Como mostramos en la descripción de las aplicaciones del detergente, se mostraba en diferentes campos y uno de ellos era la industria petroquímica.
Durante los últimos quince o diez años aproximadamente los combustibles han evolucionado, de ser meramente energía a ser energía con función detergente para el motor. En este tiempo marcas automovilísticas y empresas petroquímicas colaboran con el fin de perfeccionar el uso del motor con las gasolinas.
Unos de los puntos era y sigue siendo el tiempo de vida del motor, y aquí aparece el efecto detergente como principal arma. El efecto detergente se manifiesta destruyendo los depósitos de carbono del motor y evita los problemas que crean los depósitos de materiales sobrantes que se acumulan en el sistema de conducción.
Marcas como BP, en relación con el efecto detergente y el efecto anticorrosión, afirma una capacidad limpiadora del 50 por ciento en referencia a la misma gasolina en otras marcas. Más allá de la competencia entre marcas,la capacidad del efecto detergente llega como reacción en cadena a otros aspectos mecánicos como son la mejor conservación de las válvulas, filtro de partículas en los tubos de escape o mejor rendimiento mecánico en referencia a la plena entrega de potencia del motor.
Todas estas mejoras de las gasolinas influyen en el consumidor directamente en su bolsillo porque a la larga el vehículo sufrira menos visitas o mejor dicho un tiempo de visita mayor entre revisión y revisión.
domingo, 28 de diciembre de 2008
miércoles, 24 de diciembre de 2008
La Española Cepsa busca elaborar insumos para detergentes en Perú
La Compañía Española de Petróleos (Cepsa) está interesada en instalar una planta petroquímica en el Perú a base de residuales de petróleo para producir Alquibenceno Lineal (LAB), materia prima que se utiliza en la fabricación de detergentes biodegradables, informó el ministro de Energía y Minas, Juan Valdivia.
Cepsa se mostró interesada en iniciar conversaciones con Petroperú para ver la posibilidad de utilizar los residuales que produce la petrolera estatal.
Con plantas en España, Canadá y Brasil, Petresa, que es filial del Grupo Cepsa, es líder mundial en la fabricación de LAB con una capacidad de producción de 560 mil toneladas anuales.
La compañía española ya tiene presencia en el sector hidrocarburos peruano tras haber adquirido el año pasado el 80% de los derechos de exploración en el Lote 127 a Loon Perú, filial de la canadiense Loon Energy.
También ha negociado con otras empresas para adquirir participación en otros lotes en la Cuenca Ucayali.
Valdivia indicó que muchas empresas españolas están interesadas en proyectos de generación de energía eólica, como Iberdrola, y espera que en los próximos meses se puedan dar anuncios importantes.
lunes, 1 de diciembre de 2008
Precaución con los detergentes
Como se ha venido explicando durante el transcurso del blog los detergentes evolucionan en el siglo XX después de la segunda guerra mundial. A lo largo de los años la implantación de los detergentes es muy aceptada,pero que lleva como desventajas, una medioambiental y otra perjudicial en el desarrollo de fármacos,últimamente observada estos últimos años.
Por este motivo se recomienda que se evite el uso de detergentes antibacterianos en el hogar. Como consecuencia muchos antibióticos y fármacos utilizados para combatir enfermedades muy peligrosas, ya no son tan eficaces como lo eran antes. El uso habitual del detergente bactericida incrementa la resistencia de los gérmenes a la acción de los antibióticos utilizados en un tratamiento médico.
Por ejemplo el triclosán,que es una sustancia que la mayoría de los detergentes bactericidas contienen,destruye enzimas de la membrana celular de las bacterias,lo que les imposibilita su reproducción.
Aunque la mayoria de los detergentes son `llamados´ bactericidas, no son solo esto,además matan virus por tanto son tambien microbicidas.
Estas precauciones pueden no servir de mucho ya que la expansion del mercado a Asia lleva a seguir fabricandolos ,debido a su coste y repercusion social en paises en vias de deasarrollo.
Por este motivo se recomienda que se evite el uso de detergentes antibacterianos en el hogar. Como consecuencia muchos antibióticos y fármacos utilizados para combatir enfermedades muy peligrosas, ya no son tan eficaces como lo eran antes. El uso habitual del detergente bactericida incrementa la resistencia de los gérmenes a la acción de los antibióticos utilizados en un tratamiento médico.
Por ejemplo el triclosán,que es una sustancia que la mayoría de los detergentes bactericidas contienen,destruye enzimas de la membrana celular de las bacterias,lo que les imposibilita su reproducción.
Aunque la mayoria de los detergentes son `llamados´ bactericidas, no son solo esto,además matan virus por tanto son tambien microbicidas.
Estas precauciones pueden no servir de mucho ya que la expansion del mercado a Asia lleva a seguir fabricandolos ,debido a su coste y repercusion social en paises en vias de deasarrollo.
¿Por qué limpian los jabones y detergentes?
La eficacia limpiadora de los jabones y los detergentes descansa en tres principios basicos:
- Acción mecánica
- Acción térmica
- Acción química
Las dos primeras acciones son muy sencillas de entender, la fuerza mecánica que aplicamos al lavar, tanto sea a mano, como por medio de algún electrodoméstico (Lava vajillas, Lavarropa, etc), La acción térmica que entra al juego al utilizar agua caliente para realizar el lavado, el calor favorece el ablandamiento de las manchas y facilita la acción química.
La acción química es la más importante de las tres y además es la requiere una explicación un tanto más detallada.
Todos los líquidos, entre ellos el agua que usamos para limpiar, cuentan con una característica fundamental conocida como tensión superficial, la tensión superficial es una fuerza de atracción mutua entre las moléculas que forman el liquido, esto causa que el agua forme gotas sobre los materiales como vidrio y telas, esto retrasa el humedecimiento de las superficies e inhibe el efecto de limpieza.
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”.
Además los tensioactivos realizan otras importantes tareas en la limpieza: como aflojar, emulsionar y mantener en suspensión las manchas hasta que puedan enjuagarse.
Tanto jabones como detergentes están formados por moléculas que tienen un extremo que es atraído por el agua y otro extremo que es atraído por las grasas de la suciedad.
Resumen
Entonces durante un proceso normal de lavado de (por ejemplo) una tela con manchas grasas, el efecto de los jabones y detergentes es el siguiente, la acción química causa fuerzas opuestas entre el agua y la grasa, que afloja y mantiene en suspensión la mancha, la acción térmica ayuda a disolver la grasa de la mancha y la acción mecánica aplicada a mano o por el electrodoméstico, termina por liberar completamente la mancha de la tela.
- Acción mecánica
- Acción térmica
- Acción química
Las dos primeras acciones son muy sencillas de entender, la fuerza mecánica que aplicamos al lavar, tanto sea a mano, como por medio de algún electrodoméstico (Lava vajillas, Lavarropa, etc), La acción térmica que entra al juego al utilizar agua caliente para realizar el lavado, el calor favorece el ablandamiento de las manchas y facilita la acción química.
La acción química es la más importante de las tres y además es la requiere una explicación un tanto más detallada.
Todos los líquidos, entre ellos el agua que usamos para limpiar, cuentan con una característica fundamental conocida como tensión superficial, la tensión superficial es una fuerza de atracción mutua entre las moléculas que forman el liquido, esto causa que el agua forme gotas sobre los materiales como vidrio y telas, esto retrasa el humedecimiento de las superficies e inhibe el efecto de limpieza.
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”.
Además los tensioactivos realizan otras importantes tareas en la limpieza: como aflojar, emulsionar y mantener en suspensión las manchas hasta que puedan enjuagarse.
Tanto jabones como detergentes están formados por moléculas que tienen un extremo que es atraído por el agua y otro extremo que es atraído por las grasas de la suciedad.
Resumen
Entonces durante un proceso normal de lavado de (por ejemplo) una tela con manchas grasas, el efecto de los jabones y detergentes es el siguiente, la acción química causa fuerzas opuestas entre el agua y la grasa, que afloja y mantiene en suspensión la mancha, la acción térmica ayuda a disolver la grasa de la mancha y la acción mecánica aplicada a mano o por el electrodoméstico, termina por liberar completamente la mancha de la tela.
viernes, 14 de noviembre de 2008
JABONES Y PRODUCTOS DERIVADOS
Los jabones, derivados de los aceites y grasas naturales, son los surfactivos clásicos. El jabón se ha utilizado al menos desde los tiempos bíblicos y, aunque su uso ha declinado desde la II Guerra Mundial, se emplea aún para hacer la mayoría de las pastillas de tocador del mundo y, en los países subdesarrollados, las barras de jabón duro son aún los productos más importantes empleados para el lavado de la ropa. También una proporción sustancial del polvo de lavado de ropa empleado en la Gran Bretaña está basada en el jabón.
Los aceites y grasas naturales son mezclas de triglicéridos, es decir, glicerina esterificada con ácidos grasos. Los jabones son las sales de estos ácidos grasos y se producen por saponificación de los triglicéridos con álcalis, normalmente, hidróxido sódico.
Las materias primas más importantes para fabricar jabón son el sebo y el aceite de coco. Se emplean también otros materiales como el aceite de palma y aceite de palmiste. Si es preciso, los aceites pueden tratarse antes de la saponificación, por ejemplo, decolorarse con tierra de batán para eliminar impurezas coloreadas o, en el caso de aceites con un elevado contenido en triglicéridos no saturados, hidrogenarse parcialmente para mejorar el color y la estabilidad.
1. Saponificación
Un proceso satisfactorio de fabricación de jabón no debe sólo saponificar los glicéridos, sino también producir el jabón con un contenido bajo de agua, separar las impurezas coloreadas y separar la glicerina subproducto de tal forma que pueda recuperarse convenientemente.
El método clásico, elaborado durante muchos años y todavía en uso para producir una cantidad significativa del jabón del mundo, entraña el tratamiento de grasa con hidróxido sódico en calderas abiertas equipadas de calefacción a vapor y con dispositivos para la separación de fases.
Hay numerosas variantes de este tipo de proceso, todas ellas consumen mucho tiempo, a causa del gran número de operaciones secuenciales y de los largos tiempos de decantación requeridos. Se ha desarrollado un conjunto de procesos continuos más rápidos, que en muchos casos han desplazado al método de la caldera. Algunos se asemejan en fundamento al método de la caldera, y comprenden la saponificación alcalina y la separación de fases mediante sal. Otros utilizan un procedimiento completamente distinto, a saber la hidrólisis a alta temperatura (sobre 250 ºC) y alta presión (4-5*106 N/m2) de las grasas con agua en reactores tubulares en contracorriente, separación de los ácidos grasos brutos resultantes de la solución acuosa de glicerina, purificación de los ácidos grasos por destilación y neutralización de los ácidos grasos purificados con hidróxido sódico u otro álcali.
2. Preparación de productos determinados con jabón
Jabón de tocador:
El jabón neto procedente de la saponificación contiene sobre el 30% de agua. El contenido en agua se reduce al 12%. Después se añaden aditivos menores como por ejemplo: perfumes, agentes conservantes como ácido etilendiamino-tetracético, blanqueantes como TiO2, o colorantes, y en algunos casos germicidas. Se mezcla todo de manera que quede homogéneo. Los jabones de tocador contienen normalmente de 20-50% de jabón de aceite de coco y 50-80% de jabón de sebo, y pueden contener también hasta el 10% de ácido graso no neutralizado. El jabón de aceite de coco, más caro, es necesario para dar un producto con buena espuma y propiedades de disolución satisfactorias. Recientemente se han desarrollado pastillas de tocador basadas en surfactivos sintéticos, con sales solubles en calcio y magnesio y se utilizan en una extensión significativa en algunas áreas del mundo.
Jabones en polvo para lavado de ropa:
Las formulaciones típicas constan de jabón sódico, perborato sódico, silicato sódico y pequeñas cantidades de reforzadores de espuma, carboximetilcelulosa sódica, agentes fluorescentes de blanqueado, perfumes y agua. Pueden también estar presentes carbonato sódico y/o fosfatos sódicos. Estos productos dominaron una vez el mercado del lavado de ropa, pero ahora han sido desplazados casi por completo en la mayoría de los mercados del mundo por productos basados en alquilbencenosulfonatos. Una notable excepción ocurre en Gran Bretaña, donde los jabones en polvo todavía tienen una importante proporción del mercado del lavado de ropa.
Otros usos de los jabones:
Los jabones han sido desplazados por los surfactivos sintéticos en muchas aplicaciones, aunque todavía se emplean, por ejemplo, en acabado textil, polimerización en emulsión, cosmética, pulimentos y pinturas de emulsión.
3. Algunos problemas asociados con los productos con jabón
Aunque los productos basados en el jabón son altamente satisfactorios en muchos aspectos, presentan un conjunto de desventajas, de las cuales la más familiar es el cortado indeseable que se produce cuando se utilizan con aguas duras.
La disponibilidad y, en consecuencia, el precio de los aceites y grasas naturales varía de forma no previsible, en muchos casos los suministros no pueden aumentarse con facilidad.
La distribución de longitudes de cadena de los ácidos grasos naturales disponibles al formulador de productos detergentes es bastante limitada. La mayoría de los aceites y grasas tienen distribuciones de longitud de cadena con un máximo de a C12 o C16/18 y si una operación particular de detergencia requiere, por ejemplo, una distribución C14-16, tal jabón sencillamente no podría producirse económicamente a partir de materias primas naturales.
Las reservas de grasas y aceites en Estados Unidos son inadecuadas para proporcionar las materias primas de las cantidades de jabón que serían precisas. Si el jabón se empleara para sustituir la producción anual de 2.6 billones de kilogramos de detergente, haría falta alrededor de 1 billón de toneladas de sebo. El uso de cantidades tan elevadas de sebo haría entrar en competencia a los fabricantes de jabón por esta sustancia, que ahora se dirige hacia las reservas alimenticias mundiales.
Las prestaciones de jabón en los millones de máquinas lavadoras diseñadas en Estados Unidos son marcadamente inferiores que las de los detergentes. Dichas máquinas fueron específicamente ideadas para utilizar detergentes. El jabón es totalmente inadecuado para los lavavajillas automáticos.
Todas estas y otras razones han contribuido a que declinen los productos del jabón. El empleo de surfactivos sintéticos basados en materias primas petroquímicas económicas y fácilmente disponibles, y más efectivos que los jabones en muchas aplicaciones, ha crecido a un ritmo considerable desde la II Guerra Mundial.
Los aceites y grasas naturales son mezclas de triglicéridos, es decir, glicerina esterificada con ácidos grasos. Los jabones son las sales de estos ácidos grasos y se producen por saponificación de los triglicéridos con álcalis, normalmente, hidróxido sódico.
Las materias primas más importantes para fabricar jabón son el sebo y el aceite de coco. Se emplean también otros materiales como el aceite de palma y aceite de palmiste. Si es preciso, los aceites pueden tratarse antes de la saponificación, por ejemplo, decolorarse con tierra de batán para eliminar impurezas coloreadas o, en el caso de aceites con un elevado contenido en triglicéridos no saturados, hidrogenarse parcialmente para mejorar el color y la estabilidad.
1. Saponificación
Un proceso satisfactorio de fabricación de jabón no debe sólo saponificar los glicéridos, sino también producir el jabón con un contenido bajo de agua, separar las impurezas coloreadas y separar la glicerina subproducto de tal forma que pueda recuperarse convenientemente.
El método clásico, elaborado durante muchos años y todavía en uso para producir una cantidad significativa del jabón del mundo, entraña el tratamiento de grasa con hidróxido sódico en calderas abiertas equipadas de calefacción a vapor y con dispositivos para la separación de fases.
Hay numerosas variantes de este tipo de proceso, todas ellas consumen mucho tiempo, a causa del gran número de operaciones secuenciales y de los largos tiempos de decantación requeridos. Se ha desarrollado un conjunto de procesos continuos más rápidos, que en muchos casos han desplazado al método de la caldera. Algunos se asemejan en fundamento al método de la caldera, y comprenden la saponificación alcalina y la separación de fases mediante sal. Otros utilizan un procedimiento completamente distinto, a saber la hidrólisis a alta temperatura (sobre 250 ºC) y alta presión (4-5*106 N/m2) de las grasas con agua en reactores tubulares en contracorriente, separación de los ácidos grasos brutos resultantes de la solución acuosa de glicerina, purificación de los ácidos grasos por destilación y neutralización de los ácidos grasos purificados con hidróxido sódico u otro álcali.
2. Preparación de productos determinados con jabón
Jabón de tocador:
El jabón neto procedente de la saponificación contiene sobre el 30% de agua. El contenido en agua se reduce al 12%. Después se añaden aditivos menores como por ejemplo: perfumes, agentes conservantes como ácido etilendiamino-tetracético, blanqueantes como TiO2, o colorantes, y en algunos casos germicidas. Se mezcla todo de manera que quede homogéneo. Los jabones de tocador contienen normalmente de 20-50% de jabón de aceite de coco y 50-80% de jabón de sebo, y pueden contener también hasta el 10% de ácido graso no neutralizado. El jabón de aceite de coco, más caro, es necesario para dar un producto con buena espuma y propiedades de disolución satisfactorias. Recientemente se han desarrollado pastillas de tocador basadas en surfactivos sintéticos, con sales solubles en calcio y magnesio y se utilizan en una extensión significativa en algunas áreas del mundo.
Jabones en polvo para lavado de ropa:
Las formulaciones típicas constan de jabón sódico, perborato sódico, silicato sódico y pequeñas cantidades de reforzadores de espuma, carboximetilcelulosa sódica, agentes fluorescentes de blanqueado, perfumes y agua. Pueden también estar presentes carbonato sódico y/o fosfatos sódicos. Estos productos dominaron una vez el mercado del lavado de ropa, pero ahora han sido desplazados casi por completo en la mayoría de los mercados del mundo por productos basados en alquilbencenosulfonatos. Una notable excepción ocurre en Gran Bretaña, donde los jabones en polvo todavía tienen una importante proporción del mercado del lavado de ropa.
Otros usos de los jabones:
Los jabones han sido desplazados por los surfactivos sintéticos en muchas aplicaciones, aunque todavía se emplean, por ejemplo, en acabado textil, polimerización en emulsión, cosmética, pulimentos y pinturas de emulsión.
3. Algunos problemas asociados con los productos con jabón
Aunque los productos basados en el jabón son altamente satisfactorios en muchos aspectos, presentan un conjunto de desventajas, de las cuales la más familiar es el cortado indeseable que se produce cuando se utilizan con aguas duras.
La disponibilidad y, en consecuencia, el precio de los aceites y grasas naturales varía de forma no previsible, en muchos casos los suministros no pueden aumentarse con facilidad.
La distribución de longitudes de cadena de los ácidos grasos naturales disponibles al formulador de productos detergentes es bastante limitada. La mayoría de los aceites y grasas tienen distribuciones de longitud de cadena con un máximo de a C12 o C16/18 y si una operación particular de detergencia requiere, por ejemplo, una distribución C14-16, tal jabón sencillamente no podría producirse económicamente a partir de materias primas naturales.
Las reservas de grasas y aceites en Estados Unidos son inadecuadas para proporcionar las materias primas de las cantidades de jabón que serían precisas. Si el jabón se empleara para sustituir la producción anual de 2.6 billones de kilogramos de detergente, haría falta alrededor de 1 billón de toneladas de sebo. El uso de cantidades tan elevadas de sebo haría entrar en competencia a los fabricantes de jabón por esta sustancia, que ahora se dirige hacia las reservas alimenticias mundiales.
Las prestaciones de jabón en los millones de máquinas lavadoras diseñadas en Estados Unidos son marcadamente inferiores que las de los detergentes. Dichas máquinas fueron específicamente ideadas para utilizar detergentes. El jabón es totalmente inadecuado para los lavavajillas automáticos.
Todas estas y otras razones han contribuido a que declinen los productos del jabón. El empleo de surfactivos sintéticos basados en materias primas petroquímicas económicas y fácilmente disponibles, y más efectivos que los jabones en muchas aplicaciones, ha crecido a un ritmo considerable desde la II Guerra Mundial.
miércoles, 12 de noviembre de 2008
GENERAL
PROCESO DEL DETERGENTE
Podría definirse como la "acción de limpiar la superficie de un material sucio en un baño líquido en el que se disuelven uno o varios solutos -detergentes- que ayudan a la limpieza". Muchos procesos ampliamente distintos contribuyen a la limpieza, y su importancia relativa depende mucho de la naturaleza del sustrato, la naturaleza de la suciedad a ser eliminada y las condiciones de la limpieza (concentración de detergente, temperatura y grado de agitación). Estos procesos generalmente emplean agua como solvente.
Un detergente efectivo debe realizar dos funciones: debe desprender la suciedad de la superficie a limpiar y debe dispersar o disolver la suciedad en el líquido de lavado, de tal modo que el sustrato limpio pueda separarse del líquido de lavado sin que la suciedad se deposite sobre él. La clave de ambos requisitos radica en la naturaleza de las interfases entre el sustrato, la suciedad y el líquido de lavado. Un detergente completamente formulado funciona modificando las propiedades de estas interfases, cambiando así la energía de las interacciones entre la suciedad y el sustrato. Por lo general, la sal de un ácido carboxílico es más soluble en agua que el propio ácido. Cuando la parte hidrocarbonada del ácido es muy grande en comparación con el grupo carboxilato, la parte iónica de la molécula interacciona favorablemente con el agua y tiende a disolverse, pero el resto de la cadena no. Las cadenas hidrocarbonadas de moléculas vecinas se atraen mutuamente por fuerzas de Van der Waals más de lo que lo están por las moléculas polares del agua. De hecho son hidrófobas, o repelentes del agua, en su comportamiento. La sal de un ácido de cadena larga, pues, tiene dos regiones: una cabeza hidrófila, el grupo carboxilato soluble en agua, y una cola hidrófoba, la parte de cadena hidrocarbonada que es repelida por las moléculas del agua y atraída en cambio por las cadenas hidrocarbonadas de las moléculas vecinas.
La estructura de estos compuestos provoca una orientación particular de sus moléculas en la superficie del agua: las cabezas están en el agua y las cadenas hidrocarbonadas sobresalen hacia el aire. La concentración de moléculas en la superficie del agua provoca que su tensión superficial disminuya. Los compuestos que presentan este comportamiento se llaman compuestos tensioactivos o surfactantes . Los jabones son un tipo de compuestos tensioactivos. Todos los buenos surfactantes tienen estructuras con una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. Loa ácidos con doce o más átomos de carbono en la cadena hidrocarbonada de la molécula presentan un comportamiento tensioactivo.
Cuando se alcanza una concentración crítica de surfactante, la capa superficial se rompe en unidades más pequeñas, en agrupaciones de iones llamadas micelas. Las micelas son partículas en las que la parte hidrófoba de la molécula, repelida por el agua, se sitúa en el interior mientras que las cabezas hidrófilas, cargadas negativamente, se colocan en el exterior de la micela e interaccionan con las moléculas de agua y los iones positivos del medio. La apariencia opalescente de una disolución de jabón, que es coloidal, es una evidencia de que las partículas presentes son mayores que unas simples moléculas individuales. Las partículas en una solución coloidal son suficientemente grandes para que la luz se disperse en vez de transmitirse, como en el caso de las verdaderas soluciones cuyo aspecto es perfectamente transparente.
La grasa se parece en su composición química a las cadenas hidrocarbonadas de la micela. Si se frota una mancha de grasa con una solución jabonosa, se provoca que la grasa se rompa en partículas suficientemente pequeñas para ser englobadas dentro de las micelas. Las partículas pasan a la solución gracias a la porción hidrocarbonada del jabón, que se mantiene en suspensión por la interacción de la superficie iónica de las micelas con el agua que las rodea. Se dice entonces que la grasa se ha emulsionado, o sea que está suspendida en un medio en el que normalmente no es soluble.
Así pues, los jabones suelen ser sales de ácidos carboxílicos de cadena larga. Los jabones ordinarios presentan desventajas en las aguas que se denominan "duras". Las aguas duras contienen iones calcio y magnesio disueltos, de forma que cuando se usa jabón en dichas aguas, las sales cálcicas y magnésicas de los ácidos carboxílicos del jabón precipitan. Este precipitado es la espuma que puede verse a veces en la superficie del agua y que causa un anillo de precipitado alrededor de la bañera. Como es lógico, se han desarrollado varios surfactantes cuyas sales cálcicas y magnésicas son más solubles. Uno de éstos, obtenido a partir de aceites vegetales, es el dodecilsulfato de sodio, la sal sódica del éster del 1-dodecanol con ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico y no un ácido carboxílico proporciona en este caso la parte iónica de la molécula.
martes, 11 de noviembre de 2008
PROCESOS DE PRODUCCION - HISTORIA
El proceso clasico, que aun se emplea ampliamente, se basa en el tratamiento con SO3 (trioxido de azufre) de fracciones de petroleo. Su empleo como agente de sulfonacion es reconocido en la industria y los trabajadores rusos fueron pioneros en ese campo en el periodo de 1925 - 1935.
En 1957, Bilbert y Beldhuis publicaron una revision del SO3 empleado en la refinacion de los aceites lubricantes. En las ponencias del 5to congreso mundial del petroleo en 1959, Kaye describio una planta para la refinacion de fracciones de petroleo con SO 3/oleum al 60%. Asi mismo, en el 4to congreso mundial de actividad superficial en 1964 se reporto el empleo del sistema Sulfurex de sulfonacion en cascada, el cual consiste de un cierto numero de recipientes con agitadores de alta potencia en cascada. La cantidad de SO3es determinada por la cantidad de azufre liquido introducido por la bomba de dosificacion, y la alimentacion total SO 3/oleum es determinada por la naturaleza y porcentaje del material sulfonable. De ahí, el producto pasa a un decantador en donde el exceso de acido en el aceite es removido y recirculado.
La compañía Allied Chemical Process diseño un reactor en donde el SO3 es dosificado en un vaporizador, recogido por la corriente de aire y pasa a traves de enfriadores y filtros, y dirigido a la cima de una torre de reaccion a una temperatura de 120°. El alquilato se bombea a las paredes internas de la torre, formando una pelicula liquida de material la cual reacciona con la mezcla de aire y SO3. No hay agitacion mecanica concerniente. Reactores como el mencionado estan patentados en diversas versiones en los cinco continentes.
DESARROLLO DE ALQUILBENCEN SULFONATOS
La historia de la manufactura de los alquil benceno sulfonatos (LABS) se remonta a los años 1930. En Alemania, asi como en los Estados Unidos un alquil benceno fue producido por la monoclorinacion de fracciones de Kogasin y una reaccion subsecuente de Friedel - Crafts. La sulfonacion fue elaborada con oleum (acido sulfurico fumante). Y su subsecuente neutralizacion con hidroxido de sodio par la formacion de la respectiva sal disodica.
A comienzos de los noventas, el propileno fue tetramerizado formando un α-dodecileno ramificado. La reaccion de Friedel-Crafts con benceno en la presencia de cloruro de aluminio o fluoruro de hidrogeno hizo disponible un proceso atractivamente economico para la sintesis del alquilbenceno. El sulfonato de tetrapropilenbenceno fue obtenido reemplazando el jabon empleado como componente surfactante anionico primario en las formulaciones para detergentes.
La insuficiente biodegrabilidad debido a la alta ramificacion de la cadena carbonada condujo a una contaminacion acuosa. Por ello, el compuesto lineal fue empleado como un compuesto biologicamente mas degradable.
Las fracciones de petroleo fueron separadas por el metodo del tamiz molecular en n-parafinas de la pureza deseada y convertidas a olefinas por diversos metodos. Las olefinas eran puestas en contacto con benceno, en la presencia de un catalizador acido, obteniendo el alquilbenceno lineal.
Por medio de la selección del catalizador apropiado, se pueden obtener varias distribuciones isomericas del grupo fenil. La sulfonacion de alquilbencenos puede ser realizada con oleum, acido sulfurico o trioxido de azufre gaseoso. El grupo sulfonato se introduce dentro del anillo bencenico primariamente en la posicion P. El proceso podria ser operado en proceso discontinuo o continuo.
La sulfonacion industrial de LAB (linear alkyl benzene) es logrado hoy en dia con trioxido de azufre SO3 en reactores especificos. Los reactores de pelicula liquida o tubos de contacto son los adecuados especialmente para aplicación del proceso continuo.
En la reaccion con trioxido de azufre, en lugar de acido sulfurico, la generacion de subproductos es inevitable por lo cual los productos (acido sulfonico) se neutralizan con hidroxido de sodio obteniendo pastas con contenido de sustancia activa de alrededor del 60%. El producto final puede ser mezclado con una solucion de hipoclorito sodico acuosa para alcanzar colores mas claros.
Para el analisis de la eficiencia del producto, la cadena lineal de carbon influye en el producto final afectando la humectacion, produccion de espuma y su estabilidad y tambien la tension superficial.
A comienzos de los noventas, el propileno fue tetramerizado formando un α-dodecileno ramificado. La reaccion de Friedel-Crafts con benceno en la presencia de cloruro de aluminio o fluoruro de hidrogeno hizo disponible un proceso atractivamente economico para la sintesis del alquilbenceno. El sulfonato de tetrapropilenbenceno fue obtenido reemplazando el jabon empleado como componente surfactante anionico primario en las formulaciones para detergentes.
La insuficiente biodegrabilidad debido a la alta ramificacion de la cadena carbonada condujo a una contaminacion acuosa. Por ello, el compuesto lineal fue empleado como un compuesto biologicamente mas degradable.
Las fracciones de petroleo fueron separadas por el metodo del tamiz molecular en n-parafinas de la pureza deseada y convertidas a olefinas por diversos metodos. Las olefinas eran puestas en contacto con benceno, en la presencia de un catalizador acido, obteniendo el alquilbenceno lineal.
Por medio de la selección del catalizador apropiado, se pueden obtener varias distribuciones isomericas del grupo fenil. La sulfonacion de alquilbencenos puede ser realizada con oleum, acido sulfurico o trioxido de azufre gaseoso. El grupo sulfonato se introduce dentro del anillo bencenico primariamente en la posicion P. El proceso podria ser operado en proceso discontinuo o continuo.
La sulfonacion industrial de LAB (linear alkyl benzene) es logrado hoy en dia con trioxido de azufre SO3 en reactores especificos. Los reactores de pelicula liquida o tubos de contacto son los adecuados especialmente para aplicación del proceso continuo.
En la reaccion con trioxido de azufre, en lugar de acido sulfurico, la generacion de subproductos es inevitable por lo cual los productos (acido sulfonico) se neutralizan con hidroxido de sodio obteniendo pastas con contenido de sustancia activa de alrededor del 60%. El producto final puede ser mezclado con una solucion de hipoclorito sodico acuosa para alcanzar colores mas claros.
Para el analisis de la eficiencia del producto, la cadena lineal de carbon influye en el producto final afectando la humectacion, produccion de espuma y su estabilidad y tambien la tension superficial.
lunes, 3 de noviembre de 2008
Producción de un Detergente
INTRODUCCIÓN.
Jabones, detergentes, emulsiones, agentes de humedad y penetrantes son agentes activadores de superficie modernos. Los detergentes son una mezcla compleja de muchas sustancias que incrementan el efecto limpiador del agua en los objetos sólidos. Los detergentes varían en su composición, dependiendo del efecto limpiador deseado. Los detergentes son utilizados para aseo personal, lavandería, limpieza de superficies duras y limpieza industrial especializada. Los detergentes contienen varios tipos de ingredientes tales como los surfactantes que disminuyen la tensión superficial del agua. Otro tipo de ingrediente utilizado en esta producción son los agentes reforzadores, sales inorgánicas o álcalis que realzan el efecto limpiador de los surfactantes. Los detergentes también contienen agentes auxiliares que incrementan las características de rendimiento de los materiales.
La composición de los detergentes es mejorada cada vez más debido a las condiciones de su medio ambiente. Algunos detergentes sintéticos causan contaminación del agua debido a que sus agentes surfactantes no destruyen las bacterias en el suelo o en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Se han desarrollado y estandarizado pruebas para establecer el requerimiento biodegradable de muchos detergentes.
Los jabones caseros dominaron el mercado de detergentes por muchos años. Sin embargo, muchos países subdesarrollados usan todavía jabones de producción casera. En la mayoría de los países desarrollados, recientemente, los detergentes surfactantes no jabonoso se han desarrollado y han desplazado a los jabones caseros en el mercado mundial. Esta situación cambiante junto con el aumento de los estándares de vida hace del establecimiento de esta planta una inversión segura y rentable.
INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO
a) DIAGRAMA DE FLUJO
Jabones, detergentes, emulsiones, agentes de humedad y penetrantes son agentes activadores de superficie modernos. Los detergentes son una mezcla compleja de muchas sustancias que incrementan el efecto limpiador del agua en los objetos sólidos. Los detergentes varían en su composición, dependiendo del efecto limpiador deseado. Los detergentes son utilizados para aseo personal, lavandería, limpieza de superficies duras y limpieza industrial especializada. Los detergentes contienen varios tipos de ingredientes tales como los surfactantes que disminuyen la tensión superficial del agua. Otro tipo de ingrediente utilizado en esta producción son los agentes reforzadores, sales inorgánicas o álcalis que realzan el efecto limpiador de los surfactantes. Los detergentes también contienen agentes auxiliares que incrementan las características de rendimiento de los materiales.
La composición de los detergentes es mejorada cada vez más debido a las condiciones de su medio ambiente. Algunos detergentes sintéticos causan contaminación del agua debido a que sus agentes surfactantes no destruyen las bacterias en el suelo o en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Se han desarrollado y estandarizado pruebas para establecer el requerimiento biodegradable de muchos detergentes.
Los jabones caseros dominaron el mercado de detergentes por muchos años. Sin embargo, muchos países subdesarrollados usan todavía jabones de producción casera. En la mayoría de los países desarrollados, recientemente, los detergentes surfactantes no jabonoso se han desarrollado y han desplazado a los jabones caseros en el mercado mundial. Esta situación cambiante junto con el aumento de los estándares de vida hace del establecimiento de esta planta una inversión segura y rentable.
INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO
a) DIAGRAMA DE FLUJO
b) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Esta proceso incluye las siguientes etapas:
1. Sulfatado y neutralizado (proceso óleum)
2. Sección de preparación de la pasta.
3. Sección de secado.
4. Sección de perfumado y transporte.
5. Sección de empaque.
La sección de sulfatado y neutralizado está diseñada para permitir a las materias primas, alquilobenceno, óleum (ácido sulfúrico fumante), solución de sosa cáustica, y agua diluida ser contenidas en tanques de alimentación, respectivamente; las materias primas son suministradas a través de una máquina dosificadora, la cual contiene bombas volumétricas de seis pistones, hacia los contenedores de reacción.
La sección de sulfatado presenta tuberías de recirculación, un contenedor de reacción, y un intercambiador de temperatura. La máquina dosificadora (bombas proporcionales) envía el alquilobenceno por medio de las tuberías de recirculación hacia el contenedor de reacción. El agente de sulfatado (ácido sulfúrico), que es suministrado por su respectiva bomba volumétrica, también es transportado al contenedor de reacción. La mezcla que será sulfatada, igual a la cantidad de agentes de reacción, son suministradas y pasadas de manera continua por un sistema de digestión donde se completará la reacción. La temperatura del sistema de recirculación es controlada por una válvula de ajuste de agua fría.
Esta mezcla ácida pasa desde el sistema de digestión hacia el sistema de adulteración. El sistema de adulteración contiene un contenedor de reacción, un intercambiador de temperatura y tuberías de conexión. Agua diluida, que es suministrada desde su respectiva bomba, es introducida al contenedor de reacción. La temperatura en el circuito de adulteración es controlada por una válvula de ajuste de agua fría.
La mezcla de ácido diluido pasa al sistema de separación donde cualquier ácido de escape es separado en forma de capas. Esta separación es controlada por medio de un control de nivel de interfase, por ejemplo, para controlar la separación de la superficie en dos capas. El ácido sulfatado emerge a la parte superior del separador y entra al circuito de neutralización que consiste de un contenedor de reacción, un intercambiador de temperatura, y tuberías de circulación para trasladar la mezcla al tanque de ajuste de pH. La solución de sosa cáustica es bombeada al contenedor de reacción. El ácido sulfatado es transportado a su tanque de almacenamiento y luego es bombeado hacia el contenedor de reacción. La temperatura de este sistema es controlada por válvulas de ajuste de agua fría. El tanque de ajuste de pH hace que el producto neutralizado tenga una composición uniforme y homogénea. El producto neutralizado es controlado por un medidor continuo de pH a través de unos electrodos colocados en la cámara de fluido y en el indicador de pH.
La sección de preparación de la pasta está diseñada para permitir que el producto neutralizado (sulfato de sodio) y agentes adicionales (como trifosfato de sodio, silicato de sodio, sulfato de sodio, CMC, abrillantador, etc.) sean mezclados por medio de un embrague en un agitador eléctrico de baja velocidad. La pasta mezclada es convertida en una pasta homogénea a través de un molino coloidal. Luego esta pasta es pasada por unos filtros para remover las impurezas sólidas. Después de pasar por los filtros, la pasta es transportada a su tanque de almacenamiento.
Una vez que la torre de rociado está preparada, la pasta es transportada a los inyectores de rociado (colocados en la parte superior de la torre de rociado) a través de una bomba triple de alta presión. Los sujetadores, tanques de almacenamiento, filtros y tuberías son calentados por un dispositivo a vapor. Los motores y la temperatura del proceso son manejados por un panel de control central.
La sección de secado consiste de una torre de rociado, un horno generador de aire caliente, y un colector de ciclón.
El horno genera aire caliente utilizando para su combustión aceite de quemado ligero (o una mezcla de diesel y aceite ligero) El aire caliente es soplado y distribuido en la torre de rociado utilizando un soplador, ubicado al lado del horno.
La pasta de detergente es enviada a la torre de rociado y esparcido desde los inyectores cortando el flujo de aire caliente para mantener volúmenes pequeños en forma de comprimidos. Luego la pasta desciende suavemente y es secado dentro de dispositivos ahuecados antes de llegar al conducto de descarga de la torre de rociado.
Después de pasar a través de la torre de rociado, el aire caliente es liberado dentro del colector de ciclón, que separa al detergente en un polvo fino, luego este pasa a través del conducto de aire caliente y es descargado en un lugar abierto.
Como el polvo seco, descargado de la torre de rociado, está aún caliente entonces será enfriado en un conducto de transporte neumático. Luego es separado del aire frío en una cámara de separación y almacenado en tanques.
El detergente en polvo descenderá sobre un tamiz vibratorio, separando el polvo fino y grueso y pasando a un aparato de perfumado continuo donde se rocía el perfume desde los inyectores, y luego será transportado a la sección de empaque.
El detergente en polvo es enviado por medio de un transportador a la máquina automática de pesado y empaque que es acoplada con una máquina de sellado continuo para sellar el producto en bolsas de plástico. Una vez que las bolsas son selladas, los productos son transportados al almacén para su posterior comercialización.
jueves, 30 de octubre de 2008
Enzimas en la composicion de detergentes
Las enzimas más utilizadas son la amilasa,la glucoamilasa,la glucosa isomerasa y varias proteasas.
Las enzimas se usan para eliminar algunos tipos de manchas: las proteasas actúan sobre manchas de origen proteico (sangre, leche, huevos), las amilasas sobre manchas amiláceas (que contienen almidón), las lipasas sobre grasas (aceite, sebo) y las celulasas sobre fibras de algodón.
Para enfocarlo desde el punto de vista industrial, procederemos a describir básicamente su caracterización en la industria,viendo sus características y las fuentes de obtención de las mismas.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS INDUSTRIALES.
Para que una enzima sea útil industrialmente debe ser barata en comparación al precio del proceso global y debe ser activa en las condiciones en que se realiza el proceso sin la enzima. Si esto no ocurriese, sería más conveniente emplear otra enzima que sea activa en dichas condiciones en las que efectuamos el proceso.
La enzima debe ser estable (muchas enzimas empleadas en procesos industriales operan a temperaturas que rondan los 50º C), debe estar disponible en cantidades relativamente elevadas y debe ser segura.Además una enzima puede emplearse en más de un proceso.
El empleo de enzimas es ventajoso porque actúan en condiciones de pH, temperatura, presión; además minimiza los requerimientos energéticos del proceso. Las variaciones de las condiciones podrían hacer perder las propiedades deseadas del producto que se pretende obtener.
TIPOS Y FUENTES DE OBTENCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES
Enzimas microbianas: Las enzimas producidas por la fermentación de microorganismos representan el 90% de todas las enzimas producidas para los procesos industriales.
Enzimas vegetales: La mayoría de las enzimas vegetales se encuentran disponibles en forma de polvo. También se encuentran disponibles líquidos de papaína de baja actividad. El aumento de la disponibilidad de las enzimas vegetales depende de diversos factores.
Enzimas animales: Aquí se incluyen diferentes grupos de sustancias que pertenecen a las enzimas de animales como por ejemplo: lipasas pancreáticas y proteasas, pepsinas o estereasas pregástricas.
Impacto Ambiental
Los jabones son sustancias que alteran la tensión superficial de los líquidos, especialmente el agua. Este tipo de sustancias se denominan tensoactivas. Los jabones se utilizan como agentes limpiadores debido a la estructura singular de estos iones orgánicos especiales. Cuando un objeto está sucio, casi siempre se debe a la adhesión de capas de grasa o aceite que a su vez contienen polvo y partículas extrañas. Si el objeto es lavado con agua no se elimina gran parte de la suciedad, pero cuando se agrega jabón al agua, puede disolverse para dar iones carboxilato, estos iones tienen un extremo iónico que es muy soluble en agua y un extremo de la cadena larga de hidrocarburos tiene una fuerte atracción para las moléculas de aceite y grasa, los extremos que atraen al aceite penetran en las capas de aceite y grasa y las disuelven y a su vez, los extremos iónicos se siguen disolviendo en agua, éstos tienden a hacer que se desprendan las partículas de grasa y aceite a la solución, de manera que se puedan remover. Esta clase de acción limpiadora se denomina acción detergente.
Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de los metales formando "natas" que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos orgánicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones . La ventaja de los detergentes es que no forman natas con el agua dura. Por su amplia utilidad los detergentes se usan tanto en la industria como en los hogares, sin embargo, constituyen una fuente de contaminación del agua. En cuanto a la biodegradabilidad, tanto los detergentes como los jabones son biodegradables, pero la biodegradabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en un cuerpo de agua.
En el mercado se encuentran cuatro tipos de detergentes sintéticos: detergentes aniónicos; detergentes catiónicos, detergentes no iónicos y detergentes biológicos.
Los detergentes aniónicos y especialmente los sulfonatos, son los que se utilizan más, cuestan poco y son estables en aguas duras. Los detergentes catiónicos poseen las mejores propiedades bactericidas y bacteriostáticas, pero son bastante caros y sólo se usan en instituciones de salud para limpieza de utensilios. Los detergentes no iónicos tienen una aplicación industrial algo mayor que la doméstica. Por ultimo los detergentes biológicos, a los cuales se les llama así cuando además de contener uno de los surfactantes (las ó abs) contienen enzimas con lo cual proporcionan mayores ventajas en el lavado de la ropa.
Uno de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua. Entre los principales aditivos están pequeñas cantidades de perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos, y los agentes espumantes; es importante recalcar que la producción de espuma de un detergente esta determinada por el tipo de surfactante que éste contenga, así de este modo, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los surfactantes catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque la producción de espuma no tiene nada que ver con la eficacia del detergente.El principal aditivo de los detergentes es un compuesto llamado tripolifosfato de sodio, al que se le denomina en forma genérica como fosfato. Actualmente se encuentran en el mercado los llamados detergentes antibacteriales, los cuales contienen agentes bactericidas, ésto en parte es bueno pero si se usa este detergente en exceso, entonces el agente bactericida llega a los cuerpos de agua y mata una buena proporción de los microorganismos presentes en éste, disminuyendo la capacidad de los microorganismos para degradar al detergente.
El aditivo de fosfato (tripolifosfato de sodio) se le conoce como formador, estos formadores tienen tres funciones básicas: primero, actuando como bases, hacen que el agua de lavado sea básica ésto es, un pH alto necesario para la acción del detergente; en segundo lugar, los fosfatos reaccionan con los iones del agua dura, como los iones calcio y magnesio, en tal forma que éstos no llegan a interactuar con el detergente, no limitando así su acción limpiadora, y en tercer lugar, ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión para que se puedan eliminar durante el lavado.
El inconveniente empieza cuando ya se ha desechado el detergente fosfatado, los fosfatos son arrastrados por el drenaje y la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas negras no están diseñadas para eliminar fosfatos y por lo tanto, éstos pasan al medio ambiente acuático a través del efluente de las agua negras. Se calcula que alrededor del 50% de los fosfatos de las aguas negras provienen de los detergentes. El problema de los fosfatos, es que actúa como elemento nutritivo para algas y plantas acuáticas, lo que a su vez provoca la degradación de las aguas naturales.
Entre otros aditivos importantes se encuentran los enzimas, los cuales por lo general son sustancias de naturaleza proteínica, que se encargan de catalizar las reacciones en los seres vivos. La tecnología de enzimas en los detergentes se desarrolló como una herramienta más de éstos para atacar ciertos sustratos (generalmente protéicos) específicos.Los detergentes que contienen enzimas se les llama detergentes biológicos.
Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de los metales formando "natas" que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos orgánicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones . La ventaja de los detergentes es que no forman natas con el agua dura. Por su amplia utilidad los detergentes se usan tanto en la industria como en los hogares, sin embargo, constituyen una fuente de contaminación del agua. En cuanto a la biodegradabilidad, tanto los detergentes como los jabones son biodegradables, pero la biodegradabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en un cuerpo de agua.
En el mercado se encuentran cuatro tipos de detergentes sintéticos: detergentes aniónicos; detergentes catiónicos, detergentes no iónicos y detergentes biológicos.
Los detergentes aniónicos y especialmente los sulfonatos, son los que se utilizan más, cuestan poco y son estables en aguas duras. Los detergentes catiónicos poseen las mejores propiedades bactericidas y bacteriostáticas, pero son bastante caros y sólo se usan en instituciones de salud para limpieza de utensilios. Los detergentes no iónicos tienen una aplicación industrial algo mayor que la doméstica. Por ultimo los detergentes biológicos, a los cuales se les llama así cuando además de contener uno de los surfactantes (las ó abs) contienen enzimas con lo cual proporcionan mayores ventajas en el lavado de la ropa.
Uno de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua. Entre los principales aditivos están pequeñas cantidades de perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos, y los agentes espumantes; es importante recalcar que la producción de espuma de un detergente esta determinada por el tipo de surfactante que éste contenga, así de este modo, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los surfactantes catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque la producción de espuma no tiene nada que ver con la eficacia del detergente.El principal aditivo de los detergentes es un compuesto llamado tripolifosfato de sodio, al que se le denomina en forma genérica como fosfato. Actualmente se encuentran en el mercado los llamados detergentes antibacteriales, los cuales contienen agentes bactericidas, ésto en parte es bueno pero si se usa este detergente en exceso, entonces el agente bactericida llega a los cuerpos de agua y mata una buena proporción de los microorganismos presentes en éste, disminuyendo la capacidad de los microorganismos para degradar al detergente.
El aditivo de fosfato (tripolifosfato de sodio) se le conoce como formador, estos formadores tienen tres funciones básicas: primero, actuando como bases, hacen que el agua de lavado sea básica ésto es, un pH alto necesario para la acción del detergente; en segundo lugar, los fosfatos reaccionan con los iones del agua dura, como los iones calcio y magnesio, en tal forma que éstos no llegan a interactuar con el detergente, no limitando así su acción limpiadora, y en tercer lugar, ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión para que se puedan eliminar durante el lavado.
El inconveniente empieza cuando ya se ha desechado el detergente fosfatado, los fosfatos son arrastrados por el drenaje y la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas negras no están diseñadas para eliminar fosfatos y por lo tanto, éstos pasan al medio ambiente acuático a través del efluente de las agua negras. Se calcula que alrededor del 50% de los fosfatos de las aguas negras provienen de los detergentes. El problema de los fosfatos, es que actúa como elemento nutritivo para algas y plantas acuáticas, lo que a su vez provoca la degradación de las aguas naturales.
Entre otros aditivos importantes se encuentran los enzimas, los cuales por lo general son sustancias de naturaleza proteínica, que se encargan de catalizar las reacciones en los seres vivos. La tecnología de enzimas en los detergentes se desarrolló como una herramienta más de éstos para atacar ciertos sustratos (generalmente protéicos) específicos.Los detergentes que contienen enzimas se les llama detergentes biológicos.
Proceso para obtener un sulfonato de alquilbenceno lineal
Obtener una mezcla de olefina/parafina a través de deshidrogenación catalítica de parafinas;
1) purificar las olefinas de Ia mezcla formada en Ia etapa i);
2) separar los compuestos no lineales de Ia mezcla obtenida en Ia etapa ii) por medio de un adsorbente selectivo;
3) tratamiento de los compuestos no lineales extraídos en Ia etapa iii) para formar el precursor hidrotrópico;
4) alquilación del benceno con Ia mezcla purificada olefina/parafina obtenida;
5)purificar los alquilbencenos lineales crudos obtenidos;
6) sulfonatar los alquilbencenos lineales obtenidos;
Caracterizado porque dicho tratamiento comprende al menos uno de los procesos seleccionados del grupo consistente de fraccionamiento, hidrogenación y/o adsorción selectiva, añadiéndose dicho precursor hidrotrópico obtenido a Ia corriente de alquilbenceno lineal, y el precursor hidrotrópico, bien antes de las etapas de sulfonación y neutralización, siendo así sulfonatados juntos, o bien siendo sulfonatado y neutralizado el precursor hidrotrópico y subsiguientemente añadido al sulfonato de alquilbenceno lineal purificado obtenido.
1) purificar las olefinas de Ia mezcla formada en Ia etapa i);
2) separar los compuestos no lineales de Ia mezcla obtenida en Ia etapa ii) por medio de un adsorbente selectivo;
3) tratamiento de los compuestos no lineales extraídos en Ia etapa iii) para formar el precursor hidrotrópico;
4) alquilación del benceno con Ia mezcla purificada olefina/parafina obtenida;
5)purificar los alquilbencenos lineales crudos obtenidos;
6) sulfonatar los alquilbencenos lineales obtenidos;
Caracterizado porque dicho tratamiento comprende al menos uno de los procesos seleccionados del grupo consistente de fraccionamiento, hidrogenación y/o adsorción selectiva, añadiéndose dicho precursor hidrotrópico obtenido a Ia corriente de alquilbenceno lineal, y el precursor hidrotrópico, bien antes de las etapas de sulfonación y neutralización, siendo así sulfonatados juntos, o bien siendo sulfonatado y neutralizado el precursor hidrotrópico y subsiguientemente añadido al sulfonato de alquilbenceno lineal purificado obtenido.
Detergentes
El proceso de detergencia
La detergencia podría definirse como la "acción de limpiar la superficie de un material sucio en un baño líquido en el que se disuelven uno o varios solutos -detergentes- que ayudan a la limpieza". Muchos procesos ampliamente distintos contribuyen a la limpieza, y su importancia relativa depende mucho de la naturaleza del sustrato, la naturaleza de la suciedad a ser eliminada y las condiciones de la limpieza (concentración de detergente, temperatura y grado de agitación). Los sistemas más importantes de detergencia emplean agua como solvente.
Cualquier sistema de detergente efectivo debe realizar dos funciones: debe desprender la suciedad de la superficie a limpiar y debe dispersar o disolver la suciedad en el líquido de lavado, de tal modo que el sustrato limpio pueda separarse del líquido de lavado sin que la suciedad se deposite sobre él. La clave de ambos requisitos radica en la naturaleza de las interfases entre el sustrato, la suciedad y el líquido de lavado. Un sistema detergente completamente formulado funciona modificando las propiedades de estas interfases, cambiando así la energía de las interacciones entre la suciedad y el sustrato. Por lo general, la sal de un ácido carboxílico es más soluble en agua que el propio ácido. Cuando la parte hidrocarbonada del ácido es muy grande en comparación con el grupo carboxilato, la parte iónica de la molécula interacciona favorablemente con el agua y tiende a disolverse, pero el resto de la cadena no. Las cadenas hidrocarbonadas de moléculas vecinas se atraen mutuamente por fuerzas de Van der Waals más de lo que lo están por las moléculas polares del agua. De hecho son hidrofóbicas, o repelentes de agua, en su comportamiento. La sal de un ácido de cadena larga, pues, tiene dos regiones: una cabeza hidrofílica, el grupo carboxilato soluble en agua, y una cola hidrofóbica, la parte de cadena hidrocarbonada que es repelida por las moléculas del agua y atraída en cambio por las cadenas hidrocarbonadas de las moléculas vecinas.
La estructura de estos compuestos provoca una orientación particular de sus moléculas en la superficie del agua: las cabezas están en el agua y las cadenas hidrocarbonadas sobresalen hacia el aire. La concentración de moléculas en la superficie del agua provoca que su tensión superficial disminuya. Los compuestos que presentan este comportamiento se llaman compuestos tensoactivos o surfactantes o surfactivos. Los jabones son un tipo de compuestos tensoactivos. Todos los buenos surfactantes tienen estructuras con una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica. Loa ácidos con doce o más átomos de carbono en la cadena hidrocarbonada de la molécula presentan un comportamiento tensoactivo.
Cuando se alcanza una concentración crítica de surfactante, la capa superficial se rompe en unidades más pequeñas, en agrupaciones de iones llamadas micelas. Las micelas son partículas en las que la parte hidrofóbica de la molécula, repelida por el agua, se sitúa en el interior mientras que las cabezas hidrofílicas, cargadas negativamente, se colocan en el exterior de la micela e interaccionan con las moléculas de agua y los iones positivos del medio. La apariencia opalescente de una disolución de jabón, que es coloidal, es una evidencia de que las partículas presentes son mayores que unas simples moléculas individuales. Las partículas en una solución coloidal son suficientemente grandes para que la luz se disperse en vez de transmitirse, como en el caso de las verdaderas soluciones cuyo aspecto es perfectamente transparente.
La grasa se parece en su composición química a las cadenas hidrocarbonadas de la micela. Si se frota una mancha de grasa con una solución jabonosa, se provoca que la grasa se rompa en partículas suficientemente pequeñas para ser englobadas dentro de las micelas. Las partículas pasan a la solución gracias a la porción hidrocarbonada del jabón, que se mantiene en suspensión por la interacción de la superficie iónica de las micelas con el agua que las rodea. Se dice entonces que la grasa se ha emulsionado, o sea que está suspendida en un medio en el que normalmente no es soluble.
Así pues, los jabones suelen ser sales de ácidos carboxílicos de cadena larga. Los jabones ordinarios presentan desventajas en las aguas que se denominan "duras". Las aguas duras contienen iones calcio y magnesio disueltos, de forma que cuando se usa jabón en dichas aguas, las sales cálcicas y magnésicas de los ácidos carboxílicos del jabón precipitan. Este precipitado es la espuma que puede verse a veces en la superficie del agua y que causa un anillo de precipitado alrededor de la bañera. Como es lógico, se han desarrollado varios surfactantes cuyas sales cálcicas y magnésicas son más solubles. Uno de éstos, obtenido a partir de aceites vegetales, es el dodecilsulfato de sodio, la sal sódica del éster del 1-dodecanol con ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico y no un ácido carboxílico proporciona en este caso la parte iónica de la molécula.
La detergencia podría definirse como la "acción de limpiar la superficie de un material sucio en un baño líquido en el que se disuelven uno o varios solutos -detergentes- que ayudan a la limpieza". Muchos procesos ampliamente distintos contribuyen a la limpieza, y su importancia relativa depende mucho de la naturaleza del sustrato, la naturaleza de la suciedad a ser eliminada y las condiciones de la limpieza (concentración de detergente, temperatura y grado de agitación). Los sistemas más importantes de detergencia emplean agua como solvente.
Cualquier sistema de detergente efectivo debe realizar dos funciones: debe desprender la suciedad de la superficie a limpiar y debe dispersar o disolver la suciedad en el líquido de lavado, de tal modo que el sustrato limpio pueda separarse del líquido de lavado sin que la suciedad se deposite sobre él. La clave de ambos requisitos radica en la naturaleza de las interfases entre el sustrato, la suciedad y el líquido de lavado. Un sistema detergente completamente formulado funciona modificando las propiedades de estas interfases, cambiando así la energía de las interacciones entre la suciedad y el sustrato. Por lo general, la sal de un ácido carboxílico es más soluble en agua que el propio ácido. Cuando la parte hidrocarbonada del ácido es muy grande en comparación con el grupo carboxilato, la parte iónica de la molécula interacciona favorablemente con el agua y tiende a disolverse, pero el resto de la cadena no. Las cadenas hidrocarbonadas de moléculas vecinas se atraen mutuamente por fuerzas de Van der Waals más de lo que lo están por las moléculas polares del agua. De hecho son hidrofóbicas, o repelentes de agua, en su comportamiento. La sal de un ácido de cadena larga, pues, tiene dos regiones: una cabeza hidrofílica, el grupo carboxilato soluble en agua, y una cola hidrofóbica, la parte de cadena hidrocarbonada que es repelida por las moléculas del agua y atraída en cambio por las cadenas hidrocarbonadas de las moléculas vecinas.
La estructura de estos compuestos provoca una orientación particular de sus moléculas en la superficie del agua: las cabezas están en el agua y las cadenas hidrocarbonadas sobresalen hacia el aire. La concentración de moléculas en la superficie del agua provoca que su tensión superficial disminuya. Los compuestos que presentan este comportamiento se llaman compuestos tensoactivos o surfactantes o surfactivos. Los jabones son un tipo de compuestos tensoactivos. Todos los buenos surfactantes tienen estructuras con una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica. Loa ácidos con doce o más átomos de carbono en la cadena hidrocarbonada de la molécula presentan un comportamiento tensoactivo.
Cuando se alcanza una concentración crítica de surfactante, la capa superficial se rompe en unidades más pequeñas, en agrupaciones de iones llamadas micelas. Las micelas son partículas en las que la parte hidrofóbica de la molécula, repelida por el agua, se sitúa en el interior mientras que las cabezas hidrofílicas, cargadas negativamente, se colocan en el exterior de la micela e interaccionan con las moléculas de agua y los iones positivos del medio. La apariencia opalescente de una disolución de jabón, que es coloidal, es una evidencia de que las partículas presentes son mayores que unas simples moléculas individuales. Las partículas en una solución coloidal son suficientemente grandes para que la luz se disperse en vez de transmitirse, como en el caso de las verdaderas soluciones cuyo aspecto es perfectamente transparente.
La grasa se parece en su composición química a las cadenas hidrocarbonadas de la micela. Si se frota una mancha de grasa con una solución jabonosa, se provoca que la grasa se rompa en partículas suficientemente pequeñas para ser englobadas dentro de las micelas. Las partículas pasan a la solución gracias a la porción hidrocarbonada del jabón, que se mantiene en suspensión por la interacción de la superficie iónica de las micelas con el agua que las rodea. Se dice entonces que la grasa se ha emulsionado, o sea que está suspendida en un medio en el que normalmente no es soluble.
Así pues, los jabones suelen ser sales de ácidos carboxílicos de cadena larga. Los jabones ordinarios presentan desventajas en las aguas que se denominan "duras". Las aguas duras contienen iones calcio y magnesio disueltos, de forma que cuando se usa jabón en dichas aguas, las sales cálcicas y magnésicas de los ácidos carboxílicos del jabón precipitan. Este precipitado es la espuma que puede verse a veces en la superficie del agua y que causa un anillo de precipitado alrededor de la bañera. Como es lógico, se han desarrollado varios surfactantes cuyas sales cálcicas y magnésicas son más solubles. Uno de éstos, obtenido a partir de aceites vegetales, es el dodecilsulfato de sodio, la sal sódica del éster del 1-dodecanol con ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico y no un ácido carboxílico proporciona en este caso la parte iónica de la molécula.
domingo, 26 de octubre de 2008
La US desarrolla un Detergente Ecológico
El Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla está investigando formulaciones de detergentes que sean más respetuosas con el medio ambiente. La modificación consiste en sustituir los elementos derivados del petróleo que componen los detergentes por otros compuestos provenientes de aceites vegetales. En concreto, el elemento sobre el que se investiga se trata del componente activo fundamental de los detergentes: los tensioactivos.
Vicente Flores, miembro del grupo de Investigación de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla, asegura que “estos tensioactivos derivados de aceites vegetales son de fácil degradación, lo que minimiza el impacto medioambiental, sin afectar en ningún caso a las capacidades de eliminación de la suciedad”.
Ecología y limpieza
Estos compuestos son biodegradables, respetuosos con el medio ambiente y preparados a partir de materias primas renovables. Por otra parte, poseen una tecnología de fabricación relativamente sencilla y su uso podría aumentar la productividad de terrenos agrícolas poco rentables.
Tradicionalmente, la tendencia en estudios de sustitución de derivados del petróleo ha ido encaminada al terreno energético. Sin ir más lejos, el uso de combustibles derivados de la biomasa es uno de los sistemas más estudiados, ya que palia los daños provocados por la emisión de dióxido de carbono.
No obstante, recientemente han surgido otras líneas de investigación para la producción de tensioactivos a partir de los ésteres metílicos de los ácidos grasos. Con ellos se pretende la obtención de productos con un mayor valor añadido para el sector de los detergentes, con lo que las investigaciones se alejan del terreno energético.
En concreto, en este sector se trabaja para la obtención de una mayor concentración en los productos comerciales, un cumplimiento estricto de la normativa legal vigente, productos más seguros y específicos y formulaciones cada vez más ecológicas.
Por otra parte, hay que tener presente la inestabilidad política de muchos países productores de petróleo y el aumento del precio de éste, siempre ligado a fluctuaciones del mercado que afectan a todos los productos derivados.
El Grupo de Investigación de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla trabaja en este proyecto con la empresa de limpieza Persán, que mantiene un compromiso para controlar y reducir progresivamente los impactos medioambientales negativos de los productos de limpieza.
sábado, 25 de octubre de 2008
¿ Un detergente ecológico ?
Investigadores de la UGR trabajan en el desarrollo de un detergente ecológico, efectivo, no tóxico y de bajo coste
- El análisis de la capacidad de biodegradación y del nivel de toxicidad de los tensioactivos comerciales (componentes que ejercen la función de lavado) es una de las partes de este proyecto del que ya han obtenido los primeros resultados- Los alcoholes grasos etoxilados, empleados normalmente en detergentes industriales para superficies duras, son la mejor alternativa ecológica, junto a los alquilpoliglucósidos, entre los cuatro tensioactivos estudiados.
La producción mundial de tensioactivos (componentes que ejercen la función de lavado en los detergentes) ascendió a dos mil millones de toneladas en el año 2001, incluyendo el jabón. Las expectativas de crecimiento de futuro son del tres al cuatro por ciento, un aumento que está íntimamente ligado a la demanda mundial de detergentes, cada vez mayor. Paralelamente a este auge, también crece la preocupación porque estos productos sean ecológicos, no tóxicos, de bajo coste y además efectivos. En el diseño de detergentes biodegradables que respeten el Medio Ambiente, que se adapten a las necesidades de los nuevos tiempos y no tengan efectos nocivos sobre el ser humano, trabaja un equipo de investigadores de la Universidad de Granada cuyo trabajo ya ha dado sus primeros resultados a través de una tesis doctoral, que bajo el título de “Biodegradación y toxicidad de los tensioactivos comerciales”, ha desarrollado Manuela Lechuga Villena, del departamento de Ingeniería Química de la UGR.
Este primer estudio se ha centrado en el análisis de cuatro clases de tensioactivos presentes usualmente en formulaciones de detergentes comerciales: el alquibenceno sulfonato lineal, que se encuentra principalmente en lavavajillas manuales y detergentes textiles y que se sintetiza a partir de materias primas procedentes del petróleo no renovables; los nonilfenoles polietoxilados que se emplean habitualmente en detergentes industriales para superficies duras; los alcoholes grasos etoxilados, que han surgido como un intento de respuesta más ecológica a los nonilfenoles polietixolados y los alquilpoliglucósidos, procedentes de aceites y azúcares, materias primas completamente renovables, que además tienen propiedades detersivas excelentes y pueden ser la alternativa excelente al alquibenceno.
Alternativa ecológica y barataUna vez realizado el análisis de estos cuatro componentes de lavado, reproduciendo las condiciones que se dan en ríos y mares en el laboratorio para determinar la toxicidad de estos productos sobre las bacterias marinas, la investigadora ha concluido que los alcoholes grasos etoxilados y los alquilpoliglucósidos muestran un excelente comportamiento toxicológico y de biodegradación, lo que los convierte en la mejor alternativa ecológica. Además, según explica Lechuga Villena, en un trabajo anterior realizado por los grupos de investigación de la UGR Tensioactivos, Enzimas y Emulsiones e Interfases y Tecnología Bioquímica, se demuestra que la combinación de estos tensioactivos conduce a productos comerciales de capacidad detersiva sobresaliente.
La importancia de este trabajo reside en la extensa variedad de aplicaciones que tienen estos componentes –usos domésticos, cuidado personal, limpieza industrial y textil, hostelería, restauración o alimentación– y por tanto, también en los múltiples efectos que pueden tener a corto y largo plazo no sólo sobre el medio ambiente, sino también sobre el propio organismo humano (acciones dermatológicas, neurológicas, cardiológicas, etc.)
Evitar que la gran proliferación de estos productos químicos acabe afectando al ser humano y a su entorno es precisamente uno de los principales objetivos de este proyecto. Por eso, estos primeros resultados constituyen “un paso imprescindible para la formulación de un detergente que sea capaz de trabajar en medios menos agresivos y que consiga una alta eficacia de lavado”, explica la investigadora, quien añade que “éste es actualmente uno de los grandes retos en el campo de las empresas que se dedican a la comercialización de este tipo de detergentes, que serían muy bien acogidos tanto por los consumidores como por los productores que fabrican la maquinaria específica y necesaria en el proceso de lavado”.
- El análisis de la capacidad de biodegradación y del nivel de toxicidad de los tensioactivos comerciales (componentes que ejercen la función de lavado) es una de las partes de este proyecto del que ya han obtenido los primeros resultados- Los alcoholes grasos etoxilados, empleados normalmente en detergentes industriales para superficies duras, son la mejor alternativa ecológica, junto a los alquilpoliglucósidos, entre los cuatro tensioactivos estudiados.
La producción mundial de tensioactivos (componentes que ejercen la función de lavado en los detergentes) ascendió a dos mil millones de toneladas en el año 2001, incluyendo el jabón. Las expectativas de crecimiento de futuro son del tres al cuatro por ciento, un aumento que está íntimamente ligado a la demanda mundial de detergentes, cada vez mayor. Paralelamente a este auge, también crece la preocupación porque estos productos sean ecológicos, no tóxicos, de bajo coste y además efectivos. En el diseño de detergentes biodegradables que respeten el Medio Ambiente, que se adapten a las necesidades de los nuevos tiempos y no tengan efectos nocivos sobre el ser humano, trabaja un equipo de investigadores de la Universidad de Granada cuyo trabajo ya ha dado sus primeros resultados a través de una tesis doctoral, que bajo el título de “Biodegradación y toxicidad de los tensioactivos comerciales”, ha desarrollado Manuela Lechuga Villena, del departamento de Ingeniería Química de la UGR.
Este primer estudio se ha centrado en el análisis de cuatro clases de tensioactivos presentes usualmente en formulaciones de detergentes comerciales: el alquibenceno sulfonato lineal, que se encuentra principalmente en lavavajillas manuales y detergentes textiles y que se sintetiza a partir de materias primas procedentes del petróleo no renovables; los nonilfenoles polietoxilados que se emplean habitualmente en detergentes industriales para superficies duras; los alcoholes grasos etoxilados, que han surgido como un intento de respuesta más ecológica a los nonilfenoles polietixolados y los alquilpoliglucósidos, procedentes de aceites y azúcares, materias primas completamente renovables, que además tienen propiedades detersivas excelentes y pueden ser la alternativa excelente al alquibenceno.
Alternativa ecológica y barataUna vez realizado el análisis de estos cuatro componentes de lavado, reproduciendo las condiciones que se dan en ríos y mares en el laboratorio para determinar la toxicidad de estos productos sobre las bacterias marinas, la investigadora ha concluido que los alcoholes grasos etoxilados y los alquilpoliglucósidos muestran un excelente comportamiento toxicológico y de biodegradación, lo que los convierte en la mejor alternativa ecológica. Además, según explica Lechuga Villena, en un trabajo anterior realizado por los grupos de investigación de la UGR Tensioactivos, Enzimas y Emulsiones e Interfases y Tecnología Bioquímica, se demuestra que la combinación de estos tensioactivos conduce a productos comerciales de capacidad detersiva sobresaliente.
La importancia de este trabajo reside en la extensa variedad de aplicaciones que tienen estos componentes –usos domésticos, cuidado personal, limpieza industrial y textil, hostelería, restauración o alimentación– y por tanto, también en los múltiples efectos que pueden tener a corto y largo plazo no sólo sobre el medio ambiente, sino también sobre el propio organismo humano (acciones dermatológicas, neurológicas, cardiológicas, etc.)
Evitar que la gran proliferación de estos productos químicos acabe afectando al ser humano y a su entorno es precisamente uno de los principales objetivos de este proyecto. Por eso, estos primeros resultados constituyen “un paso imprescindible para la formulación de un detergente que sea capaz de trabajar en medios menos agresivos y que consiga una alta eficacia de lavado”, explica la investigadora, quien añade que “éste es actualmente uno de los grandes retos en el campo de las empresas que se dedican a la comercialización de este tipo de detergentes, que serían muy bien acogidos tanto por los consumidores como por los productores que fabrican la maquinaria específica y necesaria en el proceso de lavado”.
martes, 14 de octubre de 2008
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Este es el blog del Grupo Nº8 de Química Orgánica de la titulación I.T.I. Esp. Química Industrial. Aquí abordaremos el tema "Detergentes".
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