direcionada para dentro (interagindo com óleo) e a
extremidade polar para fora (interagindo com a água).
Assim, a micela é dispersa na água, devido à repulsão entre as cargas de mesmo sinal das
respectivas superfícies, e levada por ela, o que torna fácil remover, com auxílio do sabão,
sujeiras apolares.
Figura 02. Micela
Podemos, então, chamar o sabão de emulsificante, tendo a propriedade de fazer com que o óleo
se disperse na água em forma de micelas.
Em grande parte dos municípios brasileiros o lixo residencial, no momento de seu descarte, segue
o caminho dos mananciais aquáticos ou aterros e o óleo é constituinte desse lixo.
Quando jogado em aterros ele impermeabiliza o solo, já que possui baixa interação com água
impedindo que a renovação dos lençóis freáticos e mananciais aquáticos que dependem do ciclo
da água. Além disso, pode sofrer decomposição emitir metano na atmosfera, um dos causadores
do efeito estufa.
Muitas residências e estabelecimentos comerciais jogam o óleo comestível usado na rede de
esgoto. Isso gera graves problemas de higiene e mau cheiro, além de causar o entupimento da
mesma, dificultando seu funcionamento. Para retirar o óleo são empregados produtos químicos, o
que acaba comprometendo a qualidade da água mesmo após ter sido feito um tratamento de
esgoto. Tendo que um litro de óleo pode contaminar um milhão de litros de água, exigindo
recursos financeiros consideráveis no momento de separá-los.
Pode, também, gerar problemas em contato com mananciais. “O óleo mais leve que a água, fica
na superfície, criando uma barreira que dificulta a entrada de luz e a oxigenação da água,
comprometendo assim, a base da cadeia alimentar aquática, os fitoplânctons.” (PONTES &
ALBERCINI, 2004)
Para resolver os problemas gerados pelo descarte indevido do óleo, pode-se apontar locais de
coleta de óleo comestível usado, porém não é muito eficiente já que “o preço pago pelo óleo de
cozinha usado pelas indústrias de reciclagem (não mais que R$ 0,04 o quilo) não é atraente e a
armazenagem do líquido significa um trabalho a mais para o empresário e para a dona de casa”
(PONTES & ALBERCINI, 2004)
Dessa forma, a produção de sabão artesanal com óleo de fritura ajuda a evitar danos ao meio
ambiente e pode ser considerada uma forma fácil de reaproveitamento, já que requer poucos
reagentes e é de fácil realização.
Em relação aos subprodutos, a glicerina pode ser aproveitada de várias formas. Por esse motivo
toda fábrica de sabão também pode vender glicerina. Ela é adicionada aos cremes de beleza e
sabonetes, pois é um bom umectante, isto é, mantém a umidade da pele. Em produtos
alimentícios ela também é adicionada com a finalidade de manter a umidade do produto. Outra
aplicação é na fabricação do explosivo conhecido como nitroglicerina.
V.2 Sabonete líquido
Na preparação do sabonete líquido utilizou-se o lauril éter sulfato de sódio (LESS). É obtido
através da reação de álcoois graxos etoxilados (álcool graxo + óxido de eteno) com agentes
sulfatantes como o SO3. O lauril éter sulfato de sódio (Fig. 03) apresenta uma baixa capacidade
de remoção da gordura de constituição da pele, sendo por isso menos agressivo no uso
humano.
É um tensoativo aniônico com alto poder espumógeno, ótima detergência, média irritabilidade
aos olhos, ótimo comportamento em termos de incremento de viscosidade, boa compatibilidade
com a pele. Sendo de origem agrícola as suas principais matérias-primas, os derivados do lauril
éter sulfato atendem aos requisitos de desenvolvimento sustentável e por serem, também
facilmente biodegradáveis, atende aos conceitos de qualidade ambiental.
Figura 03 - Lauril éter sulfato de sódio
A amida 90 (Fig. 04) é um tensoativo não aniônico. Pode também ser chamada de dietanolamida
de ácido graxo de coco. É uma boa formadora e estabilizadora de espuma, possui alta
solubilidade em meio alcalino ou ácido, alta tolerância a eletrólitos, têm boa capa-cidade
umectante e aumentam a viscosidade de outros tensoativos. Também é responsável pela
solubilização de óleos e essências. Além disso, é um composto facilmente biodegradável. Dessa
forma, é largamente usada em formulações na indústria farmacêutica e cosmética.
Figura 04. Amida 90
O cloreto de sódio foi utilizado espessante. Ele é largamente utilizado na indústria devido a seu
baixo custo. Ele proporciona o aumento de viscosidade na formulação.
A viscosidade do sabonete líquido é um dos principais apelos de marketing, visto que o
consumidor entende que, quanto mais viscoso for o detergente, maior é sua “concentração” e
conseqüentemente maior o seu rendimento, proporcionando uma maior economia do produto.
Os conservantes são utilizados como um componente bacteriostático. Na verdade ele não
elimina as bactérias, apenas inibe sua reprodução. O metilparabeno (Fig. 05) é o conservante
mais utilizado, devido a sua efetividade e baixo custo.
Figura 05. Metilparabeno
Os controladores de pH são empregados para manter o pH dentro da faixa esperada, o ácido
cítrico é o controlador de pH mais utilizado. Sempre que se desejar abaixar o pH acrescenta-se
um pouco de solução de ácido cítrico. Caso queira aumentar o pH utiliza-se mais amida. É
importante que o pH esteja o mais próximo do neutro possível para que não haja irritabilidade na
pele.
A Base Perolada é um agente perolizante a frio, composto pela associação de tensoativos
aniônico e não-iônico e de ésteres glicólicos. Ela proporciona brilho perolado às formulações de
xampus, detergentes líquidos para lavagem manual de louças e sabonetes líquidos para lavagem
de mãos, melhorando o aspecto final destes produtos. É facilmente adicionado às mais diversas
formulações e é compatível com todos os seus componentes, especialmente com os tensoativos
lauril éter sulfato de sódio, dietanolamida de ácido graxo de coco. Sua adição à formulação não
requer aquecimento, o que proporciona economia de processo.
Entre as vantagens de se produzir sabonetes líquidos sintéticos podem-se citar o controle do pH,
já que permite fácil controle do seu pH para que fique próximo ao da pele humana, neutro ou
mesmo básico; viscosidade, podendo-se obter sabonetes bastante líquidos, densos ou na forma
de gel; os aditivos, como extratos glicólicos, essências e corantes, entre outros, são facilmente
incorporados; o custo, já a matéria prima para a fabricação de sabonetes líquidos sintéticos são
relativamente baratos e o preparo, já que o processo de produção dos sabonetes líquidos
sintéticos é fácil e rápido.
VI. Conclusão
Pode-se concluir que ambos agentes de limpeza (sabões) são fabricados segundo o mesmo
princípio, apesar de possuírem aplicações e matérias-prima distintas. Ambos são de fácil síntese,
sendo produzidos em escala industrial e artesanal.
IX. Referências bibliográficas
Sintepon EG. Disponível em: http://www.biosintese.com.br/sinteponeg Acessado em:
21/04/2011
Produtos. Disponível em: http://www.dipaquimica.com.br/produtos/prod94.htm Acessado em:
21/04/2011
Sabonetes líquidos. Disponível em:
http://projetos.unioeste.br/projetos/gerart/apostilas/apostila8.pdf Acessado em: 21/04/2011
Sabões. Disponível em: http://alkimia.tripod.com/curiosidades/saboes.htm Acessado em:
12/04/2011
Propriedades do Sabão. Disponível em:
http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/sabao.html Acessado em: 12/04/2011
PERUZZO, F. M. e CANTO, E.L. Química na abordagem do cotidiano. Sabões e Detergentes,
disponível online. Moderna, 2003.
AZEVEDO, O. A. (et al). FABRICAÇÃO DE SABÃO A PARTIR DO ÓLEO COMESTÍVEL
RESIDUAL: CONSCIENTIZAÇÃO E EDUCAÇÃO CIENTÍFICA. XVIII Simpósio Nacional de
Ensino de Física, SNEF 2009: Vitória, ES.