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PET Engenharia Química – UFSCar Raissa Guidolin Marcato Projeto: Química Fina Pesquisa inicial Sabonete em barra: características principais e processo de produção São Carlos – SP 29 de abril de 2019 Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 Índice 1. Introdução a. Funções b. Tipos c. Principais características 2. Processo químico a. Componentes base b. Componentes secundários 3. Indústria a. Mapa de processo 4. Sabonetes Artesanais a. Principais diferenças b. Modo de preparo 5. Vídeos complementares 6. Referências Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 1. Introdução Os sabonetes são cosméticos detergentes, capazes de retirar a gordura superficial da pele e assim a sujeira. Sua função básica é a limpeza, para tanto não precisam de fórmulas muito elaboradas, sendo importante que estejam em pH fisiológico, próximo ao da pele, entre 5,5 e 6,0. a. Funções Como dito anteriormente, os sabonetes tem funções principais como retirar a gordura superficial da pele e a sujeira. No entanto, com o passar do tempo, foram sendo agregadas outras funções a eles como: - hidratação, - eliminar a poeira; - eliminar células mortas; - eliminar bactérias, entre outras. b. Tipos i. Em barra ii. Líquido c. Principais características A principal diferença no processo de produção destes dois tipos está na base. A base para os sabonetes em barra é obtida através da reação de gorduras vegetais ou animais com soda cáustica, na maioria das vezes, como será apresentado posteriormente. Após esse processo são adicionados preservativos, corantes e o produto é prensado. Sabonetes em barra não são recomendados para higienização facial pois seu pH alcalino, entre 9 e 10, altera o pH cutâneo, favorecendo ressecamento e morte da flora bacteriana residente da pele. Essas alterações colaboram para diminuição da capacidade de defesa imunológica da pele, proporcionado o aparecimento de acne cosmética. Os sabonetes líquidos são obtidos em uma única etapa através da mistura de surfactantes sintéticos com itens como: preservativos, emolientes, corantes, hidratantes e perfumes. Devido ao processo de fabricação, é muito mais fácil agregar um número maior de ingredientes benéficos para a pele aos sabonetes Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 líquidos. Além disso, os sabonetes líquidos, em sua maioria, possuem pH neutro (mais próximo ao da pele). Existem sabonetes em barra que são preparados com surfactantes sintéticos suaves e possuem pH neutro. Existem também os sabonetes com pH alcalino, mas que contêm ingredientes especiais que os tornam mais suaves que os sabonetes comuns. 2. Processo Químico O processo reacional que resulta na produção do sabonete em barra é denominado reação de saponificação. Ele consiste na reação entre um óleo ou uma gordura com um componente básico formando um sal, como pode-se observar na equação de saponificação representada abaixo: Equação representando um processo de saponificação O triglicerídeo (que pode ser um óleo ou uma gordura) reage com a substância básica, sendo desintegrado em três estruturas. As três estruturas formadas no rompimento recebem um átomo do metal (sódio ou potássio) proveniente do composto básico, sendo classificadas como sais. Além do sal, também se tem a formação da substância glicerina. O sal formado na saponificação apresenta uma região polar (vermelha) e uma região apolar (azul), como demonstrado na estrutura abaixo: Regiões polar e apolar em um sabão Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 Por apresentar uma região polar e outra apolar, o sabonete consegue realizar a função de limpeza, pois interage com as mais variadas substâncias. a. Componentes base i. Óleos e Gorduras São compostos químicos (lipídios) originados a partir da reação entre o glicerol (álcool) e ácidos graxos saturados ou insaturados, que apresentam cadeias longas, contendo um grupo carboxila em uma das extremidades. Equação que representa a formação de um óleo ou de uma gordura Um lipídio só é considerado um óleo quando pelo menos dois dos três grupos (ramificações) presentes na estrutura são insaturados (apresentam uma ou mais insaturações). Abaixo temos um exemplo da cadeia de um óleo: Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 Fórmula estrutural de um óleo Por terem uma maior quantidade de ramificações saturadas, os óleos possuem um ponto de fusão mais baixo e, por isso, são encontradas sempre no estado líquido em temperatura ambiente. Um lipídio só é considerado uma gordura quando pelo menos dois dos três grupos (ramificações) presentes na estrutura são saturados (apresentam apenas ligações do tipo simples). Abaixo temos um exemplo da cadeia de uma gordura: Fórmula estrutural de uma gordura Por terem uma maior quantidade de ramificações saturadas, as gorduras possuem um ponto de fusão elevado e, por isso, são encontradas sempre no estado sólido em temperatura ambiente. São de origem animal: o sebo, a graxa de porco, a graxa de ossos, a graxa de cavalo, a graxa de lã etc. E de origem vegetal: azeite de oliva, óleo de coco, óleo de palma, azeite de algodão, óleo de rícino, azeite de girassol etc. Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 ii. Álcalis Os álcalis são as substâncias básicas utilizadas na produção do sabonete. Os mais utilizados são: - Hidróxido de sódio (NaOH) Substância iônica (formada por ligação iônica), denominada de base de Arrhenius, que apresenta cor branca (leitosa) e estado físico sólido, sendo extremamente reativa e corrosiva, além de ser higroscópica (absorve a umidade do ar). Conhecida como soda cáustica. - Hidróxido de potássio (KOH) Substância iônica (formada por ligação iônica), denominada de base de Arrhenius, que apresenta cor branca (opaca ou transparente) e estado físico sólido, sendo extremamente tóxica e corrosiva. - Carbonato de sódio (Na2CO3) Substância iônica (formada por ligação iônica), denominada de sal de Arrhenius, que apresenta cor branca (translúcido) e estado físico sólido. b. Componentes secundários i. Matérias de recheio O principal objetivo da incorporação dos componentes de recheio é a redução de custos. Muitas vezes, sacrifica-se a qualidade do produto por um rendimento maior. Contudo, alguns sabões têm suas qualidades melhoradas com a incorporação de pequena quantidade de silicato de sódio, o que os tornam mais sólidos e duráveis. Nos sabonetes não é conveniente o uso de matérias de recheio. Substâncias mais empregadas: silicato de sódio, carbonato de sódio, caulim, talco, açúcar, caseína, amido, bórax, dentre outras. ii. Fragrâncias/Essências São os produtos utilizados para fornecer um odor agradável ao sabonete sólido. Quimicamente falando, são grupos de substâncias que possuem grupos funcionais de álcoois, ésteres e cetonas, além de terpenos (compostos orgânicos que apresentam cadeias longas de dez a quinze carbonos). Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 iii. Corantes Em meio a um mercado bastante concorrido, as marcas de produtos de beleza estão sempre buscando lançar novos produtos com apelos visuais mais atrativos. Uma das estratégias visuais mais utilizadas é colocar cor na fórmula do produto. Os corantes podem ser obtidos de fontes naturais (rochas, minérios, flores, folhas, cascas de árvores, sementes) ou sintetizados por diferentes mecanismos de reações orgânicas. Sãocomponentes caros e bastante controlados, dentro de uma formulação. iv. Tensoativos (Surfactantes) São substâncias que diminuem a tensão superficial ou influenciam a superfície de contato entre dois líquidos. São feitos de moléculas nas quais uma das metades é solúvel em água e a outra não. Ativos que são responsáveis pelo processo de limpeza da pele. No caso de sabonetes em barra, a concentração gira em torno de 70 - 85%. v. Agentes Quelantes Quelantes, também conhecidos como sequestrantes, são componentes muito utilizados em produtos cosméticos para evitar problemas de estabilidade: mudança de cor, cheiro e aparência. O EDTA dissódico e o EDTA tetrassódico são os principais representantes dessa classe de matéria-prima em produtos cosméticos, já que são mais eficazes e modernos do que outros componentes quelantes como, por exemplo, os citratos. Os quelantes atuam complexando e inativando íons metálicos, como Cálcio, Ferro, Cobre e Magnésio provenientes da água e/ou de matérias-primas da formulação. A presença desses íons metálicos pode ocasionar uma série de problemas às formulações cosméticas, em virtude das suas interações com algumas matérias-primas. O EDTA dissódico é utilizado em formulações com pH menor que 7. No caso dos sabonetes em barra, o EDTA tetrassódico é utilizado por ser um pH maior que 7. A concentração de uso deste componente fica entre 0,1 e 0,5%. 3. Indústria Na indústria, a produção de sabão é processada em batelada ou de forma contínua. Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 a. Etapas do processo i. Purificação dos ácidos graxos Etapa na qual ocorre a padronização dos ácidos graxos e a separação dos componentes úteis para a reação. ii. Reação de saponificação Fluxograma do processo de fabricação de sabão Produção industrial do sabão continuamente Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 Fluxograma generalizado da produção de sabão 4. Sabonetes Artesanais a. Principais diferenças Nos sabonetes industrializados, a glicerina formada, é retirada do sabão, para ser comercializada em outros setores da indústria (mais uma prova de que para as indústrias, o lucro é mais importante do que a qualidade) ou seja, a maioria dos sabonetes comerciais (com exceção dos glicerinados) são carentes de glicerina, que é justamente um dos principais umectantes para evitar o ressecamento da pele. Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 Esta é a principal diferença entre os sabonetes comerciais e os sabonetes artesanais. Pois além de conter os ácidos graxos dos óleos vegetais, os sabonetes artesanais naturais têm sua glicerina intacta, glicerina esta, que foi produzida do próprio processo de saponificação, gerando assim uma glicerina pura 100% vegetal. b. Modo de preparo Muitas receitas de sabonetes artesanais podem ser encontradas na internet. Existem aqueles que são feitos utilizando o triglicerídeo e a soda cáustica, no entanto a grande maioria é preparada em cima de uma base glicerinada comprada pronta de terceiros. O grau de dificuldade da produção feita em casa é relativamente baixo, como pode-se observar nas receitas trazidas abaixo como exemplo: RECEITA 1 Material Utilizado: -1kg de base para sabonete de glicerina transparente -10ml de corante de água ou alimentício -20ml de essência oleosa -2 colheres (sopa) de álcool de cereais -termômetro para culinária -colher de plástico -fôrmas de silicone, acetato ou recipiente plástico -papel-filme para embalar Observação: as formulações fornecidas são a título indicativo, sem qualquer garantia implícita ou declarada, nem qualquer responsabilidade. Por consequência, todas as sugestões, todas as fórmulas ou valores indicados, devem ser considerados como indicação orientadora sujeita a sucessivas elaborações e a desenvolvimentos ditados pela experiência de quem os utiliza. Modo de Fazer: Em uma panela, corte a base de glicerina e derreta-a em banho-maria. Procure não mexer enquanto estiver dissolvendo para que não forme muita espuma. Retire do fogo e aguarde a temperatura baixar até entre 50ºC e 55ºC. Misture, então, o corante e a essência. Acrescente o álcool de cereais e aguarde 1 minuto. Coloque a Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 mistura na fôrma que você desejar e espere solidificar. O tempo para endurecer vai variar de acordo com a fôrma que você estiver utilizando. Desenforme. Espere mais ou menos duas horas e embrulhe o sabonete no papel-filme. RECEITA 2 Ingredientes: ½ kg de gordura sem sal; 50 gramas de soda cáustica; 1 copo de água; 1 colher de anilina; gotas de perfume. Modo de preparo: Coloque todos os ingredientes em vasilha de esmalte ou louça e mexa com uma colher de pau. Despeje o preparado em caixinhas forradas com um pano úmido. Deixe secar um pouco e corte-os no formato desejado. 5. Vídeos complementares a. Vídeo ilustrativo sobre o funcionamento de uma produção automatizada de sabonetes https://www.youtube.com/watch?v=Q6kxn8YP3vk b. Fabricação do sabonete Francis https://www.youtube.com/watch?v=sf5j_Yg73xo c. Minicurso para a produção de sabonetes glicerinados https://www.youtube.com/watch?v=zvHZLew9-H4 6. Referências • https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/quimica-sabonete.htm • https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/conteudo/sabonetes/16 871 • https://www.ecycle.com.br/2322-sabonete • https://www.ecycle.com.br/component/content/article/67/1990-sabonetes- sabao-constituicao-historia-origem-riscos-ingredientes-seguro-substancias- saude-efeito.html https://www.youtube.com/watch?v=Q6kxn8YP3vk https://www.youtube.com/watch?v=sf5j_Yg73xo https://www.youtube.com/watch?v=zvHZLew9-H4 https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/quimica-sabonete.htm https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/conteudo/sabonetes/16871 https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/conteudo/sabonetes/16871 https://www.ecycle.com.br/2322-sabonete https://www.ecycle.com.br/component/content/article/67/1990-sabonetes-sabao-constituicao-historia-origem-riscos-ingredientes-seguro-substancias-saude-efeito.html https://www.ecycle.com.br/component/content/article/67/1990-sabonetes-sabao-constituicao-historia-origem-riscos-ingredientes-seguro-substancias-saude-efeito.html https://www.ecycle.com.br/component/content/article/67/1990-sabonetes-sabao-constituicao-historia-origem-riscos-ingredientes-seguro-substancias-saude-efeito.html Química Fina Sabonete em barra Raissa G. Marcato 1111111 • https://www.ecycle.com.br/1281-voc-compostos-organicos-volateis • https://pt.wikipedia.org/wiki/Sabonete#Rea%C3%A7%C3%A3o_de_saponific a%C3%A7%C3%A3o • http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/quimsoc.pdf • http://www.ifba.edu.br/professores/iarasantos/ENG%20504%20_%20Process os%20Qu%C3%ADmicos/semin%C3%A1rios/Sab%C3%A3o%20e%20Deter gente%20final.pptx • https://slideplayer.com.br/slide/364758/ • https://www.cleberbarros.com.br/quelantes-auxilo-na-estabilidade/ • https://pt.wikipedia.org/wiki/Tensioativo • https://sementesdegaiasaboaria.com/pagina/processo-de-producao • https://www.dicasdemulher.com.br/sabonete-artesanal/ • http://vix.sebraees.com.br/ideiasnegocios/arquivos/F%C3%A1brica%20de%2 0Sab%C3%A3o%20de%20Glicerina.pdf • http://files.comunidades.net/preciosidadesdopomar/A_Historia_do_Sabonete _por_Preciosidades_do_Pomar.pdf • https://betaeq.com.br/wp-content/uploads/2017/01/Shreve-ate-pag-105.pdf • https://blog.auanatural.com.br/o-perigo-do-corante-em-seus-cosmeticos- saiba-mais/ • https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/fazendo- sabonete.htm • http://www.rededosaber.sp.gov.br/portais/Portals/84/docs/tcc/REDEFOR_1ed_TCC_Damazio%20Esposito.pdf https://www.ecycle.com.br/1281-voc-compostos-organicos-volateis https://pt.wikipedia.org/wiki/Sabonete#Rea%C3%A7%C3%A3o_de_saponifica%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Sabonete#Rea%C3%A7%C3%A3o_de_saponifica%C3%A7%C3%A3o http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/quimsoc.pdf http://www.ifba.edu.br/professores/iarasantos/ENG%20504%20_%20Processos%20Qu%C3%ADmicos/semin%C3%A1rios/Sab%C3%A3o%20e%20Detergente%20final.pptx http://www.ifba.edu.br/professores/iarasantos/ENG%20504%20_%20Processos%20Qu%C3%ADmicos/semin%C3%A1rios/Sab%C3%A3o%20e%20Detergente%20final.pptx http://www.ifba.edu.br/professores/iarasantos/ENG%20504%20_%20Processos%20Qu%C3%ADmicos/semin%C3%A1rios/Sab%C3%A3o%20e%20Detergente%20final.pptx https://slideplayer.com.br/slide/364758/ https://www.cleberbarros.com.br/quelantes-auxilo-na-estabilidade/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Tensioativo https://sementesdegaiasaboaria.com/pagina/processo-de-producao https://www.dicasdemulher.com.br/sabonete-artesanal/ http://vix.sebraees.com.br/ideiasnegocios/arquivos/F%C3%A1brica%20de%20Sab%C3%A3o%20de%20Glicerina.pdf http://vix.sebraees.com.br/ideiasnegocios/arquivos/F%C3%A1brica%20de%20Sab%C3%A3o%20de%20Glicerina.pdf http://files.comunidades.net/preciosidadesdopomar/A_Historia_do_Sabonete_por_Preciosidades_do_Pomar.pdf http://files.comunidades.net/preciosidadesdopomar/A_Historia_do_Sabonete_por_Preciosidades_do_Pomar.pdf https://betaeq.com.br/wp-content/uploads/2017/01/Shreve-ate-pag-105.pdf https://blog.auanatural.com.br/o-perigo-do-corante-em-seus-cosmeticos-saiba-mais/ https://blog.auanatural.com.br/o-perigo-do-corante-em-seus-cosmeticos-saiba-mais/ https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/fazendo-sabonete.htm https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/fazendo-sabonete.htm http://www.rededosaber.sp.gov.br/portais/Portals/84/docs/tcc/REDEFOR_1ed_TCC_Damazio%20Esposito.pdf http://www.rededosaber.sp.gov.br/portais/Portals/84/docs/tcc/REDEFOR_1ed_TCC_Damazio%20Esposito.pdf
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