La preparación del jabón es una de las más antiguas reacciones químicas conocidas. Durante siglos la elaboración de jabones fue una tarea casera empleándose para ello cenizas vegetales y grasas animales o vegetales.
El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos o de la piel debido precisamente a la estructura bipolar de su molécula.
Las moléculas del jabón se orientan al disolverse en el agua de la siguiente manera: la parte hidrófoba de sus moléculas (la cola) se une a la grasas que se desprenden y quedan flotando en el agua jabonosa formando pequeñas micelas (partículas cargadas eléctricamente) que contienen la grasa y el polvo, y, el extremo hidrófilo, la cabeza, se orienta y se une al agua donde quedan flotando las micelas. Los jabones son sales sódicas o potásicas de ácidos grasos superiores (que contienen 12 a 18 átomos de carbono).
El movimiento durante el proceso de lavado ya sea a mano o a máquina y el agua caliente favorecen el desprendimiento de las partículas de grasa y que estas se subdividan.
Las grasas y aceites son esteres formados por un alcohol más un ácido. Las sustancias grasas se descomponen al tratarlas con una disolución acuosa de álcalis (sosa sódica o potásica) produciéndose una reacción química denominada saponificación que da como resultado jabón y glicerina. Para que la saponificación se produzca es necesario agitar la mezcla de la grasa con la sosa. Si la sosa es sódica (hidróxido de sodio) se obtiene un jabón sólido y duro, si es potásica (hidróxido potásico) el jabón que se obtiene es blando o líquido (cremas jabonosas como las de afeitar). Una vez producida la saponificación se sala la mezcla para separar el jabón de la glicerina, se sigue con un proceso de cocción, de amasado, enfriamiento y secado lento. Los jabones industriales suelen contener además diferentes productos químicos y aditivos, como fosfatos, agentes espumantes o blanqueantes con el fin de incrementar su función limpiadora. Según el tipo de grasa utilizado, el proceso de fabricación seguido y los aditivos empleados se obtienen jabones de diferentes calidades.
La mejor clasificación de los jabones se basa en el uso para que han sido fabricados. Los de mejor calidad son los jabones de tocador, que contienen muy poco álcali y se utilizan grasas y aceites de color mucho más claro. Los que le siguen en calidad son los jabones de servicio ligero, que se prestan en forma de pastillas, polvos, gránulos y escamas. Se usan para lavar la vajilla, tejidos de lana, etc. Aquí se usan grasas con un color un tanto más oscuras.
Las grasas más oscuras se emplean en la fabricación de jabones para el lavado de ropa en el hogar doméstico. Existen también los jabones industriales que se fabrican para fines específicos.
Método básico de fabricación:
La mayor parte de los jabones se fabrican por uno de los dos métodos básicos siguientes:
- Saponificación de grasas y aceites
- Neutralización de ácidos grasos
El más utilizado es el primero porque el equipo requerido para obtener productos de buena calidad es relativamente sencillo y poco costoso. La producción y manipulación de ácidos grasos requiere metales resistentes a los ácidos, caros y difíciles de conseguir. Por ello, resulta más fácil fabricar jabones de alta calidad con grasas y aceites neutros que instalar equipos especiales para hacer jabón con equipos especiales.
Materias Primas
En la fabricación del jabón, los caracteres físicos y químicos del producto dependen directamente de las materias primas empleadas. De las grasas y aceites se emplean el sebo, la manteca, aceite de nueces, los residuos de la refinación y del endurecimiento de aceites de semilla y algunos aceites marinos.
Álcalis. la mayor parte de los jabones se utiliza el NaOH como álcali saponificador o neutralizante. En el procedimiento ordinario para hacer jabón se usa el cloruro de sodio en grandes cantidades para precipitar el jabón de su solución en la lejía.
Los jabones potásicos, que se hacen empleando como álcali la potasa cáustica, son más solubles en agua que los de sodio, y son los denominados jabones blandos. No pueden precipitarse de la lejía por el cloruro de sodio, porque se formaría jabón de sodio.
Las combinaciones de las dos clases de jabones tienen las deseables características de los jabones duros mas la rápida solubilidad y la facilidad de formar gran cantidad de espuma, peculiar de los jabones blandos.
Grasas y Aceites. Los ácidos grasos más convenientes en los jabones son el láurico, el mirístico, el palmítico y el oleico, que contienen de 12 a 18 átomos de carbono. Es evidente que los carácteres de los jabones están directamente relacionados con los ácidos grasos de las materias primas utilizadas.
Los ácidos mencionados anteriormente son saturados, excepto el oleico, forman la mayor parte de la materia del sebo y del aceite de coco. Este aceite y el sebo, en relaciones de 3:1 y 4:1, se utilizan en la mayoría de los jabones fabricados para lavanderías y para el tocador. Las fórmulas dependen de la calidad deseada sobre el producto terminado.
Sebo. El sebo se utiliza en la fabricación de jabones en mayor cantidad que cualquier otra grasa. Se obtiene fundiendo grasas de ganado vacuno, lanar, caballar, etc., y se clasifica en dos grados comerciales: comestible y no comestible. La mayor parte del sebo utilizado es no comestible.
Los sebos se clasifican según su color, su título, su porcentaje de ácidos grasos libres y su contenido de humedad, materia insoluble y materia insaponificable.
El título del sebo crudo es un factor importante para determinar la calidad del sebo y la dureza del jabón que éste producirá. El título se define como el punto de solidificación de los ácidos grasos contenidos en el sebo, expresado en grados centígrados. Una grasa cuyo título excede los 40ºC, se clasifica como sebo, y hasta 40ºC se considera como grasa o manteca. El contenido de humedad, materia insoluble y materia insaponificable es material que no produce jabón. El sebo de alto título produce jabones duros y el de título bajo, jabones blandos.
Grasa: La grasa o manteca ocupa el segundo lugar en importacia entre las materias grasas utilizadas para producir jabón. La grasa pocas veces se utiliza sola en las calderas de saponificación; generalmente se utiliza combinada con el sebo. Los jabones hechos con manteca son algo mas blandos que los fabricados con sebo y no tienen el olor y la estabilidad peculiares de los fabricados con sebo. La manteca contiene mayor porcentaje de ácidos grasos sin saturar que el sebo.
Aceites. Estos aceites, a saber: de coco, de palma, marinos, de oliva, de cacahuate, de maíz, o de sésamo, se utilizan combinados con las grasas ordinarias utilizadas en la fabricación de jabón. Se utilizan para jabones especiales con propiedades distintas a las de los jabones comunes. Estos jabones no tienen mucha salida debido a que son muy caros por las materias primas utilizadas.
Materiales no grasos. Las principales no grasas son: la colofina, el aceite de pino y ácidos nafténicos. Estos materiales no grasos no son triglicéridos, y por consiguiente no se forma glicerina cuendo se transforman en jabón. Estos jabones se mezclanen pequeñas cantidades con los jabones ordinarios para el uso en lavanderías y jabones industriales.
Refinación
La mayor parte de la materia prima se refina por medio de un álcali cáustico para mejorar la calidad. Las heces, es decir, los residuos de la refinación cáustica que se asientan en el fondo del tanque de refinación, contienen algo de aceite neutro. Si la masa de residuos ha de ser convertida en ácidos grasos, se saponifica el aceite neutro y luego se hidroliza la masa para liberar los ácidos grasos.
Blanqueo
Terminada la refinación, la materia grasa se blanquea con una tierra absorbente para producir un jabón de caldera o de color blanco. El blanqueo puede hacerse en vasija abierta bajo la presión atmosférica, o en tanque cerrado y con vacío. Es mejor el método al vacío porque quita el olor a la materia grasa a la vez que la blanquea. La materia grasa blanqueada se filtra en prensas-filtros de placas y se almacenan para el posterior suministro. Las materias de grado medio o bajo se decoloran por blanqueo químico.
DETERGENTES
Son sustitutivos del jabón y su coste es mucho menor que el de los jabones. No están hechos a partir de grasas animales ni vegetales sino de derivados del petróleo.
Un detergente comercial está hecho de varios componentes cada uno con una misión específica. El componente principal se le da el nombre de surfactante y su papel es similar al del jabón. La molécula del surfactante tiene también dos extremos, uno polar hidrófilo, soluble en agua, y otro no polar hidrófobo o liposoluble, que disuelve la grasa.Si los surfactantes tienen una cadena carbonada que no sea lineal las bacterias de los ríos no pueden romperlas y por tanto no pueden degradarlas persistiendo en los ríos la espuma provocada por los detergentes. Actualmente en casi todos los países están prohibidos los detergentes no biodegradables.
Estos se diferencian de los jabones desde el punto de vista funcional, en que mantienen la capacidad limpiadora aun en aguas duras, cosa que no sucede con los jabones, por tal motivo durante las últimas décadas se han hecho muy populares en el lavado de ropa.
Para que una sustancia sea considerada un detergente debe actuar de manera efectiva en la eliminación de las grasas y la suciedad de los tejidos, sin afectar apreciablemente el tejido mismo.
Para lograr este propósito, el detergente debe ser capaz de: - Ser soluble en agua.
- Tener afinidad por las grasas.
- No afectar los tejidos.
- No ser tóxico ni alergénico.
- Tener capacidad para eliminar las manchas.
- No tener olor desagradable.
Los detergentes son productos (mezclas) que pueden estar formados básicamente por:
- Sales sulfonadas que actúan como agente tensoactivo modificando la tensión superficial del agua de lavado disminuyendo con ello la fuerza de adhesión de las partículas (mugre) al tejido.
- Por fosfatos que tienen un efecto ablandador del agua y floculan y emulsionan a las partículas de mugre.
- Algún otro componente como el carbonato de sodio que actúa como solubilizante adicional de grasas.
- Enzimas, las que son capaces de hidrolozar las manchas debidas a proteínas.
- Blanqueadores.
- Bactericidas.
- Perfumes.
- Abrillantadores ópticos (tinturas que dan a la ropa el aspecto de limpieza).
Son sustancias contaminantes del medio ambiente, por tal motivo, y en aras de proteger el planeta, es muy recomendable siempre utilizar la menor cantidad posible de detergentes en el lavado.
La mayoría de los detergentes sintéticos son contaminantes persistentes debido a que no son descompuestos fácilmente por la acción bacteriana después de desechadas las aguas de lavado. A los detergentes que no son biodegradables se les llama detergentes duros y a los degradables, detergentes blandos.
La capacidad contaminante de los detergentes es tal, que su composición ha sido motivo de prohibiciones y regulaciones por los gobiernos y localidades de muchos países, donde el lavado a máquina, derrama enormes cantidades de agua con detergentes a las alcantarillas. SAPONIFICACION.
La saponificación es el proceso por el cual, un aceite o una grasa se transforma en jabón, a partir de una reacción química con una solución alcalina, habitualmente, de hidróxido de sodio.
Existen tablas de saponificación, que registran cual es el índice de saponificación adecuado, es decir la cantidad en miligramos de hidróxido de sodio, que necesitas para saponificar cada grasa o aceite, con la que vayas a fabricar jabones.
Tabla de índice de saponificación: g. de hidróxido de sodio por gr. de grasa
- 0,134 Aceite de oliva
- 0,190 Aceite de coco
- 0,141 Aceite de palma
- 0,134 Aceite de girasol
- 0,128 Aceite de ricino
- 0,136 Aceite de almendras
- 0,133 Aceite de aguacate
- 0,135 Aceite de soja
- 0,136 Aceite de maíz
- 0,133 Aceite de sésamo
- 0,069 Aceite de jojoba
- 0,156 Aceite de palmiste
- 0,132 Aceite de germen de trigo
- 0,069 Cera de abeja
- 0,137 Manteca de cacao
- 0,128 Manteca de karité
