JABÓN CON ACEITES RECICLADOS Autores: Benavides Carhuapoma Wiilian Renzo Berrospi Rivera, Edward Alexis Escalante Mora Shirley Espinoza Vilches Luis Enrique Rázuri Malqui Kriss Estefany Romero Ochoa Pamela Romero Ramos Omar Trujillo Ramírez Frank Villavicencio Alarcón Alejandro Profesor: JOSE ISAAC GAMARRA GOMEZ
Escuela de Ingeniería Ambiental Lima, 2011
INTRODUCCIÓN
El aceite doméstico es utilizado con mucha frecuencia para la comida que a diario consumimos, es por ello que el consumo de este producto es muy alto. El reciclado de aceites es de suma importancia ya que siempre se arroja al sumidero o al suelo generando contaminación en el agua y el suelo, asimismo también es importante darle un uso al aceite reciclado que podría ser usado en el proceso de elaboración de biodiesel o jabones, teniendo en cuenta estas dos opciones para la reutilización de aceite reciclado se optó por el jabón, de esta manera se logrará reciclar y reutilizar el aceite ya utilizado en otras actividades permitiendo con ello la reducción del impacto por parte de este contaminante. Para poder hacer el jabón los componentes pasan por una serie de procesos para lograr que al ser usado por las personas no cause ningún daño a la salud, se tiene en cuenta que la elaboración de jabón a base de aceite reciclado genera contaminación, pero es menor que cuando se arroja en lugares no apropiados, esto demuestra claramente que hacer uso del reciclado de aceites para la realización de jabón es de gran ayuda para el medio ambiente, asimismo no necesita de elevadas sumas de dinero para su producción, lo que quiere decir que económicamente es beneficioso para hacer negocio y no requiere de grandes conocimientos.
Historia del jabón “La
fabricación de jabones para la limpieza es conocida hace muchos siglos y se encuentra relatada en las crónicas de los primitivos historiadores. Plinio dice que los Galos fabricaban jabón con grasa de cabra y cenizas de madera. En el curso de las excavaciones de Pompeya fue descubierto un local con caldearas de cocción y cierta cantidad de jabón que se conservó durante casi 2000 años enterrado bajo la cenizas volcánicas. Se cree que los romanos aprendieron de los griegos la fabricación del jabón. El vocablo jabón se deriva de la palabra sapo. En Marsella se fabricaba jabón en el siglo IX. En el siglo XIV los españoles y los italianos fueron los principales fabricantes de jabones. Los jabones hechos en Marsella eran de excelente calidad, fabricados con aceite de oliva y alcalí de las cenizas de madera y de algas marinas. Castilla, región de España, dio su nombre a los jabones de aceite de oliva que en aquella época allí se hacían. La fabricación del jabón fue introducida en Inglaterra probablemente en el siglo XIV, y las primeras patentes relativas a dicha industria fueron otorgadas en 1622. En 1791 ocurrió un cambio radical en la saponificación, al descubrir el químico francés Leblanc, un proceso para fabricar carbonato sódico partiendo de la sal común. Esto hizo innecesario el uso de las lejías procedentes de las cenizas de madera. Chevreul, en 1823, por su estudio de la estructura de las grasa, explico la naturaleza de la acción química que se verifica al reaccionar las grasas y los Álcalis para formar el jabón. Estas investigaciones dieron por resultado la recuperación de la glicerina de las lejías saponificadas. Los métodos saponificados permanecieron inalterados durante muchos años, aunque el aceite de coco y la colofonia fueron agregados a la lista de materias primas. Cuando en Norteamérica se fabricaron jabones por primera vez, se emplearon los métodos ingleses. El rápido proceso realizado por la industria de los siglos XIX y XX poco cambio la fabricación del jabón; la mayor parte del que se produce hoy en el mundo se hace aun en calderos por tareas, y hasta hace pocos años se ha empezado a emplear el proceso continuo para fabricar jabón. 1
Propiedades del jabón Los jabones presentas tres principios importantes en cuanto a sus propiedades: 1. Acción mecánica 2. Acción térmica 3. Acción química En la acción mecánica se aplica la fuerza ya sea manual y por medio de un electrodoméstico. La acción térmica utiliza agua caliente y esta benéfica al ablandamiento de las manchas y permite que se produzca la acción química. En la acción química el agua caliente que utilizamos tiene como característica la tensión superficial, esta es la fuerza que atrae moléculas que forman gotas en el vidrio y las telas retrasando la humidificación en las superficies. Es por ello que para permitir que el agua humedezca las superficies las sustancias química actúan como tensioactivos. Ahora bien, para realizar la limpieza la tensión superficial debe reducirse, para permitir que el agua se difunda sobre la superficie a limpiar y la humedezca, las sustancias químicas encargadas de esta acción son conocidas como “tensioactivos”.
Usos del jabón El jabón, es un producto que nos ha acompañado y nos acompaña todos los días, para el cuidado de la piel, ha o largo del tiempo ha ido tomando distintas variedades, una vez que se ha conocido como actúa sobre los diferentes tipos de piel. Su uso más importante es que cumpla con sus funciones primordiales, de limpiar la superficie cutánea, barriendo con las células muertas y los agentes externos que permanezcan en su superficie. Actualmente el jabón es utilizado por la cosmética natural y la ecología, como un modo de contribuir al mismo tiempo con la belleza, la salud y la preservación del medio ambiente.
FLUJOGRAMA
PROCESOS EN LA ELABORACION DE JABONES CON ACEITE USADO DOMESTICO (Explicación)
Proceso de filtración En este proceso se separa los sólidos que quedan en el aceite que son mayormente residuos de alimentos. El aceite es filtrado con un papel de filtro en el cual solo queda el aceite en un recipiente y en el papel quedan los residuos sólidos. El aceite extraído es usado para el proceso saponificación del jabón.
Proceso de reacción En este proceso se hace la solución del hidróxido de sodio con agua para formar la solución la cual favorece al proceso de jabón y se usa en la saponificación, ya que el agua y el aceite no se mezclan, este proceso es importante y uno tiene que tener mucho cuidado del manejo de este material por su peligrosidad en las personas.
Proceso de saponificación Este proceso es una hidrólisis de las sustancias grasas (aceite) en presencia de suficientes cantidades de hidratos alcalinos (NaOH) en solución (Agua), lo cual hace que los ácidos grasos que se liberan de los glicéridos se combinan con el álcalis, el cual produce jabones de tales ácidos; y queda en solución la glicerina, pero como se usa aceites queda una gran parte de jabón y muy poca glicerina.
Proceso de Evaporación del Hidróxido de Sodio Este proceso es el que ocupa más tiempo ya que una vez juntado el jabón y la esencia para hacer uso del jabón demora un tiempo de 1 mes aproximadamente para que el hidróxido de sodio acumulado en el jabón se volatilice y pueda ser usado.
MATERIALES 03 Baldes plásticos de 10 litros - 01 balde para el aceite - 01 balde para el agua - 01 balde para la mezcla del aceite + agua 01Cucharon de madera - Se utiliza para la homogenización de la mezcla y luego de la reacción de saponificación 01 par de medias pantis - Se utiliza para la filtración del aceite usado 01 molde - Empleado para darle la forma al jabón Esencia - Para darle un aroma agradable al jabón 1kg NaOH (soda caustica) - Se usa para la modificación de los ácidos grasos 6 litros de agua 6 litros de aceite reciclado - Aceite usado ya filtrado.
BALANCE DE MATERIA Prácticas para el balance de materiales Balance de la Materiales reacción del agua y NaOH Para lograr la muestra en toneladas se hizo un análisis en el laboratorio el cual consistió del estándar para lograr el jabón casero. Materiales para la práctica: 3 vasos de precipitado de 250ml Balanza NaOH Agua Varilla
Se pesaron los 3 vasos para la práctica Vaso 1: 0.1030kg Vaso 2: 0.1090kg Vaso 3: 0.1030kg
De la estandarización 6000ml de agua
–
1000g de NaOH
Se tomo 150ml de agua -- 25g de NaOH se hicieron 3 muestras. De la cual se supo: Que “de cada 25g se pierde 5 g en la reacción Aproximadamente”
Balance de materiales en la reacción de NaOH y agua en 1TM
BALANCE DE ENERGIA Balance de la reacción del agua y NaOH La temperatura por la cual el agua estaba inicialmente es Ti=23ºC y la final es de Tf=60ºC teniendo: ΔT= Tf-Ti= 60º-23º= 37ºC
Suma de masas mNaOH = 80 650g mAgua =483 900g -------------------------mTotal =564 550g
Para hallar el Q= calor Q=m*Ce* ΔT Q=564 550g*4,18J/gºC*37ºC Q=87 313 303J
Para saber la Entalpia del NaOH se hace la conversión ΔHº = -1mol NaOH.40g de NaOH. 87 313 303J
------------------- --------------- = -43 304.8J de NaOH 1mol NaOH
80 650g
DETERMINACION DE LOS PELIGROS, RIESGOS E IMPACTOS AMBIENTALES Y SUS POSIBLES CONTROLES Proceso
Detalle
Aspecto
Saponi ficación
cierta cantidad de sosa caustica es añadida al contenedor, esta sosa lo que hace es provocar un vapor que es calentado y agitado para formar la saponificación En la reacción química y durante el secado el material libera gases tóxicos, en este caso NaOH
Contaminación Proceso en el cual se del aire generan gran cantidad de gases sin tratar y que tienen como principales componentes a compuestos orgánicos volátiles (VOCs) soluble y no soluble, amoniaco y dióxido de carbono, nocivos para el ser humano.
Evaporación o secado del Hidróxido de Sodio
Filtrado
Se filtra los residuos solidos que existen en el aceite reciclado
Salud humana y al medio ambiente
Impacto
Impacto negativo sobre el medio ambiente ya que esta sustancia es netamente toxica para las personas, debido a que es un químico muy fuerte, una persona con solo tener contacto con la sustancia o inhalarlo terminaría intoxicado.
No hay adición de productos químicos. En consecuencia, no hay modificación de la naturaleza de los productos tratados, punto muy importante cuando la meta es la reutilización de productos. En efecto, el único medio de separación es una barrera selectiva llamada membrana. Se trata de una pared delgada, de porosidad controlada, que permite separar moléculas en función de su tamaño.
Remediación y/o Soluciones Para evitar los olores provenientes de procesos de saponificación, se debe implar un absorbedor de gases seguido por un tanque contador entre aceites esenciales nebulizados y los gases remanentes del proceso de absorción. Para este proceso se debería implantar un sistema que transforme el vapor emanado por las barras de jabón por el periodo del secado, para que este vapor no afecte o contamine a la población, se podrían crear cámaras con ventilación q purifique el aire contaminado, así evitar posibles accidentes. Como no existe peligros ambientales no existe remediación alguna.
Aspectos, impactos, riesgos y remediación del hidróxido de sodio HIDROXIDO DE SODIO (NaOH) OPERACIONES UNITARIAS
ASPECTOS
Combustión
INHALACIÓN
RIESGOS
Inhalar bajos niveles de hidróxido de sodio en forma de polvos, neblinas o aerosoles puede producir irritación de la nariz, la garganta y las vías respiratorias. Inhalar niveles más altos puede producir hinchazón o espasmos de las v ías respiratorias superiores lo que puede producir obstrucción y pulso imperceptible; también puede ocurrir inflamación de los pulmones y acumulación de líquido en los pulmones. Productos
IMPACTOS
REMEDIACIÓN
Irritante y corrosivo
Favorecer la circulación de aire en las zonas de trabajo
INGESTIÓN
Sólido o líquido puede producir vómitos, dolor del pecho y del abdomen y dificultad para tragar. La lesión corrosiva de la boca, garganta, esófago y estómago ocurre muy rápidamente y puede causar perforación, hemorragia y reducción del diámetro del tracto gastrointestinal Reacciones quimicas
CONTACTO DIRECTO
Los recipientes deben estar cuidadosamente cerrados y debidamente etiquetados
Quemaduras graves
Puede causar quemaduras graves con ulceraciones profundas. El contacto con los ojos puede producir dolor e irritación, y en casos graves, opacidad del ojo y ceguera.
En lugar debe ser impermeable, con declive hacia una canaleta estanca, para recoger un posible derrame de soluciones de NaOH.
Biodegradabilidad Uno de los riesgos con el que corre el medio ambiente al crear jabones es el tiempo para que se comience a biodegradar este producto una vez que ya ha sido vertido a las aguas residuales. Para que un producto pueda ser biodegradable no tiene que tener el 90% de tensioactivos, para que así al ser eliminado a los 28 días empiece a biodegradarse.
Eutrofización Los jabones utilizan gran cantidad de fosfatos y estas al ser desechadas como agua residual afecta al mar. Esto sucede ya que el fosfato actúa como nutriente beneficiador solamente para las algas, como estas se reproducen con mucha rapidez y en gran número por la gran cantidad de fosfato en el mar, entonces se empiezan a descomponer absorbiendo gran cantidad de oxígeno. Este proceso no solo significa que se dé la eutrofización y la contaminación del agua, sino también la muerte de las especies marinas que necesitan del oxígeno en el mar para vivir. Para poder remediar esta situación riesgosa para el medio ambiente tenemos que comenzar por ponerle menos del 50% de polifosfatos a los jabones, se debe dar un uso a las algas como por ejemplo para abonos, esto porque tiene gran cantidad de nitrógeno.
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