Artigo do Sabao FINALIZADO

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
Escola Politécnica
Disciplina: Indústrias Químicas
Professora: Marina da Silva Machado
DIMINUIÇÃO DO TEOR DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO NA PRODUÇÃO DE SABÃO LÍQUIDO A PARTIR DA REUTILIZAÇÃO DE ÓLEO DE MILHO
ALVES, N.B.1; CAMPOS, A.1; SOUZA, E. S. M.1; SPIRONELLO, M.G.1
1Curso de Engenharia Química, Escola Politécnica, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, Santa Catarina, Brasil. (nicolibarbieri@edu.univali.br). 
RESUMO
Este estudo teve como objetivo investigar a redução da base na produção de sabões líquidos, visando aprimorar sua formulação. O objetivo principal foi explorar alternativas para melhorar as propriedades dos sabões, como textura, formação de espuma e densidade. A análise das diferentes concentrações de hidróxido de sódio permitiu avaliar o impacto dessas variações nas características físicas dos sabões. Essas informações são essenciais para o desenvolvimento de formulações mais eficientes e de alta qualidade, contribuindo para a evolução da indústria de produtos de higiene e limpeza.
Palavras-chave: pH; Densidade; Espuma; Óleo residual.
INTRODUÇÃO
	Com o crescimento populacional, observa-se um aumento na produção de óleo de cozinha visando suprir a demanda crescente. Esse aumento resulta na geração de uma significativa quantidade de resíduos, para os quais a adequada disposição final apresenta dificuldades. Tal situação acarreta um considerável aumento nos riscos ambientais. No entanto, é possível evitar tais impactos decorrentes do consumo excessivo do produto por meio da implementação de um programa de logística reversa (SANTOS, 2009).
	Desta forma, a utilização desenfreada do óleo de cozinha no Brasil resulta em uma produção anual superior a 3 bilhões de litros de óleo vegetal. Cada família consome, em média, 4 litros por mês, sendo que aproximadamente 1 litro é descartado inadequadamente. O descarte impróprio do óleo de fritura afeta negativamente rios e lagos, uma vez que apenas 1 litro de óleo pode contaminar até 20 mil litros de água, conforme informado pela Sabesp (2023).
	Após o processo de fritura de alimentos, ocorre a geração de um resíduo de óleo residual nas residências, indústrias e estabelecimentos comerciais. Esses resíduos, comumente, são descartados de maneira inadequada em pias e vasos sanitários ou lançados diretamente em corpos d'água, resultando em impactos ambientais, como a poluição hídrica, e consequentemente aumentando os custos associados ao tratamento da água (REQUE; KUNKEL, 2010). 
	Os agentes de limpeza, como os sabões, desempenham a função de agentes tensoativos, atuando como removedores de sujeira, especialmente gorduras e óleos. A água, por si só, não é capaz de eliminar eficientemente a gordura, mas ao utilizar soluções de sabão, as cadeias de hidrocarbonetos presentes na gordura podem se dissolver na camada oleosa, tornando a camada externa da sujeira compatível com a superfície polar, que no caso é a água. Isso possibilita a remoção da sujeira da superfície, conforme explicado por Solomons e Fryhle (2006).
	De acordo com Nascimento et al. (2010), o sabão fabricado a partir do óleo residual apresenta uma taxa de degradação superior em comparação com os sabões convencionais. Isso ocorre porque sua composição não contém fósforo, sendo um composto altamente poluente na água, capaz de estimular a proliferação de algas tóxicas. Além disso, a presença de fósforo pode causar alterações na cor, odor e sabor da água.
	Sendo assim, o presente trabalho visa a produção de um sabão líquido com baixo teor de hidróxido de sódio a partir da reutilização do óleo de milho residual. Sabe-se que, a composição do óleo do gérmen de milho difere dos demais óleos vegetais em termos dos percentuais de ácidos graxos saturados, monoinsaturados e polinsaturados. No entanto, o óleo de milho apresenta uma composição de ácidos graxos polinsaturados, semelhante aos óleos de soja e girassol. Esses óleos vegetais possuem como principal componente o ácido graxo linoleico, além de um pequeno percentual de ácido graxo linolênico, os quais são considerados essenciais para a nutrição humana e de alguns animais, devido à incapacidade de síntese desses ácidos graxos pelo organismo.
MATERIAIS E MÉTODOS
	A metodologia aplicada deu-se pela adaptação e diminuição de escala da produção de sabão realizada por Bertê, Fantinel e Fernandes (2014), sendo que primeiramente, o óleo de milho já usado foi submetido a aquecimento e filtração por gravidade para que se retirassem as impurezas mais grosseiras.
	Então foram pesadas as massas de hidróxido de sódio (NaOH), para o desenvolvimento de 3 formulações: com redução de 0% da massa de NaOH aplicada, sendo este o controle; com redução de 5% de NaOH; e com redução de 30% da mesma base.
	As massas da base foram diluídas com agitação em aproximadamente 33,33 mL de água fervendo. Posteriormente, 100 mL do óleo de milho filtrado foram adicionados à solução de NaOH e em seguida realizou-se também a adição de 33 mL de etanol 50%, sempre sob agitação constante.
	Após isto, deixou-se a mistura reagida descansar pelo período de 1 hora para então adicionar 600 mL de água destilada morna. O sabão então foi deixado em repouso por aproximadamente 15 dias e somente após este período foram realizadas as análises físico-químicas.
	O pH foi medido conforme a metodologia de Silva et al. (2012), em que 1 g do sabão pronto é dissolvido em 5 mL de água destilada e o pH aferido com a aplicação de fitas de pH com escala de 0 a 14. Sendo este um parâmetro avaliado imediatamente após a finalização do preparo e no final do tempo de repouso.
	Quando o pH se encontrava com a faixa de pH fora do que é estipulado pela legislação brasileira, o valor era ajustado com a adição de gotas de ácido acético P.A. até que o valor encontrado estivesse dentro das normas.
	A densidade dos sabões foi determinada pela medição da massa de sabão em um determinado volume. Então 5 mL de cada formulação foi pesado em balança analítica e através da Equação 1, a densidade foi determinada.
	
	
	(1)
	Por sua vez, a análise da formação e estabilidade da espuma formada deu-se pela adição de 1 g de sabão em uma proveta de 100 mL e diluição da formulação em 10 mL de água destilada. A mistura então foi agitada vigorosamente para a formação de espuma, e a estabilidade foi analisada pela diminuição da altura da interface de espuma formada em função do tempo em intervalo de 2 minutos até o tempo de 10 minutos.
	A viscosidade foi analisada visualmente, sendo este um teste meramente qualitativo, tendo em vista que a viscosidade dos sabões foi alta e não foi possível determinar os valores de viscosidade relativa em comparação com a água pela aplicação do escoamento em pipetas graduadas.
RESULTADOS
	A reação de saponificação para a formação do sabão ocorreu somente nas amostras controle e com redução em 5% (m/m) de NaOH, não ocorrendo para a formulação com 30% a menos de NaOH. Esse resultado foi tomado pela não ocorrência de nenhuma alteração observável na textura da mistura, ficando completamente fluida, com viscosidade visualmente igual à da água e sem textura de sabão.
	Uma hipótese que pode ser tomada para que isto tenha ocorrido é que a redução de 30% em massa do NaOH resultou em uma quantidade de base forte abaixo do mínimo exigido pelo índice de saponificação, que para o óleo de milho novo, segundo Brasil (2006) é de 187 até 195 mg de KOH por grama de óleo. Como o óleo utilizado não era novo e sim já usado, a tendência é que este valor mínimo de base para a reação tenha a aumentar, como o encontrado por Vineyard e Freitas (2014).
	Em contrapartida, as amostras em que ocorreu a reação, foi possível observar visualmente a influência da diminuição do teor de NaOH quase que instantaneamente. A amostra com redução em 5% apresentou-se mais homogênea e lisa do que a formulação controle, que evidenciou a formação de alguns grumos, como pode ser visto na visão superior das formulações na Figura 1. 
	Além disso, também foi percebido que a formulação com 5% de redução no tempozero, estava mais translúcida, com a cor característica do óleo aplicado, e a formulação controle estava mais opaca e esbranquiçada (Figura 2). Ademais, ambas as formulações apresentaram a formação de espuma no tempo zero, devido às agitações necessárias no processo, ao final do tempo de repouso a espuma já havia desaparecido.
Figura 1: Vista superior das formulações de sabão com tempo de repouso de 0 horas.
A)
B)
**A) Formulação controle; B) Formulação com 5% de redução.
Figura 2: Visão frontal das formulações.
	Na avaliação do pH, a avaliação foi realizada logo após o preparo e no final do tempo de 15 dias de repouso, sendo que os resultados encontrados estão na Tabela 1.
Tabela 1: Alteração do valor do pH em função do tempo de repouso.
	Formulação
	pH inicial
	pH após 15 dias
	Controle
	14
	9
	5% reduzido
	14
	10
	Segundo os resultados obtidos, constatou-se que o valor de pH inicial da solução de sabão líquido produzido não está conforme os padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) para uso e comercialização. Conforme mencionado por Vineyard (2014) e ANVISA (2008), o pH recomendado para sabões líquidos deve estar na faixa de 8,5 a 10,5.
	Devido à presença de hidróxido de sódio na produção do sabão líquido, o pH final do produto tende a ser bastante alcalino. Portanto, para atender aos requisitos estabelecidos pelas normas, foram necessárias adições de componentes ácidos, como o ácido acético, visando ajustar o pH para valores adequados.
	Foram realizadas adições controladas de ácido acético até que tanto o sabão líquido padrão quanto o sabão com redução de 5% de soda cáustica atingissem os parâmetros estabelecidos pela ANVISA. Essas ações foram tomadas para garantir que o sabão líquido produzido esteja em conformidade com as normas regulatórias de segurança e qualidade estabelecidas pela ANVISA. A adição controlada do ácido acético permitiu que o pH fosse ajustado para níveis adequados, garantindo a eficácia do produto e minimizando potenciais efeitos adversos na pele dos usuários.
	Os resultados obtidos revelaram que a amostra com 5% de redução apresentou uma densidade maior em comparação com a amostra controle. Inicialmente, a amostra com redução aparentava ter uma viscosidade visual e densidade menores em relação à amostra controle. No entanto, ao final do período de repouso, a formulação com redução demonstrou-se mais densa, com uma densidade de 0,9504 g/mL, e visualmente mais viscosa.
	Por outro lado, a formulação controle apresentou uma aparência mais fluida e uma viscosidade visual menor. Além disso, essa formulação apresentou uma densidade menor, com um valor de 0,8250 g/mL. Esses resultados indicam que a redução de 5% na fórmula do sabão líquido afetou a densidade final do produto. A densidade é uma medida da massa por unidade de volume e pode ser influenciada por diversos fatores, como a concentração de ingredientes, a presença de componentes sólidos ou a interação entre os compostos utilizados na formulação.
	A densidade é uma propriedade física que desempenha um papel importante na experiência de uso e na eficácia do sabão líquido. Uma maior densidade pode indicar uma concentração maior de componentes na formulação, o que pode afetar características como espalhabilidade, formação de espuma e sensação na pele durante o uso. 
	Com base nisso, foi avaliada a formação de espuma das formulações. Ambas as formulações demonstraram capacidade de formação de espuma, conforme ilustrado na Figura 3, sendo que a formulação com redução de 5% proporcionou uma coluna de espuma com altura 0,5 cm maior do que a formulação controle.
Figura 3: Formação de espuma para cada formulação.
B)
A)
** A) Formulação controle; B) Formulação com 5% de redução.
	Observou-se que a espuma da formulação com redução de 5% foi mais estável, não apresentando alteração na altura da interface de espuma após 6 minutos, como pode ser visualizado no gráfico da Figura 4.
Figura 4: Gráfico da variação da altura da coluna de espuma formada por cada formulação de sabão líquido.
	Essas análises apontam que a formulação com redução de 5% apresentou um desempenho superior em termos de formação e estabilidade da espuma em comparação com a formulação controle. A altura maior da coluna de espuma e a manutenção da interface de espuma ao longo do tempo sugerem que a formulação com redução de 5% pode proporcionar uma experiência de uso mais satisfatória em relação à formação e retenção de espuma.
CONCLUSÃO
	Em suma, o estudo realizado teve como objetivo adaptar e reduzir a escala de produção de sabão líquido utilizando diferentes concentrações de hidróxido de sódio (NaOH). Os resultados mostraram que a redução de 30% de NaOH na formulação não resultou em reação de saponificação, indicando a necessidade de uma quantidade mínima de base para a reação ocorrer. Por outro lado, a redução de 5% de NaOH demonstrou influenciar positivamente a homogeneidade e a textura do sabão, além de proporcionar uma formação de espuma mais estável em comparação com a formulação controle. 
	No entanto, todas as formulações apresentaram valores de pH acima do recomendado pelas normas regulatórias, sendo necessário ajustá-los adicionando ácido acético. Além disso, a densidade das formulações foi afetada pela redução de NaOH, com a formulação com 5% de redução apresentando maior densidade. Esses resultados indicam que a redução de NaOH pode influenciar as propriedades físico-químicas do sabão líquido, como viscosidade, densidade e formação de espuma.
	O estudo da redução da base na produção de sabões é importante para explorar alternativas que melhorem as propriedades dos produtos. Ao investigar diferentes concentrações de hidróxido de sódio, é possível identificar os efeitos nas características físico-químicas dos sabões, como textura, formação de espuma e densidade. Essas informações ajudam a desenvolver formulações mais eficientes e sustentáveis, melhorando a qualidade dos sabões produzidos e impulsionando a indústria de produtos de higiene e limpeza.
REFERÊNCIAS
ANVISA — Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Ministério da Saúde. Resolução de Diretoria Colegiada — RDC n.º 40, de 5 de junho de 2008. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/10181/2718376/RDC_40_2008. pdf/0dbd3b90-7406-4735-b5d7-b7dbdfb7f666.
BERTÊ, Márcia; FANTINEL, Leonardo; FERNANDES, Liana da Silva. REAPROVEITAMENTO DE ÓLEO DE FRITURA PARA FABRICAÇÃO DE SABÃO. Disciplinarum Scientia. Santa Maria, p. 191-200. Nov. 2014
BRASIL. Instrução Normativa n.º 49, de 22 de dezembro de 2006. [s.l]. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 22 dez. 2006.
NASCIMENTO, Antônio Carlos M. et al. A logística reversa do óleo de fritura usado como solução para problemas ambientais. 2010. 
REQUE, Patrícia Tambosi; KUNKEL, Neidi. QUANTIFICAÇÃO DO ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA GERADO NO MUNICÍPIO DE SANTA MARIARS. Disciplinarum Scientia: Série: Ciências Naturais e Tecnológicas, Santa Maria — Rs, v. 11, p.50-63, 2010
SABESP (São Paulo). Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo. Tratamento da água. Disponível em: < https://site.sabesp.com.br/site/> Acesso em: 23 jun. 2023.
SANTOS, R. S. Gerenciamento de resíduos: coleta de óleo de cozinha. 2009. 52 p. Trabalho de Conclusão de Curso em Tecnologia em Logística, Faculdade de Tecnologia da Zona Leste, São Paulo, 2009.
SILVA, Marcondes Viana et al. Reciclagem de óleos residuais para a produção de sabão no município de Itapetinga-BA. Extensio: Revista Eletrônica de Extensão, [S.L.], v. 9, n. 13, p. 106-120, 22 nov. 2012. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). http://dx.doi.org/10.5007/1807-0221.2012v9n13p106.
SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Química Orgânica. 8. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2006. 2 v.
VINEYARD, Paula Mirocznik; FREITAS, P. A. M. Estudo e caracterização do processo de fabricação de sabão utilizando diferentes óleos vegetais. 38ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química. Águas de Lindóia, 2014.
0% de redução	0	2	4	6	8	10	10	8.5	8	8	7.6	7.5	5% de redução	0	24	6	8	10	10.5	8.5	7.9	7.7	7.7	7.7	Tempo (min)
Altura de espuma (cm)
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