SEGUNDO CAPÍTULO

Capítulo II

Funções técnicas e cálculo para processamento industrial

Este capítulo é dedicado às formulações e tabelas de uso prático, cotidiano e imediato, devendo estar sempre à mão para consulta e aplicação dos seus dados com eficiência e rapidez durante o processamento dos materiais.

2.1 – Constantes:

2.1.a – Constante de Baumé (Bé) = 145,88.

Utilizada para determinar o peso específico de soluções aquosas;

P = __145,88__       c = __145,88__

   (145,88 – n)         (145,88 + n)

onde n = graus Baumé; p = peso específico > água; c = peso específico < água.

2.1.b – Constante de saponificação comercial = 0,0716.

Aproximação por excesso de 0,04% a 0,5% pela média das gorduras comerciais.

Exemplo de utilização:

Para neutralizar 100 Kg de sebo, quanto é necessário de hidróxido de sódio (soda cáustica) comum encontrado no mercado?

Determina-se o índice de saponificação (I.S.), (ver1.3.b,cap.I).

Supondo que o índice obtido seja 198, teremos:

Multiplicando-se o valor obtido pela constante, o produto será a quantidade já em quilogramas de soda cáustica tecnicamente pura, ou seja:

(I.S.) = 198  pureza do produto = 96%

Assim, procedemos;

198 X 0,0716 = 14,1768---► 14,1768 X 100 = 1417,68---► 1417,68 ÷ 96 = 14,7675,

ou 14,80 kg (arredondamento sem risco).

Com esse valor obtido se determina a concentração da lixívia pretendida.

2.2 – Determinação de lixívias:

O que é a lixívia?

Quando dizemos que para neutralizar uma gordura ou óleo precisamos de 14,80 kg de soda cáustica, como no exemplo acima, devemos entender que essa “soda” não reage com o “óleo” simplesmente sendo adicionada e misturada. As “bases” são materiais alcalinos cujo potencial elétrico positivo é muito alto em relação a um ácido graxo (ácido fraco). Assim, quando entra em contato com um óleo ou gordura, a superfície reage com tanta energia que produz uma película (um filme) ao redor das “escamas” secas, como fosse um verniz protetor e não permite a continuação da reação que é interrompida por falta de contato.

Portanto, o modo correto para se obter uma reação completa, é abaixar esse potencial elétrico e aumentar a superfície de contato entre os materiais. Isso se consegue, simplesmente adicionando água às bases. Ocorre que a água em abundância permite uma reação de ótima eficácia porém, de baixo rendimento pois quanto mais “diluído” o potencial da soda mais lenta será a reação, além disso, o excesso de água produz um sabão de baixa qualidade e quase impossível de ter uma forma definida, pois “vira um mingau”.

Logo, a experiência de longos anos na produção de sabão, permitiu ao homem definir e quantificar a água conforme o produto que pretende apresentar.

Este aprendeu a produzir o sabão de grão (cap.1), fabricado com grandes quantidades de água adicionadas em várias etapas até a conclusão do sabão, para obter uma boa reação entre os materiais e, para eliminar a água e ainda aproveitar a glicerina, “salinizava” (colocava muito sal), por meio de várias lavagens do material na caldeira, chegando, por fim ao “grão”, sabão de alta qualidade e ótima durabilidade. Conheceu, também, a fabricação dos sabões reduzidos à pasta, produzidos com baixa quantidade de água e reação rápida que, para conseguir que esta seja completa, depende de mecanismos potentes que efetuem uma mistura íntima dos materiais e acabem produzindo sabão de alta qualidade.

E, finalmente, hoje se produz sabão por meio de equipamentos que recebem e eliminam a água e mesmo a glicerina, se interessar a separação desta do sabão produzido.

Assim, sabemos agora, que a água é um fator importante na fabricação do sabão e que “lixívia” é apenas uma solução alcalina, logo, iremos aprender abaixo em que quantidades ela melhor se adapta à produção para cada tipo de trabalho.

2.2.a – concentração das lixívias:

Determinar a quantidade de NaOH puro (100%) para o ácido graxo a ser neutralizado (proceder conforme 2.1.b).

Dividir o valor obtido pelo peso em gramas por litro de NaOH correspondente em graus Baumé (Bé) da tabela (2). O resultado será em litros.

Conforme valor acima, 14,1768 kg de NaOH (puro), teremos, para uma lixívia forte (38°Bé), conveniente para produzir um sabão de “pasta”:

Indo à tabela (2) na coluna que lemos (38°Bé), veremos seu correspondente em gramas por litro de solução de NaOH, 441g, portanto:

14,1768 ÷ 0,441 kg ≈ 32,1470 litros de lixívia

Observar que o resultado é fornecido em litros e precisamos trabalhar com (Kg).

Para a obtenção da quantidade em quilos localiza-se na mesma tabela o peso específico correspondente aos 38°Bé e multiplica-se pelo resultado acima, que foi fornecido em litros, assim se obterá os quilos necessários, como segue:

32,1470 X 1,352 = 43,4630 kg de lixívia de 38°Bé

1,352 = peso específico (p.e.) = densidade

Desse modo é possível a determinação da quantidade de lixívia em qualquer concentração para que se neutralize completamente um material graxo determinado.

É claro que os acertos virão apenas com a prática na fabricação, pois, somente depois de pronto e completamente curado um sabão, será possível a quem não está habituado a produzi-lo, verificar prováveis defeitos. Portanto, é aconselhável ao iniciante, produzir o mínimo possível em cada partida até saber, de fato, trabalhar com o sabão.

TABELAS AUXILIARES

Tabela 1

Densidades das soluções de NaCL (sal marinho)

SAL-NaCL	P.específico	SAL-NaCL	P.específico
1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 11%	1,0073 g/ml 1,0145 g/ml 1,0217 g/ml 1,0310 g/ml 1,0362 g/ml 1,0437 g/ml 1,0511 g/ml 1,0585 g/ml 1,0660 g/ml 1,0733 g/ml 1,0810 g/ml	12% 13% 14% 15% 16% 17% 18% 19% 20% 21% 22%	1,0886 g/ml 1,0962 g/ml 1,1038 g/ml 1,1115 g/ml 1,1194 g/ml 1,1273 g/ml 1,1352 g/ml 1,1431 g/ml 1,1511 g/ml 1,1593 g/ml 1,1676 g/ml

Na fabricação de sabões preparados a frio pelo processo de empaste, quando estes são feitos a partir da gordura de coco, palmiste ou babaçu, é interessante a aplicação desta tabela, pois esses materiais permitem grandes quantidades de água com sal sem perder a consistência e a boa aparência final.

Obs. – Esses produtos são sempre de qualidade inferior aos preparados com alta pureza das matérias primas sem adição de cargas (p.ex.água salgada). Também não se prestam para ser processados em equipamentos de compressão, possibilitam apenas o corte com facas ou arame em mesas próprias.

Tabela 2

Relação entre graus Baumé (Bé) e a densidade de concentração das lixívias de NaOH (soda cáustica) e KOH (potassa cáustica) por litro.

Graus (Bé)	Dens. P.e.	NaOH g	KOH g
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55	1,000 1,007 1,014 1,022 1,029 1,037 1,045 1,052 1,060 1,067 1,075 1,083 1,091 1,100 1,108 1,114 1,125 1,134 1,143 1,152 1,163 1,171 1,180 1,190 1,200 1,210 1,220 1,231 1,239 1,252 1,263 1,274 1,285 1,297 1,308 1,320 1,332 1,342 1,352 1,370 1,384 1,397 1,410 1,424 1,439 1,454 1,469 1,484 1,499 1,515 1,530 1,546 1,563 1,580 1,597 1,615	0 6 12 21 28 35 42 49 56 63 70 79 87 95 104 112 123 134 144 156 167 177 188 200 212 225 239 253 266 283 299 316 332 348 364 381 399 420 441 462 483 506 528 553 575 602 629 658 691 721 750	0 9 17 26 36 46 58 67 78 88 99 109 119 132 143 153 167 178 188 203 216 228 242 255 269 282 295 309 324 338 353 368 383 398 416 432 449 469 487 506 522 543 563 582 605 631 655 679 706 731 756 779 811 840 870 902

Destacamos as colunas correspondentes aos 38°Bé e 50°Bé porque, com o hábito, o Leitor perceberá que serão as mais usadas para referência prática.

Dispondo da tabela (2) acima e do peso molecular do óleo ou gordura é possível determinar a quantidade necessária para neutralizar qualquer tipo de graxo disponível.

Na tabela a seguir forneceremos os índices principais dos mais conhecidos materiais graxos.

Tabela 3

Índices principais dos óleos e gorduras mais comuns

Graxos	P.e.	I.S.	I.I.	Aparência	Obs.
Á.esteárico Oleína Linhaça Ó. Arroz Girasol Milho Soja Algodão Amendoim Rícino Oliva Palma B. porco Sebo boi Sebo ossos Palmiste Coco breu	0,910 0,900 0,935 0,927 0,925 0,922 0,926 0,925 0,919 0,967 0,917 0,945 0,934 0,947 0,9250,952 0,915 1,08	212 202 193 190 194 190 194 198 197 183 193 207 198 198 190 250 262 178	5 86 188 92 135 119 135 117 99 88 88 58 77 46 55 18 10 0	Branco Oleosa Amarelo Claro Amarelado Claro Amarelo Amarelo Claro Verde Verde Amarelo Branco Branco Pardo Branco Branco Amarelo	Agulhas Escura Secante Líquido Secante Semi/sec Líquido Líquido Líquido Líquido Líquido Sólido Sólido Sólido Sólido Sólido Sol.bril vítreo

P.e. = Peso específico

I.S. = Índice de saponificação

I.I. = Índice de iodo

Na tabela acima anotou-se o peso específico médio de várias amostras, o índice de saponificação mais alto de cada uma das amostras, o índice de iodo mais alto das mesmas amostras e a aparência orientou-se pela cor predominante em temperatura ambiente.

Os materiais tabelados acima têm predominância absoluta na fabricação de sabões e derivados, sendo reservado a outros que dela não constam algum tipo de trabalho específico ou regiões que escasseiam estes, como, por exemplo, o Japão que se especializou em produzir sabões e sabonetes de óleo de peixe.

Tabela 4

Quantidades de NaOH e KOH necessárias para neutralizar os principais graxos

(considerar hidróxidos tecnicamente puros)

Materiais graxos	I.S.	NaOH %	KOH %
Ácidos graxos do sebo Ácidos graxos do palmiste Ácidos graxos do coco Ácidos graxos do rícino Ácidos graxos da soja Ácido esteárico Oleína Linhaça Arroz Girassol Milho Soja Algodão Amendoim Mamona Oliva Palma Banha (porco) Sebo (bovino) Sebo (de ossos) Palmiste Coco Breu	205 260 266 188 199 212 202 193 190 193,5 191 192 194 193,5 181,5 192 199 195,5 198 191 248 253 178	14,70 18,63 19,06 13,44 14,25 15,18 14,45 13,80 13,60 13,83 13,64 13,70 13,86 13,83 12,97 13,70 14,20 13,96 14,14 13,64 17,70 18,07 12,70	20,50 26,02 26,62 18,80 19,90 21,20 20,20 19,30 19,00 19,35 19,10 19,20 19,40 19,35 18,15 19,20 19,90 19,55 19,80 19,10 24,80 25,30 17,80

2.3 – Peso molecular médio.

O peso molecular médio é facilmente obtido através do índice de saponificação (I.S.), pois o produto dos dois índices é 56.000. sendo assim, teremos:

(I.S.) X (P.M.) = 56.000

Exemplificando: - A gordura de coco tem o (I.S.) = a 262 segundo a tabela 3, portanto:

(P.M.) = 56.000 ≈ 214

262

Tabela 5

Peso molecular dos graxos mais comuns

Matéria graxa	P.M.	Material graxa	P.M.
Á. graxos – sebo Á. graxos – palmiste Á. graxos – coco Á. graxos – rícino Á. graxos – soja Ácido esteárico Oleína Linhaça Arroz Girasol Milho Soja	273 215 211 298 281 264 277 290 295 289 293 292	Algodão Amendoim Mamona Oliva Palma Banha (porco) Sebo (bovino) Sebo (ossos) Palmiste Coco Breu (claro)	289 289 309 292 281 286 283 293 226 221 315

Tabela com valores aproximados para uso prático

Uma observação importante é que o (P.M.) é determinado para um radical do glicérido e este está ligado a um álcool tribásico, portanto, temos três radicais, para efeito de cálculo do índice de saponificação (I.S.). O valor obtido na fórmula ou na tabela deve ser multiplicado por (3) no denominador da fórmula do (I.S.), ou considerar apenas uma molécula de hidróxido de potássio.

Conforme o cálculo do (I.S.) (1.3.b – pág. 20):

I.S. = 1g X 56g X 1.000 X 3

790g    ou  264 X 3 = 792 ≈ 790

logo, 1g x 56g X 1.000 X 3 = 212 = I.S.

264 X 3

Desprezar casas decimais.