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1 Procesos fsicos industriales
PROCESO DE FABRICACIN PARA JABN
Elaboracin de jabn de tocador
1. Recepcin y almacenamiento de materias primas: En esta
actividad se efecta el recibo, almacenamiento de las materias
primas y se registran sus caractersticas principales, tales como
proveedor, procedencia, costo y cantidad recibida. Las materias
primas permanecen almacenadas hasta su empleo en el proceso
productivo. Para el almacenamiento de las materias primas lquidas
se requiere el empleo de grandes tanques superficiales o
subterrneos. Materias primas
Grasa animal: Sebo, manteca, aceite de pescado, etc.
Aceite vegetal: Aceite de coco, aceite de palma, aceite de man,
aceite de oliva, aceite de semillas de algodn, etc.
Sosa custica: Forma slida, forma lquida, o ceniza de sosa
Sal: Calidad industrial.
Agentes adicionales: Perfumes y tintes
Agua
Glicerina
Sal sdica bsica
2. Control de calidad de materias primas: Para la elaboracin del
jabn de tocador se deber realizar el anlisis de calidad de las
materias primas, pues de esto depender totalmente la calidad del
producto final. Los anlisis necesarios para la aceptacin de las
materias grasas que intervienen en el proceso de saponificacin son
entre otros:
ndice de Saponificacin
ndice de Yodo
ndice de Acidez
3. Mezclado y proceso qumico (Saponificacin inicial ) En base a
la formulacin establecida se proceder a la dosificacin de las
materias primas para una carga determinada de produccin, los cuales
se bombean a la paila de hervido para iniciar el proceso. El trmino
"saponificar" consiste en convertir un cuerpo graso en jabn, el
cual puede hacerse en fro o en caliente. La saponificacin se logra
haciendo actuar sobre las grasas la sosa o potasa; con sosa se
obtienen jabones duros y con potasa jabones blandos. A continuacin
se procede a cargar la paila o caldera de saponificacin poniendo en
ella las materias primas en las cantidades y orden que se da a
continuacin.
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Se pone en marcha el sistema de caldeo a vapor, abriendo el
serpentn y calentando el conjunto hasta que marque entre 80 y 90C
de temperatura. Comprobada sta, se hace girar el sistema de agitado
de la caldera, a fin de facilitar la fusin de todo su contenido.
Entonces, poco a poco y con gran cuidado, para evitar posibles
derrames, se incorporarn, en chorro muy delgado y sin dejar de
agitar, de forma que el producto de la caldera se mantenga a 80C,
disolucin de sosa custica, previamente preparada a 38C. Una vez
incorporada la disolucin, se anota el tiempo y se procede al
agitado del conjunto en la caldera por espacio de 45 min,
procurando que en la misma la temperatura de su contenido se
mantenga a 80C.Transcurrido ese tiempo de agitado de la masa, se
incorporan, en la misma forma que anteriormente, leja de sosa
custica a 38C. Con esta nueva incorporacin se obtendr la completa
saponificacin de la masa jabonosa, y una vez terminada, se
continuar el agitado del contenido de la caldera por espacio de 1
hr, cuidando de que la temperatura se mantenga en los 80C. A
continuacin, sin dejar de mover, y con la temperatura mnima
indicada en el seno del contenido de la caldera y la masa en estado
de fluidez, se incorpora una disolucin de sal comn, tambin a 80C de
temperatura, formada por agua corriente y sal. A medida que se
incorpora la salmuera se proseguir el agitado de la masa, cuidando
de que la temperatura del conjunto no vare de los 80C ya
indicados.
La reaccin qumica es:
ACIDOS GRASOS + SOLUCIN ALCALINA -----------> JABN +
GLICERINA
As es como al mezclar los cidos grasos (principales componentes
de las grasas animales y de los aceites vegetales) con una solucin
alcalina (hecha a partir de una mezcla de agua y un lcali, como por
ejemplo la sosa), se obtiene el jabn (que ser realmente suave,
porque adems el otro subproducto que se obtiene de esta reaccin es
la glicerina).
4. Separacin Terminada la incorporacin de la salmuera, se
continuar el agitado durante 30 min, transcurridos los cuales se
detendr el sistema de agitacin, dejando el conjunto en reposo hasta
que por si solo se enfre el contenido de la caldera, o sea a
temperatura ambiente. De este modo se habr conseguido librar la
masa de su exceso de leja, quedando sta en un pH neutro.
Probablemente, si la masa quedara en reposo durante toda la noche,
estara fra al da siguiente, observndose de este modo dos capas: la
superior estar constituida por el jabn solidificado, en forma de
pasta neutra, y en el fondo de la caldera se hallar glicerina y sal
(lejas), que se evacuar por el dispositivo de sangrar, o sea el de
purga, que vaciar sobre el conducto que ha de llevarla al tanque
colector de leja. Las lejas as almacenadas pueden aprovecharse en
posteriores fabricaciones.
5. Mezclado (Saponificacin final) Una vez purgada por completo
la masa contenida en la caldera, se pone de nuevo en marcha el
dispositivo de caldeo a vapor; cuando la pasta jabonosa vuelve a
hallarse en estado de fluidez, se da marcha al agitador durante
unos minutos y se le incorporan despus, sin dejar de agitar,
glicerina. Se sigue moviendo hasta comprobar que la glicerina se ha
incorporado totalmente, para lo cual bastarn unos 6 o 7 min de
agitado. A continuacin, sin dejar de agitar y con la masa a la
misma temperatura de 80C, se agregan lentamente sal sdica bsica,
previamente pesados. La incorporacin se efectuar en pequeas
porciones, y a medida que se observe su disolucin se
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irn incorporando al jabn. Al final se proseguir el agitado del
contenido de la caldera por espacio de 45 min, quedando as
terminado el proceso de saponificacin.
6. Secado: el jabn debe ser enfriado a 20- 30 C para
proporcionar la fuerza necesaria para su posterior procesamiento,
una vez efectuada la operacin anterior el producto se enva
directamente al tanque de un secador. El sistema de vaco en spray
ha sido la primera seleccin a pesar de la revolucin tcnica en la
industria del jabn desarrollada despus de la segunda guerra
mundial. El Agua se evapora y el jabn se expande a una presin de 20
a 40 mbar. El vapor de agua se elimina del sistema de vaco por la
condensacin. Los Jabones domstico y de tocador se secan al
contenido de agua de aprox. 24% y 12%, respectivamente.
7. Picado y transporte Despus del secado el jabn es alimentado a
una serie de rodillos de acero que se enfran con agua fra. La
pelcula se endurece y pasa por seis rodillos, en donde cada rotacin
es un poco ms rpida que la anterior. Las tiras se elevan por una
correa de transicin sin fin ancha, con piezas cruzadas de madera a
la parte superior de tres corres de alambre sin fin. Las tiras
finalmente caen a una caja recibidora sobre ruedas. El ltimo
rodillo se fija con un cuchillo afilado con dientes de sierra, el
cual rompe el jabn en tiras de media pulgada de ancho. El jabn de
tiras es transportado al equipo de mezclado y molienda.
8. Mezclado final y formado de la pastilla Una vez efectuado lo
anterior se alimentan las tiras a una prensa Ruchman, que consiste
de ocho rodillos de granito en donde se realizan los procesos de
mezclado y molido. Mientras se introducen las tiras de jabn en el
mezclador se rocan con aceite esencial o sustancias olorosas
naturales o artificiales para perfumar el jabn neutro. En virtud de
que los perfumes tienden a volatizarse, se deber emplear un
fijador, como pueden ser resinas fijas o naturales, blsamos o bien
algn producto animal. Adicionalmente se deber aadir un colorante de
anilina que se disuelve bien en agua caliente. Se debe observar que
el colorante a elegir deber coincidir con el olor del jabn. As, un
jabn de olor a rosas se colorea de rosa, un jabn de lavanda en azul
claro y as sucesivamente. Finalmente se aaden aditivos disueltos al
jabn en la mezcladora, con objeto de obtener jabones especialmente
suaves y sobre-engrasados, tales como lanolina o emulsiones de
ceras. Durante el paso del producto por los rodillos que se mueven
a velocidades crecientes, se prensan las tiras, con lo que se
ocasiona que se unan y mezclen perfectamente. Cuando dejan el ltimo
rodillo, un cuchillo corta nuevamente el jabn en tiras producindose
la molienda del producto. Las tiras obtenidas permanecen todava
calientes con el contenido apropiado de humedad, con el objeto de
que cuando pasen por la mquina de extrusin se unan perfectamente,
lo cual se logra por la presin que se ejerce mediante un tornillo
de espiral que lo hace pasar a travs de un dado; el tornillo y el
dado se calientan con vapor. El producto obtenido consiste en una
larga barra de jabn del ancho y grueso proyectados para las
pastillas. Esto se conseguir poniendo en el extremo de la mquina un
orificio de salida de la barra, una pieza especial perforada, que
al pasar la barra por su parte central, hace que salga con la forma
cuadrada, rectangular, cilndrica, segn la forma que tenga dicha
pieza-molde. A continuacin seguir la operacin de cortado, la cual
se realiza en la mquina automtica cortadora de pastillas. Una vez
que se realiz el cortado en pastillas se proceden a pasarlas por la
mquina troqueladora, de donde salen con su marca y forma
definitiva.
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9. Control de calidad del producto terminado
Con el fin de mantener un adecuado control en la produccin de
jabn de tocador, se establecieron ciertos parmetros, dentro de los
cuales se asegurar una buena calidad constante. Esto se podr lograr
mediante ciertos anlisis a los que se deber someter el producto
para checar su composicin. En trminos generales, se puede citar que
no debe contener grasa insaponificable, ni exceso de sosa arriba y
abajo de dichos parmetros. Los parmetros principales a los que se
sujetar el jabn que se elabore por el proceso de hervido son: El
contenido de humedad deber ser de aproximadamente 23%. La cantidad
de lcali caustico libre no debe exceder de 0.05%. No deber tener ms
de 0.1% de grasa insaponificable presente. El contenido de sal debe
estar controlado a aproximadamente 0.5% y menor; a mayor contenido
de sal, el jabn se vuelve quebradizo y est propenso a
agrietarse.
10. Empacado: Finalmente las piezas terminadas pasan a una
mquina empaquetadora, de donde sale el producto para ser colocado
en cajas de cartn. Las cajas empacadas se trasladan al almacn de
producto terminado. Las cajas permanecen almacenadas temporalmente
hasta su envo al cliente. El almacn de producto terminado deber
mantener ciertas condiciones de humedad y circulacin de aire para
mantener el producto en buen estado.
11. Distribucin: El proceso concluye con la distribucin y
entrega al cliente. Este producto tiene una vida de anaquel
bastante larga siempre y cuando no se abra el empaque del producto,
por lo que se debern tener precauciones para un manejo y
almacenamiento adecuado. Diagrama de bloques
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Diagrama de flujo
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Primera mezcla (liquido-liquido)
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Materias grasas
Sebo
Agua corriente
Sosa caustica
Salmuera
Leja de sosa caustica
Leja de sosa caustica
Para iniciar el proceso de saponificacin se agrega las
siguientes materias primas, la dosificacin depende de la capacidad
de produccin, de la calidad y del tipo de jabn que se quiera
realizar.
Materias grasas
Sebo puro
Agua corriente
Sosa caustica
Salmuera (solucin de agua 81% con sal 19% aproximadamente)
Leja de sosa custica
Se pone en marcha el sistema de caldeo a vapor, abriendo el
serpentn y calentando el conjunto hasta que marque entre 80 y 90C
de temperatura.
Equipo: Caldera de vapor con agitador de hlice
La duracin de esta operacin depende de la capacidad de la
caldera. Separacin Se deja el conjunto en reposo hasta que por si
solo se enfre el contenido de la caldera, o sea a temperatura
ambiente de este modo la solucin tendr dos capas: la superior estar
constituida por el jabn solidificado, en forma de pasta neutra, y
en el fondo de la caldera se hallar glicerina y sal (lejas), que se
evacuar por el dispositivo de sangrar, o sea el de purga, que
vaciar sobre el conducto que ha de llevarla al tanque colector de
leja. Reaccin qumica (saponificacin) ACIDOS GRASOS + SOLUCIN
ALCALINA -----------> JABN + GLICERINA
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As es como al mezclar los cidos grasos (principales componentes
de las grasas animales y de los aceites vegetales) con una solucin
alcalina (hecha a partir de una mezcla de agua y un lcali, como por
ejemplo la sosa), se obtiene el jabn (que ser realmente suave,
porque adems el otro subproducto que se obtiene de esta reaccin es
la glicerina).
Las Tablas de Saponificacin, son tablas que recogen, como su
nombre indica, los ndices de saponificacin de cada tipo de grasa.
En general, su aplicacin ms extendida en el campo de la jabonera,
es para conocer la cantidad exacta de sosa, dependiendo del tipo de
aceite que vayamos a utilizar, necesaria para que el jabn
resultante est completamente saponificado.
Sustancia ndice de saponificacin
(g) Sustancia
ndice de saponificacin
(g)
Aceite de oliva 0,134 Aceite de coco 0,190
Aceite de palma 0,141 Aceite de girasol 0,134
Aceite de ricino 0,128 Aceite de Almendras
Dulces 0,136
Aceite de aguacate 0,133 Aceite de soja 0,135
Aceite de maz 0,136 Aceite de ssamo 0,133
Aceite de jojoba 0,069 Aceite de palmiste 0,156
Aceite de germen de
trigo 0,132 Cera de abeja 0,069
Manteca de cacao 0,137 Aceite de Karit 0,128
Forma de Uso: Para saber cunta sosa se necesita para saponificar
una cantidad de una grasa concreta, slo hay que multiplicar dicha
cantidad por el valor correspondiente que aparece en la tabla.
Equipo: Caldera de vapor con agitador de hlice La reaccin entre la
grasa y la soda custica es exotrmica, con un desprendimiento de 65
cal / Kg. Para una planta en particular donde la capacidad de la
paila de saponificacin es de 28 Toneladas las condiciones
aproximadas de operacin son las siguientes:
Temperatura de operacin: 90 grados Centgrados.
Tiempo de operacin: 5 horas aproximadas.
El producto de la saponificacin se decanta por un perodo de 4
horas, para hacer efectiva la separacin de las fases.
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Jabn solido
Glicerina
Sal solida bsica
Vapor de agua
Jabn con alto
contenido de humedad
Segunda mezcla (saponificacin final) Una vez purgada por
completo la masa contenida en la caldera, se pone de nuevo en
marcha el dispositivo de caldeo a vapor, cuando la pasta jabonosa
vuelve a hallarse en estado de fluidez, se da marcha al agitador
durante unos minutos y se le incorporan:
Glicerina
sal sdica bsica
Equipo: Caldera de vapor con agitador de hlice
Secado por pulverizacin
Solucin
(jabn)
Jabn solido
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10 Procesos fsicos industriales
Jabn
Equipo empleado: Secadores Sprays o por Atomizacin
Los Jabones domstico y de tocador se secan al contenido de agua
de aprox. 24% y 12%, respectivamente.
Mezcla final Mientras se introducen las tiras de jabn en el
mezclador se adiciona:
Aceite esencial o sustancias olorosas naturales o artificiales
para perfumar el jabn neutro. Los niveles de la fragancia estn
tpicamente en el rango de 0,7 a 1,5%, pero los productos
para la piel sensible contienen niveles mucho ms bajos. un
fijador como pueden ser resinas fijas o naturales, blsamos o bien
algn producto
animal.
Colorante comnmente para aclarar y blanquear las barras de jabn
es el dixido de titanio, en concentraciones menores al 0.8%.
aditivos disueltos al jabn en la mezcladora, con objeto de
obtener jabones especialmente suaves y sobre-engrasados, tales como
lanolina o emulsiones de ceras.
Equipo: mezclador de rodillo
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PH de los jabones comerciales
A continuacin muestro una tabla de las capacidades de acuerdo al
tamao de la empresa
Conclusin El proceso de fabricacin del jabn es muy importante en
la industria por la gran demanda que representa, es esencial
optimizar la produccin y minimizar los desechos. El proceso en
general es uno mismo para todo tipo de fabricacin de jabones pero
ya que hay una enorme variedad de estos son muchas las variantes
que se utilizan. Por lo que en este trabajo me enfoque a la
fabricacin de jabones de tocador. En la descripcin de las etapas de
fabricacin se muestran algunos datos entre ellos cantidades,
temperaturas y tiempos, estos no se establecen como definitivos
para la el proceso sino que ms bien se pusieron para tener idea en
cuanto a proporciones. Se logr el objetivo de esta prctica porque
todo lo que vemos en la clase se aplica en la industria de
manufactura y lo podemos aplicar, el anlisis de la fabricacin de
este producto solo es un
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12 Procesos fsicos industriales
ejemplo, en realidad en la elaboracin de cualquier producto
podemos ver mnimo una operacin o proceso unitario, as mismo por en
una operacin unitaria como el mezclado lo podemos encontrar en
muchas fbricas aunque se produzcan productos diferentes y con
parmetros diferentes sigue siendo un mezclado. Referencias:
Fritz Tegeder, Ludwig Mayer, Mtodos de la industria qumica 1,
paj. 17, 38, y 61
http://www.guiadelemprendedor.com.ar/fabricacion-jabones.html
http://hogar.uncomo.com/articulo/la-lejia-que-es-y-como-esta-hecha-la-lejia-
5524.html#ixzz32IatsQxv
http://www.monografias.com/trabajos95/como-hacer-jabones/como-hacer-
jabones.shtml#ixzz32Ibg6nEz
