LAB OR ATO ATOR RI O PROCESOS INDUSTRIALES
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO REALIZADO POR: David Mejía Mejía
Maritza Méndez
Gabriela Miranda
Lourdes Montero
Samya Morocho
Mario Franco
Carolina Freire
Mariana Guadalupe
Marcia Guailla
David Jordán
Marcela Guamán
Silvia Marzano
Cristina López
Johana Orna
Daniela Ponce
Verónica Quile
Edwin Solís
Ernesto Tenelema
Alejandra Reino NIVEL 9no SEMESTRE FECHA DE REALIZACION: 24/05/2017 FECHA DE ENTREGA: 31/05/2017 31/05/2017
INFORME N° 5 AGITACION Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABON LÍQUIDO 1. Objetivos: 1.1. General:
Elaborar jabón líquido mediante agitación y mezclado en el equipo turbo mezclador automático para la obtención de un producto de uso cotidiano.
1.2. Específicos:
Analizar los parámetros principales durante la realización de la práctica de agitación y mezclado para el jabón líquido Calcular el rendimiento del proceso y el costo por litro de jabón líquido elaborado. Interpretar la diferencia entre usar un equipo automático con un equipo manual o taladro con hélices.
2. Marco Teórico Referencial: 2.1. Marco Teórico:
1. Jabón líquido de manos “El jabón líquido es un producto que se utiliza para el lavado frecuente de manos, eliminando las impurezas de forma rápida y eficaz”. (Rivera, 2014)
1.1 Características: Limpia las manos sin dañarlas, ya que tiene un PH neutro, dejando una mayor humectación y suavidad. Penetra y remueve las impurezas rápidamente, produce abundante espuma y es de fácil enjuague dejando un suave aroma en la piel. Tiene una apariencia transparente y un agradable aroma. (Rivera, 2014) 2. Agitación y mezclado La agitación y mezclado es un proceso mecánico muy utilizado en el laboratorio y en las empresas industriales para facilitar los procesos de obtención de múltiples productos que se fabrican en las mismas. Si el fluido es único se trata entonces de una agitación propiamente dicha, de lo contrario, es decir, si son dos o más componentes lo llamaremos mezclado. Para sistemas muy viscosos tenemos el caso particular del amasado. (Brito, 2006)
2.1 Agitación Es una Operación Unitaria mecánica que consiste en realizar movimientos violentos e irregulares en el seno de una masa fluida o que se comporte como tal para obtener una mezcla homogénea, es decir, mantener la concentración constante en todas partes de la masa. (Rivera R. , 2015) 3. Tipos de mezcladoras industriales De acuerdo a su forma de operación las mezcladoras se clasifican en dos categorías: 1. Tipo Lote 2. Continuas 3.1. Mezcladoras tipo lote
“En las mezcladoras tipo lote se procesa un sub lote o lote total de una formula a la vez,
es decir, todos los ingredientes, se colocan en una máquina, se mezclan y luego se remueve al concluirse la operación.” (Brito, 2006)
3.2 Mezcladoras continuas En todos los casos de mezcla continua, los ingredientes se miden cuidadosamente y exactamente para ser colocados en la mezcladora en un primer término y luego se descargan como una mezcla preparada para un procesamiento adicional. El tamaño de lote se determina por el tiempo específico de mezcla. 3.3 Agitación en mezcladores “La agitación se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente.” (Rivera R. , 2015) 2.2. Marco Referencial:
La práctica de procesos industriales, agitación y mezclado se realizó el día 24 de mayo del 2017 en la cuidad de Riobamba en el semestre en curso en las instalaciones de la Escuela Superior politécnica de Chimborazo ubicado en la panamericana sur Km 1 ½ en la facultad de Ciencias, en la escuela de Ingeniera química en el laboratorio de procesos industriales en las coordenadas de longitud 78°40´20’’ oeste a una altitud de 2815
m.s.n.m.
3. Parte Experimental: 3.1. Sustancias y Reactivos:
Texapon Glicerina Cloruro Aromatizante Colorante Vegetal Agua destilada Bronidox Borax
3.2. Materiales y Equipos:
Agitador Vaso de precipitación de 1000ml Espátula Frascos Balde Guantes
3.3. Procedimiento:
Incorporar en un recipiente plástico con capacidad determinada, el texapon y la glicerina, agitar tres minutos, o hasta obtener una crema tipo chantillí. Retirar 6 litros de agua destilada para diluir el cloruro e incorporar a la mezcla anterior, agitar moderadamente 5 minutos. Inmediatamente incorporar 6 litros de agua destilada sin dejar de remover. Luego incorporar el aromatizante y colorante vegetal respectivamente y seguir con la agitación. Si queremos que el producto dure más de 1 año se debe incorporar Bronidox y agitar drásticamente. Dejar 12 horas para su saponificación, e inmediatamente envasar.
4. Datos:
4.1. Datos Experimentales:
Tabla 4.1-1 Datos experimentales para Elaboración de Jabón Líquido Cantidad esperada Cantidad real de jabón según formulación líquido obtenida (L) (L) 20 19.5 FUENTE: NOVENO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA. Lab. Proc. Ind. ESPOCH 2017
5. Cálculos y Resultados: 5.1. Datos Adicionales:
Tabla 5.1-1 Datos Adicionales Elaboración de Jabón Líquido Costo Total Costo en el mercado ingredientes, envases e de jabón líquido(por insumos litro) 32.20 3 FUENTE: NOVENO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA. Lab. Proc. Ind. ESPOCH 2017
5.2. Cálculos Específicos: 5.2.1 Cálculo del Rendimiento
% =
ó 19.5 % = ∗ 100 = 97.5% 20
5.2.2 Cálculo de Costo por litro de jabón liquido
=
,
ó í 32.20 = = 1.65 19.5
5.3 Resultados:
Tabla 5.3-1 Resultados Elaboración de Jabón Líquido Rendimiento del Costo por litro de proceso (%) jabón líquido elaborado ($) 97.5 1.65 FUENTE: NOVENO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA. Lab. Proc. Ind. ESPOCH 2017
Tabla 5.3-2 Características de Jabón Líquido (Producto Final) Observaciones varias -Aroma a rosas -Color Fucsia -Liquido Poco viscoso -Espumoso FUENTE: NOVENO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA. Lab. Proc. Ind. ESPOCH 2017
6. Errores: 6.1. Sistemáticos:
No existió ningún error en el equipo turbo mezclador.
6.2. Aleatorios:
Pérdida de texapon y glicerina al momento de colocar en el equipo turbo mezclador. Derrame de jabón líquido al momento de envasar.
7. Discusión: En la obtención de jabón se obtuvo un rendimiento alto de 97,5%; esto a pesar de que el producto final tuvo que ser filtrado y mezclado aparte por errores en el momento de mezclar la glicerina con el texapón, sin embargo, al realizar este procedimiento extra se pudo recuperar de la mejor manera la mayoría de producto, pues de los 20 litros esperados teóricamente, se obtuvieron 19,5 litros. Al referirnos al precio del litro de jabón, el mismo tiene una diferencia de 1,35$ más barato que en el mercado, por lo tanto se puede afirmar que es más conveniente y al mismo se puede vender con un valor agregado, obteniéndose ganancias y saliendo el jabón con menor precio al del mercado, para ganar en competencia. En cuanto a las características del jabón, tiene un aroma muy agradable y una viscosidad adecuada para un jabón líquido.
8. Conclusiones y Recomendaciones: 8.1. Conclusiones:
Se elaboró jabón líquido mediante agitación y mezclado en el equipo turbo mezclador automático para la obtención de un producto de uso cotidiano que aporta beneficio a la higiene personal. . Se analizó los parámetros principales a considerar durante la realización de la práctica de jabón líquido. Siendo estos parámetros los siguientes: Agitación durante tres minutos o más, hasta obtener una crema tipo chantillí; una correcta dilución del cloruro para incorporar a la mezcla, y el tiempo de reposo de 12 horas para su saponificación. Mediante la realización de cálculos el rendimiento del proceso que es de 19.5 Litros y de igual manera el costo por litro de jabón líquido elaborado que es de 3 dólares. La diferencia de usar un equipo turbo mezclador automático es que ayuda que la operación de agitación y mezclado sea constante las revoluciones, mientras que el equipo manual o taladro con la hélices no es constante ya que puede producir anomalías al momento de la agitación porque se puede dar más o menos revolucione por minutos.
8.2. Recomendaciones:
Antes de iniciar la práctica debemos revisar el manual del equipo de esta manera podemos darnos cuentan de qué manera trabajar con el mismo y no tener pérdidas en el producto final como en nuestro caso se produjo la perdida de texapon, glicerina y cloruro en forma de grumos los mismos que se quedaron en la tubería de desfogue del equipo. El agitado de la glicerina y el texapon se lo debe realizar en forma manual hasta llegar a un estado parecido a la crema chantillí y una vez logrado esto debemos incorporarlo al equipo. Al diluir el cloruro debemos hacerlo en poca cantidad sin que se forme grumos una vez alcanzado debemos aumentar paulatinamente la cantidad del mismo hasta lograr la cantidad expresada en la técnica.
9. Aplicaciones: La agitación y mezcla es de las operaciones más comunes empleadas en los procesos químicos y en las industrias afines, es de importancia fundamental en: o Industria minera o Industria petrolera o Industria de alimentos o Industria farmacéutica o Industria de pulpa y papel o Otras o Limpieza y Lavandería. Para el aseo y el lavado doméstico y para las empresas comerciales de lavandería se destina elevado porcentaje del jabón que se fabrica. En la mayoría de las empresas de lavado de ropa se emplea agua ablandada y el lavado se realiza a alta temperatura. o Textiles. En la industria textil se emplean los jabones en las operaciones de lavado, remojo, enfurtido, impermeabilización, abrillantado y apresto. Alimentos. o En la elaboración de alimentos son extraordinariamente importantes las elevadas normas de limpieza. Los jabones se emplean para tener a los operarios y sus ropas en buen estado de limpieza, para limpiar el equipo, los locales en que se almacenan los alimentos y en muchos casos, para limpiar la superficie exterior de los productos sometidos a elaboración. Los jabones se usan para lavar las frutas y legumbres a fin de eliminar los insecticidas, la suciedad.
10. Referencias Bibliográficas: 10.1. Citas: 10.2. Bibliografía:
Brito, H. (2006). Texto Básico de Operaciones Unitarias I. Riobamba. 10.3 Internet:
Rivera, J. (20 de 08 de 2014). ELABORACION DE JABON . Recuperado el 26 de 05 de 2017, de ELABORACION DE JABON : http://132.248.89.6/sil/tripticos/LAVAMANOS.pdf Rivera, R. (23 de 10 de 2015). AGITACION Y MEZCLADO. Recuperado el 26 de 05 de 2017, de AGITACION Y MEZCLADO: http://www.dcne.ugto.mx/Contenido/revista/numeros/41/A4.pdf
11. Cuestionario: ¿Qué ingrediente brinda la consistencia propia del jabón líquido?
El texapon y la glicerina
Explique el proceso de saponificación. Se hierve la grasa en grandes calderas, se añade lentamente sosa cáustica( NaOH) y se agita continuamente la mezcla hasta que comienza a ponerse pastosa. La reacción que ha tenido lugar recibe el nombre de saponificación y los productos son el jabón y la lejía residual que contiene glicerina: grasa + sosa Jabón + glicerina Métodos: Primer método
En el primer método se produce la saponificación directamente sobre la grasa, se hace reaccionar el álcali con la grasa, y se obtiene el jabón y glicerina. Este método tiene como desventaja que es más difícil la separación de la glicerina y el jabón. Segundo método En este método primero se produce la ruptura química de la grasa, y se obtiene la glicerina y los ácidos grasos; éstos se separan antes. Luego se produce la sal del ácido graso y los alcalinos Variantes También se le suele agregar colorantes y perfumes, cargas (para abaratar el costo), glicerina.
12. Anexos: 12.1. Diagrama del Equipo Utilizado
ANEXO I
a)
CATEGORÍA DEL DIAGRAMA
NOTAS
a) Por aprobar
a) Diagrama del equipo utilizado
b) Por calificar
ESPOCH
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO
Elaborado por: Noveno Semestre de I ngeniería Química
c) Por certificar
ESCALA
FECHA
LÁMINA
1:1
31-05-2017
1
ANEXO II
a)
NOTAS
a) Agitación y mezclado del jabón b) Descarga del jabón
b)
CATEGORÍA DEL DIAGRAMA a) Por aprobar
b) Por calificar c) Por certificar
ESPOCH
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO
Elaborado por: Noveno Semestre de I ngeniería Química
ESCALA
FECHA
LÁMINA
1:1
31-05-2017
2
ANEXO II
a)
b)
CATEGORÍA DEL DIAGRAMA
NOTAS
a) Por aprobar
a) Agitación y mezclado del jabón
b) Por calificar
b) Descarga del jabón
ESPOCH
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO
Elaborado por: Noveno Semestre de I ngeniería Química
c) Por certificar
ESCALA
FECHA
LÁMINA
1:1
31-05-2017
2
ANEXO III
a)
NOTAS
CATEGORÍA DEL DIAGRAMA a) Por aprobar
a) Jabón envasado
b) Por calificar c) Por certificar
ESPOCH
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO
Elaborado por: Noveno Semestre de Ingeniería Química
ESCALA
FECHA
LÁMINA
1:1
31-05-2017
3
ANEXO III
a)
CATEGORÍA DEL DIAGRAMA
NOTAS
a) Por aprobar
a) Jabón envasado
b) Por calificar c) Por certificar
ESPOCH
AGITACIÓN Y MEZCLADO PARA ELABORAR JABÓN LÍQUIDO
Elaborado por: Noveno Semestre de Ingeniería Química
ESCALA
FECHA
LÁMINA
1:1
31-05-2017
3
RESUMEN Se realizó la agitación y mezclado para elaborar jabón líquido, esto se logró mediante la Operación Unitaria de agitación y mezclado haciendo uso del equipo turbo mezclador automático; logrando así obtener jabón líquido a 120 rpm en un tiempo aproximado de dos horas como podemos apreciar, esto se logró realizando el siguiente procedimiento: incorporando el texapon y la glicerina en un balde y agitándolo durante varios minutos con el taladro y hélice hasta que se obtuvo una crema tipo chantillí, se diluyó en 6 litros de agua destilada el cloruro y posteriormente se añadió esta disolución al turbo mezclador conjuntamente con la mezcla glicerina texapon, después de unos minutos adicionamos el aromatizante y colorante, al cabo de dos horas obtuvimos el jabón líquido deseado algo espumoso, después de 24 horas de reposo del jabón liquido en el tanque totalmente sellado, envasamos el producto el cual salió con características organolépticas agradables demostrando el éxito de la práctica.
DESCRIPTORES //MEZCLADO//AGITACIÓN//JABÓN//TURBO MEZCLADOR//REVOLUCIONES//
RESUMEN Se realizó la agitación y mezclado para elaborar jabón líquido, esto se logró mediante la Operación Unitaria de agitación y mezclado haciendo uso del equipo turbo mezclador automático; logrando así obtener jabón líquido a 120 rpm en un tiempo aproximado de dos horas como podemos apreciar, esto se logró realizando el siguiente procedimiento: incorporando el texapon y la glicerina en un balde y agitándolo durante varios minutos con el taladro y hélice hasta que se obtuvo una crema tipo chantillí, se diluyó en 6 litros de agua destilada el cloruro y posteriormente se añadió esta disolución al turbo mezclador conjuntamente con la mezcla glicerina texapon, después de unos minutos adicionamos el aromatizante y colorante, al cabo de dos horas obtuvimos el jabón líquido deseado algo espumoso, después de 24 horas de reposo del jabón liquido en el tanque totalmente sellado, envasamos el producto el cual salió con características organolépticas agradables demostrando el éxito de la práctica.
DESCRIPTORES //MEZCLADO//AGITACIÓN//JABÓN//TURBO MEZCLADOR//REVOLUCIONES//
