Intalaçao Indústria de Sabão

Intalaçao Indústria de Sabão

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SUMÁRIO

Lâmpadas 47

Superfície 48

Tonalidades Claras 48

  1. INTRODUÇÃO

Os detergentes são substâncias tensoativas, isto é, diminuem a tensão superficial – a capacidade que as moléculas de água têm de ser manter unidas fortemente. Com as ligações, entre suas moléculas, enfraquecidas, a água umedece mais facilmente o objeto a ser levado.

O sabão foi seguramente o primeiro detergente utilizado pelo homem. Sua origem perde-se na história. É um produto obtido a partir da reação química de um álcali e uma matéria graxa, usualmente chamada de reação de saponificação. O seu grupo polar é representado pelo grupamento COONa e a parte não polar pelo radical R, que é usualmente uma cadeia de carbono linear com quantidade variável de átomos de carbono. O grupo polar tem características semelhantes em todos os sabões, de modo que o radical R é o responsável pelas diferentes propriedades dos mesmos. Os melhores sabões são aqueles que apresentam de 12 a 18 átomos de carbono no radical R, sendo suas características tensoativas aproveitadas quando ele está em solução aquosa e temperatura elevada.

A temperatura elevada diminui ainda mais tensão superficial, por isso lava-se melhor com água quente.

Os sabões têm um uso amplo e tradicional em medicina e farmácia, como produto de limpeza e como veículo para substâncias ativas. Dentre as características favoráveis para sua utilização estão: a grande facilidade de limpeza na utilização, uma vez que podem ser completamente removidos mediante lavagem com água; facilidade de remoção completa com álcool, quando o uso de água não for possível ou aconselhável; economia na utilização, existência de ação desinfectante própria, tempo de atuação mais curto do que o das pomadas e cremes em geral e como estimulante da ação fisiológia da pele.

O sabão sólido ou hidratado constitui-se em um sólido cristalino polimórfico, isto é, sua estrutura cristalina pode apresentar-se sob diversas formas, com cristais que têm ponto de fusão perfeitamente definidos.

Dentre os grupos de substâncias presentes nos sabões pode-se citar as substâncias saponificáveis (óleos e gorduras vegetais e animais), as substâncias saponificantes (hidróxidos de sódio e potássio, aminas e amônia), substâncias de enchimento (talco, caulim, bentonita) e outras substâncias aditivas que aumentam a detergência ou dão características específicas ao sabão.

  1. OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Apresentar os princípios básicos necessários à implantação de uma pequena fábrica de sabão.

2.2 Objetivos Específicos

  • Apresentar uma fundamentação teórica sobre a indústria de sabão;

  • Listar as principais matérias primas utilizadas;

  • Descrever as principais etapas do processo de produção;

  • Descrever os equipamentos a serem utilizados;

  • Apresentar o projeto elétrico simplificado da fábrica.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 Raízes Históricas

A indústria de artigos de lavanderias, usualmente conhecida como a indústria de sabões, tem raízes no passado, há mais de 2000 anos atrás; uma manufatura de sabão foi encontrada nas escavações de Pompéia. No entanto, entre as diversas indústrias químicas, nenhuma teve modificação fundamental de matérias-primas tão grande quanto a indústria da saboaria.

O sabão, na verdade, nunca foi “descoberto”, mas surgiu gradualmente de misturas brutas de materiais alcalinos e matérias graxas. Plínio, o Velho, descreve a fabricação do sabão duro e do sabão mole, no século I, mais foi somente a partir do século XIII que o sabão passou a ser produzido em quantidades suficientes para ser considerado uma indústria. Até o princípio do século XIX, pensava-se que o sabão fosse uma mistura mecânica de gordura e álcali; um químico francês, Chevreul, mostrou que a formação do sabão era na realidade uma reação química. Nesta época, Domeier completou estas pesquisas, recuperando a glicerina das misturas da saponificação. Até a importante descoberta de Leblanc, com a produção da barrilha a custo baixo, a partir do cloreto de sódio, o álcali necessário à saponificação era obtido pela lixiviação bruta de cinzas de madeira, ou pela evaporação de águas alcalinas naturais, por exemplo do Rio Nilo.

Durante 2000 anos, os processos básicos de fabricação de sabões permaneceram praticamente imutáveis. Envolviam a saponificação descontínua dos óleos e gorduras, mediante um álcali, seguida pela salga, para separar o sabão. As modificações maiores ocorreram no pré-tratamento das gorduras e dos óleos, no processo de fabricação e no acabamento do sabão; por exemplo, na secagem a atomização. Conseguiram-se novas e melhores matérias-primas mediante a hidrólise, a hidrogenação, a extração em fase líquida e a cristalização a solvente das diversas gorduras e óleos. Os processos contínuos datam de 1937, quando Procter & Gamble instalaram um processo contínuo de neutralização e hidrólise a alta pressão, em Quincy, Massachusetts. O passo seguinte foi o processo de saponificação contínua, desenvolvido, em conjunto, por Sharples e pelos irmãos Lever e instalado na usina dos últimos, em Baltimore, em 1945. Desde então foram erguidas instalações de ambos os tipos. Estes processos contínuos de fabricação de sabão, embora sendo desenvolvimentos tecnológicos de extrema importância, foram parcialmente superados pela introdução dos detergentes sintéticos.

3.2 Sabões

Os sabões compreendem os sais de sódio ou de potássio dos diversos ácidos graxos, mas principalmente do oléico, do esteárico, do palmítico, do láurico e do mirístico. Durante várias gerações, seu uso aumentou, até que sua fabricação se tornou uma indústria essencial ao conforto e a saúde dos homens civilizados. É bastante apropriado avaliar o avanço da civilização moderna pelo consumo per capita de sabões e detergentes.

3.3 Fabricação de Sabão

A fabricação de sabão está representada na figura 29.8. O antigo processo a caldeira é usado principalmente pelas fábricas menores ou para produção especial e limitada. À medida que a tecnologia do sabão foi se modificando, introduziu-se a saponificação alcalina contínua. Nos dias de hoje, o controle automático a computador permite que uma usina automatizada para saponificação contínua a NaOH de óleos e gorduras produza em 2h a mesma quantidade de sabões (mais de 300 ton/dia) que a obtida em 2 a 5 dias pelos métodos descontínuos tradicionais.

O procedimento moderno envolve a hidrólise contínua, conforme está esquematizado na tabela 1 abaixo e detalhado na figura 29.8. Depois da separação da glicerina, os ácidos graxos são neutralizados a sabão.

Tabela 1. Diferenças Gerais de Composição e de Fabricação Contínua entre Sabões e Detergentes.

Para fabricar detergentes sintéticos (processo contínuo):

Sebo + Metanólise →

Sebo metil-esterificado + hidrogenação e pressão alta →

Álcool graxo do sebo + sulfatação →

Detergentes

Álcool graxo do sebo sulfatado + NaOH →

Sal de sódio do sebo sulfatado + álcool + reforçadores etc. →.

Para fazer sabão (processo contínuo)

Sebo + hidrólise (das gorduras) →

Sabões

Ácido graxo do sebo + NaOH →

Sal do ácido graxo + carga etc. →.

A reação química fundamental na fabricação do sabão pode ser expressa como saponificação.

O procedimento consiste em hidrolisar a gordura e, depois da separação da valiosa glicerina, em neutralizar os ácidos graxos com a solução de soda cáustica.

3.4 Matérias-Primas

As matérias graxas empregada na fabricação de sabões são: os óleos ou azeites, as gorduras animais e o ácido oléico.

- Óleos ou Azeites

Os óleos ou azeites podem ser de procedência vegetal ou animal.

  • Óleo de linhaça. Procede das sementes de linho. Obtido por processo frio, apresenta cor amarela escura ou verde pálida, quando é obtido por processo quente, apresenta cor amarela escura. É empregado especialmente para a fabricação de sabões de pouca consistência.

  • Óleo de rícino. Obtido das sementes dessa planta, que contém cerca de 60 a 90% de azeite. O óleo de rícino, junto com o óleo de coco, pode saponificar com facilidade através do processo a frio. É assim que obtêm-se excelentes sabões duros e transparentes, o único inconveniente é que não espumam com tanta abundância como aqueles feitos com óleo de coco. Devido a este fato esta matéria-prima nunca é empregada isolada, é misturada com breu ou óleo de coco.

  • Óleo de amendoim. As sementes de amêndoas contêm de 42 a 51 % de óleo extraído por meio de pressão.

  • Óleo de coco. Provem dos frutos do coqueiro, é muito empregado para a fabricação de sabões duros, sabões líquidos e, sobretudo, para a fabricação de sabões a frio.

  • Óleo de soja. Na saponificação se empregam lixívias fracas.

- Sebo

Podem ser de dois tipos:

  • Sebo vegetal. Usa-se na fabricação de sabões junto com o sebo animal.

  • Sebo animal. A maior parte se emprega na fabricação de sabão.

- Ácido Oléico

Ácido oléico é um resíduo da fabricação de velas de cera. Este ácido é empregado (mesclada ou isoladamente) com óleo de palma ou de sebo. Tratado com soda,é empregado na fabricação de sabões.

- Resina ou Breu

A resina é o produto da destilação da essência da terebintina. É dura e frágil, apresenta cor amarelada. Com o emprego da resina se corrigem defeitos de certas graxas que são empregadas na fabricação de sabões e, ao mesmo tempo, transmitem ao sabão qualidade detergentes, como por exemplo, a de formar grande quantidade de espuma.

- Potassa e Soda Cáustica

A potassa e a soda desempenham papel de primeira ordem na fabricação de sabões. O que no comércio se conhece com o nome de soda, é o carbonato de sódio. A soda e a potassa que se encontram no comércio são o carbonato de sódio e o carbonato de potássio. Podem ser:

  • Potassa Natural. Procede da calcificação de certos vegetais, os restos obtidos se tratam com água do que se obtém lixívia, evapora-se esta e calcina-se, obtendo-se assim potassa em bruto.

  • Potassa Artificial. Obtida através de processos semelhantes aos da soda artificial. Pode-se, também, obter mediante a lavagem de lã de carneiro, bem como da lavagem dos resíduos da beterraba.

  • Soda Natural. É constituída pelos restos de certos vegetais marinhos depositados na praia pelas ondas. Estas plantas são postas a secar e em seguida são queimadas. A soda obtida desta forma é denominada soda bruta.

  • Soda Artificial. É obtida quimicamente por dois processos. O primeiro consiste em transformar o sal marinho (cloreto de sódio) em sulfato de sódio, pela ação do ácido sulfúrico e o sulfato de carbono pela ação do carbonato de sódio. O segundo consiste em tratar o mesmo sal marinho com bicarbonato de amônio, obtendo-se bicarbonato de sódio precipitado que se calcina, para transformá-lo em bicarbonato de sódio.

- Glicerina

A glicerina é um álcool muito forte que, unido aos ácidos graxos, proporciona os ésteres graxos ou glicéreos. No estado puro é um líquido incolor azeitoso, inodoro e de sabor açucarado. Em contato com o ar absorve a umidade, dissolve energicamente grande número de matérias, como por exemplo a cal.

- Água

Elemento de grande importância na saponaria. Serve para dar vapor, para esquentar as caldeiras com serpentinas, para preparar as soluções de álcalis e cloreto de sódio, além de ser agente da lavagem. A água, durante o empasto, produz a emulsão das graxas e facilita assim a combinação destas com álcalis, indispensáveis, como componentes na indústria de sabões. Nem todas as águas são boas para a fabricação de sabões. As águas que contêm ácido sulfúrico, carbono e sal, em sua maioria, não são adequadas à fabricação de sabões. No entanto, pequenas quantidades dessas matérias, não prejudicam tanto o produto final. Para os sabões brancos e puros, bem como para os de toucador, é conveniente que se evite águas ferruginosas, que colorem os sabões, em virtude dos sais que trazem consigo.

- Cal

A cal que serve para a caustificação da lixívia, deve ser de 90 a 100% pura. A cal empregada na fabricação de sabões é a chamada cal apagada ou hidratada, obtida a partir do tratamento da água cal viva ou óxido de cálcio. A cal usada em saponaria distingue-se das demais por sua maior leveza e ausência de ácido carbônico, o que se comprova por mais simples ensaio com ácido clorídrico, sem provocar efervescência.

- Sal

O cloreto de sódio (sal de cozinha comum) serve para separar o sabão da lixívia depois de verificado o empaste. O cloreto de sódio separa a cal dos ácidos graxos de suas soluções em água, água lixivial e glicerina.

Tratando uma solução de sabão com outra de sal comum, os dois líquidos não se misturam a não ser que consistam em soluções muito diluídas. Estando bastante concentradas, mantém-se separadas em duas camadas superpostas.

- Álcalis

Os álcalis combinados com ácidos graxos dão como resultado um sal conhecido pela denominação de sabão.

- Lixívias com Soda Cáustica em Pedra

Coloca-se a soda cáustica num depósito de chapa de ferro perfurado que, em seguida é encaixado em outro de maior capacidade, onde se põe água fria na proporção de aproximadamente 200% do peso total da soda cáustica, para facilitar a dissolução, deve se ir agitando sempre. A água aquece devido à reação que se produz a partir da dissolução - mais ou menos rápida - da soda, cuja a densidade correlativa dos graus de concentração (observada no areômetro de Beaumé), até que uma prova tenha 30º Be. Prepara-se depois num outro recipiente a lixívia aos graus que se necessita, por simples adição de água. A lixívia não deve entrar em contato com a mão, pois produz queimaduras fortes.

3.5 Tipos de Sabões

As principais classes dos sabões são os sabonetes e os sabões industriais. Estes diferentes sabões podem ser freqüentemente feitos por um ou mais dos processos descritos. Os detergentes substituíram mais de 80% de todos os sabões. Exceto nos casos dos sabonetes, aduzem-se aos sabões diversas substâncias, como cargas ou reforçadores, para aperfeiçoar economicamente as qualidades globais de limpeza. Praticamente, todo sabão comercializado contém de 10 a cerca de 30% de água. Quase todos os sabões contêm perfume, mesmo não aparentando, o qual serve apenas para encobrir seu odor original.

Os sabões são sais sódicos ou potássicos. Suas propriedades variam consideravelmente, sendo os potássicos mais solúveis em água e álcool que os sódicos.Apresentam, igualmente, diferenças quanto à solubilidade. Os sabões formados com ácidos graxos saturados são menos solúveis que os feitos com ácidos graxos não saturados.

3.6 Ação

O sabão limpa porque as suas moléculas se ligam tanto a moléculas não-polares (como gordura ou óleo) quanto polares (como água). Embora a gordura geralmente adira à pele ou à roupa, as moléculas de sabão ligam-se à gordura e tornam-na mais fácil de ser enxaguada em água. Quando aplicada a uma superfície suja, a água com sabão mantém as partículas de sujeira em suspensão, para que o conjunto possa ser enxaguado com água limpa.

O hidrocarboneto dissolve sujeira e óleos, enquanto que a porção ionizada torna o sabão solúvel em água. Assim, permite que a água remova matéria normalmente insolúvel em água, por meio da emulsificação

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