QOII(PRODUCAO INDUSTRIAL DE SABAO E DETER.)

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Anifa Cesar Diamantino
Celso Lourenço Adelino
Elton Dias Raul Mutxucua
Produção industrial de sabão e detergentes
(Licenciatura Em Ensino de Química com Habilitações Em Gestão de Laboratórios)
Unirovuma
Nampula
2021
Anifa Cesar Diamantino
Celso Lourenço Adelino
Elton Dias Raul Mutxucua
Produção industrial de sabão e detergentes
(Licenciatura Em Ensino de Química com Habilitações Em Gestão de Laboratórios)
Trabalho de carácter avaliativo a ser apresentado no curso de licenciatura em ensino de química do 3º ano, a ser leccionada pelo docente: 
MSc. Rodolfo Chissico 
Unirovuma
Nampula
2021
Índice
Introdução	4
Historial dos tensioactivos (sabão e detergente)	5
Tensoativos	6
Sabões	8
Produção industrial do sabão	8
Etapas da produção do sabão	8
Óleos e gorduras na fabricação de sabão	9
Detergentes	11
Produção de detergentes	11
Etapas da produção dos detergentes	11
Aditivos comuns encontrados em sabões e detergentes	12
As similaridades entre sabões e detergentes	13
Diferenças entre sabões e detergentes	13
Conclusão	15
Referências bibliográficas	16
Introdução
O homem de forma incansável buscou soluções para melhorar o modelo da sua vida. Desta feita, com objectivo de facilitar a remoção de sujidades no seu corpo, utensílios, vestuários, etc. usou vários produtos como, a cinza e outros produtos que insatisfeito com a forma de acção dos mesmos migrou para produção de sabões e detergentes para auxiliar na remoção de sujeira. Graças aos sabões e detergentes hoje é possível deixar os utensílios, roupas entre outros matérias limpos como se nunca tivesse usado.
Os tensoativos (sabão e detergente) apresentam afinidade por óleos, gorduras e superfícies das soluções com sólidos, líquidos ou gases, mas também pela água, podendo pertencer aos dois meios. Essas características permitem que os tensoativos sejam utilizados como conciliadores dessas fases imiscíveis, formando emulsões, espumas, suspensões, microemulsões ou propiciando a umectação, formação de filmes líquidos e detergência de superfícies.
A pesquisa tem como objectivo geral a busca de informações da produção industrial do sabão e detergentes, onde para a sua concretização baseou-se nos seguintes objectivos específicos:
· Conhecer o histórico dos tensoativos (sabões e detergentes);
· Falar dos tipos de tensoativos;
· Descrever as etapas da produção industrial do sabao e dos`detergentes;
· Mencionar as semelhanças e diferenças existentes entre sabões e detergentes.
Historial dos tensioactivos (sabão e detergente)
Somente no segundo século d.C., o sabão é citado, por escritos árabes, como meio de limpeza. Na Itália, foi conhecido devido à existência, nas legiões romanas, de batedores que tinham a função de anotar novidades existentes na cultura dos povos por eles subjugados. Ditos batedores tomaram conhecimento das técnicas de produção do mesmo na Alemanha. Denominaram-no, então, sapo. Este produto foi muito apreciado nas termas de Roma, mas, com a queda do Império Romano, em 476 d.C., sua produção e consumo caíram muito. 
Conta-se que os gauleses, tanto quanto os germânicos, dominavam a técnica de obtenção de sabões e, por volta do século I d.C., este produto era obtido em um processo rudimentar por fervura de sebo caprino com cinza de faia, processo este que conferia-lhe um aspecto ruim. Somente no século IX, será vendido, como produto de consumo na França, onde também surge, nesta época, mais especificadamente na cidade de Marselha, o primeiro sabão industrializado. Pouco tempo depois, na Itália, nas cidades de Savona, Veneza e Gênova surgem outras indústrias de sabão.
Dos tensioactivos conhecidos, o sabão foi o primeiro a ser produzido comercialmente. O sabão, cuja época e local exacto de aparecimento são ignorados, é o marco de entrada no campo dos detergentes. As matérias-primas para sua manufactura eram substâncias alcalinas (obtidas das cinzas de plantas) e gorduras animais. 
(DONALD, 2009 apud MONARETTTO & COSTA 2012) A arte secular de fabricar sabão somente recebeu impulso definitivo quando da descoberta do processo Leblanc de fabricação de soda em 1790. Esse processo libertou os saboeiros do uso de cinzas de barrilha (planta mediterrânea cujas cinzas são ricas em óxidos alcalinos) simplificando os métodos, melhorando a qualidade e aumentando a produção. A utilização industrial da hidrogenação dos óleos vegetais (1914) permitiu obter sabões de consistência controlada expandindo ainda mais o mercado consumidor. Actualmente, a dosagem adequada de gorduras animais e vegetais aliada aos processos modernos de fabricação, permite obter sabões de características totalmente definidas e elevada qualidade. 
Os primeiros detergentes sintéticos apareceram após a 1.ª Guerra Mundial, tendo o primeiro sido criado em 1916, na Alemanha. Isto aconteceu devido a uma falta de gorduras animais e vegetais durante a guerra (é de relembrar que nessa época a procura de um alimento alternativo e barato levou à criação de margarinas, entre outros, que eram produzidas a partir destas mesmas gorduras), tal como devido à necessidade de se criar um agente de limpeza que não criasse escuma quando utilizado em conjunto com águas duras (escuma corresponde à formação de estrearatos de sódio e de cálcio) e ao facto de a indústria petrolífera ter como subproduto o propileno, que na altura era queimado.
Tensoativos
Daltin (2011) Tensoativo é um tipo de molécula que apresenta uma parte com característica apolar ligada a uma outra parte com característica polar. Dessa forma, esse tipo de molécula é polar e apolar ao mesmo tempo.
Os tensoativos na sua constituição apresentam um grupo hidrofílico polar e um grupo hidrofóbico apolar (normalmente cadeias de hidrocarbonetos), que é o que vai permitir esta solubilização. As matérias-primas usadas para o fabrico do surfactante são produtos da petroquímica, derivados de alquilbenzeno, dos álcoois gordos e do ácido sulfúrico. (PINTO; 2012)
Geralmente, a parte hidrofóbica é uma cadeia de hidrocarboneto com 8 a 18 átomos de carbono, linear ou ligeiramente ramificada. Em outros casos é possível que um anel benzênico substitua alguns átomos da cadeia. O grupo hidrofílico funcional pode variar amplamente, podendo ser aniônicos, catiônicos, não iónicos e dipolares.
1. Aniônicos São tensioactivos cuja parte hidrofílica da molécula é carregada negativamente (ânion). Devido ao volume utilizado mundialmente, é a categoria mais importante dos tensioactivos, sendo o alquilbenzeno de sódio e o dodecilbenzeno sulfonado de sódio ou cálcio os normalmente empregados nos detergentes. O sabão comum também tem carácter aniônicos. 
2. Catiônicos São tensioactivos cuja parte hidrofílica da molécula é carregada positivamente (catião). O principal uso desse tipo de tensioactivo é na fabricação de emaciastes, germicidas e emulsificantes específicos. Os tipos mais empregados são os sais quaternários de amónio. 
3. Não iónico São tensioactivos em cuja molécula não existe a parte iónica mais polar que a outra propiciando a afinidade com água (não são dissociados em solução aquosa. São mais empregados na formulação de detergentes em pó e líquidos, na maioria das vezes em conjunto com os aniônicos. É interessante destacar que a acção detergente da mistura de dois tensioactivos é superior a soma das acções tensioactivas individuais (sinergismo). Este fato é aproveitado para que, através de combinações adequadas, características desejáveis como, detergência e/ou espuma sejam alcançadas. 
4. Anfótero São compostos cujas estruturas moleculares apresentam grupamento ácido e básico. Estes tipos de compostos podem ter comportamento aniónicos ou catiónicos, dependendo do meio que estão presentes.
Sabões
São substâncias denominadas tensoativas, ou seja, diminuem a tensão formada entre dois líquidos. Assim, elementos como a agua e o óleo perdem a capacidade de se manterem separados. Os sabões são formados por gorduras/óleos.
Produção industrial do sabão	
Os produtos utilizados comumente para a fabricação do sabão comum sãoo hidróxido de sódio ou potássio (soda cáustica ou potássica) além de óleos ou gorduras animais ou vegetais. O processo de obtenção industrial do sabão é muito simples. Primeiramente coloca-se soda, gordura e água na caldeira com temperatura em torno de 150ºC, deixando-as reagir por algum tempo (± 30 minutos). Após adiciona-se cloreto de sódio - que auxilia na separação da solução em duas fases. Na fase superior (fase apolar) encontra-se o sabão e na inferior (fase aquosa e polar), glicerina, impurezas e possível excesso de soda. 
Etapas da produção do sabão
· Saponificação 
O processo de saponificação tem início com o carregamento das matérias-primas (gorduras líquidas e soda) é efectuado em um recipiente de ferro, circular ou rectangular com fundo inclinado para um tubo central de descarga. A reacção é exotérmica e autocatalítica. A 
gordura (triglicerídeo) é atacada pelo álcali, liberando glicerina e ácidos graxos os quais são neutralizados pela soda formando o sabão.
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
· Semi - Cotura 
Consiste na fervura da massa com excesso de álcali para garantir uma saponificação completa, evitando deste modo, a formação de blocos de gordura ou soda que possam permanecer sem reagir.
· Refino 
Consiste na separação da massa em duas fases imiscíveis de sabão e glicerina respectivamente; o processo baseia-se na enorme diferença de solubilidade dos componentes da massa em salmoura. O sabão fica na superfície devido a sua menor densidade em relação à solução de salmoura e glicerina (lixívia), a qual é separada pelo fundo do recipiente.
A lavagem com salmoura é repetida tantas vezes quantas forem necessárias para obter-se o teor de sabão desejado. O processo tradicional de refino acima descrito tornou-se antieconómico e obsoleto para as grandes indústrias. Modernamente utiliza-se um processo no qual a solução de salmoura percorre em contracorrente a mistura que contém sabão, numa torre de lavagem. A medida que progride, a solução de salmoura se enriquece em glicerina.
· Descanso e Acabamento 
O sabão processado contem um elevado teor de sal dissolvido na sua massa. Adiciona-se uma pequena quantidade de água e deixa-se o produto descansar por 24 a 48 horas. Com o descanso, o conteúdo do recipiente de ferro separa-se em três camadas: 
1. Superior: Sabão de boa qualidade, alta viscosidade e aspecto claro, contende até 65% sabão. 
2. Central: Fluido salgado, escuro contendo até 40% sabão. É chamado de borra. 
3. Inferior: Líquido salgado e alcalino denominado lixívia da borra.
Esquema de funcionamento de uma indústria de sabão
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
Óleos e gorduras na fabricação de sabão
Tanto sabões quanto detergentes servem, principalmente, para livrar-nos da incômoda sujeira. Mas, de que é composta a sujeira? Na maioria das vezes, ela é constituída por óleos ou gorduras, acompanhadas ou não por microorganismos ou outras substâncias apolares ou pouco polares como pó, restos de alimentos, etc. Partindo do mesmo tipo de gorduras e óleos que formam as sujidades, poderão ser produzidos os sabões.
Óleos quanto gorduras são substâncias formadas a partir de ácidos carboxílicos com cadeias carbonadas longas, conhecidos por ácidos graxos. Esses ácidos são, em geral, monocarboxílicos (apresentam apenas um radical carboxila: -COO- ), e formam os chamados glicerídeos que, por sua vez, pertencem à família dos lipídios5. Os ácidos graxos formadores dos óleos diferem dos formadores das gorduras por possuírem mais insaturações (ligações) em sua cadeia. Devido a isso, os óleos possuem menor ponto de fusão e ebulição que as gorduras sendo, por isso, geralmente, líquidos na temperatura ambiente (± 20ºC). Já gorduras, nesta temperatura, são, geralmente, sólidas. Existem diferenças entre óleos provenientes de origem animal e os de origem vegetal. Óleos de origem animal, em geral, são mais densos que os óleos vegetais, devido ao menor número de insaturações da cadeia carbónica.
Os seres vivos produzem, geralmente, óleos e gorduras a partir de ácidos monocarboxílico de cadeias lineares com números pares de átomos de carbono, ou seja, encontramos em seres vivos, ácidos graxos com 4, 6, 8, 10, 12, ...átomos de carbono, dispostos em cadeias não ramificadas. Essas características estruturais virão a favorecer a degradação dos mesmos, quando houver tal necessidade. Tanto nas gorduras quanto nos óleos, os ácidos graxos encontram-se esterificados, existindo, entre estes, um pequeno percentual de ácidos graxos não esterificados.
Reacção de esterilização (formação de gordura)
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
Detergentes
Os detergentes são, assim como os sabões, substâncias que reduzem a tensão superficial de um líquido, sendo assim, estes compostos são, também, considerados tensoativos.
Os detergentes são produtos sintéticos produzidos a partir de derivados do petróleo. Estes compostos começaram a ser produzidos comercialmente a partir da Segunda Guerra Mundial devido à escassez de óleos e gorduras necessárias para a fabricação de sabões. Nos Estados Unidos, já no ano de 1953, o consumo de detergentes superava o de sabões.
Produção de detergentes
Entre outros métodos os detergentes podem ser produzidos por reacções de sulfonação de alcanos de cadeia longa.
Todos os tipos e níveis de ingredientes usados na formulação de detergentes são escolhidos em função da disponibilidade de matérias-primas, custo, características, finalidade de uso, hábito do consumidor, legislação. Fica claro, que as fórmulas podem diferir de local para local, de país para país ou em função de suas aplicações. 
Etapas da produção dos detergentes
Manufactura do tensioactivo: normalmente é conduzida numa planta de sulfonação, empregando como matérias - primas: 
· Ácido dodecilbenzeno (DDB) ou ácido linear alquil benzeno (LBA) 
· Enxofre em pedras, ou SO3, ou ácido sulfúrico (H2SO4) ou óleum (H2SO4 + SO3).
1. Preparação do detergente em pó em torre de secagem Matérias prima envolvidas: 
· Ácido sulfônico; 
· Solução de soda cáustica; 
· Solução de tolueno sulfonato de sódio; 
· Solução de silicato de sódio; 
· Tripolifosfato de sódio; 
· Sulfato de sódio; 
· Carbonato de sódio; 
· Carboximetil celulose (CMC); 
· Branqueador óptico; 
· Cloreto de sódio; 
· Perfumes; 
· Corantes. 
Reacção de obtenção do acido decano sulfónico
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
Reacção do acido decano sulfonico com NaOH
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
Aditivos comuns encontrados em sabões e detergentes
A maioria dos produtos de limpeza possui aditivos que melhoram sua eficácia ou reduzem seu custo. Agentes quelantes, como os fosfatos, aparecem praticamente em todas as fórmulas de produtos de limpeza. Estes compostos retiram iões de metais que estão presentes na água e que podem reduzir a acção do sabão ou detergente como os iões cálcio e magnésio, componentes que tornam a água dura e prejudicam a acção dos tensoativos aniónicos (sabões e detergentes). Existem outras substâncias que auxiliam na eliminação da dureza das águas. Poderíamos classificar estes eliminadores em dois grupos: 
· Agentes quelantes: trifosfatos e boratos.
· Precipitantes: carbonatos, silicatos e metassilicatos.
O carbonato de sódio (Na2CO3) e o bicarbonato de sódio (NaHCO3) podem ser utilizados para corrigir o pH dos detergentes neutralizando sua acidez natural. Fosfatos como o trifosfato de sódio (Na5P3O10) também auxiliam na redução da acidez da água.
Produtos muito utilizados como aditivos para eliminar odores desagradáveis e como anti-sépticos são o bórax (tetraborato de sódio hidratado - Na2B4O7.H2O) e o óxido de zinco (ZnO). Outros boratos como o perborato de sódio são utilizados como alvejantes. A acção alvejante é causada pela formação do oxigénio activo, que o perborato libera em soluções alcalinas ou em presença de activadores.
As similaridades entre sabões e detergentes
· Semelhanças de ordem funcional
Tanto sabões quanto detergentes pertencem a um mesmo grupo de substâncias químicas – os tensoativos. Assim sendo, os dois produtos são redutores de tensão superficial e possuema característica comum de, quando em solução e submetidos à agitação, produzirem espuma. Por esse motivo, ambos são utilizados para limpeza.
· Semelhanças de ordem estrutural da molécula
Quanto às características de estrutura molecular, as similaridades se repetem. Tanto sabões quanto detergentes possuem, pelo menos, um ponto de polaridade na molécula, o que os coloca em outra classificação química comum - ambos são sais. É comum também o fato de possuírem característica polar e apolar na mesma molécula. Ambas as estruturas possuem, como parte apolar da molécula, grandes cadeias carbonadas (mais de 8 carbonos). A facilidade de degradação também tem motivo comum: cadeia carbónica linear.
· Forma de actuação
Já que ditos compostos possuem várias características comuns, é de se esperar que os dois actuem de forma igual, ou semelhante, com relação à forma de limpar, o que, de fato, ocorre. As moléculas de detergente, por apresentarem várias características comuns com as do sabão. 
Diferenças entre sabões e detergentes	
As diferenças encontradas entre os sabões e detergentes situam-se, principalmente, em sua forma de actuar em águas duras e águas ácidas. Os detergentes, nessas águas, não perdem sua acção tensoativa, enquanto que os sabões, nesses casos, reduzem grandemente e até podem perder seu poder de limpeza. Os sais formados pelas reacções dos detergentes com os iões cálcio e magnésio, encontrados em águas duras, não são completamente insolúveis em água, o que permite ao tensoativo sua permanência na solução e sua possibilidade de acção. Em presença de águas ácidas, os detergentes são menos afectados pois possuem também carácter ácido e, novamente, o produto formado não é completamente insolúvel em água, permanecendo, devido ao equilíbrio das reacções químicas, em solução e mantendo sua acção de limpeza.
As Figuras 2.2.1 à 2.2.4 apresentam as reacções que podem ocorrer com sabões e detergentes, em presença de águas ácidas ou duras.
Fonte: (NETO & PINO; 2011)
Conclusão
Os sabões são sais formados a partir da reacção de gorduras/óleos e uma base (hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio), na sua produção industrial resume-se em colocar soda, gordura e água na caldeira com temperatura em torno de 150ºC, deixando-as reagir por algum tempo (± 30 minutos). Após adiciona-se cloreto de sódio - que auxilia na separação da solução em duas fases. Na fase superior (apolar) encontra-se o sabão e na inferior (aquosa e polar), glicerina, impurezas e possível excesso de soda. Os detergentes resultam da reacção entre um ácido sulfónico (graxo) e uma base. Tendo em conta que sabões e detergentes são produtos que temos usados no nosso dia-a-dia, percebe-se suas diferenças devido a sua actuação em águas duras: o sabão em aguas duras produz um sal insolúvel enquanto que os detergentes dão origem sais solúvel assim, sendo os detergentes são mais eficientes em aguas duras que o sabão. 
Referências bibliográficas
DALTIN, Décio, Tensioactivos: química, propriedades e aplicações,–São Paulo,Blucher, 
2011
MONARETTO, Tatiana. COSTA D, Andressa, Química da Limpeza: projecto temático como recuso didáctico para aprendizagem significativa no ensino,2012.
 NETO, O. G. Z. PINO, J. C. D. Trabalhando a química dos sabões e detergentes. Material de apoio para professores de química, elaborado por professores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Instituto de Química – Área de educação em química. 2011.
PINTO.L.C.A, REIS. R. L. S.H. A, GOROS, S, I. A, SILVA. M. S, PINTO.R. A. J. A,MOREIRA. S. C, Sabão, Detergentes e Glicerina, 2012.