Proceso de fabricación de jabón líquido

El jabón líquido es uno de los productos más utilizados alrededor del mundo no sólo para el lavado de manos e higiene personal, sino también como un producto de limpieza industrial de alta demanda. Los jabones líquidos suelen presentar diferentes características dependiendo de su uso y tipos, entre los cuales podemos destacar: jabón líquido opaco, jabón líquido con glicerina, jabón líquido antibacterial, jabón líquido transparente, entre otros.

Diferentes tipos de jabón líquido para uso humano

Jabón líquido de diferentes tipos. Imagen de udemy

El proceso de fabricación de jabón líquido requiere una formulación adecuada, materias primas de la mejor calidad posible y máquinas industriales básicas, como mezcladores para los aceites, un reactor químico de mezcla continua y tanques de almacenamiento, así como, máquinas dispensadoras para almacenamiento en envases para distribución comercial. En este artículo definiremos qué es el jabón líquido y describiremos el proceso general para la fabricación de jabones líquidos. Cabe destacar, que este procedimiento varía según el tipo de jabón líquido a fabricar, pero en esencia, es más o menos el mismo procedimiento que describiremos en esta nota.

Tabla de contenidos

Teoría básica del proceso de fabricación del jabón líquido

Jabón líquido de diferentes recetas y características

El jabón líquido puede tener múltiples recetas

Como explicamos en el artículo: proceso industrial de fabricación del jabón, la receta básica para la fabricación del jabón es la reacción química entre un material graso o mezcla de estos y una base fuerte. Esta reacción se puede resumir en la interacción de un ácido orgánico con un químico alcalino, como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio. Actualmente, en los procesos industriales de fabricación de jabón se selecciona uno de estos químicos alcalinos para realizar un tipo de jabón específico. Para jabones duros (menos solubles en agua) se utiliza hidróxido de sodio, mientras que para jabones suaves (más solubles en agua) se utiliza el hidróxido de potasio (KOH).

La fabricación del jabón se basa en un proceso de saponificación de aceites y grasas que requiere la adición de calor. Los aceites y el material graso se mezclan de manera continua en presencia de calor con el químico alcalino, produciéndose jabón, agua y glicerina. Otra forma de fabricar el jabón, es realizar una neutralización de los ácidos grasos con una base fuerte, dando pie a la hidrolización de los aceites y las grasas. Luego, se separan los ácidos grasos y la glicerina mediante la adición de vapor de agua a altas presiones, seguidamente, se purifican los ácidos grasos mediante destilación y se neutraliza el producto con una base para obtener agua y jabón, que se pueden separar por decantación y filtración.

Lo más destacable del proceso de fabricación de jabón, es que si se utiliza KOH como químico alcalino fuerte, obtendremos como resultado un jabón suave o jabón potásico que se disuelve con mucha facilidad en agua, lo que permite obtener el jabón líquido.

Jabón líquido

A continuación definiremos al jabón líquido y a algunos de sus componentes principales y materias primas:

El jabón líquido es un jabón blando o suave que se encuentra disuelto en agua, alcohol, glicerina, o en una solución acuosa que resulta de una mezcla de estos componentes (agua, alcohol y glicerina).

El jabón líquido, además cuenta en su composición con diferentes tipos de aditivos que le otorgan coloración, olor, capacidad antibacteriana, entre otras características. El jabón líquido suele clasificarse en tres tipos: jabón líquido natural, jabón líquido semisintético y jabón líquido sintético.

Jabón líquido natural

Este jabón líquido basa su composición en ácidos grasos de aceites vegetales, a los que se le adicionan pequeñas cantidades de ácido oleico o ácidos grasos insaturados provenientes de aceites de girasol o soya. La mezcla obtenida se neutraliza con KOH. Su principal desventaja es que son poco solubles en aguas duras (pH > 9) y su uso prolongado puede causar resequedad en la piel.

Jabón líquido semisintético

Este jabón líquido proviene de la mezcla de surfactantes con ácidos oleicos neutralizados con una amina orgánica, como la monoetanolamina. Es un jabón muy soluble en agua y da una sensación de piel tersa al utilizarlo.

Jabón líquido sintético

Este jabón líquido se basa en la mezcla de surfactantes y agentes espumantes. Son compatibles con todo tipo de agua, poseen grandes propiedades limpiadoras y generan gran cantidad de espuma, incluso en aguas duras.

Productos químicos presentes en el jabón líquido

Reactores de fabricación de jabón líquido. Imagen de udemy

Los jabones líquidos modernos poseen una lista de componentes que va mucho más allá de las grasas y las bases fuertes. Entre los componentes químicos más comunes que se suelen utilizar en la fabricación de jabón líquido, tenemos:

Benzoato de sodio y ácido benzoico: El jabón líquido requiere conservantes para evitar la aparición de moho, debido a que se encuentra disuelto en agua, e incluso, si no se encuentra disuelto en agua tiende a una degradación. El benzoato de sodio es la sal sódica del ácido benzoico y es utilizado como conservante ya que posee propiedades fungicidas y de conservación, prolongando la vida útil del jabón líquido y evitando que los hongos y el moho aparezcan en el producto.
Glicerina: Humectante que se obtiene de manera comercial, pura o tratada de un sub-producto de cualquier proceso industrial.
Dodecil sulfato de sodio (SLS): Sulfato de sodio lauretano (SLS) como también se le conoce, es un tensoactivo y un emulsionante que contribuye a la formación de espuma del jabón líquido. Además, es muy eficaz para eliminar restos de aceites y residuos.
Metilisotiazolinona y metilclorotiazolinona: La metilisotiazolinona (MIT) y la metilclorotiazolinona (CMIT) son conservantes habituales en muchos jabones líquidos. Ambas sustancias químicas actúan individualmente para inhibir el crecimiento de las bacterias, pero lo más frecuente es que se combinen para un mejor efecto inhibidor de bacterias.
Cocamidopropil betaína: La cocamidopropil betaína (CAPB) es un tensoactivo que ayuda a limpiar el agua de forma eficaz. También, actúa como agente espesante en muchos jabones líquidos, y posee algunas propiedades antisépticas, lo que lo convierte en una adición común en los productos de higiene personal.
Fragancias: Muchos jabones líquidos contienen alguna fragancia o varias fragancias. Los ingredientes exactos varían de un fabricante a otro, actualmente, la ley no obliga a la industria de las fragancias a revelar los productos químicos específicos que utilizan en sus aromas.
Ajustadores de pH: Los ajustadores de pH en el jabón líquido permiten equilibrar el pH del jabón para evitar que sean muy alcalinos, los ajustadores de pH más utilizados son el cloruro de sodio y el ácido cítrico.
Tintes y colorantes: En los jabones líquidos, los colorantes dan al jabón un color atractivo. Al igual que las fragancias, los ingredientes exactos de los tintes sintéticos dependen del fabricante específico. A menudo, se derivan químicamente del petróleo y del alquitrán de hulla. El propósito de los tintes es puramente estético, hacen que el producto sea visualmente atractivo y tienen poco o ningún valor funcional.

Materias primas para la fabricación de jabón líquido

Además de los productos químicos listados anteriormente y de otros químicos que suelen adicionarse, según la formulación específica que se tenga para fabricar el jabón líquido, se tienen los principales reactivos que son:

Grasas y aceites de origen vegetal, como aceite de palma, aceite de coco y aceite de oliva.
Hidróxido de potasio (KOH)
Agua
Isopropanol

Cabe destacar, que son reactivos de uso común, por lo tanto, se encuentran en abundancia en el mercado. Es importante seleccionar un buen proveedor y una gran calidad de cada uno de los reactivos a utilizar.

Proceso de fabricación del jabón líquido

DIagrama de bloque estándar de fabricación de jabón líquido

Diagrama de proceso estándar de fabricación de jabón líquido

En la actualidad, casi todo el jabón líquido que se produce en el mundo viene de un proceso continuo con un flujo constante de jabón, sin embargo, todavía se siguen utilizando procesos por lote o batch en varios reactores químicos a la vez.

En los procesos continuos se dividen primeramente los ácidos grasos y la glicerina que se encuentran presentes en las grasas de origen vegetal, para ello, se introducen las grasas vegetales en unas columnas verticales de acero conocidas como hidrolizadores, los cuales, operan a altas temperaturas, permitiendo así la separación de los componentes (ácidos grasos y glicerina). Una vez que los componentes salen del hidrolizador pasan por un separador para recuperar la glicerina y enviar a los ácidos grasos hacia un proceso de destilación para retirar exceso de agua y contaminantes, y de esta manera, purificarlos.

Los ácidos grasos purificados son mezclados con el KOH en un reactor donde se lleva a cabo la saponificación para crear el jabón. En esta etapa se adicionan los componentes químicos para culminar la producción del jabón líquido. Luego, se envía el producto hacia las máquinas dispensadoras, las cuales, rellenan los envases que luego son empaquetados y almacenados para su comercialización y distribución.

También, se puede fabricar el jabón líquido en varios procesos por lote o batch simultáneos. Para ello, se realiza una mezcla de las grasas o aceites a utilizar (una fórmula común es 70% de aceite de coco y 30% de aceite de oliva). Simultáneamente, se mezcla el KOH con agua, luego, en un mezclador continuamente agitado se adiciona la mezcla de aceite a la solución de KOH durante el tiempo necesario y finalizado el proceso de mezcla, se deja reposar por 24 horas. Finalizado el proceso de cuaje del jabón, se introduce en un reactor junto con agua, se le adiciona calor y se mantiene mezclando continuamente hasta que se disuelva completamente el jabón en el agua y finalice la saponificación. En el reactor, también se adicionan los otros componentes químicos. Finalmente, se envasa y se empaqueta el producto.

Esta explicación del proceso de fabricación del jabón líquido, también podemos dividirla en etapas, como veremos a continuación:

Se reciben las materias primas y se almacenan en un lugar adecuado. Antes del almacenaje se le hacen pruebas de control de calidad a las grasas vegetales y al KOH, así como, a los compuestos químicos extra a utilizar para garantizar la calidad del producto.
Seguidamente, se filtra y se destila el agua a utilizar para garantizar la pureza y facilitar las reacciones químicas al eliminar ciertos componentes presentes en el agua común.
Se llenan tanques con el aceite o mezcla de aceites (como se explicó anteriormente se mezclan según proporción en un mezclador continuo), agua destilada, isopropanol y solución de KOH. Seguidamente, se adicionan las proporciones requeridas por nuestra fórmula en un reactor de saponificación mediante tuberías. Una vez dentro del reactor se inicia la saponificación adicionando calor al reactor (cerca de 80 ⁰C) e iniciando el mezclado continuo hasta finalizar la saponificación.
Luego, se enfría el reactor a temperatura ambiente para promover la separación de las dos fases del producto (jabón líquido y lejía, o solución acuosa) por decantación. Se extrae la solución acuosa por la parte inferior del reactor, dejando la solución jabonosa dentro.
La solución acuosa recuperada se neutraliza para separar el glicerol, que luego se filtra y se evapora para obtener un glicerol de gran pureza que puede ser aprovechado como sub-producto o como humectante. La solución jabonosa queda dentro del reactor, se le adicionan los productos químicos requeridos por nuestra fórmula (glicerina, ajustadores de pH, agua destilada a altas temperaturas, etc), se realiza un mezclado completo y el producto sale del reactor.
El producto pasa por un proceso de filtración para remover cualquier impureza o residuo y luego, se almacena en tanques para ser enviado a las máquinas dispensadoras que llenarán los envases que contendrán el producto, se embalan dichos envases y se almacenan para su distribución.

Como podemos notar, es un procedimiento similar al del proceso de fabricación del jabón sólido, sólo que tiene ciertas variaciones que permiten obtener una solución de jabón con gran poder de limpieza, humectante y antibacteriana.

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