PROCESSO INDUSTRIAL SABÃO

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PROCESSO INDUSTRIAL SABÃO
O processo de fabricação de sabão é uma das atividades industriais mais antigas de nossa civilização. Sua origem se remete a um período anterior ao século XXV a.C.. Nesses mais de 4500 anos de existência, a indústria do sabão evoluiu permitindo uma enorme experiência prática, além de estudos teóricos desenvolvidos por pesquisadores.
Basicamente, a indústria do sabão nasceu muito simples e os primeiros processos, segundo a história, misturavam se dois ingredientes: cinza vegetal, rica em carbonato de potássio, e gordura animal. O processo exigia um longo tempo de espera até que eles reagissem entre si. O que ainda não se sabia era que se tratava de uma reação química de saponificação, hoje em dia utilizado.
Os primeiros aperfeiçoamentos no processo de fabricação foram obtidos substituindo as cinzas vegetais pela lixívia rica em hidróxido de potássio, obtida passando água através de uma mistura de cinzas e cal. Porém, foi somente a partir do século XIII que o sabão passou a ser produzido em quantidades suficientes para ser considerada uma indústria. 
Até os princípios do século XIX, pensava-se que o sabão fosse uma mistura mecânica de gordura e álcali. Foi quando Chevreul, um químico francês, mostrou que a formação do sabão era na realidade uma reação química de saponificação.
O antigo processo a caldeira é usado principalmente pelas fábricas menores ou para produção especial e limitada. A medida que a tecnologia do sabão foi se modificando, introduziu-se a saponificação alcalina continua. Atualmente na indústria, o controle automático a computador permite que uma usina automatizada para a saponificação contínua permite que produza em 2h (300 ton/dia) que era obtida em 2 a 5 dias pelos métodos tradicionais.
O sabão basicamente é obtido de gorduras (de boi, de porco, de carneiro, etc) ou de óleos (de algodão, de vários tipos de palmeiras, etc.) e a base forte, como o hidróxido de sódio ou potássio (soda cáustica ou potássica). A hidrólise alcalina de glicerídeos é denominada, genericamente, de reação de saponificação (ilustração-3) porque, numa reação desse tipo, quando é utilizado um éster proveniente de um ácido graxo, o sal formado recebe o nome de sabão.
MATÉRIAS-PRIMAS DOS SABÕES 
As matérias-primas podem ser classificadas em três tipos: 
Graxas: constituídas de gordura animal (banha, sebo, óleos, etc.) ou de óleo vegetal. As gorduras e óleos industriais não são compostos pelo glicerídeo de um único ácido graxo, mas de uma mistura deles; 
Alcalinas: constituídas principalmente de hidróxido de sódio (soda cáustica) e hidróxido de potássio. Os sabões feitos com hidróxido de sódio são mais duros que os provenientes de potássio e, por isso mais indicados na lavagem de roupas e utensílios domésticos; 
Auxiliares: constituídas de cloreto de sódio (sal), silicato de sódio, carbonato de cálcio, barrilha, amido, açúcar, glicerina, amido, corantes e essências. O cloreto de sódio é utilizado como carga e para aumentar a dureza da barra. O carbonato de sódio (barrilha) atua como agente alcalinizante, sequestrante e, também, para aumentar a dureza da barra. O carbonato de cálcio é utilizado como carga em sabões opacos. Os silicatos alcalinos são agentes alcalinizantes, sequestrantes, dispersantes e antioxidantes. Os antioxidantes mais usados são o hipossulfito de sódio e BHT (butil hidroxi tolueno). Os carboidratos têm a finalidade de aumentar a transparência do sabão. Além destes materiais tem-se também: branqueadores óticos (trata-se de compostos que transmite uma coloração azul quando submetida a uma radiação ultravioleta e possui efeito cumulativo nas roupas), tensoativos (Alquil sulfonato de sódio, lauril éter sulfato de sódio,...), sequestrantes (EDTA, EHDP,) e dispersantes (tripolifosfato de sódio). Em virtude da solubilidade e a consistência dos sais de sódio dos diversos ácidos graxos serem consideravelmente diferentes entre si, os fabricantes de sabão devem escolher a matéria-prima de acordo com as propriedades que desejarem, não deixando de levar em consideração o preço de mercado e a qualidade que se deseja para o produto.
Fluxograma Sabão em Barra
 Nesse processo, as gorduras e óleos vegetais fundidas e quentes e o catalisador de zinco são todos injetados no fundo do hidrolisador a 252°C e 41 atm são continuamente hidrolisados com água quente a alta pressão, dela são retirados ácidos graxos no topo e glicerina no fundo, esta glicerina formada no processo de saponificação é separada evaporada e purificada para outros meios de utilização. A fase com os ácidos graxos no topo do hidrolisador é seca mediante a vaporização da água e purificados mediante destilação a vácuo e são encaminhado para um reator contínuo onde ocorre a neutralização com soda cáustica. As operações de neutralizam transformam, então a massa quente no produto final desejado, o sabão. O sabão bruto é descarregado, a 200°F (93°C), num tanque de homogeneização, lentamente agitado, para eliminar desigualdades de neutralização. Neste ponto, o sabão contém de 0,002 a 0,10% de NaOH, de 0,3 a 0,6% de NaCl e cerca de 30% de H2O. Este sabão pode ser extrudado, moído, reduzido a flocos ou atomizado, conforme o produto que se deseja.
Para sabão em barra, a massa é resfriada em prensas de arrefecimento, cortada no tamanho desejado e estampada. Para sabão em pó, a massa é tratada com uma mistura de perfumes, um ligeiro excesso de óleos graxos e corantes, secada a vácuo e resfriada; o sabão seco é, então, homogeneizado para produzir vários graus de fineza, conforme o interesse. Ar pode ser introduzido na massa para criação de um produto mais leve; aditivos especiais, como derivados do xilenol, podem ser adicionados para um efeito desodorante e desinfetante.
Operações necessárias para a produção de sabão:
 Saponificação: O processo de saponificação tem início com o carregamento das matérias primas (gorduras líquidas e soda) é efetuado em um recipiente de ferro, circular ou retangular com fundo inclinado para um tubo central de descarga. A reação é exotérmica e autocatalítica. A gordura (triglicerídeo) é atacada pelo álcali, liberando glicerina e ácidos graxos os quais são neutralizados pela soda formando o sabão.
Semi-Cotura: Consiste na fervura da massa com excesso de álcali para garantir uma saponificação completa, evitando deste modo, a formação de blocos de gordura ou soda que possam permanecer sem reagir. 
Refino: Consiste na separação da massa em duas fases imiscíveis de sabão e glicerina respectivamente; o processo baseia-se na enorme diferença de solubilidade dos componentes da massa em salmoura. O sabão fica na superfície devido a sua menor densidade em relação à solução de salmoura e glicerina (lixívia), a qual é separada pelo fundo do recipiente. Por processos especiais a glicerina é recuperada, tendo vários destinos de acordo com a sua qualidade.
Dinamite: A lavagem com salmoura é repetida tantas vezes quantas forem necessárias para obter-se o teor de sabão desejado. O processo tradicional de refino acima descrito tornou-se anti-econômico e obsoleto para as grandes indústrias. Modernamente utiliza-se um processo no qual a solução de salmoura percorre em contracorrente a mistura que contém sabão, numa torre de lavagem. À medida que progride, a solução de salmoura se enriquece em glicerina. 
Descanso e Acabamento: O sabão processado contém um elevado teor de sal dissolvido na sua massa. Adiciona-se uma pequena quantidade de água e deixa-se o produto descansar por 24 a 48 horas. Com o descanso, o conteúdo do recipiente de ferro separa-se em três camadas - Superior: Sabão de boa qualidade, alta viscosidade e aspecto claro, contendo até 65% sabão. - Central: Fluido salgado, escuro contendo até 40% sabão. É chamado de borra. -Inferior: Líquido salgado e alcalina denominada lixívia da borra.
 Tratamentos Posteriores: A camada superior de boa qualidade é separada e de acordo com sua coloração é destinada à fabricação de sabão em pedra comum, escamas ou em pó ou a fabricação de sabonetes.• Sabão Comum: São adicionados à massa ainda fluída alguns agentes antirancificantes, enchimentos e corantes e após homogeneização são resfriados em forma de grandes placas as quais são cortadas. Os sabões resultantes são cunhados e embalados. 
• Sabão em Escamas: A massa base adicionada de antirancificantes e agentes óticos é cilindrada e as raspas são prensadas na forma de escamas. 
• Sabão em Pó: Ao sabão pastoso adicionam-se substâncias com propriedades características como anticorrosivos e tampões (silicato de sódio), alcalinizantes (barrilha), detergentes auxiliares e amolecedores de água (fosfatos), enchimento (sulfato de sódio) e outros. A massa é homogeneizada à quente e injetada sob pressão através de bicos atomizadores em uma torre onde em contracorrente sobe ar quente. As gotas atomizadas à Sabão e Detergentes à medida que caem, secam e transformam-se em grânulos, os quais são recebidos na parte inferior da torre, sendo a seguir peneirados, perfumados e embalados. 
• Sabonete: A massa fluida passa por um secador de onde saem em forma de raspa, que após adição de antirancificante é compactada na forma de macarrões. Em um misturador, de acordo com o tipo de sabonete são adicionados à massa base corantes, perfumes, agentes óticos e bactericidas. A massa resultante passa por cilindros onde é homogeneizada e extrusada, cortada em sabonete os quais são prensados e estampados e a seguir embalada.
 
SUBPRODUTO: GLICERINA
A glicerina (ou glicerol) é um subproduto da fabricação do sabão. Por esse motivo, toda fábrica de sabão também vende glicerina. Ela é adicionada aos cremes de beleza e sabonetes, pois é um bom umectante, isto é, mantém a umidade da pele. Em produtos alimentícios ela também é adicionada com a finalidade de manter a umidade do produto 
A glicerina, por exemplo interagem com a superfície do material que se deseja umectar (pele, cabelo, produto alimentício) e também com a água. A interação com a água ocorre por meio de pontes de hidrogênio 
Outra utilidade da glicerina é na fabricação do explosivo conhecido como nitroglicerina.
DIFERENÇAS ENTRE SABÃO E DETERGENTES:
Os detergentes formados por sulfatos e sulfonados são mais eficazes que os sabões em água dura devido ao fato de os correspondentes sais de cálcio e magnésio serem solúveis.
	Sendo os detergentes sais de ácidos fortes, produzem soluções neutras, ao contrário dos sabões que, por serem sais de ácidos fracos, originam soluções levemente alcalinas.
	Os sabões, por possuírem gorduras não saponificáveis, agridem menos a pele. Os detergentes quando utilizados para a lavagem de louças, retiram, inclusive, a gordura natural presente nas mãos de quem o utiliza, causando o ressecamento da pele e a maior suscetibilidade a irritações da mesma.
A grande vantagem na utilização do sabão está no fato deste ser sempre 
biodegradável e de ser produzido a partir de matéria-prima renovável - os óleos e 
as gorduras.
QUANDO O SABÃO NÃO DESENGORDURA? 
O sabão apresenta problemas em dois casos:
1)Quando a água utilizada tem caráter ácido, desloca o equilíbrio da reação química:
Essa reação favorece a formação do ácido graxo, que forma a gordura observada em tanques, pias e banheiras.
2) Quando a água usada é dura, isto é, contém cátions metálicos, Ca2+ e Mg2+ , que precipitam o sal de sabão:
Os sais de cálcio e/ou magnésio dos ácidos graxos são insolúveis e formam as incrustações nos tanques, pias e banheiras.
O sabão tem, sobre os detergentes, as seguintes vantagens: é fabricado a partir de matérias-primas renováveis (óleos e gorduras), é biodegradável, é mais barato, é atóxico. Nos cursos d’água é degradado por microorganismos existentes na água e evita-se a poluição.
https://www.catalisajr.com.br/single-post/2017/05/31/A-producao-industrial-de-sabao
http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840855/LOQ4023/apostila6Detergentes2009%5B1%5D.pdf
http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840855/LOQ4023/apostila6Detergentes2009%5B1%5D.pdf