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III. MARCO TEORICO

III.1.

SAPONIFICACION

Las grasa y los aceites naturales son esteres de ácidos grasos de cadena larga y de glicerina. En su estructura general cada uno de los radicales constituyentes (R1, R2, R3), puede ser cualquier grupo alquilo, no ramificado, con número impar de átomos de carbono, sin importar si sus enlaces son saturados o insaturados. Cuando se calienta una grasa o aceite con una solución acuosa alcalina, el grupo éster se hidroliza y suele llamarse saponificación, obteniéndose así glicerina y una mezcla de sales alcalinas de los ácidos grasos provenientes de las grasas. Esta reacción es exotérmica y las altas temperaturas favorecen la producción. Si se ponen en contacto ácidos grasos libres la reacción es casi inmediata, a diferencia de las grasas neutras que están constituidas por ácidos grasos combinados en forma de triglicéridos, los cuales a condiciones normales son difíciles de reaccionar espontáneamente. La saponificación puede tener diferentes connotaciones de acuerdo con la materia prima que se pondrá a reaccionar con el hidróxido. En conclusión, la saponificación es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o alcalino, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido. Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso. El método de saponificación en el aspecto industrial consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamente sosa cáustica (NaOH), agitándose continuamente la mezcla hasta que comienza esta a ponerse pastosa.

III.2.

TIPOS DE SAPONIFICACIÓN:

 Saponificación de aceites neutrales: en la saponificación neutral de aceites y grasas con hidróxido potásico acuoso, estos dos componentes son mutuamente solubles y miscibles. Para obtener una velocidad de reacción satisfactoria se requiere de una mezcla intensiva hasta lograr una mezcla emulsiva.

CH2OCOR1

R1CO2K

CH2OH

+ CH2OCOR2

+ 3KOH

R2CO2K

+

CHOH

+ CH2OCOR3

R3CO2K

CH2OH

Aceite o grasa Neutra

lejía

jabón

glicerina

R = Grupo alquil del ácido graso

 saponificación de ácidos grasos: Primero se hace la producción de ácidos grasos por ruptura con vapor: CH2OCOR1

R1CO2H

CH2OCOR2

+

3 H2O

CH2OH

+ R2CO2H

+

CHOH

+ CH2OCOR3

R3CO2H

Aceite o grasa Neutra

agua

CH2OH

ácido graso

glicerol

Después se realiza la saponificación del ácido graso:

RCO2H

+

Ácido graso

KOH

RCO2K

álcali

+

H2O

jabón

En esta etapa de saponificación de ácidos grasos, se puede decir que es una neutralización, aquí la presencia de jabón como emulsificante es absolutamente esencial. También se puede usar una solución de soda en lugar de hidróxido de potasio.

 saponificación de ácidos grasos de metil ésteres a. transesterificacion CH2OCOR1

R1CO2H

CH2OH

+ CH2OCOR2 +

3CH3OH

R2CO2H

+

CHOH

+ CH2OCOR3

Aceite o grasa

R3CO2H

Metanol

ácido graso

CH2OH

glicerol

Neutra.

b. saponificación

La reacción de saponificación se favorece cuando:    

III.3.

las grasas son emulsificadas por medio de agitación con soluciones concentradas de álcalis cáusticos a bajas temperaturas. Se mezclan grasas precalentadas y álcalis cáusticos concentrados, manteniendo una temperatura cercana y alrededor de los 80 0C. Por ebullición de grasa con álcalis acuosos de varias concentraciones Por calentamiento de las grasas con álcalis, bajo presión Índices de saponificación

Para obtener una correcta saponificación de las materias primas es necesario conocer el índice de saponificación de la grasa o aceite utilizado. Ello nos permitirá calcular las proporciones adecuadas de cada componente. Se define el índice de saponificación de una grasa como el número que indica la cantidad en miligramos de hidróxido potásico (KOH) necesaria para saponificar por completo un gramo de esa grasa en concreto. Con hidróxido de potasio se elaboran jabones líquidos, y con hidróxido de sodio (NaOH) se obtienen jabones sólidos. Por lo tanto, para la fabricación de jabón sólido es necesario transformar el índice de saponificación de cada grasa en otro tipo de índice alternativo que esté expresado en peso de hidróxido de sodio. Para ello, basta con multiplicar el índice de saponificación de cada grasa concreta por la masa molar del hidróxido sódico (utilizado para la obtención de jabón sólido) y dividir por la masa molar del hidróxido potásico (utilizado para la obtención del jabón líquido). Índice de saponificación NaOH = Índice de saponificación de KOH.

masamolar NaOH masamolar KOH

III.4.

JABON

Es una sal orgánica con propiedades de detergentes. Dependiendo del álcali cáustico utilizado se puede producir un jabón blando o duro, así pues, con NaOH se obtiene un jabón duro y con KOH uno blando.

III.4.1. COMPOSICIÓN DEL JABON En la fabricación del jabón los ácidos grasos más importantes son: el esteárico, el palmítico y el oleico, y el empleo de aceites que contienen ácidos grasos diferentes a estos deben considerarse, como los ácidos laurico y miristico. Estos ácidos están contenidos en la mayoría de las grasa, pero en la industria jabonera también cuentan todos aquellos de cadena 7 a 18 átomos de carbono.

III.4.2. Propiedades del compuesto La detergencia, o poder limpiador de un jabón, depende en parte del gran descenso que produce en la tensión superficial. Otro factor que contribuye es que las moléculas de jabón se caracterizan por contener dos partes diferenciadas: un grupo hidrófobo (repelente al agua) apolar y uno o más grupos polares o hidrófilos (afines al agua). Esto le confiere un poder emulsionante, esto es, habilidad para suspender en agua sustancias que normalmente no se disuelven en agua pura. La cadena hidrocarbonada (parte hidrófoba) de la sal (el jabón), tiene afinidad por sustancias no polares, tales como las grasas de los alimentos. El grupo carboxilato (parte hidrofílica) de la molécula tiene afinidad por el agua

III.5.

Fabricación industrial de jabón

En la industria del jabón el proceso más comúnmente utilizado para su obtención es el proceso en caliente. Las grasas se saponifican en una solución de hidróxido sódico en una caldera abierta, que tiene en el fondo tubos de vapor cerrados, para el calentamiento indirecto, y otros abiertos para un calentamiento directo, pasando el vapor a una velocidad adecuada para mantener la agitación y la ebullición. Cuando la reacción ha sido completada, se añade sal con lo que precipitan gruesos coágulos de jabón. La capa acuosa, que contiene glicerina, se elimina y se concentra, purificando la glicerina por destilación al vacío. El jabón crudo contiene glicerina, álcali y sal y, para separar estas impurezas, se hierve con suficiente cantidad de agua para

que se forme un líquido homogéneo, volviendo a precipitar el jabón por adición de sal. Este proceso puede repetirse, para recuperar totalmente la glicerina y eliminar las impurezas. Finalmente, se hierve con agua suficiente para que se forme una mezcla blanda de la que, dejándola en reposo, se separa arriba una capa homogénea del llamado jabón de caldera, producto que contiene un 6970% de jabón, 0,2-0,5% de sal y alrededor de un 30% de agua. Parte de este producto se vende como tal, y otra parte tras adicionarse perfume y colorante se destina a usos domésticos. A los jabones para desengrasar se les añade arena, carbonato sódico o productos de carga; a los jabones medicinales, se les adiciona cresol u otros antisépticos. Los jabones transparentes se preparan disolviendo en alcohol jabón parcialmente desecado

III.5.1. MATERIAS PRIMAS PARA LA ELABORACION DE JABON Dependen de la clase y calidad de jabón que se desea producir. Se pueden dividir en dos grupos: principales y adicionales. Las principales son: grasas, aceites, álcalis y agua, con ellas inicialmente se puede producir jabón. El grupo de las materias adicionales se conforma por las sustancias colorantes, odorantes, granuladoras, espumantes y de relleno que incrementan o varían las propiedades del producto. a. SUATANCIAS GRASAS: la materia prima más importante en la industria del jabón, puede ser de origen vegetal o animal. De acuerdo con el grado de insaturacion (índice de yodo), se pueden dividir en grasas no secantes (índice de yodo < de 90), semisecantes (índice de yodo entre 90 y 130) y secantes (índice de yodo >130). En la industria jabonera son importantes todas las materias grasas que se pueden saponificar, tales como grasas de animales como el sebo, grasas y aceites vegetales como el aceite de coco, aceite de palma, aceite de ricino, entre otros. b. ALCALIS: se utiliza hidróxido de sodio (NaOH) o de potasio (KOH). El NaOH, es fuertemente higroscópico, ataca el zinc, aluminio, estaño laton y bronce. En la saponificación, es el encargado de disociar y combinarse con los ácidos grasos presentes, obteniéndose jabones de grano. El KOH, produce jabones blandos y tiene una actividad química más marcada que el hidróxido de sodio. Su precio es más elevado, pero genera productos de primera calidad y al igual que el NaOH, se presenta en diferentes concentraciones. c. AGUA: este proceso trabaja exclusivamente con soluciones acuosas, es necesario que sea incolora y pura. En cuanto a su dureza (contenido de sales, calcio y magnesio) afecta poco pero en jabones potásicos es preferible que el agua sea blanda, ya que se obtiene soluciones más claras. d. CLORURO DE SODIO: o sal común, es conocida como el agente granulador o separador, ayuda a precipitar la glicerina, las impurezas, el agua, etc. e. ADITIVOS: se clasifican en dos grupos, los denominados Bullders, permiten mejorar las propiedades limpiadoras, prevenir el enranciamiento y aumentar el contenido de álcali. El otro grupo está conformado por los materiales de relleno propiamente dichos: colorantes, aromatizantes,etc III.5.2. PROCEDIMIENTO DEL PROCESO

Durante la etapa se somete a calentamiento la solución alcalina junto con la grasa y/o aceite. Debido a la inmiscibilidad de la grasa y el hidróxido, la reacción inicialmente es lenta, pero a medida que aumenta la cantidad de jabón formado, se convierte en auto catalítica. Terminada la reacción de saponificación el jabón base formado está parcialmente disuelto en la fase acuosa. Para hacer efectiva la separación del jabón formado y la lejía se adiciona la sal suficiente de modo tal que se crea el medio que permita la separación entre las dos fases. Durante el proceso se suministra vapor saturado a 170 oC y un flujo de 130 lb/h con el objeto de mantener la temperatura de reacción, además, de obtenerse un mayor desprendimiento de glicerol de la masa jabonosa. La reacción entre la grasa y la soda cáustica es exotérmica, con un desprendimiento de -65 cal / Kg. Para una planta en particular donde la capacidad de la paila de saponificación es de 28 Toneladas las condiciones de operación son las siguientes:

 Temperatura de operación: 90 ºC.  Tiempo de operación: 5 horas aproximadas.  El producto de la saponificación se decanta por un período de 4 horas, para hacer efectiva la separación de las fases.  Cuando la saponificación termina se procede a lavar el jabón base, con las lejías provenientes de otras pailas de saponificación, con el fin de lograr una mayor recuperación de glicerina y obtener un jabón más puro. Las lavadas implican una hervida vigorosa con el fin de minimizar el efecto de oclusión. De esta manera se logra una perfecta saponificación, mejor recuperación de glicerina y a la vez, una base de jabón más limpia, desodorizada y libre de glicerol. En la industria se hacen de 3 a 5 lavadas hasta obtener un 2 % de glicerol en la masa de jabón base.  En la última lavada denominada liquidación, se adiciona agua a la masa jabonosa de modo tal que el porcentaje de electrolitos disminuya hasta un 0,45 0,5 %. De ésta manera se ubica el producto saponificado dentro de un diagrama de fases en la zona donde se separa una mezcla de jabón puro y jaboncillo.  El jaboncillo retorna al proceso de lavadas. El jabón base, con un contenido promedio de 66 % jabón anhidro y 34 % agua, se lleva a la planta de terminación de jabón, mientras la lejía glicerosa que contiene un 15 % de glicerina, se lleva a tratamiento para concentrarla y obtener glicerina al 99 % de pureza.  Los recipientes de saponificación son tanques cilíndricos de base cónica (pailas) enchaquetados, dotados de tres serpentines que pueden ser abiertos y/o cerrados, por donde circula el vapor para dar el calor necesario a la saponificación y a las sucesivas lavadas que se realizan. En la figura se muestra los tanques típicos de saponificación.

 Las dimensiones de las pailas de saponificación alcanzan 6 metros de alto por 4 metros de diámetro. Las industrias nacionales más representativas del sector cuentan con un sistema de cuatro o cinco pailas para la saponificación y producción de un producto específico.

III.5.3. ACABADO DEL JABON PLANTA DE TERMINACIÓN PARA JABONES 1. Planta de terminación.- Una vez el jabón base llega a la planta de terminación, es depositado en la caja de servicios, en donde se suministra vapor a 130 Lb de presión para mantener la temperatura en 80 o C, permitiendo así la fluidez de la masa jabonosa hacia el precalentador. La capacidad promedio de estos tanques fluctúa entre 1500 y 4000 Kg.

2. Precalentamiento.- El jabón base proveniente de los tanques de depósito en donde se mantiene a 80o C, es calentado hasta 110o C para permitir en la siguiente etapa una mezcla más homogénea del jabón con los insumos adicionados, tales como silicatos y colorantes. Para la preparación de estas soluciones se disponen de equipos auxiliares que consisten en recipientes cilíndricos.

3. Dosificador de Colorante.- La solución colorante contiene 55 % color y 45 % silicato. El colorante junto con el silicato y el 1 % de la carga base (insolubles de la base) conforman los insolubles del producto final.

4. Dosificador de Silicato.- El silicato es un aditivo que mejora las propiedades de limpieza del jabón. El colorante y el silicato se mezclan a la salida de la bomba y antes de entrar en el atomizador se mezclan con la masa jabonosa.

5. Atomización. Luego de la adición de las materias primas auxiliares o insumos, la masa aún húmeda pasa al equipo atomizador, en donde el sistema de vacío permite disminuir la humedad desde un 33 o 34 % hasta un 29 %. Las partículas separadas se secan rápidamente gracias a la acción del vacío. El jabón cae a la cámara a una temperatura de 42o C y pasa a la siguiente etapa de compresión. Generado por el alto vacío, en ésta etapa se produce un polvillo fino. Por cuanto se hace necesario situar una batería de ciclones, para su recolección. En el equipo de atomización, la masa entra a presión chocando con las paredes; Las partículas atomizadas y separadas se secan rápidamente gracias a la acción del vacío y quedan adheridas a las paredes. Adentro del atomizador dos cuchillas raspan el jabón, el cual cae hacia la compresora preliminar. Debido al alto vacío, se forma una cantidad de polvillo o fino que se hace necesario separar; para esto

se utilizan separadores de polvo o ciclones, donde el jabón fino que es arrastrado por el vacío se recupera. El vacío que permite la operación en el atomizador está conformado por un eyector, un condensador barométrico, un condensador de gota, una columna barométrica y una bomba de vacío. El eyector y el condensador barométrico refuerzan el vacío producido por la bomba, logrando mayores vacíos que si ésta trabajara sola. Este vacío se aplica con el fin de disminuir la presión de vapor de agua, la cual al estar a una temperatura mayor se evapora rápidamente.

6. Compresión.- Las partículas de jabón pasan al sistema de compresión, en donde se homogeniza y compacta para formar un barra cuadrangular larga de jabón. La masa entra al equipo a 42o C, mientras la barra sale a 35o C. En esta sección se considera que el 1 % de viruta de jabón queda adherido al equipo. El sistema de Compresoras homogeniza la masa de jabón con el colorante y le proporciona el compactamiento necesario para formar la barra. Cada una de estas compresoras está formada por dos tornillos sinfín, y enfriada mediante un encamisado por el sistema de frigo. El sistema de frigo suministra el agua de enfriamiento para mantener las compresoras entre 13 - 15 o C. El sistema de frigo está compuesto por la bomba de vacío, un eyector, un condensador y se enfría por efecto del vacío para ser recogida en el tanque y luego ser utilizadas en las compresoras, El sistema suministra agua de enfriamiento entras a las compresoras a 10 o C y sale a 17 o C. 7. Dosificador de aroma.- El aroma se adiciona inmediatamente después de la compresora preliminar. La dosificación de aromas representa entre el 0,25 % y el 0,3 % en peso del producto final; el aroma se considera como una sustancia volátil.

8. Corte.- La barra o tira larga de jabón pasa a la máquina cortadora que permite darle el tamaño adecuado a la barra de jabón. Para tal fin, La barra pasa a través de una cortadora neumática, que proporciona un corte constante y uniforme. A partir de éste punto, la banda transportadora se divide en dos líneas, cada una de las cuales pasa a través de una troqueladora, y una envolvedora.

9. Troqueladora.- Son equipos diseñados para el estampado de la marquilla en la superficie del jabón, proporcionando así la estética necesaria al producto. El equipo de troquelado es necesario mantenerlo a una temperatura adecuada de manera tal que permita que la barra de jabón se mantenga compacta. Para tal fin se instala un sistema de refrigeración que utiliza el Freón como refrigerante. El freón se somete a un ciclo completo de condensación, compresión, evaporación y

expansión. En la evaporación el calor se retira de una solución circulante (etilenglicol) que se enfría. Esta solución es la encargada de enfriar los dados de los troqueles para que el jabón no se quede adherido a ellos. El rango de trabajo de la centralita es - 15 a - 20 o C. 10. Envolvedoras.- Son máquinas encargadas de envolver el jabón en un material termoencogible (polietileno). La máquina consta además de una cuchilla de sellado, ajustador de excentricidad, ajustador de presión, sensor de fotocelda y panel de control

11. Sección de Empaque.- El jabón se empaca manualmente en cajas corrugadas y constituye el último paso de la terminación del jabón.

IV.

IV.1.

RESULTADOS:

REACCION PRINCIPAL

COMPUESTO

ÁCIDOS GRASOS(palmítico ) SOLUCIÓN ALCALINA (NaOH) JABON GLICERINA H2O

TEMPERATURA TEMPERTAURA DE EBULLICION DE FUSION 0C 0 C 351 63

SOLUBILIDAD EN AGUA

1388

318.4

SOLUBLE

290º C

20º C

SOLUBLE

100

0

INSOLUBLE

ÁCIDOS GRASOS + SOLUCIÓN ALCALINA = JABÓN + GLICERINA 

Por ejemplo:

Ácido graso + base fuerte = sal de ácido graso (jabón) + agua Ácido palmítico + sosa cáustica = palmitato sódico + agua

Ácido palmítico + hidróxido sódico: CH3-(CH2)14-COOH+NaOH ——-SAPONIFICACIÓN—–> CH3-(CH2)14-COOHNa + H2O

IV.2.

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE REACTANTES Y PRODUCTOS

IV.3.

CONDICIONES DE OPERACIÓN EN EL REACTOR:

 TEMPERATURA (0C): 80-90

 PRESION: 1 atm

 FASE: liquida  TIEMPO: 5-6 HORAS  ACIDO GRASO/NAOH: 1/1,5

IV.4.

Variables termodinámicas de la reacción principal:



ΔHreacción: La reacción entre la grasa y la soda cáustica es exotérmica, con un desprendimiento de -65 cal / Kg.



Reacción: El fenómeno es comparable a la hidrólisis pero, en lugar de quedar libres los ácidos, se convierten en las sales del metal del hidróxido empleado. Estas sales son los jabones. Como los ácidos predominantes en las grasas son el palmítico, el esteárico y el oleico, se formaran mezclas de palmitatos, estearatos y oleatos de sodio o de potasio, que son los que componen la mayor parte de los jabones. Las reacciones de saponificación no son reversibles.



Catalizador: no usa

IV.5.

Por el tiempo y la fase de reacción el reactor en éste caso se utilizan las pailas de saponificación en procesos continuos generalmente, con agitación (Debido a la inmiscibilidad de la grasa y el hidróxido hay dos fases orgánicas), con sistema de enfriamiento externo.

IV.6. -

Proceso de reacción

Los ácidos grasos se van calentando y luego en el reactor se añade la sosa caustica. Los ácidos grasos entran a temperatura ambiente (proceso continuo)

La industria nacional, la producción de jabones para lavar se fundamenta en procesos discontinuos, comúnmente realizados en pailas de saponificación. La tecnología de punta se orienta hacia la producción de jabón en procesos continuos, en donde es posible la optimización del proceso, en términos de consumo energético, tiempo de operación y la calidad del producto.

Por la facilidad con que los ácidos grasos se combinan con la sosa cáustica para formar jabones, se usa comúnmente el método continuo de saponificación. Cantidades de ácidos grasos calientes y de solución caliente de soda cáustica, exactamente proporcionadas, se juntan en un aparato mezclador de gran velocidad. La concentración de la solución de soda cáustica, es tal, que el jabón tendrá el deseado contenido de humedad. La reacción se verifica rápidamente y el jabón producido se descarga en un tanque que es mantenido en agitación. Se hecha en el tanque sal o

salmuera para producir jabón limpio con el deseado contenido de electrolito. Se hacen ensayos analíticos con el jabón de este tanque y se realizan los ajustes necesarios antes de bombear el jabón limpio a los tanques de elaboración. Saponificación Continua.- La temperatura es una variable de significativa importancia que debe ser controlada en los procesos de saponificación. Se considera que por cada 10 o C de aumento en la temperatura, la velocidad de reacción se incrementará por un factor de 2. En la siguiente tabla establece el tiempo de saponificación de acuerdo con las condiciones de temperatura. Temperatura Vs. tiempo de reacción en la etapa de Saponificación.

TEMPERATURA (o C)

TIEMPO (minutos)

90

360

100

180

120

45

DE

REACCION

Por el proceso convencional para la manufactura del jabón, es decir el proceso en batch, se logra un mejor control de la reacción mientras menor sea la temperatura de operación (normalmente la etapa se efectúa a 90 o C); Este fenómeno implica un mayor tiempo para alcanzar una completa saponificación y por tanto incide sobre el aumento en el consumo materias primas, energía eléctrica, consumo de vapor. Las plantas productoras de jabones que funcionan bajo condiciones de proceso continuo operan a elevadas condiciones de temperatura y presión; además el sistema cuenta con un dispositivo que controla el suministro de materias primas, el cual permite optimizar el proceso en términos de consumo de materia prima por unidad de producto elaborado. La etapa de preparación de las materias primas puede adicionarse pero ésta puede ser diseñada o adaptada de acuerdo a la manera establecida en el proceso tradicional en batch. Se ha estimado que el tiempo de residencia en el reactor de saponificación, desde cuando se alimenta la materia prima, hasta la descarga de la masa jabonosa oscila en un rango de 30 minutos. Una vez se ha completado la reacción de saponificación, se procede a realizar el lavado del jabón formado, en un contactor continuo de disco rotatorio en contracorriente, el cual ofrece el mismo número de lavadas teóricas que se requiere para obtener el jabón en la zona donde se obtiene masa jabonosa de excelente calidad.

La etapa de terminado del jabón se puede realizar ya sea en una planta existente en el proceso batch o por medio de una centrifuga continua. La centrifuga puede operar continuamente y no se puede detener (el resto de la planta necesita operar bajo demanda y se puede arrancar o detener cada 15 minutos) y por lo tanto para sistemas más pequeños o cuando el costo es importante se prefiere el sistema tradicional. Ventaja del proceso continuo.- Las ventajas del proceso de saponificación continua sobre el sistema convencional son: a. Mayor eficiencia energética. La saponificación es una reacción exotérmica. Como tal, desde que los componentes son calentados hasta la temperatura de reacción, no se requiere de más calentamiento. En los procesos discontinuos se requieren grandes cantidades de vapor para ajustar la temperatura óptima de reacción.

b. Menor tiempo de operación c. Mayor rentabilidad por tonelada de producto. d. Finalmente la planta física de los procesos continuos requieren de espacios reducidos, en relación a la planta física de los procesos discontinuos. e. Mayor control del proceso.

IV.7.

Equipos principal de los reaccionado: 

En la al se

para separar el producto subproductos y materia prima que no ha reacción química añadirle la base al ácido graso,

forman dos fases inmiscibles (glicerina y jabón), estas pasan a un decantador que por la diferencia de densidades y características químicas propias se separan. El jabón que es el producto principal continua el proceso de purificación y la glicerina como subproducto se dirige a un proceso de purificación también y luego a la obtención de otros productos derivados de éste.



La sal orgánica (jabón) que sale del decantador contiene un pH alcalino elevado, por eso es necesario diluir la sal orgánica con una solución saturada de cloruro de sodio para regular el pH y así continuar el proceso. El número de lavados dependerá de la eficiencia de la operación.



La mezcla de sal orgánica con el NaCl se realizará en la torre de destilación utilizando el agua que se recicló (evaporó) en la paila.



Se obtendrá la sal orgánica (jabón) con un pH menor al anterior. De ser necesario, se puede emplear una columna de rectificación para purificar el producto.

IV.8.

TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES DE DESECHO 

Mediante la solución de NaOH y agua

formar entre el sodio+ PH básico



Tratamiento de efluente gaseoso:

un conducto, el vapor de agua proveniente de es transportada hacia un destilador para

o

tratamiento del efluente

En la actualidad la glicerina obtenida de la síntesis de saponificación de jabón materia prima aceites usados es desecho industrial, por el bajo nivel pureza y su alto grado de contaminación de naturaleza indeterminada; representando una carga añadida para las aguas residuales de industrias, con el consiguiente deterioro medio ambiente.

una solución cloruro de jabón y así poder neutralizar el alcalino de la sal orgánica

liquido ( glicerina): como subproducto utilizando como considerada un de

estas del

Aunque ésta podría aprovecharse energéticamente como combustible, existen alternativas para evitar que sea desechada, logrando mediante la purificación la obtención de productos de alto valor añadido útiles para la industria farmacéutica y cosmética en donde puede ser utilizada en la fabricación de fármacos, dentífricos, y cosméticos, así como en la conservación y ablandamiento de

los mismos. Sin embargo para que sea posible su uso en estas industrias es importante que se purifique la misma a grado USP (99.5%). La destilación al vacío se presenta como una técnica eficaz para purificar glicerina cruda, (Korbitz, W., 1999) pero se desconoce el nivel de purificación que se logra cuando la materia prima son aceites usados, ya que éstos presentan muchos contaminantes debido a su origen variable (aceites de la industria alimenticia). La glicerina se obtiene como subproducto de reacción en varios procesos de la industria química, un ejemplo claro lo constituye la industria de elaboración de jabones la cual utiliza diferentes fuentes de grasa vegetal y animal crudo. Esta glicerina presenta valores constantes en cuanto a tipos de componentes y concentraciones de los mismos, lo cual hace posible que su purificación se realice sin dificultad por métodos químicos y físicos tales como la destilación al vacío, blanqueado de glicerina, pruebas analíticas de calidad de glicerinas.



El siguiente esquema es un proceso de destilación de la glicerina .Como se ve en el diagrama la corriente de glicerina ingresa a un evaporador en cuyo tope se recupera el metanol (90%) y el producto de fondo se neutraliza en un reactor con una solución ácida para posteriormente ingresar a una centrífuga donde son separadas sales y cenizas. Luego se procede al lavado con agua para separar los triglicéridos presentes y se somete nuevamente a un proceso de evaporación para eliminar el agua restante y restos de metanol que permanecen en la corriente de proceso para, finalmente, purificar la glicerina por destilación, obteniendo un 98% de pureza en el producto. Para que la glicerina llegue a grado USP se necesita, como se ve en la parte b del diagrama, un posterior refinamiento a través de resinas de intercambio iónico.

Además se debe tener en cuenta que la glicerina tiene una alta capacidad calorífica y el consumo de energía para vaporizar el alcohol encarece el proceso. Si se utiliza ácido fosfórico para la neutralización e hidróxido de potasio como catalizador obtenemos fosfato de potasio, el cual puede usarse como fertilizante. Si se utiliza hidróxido de sodio como catalizador y ácido clorhídrico para neutralizar se obtiene cloruro de sodio y se puede utilizar la glicerina como aditivo para piensos. Se pueden eliminar tanto el olor como el color utilizando carbón activado y posterior filtrado de la glicerina previamente purificada, pero se debe tener en cuenta que implica un costo adicional.

IV.9. DISEÑO COMPLETO DEL PROCESO DE SAPONIFICACION

V.

ANEXOS

Fig. 1: Balance de masa para la obtención de una tonelada de producto de jabón

Fig 2: anatomia el proceso de saponificacion

VI.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS