Procesos de elaboración de jabón II

Elaboración de jabón en caliente

          Como mencionamos al principio de nuestro proyecto, el jabón casero se hace a partir de aceite (en nuestro caso, aceite usado para así poder reciclarlo), agua y sosa cáustica, gracias a la saponificación. Sin embargo, hay diferentes procesos para su elaboración. En esta entrada hablaremos de la elaboración de jabón en caliente, la cual sigue los siguientes pasos:

          1) Saponificación: En una caldera con forma cónica, se vierte el aceite y se comienza a fundir. Posteriormente, se agrega lejía y se comienza a agitar la mezcla con vapor de agua inyectado directamente en el líquido. Tras 4 horas, el jabón ya está formado.

          2) Salado: Consiste en vertir sobre la mezcla una solución concentrada de sal, ya que el jabón es insoluble en agua salada, haciendo que este ascienda por su menor densidad y se separe de la glicerina. Al cabo de unas horas, se extrae la mezcla de glicerol y agua, quedando así sólo el jabón.

          3) Cocción: A este jabón se le añade nuevamente más sosa cáustica para completas la saponificación, y se vuelve a calentar. Al enfriarse, se diferencian claramente dos capas: la de jabón y la de lejía. Se le añade agua al jabón y vuelve a cocerse, eliminando así los restos de lejía, glicerina y sal que puedan haber quedado.

          4) Amasado: En esta fase se tiene como objetivo crear un jabón con una textura homogénea, y además, se le añade a la mezcla colorantes, perfumes y resinas para favorecer la formación de espuma.

          5) Moldeado: Se vierte el jabón líquido en unos moldes, que pueden ser adquiridos especialmente para ello o reciclado (como tetrabricks de leche, zumo, etc) y se espera a que se enfríe y solidifique.

Procesos de elaboración de jabón I

Elaboración del jabón en frío

           Este proceso se realiza sin una fuente calorífica externa, de ahí su nombre. Aunque comenzamos con unas grasas a temperatura baja, posteriormente aumentará su temperatura debido a la reacción de saponificación. Así el jabón llegará a la fase de gelificación.

           Lo primero que tenemos que hacer es pesar la sosa cáustica en un recipiente de plástico resistente al calor. En otro envase pesamos la cantidad necesaria de agua y poco a poco iremos vertiendo la sosa cáustica en el agua, mientras removemos con cuidado. El agua tendrá un aumento de la temperatura en poco tiempo. Si quisiéramos que no subiera mucho la temperatura, podríamos enfriar el agua previamente con cubitos de hielo. Después tenemos que dejar la disolución en un lugar seguro para dejarla enfriar un poco. Y así, además, perderá un poco del color blanquecino que ha adquirido mientras se disolvía la sosa cáustica en el agua.

           Necesitamos preparar el material graso. Para ello pondremos en una olla de acero inoxidable el aceite de oliva y el aceite de coco, que ya hemos pesado para saber la cantidad que utilizaremos. Debemos calentar al fuego mínimo hasta que el compuesto no esté totalmente derretido.

           Ahora medimos las temperaturas de la mezcla cáustica y de la mezcla grasa, que debe rondar los 45ºC. Vertimos la solución cáustica removiéndola en la mezcla grasa. Cuando ya está todo bien mezclado y la masa sea completamente homogénea la vertemos en los moldes. Para hacer que el jabón melifique, tenemos que aislar el molde tapándolo con mantas o toallas.

Cuando el jabón lleva entre 24 y 48 horas podemos sacarlo de los moldes y cortarlo, pero antes de usarlo tenemos que dejarlo curar. El tiempo de curación puede rondar entre las 4 a 6 semanas, y para ello debemos colocarlo en un papel de embalaje y en un lugar aireado y seco. Así la causticidad del producto irá disminuyendo progresivamente. 

Elaboración del jabón con esencias

           Durante el proceso de fabricación del jabón podemos añadirle esencias al jabón. Las esencias, que tiñen ligeramente la base, se añaden cuando ya está fuera del fuego. Una esencia muy común es la de coco. Ésta tiñe la base blanca suavemente de color rosa. Además de esencias preparadas para ello se pueden utilizar perfumes, aceites esenciales o productos naturales, como la vainilla y la miel.

Diferencias entre detergente y jabón

          Como comentamos anteriormente, el jabón se trata de una sal alcalina de un ácido graso de cadena larga, sin embargo, los detergentes son una mezcla de muchas sustancias. Su componente activo es similar al del jabón, su molécula tiene una larga cadena con una parte lipófila y otra hidrófila, pero los detergentes suelen ser un producto sintético normalmente derivado del petróleo.

         
          Mientras que un jabón, como se dijo en la entrada anterior, separa la superficie grasa de un cuerpo, los detergentes solubilizan la grasa por completo.

          Otra diferencia que podemos apreciar es que los detergentes es que estos contienen ciertos aditivos (perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos…) y agentes espumantes que pueden convertirse en graves contaminantes al verterlos en aguas, , lo cual provoca un grave impacto ambiental (Eutrificación, espuma, toxicidad en la agricultura y la vida acuática…)

Río Tietê de São Paulo, Brasil

          Los jabones han sido yendo desplazados por los detergentes, ya que estos últimos trabajan mejor en aguas duras, es decir, aquellas con un alto contenido en minerales, especialmente magnesio y calcio en la que los jabones no son eficaces.

          En conclusión, los jabones contaminan mucho menos que los detergentes, por lo que es preferente hacer uso de ellos, para ayudar a mantener limpio el medio ambiente.

La acción limpiadora del jabón

          La estructura de los jabones presenta una parte liposoluble y otra hidrosoluble, esto permite que ejerzan una acción limpiadora sobre las grasas en presencia de agua.

          Las moléculas de jabón rodean a la suciedad hasta incluirla en una envoltura denominada micela. La parte apolar de la molécula de jabón se disuelve en la gotita de grasa presente en la suciedad, mientras que los grupos carboxilato, que son polares, se orientan hacia la capa de agua que los rodea. La repulsión entre las cargas iguales evita que las gotas de grasa se unan de nuevo, formándose así una emulsión que se separa de la superficie que se está lavando o limpiando.

Tipos de jabones según su composición

-Jabón azul y blanco portugués.

Este jabón presenta varias similitudes con el jabón de Marsella, aunque presenta un color diferente. Es de origen portugués y suele fabricarse de entre 400 a 1500 gramos.

Entre los usos de este jabón podemos destacar el lavado de la ropa y de la casa, y la higiene personal. A pesar de que salen al mercado nuevos jabones y cada vez se hacen más atractivos, este jabón sigue usándose debido al mito de los portugueses. Ellos poseen la fama de tener un buen pelo. Este jabón es destacado por sus propiedades para evitar la caída del pelo.

-Jabón de Brea.

La brea es un residuo de la pirólisis de un material orgánico o destilación de alquitranes. Es sólida a temperatura ambiente y está constituida por una mezcla compleja de muchos hidrocarburos.

El jabón de brea se compone principalmente de aceite de oliva y brea de hulla vegetal. Pero también puede tener otros componentes. Entre los aceites vegetales encontramos: aceite de caléndula, de ricino o de zanahorias. O bien, aceites esenciales, por su gran acción desinfectante. Entre ellas encontramos el aceite del árbol del té, de eucalipto o de limón.

Se usa para tratar la caspa, eczemas y dermatitis seborreica.

-Jabón de Castilla

Su origen fue en la Corona de Castilla (lugar que le da el nombre). Desde allí era exportado a otras ciudades americanas y europeas, sobre todo en la Edad Moderna. Destacó la jabonería de Andalucía. En concreto entre los siglos XVII y XVIII la Almona de Sanlúcar de Barrameda.

Se fabrica con agua, sosa y aceite de oliva. Las cenizas de las plantas eran llamadas almarjo o barrillas. Y estas formaban el mazacote, que sería la sosa empleada. Actualmente hay una diferencia en su elaboración, pues en vez de usar el carbonato de sodio (sosa tradicional) se emplea la sosa cáustica, que es hidróxido de sodio (obtenida de forma sintética).

-Jabón de coche.

Este jabón tiene su origen en Guatemala y es fabricado a partir de grasa de cerdo y ceniza de leña.

Se usa para cuidar el cabello, limpiar la piel con ronchas y los hongos de los pies.

Saponificación

Un jabón es, químicamente, una sal alcalina de un ácido graso de cadena larga.

El jabón es soluble en agua. Aunque actualmente encontramos jabones en distintos estados (líquidos, sólidos o en polvo), tradicionalmente era un material sólido. La forma sólida se debe a que se encuentra “seco” o sin el agua que interviene en la saponificación. En cambio, la forma líquida es el jabón “disuelto en agua”, consiguiendo así una consistencia viscosa y fluida.

El jabón se consigue a partir de grasas animales o aceites vegetales con una base fuerte como la sosa (NaOH) o la potasa (KOH). Los aceites y las grasas están compuestos por triglicéridos. Éstos son triésteres de la glicerina con tres ácidos carboxílicos (denominados ácidos grasos).

La glicerina es: 1,2,3-propanotriol

Casi todos los triglicéridos tienen 2 ó 3 de sus ácidos grasos distintos; por eso se dice que son mixtos. En los vegetales podemos encontrar algunos como:el ácido esteárico de 18 carbonos [CH₃(CH₂)₁₆COOH], el ácido palmítico con 16 carbonos [ CH₃(CH₂)₁₄COOH], y el ácido oleico de 18 carbonos [CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH ] .

La saponificación es la reacción que produce la formación de jabones. En ella, un éster en medio alcalino (normalmente disoluciones de NaOH o KOH) se hidroliza para producir una sal (estearato) sódica o potásica y un alcohol.

Tal y como vemos en la imagen, el resultado de la reacción es una molécula de glicerina, en estado líquido, y tres moléculas de ésteres de sodio, también llamados sales de ácidos grasos o JABÓN.

El jabón y el medio ambiente

En la fabricación del jabón tradicional, uno de los componentes es el aceite. Si para fabricarlo utilizamos un aceite usado, estamos ayudando al medio ambiente, ya que este puede ser un grave peligro para el medio ambiente.

Hay que dividir el aceite en dos tipos, el doméstico y el industrial. Algunos problemas que producen en el medio ambiente es común a los dos tipos. Por ejemplo si vertemos aceite sobre un río o un lago, el aceite forma una capa que evita que haya oxígeno suficiente para la fauna del ecosistema.

Los aceites usados son uno de los residuos contaminantes más abundantes que se generan actualmente, pudiendo alcanzarse la cifra de 24 millones de Tm/año. Los aceites usados, de desecho o residuales se están eliminando actualmente por varios procedimientos, como el vertido a cauces de agua o en terrenos y la combustión indiscriminada. Estos procedimientos ocasionan peligrosas contaminaciones. Por ello debemos reciclar o reutilizar el aceite. Además con ella se puede hacer biocombustibles.

Los aceites industriales son mezclas formadas por productos muy diversos. Los lubricantes están compuestos por una mezcla de una base mineral o sintética y aditivos, los cuales son entre 1 y 20 por ciento. Los aceites pueden verse contaminados durante su uso, con sustancias diversas como:

-Agua.

-Compuestos de azufre.

-Restos de aditivos (fenoles, compuestos de cinc, cloro y fósforo).

-Ácidos orgánicos o inorgánicos originados por oxidación.

-Partículas metálicas, ocasionadas por el desgaste de las piezas en movimiento y fricción.

-Compuestos clorados (disolventes, PCBs y PCTs).

Además pueden estar contaminados por sustancias como pesticidas o residuos tóxicos de cualquier tipo.

Ahora estudiaremos la contaminación del aceite.

Contaminación del aire:

En la combustión del aceite se producen gases tóxicos, que son compuestos de cloro, fósforo y azufre.

Además, el plomo emitido al aire en partículas submicroscópicas perjudica la salud de los seres humanos (sobre todo de los niños). La cantidad de plomo presente en el aceite usado oscila entre el 1 y el 1,5 % en peso.

Si optamos por quemar una lata de 5 litros de aceite usado, sola o con fuel, emitiríamos una contaminación atmosférica a través de la combustión incontrolado de los mismos, debido a que los componentes de metales, cloro, que contienen producen gases tóxicos que deben ser depurados que contaminarían un volumen de aire equivalente al que respira un adulto a lo largo de tres años.

Por ello, las instalaciones en las que se lleve a cabo la combustión de aceite, deberían tener un sistema depurador de gases. Si no fuera así, antes de la combustión debería someterse al aceite usado a un tratamiento químico de refino para eliminar previamente sus contaminantes.

Contaminación del agua:

El aceite es insoluble en agua. Forma películas impermeables que impiden el paso del oxígeno y matan la vida tanto en el agua como en la tierra.

Un litro de aceite contamina 1.000.000 litros de agua.

Por ejemplo, si se vierten sobre un lago cinco litros de aceite usado (capacidad corriente del cárter de un automóvil) cubrirían una superficie de 5.000 m² con una película que perturbaría gravemente el desarrollo de la vida acuática.

Debemos añadir los riesgos que implican las sustancias tóxicas contenidas en los aceites usados, vertidos en el agua que pueden ser ingeridos por el hombre o los animales. Dichas sustancias tóxicas provienen de los aditivos añadidos al aceite y engloban diversos grupos de compuestos tales como: fenoles, aminas aromáticas, terpenos fosfatados y sulfonados di-alquil-ditiofosfato de cinc, detergentes, poli-isobutilenos, poliésteres., que durante el uso del aceite a temperaturas elevadas forman peróxidos intermedios que son muy tóxicos.

Contaminación del suelo:

El aceite destruye el humus del suelo y produce la contaminación de aguas subterráneas (y superficiales también). En efecto, los hidrocarburos saturados que contiene el aceite usado no son degradables biológicamente, recubren las tierras de una película impermeable que destruye el humus vegetal y, por tanto, la fertilidad del suelo.
Para determinar la peligrosidad de un lubricante, hay que tener en cuenta varios aspectos, que son: la emisión de gases, la bioacumulación, la toxicidad, la ecotoxicidad, la biodegradabilidad, la degradación química y el tiempo requerido para ser eliminado del agua.

Aparte del aprovechamiento del aceite usado, la fabricación de jabón casero presenta otros beneficios que nos permiten cuidar del medio ambiente. Por ejemplo, su uso ayuda a la disminución de las numerosas matanzas de animales que se realizan para la obtención de grasa de las grandes industrias productoras de jabón en el mundo.

Historia del jabón

Todavía no se conoce cuando se usó el jabón por primera vez. Pero hay leyendas, como la romana, e inscripciones babilónicas que relatan el inicio del jabón en las diferentes culturas.

Los sumerios, hace unos 3000 años a.C. ya fabricaban el jabón, hervían diversos álcalis juntos y utilizaban su residuo para lavarse, mientras que los egipcios pretendían tratar las enfermedades cutáneas y además ambicionaban una higiene personal, por lo que se bañaban regularmente.

Sobre el año 2.000 a.C datan las inscripciones que en la antigua Babilonia ya se usaba un método para producir jabón, que consistía en hervir cenizas con grasas.

En el siglo 6 a.C. los fenicios lo utilizaban para limpiar las fibras textiles de lanas y algodón.

Más tarde, los griegos utilizaban cenizas, piedra pómez y arcilla y untaban sus cuerpos con aceites para asearse. Y con agua de los arroyos lavaban la ropa.

Los romanos se daban baños muy lujosos y muy largos. La leyenda romana cuenta que en el Monte Sapo (de donde el jabón tomó su nombre: saponificación)se sacrificaban animales. La grasa derretida y las cenizas de madera eran mezcladas por la lluvia y llevadas al suelo arcilloso del río Tíber. Allí las mujeres comenzaron a usar esta mezcla porque hacía que sus lavados fueran más fáciles. En el siglo I d. C Plinio, naturalista e historiador romano, expone en unos escritos que antiguos pueblos germanos conocían un jabón blando, y que los galos utilizaban un jabón duro. Él habla del uso de la sal común para endurecer las barras de jabón. En el siglo II d.C un médico griego, llamado Galeno, recomendaba el uso del jabón para usos medicinales y de limpieza.

En el siglo VII en Savona (Italia) se elaboraba un jabón a base de aceite de oliva, que también se hacía en España y era conocido como “Jabón de Castilla”. También aparece un jabón llamado “Jabón de Marsella”, que era preparado a partir de grasas vegetales y huesos(ricos en potasio).

Se cuenta que la primera industria jabonera la implantaron los árabes en Sevilla sobre el siglo XI. Estas fábricas se llamaban almonas. En algunos reinos, como el castellano , era patrimonio del Rey la producción del jabón.

En la Edad Media, el jabón dejó de usarse, y debido a esto la higiene empeoró. Por este motivo llegó el inicio de la epidemia de las grandes pestes.

En el siglo XVII volvió a verse la higiene como algo importante, pero solo en los monasterios se conocía el procedimiento para la obtención del jabón. Gradualmente se usó para el afeitado, para hacer champú y lavar la ropa. Italia, España y Francia fueron los primeros estados en tener una alta producción de jabón, pero debido a los altos impuestos pocas personas se los podían permitir. Químicos de todas partes desarrollaron diversas técnicas industriales para la fabricación de este producto.

En el año 1783, Carl Wilhelm Scheele, químico sueco, hirvió aceite de olvia con óxido de plomo, que produjo la glicerina( a la que llamó Ölsüss).

Sin embargo la grasa escaseaba por la época de la primera guerra mundial. Esto conllevó a que los químicos usaran sustancias sintéticas (conocidos actualmente como detergentes) que si se combinan con sales minerales producen unas sustancias que contaminan nuestro ambiente, como el fosfato. Estos jabones artificiales los hemos estado usando durante mucho tiempo pero son perjudiciales para el medio ambiente y pueden serlo también para nuestra salud. 

En el siglo XVIII, Leblanc consiguió obtener sintéticamente el carbonato sódico por un método nuevo. Esto hizo que la industria diera un gran paso y que mejorara bastante. Solvay también desarrolla otros métodos para la obtención de la sosa cáustica. Y por último en el siglo XIX Michel Eugène Chevreul investigó sobre la naturaleza de las grasas. De esta manera descubrió que las grasas simples se descomponen en presencia de un álcali y forman los ácidos grasos y los gliceroles.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los estadounidenses desarrollaron un tipo de jabón que podía utilizarse con agua del mar, pensando en los marines destinados en el Pacífico: así nació el jabón dermatológico, el menos agresivo de todos los jabones y en día se conocen un sinfín de variedades sin perder la esencia de un buen producto jabonoso el de remover la grasa y la suciedad contribuyendo con la higiene personal. Más tarde, el jabón comienza a sustituirse por el detergente progresivamente.

Fuentes:

http://atenea-historiadeljabon.blogspot.com/
http://www.soapyworld.com/historia.htm

http://mendrulandia.es/index.asp?id=26

http://www.autosuficiencia.com.ar/shop/detallenot.asp?notid=549