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Notas paradesenvolvimento de projeto de extensão, Notas de aula de Mecânica

Notas de conhecimento para trabalho

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 22/09/2023

lu-na-19
lu-na-19 🇧🇷

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GABRIEL CAOBIANCO
PRODUÇÃO DE SABÃO A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL
UTILIZADO EM FRITURAS, ÓLEO DE BABAÇU E SEBO BOVINO E
ANÁLISE QUALITATIVA DOS PRODUTOS OBTIDOS
Declaro que esta monografia foi revisada e encontra-se apta para avaliação
e apresentação perante a banca avaliadora.
Data: ___/___/2015
_________________________________________
ASSINATURA DO ORIENTADOR
Lorena SP
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GABRIEL CAOBIANCO

PRODUÇÃO DE SABÃO A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL

UTILIZADO EM FRITURAS, ÓLEO DE BABAÇU E SEBO BOVINO E

ANÁLISE QUALITATIVA DOS PRODUTOS OBTIDOS

Declaro que esta monografia foi revisada e encontra-se apta para avaliação e apresentação perante a banca avaliadora. Data: //

_________________________________________

ASSINATURA DO ORIENTADOR

Lorena – SP

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA – EEL/USP

GABRIEL CAOBIANCO

Produção de sabão a partir do óleo vegetal utilizado em frituras,

óleo de babaçu e sebo bovino e análise qualitativa dos produtos

obtidos

LORENA – SP

Produção de sabão a partir do óleo vegetal utilizado em frituras,

óleo de babaçu e sebo bovino e análise qualitativa dos produtos

obtidos

Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo como requisito parcial para obtenção do titulo de Engenheiro Industrial Químico.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Rezende Triboni

LORENA – SP

DEDICATÓRIA

Aos meus pais,

que sempre me apoiaram, aconselharam e deram suporte para que eu chegasse a esta etapa da minha vida.

EPÍGRAFE

“ Esqueça sua cobiça pelo ouro do homem rico, tudo o que você precisa

está na sua alma”

Ronnie VanZant

RESUMO

Caobianco, G. Produção de sabão a partir do óleo vegetal utilizado em frituras, óleo de babaçu e sebo bovino e análise qualitativa dos produtos obtidos. 2015. f55. Monografia – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2015.

Certamente o mais antigo produto de limpeza geral é o sabão e atualmente consumimos uma enorme quantidade de produtos derivados de sabões e detergentes em nosso cotidiano. Segundo informações da Associação Brasileira das Indústrias de Produtos de Limpeza e Afins (Abipla), o consumo por pessoa de sabão em barra no Brasil é de 1,28 quilo/ano (2012) e a compra é planejada e ocorre em média uma vez a cada mês, as classes C e D são as responsáveis pela maior fatia de vendas. Nos últimos anos o mercado de sabões em barras enfrentou uma pequena queda no consumo, devido a grande concorrência de outros produtos de limpeza com maior praticidade e tecnologia, este fato forçou uma significativa evolução do sabão em barra, desde o processo produtivo até o nível de formulação. Aquele produto que apenas limpa, já não satisfaz o consumidor, que busca também facilidades, inovações e cuidados com as mãos, por isso, as novas formulações destes sabões em barra estão cada vez mais elaboradas e os processos melhorados para reduzir custos. Dentro deste contexto encaixa-se também a conscientização ambiental devido ao descarte de óleos no esgoto, causando graves problemas de poluição, e as dificuldades enfrentadas pela indústria saboeira com respeito ao custo das matérias primas. Este trabalho visa a utilização do óleo de cozinha utilizado em frituras, óleo de babaçu e sebo bovino para a produção de sabão em barras, buscando alternativas com o melhor custo - benefício e obtenção de um produto final de boa qualidade.

Palavras – chave: Sabão, óleo vegetal, babaçu, sebo, limpeza, qualidade.

LISTA DE FIGURAS

SUMÁRIO

  • Figura 1: Ácido graxo laurato de sódio
  • Figura 2 : Interface da micela com um meio polar
  • Figura 3: Reação de esterificação
  • Figura 4: Reação de hidrólise do éster
  • Figura 5: Reação de saponificação
  • Figura 6: Gordura bovina
  • Figura 7: Gordura bovina após a extração do óleo
  • Figura 8: Óleo de babaçu em diferentes temperaturas
  • Figura 9: Sebo bovino em diferentes temperaturas
  • Figura 10: Hidróxido de sódio 99% em escamas
  • Figura 11: Temperaturas do óleo e da lixivia
  • Figura 12: Defeitos na amostra
  • Figura 13: Defeitos na amostra
  • Figura 14: Defeitos na amostra
  • Tabela 1: Índice de saponificação de diferentes gorduras e óleos. LISTA DE TABELAS
  • Tabela 2: Composição das amostras
  • Tabela 3: Resultados do pH para as amostras
  • espuma em relação ao tempo Tabela 4: Resultados para a formação e variação da altura da
  • Tabela 5: Avaliação do poder emulgente
  • Tabela 6: Desgaste das amostras
  • Tabela 7: Custos de cada amostra
    1. INTRODUÇÃO
  • 1.1. Histórico
  • 1.2. Justificativa
  • 1.3. Objetivo
    1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
  • 2.1. Propriedades do sabão
  • 2.1.1. Característica polar e apolar
  • 2.1.2. Redutor da tensão superficial
  • 2.1.3. Solubilidade
  • 2.1.4. Poder de limpeza
  • 2.2. Comparação entre detergente e o sabão
  • 2.3. Matérias – primas do sabão
  • 2.3.1. Óleos e gorduras
  • 2.3.2. Hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio
  • 2.3.3. Água
  • 2.3.4. Cloreto de sódio
  • 2.3.5. Glicerina
  • 2.3.6. Branqueadores ópticos
  • 2.3.7. Agentes quelantes ou sequestrantes
  • 2.3.8. Abrasivos
  • 2.3.9. Corantes
  • 2.3.10. Fragrâncias e perfumes
  • 2.4. Processos de produção
  • 2.4.1. Sistema de fervura integral ou convencional
  • 2.4.2. Índice de saponificação
  • 2.4.3. Saponificação
  • 2.4.4. Semi – cotura
  • 2.4.5. Refino
  • 2.4.6. Descanso
  • 2.4.7. Descarte de resíduos
    1. MATERIAIS E MÉTODOS
  • 3.1. Materiais
  • 3.1.1. Para a fabricação
  • 3.1.2. Para a análise
  • 3.2. Métodos
  • 3.2.1. Produção das amostras de sabão
  • 3.2.2. Preparo das matérias – primas para a fabricação
  • 3.2.3. Metodologia analítica
    1. RESULTADOS E DISCUSSÕES
  • 4.1. pH
  • 4.2. Poder espumante
  • 4.3. Poder emulgente
  • 4.4. Desgaste
  • 4.5. Custo
    1. Conclusão
    1. REFERÊNCIAS

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formação de sabão era uma reação química (BORSATO; GALÃO; MOREIRA, 2004). Um importante acontecimento no avanço da tecnologia do sabão foi a invenção do químico belga, Ernest Solvay, que usou o sal de mesa comum, ou cloreto de sódio, para fazer o carbonato de sódio. O processo Solvay reduziu ainda mais o custo da soda e aumentou tanto a qualidade quanto a quantidade de soda disponível para a fabricação de sabão. Com a maior disponibilidade de soda cáustica, mais barata e reativa que lixívia potássica, obtidas das cinzas de vegetais, as unidades fabris ampliaram significantemente suas escalas de produção e desenvolverem processos de refino, que além de permitirem a recuperação de glicerol, possibilitaram melhorar significantemente a pureza do produto (AMERICAN CLEANING INSTITUTE, 2014).

1.2. Justificativa

Com a chegada de outros produtos de limpeza mais práticos, como os detergentes em pó e líquidos, observou-se uma queda no consumo dos sabões em barra em termos de volume nos últimos anos, mas devido ao seu baixo preço e a flexibilidade no uso, como na lavagem de roupas, utensílios domésticos e limpeza em geral, o sabão em barra continuará a ter o seu espaço no mercado. Para o setor o maior desafio está no fornecimento de matérias e o seu alto custo. Uma alternativa de baixo custo tem sido a utilização de óleo vegetal de cozinha usado como matéria prima no processo de fabricação. Além de ser uma alternativa de baixo custo é também uma alternativa ambientalmente correta, pois o descarte inadequado do óleo de cozinha causa o entupimento das tubulações residenciais e de esgoto fazendo com que seja necessária a aplicação de diversos produtos químicos para a sua remoção. Se não existir um sistema de tratamento de esgoto, o óleo acaba se espalhando na superfície dos rios e das represas, contaminando a água e prejudicando a vida de muitas espécies que vivem nesses habitats. Dados apontam que com um litro de óleo é possível contaminar 20 mil litros de água. Se acabar no solo, o líquido pode impermeabilizá-lo, o que contribui com enchentes e alagamentos. Além disso, quando entra em processo

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de decomposição, o óleo libera o gás metano que, além do mau cheiro, agrava o efeito estufa (SISTEMA AMBIENTAL PAULISTA, 2012). A reciclagem do óleo para a produção de sabão surge então como alternativa para evitar que os resíduos gerem a poluição de afluentes e ainda transformam o que seria lixo em produtos biodegradáveis.

1.3. Objetivo

O presente estudo tem como objetivo reproduzir o processo de fabricação de sabão utilizando como matéria prima o óleo vegetal de cozinha usado, óleo de babaçu e sebo bovino buscando a melhor formulação para a produção do sabão com uma boa relação custo benefício e com características de qualidade desejadas como:  Massa com certa dureza;  Massa homogênea;  Poder de limpeza;  Baixo custo; Será feita também uma análise da qualidade através do pH em solução, poder espumante, poder emulgente e desgaste em água do sabão obtido e uma análise preliminar dos custos de fabricação.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. Propriedades do sabão

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) (2015) define o sabão como um produto para lavagem e limpeza doméstica, formulado à base de sais alcalinos de ácidos graxos associados ou não a outros tensoativos. A ANVISA ainda classifica o sabão como:  Quanto à aplicação/manipulação;  Quanto à destinação bem como seus limites quantitativos para cada destinação;  Quanto à finalidade de emprego.

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Sabão Alcoólico ou de Glicerina: Sabão em cuja composição pode ser utilizada qualquer combinação de matéria graxa ou resinosa, associada ou não a outros tensoativos, que contem pelo menos 10% (dez por cento) de álcool (etanol) em sua formulação, quando de sua fabricação.  Sabão Marmorizado ou Pintado: Sabão, com pintas coloridas características, dispersas em massa homogênea, colorida ou não, que contém pelo menos 35% (trinta e cinco por cento) de matéria graxa total em sua formulação, em cuja composição pode ser utilizada qualquer combinação de matéria graxa ou resinosa, associada ou não a outros tensoativos.  Sabão Forma Simples: Sabão em cuja composição pode ser utilizada qualquer combinação de matéria graxa ou resinosa, associada ou não a outros tensoativos, que contem pelo menos 25% (vinte e cinco por cento) de matéria graxa total em sua formulação.

2.1.1.Característica polar e apolar

O sabão é uma substância obtida pela reação de óleos ou gorduras com hidróxido de sódio ou de potássio. Sendo a reação de um ácido com uma base, o produto obtido é um sal. Sabe-se que os sais são substâncias que possuem, pelo menos, uma ligação com caráter tipicamente iônico. As ligações iônicas são caracterizadas quando os elementos ligantes apresentam acentuada diferença de eletronegatividade, o que da origem a uma forte polarização, já que se forma um dipolo elétrico. Desta forma dizemos que os sabões, por serem sais, apresentam pelo menos um ponto de forte polarização em sua molécula. A Figura 1 apresenta a estrutura do sal de ácido graxo laurato de sódio, uma molécula anfifílica com uma parte polar e outra apolar (DEL PINO; NETO, 2011).

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Figura 1: Ácido graxo laurato de sódio

Fonte: (DEL PINO; NETO, 2011).

2.1.2.Redutor da tensão superficial

A tensão superficial é o fenômeno no qual as moléculas de um líquido exercem forças de atração mútuas; a força resultante sobre qualquer molécula situada no interior do volume do líquido é igual a zero, porém, uma molécula é puxada para dentro do volume, ou seja, o líquido tende a minimizar a área da superfície, da mesma forma que uma membrana. A tensão superficial explica porque as gotas de chuva caindo livremente são esféricas; a esfera é a forma que possui menor área superficial para um dado volume. Explica também porque água com sabão serve para limpeza. Para lavar bem as roupas, a água precisa ser forçada a entrar nos minúsculos espaços entre as fibras. Isso exige um aumento superficial das moléculas de água, que é difícil de obter devido à tensão superficial (SEARS; ZEMANSKY, 2012). As moléculas que constituem o sabão possuem característica polar e apolar sendo a cadeia carbônica a parte apolar da molécula, e a extremidade - COO-Na+^ a parte polar. Estas moléculas, quando entram em contato com líquidos, polares ou apolares dissolvem-se, interagindo com as moléculas deste líquido. Ocorre, então, uma redução do número de interações entre as moléculas do líquido dissolvente e, como consequência, reduz-se amplamente sua tensão superficial. Por esse motivo, sabões e detergentes são chamados de substâncias tensoativas. Como efeito, observa-se que quando colocamos sabão em água e agitamos a solução, forma-se espuma em sua superfície (DEL PINO; NETO, 2011).