TCC Corrigido

ESTUDO DA QUALIDADE E EFICIÊNCIA DE LAVA-ROUPAS DESENVOLVIDO

USANDO SABÃO OBTIDO DA SAPONIFICAÇÃO DO ÓLEO DE FRITURA RESIDUAL

EM COMPARAÇÃO COM MARCAS COMERCIAIS

FREDERICO VENÂNCIO MARTINS

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DA

COORDENAÇÃO DO CURSO DE QUÍMICA INDUSTRIAL DA UNIVERSIDADE

ESTADUAL DE GOIÁS COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE BACHAREL EM QUÍMICA INDUSTRIAL

ANÁPOLIS, GO – BRASIL

DEZEMBRO DE 2009

ii




Frederico Venâncio Martins

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO SUBMETIDO À COORDENAÇÃO DO CURSO DE QUÍMICA

INDUSTRIAL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS COMO PARTE DOS REQUISITOS PARA A

OBTENÇÃO DO TÍTULO DE BACHAREL EM QUÍMICA INDUSTRIAL.

Aprovada por:

_ Prof. MSc. Lauro Bernardino Coelho Jr.

(Orientador)

_

Prof. MSc. Mariana Ferreira Oliveira (Membro)

_

Prof. MSc. Maria Nelcina da Silva (Membro)

ANÁPOLIS, GO – BRASIL

DEZEMBRO DE 2009

iii

MARTINS, FREDERICO VENÂNCIO

Estudo da Qualidade e Eficiência de Lava-Roupas

Desenvolvido Usando Sabão Obtido da

Saponificação do Óleo de Fritura Residual em

Comparação com Marcas Comerciais [Anápolis]

2009

XIII, 70 p. 29,7 cm (UnUCET/UEG, Bacharel,

Química Industrial)

Trabalho de Conclusão de Curso – Universidade

Estadual de Goiás, UnUCET

1. Sabão e detergente. 2. Lava-roupas. 3. Óleo de

fritura residual.

I. UnUCET/UEG II. Título (série)

iv

Dedicado a todos que duvidaram.

v

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, Afrânio e Edina, e familiares, por sempre me incentivarem e acreditarem no meu potencial.

A minha namorada, pelos longos anos de convivência e paciência.

Aos meus amigos, colegas de faculdade, professores e técnicos.

Ao Paulo “Fonfas” Afonso, pela amizade, pelas portas abertas e pela oportunidade de trabalho oferecida na Psiu Indústria e Comércio de Produtos de Limpeza LTDA.

vi

Resumo do Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UnUCET/UEG como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Bacharel em Química Industrial.




Frederico Venâncio Martins

Dezembro/2009

Orientador: Prof. MSc. Lauro Bernardino Coelho Júnior

Curso: Química Industrial

RESUMO

Óleos são ésteres de ácidos graxos e glicerol obtido de diversas fontes vegetais. O uso

de óleos vegetais no preparo de alimentos através de fritura tornou-se indispensável para

dieta humana. Entretanto a perda de qualidade deste óleo devido à degradação oxidativa

e termolítica durante os períodos de fritura, produz um resíduo que no ambiente torna-se

um poderoso poluente. Esse resíduo é a matéria prima para produção de sabão. Assim

como os tensoativos sintéticos, como ácido sulfônico, o sabão também serve como

principio ativo de lava-roupas líquido. Objetivou-se nesse trabalho desenvolver três

formulações de lava-roupas líquido usando o sabão obtido da saponificação do óleo de

fritura residual como substituto do acido sulfônico. Obteve-se uma amostra de óleo de

fritura residual e determinou-se seu parâmetros de qualidade como índice de acidez,

índice de peróxido e índice de saponificação. Com o índice de saponificação de 98,6 mg

de KOH/g de óleo, determinou-se a quantidade de NaOH necessária para saponificar o

óleo. O sabão obtido, seco, foi diluído na proporção de 13 % p/p no desenvolvimento de

três formulações. Adicionou-se reforçadores de espuma, removedores de dureza ou

builders, solvente, conservante, corante e fragrância. Comparou-se as três formulações

desenvolvidas com três formulações comerciais que usam o ácido sulfônico como

principio ativo, através do teste de lavagem de tecido de algodão sujo com catchup e

poeira. Os lava-roupas desenvolvidos com sabão de óleo de fritura apresentaram bom

desempenho na remoção das sujeiras, com eficácia levemente superior às formulações

comerciais.

vii

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 1

2. REVISÃO DA LITERATURA ......................................................................................... 3

2.1 ÓLEOS E GORDURAS ........................................................................................... 3

2.1.1 COMPOSIÇÃO ................................................................................................. 3

2.1.1.1 Glicerídeos ................................................................................................. 4

2.1.1.2 Não glicerídeos ........................................................................................... 5

2.1.2 CLASSIFICAÇÃO ............................................................................................. 5

2.1.2.1 Gorduras do leite ........................................................................................ 6

2.1.2.2 Ácido láurico ............................................................................................... 6

2.1.2.3 Manteigas vegetais ..................................................................................... 6

2.1.2.4 Ácido oléico e linoléico................................................................................ 6

2.1.2.5 Ácido linolênico ........................................................................................... 7

2.1.2.6 Gorduras animais ....................................................................................... 7

2.1.2.7 Óleos Marinhos........................................................................................... 7

2.1.3 PRODUÇÃO NACIONAL DE ÓLEOS VEGETAIS ............................................. 9

2.1.4 MODOS DE UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS ............................................................ 10

2.1.5 PROCESSO DE FRITURA .............................................................................. 11

2.1.6 QUÍMICA DE FRITURA .................................................................................. 11

2.1.6.1 Hidrolise.................................................................................................... 12

2.1.6.2 Polimerização ........................................................................................... 12

2.1.6.3 Oxidação .................................................................................................. 13

2.1.6.4 O efeito da temperatura ............................................................................ 13

2.1.6.5 Decomposição oxidativa de ácidos graxos saturados ............................... 13

2.1.6.6 Decomposição oxidativa de ácidos graxos insaturados ............................ 14

2.1.6.5 Outros fatores ........................................................................................... 15

2.1.7 PARÂMETROS DE QUALIDADE DOS ÓLEOS .............................................. 15

viii

2.1.7.1 Índice de acidez ........................................................................................ 15

2.1.7.2 Índice de peróxido .................................................................................... 16

2.1.8 RESÍDUOS DE ÓLEOS NO MEIO AMBIENTE ............................................... 17

2.1.9 DESTINO E USOS DO ÓLEO DE FRITURA RESIDUAL ................................ 18

2.2 SABÃO .................................................................................................................. 19

2.2.1 HISTÓRIA DO SABÃO .................................................................................... 20

2.2.2 MATÉRIAS PRIMAS PARA OBTENÇÃO DO SABÃO. ................................... 21

2.2.2.1 Matérias graxas ........................................................................................ 21

2.2.2.2 Álcalis e soda cáustica .............................................................................. 22

2.2.3 CLASSIFICAÇÕES DOS SABÕES ................................................................. 23

2.2.4 SOLUBILIDADE DOS SABÕES ...................................................................... 23

2.3 TENSOATIVOS SINTÉTICOS ............................................................................... 24

2.3.1 CLASSIFICAÇÃO ........................................................................................... 25

2.3.2 PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES AQUOSAS DE TENSOATIVOS............. 26

2.3.3 REOLOGIA ..................................................................................................... 27

2.3.4 SOLUBILIDADE E TEMPERATURA KRAFFT ................................................ 28

2.3.5 O EFEITO DO TENSOATIVO NA TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA ........... 29

2.3.5.1 Formação de espuma ............................................................................... 29

2.3.6 AÇÃO DE LIMPEZA ........................................................................................ 30

2.4 LAVAGEM DE ROUPAS ....................................................................................... 30

2.5 FORMULAÇÕES DE DETERGENTES LAVA-ROUPAS........................................ 34

2.5.1 MATÉRIA ATIVA ............................................................................................. 35

2.5.1.1 Tensoativos .............................................................................................. 35

2.5.2 REGULADORES DE ESPUMA ....................................................................... 36

2.5.2.1 Lauril Éter Sulfato de Sódio ...................................................................... 36

2.5.2.2 Amida 60 .................................................................................................. 37

2.5.3 REFORÇADORES DE LIMPEZA OU BUILDERS ........................................... 37

2.5.3.1 Problemas ambientais .............................................................................. 38

2.5.3.2 Substitutos de fosfatos inorgânicos........................................................... 38

ix

2.5.4 AGENTES COMPLEXANTES ......................................................................... 39

2.5.5 SOLVENTES................................................................................................... 39

2.5.6 CONSERVADORES ....................................................................................... 40

2.5.6.1 Formol e seus substitutos ......................................................................... 40

2.5.7 CORANTES .................................................................................................... 41

2.5.7 FRAGRÂNCIAS .............................................................................................. 41

2.5.8 ÁGUA .............................................................................................................. 42

3. UNIDADE EXPERIMENTAL ........................................................................................ 43

3.1 ANÁLISE DO ÓLEO RESIDUAL ............................................................................ 43

3.1.1 FILTRAÇÃO DO ÓLEO USADO ..................................................................... 43

3.1.2 ÍNDICE DE ACIDEZ ........................................................................................ 43

3.1.2.1 Material ..................................................................................................... 43

3.1.2.2 Reagentes ................................................................................................ 43

3.1.2.3 Procedimento ........................................................................................... 44

3.1.2.4 Cálculos .................................................................................................... 44

3.1.3 ÍNDICE DE PERÓXIDO .................................................................................. 44

3.1.3.1 Material ..................................................................................................... 44

3.1.3.2 Reagentes ................................................................................................ 44

3.1.3.3 Procedimento ........................................................................................... 45

3.1.3.4 Cálculo ..................................................................................................... 45

3.1.4 ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO ........................................................................ 46

3.1.4.1 Material ..................................................................................................... 46

3.1.4.2 Reagentes ................................................................................................ 46

3.1.4.3 Procedimento ........................................................................................... 46

3.1.4.4 Cálculo ..................................................................................................... 46

3.1.5 PESO MOLECULAR MÉDIO .......................................................................... 47

3.1.6 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE ESTERIFICAÇÃO ..................................... 47

3.1.7 RENDIMENTO EM GLICERINA ...................................................................... 47

x

3.2 SAPONIFICAÇÃO DO ÓLEO DE FRITURA USADO ............................................ 47

3.2.1 MATERIAIS ..................................................................................................... 47

3.2.2 REAGENTES .................................................................................................. 47

3.2.3 PROCEDIMENTO ........................................................................................... 48

3.2.4 SECAGEM DO SABÃO ................................................................................... 49

3.2.5 RENDIMENTO DO SABÃO ............................................................................. 49

3.3 FORMULAÇÃO DO LAVA ROUPAS ..................................................................... 49

3.3.1 PROCEDIMENTO ........................................................................................... 49

3.4 ANÁLISE DO LAVA-ROUPAS ............................................................................... 49

3.4.1 pH ................................................................................................................... 49

3.4.2 VISCOSIDADE ................................................................................................ 50

3.4.3 PODER ESPUMANTE .................................................................................... 50

3.4.4 DESEMPENHO DE LAVAGEM ....................................................................... 50

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................... 51

4.1 ANÁLISE DO ÓLEO RESIDUAL ............................................................................ 51

4.1.1 ÍNDICE DE ACIDEZ ........................................................................................ 51

4.1.2 ÍNDICE DE PERÓXIDO .................................................................................. 52

4.1.3 ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO ........................................................................ 52

4.2 SAPONIFICAÇÃO DO ÓLEO DE FRITURA .......................................................... 53

4.2.1 SECAGEM DO SABÃO ................................................................................... 53

4.2.2 RENDIMENTO DO SABÃO ............................................................................. 53

4.3 FORMULAÇÃO DO LAVA-ROUPAS ................................................................. 53

4.4 ANÁLISE DO LAVA-ROUPAS ............................................................................... 55

4.4.1 TESTE DE PH E VISCOSIDADE .................................................................... 55

4.4.2 PODER ESPUMANTE .................................................................................... 56

4.4.3 TESTE DE LAVAGEM .................................................................................... 58

5. CONCLUSÃO ............................................................................................................. 64

xi

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 65

xii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Reação de esterificação. .................................................................................... 3

Figura 2: Reação de hidrólise de triglicerídeos ................................................................ 12

Figura 3: Reação de saponificação. ................................................................................ 19

Figura 4: A estrutura molecular de um tensoativo inclui o grupo hidrofóbico, com pouca atração pela água (ou solvente) e a hidrofílica, com fortes interações com a água (ou o solvente). ........................................................................................................................ 25

Figura 5: Curva de variação de viscosidade em função da concentração de sal, comumente conhecida como reserva de viscosidade. .................................................... 27

Figura 6; Relação temperatura/solubilidade para tensoativos iônicos típicos. ................. 28

Figura 7: Círculo de Sinner. ............................................................................................ 31

Figura 8: Linear dodecilbenzeno sulfonato de sodio. ....................................................... 36

Figura 9: Lauril Éter Sulfato de Sódio. ............................................................................. 37

Figura 10: Representação esquemática do processo de saponificação realizado em laboratório. ...................................................................................................................... 48

Figura 11: Volumes de espuma atingidos após agitação vigorosa durante 5 segundos de soluções aquosas de lava-roupas a 2g/L. ....................................................................... 57

Figura 12: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Formulação 1. ........................................................................................ 59



Figura 15: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca A. ................................................................................................. 61

Figura 16: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca B. ................................................................................................. 62

Figura 17: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca C. ................................................................................................ 62

xiii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Composição de ácidos graxos de gorduras e óleos comuns. ............................ 4

Tabela 2: Principais categorias de óleos e suas aplicações. ............................................. 8

Tabela 3: Índice de saponificação de algumas matérias graxas. ..................................... 16

Tabela 4: Porcentagens e as massas das matérias primas para obtenção do sabão. ..... 48

Tabela 5: Resultados obtidos pela análise do índice de acidez. ...................................... 51

Tabela 6: Resultados obtidos pela análise do índice de peróxido. .................................. 52

Tabela 7: Formulações desenvolvidas com suas composições em porcentagens. ......... 54

Tabela 8: Resultados obtidos da leitura do pHmetro e do viscosímetro. ......................... 55

1

1. INTRODUÇÃO

O consumo de óleos vegetais é cada vez mais crescente. Obtido de diversas

fontes, este produto tornou-se indispensável para a sociedade moderna e para dieta

humana. Com o óleo são preparados diversos alimentos, todos os dias, em praticamente

todos os lares, restaurantes, redes de fast food e indústrias. Seu uso principal se dá na

fritura dos alimentos, pois facilita e agiliza o preparo dos mesmos, conferindo aos

alimentos fritos características únicas de saciedade, aroma, sabor e palatabilidade. No

entanto, o consumo excessivo de alimentos fritos passou a ser associado como a causa

de diversas doenças, como obesidade, hipertensão e problemas cardíacos, tornando-se

o foco de pesquisas de muitos profissionais em varias áreas do conhecimento,

confirmando que os óleos se degradam em muitas substâncias agressivas durante o

processo de fritura, fazendo com que o óleo seja inapropriado para o consumo.

Com o óleo degradado é rejeitado para o consumo, este torna-se um resíduo

muito comum e gerado em grandes quantidades. O efeito do descarte indiscriminado de

óleo no meio ambiente é desastroso, principalmente nos corpos d’água. Um litro de óleo

polui um milhão de litros de água. Por isso este resíduo deve ser encaminhado para um

tratamento que elimine ou, pelo menos, reduza os efeitos nocivos do mesmo no

ambiente. Com esse apelo ambiental, associado ao econômico, diversas indústrias

passaram a incorporar o óleo residual como matéria prima em seus processos, tendo

destaque a produção de biodisel. Essas indústrias compram o óleo recolhido por ONG’s e

entidades de defesa do meio ambiente e produzem o biodisel.

O óleo também é aproveitado por donas de casa na fabricação de sabão. O

“sabão caseiro” ou “sabão de soda”, como é conhecido devido o uso da soda caustica na

saponificação do óleo, é um produto muito popular e difundido no Brasil, usado na

lavagem de louças e roupas. Por ter uma produção barata e relativamente simples,

muitas donas de casa têm suas próprias receitas e fabricam o sabão no fundo de seus

quintais. Porem falta-lhes conhecimento técnico que viabilize a produção de um sabão de

qualidade e com eficiência comprovada. Atentando para o fato de que estes sabões

obtidos de óleo de fritura residual não possuem qualidade e eficiência atestada surgiu a

motivação para realização deste estudo.

Os objetivos deste trabalho é desenvolver três formulações de lava-roupas

líquido usando o sabão obtido da saponificação do óleo de fritura residual com substituto

2

do ácido sulfônico, atestando sua qualidade e eficiência em comparação com três marcas

comerciais.

3

2. REVISÃO DA LITERATURA

2.1 ÓLEOS E GORDURAS

Os óleos e gorduras são substâncias insolúveis em água (hidrofóbicas), de

origem animal ou vegetal, formados predominantemente por ésteres de triacilgliceróis,

produtos resultantes da esterificação entre o glicerol e ácidos graxos (Figura 1). Os

triacilgliceróis incluem óleos de vegetais e gorduras de origem animal, como o óleo de

amendoim, o óleo de soja, o óleo de milho, o óleo de girassol, a manteiga, a banha e o

sebo. Os triacilgliceróis são compostos insolúveis em água e à temperatura ambiente,

possuem uma consistência de líquido para sólido. Se à temperatura ambiente forem

líquidos, são chamados de óleos; se forem sólidos, são chamados de gorduras

(SOLOMONS E FRYHLE, 2006; REDA E CARNEIRO, 2007).

Figura 1: Reação de esterificação.

Fonte: SOLOMONS E FRYHLE (2006).

2.1.1 COMPOSIÇÃO

A Tabela 1 fornece a composição de ácidos graxos de um numero de gorduras e

óleos comuns. Os óleos e gorduras apresentam como componentes substâncias que

podem ser reunidas em duas grandes categorias: glicerídeos e não-glicerídeos (REDA E

CARNEIRO, 2007).

4

Tabela 1: Composição de ácidos graxos de gorduras e óleos comuns.

Óleo/GorduraC4 ácido butírico

C6 ácido capróico

C8 ácido caprílico

C10 ácido

cáprico

C12 ácido

láurico

C14 ácido

mirístico

C16 ácido

palmítico

C18 ácido esteárico

C16 ácido palmitoléico

C18 ácido oléico

C18 ácido

linoléico

C18 ácido linolênico

Gorduras animaisManteiga 3-4 1-2 0-1 2-3 2-5 8-15 25-29 9-12 4-6 18-33 2-4Banha 1-2 25-30 12-18 4-6 48-60 6-12 0-1Sebo de boi 2-5 24-34 15-30 35-45 1-3 0-1Óleos vegetaisOliva 0-1 5-15 1-4 67-84 8-12Amandoim 7-12 2-6 30-60 20-38Milho 1-2 7-11 3-4 1-2 25-35 50-60Semente de algodão 1-2 18-25 1-2 1-3 17-38 45-55Soja 1-2 6-10 2-4 20-30 50-58 5-10Linhaça 4-7 2-4 14-30 14-25 45-60Coco 0-1 5-7 7-9 40-50 15-20 9-12 2-4 0-1 6-9 0-1Óleos marinhosFígado de bacalhau 5-7 8-10 0-1 18-22 27-33 27-32

Composição média de ácidos graxos (mol%)InsaturadaSaturada

Fonte: SOLOMONS E FRYHLE (2006).

2.1.1.1 Glicerídeos

Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos de cadeia longa, livres ou

esterificados, constituindo os óleos e gorduras. São definidos como produtos da

esterificação de uma molécula de glicerol com até três moléculas de ácidos graxos, ou

seja, 1 mol de glicerol esterificados com 3 mol, 2 mol, ou 1 mol de ácidos graxos,

produzindo tri, di e monoglicerídeos, respectivamente. Gorduras que ocorrem

naturalmente contêm cerca de 97% de triglicerídeos, diglicerídeos até 3% e até 1% de

monoglicerídeos (THOMAS, 2002; REDA E CARNEIRO, 2007).

As propriedades químicas, físicas e biológicas de óleos e gorduras são

determinados pelo tipo de grupos de ácidos graxos e sua distribuição através das

moléculas de triglicérides. O ponto de fusão geralmente aumenta com o aumento da

proporção de ácidos graxos de cadeia longa ou diminuindo a proporção de cadeia curta

ou ácidos graxos insaturados. Quando saturados possuem apenas ligações simples entre

os carbonos e possuem pouca reatividade química. Já os ácidos graxos insaturados,

contêm uma ou mais ligações duplas no seu esqueleto carbônico; são mais reativos e

mais suscetíveis a termo-oxidação (THOMAS, 2002; REDA E CARNEIRO, 2007).

5

2.1.1.2 Não glicerídeos

Em todos os óleos e gorduras, encontramos pequenas quantidades de

componentes não-glicerídeos. Os óleos vegetais brutos possuem menos de 5% e os

óleos refinados menos de 2%. No refino, alguns desses componentes são removidos

completamente, outros parcialmente. Aqueles que ainda permanecem no óleo refinado,

ainda que em traços, podem afetar as características dos óleos devido a alguma

propriedade peculiar, como apresentar ação pró ou antioxidante, ser fortemente

odorífero, ter sabor acentuado ou ser altamente colorido. Alguns exemplos de grupos

não-glicerídeos são os fosfatídeos (lecitinas, cefalinas, fosfatidil inositol); esteróis

(estigmasterol); ceras (palmitato de cetila); hidrocarbonetos insolúveis (esqualeno);

carotenóides; clorofila; tocoferóis (vitamina E); lactonas e metilcetonas (REDA E

CARNEIRO, 2007).

2.1.2 CLASSIFICAÇÃO

A Instrução Normativa Nº49, de 22 de Dezembro de 2006, do Ministério da

Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), conceitua como óleo vegetal comestível o

produto alimentício constituído principalmente por triglicerídeos de ácidos graxos, obtidos

unicamente de materia-prima vegetal, refinado mediante o emprego de processos

tecnológicos adequados. Poderão conter pequenas quantidades de outros lipídios, tais

como fosfolipídeos, constituintes insaponificáveis e ácidos graxos livres, naturalmente

presentes no óleo vegetal. Estes óleos vegetais serão classificados em dois tipos, de

acordo com a sua qualidade, em função dos parâmetros e respectivos limites de

tolerância estabelecidos (BRASIL, 2006).

Segundo Fennema (1996), a classe mais abundante de lipídios dos alimentos

são os triacilgliceróis, que dominam a composição do depósito de gorduras animais e

plantas. Este mesmo autor classifica as gorduras comestíveis no seguintes subgrupos:

6

2.1.2.1 Gorduras do leite

Derivadas do leite de ruminantes, especialmente vacas leiteiras. Embora os

principais ácidos graxos da gordura do leite são o palmítico, o oléico e o esteárico, esta

gordura é única entre as gorduras animais na medida em que contém quantidades

apreciáveis de ácidos de cadeia curta C4 a C12, pequenas quantidades de ramificados,

ácidos ímpares, e ligações duplas trans (FENNEMA, 1996).

2.1.2.2 Ácido láurico

Gorduras deste grupo são derivadas de certas espécies de palmeiras, como

coco e babaçu. As gorduras são caracterizadas pela seu alto teor de ácido láurico (40-

50%), quantidades moderadas de C6, C8, e ácidos graxos C10, baixo teor de ácidos

insaturados, e baixa pontos de fusão (FENNEMA, 1996).

2.1.2.3 Manteigas vegetais

Gorduras deste grupo são derivadas de sementes de diversas árvores tropicais

e são distinguidas pelo seu estreito intervalo de fusão, devido principalmente ao arranjo

dos ácidos graxos nas moléculas de triacilglicerol. Apesar de sua grande proporção de

ácidos graxos saturados e insaturados, acilgliceróis tri-saturados não estão presentes. As

manteigas vegetais são amplamente utilizadas na fabricação de confeitos, com a

manteiga de cacau, sendo o membro mais importante do grupo (FENNEMA, 1996).

2.1.2.4 Ácido oléico e linoléico

Gorduras deste grupo são as mais abundantes. Os óleos são todos de origem

vegetal e contém grandes quantidades de ácidos oléico e linoléico e menos de 20% de

ácidos graxos saturados. Os membros mais importantes deste grupo são os óleos de

algodão, milho, amendoim, girassol, açafrão, oliva, palma, e os óleos de gergelim

(FENNEMA, 1996).

7

2.1.2.5 Ácido linolênico

Gorduras neste grupo contêm quantidades consideráveis de ácido linolênico.

Soja, canola e linhaça, gérmen de trigo, cânhamo são exemplos, com a soja, sendo a

mais importante. A abundância de ácido linolênico em óleo de soja é responsável para o

desenvolvimento de um problema do sabor conhecido como reversão do sabor

(FENNEMA, 1996).

2.1.2.6 Gorduras animais

Este grupo é constituído por depósitos de gorduras internas em animais

terrestres (por exemplo, banha e sebo), todos contendo grandes quantidades de C16 e

C18 de ácidos graxos, montantes médios de ácidos insaturados, principalmente oléicos e

linoléicos, e pequenas quantidades de ácidos ímpares. Essas gorduras também contêm

quantidades apreciáveis de triacilgliceróis completamente saturados e apresentam pontos

de fusão relativamente altos (FENNEMA, 1996).

2.1.2.7 Óleos Marinhos

Estes óleos normalmente contêm grandes quantidades de cadeia longa ômega-

3, ácidos graxos poliinsaturados, com até seis ligações duplas e são normalmente são

ricos em vitaminas A e D. Devido ao seu alto grau de insaturação, são menos resistentes

à oxidação do outros animais ou óleos vegetais (FENNEMA, 1996).

Outra classificação para óleos, proposta por Carioca e Arora (1985), encontra-se

na Tabela 2.

8

Tabela 2: Principais categorias de óleos e suas aplicações.

GRUPO PRINCIPAIS ÓLEOS

CARACTERÍSTICAS APLICAÇÕES

Láurico Coco Dendê (óleo de

palmiste) Babaçu

Alto conteúdo de ácido láurico (40-50%). Pequenas quantidades de

ácidos saturados de 8, 10, 14 e 18

carbonos. Grupo de menor teor de

insaturados. Óleos líquidos na

temperatura ambiente devido ao

baixo peso molecular.

Óleos comestíveis Gorduras

hidrogenadas (“gordura de coco”)

Sabões e sabonetes

Produção de ácidos graxos puros de

baixo peso molecular (C6 a

C12) e seus derivados químicos

Manteiga vegetal Manteiga de cacau Conteúdo elevado (≥50%) de ácidos

saturados C14-C18, sempre associados a oléico ou linoléico na

molécula do triglicerídeo, o que

origina a consistência

pastosa.

Chocolates Doces

Produtos farmacêuticos

Oléico/Linoléico Oliva Amendoim

Dendê (óleo de palma)

Algodão Sésamo

Milho Girassol

Grupo mais numeroso e variado em características. Predominam ácidos insaturados (oléico e

linoléico) muitas vezes ultrapassando 80% do total, o que

resulta em consistência líquida

à temperatura ambiente.

Óleos comestíveis de alta qualidade

Gorduras hidrogenadas Sabões em

misturam com óleos mais

saturados para elevar o ponto de

fusão

Erúcico Colza Alto teor de ácido erúcico (13-

decosenóico), alcançando até 55%

do total.

Formulação de lubrificantes

Produção de ácidos graxos e derivados para uso industrial

Uso comestível apenas de

variedades com baixo teor de

erúcico Fonte: Carioca e Arora (1985).

9

Tabela 2: Principais categorias de óleos e suas aplicações (Continuação).

Linolênico Soja Linhaça

Teor significativo de ácido linolênico e em menor grau,

ácidos oléico e linoléico, originando

propriedades secativas.

Uso em tintas e produtos similares,

devido às propriedades significativas

Uso em pequeno em saboaria, dado o baixo ponto de fusão dos sabões

Acido Conjugado Tungue Oiticica

Possuem ácidos com duplas

ligações conjugadas

(eleosteárico no tungue e licânico na oiticica), que

favorecem a secagem rápida (via oxidação e polimerização).

Fabricação de vernizes, lacas e

outros formadores de película

Hidroxiácidos Mamona (exclusivamente)

Contém cerca de 90% de ácido ricinoléico (12-

hidroxi, 9-octadecanóico) e

pequenas quantidades de

ácido 9, 10-dihidroxiesteárico.

Uso lubrificante Fluido para sistemas

hidráulicos Matéria-prima para

sulfonação Produção de

vernizes e lacas a partir do derivado

com duplas ligações

conjugadas obtido por desidratação

catalítica Fonte: Carioca e Arora (1985).

2.1.3 PRODUÇÃO NACIONAL DE ÓLEOS VEGETAIS

De acordo com a ABIOVE (Associação Brasileira das Indústrias de Óleos

Vegetais) (2009), no ano de 2008 foram produzidos no Brasil 6,2 milhões de toneladas de

óleo de soja, dos quais, 4,1 milhões de toneladas foram destinadas ao consumo interno,

enquanto que, o restante foi exportado.

Levando em conta a capacidade de processamento e refino de óleos vegetais no

Brasil, em toneladas/dia por estado e total do país, contemplando as unidades ativas e

10

paradas, as indústrias brasileiras, em 2008, processaram e refinaram 155.449 e 21.550

toneladas de óleo de soja por dia, respectivamente. Entre os estados, Goiás figura como

o 4º estado em processamento, com 12,4% (19.250 t/dia), ficando atrás do Paraná, com

22,6% (35.150 t/dia), do Rio Grande do Sul, com 16,6% (25.800 t/dia) e Mato Grosso,

com 16,0% (24.800 t/dia). No que se refere à capacidade de refino, Goiás ficou com 2º

lugar, finando 3.510 toneladas de óleo por dia (16,3%). São Paulo, o estado com maior

capacidade de refino, refinou 5.920 toneladas de óleo por dia, ou seja, 27,5% do

montante nacional (ABIOVE, 2009).

2.1.4 MODOS DE UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS

Para os homens, as gorduras e os óleos sempre tiveram um papel essencial

como alimento. Além disso, o mundo industrial moderno descobriu diversas aplicações

para ambos. A maior quantidade de gorduras como matérias-prima de indústrias

químicas destina-se à fabricação de ácidos graxos. Os óleos são saponificados,

hidrogenados, epoxidados, e sulfonados, dando um grande número de produtos úteis; as

gorduras são isomerizadas e interesterificadas, visando a produção de óleos e gorduras

de melhor qualidade. Alguns dos diversos usos e aplicações de óleos vegetais se

encontram na Tabela 2 (SHREVE e BRINK JR, 1974).

Na nutrição humana, os óleos e as gorduras apresentam uma importância

significativa. Fornecerem calorias, são ricos em ácidos graxos essenciais insaturados

(ácido oléico, ácido linoléico e alfa-linoléico) e, conseqüentemente, pobres em ácidos

graxos saturados, além de ser veiculadores de vitaminas lipossolúveis como A, D, E e K1

(CASTRO et al., 2004; MENDONÇA et al., 2008).

Os óleos vegetais são larga e universalmente consumidos para a preparação de

alimentos nos domicílios, estabelecimentos industriais e comerciais. A importância da

utilização de óleos no preparo de alimentos é, hoje, indiscutível. A fritura é uma operação

de preparação rápida, conferindo aos alimentos fritos, características únicas de

saciedade, aroma, sabor e palatabilidade (REIS et al., 2007).

11

2.1.5 PROCESSO DE FRITURA

A fritura por imersão é um processo que utiliza óleos ou gorduras vegetais como

meio de transferência de calor, cuja importância é indiscutível para a produção de

alimentos em lanchonetes e restaurantes comerciais ou industriais a nível mundial. Em

estabelecimentos comerciais, utilizam-se fritadeiras elétricas descontínuas com

capacidades que variam de 15 a 350 litros, cuja operação normalmente atinge

temperaturas entre 180 a 200°C. Já em indústrias de produção de empanados,

salgadinhos e congêneres, o processo de fritura é normalmente contínuo e a capacidade

das fritadeiras pode ultrapassar 1000 litros (COSTA NETO et al., 2000). Esta forma de

aquecimento é mais eficiente que o cozimento por ar quente em fornos e mais rápido que

o cozimento em água, já que as temperaturas alcançadas pelo óleo, em processo de

fritura, são superiores às alcançadas pela água em ebulição (ANS et al., 1999).

2.1.6 QUÍMICA DE FRITURA

No curso de fritura, os alimentos entram em contato com o óleo a cerca de

180°C, que é parcialmente exposto ao ar durante vários períodos de tempo. Assim, a

fritura, mais do que qualquer outro processo ou método de manipulação de alimentos,

tem o maior potencial para causar alterações químicas nas gorduras, e considerável

quantidade desta gordura é carregada com o alimento (5 a 40% em peso de gordura é

absorvido) (FENNEMA, 1996).

Durante o processo de fritura, óleos e gorduras estão expostos à ação de três

agentes que contribuem para diminuir sua qualidade e modificar sua estrutura: a umidade

proveniente dos alimentos, que é a causa da alteração hidrolítica; o oxigênio do ar, que

entra na massa de óleo através da superfície do recipiente possibilitando a alteração

oxidativa e, finalmente, a elevada temperatura em que ocorre a operação, por volta de

180°C, que provoca a alteração térmica (JORGE et al., 2005).

O mecanismo das alterações termoxidativas e hidrolíticas de um óleo usado

para fritura depende de uma série de fatores dependentes do próprio processo, como o

tipo de equipamento utilizado, a temperatura, o tempo e o método de fritura. A

degradação durante um processo de fritura será tanto maior quanto mais prolongado for

o período de utilização do óleo e/ou da gordura e quanto maior for sua insaturação

(JORGE et al., 2005). Fatores extrínsecos ao mesmo, se relacionam com o tipo de óleo

12

ou gordura utilizada, sua composição, suas características físico-químicas, a presença de

aditivos, contaminantes, etc., assim como a natureza do alimento, sua relação

superfície/volume, peso/volume, tipo de preparação: empanados, pré-fritos, etc. (DAMY e

JORGE, 2003).

O aquecimento do óleo no processo de fritura inicia uma série complexa de

reações que produzem numerosos compostos de degradação. Com o decorrer das

reações, a qualidade funcional, sensorial e nutricional do óleo se modifica e pode chegar

a níveis em que não se consegue mais produzir alimentos de qualidade (ANS et al.,

1999).

2.1.6.1 Hidrolise

A hidrólise envolve inicialmente a quebra de ligações do éster no glicerídio com

formação de ácidos graxos livres, monoglicerídios, diglicerídios e glicerol. Essa reação

(Figura 2) é favorecida com a presença de água em altas temperaturas, podendo resultar

em produtos com alta volatilidade e alta reatividade química (VERGARA et al., 2006).

Figura 2: Reação de hidrólise de triglicerídeos

Fonte: Thomas (2002).

2.1.6.2 Polimerização

Compostos poliméricos, diméricos e oligoméricos são formadas pelo

aquecimento de ácidos graxos insaturados a 200-300°C. A taxa de polimerização

aumenta com o crescente grau de insaturação, ácidos graxos saturados não podem ser

polimerizados. A polimerização térmica de grupos de ácidos graxos poliinsaturados é

normalmente precedida de isomerização e de conjugação de duplas ligações. A

polimerização térmica envolve a formação de nova ligação C-C pela combinação de

radicais acila e por reações de Diels-Alder, enquanto a polimerização oxidativa envolve a

formação de ligações C-O-C (THOMAS, 2002). Os polímeros resultantes promovem

13

aumento na viscosidade do óleo, que favorece maior encharcamento na superfície da

massa de certos alimentos, causando impressão visual e alteração sensorial bastante

desagradáveis (VERGARA et al., 2006).

2.1.6.3 Oxidação

A oxidação consiste no processo degradativo que ocorre quando o oxigênio

atmosférico ou dissolvido no óleo reage com ácidos graxos insaturados. As reações

químicas envolvidas no processo de oxidação de óleos são extremamente complexas e

geram em seus estados intermediários produtos sensorialmente inaceitáveis, com odores

e sabores desagradáveis para o consumo humano. O processo pode ser catalisado por

resíduos de metais ou alta temperatura (VERGARA et al., 2006).

2.1.6.4 O efeito da temperatura

A influência da temperatura sobre a alteração em óleos foi demonstrada por

muitos autores, os quais constataram que em temperaturas superiores a 200°C o efeito é

muito mais drástico e há decomposição máxima dos óleos (JORGE et al., 2005; REDA E

CARNEIRO, 2007).

As reações da química de oxidação lipídica em altas temperaturas são

complicadas pelo fato de que tanto reações termolíticas e oxidativas são

simultaneamente envolvidas. Ambos os ácidos graxos saturados e insaturados sofrem

decomposição química quando expostos ao calor em presença de oxigênio. (FENNEMA,

1996).

2.1.6.5 Decomposição oxidativa de ácidos graxos saturados

Ácidos graxos saturados e seus ésteres são consideravelmente mais estáveis do

que seus análogos insaturados. No entanto, quando aquecidos com ar a temperaturas

superiores a 150°C eles sofrem oxidação, dando origem a um complexo padrão de

decomposição. Os principais produtos oxidativos consistem em uma série homóloga de

ácidos carboxílicos, alcanos, lactonas, e alcenos (FENNEMA, 1996).

14

2.1.6.6 Decomposição oxidativa de ácidos graxos insaturados

Ácidos graxos insaturados são muito mais suscetíveis à oxidação do que os

seus análogos saturados. Em temperaturas elevadas, a sua decomposição oxidativa,

procede-se muito rapidamente (FENNEMA, 1996).

No aquecimento intermitente há formação de peróxidos que se decompõe

durante o ciclo de resfriamento, produzindo muitos radicais livres, conseqüentemente,

severa deterioração dos óleos (REDA E CARNEIRO, 2007). A formação e decomposição

de intermediários peróxidos, previsíveis de acordo com a localização da dupla ligação,

parece ocorrer sobre uma ampla faixa de temperatura. No entanto, em temperaturas

elevadas, a decomposição de peróxidos e oxidações secundárias ocorrem em taxas

extremamente rápidas. A quantidade de um determinado produto de decomposição, em

um dado momento durante o processo de oxidação, é determinada pelo saldo líquido

entre os efeitos complexos de muitos fatores. A estrutura do peróxido, a temperatura, o

grau de insaturação e a estabilidade dos produtos de decomposição, sem dúvida,

exercem uma maior influência sobre o padrão quantitativo final (FENNEMA, 1996).

A insaturação da gordura tem sido considerada há muito tempo, como uma das

variáveis mais importantes, devido à distinta reatividade dos ácidos graxos insaturados. A

maioria dos autores recomenda a utilização de gorduras de insaturação média ou baixa,

de elevada qualidade inicial. Quando se dispõe de várias gorduras com baixo grau de

insaturação ou semelhante, deve-se esperar alta estabilidade para as mesmas (JORGE

et al., 2005).

Estudos com óleos aquecidos por longos períodos, sob temperaturas elevadas,

demonstraram que os produtos resultantes contêm mais de 50% de compostos polares,

que são os produtos de degradação dos triglicerídios (polímeros, dímeros, ácidos graxos

oxidados, diglicerídios e ácidos graxos livres) (JORGE e JANIERI, 2005).

15

2.1.6.5 Outros fatores

A qualidade inicial do óleo também é resultante de efeitos do processamento

(temperaturas, adição de ácido cítrico, agentes anti-espumantes), assim como a

presença de componentes menores e antioxidantes naturais, sendo estes fatores

importantes na estabilidade dos meios de fritura (JORGE et al., 2005).

2.1.7 PARÂMETROS DE QUALIDADE DOS ÓLEOS

As reações descritas anteriormente são responsáveis por uma variedade de

mudanças físicas e químicas que podem ser observados no óleo durante o curso de

fritura. Estas alterações incluem aumento da viscosidade e do teor de ácidos graxos

livres, o desenvolvimento de uma cor escura, diminuição do índice de iodo e tensão

superficial, mudanças no índice de refração e uma maior tendência a formação de

espuma (FENNEMA, 1996).

As formas de se determinar quando um óleo chegou ao ponto de descarte não

são simples. Muitos alimentos diferentes são fritos em diferentes tipos de óleo, em

diversos tipos de fritadeiras e condições de operação. A combinação de todas estas

variáveis é que determina a taxa em que as reações de degradação ocorrem e, portanto,

um método específico pode ser bom para avaliar em determinado sistema e não ser

aplicável a outros. Portanto, é necessário dispor de métodos de controle para avaliar a

alteração produzida, assim como buscar critérios objetivos para definir quando os óleos

devem ser descartados. (ANS et al., 1999).

2.1.7.1 Índice de acidez

A determinação da acidez fornece um dado importante na avaliação do estado

de conservação de um óleo. Um processo de decomposição, seja por hidrólise ou

oxidação, quase sempre altera a concentração de íons hidrogênio. A decomposição dos

triacilgliceróis, acelerada por aquecimento e pela luz, é acompanhada pela formação de

ácidos graxos livres. Estes são freqüentemente expressos em termos de índice de

acidez, podendo sê-lo também em mililitros de solução normal por cento ou em gramas

do componente ácido principal, geralmente o ácido oléico. Os regulamentos técnicos

costumam adotar esta última forma de expressão da acidez. O índice de acidez é

definido como o número de miligramas de hidróxido de potássio necessário para

16

neutralizar um grama da amostra. O método é aplicável a óleos brutos e refinados,

vegetais e animais, e gorduras animais. Os métodos que avaliam a acidez titulável

resumem-se em titular com soluções de álcali-padrão a acidez do produto ou soluções

aquoso-alcoólicas do produto, assim como ácidos graxos e lipídeos (INSTITUTO

ADOLFO LUTZ, 2005).

2.1.7.2 Índice de peróxido

Este método determina todas as substâncias, em termos de miliequivalentes de

peróxido por 1000 g de amostra, que oxidam o iodeto de potássio nas condições do teste.

Estas substâncias são geralmente consideradas como peróxidos ou outros produtos

similares resultantes da oxidação da gordura. E aplicável a todos os óleos e gorduras

normais, incluindo margarina e creme vegetal, porém é suscetível a erros analíticos,

como a perda de iodo por volatilidade e a oxidação do mesmo frente ao oxigênio do ar,

sendo essa reação catalisada pela luz solar. Portanto, qualquer variação no

procedimento do teste pode alterar o resultado da análise (INSTITUTO ADOLFO LUTZ,

2005).

2.1.7.3 Determinação do índice de saponificação

O índice de saponificação é a quantidade de álcali necessário para saponificar

uma quantidade definida de amostra. Este método e aplicável a todos os óleos e

gorduras e expressa o numero de miligramas de hidróxido de potássio necessário para

saponificar um grama de amostra (INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 2005).

O indice saponificação de algumas matérias graxas encontram-se na Tabela 3.

Tabela 3: Índice de saponificação de algumas matérias graxas.

Matéria graxa Índice de saponificação

Girassol 193,5

Milho 191

Soja 192

Algodão 194

Coco 253

Fonte: Siviero (1994).

17

2.1.8 RESÍDUOS DE ÓLEOS NO MEIO AMBIENTE

A maior parte dos óleos e gorduras alimentares usados, gerados diariamente

nos lares, indústrias e estabelecimentos do país, tem como principal destino, devido à

falta de informação da população, o despejo direto em rios e riachos ou simplesmente em

pias e vasos sanitários, indo parar nos sistemas de esgoto (PITTA JR et al., 2009).

Quando colocados em aterro tratam-se de um resíduo facilmente biodegradável, porém

este também não é o destino mais adequado. (VELOSO, 2007).

Este descarte incorreto dos resíduos de óleo vegetal é um problema antigo.

Cada litro de óleo (presente no esgoto) lançado em rios, baías, lagos e demais cursos

d’água tem capacidade para poluir cerca de um milhão de litros de água, o que torna este

fato uma questão de saúde pública (CABRAL et al., 2008; FERNANDES et al., 2008).

A presença destes óleos e gorduras alimentares usados nas águas residuais

contribui para o aumento significativo dos níveis de DBO (Demanda Bioquímica de

Oxigênio), DQO (Demanda Química de Oxigênio) e SST (Sólidos Suspensos Totais),

dificultando assim o correto desempenho/funcionamento dos sistemas de tratamento. O

aumento da concentração destes parâmetros obriga a um aumento significativo do

consumo de energia e frequência das operações de manutenção e limpeza dos

equipamentos de separação de óleos e gorduras que são bastante dispendiosas. O óleo

também provoca corrosão das canalizações e entupimentos dos condutos nas estações

de tratamento de esgoto (VELOSO, 2007). Ao ser jogado no esgoto encarece o

tratamento dos resíduos em até 45% (FERNANDES et al., 2008).

Os óleos emulsificam-se com a matéria orgânica quando lançados diretamente

em bocas-de-lobo e em caixas de gordura, ocasionando entupimentos obstruções nessas

tubulações, em função da formação de “pastas”, inclusive retendo resíduos sólidos. Na

rede de esgotos os entupimentos podem ocasionar pressões que conduzem à infiltração

do esgoto no solo, poluindo o lençol freático ou ocasionando refluxo à superfície (REIS et

al., 2007).

Em alguns casos a desobstrução de tubulações necessita da alocação de

produtos químicos tóxicos (REIS et al., 2007). Para retirar o óleo e desentupir são

empregados produtos químicos altamente tóxicos, o que acaba criando uma cadeia

perniciosa. Além de causar danos irreparáveis ao meio ambiente constitui uma prática

ilegal punível por lei (ALBERICI E PONTES, 2005).

18

Em grande parte dos municípios brasileiros há ligação da rede de esgotos

cloacais à rede pluvial e a arroios. Muitos estabelecimentos comerciais (restaurantes,

bares, lanchonetes, pastelarias, hotéis) e residências jogam o óleo comestível (de

cozinha) usado na rede de esgoto, que então atinge corpos hídricos. Nesses corpos

hídricos, em função de imiscibilidade do óleo com a água e sua inferior densidade, há

tendência à formação de filmes oleosos na superfície, o que dificulta a troca de gases da

água com a atmosfera, ocasionando depleção das concentrações de oxigênio e

anaerobiose. resultando em morte de peixes e outras criaturas aeróbias (REIS et al.,

2007; ALBERICI E PONTES, 2005). Sua presença nos rios cria uma barreira que dificulta

a entrada de luz e a oxigenação da água, comprometendo assim, a base da cadeia

alimentar aquática, resultando em morte de peixes e outras criaturas aeróbias e

contribuindo para a ocorrência de enchentes (FERNANDES et al., 2008).

Quando não houver tratamento de esgotos prévio ao lançamento no corpo

receptor, elevam-se as concentrações de óleos totais no mesmo, depreciando sua

qualidade para vários fins, podendo verificar-se modificação pontual de pH e diminuição

da taxa de trocas gasosas da água com a atmosfera. A temperatura do óleo sob o sol

pode chegar a 60ºC, matando animais e vegetais microscópicos (REIS et al., 2007).

No ambiente, em condições anaeróbias, pode haver metanização dos óleos

(REIS et al., 2007). A decomposição do óleo de cozinha emite metano na atmosfera, gás

inodoro e incolor, que quando adicionado ao ar atmosférico em grandes concentrações

transforma-se numa mistura de alto teor explosivo. O metano é um dos principais gases

que causam o efeito estufa contribuindo para o aquecimento da Terra (FERNANDES et

al., 2008).

2.1.9 DESTINO E USOS DO ÓLEO DE FRITURA RESIDUAL

A reciclagem de resíduos atualmente tende cada vez mais a ganhar espaço, não

somente porque os resíduos representam “matérias primas” de baixo custo, mas,

principalmente porque o meio ambiente já está necessitando da reciclagem de todo tipo

de resíduo possível. Ao contrário da grande maioria dos resíduos, os óleos exauridos,

tanto de origem vegetal quanto animal, possuem valor econômico positivo, e podem ser

aproveitados em seu potencial mássico e energético. Do ponto de vista econômico, a

purificação do óleo com materiais adsorventes não é viável. Os principais

19

aproveitamentos de tais óleos são: a saponificação, com aproveitamento do subproduto

da reação, a glicerina; a padronização para a composição de tintas (óleos vegetais

insaturados – secativos); a produção de massa de vidraceiro; a produção de farinha

básica para ração animal; a queima em caldeira; e a produção de biodiesel, obtendo-se

glicerina como subproduto (COSTA NETO, 2000; REIS et al., 2007).

2.2 SABÃO

O sabão é um produto obtido a partir da reação química de um álcali e uma

matéria graxa, usualmente chamada de reação de saponificação (Figura 3). O seu grupo

polar é representado pelo grupamento carbonilíco e a parte não polar por um radical, que

é usualmente uma cadeia de carbono linear com quantidade variável de átomos de

carbono. O grupo polar tem características semelhantes em todos os sabões, de modo

que o radical é o responsável pelas diferentes propriedades dos mesmos. Os melhores

sabões são aqueles que apresentam de 12 a 18 átomos de carbono no radical, sendo

suas características tensoativas aproveitadas quando ele está em solução aquosa e

temperatura elevada (ZANIN et al., 2001).

Figura 3: Reação de saponificação.

Fonte: SBRT (2007).

20

2.2.1 HISTÓRIA DO SABÃO

O sabão é o primeiro produto químico com finalidade de limpeza conhecido pelo

homem (SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS – SBRT, 2007). Os

sabões são conhecidos desde muito antes da era cristã, porém o seu uso amplo para

limpeza e banho é bem mais recente. Segundo uma antiga lenda romana, o nome sabão

(“sapo” em latim, “sapone” em italiano, “soap” em inglês) deriva do monte Sapo, onde

eram sacrificados animais. O sabão, na verdade, nunca foi “descoberto”, mas surgiu

gradualmente de misturas brutas de materiais alcalinos e matérias graxas. As águas das

chuvas arrastavam uma mistura de gorduras dos animais e cinzas de madeira das

fogueiras pelas encostas do monte até o solo argiloso beirando o Rio Tibre. As mulheres

perceberam que essa argila facilitava o seu trabalho de lavagem de roupas,

proporcionando maior eficiência com menor esforço (OSORIO e OLIVEIRA, 2001;

SHREVE e BRINK JR, 1997).

Plínio, o Velho, descreveu a fabricação do sabão duro e do sabão mole, no

século I (SHREVE e BRINK JR, 1997). Segundo ele, os fenícios já preparavam o sabão a

partir do sebo de cabras e cinzas de madeira por volta do ano 600 a.C. e era às vezes

usado como um artigo de escambo com os gauleses. Era amplamente conhecido por

todo o Império Romano, mas não se sabe ao certo se os romanos aprenderam o uso do

produto com povos antigos do Mediterrâneo, ou com o povo celta (SERVIÇO

BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS – SBRT, 2007).

Na Europa, durante a Idade Média, a produção de sabão se concentrou

inicialmente em Marselha (França), depois em Gênova (Itália) e então em Veneza (Itália).

Embora tenham se implantado algumas fábricas de sabão na Alemanha, naquela época

a substância era pouco usada na Europa Central (SERVIÇO BRASILEIRO DE

RESPOSTAS TÉCNICAS – SBRT, 2007).

Foi somente a partir do século XIII que o sabão passou a ser produzido em

quantidades suficientes para ser considerado uma indústria, época em que se

reconheceu a existência de microorganismos patogênicos e a necessidade de hábitos de

higiene e limpeza para combater a sua proliferação (OSORIO e OLIVEIRA, 2001;

SHREVE e BRINK JR, 1997). As primeiras fábricas de sabão surgiram na Inglaterra no

final do séc. XII, em Bristol. Nos séc. XIII e XIV, surgiu uma pequena comunidade de

21

fábricas nos arredores de Cheapside, em Londres (SERVIÇO BRASILEIRO DE

RESPOSTAS TÉCNICAS – SBRT, 2007).

Até os princípios do século XIX, pensava-se que o sabão fosse uma mistura

mecânica de gordura e álcali, até que Chevreul, químico francês, mostrou que a

formação do sabão era na realidade uma reação química. Domeier completou estas

pesquisas, recuperando a glicerina das misturas da saponificação. O álcali necessário à

saponificação era obtido pela lixiviação bruta de cinzas de madeira, ou pela evaporação

de águas alcalinas naturais, até a descoberta importante de Leblanc, com a produção de

barrilha a baixo custo, a partir do cloreto de sódio (SHREVE e BRINK JR, 1997).

Durante 2000 anos, os processos básicos da fabricação de sabões

permaneceram praticamente imutáveis, pois sempre envolviam a saponificação

descontinua dos óleos e gorduras, mediante um álcali, seguida pela salga, para separar o

sabão. As modificações maiores ocorreram no pré-tratamento das gorduras e dos óleos,

obtendo-se novas e melhores matérias-primas mediante a hidrólise, a hidrogenação, a

extração em fase líquida e a cristalização a solvente. Modificações também ocorreram no

processo de fabricação e no acabamento do sabão, por exemplo, na secagem a

atomização. Os processos contínuos datam de 1937, quando Procter & Gamble

instalaram um processo contínuo de neutralização e hidrolise a alta pressão. O passo

seguinte foi o processo de saponificação continua, desenvolvido, em conjunto, por

Sharples e pelos irmãos Lever, em 1945. Desde então, foram erguidas instalações de

ambos os tipos. Estes processos contínuos de fabricação de sabão, embora sendo

desenvolvimentos tecnológicos de extrema importância, foram parcialmente superados

pela introdução dos detergentes sintéticos. No entanto, entre as diversas indústrias

químicas, nenhuma teve modificação fundamental de matérias-primas tão grande quanto

a indústria da saboaria (SHREVE e BRINK JR, 1997).

2.2.2 MATÉRIAS PRIMAS PARA OBTENÇÃO DO SABÃO.

2.2.2.1 Matérias graxas

Os triglicerideos são as matérias de partida mais importantes para a fabricação

de sabão, porque eles são facilmente transportados e não estão sujeitos à perda de

qualidade durante o transporte. Numerosas gorduras animais e óleos vegetais que

22

ocorrem naturalmente podem ser utilizados como matérias-primas na fabricação de

sabão, principalmente o sebo bovino, óleo de palma, óleo de coco e azeite de dendê.

Composição de ácidos graxos para essas gorduras neutras são apresentados na Tabela

1. Óleo de amendoim e azeite, bem como a banha também são utilizados em menor

escala.. A composição dos ácidos graxos das matérias-primas varia dependendo da

finalidade do sabão. Normalmente, 75-85% de sebo bovino e de 15-25 óleo de coco%

constituem os principais componentes (SCHUMANN e SIEKMANN, 2002).

Os ácidos graxos livres também podem servir como matérias-primas, mas os

destilados empregados deve ser o mais fresco possível. Tais destilados nem sempre

estão disponíveis em uma qualidade adequada e a um preço razoável. Transporte e

armazenamento desempenham um papel importante na indústria de sabão. Triglicérideos

são preferidos em relação aos ácidos graxos livres como matérias-primas para a

produção de sabão talvez pela recuperação do glicerol, subproduto valioso (SCHUMANN

e SIEKMANN, 2002).

2.2.2.2 Álcalis e soda cáustica

O hidróxido de sódio é o álcali mais importante empregado na indústria. É

fabricado em grande escala pela eletrólise de uma solução aquosa de NaOH (salmoura),

numa célula de diafragma ou cátodo de mercúrio. O NaOH produzido dessa maneira

sempre contem uma certa quantidade de NaCl. Isso pode ou não ser importante,

dependendo do uso a que se destina o NaOH. No passado, também foi obtido a partir do

Na2CO3 (barrilha) pelo processo calcário-soda cáustica. Atualmente, esse processo é

pouco usado, pois é economicamente inviável comparado a outros processos (LEE,

1999).

É um produto básico da indústria química moderna. Por suas qualidades de

alcalinidade, reatividade e solubilidade em água, a soda cáustica líquida comercial é

utilizada em aplicações em geral. É empregada na produção de alumínio, celulose e

papel, sabões e detergentes, intermediária químicos, dentre outras aplicações

(BRASKEN, 2009).

Para maioria das aplicações industriais, o produto é vendido na forma de

solução, pois os custos do processo de evaporação para se obter o solido excedem os

custos adicionais de transporte da solução (LEE, 1999). Apresenta-se como um líquido

23

de aparência viscosa, coloração clara e translúcida e odor brando e característico

contendo 50% em peso de NaOH (BRASKEN, 2009).

2.2.3 CLASSIFICAÇÕES DOS SABÕES

Os sabões podem ser classificados em três categorias. Os sabões duros, que,

quase sempre, são fabricados com soda (hidróxido ou carbonato de sódio); constituem a

maior parte dos sabões comuns e podem ser brancos, corados ou marmorizados. Os

sabões moles, que, pelo contrário, são fabricados com potassa (hidróxido ou carbonato

de potássio). Os sabões deste tipo são viscosos e, em geral, de cor verde, castanha ou

amarelo clara. Podem conter pequenas quantidades (que geralmente não ultrapassam

5%) de produtos orgânicos tensoativos sintéticos. Os sabões líquidos, que consistem

numa solução aquosa de sabão eventualmente adicionada de pequenas quantidades

(que em geral não ultrapassam 5%) de álcool ou de glicerol, mas que não contêm

produtos orgânicos tensoativos sintéticos (SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS

TÉCNICAS – SBRT, 2007).

2.2.4 SOLUBILIDADE DOS SABÕES

A água quente torna a solução límpida e transparente, enquanto que a água fria

torna a solução turva. Na dissolução observa-se inicialmente um amolecimento. No inicio

ainda verifica-se que os sabões de ácidos graxos não saturados já dão soluções

límpidas, enquanto que os saturados so chegam a isto quando em ebulição (SIVIERO,

1994).

O sabão em solução aquosa está sujeito a hidrólise e neste caso ele separa-se

em ácido graxo e álcali livre. O ácido graxo livre, porem combina-se imediatamente com o

sabão não decomposto a saponato ácido de sódio, comportando-se como sais alcalinos

de ácidos fracos (SIVIERO, 1994).

RNa + HOH ↔ NaOH + HR

HR + RNa ↔ RNaRH

O sabão ácido é insolúvel na água fria, portanto o sabão deve turvar-se ao

esfriar. A adição de álcali livre ou álcool inibe ou até rompe a hidrólise. Sabendo-se que o

espumejar de uma solução de sabão consiste em se ter um sabão dissolvido em

24

presença de ácido graxo livre, ou seja, um sabão ácido, interrompendo essa dissociação,

a solução não espumará. Uma solução alcoólica de sabão não espuma (SIVIERO, 1994).

2.3 TENSOATIVOS SINTÉTICOS

Os sabões apresentam, porém, o inconveniente de não atuar bem em meios

ácidos e em águas duras. Em meio ácido, formam o ácido graxo, insolúvel em água,

enquanto as águas duras contêm íons de cálcio, magnésio e ferro que formam

precipitados com os ânions carboxilatos dos sabões, produzindo uma escuma que adere

a tecidos, pias, banheiras, etc. (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001).

Para contornar isso foram desenvolvidos novos produtos, derivados da indústria

petroquímica, os chamados detergentes sintéticos, que não apresentam as desvantagens

citadas em grau tão acentuado (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001). Um detergente é qualquer

composto que pode ser utilizado como agente de limpeza. Embora o sabão seja um

detergente, esse termo geralmente é usado para designar os substitutos sintéticos do

sabão. O nome genérico para essa classe de compostos é ‘agentes tensoativos’. Assim,

agente tensoativo é qualquer composto que reduz a tensão superficial da água,

permitindo que óleos e gorduras possam ser emulsionados (BARBOSA e DA SILVA,

1995).

Tensoativos são compostos orgânicos que possuem comportamento anfifílico,

isto é, possuem duas regiões, hidrofóbica e hidrofílica (Figura 4). A parte hidrofóbica do

tensoativo geralmente é composta de cadeias alquílicas ou alquilfenílicas, contendo de

10 a 18 átomos de carbono. A região hidrofílica é constituída por grupos iônicos ou não-

iônicos ligados à cadeia carbônica. Entre as conseqüências importantes da referida

estrutura anfifílica podem-se destacar a adsorção nas interfaces, por ex., solução/ar, e a

formação de diferentes estruturas coloidais, micelas, cristais líquidos liotrópicos e

vesículas, entre outras. Tais propriedades são a base de uma gama de aplicações

importantes, por ex., na formulação de agroquímicos, fármacos e produtos de consumo

(xampus, condicionadores), no combate de vazamento de petróleo4 e, ainda, em alguns

usos específicos (PENTEADO et al., 2006).

25

Figura 4: A estrutura molecular de um tensoativo inclui o grupo hidrofóbico, com pouca atração pela água (ou solvente) e a hidrofílica, com fortes interações com a água (ou o

solvente).

Fonte: Myers (1999).

2.3.1 CLASSIFICAÇÃO

Um dos regimes mais comuns utiliza a classificação pela aplicação em questão,

de modo que tensoativos podem ser classificados como emulsionantes, agentes

espumantes, agentes molhantes, agentes dispersantes, ou similares. Surfactantes

também podem ser geralmente classificados de acordo com algumas características

físicas, tais como grau de solubilidade em água ou óleo, ou a sua estabilidade em duras

ambientes. . Como alternativa, alguns aspectos específicos da estrutura química das

matérias em questão podem servir de base primária para a classificação. Talvez o

esquema mais útil baseia-se na química global estrutura dos materiais em questão, em

particular o seu caráter iônico. Em tal sistema de classificação é mais fácil para

correlacionar estruturas químicas com atividade interfacial e, assim, desenvolver algumas

regras gerais da estrutura do surfactante relações de desempenho. Os quatro grupos

gerais de surfactantes são definidos como segue (MYERS, 1999):

1. Aniônicos, com o grupo hidrofílico carregando uma carga negativa, como

carboxila (RCOO- M+), sulfonato (RSO3- M+), ou sulfato (ROSO3

- M+).

2. Catiônica, com o grupo hidrofílico carregando uma carga positiva, como por exemplo,

os haletos de amônio quaternário (R4N+ X-).

3. Não-iônico, onde os grupos hidrofílicos não tem carga, mas retira a sua solubilidade

em água de grupos altamente polares como polioxietileno (─OCH2CH2O─), açúcares ou

de grupos semelhantes.

26

4. Anfótero, em que a molécula tem, ou pode ter, uma carga negativa e uma carga

positiva na cadeia principal (em oposição para um contra-íon, X- ou M+), como as

sulfobetaínas, RN(CH3)2CH2CH2SO.

2.3.2 PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES AQUOSAS DE TENSOATIVOS

A atividade de superfície dos surfactantes é devido à adsorção, concentração e

orientação de suas moléculas nas interfaces e à aglomeração e orientação destas no

interior da solução, formando as micelas. A magnitude destes efeitos depende do balanço

de solubilidade entre as partes fílica e fóbica das sua moléculas ou íons, trazendo como

conseqüências as propriedades funcionais em solução aquosa, tais como: redução da

tensão superficial e interfacial, emulsionante, dispersante, umectante, espumante,

antiespumante, solubilizante, etc. (SANCTIS, 1997).

As micelas são estruturas geralmente esféricas, de natureza coloidal, formadas

de tal modo que as partes não polares do detergente se orientam para o interior da

mesma, criando assim, uma superfície iônica. Podemos dizer que as soluções de

tensoativos formam sistemas dinâmicos onde as micelas estão continuamente sendo

formadas e destruídas. Essa característica das soluções de detergentes é importante

para o processo de remoção das sujidades, que envolve o deslocamento das partículas

de sujeiras de natureza lipofílica para o interior das micelas e a estabilização das

mesmas de modo a mantê-las em suspensão, evitando que a sujeira volte a depositar-se

sobre a superfície que está sendo limpa (MISIRLI, 2002).

A agregação de moléculas de surfactante ou íons em micelas ocorre em um

intervalo de característica estritamente limitado de concentração de cada tensoativo; se a

concentração de surfactante aumenta ainda mais, aumenta o número de micelas por

unidade de volume, mas não, no entanto, o número de moléculas ou íons monodispersos

dissolvidos do surfactante. A tensão superficial torna-se independente de qualquer

aumento na concentração de volume, e uma medição da tensão superficial em função da

concentração representa um método simples de determinar a chamada concentração

micelar crítica (CMC), na qual micelização ou formação de micelas começa (KOSSWIG,

2002).

27

2.3.3 REOLOGIA

As estruturas do tensoativo assim como a natureza dos aditivos normalmente

presentes em formulações determinam sua viscosidade a uma dada concentração. A

viscosidade pode também ser aumentada pelo uso de sal ou por um aumento na

concentração do tensoativo, tais efeitos sendo maiores na presença de alcanolamidas e

amidobetaínas. Uma explicação para o efeito do sal se deve à compressão da dupla

camada elétrica existente entre duas superfícies micelares carregadas, o que leva à

redução de sua carga efetiva e menores forças intermicelares repulsivas. A micela não

mais restrita a sua forma esférica pode agora “crescer” e passar para uma forma

cilíndrica pela inclusão de moléculas adicionais de monômeros. As esferas podem mover-

se livremente devido à densidade de empacotamento reduzida, porém os cilindros têm

um movimento lateral e translacional mais restrito, resultando em uma maior viscosidade.

O excesso de sal pode, entretanto, levar a uma diminuição da viscosidade após atingir

um máximo (Figura 5) (PEDRO, 2008b).

Figura 5: Curva de variação de viscosidade em função da concentração de sal, comumente conhecida como reserva de viscosidade.

Fonte: Pedro (2008b).

28

2.3.4 SOLUBILIDADE E TEMPERATURA KRAFFT

A micela pode ser vista como um arranjo estruturalmente semelhante a um

cristal sólido ou hidrato cristalino, de maneira que a mudança de energia quando se

passa do cristal para a micela é menor que a mudança para as espécies monoméricas

em solução. Termodinamicamente, então, a formação de micelas favorece um

incremento na solubilidade. A concentração dos tensoativos na forma monomérica pode

aumentar ou decrescer muito gradualmente em concentrações mais altas e temperatura

constante, mas as micelas são as formas predominantes do tensoativo acima de uma

concentração crítica de tensoativo. A solubilidade total do tensoativo (e sua

aplicabilidade) depende, então, não somente da solubilidade do material monomérico,

mas também da “solubilidade” das micelas. Uma representação esquemática da relação

temperatura/solubilidade de tensoativos iônicos é mostrada na Figura 6 (PEDRO, 2007).

Figura 6; Relação temperatura/solubilidade para tensoativos iônicos típicos.

Fonte: Pedro (2007).

Enquanto muitos tensoativos têm uma apreciável solubilidade em água, tal

característica pode mudar significativamente com mudanças no comprimento da cadeia

hidrofóbica, com a natureza do grupo hidrofílico, com a valência do contra-íon e com o

”ambiente” da solução. Para muitas substâncias iônicas, por exemplo, tem-se verificado

que a solubilidade do material em água aumenta como o aumento da temperatura. Este

efeito é resultante das características físicas da fase sólida, ou melhor, da energia do

29

retículo cristalino e do calor de hidratação do material que está sendo dissolvido. No caso

de tensoativos iônicos, é freqüentemente observado que a solubilidade do material sofre

um aumento brusco e descontínuo a uma determinada temperatura, comumente referida

como temperatura de Krafft, TK. Abaixo desta temperatura a solubilidade do tensoativo é

determinada pela energia cristalina e calor de hidratação do sistema. A concentração das

espécies monoméricas em solução é limitada a um valor de equilíbrio determinado por

tais propriedades. Acima da temperatura de Krafft a solubilidade do monômero aumenta

até o ponto no qual tem-se o início do processo de micelização (ou formação de micelas)

e as espécies agregadas passam a ser a forma termodinamicamente favorecida

(PEDRO, 2007).

2.3.5 O EFEITO DO TENSOATIVO NA TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA

As moléculas que constituem o tensoativo possuem característica polar e apolar.

Estas moléculas, quando entram em contato com líquidos, polares ou apolares

dissolvem-se, interagindo com as moléculas deste líquido. Ocorre, então, uma redução

do número de interações entre as moléculas do líquido dissolvente e, como

conseqüência, reduz-se amplamente sua tensão superficial. Por esse motivo, sabões e

detergentes são chamados de substâncias tensoativas. Como efeito, observa-se que

quando colocamos sabão em água e agitamos a solução, forma-se espuma em sua

superfície (NETO e DEL PINO, 199-?).

2.3.5.1 Formação de espuma

A espuma resulta de uma estrutura regular de moléculas de tensoativos ligados

na interface à molécula de água. A formação e a estabilidade da espuma é uma

característica que depende das propriedades dos grupos polar e apolar dos tensoativos,

segundo consta na literatura, grupos lipofílicos insaturados formam uma espuma superior

àquela derivada de tensoativos de cadeia saturada, sendo a formação da espuma

facilitada pelo abaixamento da tensão superficial (PINHEIRO et al., 2006).

Sabões alcalinos são mais eficientes que os próximos da neutralidade. Seu

poder de limpeza é maior devido ao aumento de interações que realizam com as

sujidades. Por outro lado, a alcalinidade excessiva torna-o impróprio para a utilização,

devido a sua ação cáustica. O poder espumante de um sabão está ligado diretamente ao

efeito detergente, mas a espuma nem sempre é sinal de poder de limpeza. Muitas vezes

30

as indústrias de produção de sabões podem adicionar espessantes ao produto final.

Essas substâncias reduzem mais ainda a tensão superficial produzida pelo sabão,

aumentando, com isso, a produção de espuma. O contrário também é verificado, certos

sabões recebem uma carga de aditivos que reduzem seu poder espumante (sabões em

pó para máquinas de lavar roupa, por exemplo) (ZAGO NETO e DEL PINO, 199-?).

Em um produto detergente, espuma pode ser necessária ou indesejável,

dependendo da aplicação destinada ao produto e, geralmente está relacionada ao

processo de lavagem de roupas, manual ou automático, respectivamente. No processo

de lavagem manual a espuma atua como um colchão de ar impedindo o atrito excessivo

na roupa e flotando a sujeira para longe da superfície do tecido. No processo automático,

este colchão de ar impede a agitação mecânica, prejudicando a detergência (SANCTIS,

1997).

2.3.6 AÇÃO DE LIMPEZA

O processo de limpeza consiste na molhagem completa da sujeira e da superfície

do material que esta sendo lavado pela solução de sabão, seguida da remoção da sujeira

da superfície e manutenção da sujeira numa solução ou numa suspensão estável. Na

água de lavagem, o sabão aumenta a molhabilidade da água, de modo que ela pode

penetrar mais facilmente nos tecidos e atingir a sujeira. Principia, então, a remoção do

sujo. Cada molécula da solução de limpeza pode ser considerada uma comprida cadeia.

Uma extremidade da cadeia é hidrofílica e a outra hidrófoba (e solúvel em gorduras). As

extremidades de algumas dessas moléculas são atraídas por uma partícula de sujeira e a

envolvem. Ao mesmo tempo, as extremidades hidrófilas puxam as moléculas e as

partículas de sujeira, presas ao tecido, e lançam-nas na água de lavagem. Esta é uma

ação que, combinada com a agitação mecânica, como a da maquina de lavar, faz com

que o sabão remova a sujeira, suspenda-a na água e impeça que se deposite novamente

no tecido (SHREVE e BRINK JR, 1997).

2.4 LAVAGEM DE ROUPAS

A lavagem é uma operação que visa devolver à roupa o seu aspecto original. Para

tal, é necessário eliminar as sujeiras que estão fixadas, restituindo-lhes um nível

bacteriológico aceitável, de forma a preservar as fibras e cores mantendo a maciez e

elasticidade (BARTOLOMEU, 1998).

31

Lavagem e limpeza em meio aquoso é um processo complexo que envolve a

interação cooperativa de numerosas influências físicas e químicas. No sentido mais

amplo, a lavagem pode ser definida como a remoção pela água ou por uma solução

aquosa de surfactante de substâncias pouco solúveis e dissolução de impurezas solúveis

em água de superfícies têxteis (SMULDERS et al., 2002).

O desempenho da lavagem é altamente sensível a fatores como propriedades

têxteis, tipo de sujeira, qualidade da água, técnica de lavagem (quantidade e tipo de

entrada mecânica, tempo e temperatura), e composição detergente. Este conjunto de

princípios pode ser melhor visualizado através do círculo de Sinner (Figura 7), onde o

processo de lavar pode ser representado como um todo. Nem todos esses fatores inter-

relacionados entre si são passíveis de variação aleatória, na verdade, eles são

geralmente limitados dentro de limites muito estreitos. (BARTOLOMEU, 1998;

SMULDERS et al., 2002).

Figura 7: Círculo de Sinner.

Fonte: Bartolomeu (1998).

A diminuição de uma força exige o aumento das demais para a obtenção do

mesmo resultado. Por isso, à medida que diminui-se os produtos químicos e a

temperatura, precisa-se aumentar ainda mais a ação mecânica e o tempo, enquanto que,

à medida que se diminui a temperatura, deve-se aumentar a ação mecânica, os produtos

químicos e o tempo (BARTOLOMEU, 1998).

De particular importância é a composição do detergente (SMULDERS et al.,

2002). Na limpeza de materiais têxteis com tensoativos aniônicos, por exemplo, a

adsorção do tensoativo na fibra e na sujeira introduz interações eletrostáticas repulsivas

que tendem a reduzir a adesão ente a sujeira e a fibra, suspendendo a sujeira e evitando

a sua redeposição. . Com tensoativos não-iônicos o mecanismo é menos nítido.

Entretanto, a repulsão estérica entre camadas de tensoativos adsorvidas e a

solubilização são de extrema importância (PEDRO, 2008a).

32

Uma vez que em água a maioria dos tipos de sujeira e fibras têxteis são

negativamente carregadas, a adição de tensoativos catiônicos pode ter um efeito

prejudicial na detergência. Em tais casos, a adsorção do tensoativo, usualmente, é o

resultado de interações eletrostáticas específicas entre os grupos iônicos, levando à

redução da carga negativa líquida e a uma separação ineficiente da sujeira ou mesmo

sua redeposição. Somente em concentrações muito altas de tensoativos, onde a

adsorção de multicamadas pode produzir a reversão de cargas, tais efeitos podem ser

úteis na ação detergente. Após a remoção da sujeira, entretanto, a ação de materiais

catiônicos adsorvidos pode ser bastante desejável, como evidenciado pela sua

popularidade como amaciantes têxteis, adicionados normalmente no enxágüe (PEDRO,

2008a).

A capacidade de um detergente para remover a sujeira depende também do tipo

de substrato têxtil. Fibras têxteis que têm um elevado teor de cálcio na sua superfície (por

exemplo, do algodão) se comportam de forma muito diferente a partir de fibras sintéticas,

com um baixo teor de cálcio. O tipo de fibra tem uma influência dramática sobre o grau de

hidrofobicidade/hidrofilicidade, a molhabilidade, e o grau de remoção da sujeira

(SMULDERS et al., 2002). Fibra é a unidade básica utilizada na fabricação de fios e

gêneros têxteis. Estas podem ser de origem natural, artificial ou sintética. As de origem

natural podem ser animais (lã e seda), vegetais (linho, algodão, rami, etc.), ou minerais

(asbesto, vidro). As fibras de origem artificial podem ser regenerada (viscose) ou

modificada (acetato). Enquanto que as fibras sintéticas podem ser de origem de

policondensação (poliéster e poliamida), polimerização (acrílico) e poliadição

(poliuretano) (BARTOLOMEU, 1998).

Em geral há dois tipos de sujeira encontrados nas situações de detergência:

materiais líquidos e oleosos e materiais sólidos particulados. As interações interfaciais de

cada um destes com o substrato sólido são, usualmente, muito diferentes e os

mecanismos de remoção de sujeira podem ser, correspondentemente, diferentes. As

sujeiras sólidas podem consistir de proteínas, argilas, carbono (fuligem) de várias

características de superfície, óxidos metálicos, etc. As sujeiras líquidas podem conter

gorduras da pele (sebo), álcoois e ácidos graxos, óleos minerais e vegetais, óleos

sintéticos e componentes líquidos de cremes e produtos cosméticos. Assim como para as

sujeiras sólidas, as características das sujeiras líquidas podem variam muito e ainda não

foi desenvolvida teoria única de detergência que permita uma generalização do processo,

mesmo que haja algumas similaridades entre os dois tipos de sujeira (PEDRO, 2008a).

33

A adesão de ambas as sujeiras a substratos sólidos é o resultado de interações

de Van der Waals. A adesão por interações eletrostáticas é muito menos importante,

especialmente para os sistemas de sujeiras líquidas, mas pode se tornar importante em

alguns sistemas de sujeiras sólidas. A adsorção devido a outras forças polares, tais como

interações ácido-base ou ligações hidrogênio, é, também, usualmente, de menor

importância. Entretanto, quando isto ocorre, o resultado pode ser uma maior dificuldade

de remoção pelos processos de limpeza normais. Devido à adsorção de sujeira ser

predominantemente através de interações de Van der Waals, os materiais não polares,

tais como óleos hidrocarbônicos, podem ser especialmente difíceis de remover das

superfícies hidrofóbicas, tais como poliésteres. As sujeiras hidrofílicas (argilas, ácidos

graxos, etc.), por outro lado, podem ser mais difíceis de remover das superfícies

hidrofílicas, tais como algodão. As forças mecânicas também podem inibir a ação de

limpeza, especialmente em materiais fibrosos com particulados sólidos, devido ao

aprisionamento da sujeira entre as fibras. É óbvio, então, que o processo de limpeza

pode ser extremamente complexo e resultados ótimos são possíveis somente para

sistemas extremamente definidos, sendo que o detergente universal parece fora do

alcance tecnológico (PEDRO, 2008a).

O papel mais óbvio da água é servir como um solvente, tanto para o detergente

quanto para sais solúveis na sujeira. A qualidade da água a ser utilizada na lavagem das

roupas é muito importante para conseguir um bom resultado. Ela deve ser mole, pois a

água dura contém sais de cálcio e magnésio, e sua utilização na lavagem da roupa

produz desperdício de produtos à base de sabão, além da destruição prematura da roupa

e diminuição da capacidade de absorção do tecido, tornando a roupa áspera e

acinzentada. Também não deve conter ferro ou manganês, pois eles amarelam a roupa e

danificam as máquinas. Estes íons podem catalisar a decomposição dos agentes

clareadores, durante o processo de lavagem. devendo portanto, serem eliminados por

meio de filtragem. Pro fim não deve conter matéria orgânica, que também deve ser

eliminada por meio de filtragem (BARTOLOMEU, 1998).

A dureza da água também tem uma influência significativa nos resultados do

processo de lavagem. As águas duras caracterizam-se pela dificuldade em produzir

espuma com sabões. Adicionando-se sabão em pedra à água dura forma-se inicialmente

um produto gelatinoso, menos denso do que a água. Apenas com excesso de sabão,

obtém-se espuma. A dureza da água é definida em termos da quantidade de sais de

cálcio e magnésio presentes, medido em milimoles por litro (mmol / L). A dureza de cálcio

34

de 1 mmol / L corresponde a 40,08 mg de íons de cálcio por litro de água. Em presença

dos íons metálicos da água dura, formam-se carboxilatos insolúveis, como por exemplo,

o estearato de cálcio, consumindo o sabão:

Ca2+(aq) + 2 CH3(CH2)16COO-(aq) → Ca(C18H35O2)2(s)

Enquanto esses cátions não forem totalmente removidos não se forma espuma,

o que representa um desperdício no uso do sabão (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001;

SMULDERS et al., 2002).

As características marcantes das condições de lavagem brasileiras são a baixa

temperatura, em torno de 10 a 25°C, a dureza da água, sendo extremamente baixa (25

ppm em média no Centro-Oeste e Sudeste), dispensa o uso de grandes quantidades de

sequestrantes e surfactantes na formulação, alem de favorecer a baixa dosagem do

produto na lavagem (SANCTIS, 1997).

Entretanto Olmedo et al. (1996), citado por Sanctis (1997), afirmaram que a

dureza média da água do Brasil é de 150 ppm de CaCO3, a temperatura de lavagem é de

20°C e a concentração de lavagem é de 15g/kg de roupa.

Os diferentes hábitos de lavagem, práticas e condições de lavagem, bem como

os tipos de maquinas de lavar influenciam diretamente no desenvolvimento da

formulação detergente. Por exemplo, lavagem exclusivamente em maquina requer baixo

poder espumante; regiões em que a água tem alta dureza requerem formulações com

maior teor de surfactantes e builders ou o uso de surfactantes mais resistentes à dureza

da água, como não iônicos e lauril éter sulfato de sódio (LESS) (SANCTIS, 1997).

2.5 FORMULAÇÕES DE DETERGENTES LAVA-ROUPAS

Detergentes para uso doméstico e institucional são formulações complexas

contendo até mais de 25 ingredientes diferentes. Cada um dos componentes de um

detergente tem suas próprias funções muito específicas no processo de lavagem. Até

certo ponto eles têm efeitos sinérgicos uns sobre os outros. Além dos ingredientes acima,

certos aditivos são tornadas necessárias por razões de produção, enquanto que outros

materiais podem ser adicionados para melhorar a aparência do produto (SMULDERS et

al. 2002).

35

2.5.1 MATÉRIA ATIVA

No caso do detergente refere-se ao total de tensoativo presente na formulação,

expresso em % (m/m). A matéria ativa de um produto pode possuir características

aniônicas, catiônicas ou anfotéricas, de acordo com a estrutura da matéria-prima

empregada (MISIRLI, 2002).

2.5.1.1 Tensoativos

Tensoativos aniônicos são os ingredientes mais comuns em detergentes

projetados para lavanderia, lavagem e limpeza geral. Tensoativos aniônicos como alcoóis

etoxilados adquiriram grande importância nas últimas décadas. O uso de tensoativo

catiônico é restrito a amaciadores, devido à incompatibilidade fundamental destes

materiais com tensoativos aniônicos e sua eficiência de limpeza pobre. Surfactantes

anfotéricos ainda faltam um lugar significativo no mercado. Volta ao mundo uma notável

variabilidade nos tipos de surfactantes utilizados nos produtos para fins semelhantes

podem ser vistos. As razões podem ser encontradas nas variações nos tipos de tecidos

encontrados em todo mundo, a diversidade da tecnologia da máquina de lavar roupa, e

diferentes hábitos regionais e cuidados para uso de tecido (SMULDERS et al. 2002).

O linear dodecil benzeno sulfonato de sódio (LASNa) é o tensoativo mais

utilizado, comumente chamado de ácido sulfônico (Figura 8). Praticamente, todos, os

detergentes são formulados a partir dele, onde é neutralizado com uma base (hidróxido

de sódio, monoetanolamina, trietanolamina, hidróxido de potássio, etc.). Sua

popularidade se deve tanto ao baixo custo de produção como a sua excelência como

detergente, agente emulsionante, promotor de espuma e agente molhante. O LASNa

apresenta uma elevada capacidade de remoção da gordura de constituição das mãos.

São muito resistentes a presença de sais de cálcio e magnésio, razão pela qual podem

ser utilizados em águas duras (com elevado teor de sais de Ca+2 e Mg+2). Pode ser,

também, utilizado sob a forma de sais de amônia, de trietanolamina, de potássio e outras

bases orgânicas ou inorgânicas. São todos excelentes agentes molhantes, espumantes e

emulsificantes, sendo assim, também são, utilizados em uma série de outras aplicações.

São compostos biodegradáveis (MISIRLI, 2002; PERES, 2005).

36

Figura 8: Linear dodecilbenzeno sulfonato de sodio.

Fonte: Peres (2005).

2.5.2 REGULADORES DE ESPUMA

Em regiões com baixa renda per capita no mundo inteiro, a espuma é entendida

como uma medida importante para a lavagem de desempenho. A razão para isso parece

ser em grande parte psicológico, ou seja, a espuma fornece evidências da atividade

detergente, pois ela esconde a sujeira (SMULDERS, 2002).

Um regulador de espuma, que pode ser um estabilizador ou um supressor, é

usado frequentemente como surfactante. Estes materiais não têm uma mesma natureza

química e muitas vezes são específicos para certos surfactantes. Exemplos de sistemas

surfactantes estabilizadores são a etanolamida láurica e um alquilbenzenosulfonato, ou o

sistema álcool láurico e sulfato de alquila. Os supressores de espuma são em geral

substancias hidrófobas, e entre elas nomeiam-se os ácidos graxos de cadeia longa, os

silicones e os surfactantes hidrófobos não iônicos (SHREVE e BRINK JR, 1974).

2.5.2.1 Lauril Éter Sulfato de Sódio

Obtido através da reação de álcoois graxos etoxilados (Álcool graxo + óxido de

eteno) com agentes sulfatantes como o SO3. O lauril éter sulfato de sódio (LESS),

representado na Figura 9, apresenta uma baixa capacidade de remoção da gordura de

constituição da pele. A associação entre o LESS e o LASNa, acarreta numa melhoria do

poder de espessamento, diminuição da irritabilidade dérmica e melhoria da performance

de limpeza. Possui também, uma grande resposta a eletrólitos e uma alta reserva de

viscosidade. Sendo de origem agrícola as suas principais matérias-primas, os derivados

do lauril éter sulfato atendem aos requisitos de desenvolvimento sustentável e por serem,

37

também facilmente biodegradáveis, atende aos conceitos de qualidade ambiental

(MISIRLI, 2002).

Figura 9: Lauril Éter Sulfato de Sódio.

Fonte: Peres (2005).

2.5.2.2 Amida 60

A amida 60 é um tensoativo não iônico compatível com a maioria dos

tensoativos aniônicos, catiônicos, anfotéricos. Indicado para fabricação de detergentes

líquidos e produtos de limpeza em geral, proporcionando espessamento, ação emoliente,

sobreengordurante, devolvendo a oleosidade natural da pele. Em concentrações normais

de uso, promove e estabiliza a espuma. Em misturas com LASNa e Alquil Éter Sulfatos,

exerce ação sinérgica potencializando a detergência (TEBRAS, 2009).

Quando utilizados em conjunto com álcool laurílico sulfatado, com LESS e com

LASNa, neutralizado, em formulações de detergentes líquidos, ocorre forte interação

entre o grupo amida e os íons sulfato e sulfonato dos tensoativos aniônicos,

proporcionando aumento da solubilidade e da espuma, do espessamento do sistema. É

especialmente importante em condições de lavagem com presença de gorduras, porque

modificam a estrutura da espuma, tornando-a rica, densa e com grande número de

bolhas de pequeno tamanho (OXITENO, 2009).

2.5.3 REFORÇADORES DE LIMPEZA OU BUILDERS

Builders são de grande importância para muitas aplicações em detergentes. A

principal função de um Builder é fornecer um amolecimento rápido e eficiente da água de

lavagem em uma ampla gama de condições (BAUER, 2009). Dentre os fosfatos, duas

formas de fosfatos de sódio têm sido usados como builders de detergentes: tripolifosfato

de sódio - Na5P3O10 - (STPP), que é a forma mais comumente usados, e pirofosfato

tetrassódico - Na4P2O7 - (TSPP). STPP, um dos construtores que é comumente utilizado

38

em detergentes, principalmente para suavizar a água pelo seqüestro de íons de dureza,

formando complexos estáveis e solúveis com os cátions causadores de dureza da água

na solução de lavagem e impedindo a sua deposição no tecido e na máquina de

lavagem. Também é eficaz na remoção de partículas. Além disso, ajuda a prevenir a

redeposição da sujeira sobre os tecidos lavados e fornece um tampão para o solução de

lavagem em um pH desejado, proporcionado alcalinidade à solução. A composição de

fosfato no detergente é normalmente formulada para eficácia em regiões de água dura e

macia (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001; RANEY, 2009).

2.5.3.1 Problemas ambientais

Fosfatos, apesar de um bom desempenho como builders, estão sob maior

escrutínio devido aos seus efeitos adversos sobre o ambiente. Uma vez que os fosfatos

são nutrientes, a sua presença no despejo de água pode resultar em um processo de

eutrofização, que causa o crescimento de organismos vegetais em a água, levando a

uma quantidade reduzida de oxigênio disponível para a vida aquática. Isto tem levado a

esforços para reduzir o nível de fosfatos em detergentes de forma a limitar tais efeitos

nocivos ao meio ambiente (RANEY, 2009).

A Resolução CONAMA nº 359 de 2005 regulamentou o teor de fósforo e

estabeleceu os critérios para a utilização de fósforo na formulação de detergentes em pó

para o uso no mercado nacional, visando a redução e a eventual eliminação do aporte de

fósforo dessa fonte nos corpos d’água. Ficou estabelecido que o limite máximo de P2O5

em formulações deve ser de 10,99% e o limite máximo de fósforo deve ser de 4,80%

(BRASIL, 2005).

2.5.3.2 Substitutos de fosfatos inorgânicos

Os substitutos mais promissores para os fosfatos são as zeólitas,

aluminossilicatos cristalinos que substituem os cátions causadores da dureza por cátions

de sódio (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001).

Ca2+(aq) + 2 Na-zeólita(s) 2 Na+(aq) + Ca-zeólita(s)

A composição química da zeólita na forma sódica pode ser representada pela

fórmula genérica Nax {(AlO2)x(SiO2)y} z H2O (OSÓRIO e OLIVEIRA, 2001).

39

Em termos de volume de produção, Na-zeólita tipo A é um dos mais importantes

builders em formulações de lavagens domésticas. Por exemplo, a capacidade de ligação

do cálcio é de 165 mg de CaO por grama de zeólita. A capacidade de ligação de um

zeólito de íons multivalentes remonta à sua estrutura cristalina particular. A estrutura

porosa é construída a partir gaiolas ligadas por canais, e os íons de sódio constituintes

são trocadas facilmente contra íons divalentes de dureza da água (BAUER, 2009).

2.5.4 AGENTES COMPLEXANTES

Assim como vários polifosfatos são usados no tratamento da dureza da água, o

acido etilenodiaminotetracético (EDTA) também é usado para a mesma função nos

detergentes. O EDTA é um agente complexante forte, que possui quatro átomos de

oxigênio e dois átomos de nitrogênio coordenantes em cada molécula. O EDTA forma

complexos hexacoordenados com a maioria dos íons metálicos em solução, desde que o

pH seja corretamente ajustado. O cálcio e o magnésio são facilmente complexados pelo

EDTA, por isso seu emprego como complexante da dureza da água (LEE,1999).

Os agentes sequestrantes têm a função de complexar íons responsáveis pela

dureza da água, principalmente os íons Cálcio (Ca+2), Magnésio (Mg+2) e Ferro (Fe+3).

São responsáveis portanto, pelo aumento da estabilidade dos sistemas onde os mesmos

são empregados. Entre os principais sequestrantes utilizados na formulação de um

detergente lava-louça, destacam-se o EDTA, EHDP e o Heptanoato de Sódio. O

sequestrante também exerce outro papel muito importante, que é o da potencialização do

sistema conservante. Este fato ocorre, pois, retirando os íons do meio, essenciais ao

crescimento das bactérias dificultam mais ainda o aparecimento das mesmas (MISIRLI,

2002).

2.5.5 SOLVENTES

Os detergentes são projetados para efeitos especiais, incluindo o reforço da

detergência pela incorporação de vários tipos de solventes. Para cuidar dos vários

aspectos relativos às aplicações de detergentes, formulações utilizando certos tipos de

solventes são concebidas tendo em vista os fatores que influenciam a detergência. Além

disso, ajuda a inibição do poder de espuma e estabilidade de espuma, além de

40

proporcionar estabilidade à forma física da composição detergente (KANDHAL et al.,

2009).

A presença de solventes nas formulações de detergentes traz várias influências

positivas ao desempenho de detergentes (KANDHAL et al., 2009):

1. Aprimoramento da atividade surfactante;

2. Aumento da resistência à dureza da água e construtores;

3. Efeito anti-redeposição;

4. Solubilização da sujeira líquida;

5. Dispersão de sujeiras sólidas por difusão.

2.5.6 CONSERVADORES

O propósito dos conservadores é proteger todos aspectos dos produtos contra o

ataque microbiológico antes e durante o consumo. A integridade dos produtos em termos

de eficácia, fragrância, aparência e estabilidade devem ser mantidas. São numerosos,

mas apenas poucos são regularmente vistos no mercado. Eles são escolhidos pela sua

eficácia (permitem o uso de baixos níveis), pelo longo prazo de estabilidade (até 3 anos)

e pela segurança à saúde humana e ao meio ambiente (SIQUET, 1999).

2.5.6.1 Formol e seus substitutos

O formaldeído é um conservante largamente utilizado por ser barato, muito

estável e compatível com quase todos as matérias-primas usadas para formulação de

produtos de limpeza. É efetivo contra bactérias, mofos e leveduras (SIQUET, 1999).

Porem considerando a necessidade de estabelecer lista de conservantes e

respectivas concentrações para utilização na formulação de produtos saneantes e

considerando a necessidade de banir o conservante formaldeído das formulações de

produtos saneantes, devido a sua reconhecida carcinogenicidade e atual classificação

toxicológica pela IARC (International Agency for Research on Cancer), a ANVISA

publicou em 2008 a Resolução RDC Nº35, que proibe o uso do formaldeído em produtos

saneantes, assim como concentrações dos demais conservantes superiores às

permitidas (BRASIL, 2008).

41

As isotiazolinonas tornaram-se as substâncias mais indicadas para substituir o

formaldeído. São conservantes muito efetivos em níveis baixíssimos de uso, também

compatíveis com quase todas as matérias-primas de produtos domissanitários, podendo

atuar em faixa de pH ácido a moderadamente básico e largo espectro de atividade

microbiana (SIQUET, 1999).

2.5.7 CORANTES

Fabricantes de sabões e detergentes por muitos anos têm dado a seus produtos

uma aparência atrativa única, com apelo consumidor, provendo seus produtos com cores

distintas. Na verdade, algumas cores são tão associadas com dado produto, que os dois

tornam-se sinônimos. Um segundo beneficio do uso de corantes é esconder a cor natural

dos ingredientes da formulação. Sabões e detergentes líquidos, por exemplo,

freqüentemente têm cor de palha ou âmbar. Conseqüentemente, a adição de corantes dá

um brilho muito mais chamativo ao produto (MAHAFFEY JR, 1999).

A tonalidade da cor é influenciada pelo tipo e aspecto da formulação e pela

compatibilidade do corante com componentes da formulação. Assim, um estudo do

boletim técnico do corante poderá ser de grande ajuda. A escolha da tonalidade pode

muitas vezes estar relacionada à experiência do formulador e sua percepção das cores

(PEDRO, 2006a).

Os principais fatores que influenciam a estabilidade de um corante na

formulação são: (i) solubilidade na formulação, (ii) compatibilidade com substâncias

aniônicas ou catiônicas ou mesmo oxidantes, (iii) compatibilidade do corante com o pH do

meio, (iv) concentração, (v) contaminação por microrganismos e (vi) estabilidade do

corante quanto à exposição à luz e ao calor. Testes rigorosos de estabilidade acelerada

em estufas ou câmaras climatizadas em diferentes temperaturas e na presença de luz

devem ser realizados no sentido de se avaliar a resistência dos corantes no produto final

e influência que sofrem das embalagens (PEDRO, 2006a).

2.5.7 FRAGRÂNCIAS

O termo fragrância está relacionado ao perfume, aroma, cheiro e odor produzido

por uma substância ou mistura de substâncias, que pode(m) ser de origem natural ou

sintética. As fragrâncias constituem um dos principais modificadores das características

42

organolépticas dos produtos cosméticos e sua função vai além da necessidade de

mascarar o odor da base, que em alguns casos pode ser desagradável. Atualmente, a

fragrância é um ponto fundamental no desenvolvimento de um novo produto e precisa

harmonizar-se com seus atributos e com as expectativas e psicologia do consumidor

(PEDRO, 2006b).

2.5.8 ÁGUA

A água é considerada, em termos de quantidade, como uma das principais

matérias-primas na fabricação de produtos de limpeza. Além da incorporação em muitos

produtos, a água também é utilizada em sistemas de resfriamento, na geração de vapor,

bem como em procedimentos de limpeza e sanitização de máquinas, equipamentos,

tubulações de transferência e mangueiras (SÃO PAULO, 2000).

43

3. UNIDADE EXPERIMENTAL

Este trabalho foi desenvolvido durante um estágio realizado na Psiu Indústria e

Comércio de Produtos de Limpeza, localizada Rua Odorico Nery com Deputado Juracy,

s/n, Qd. 30 Lt. 16, na Vila Maria, em Aparecida de Goiânia (GO), durante o período de

janeiro a novembro de 2009. Inicialmente fez-se uma revisão de literatura sobre o

aproveitamento de óleos residuais para produção de sabão, em seguida foram feitas nos

laboratórios de química da UEG análises da qualidade do óleo de fritura e do sabão

obtido. A parte de desenvolvimento do produto e finalmente os testes de desempenho

foram realizados no laboratório da empresa.

3.1 ANÁLISE DO ÓLEO RESIDUAL

Obteve-se para realização do experimento uma amostra de 2 litros de óleo de

cozinha de várias matrizes vegetais (soja, milho e girassol) utilizados em fritura. A

amostra foi filtrada e os índices de acidez, de peróxido e de saponificação determinados

pelos métodos de analise de óleos do Instituto Adolfo Lutz. O peso molecular médio, o

índice de esterificação e o teor de glicerina do sabão foram determinados seguindo a

metodologia sugerida por Siviero (1994).

3.1.1 FILTRAÇÃO DO ÓLEO USADO

A amostra de óleo, que estava à temperatura ambiente, foi filtrada com algodão

em funil de vidro, retirando os resíduos de alimentos que havia.

3.1.2 ÍNDICE DE ACIDEZ

3.1.2.1 Material

Balança analítica, frasco Erlenmeyer de 125 mL, proveta de 50 mL e bureta de

10 mL.

3.1.2.2 Reagentes

Solução de éter-álcool (2:1) neutra

44

Solução fenolftaleína

Solução de hidróxido de sódio 0,1 M

3.1.2.3 Procedimento

Pesou-se 2 g da amostra em frasco Erlenmeyer de 125 mL. Adicionou-se 25 mL

de solução de éter-álcool (2:1) neutra. Adicionaram-se duas gotas do indicador

fenolftaleína. Titulou-se com solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L ate o aparecimento

da coloração rósea, a qual devera persistir por 30 segundos.

3.1.2.4 Cálculos

Em que:

v = volume em mL de solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L gasto na titulação

f = fator da solução de hidróxido de sódio

P = massa em grama da amostra

3.1.3 ÍNDICE DE PERÓXIDO

3.1.3.1 Material

Balança analítica, frasco Erlenmeyer de 125 ou 250 mL com tampa esmerilhada,

proveta de 50 mL, pipeta graduada de 1 mL, bureta de 10 mL com sub-divisões de 0,05

mL.

3.1.3.2 Reagentes

Acido acético

45

Clorofórmio

Solução de tiossulfato de sódio 0,01 N

Amido solúvel

Iodeto de potássio

Solução de acido acético-clorofórmio (3:2) v/v

Solução saturada de iodeto de potássio – 30 g de iodeto de potássio em 21 mL de água

destilada. Conservada em frasco âmbar e preparada no mesmo dia de sua utilização.

Solução de amido 1% m/v


Pesou-se (5 ± 0,05) g da amostra em um frasco Erlenmeyer de 250 mL.

Adicionou-se 30 mL da solução acido acético-clorofórmio 3:2 e agitou-se até a dissolução

da amostra. Adicionou-se 0,5 mL da solução saturada de KI e deixou-se em repouso ao

abrigo da luz por exatamente um minuto. Acrescentou-se 30 mL de água e titulou-se com

solução de tiossulfato de sódio 0,01 N, com constante agitação. Continuou-se a titulação

ate que a coloração amarela tenha quase desaparecida. Adicionou-se 0,5 mL de solução

de amido indicadora e continuou-se a titulação até o completo desaparecimento da

coloração azul. Preparou-se uma prova em branco, nas mesmas condições e titulou-se.

3.1.3.4 Cálculo

Em que:

A = volume em mL da solução de tiossulfato de sódio 0,01N gasto na titulação da

amostra

B = volume em mL da solução de tiossulfato de sódio 0,01 N gasto na titulação do branco

N = normalidade da solução de tiossulfato de sódio

f = fator da solução de tiossulfato de sódio.

P = massa em gramas da amostra

46

3.1.4 ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO

3.1.4.1 Material

Frascos Erlenmeyer de 250 mL, condensador de água e banho-maria ou chapa

aquecedora com controle de temperatura.

3.1.4.2 Reagentes

Solução de ácido clorídrico 0,5 mol/L

Hidróxido de potássio

Solução de fenolftaleína

Álcool

Solução alcoólica de hidróxido de potássio a 4% m/v


Pesou-se uma quantidade de amostra, de tal modo que sua titulação

correspondeu de 45 a 55% da titulação do branco, 4,505 gramas. Adicionou-se 50 mL da

solução alcoólica de KOH. Preparou-se um branco e procedeu-se ao andamento

analítico, simultaneamente com a amostra. Conectou-se o condensador e deixou ferver

suavemente até a completa saponificação da amostra (aproximadamente uma hora, para

amostras normais). Apos o resfriamento do frasco, lavou-se a parte interna do

condensador com um pouco de água. Desconectou-se o condensador, adicionou-se 1 mL

do indicador e titulou-se com a solução de acido clorídrico 0,5 mol/L até o

desaparecimento da cor rósea.

3.1.4.4 Cálculo

A = volume gasto em mL na titulação da amostra

B = volume gasto em mL na titulação do branco

f = fator da solução de HCl 0,5 mol/L

P = massa em gramas da amostra

47

3.1.5 PESO MOLECULAR MÉDIO

O peso molecular médio é foi obtido através do índice saponificação, pois o

produto dos dois é 56.000.

Índice de saponificação x Peso molecular médio = 56.000

3.1.6 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE ESTERIFICAÇÃO

Em gorduras completamente neutras o índice de esterificação é igual é igual ao

índice de saponificação. Caso a gordura não seja neutra, o índice de esterificação é a

diferença entre a saponificação e a acidez.

Índice de saponificação – Índice de acidez = índice de esterificação

3.1.7 RENDIMENTO EM GLICERINA

A partir do índice de esterificação obteve-se o teor de glicerina.

Teor de glicerina = 0,547 x Índice de esterificação

3.2 SAPONIFICAÇÃO DO ÓLEO DE FRITURA USADO

3.2.1 MATERIAIS

Manta aquecedora, balão de destilação de 2000 mL e condensador de refluxo.

3.2.2 REAGENTES

Água destilada

Álcool etílico 95°GL

Hidróxido de sódio

Óleo de fritura usado

48

3.2.3 PROCEDIMENTO

Para saponificação do óleo vegetal, pesou-se 55,31 g de NaOH (quantidade

determinada pelo índice de saponificação) com excesso de 20 % e dissolveu-se em

66,38 g de água destilada formando uma solução 50 % (m/m). Depois, em um balão de

fundo redondo de 2000 mL, colocou-se 400 g do óleo vegetal, 300 mL de álcool etílico

96°GL e a solução de NaOH. Acoplou-se o balão a um condensador de refluxo e

aqueceu-se em uma manta por 2 horas (Figura 10).

Figura 10: Representação esquemática do processo de saponificação realizado em

laboratório.

As porcentagens e as massas das matérias primas para obtenção do sabão

encontram-se na Tabela 4.

Tabela 4: Porcentagens e as massas das matérias primas para obtenção do sabão.

Matéria prima Massa (g) %

Óleo de fritura 400 48

Álcool etílico 96°GL 300 36

NaOH 66,38 8

Água destilada 66,38 8

Total 832,8 100

49

3.2.4 SECAGEM DO SABÃO

Secou-se o sabão obtido do óleo de fritura em temperatura ambiente até que

mesmo atingisse peso constante, obtendo-se um sabão base.

3.2.5 RENDIMENTO DO SABÃO

O rendimento foi calculado dividindo-se a massa do sabão seco obtido pela

massa teórica do sabão. Pesou-se 32,4 g sabão não-seco e deixou-se secar até peso

constante.

3.3 FORMULAÇÃO DO LAVA ROUPAS

Para a formulação do lava-roupas líquido, primeiramente, estudou-se diversas

formulações possíveis, levando em conta o efeito de cada ingrediente nas proporções

propostas e custos das mesmas para o produto final.

3.3.1 PROCEDIMENTO

Produziu-se 400g de cada formulação. O sabão base foi dissolvido em água

destilada fervida. As massas dos componentes para cada fórmula foram obtidas

multiplicando-se a massa final pela porcentagem de cada componente nas fórmulas.

3.4 ANÁLISE DO LAVA-ROUPAS

Para comparar as formulações de lava-roupas líquido produzidas a partir do

sabão, adquiriu-se três amostras de lava-roupas produzidas a partir de ácido sulfônico. A

amostra da Marca A, ainda não foi lançada no mercado. As amostras das Marcas B e C

já figuram nas gôndolas de supermercados.

3.4.1 pH

Preparou-se uma solução a 10% dissolvendo 5g do lava-roupas em 45 mL de

água destilada, em seguida mediu-se o pH em pHmetro Tecnal modelo Tec-3MP.

50

Repetiu-se o procedimento para todas formulações obtidas e para as amostras das

marcas A, B e C.

3.4.2 VISCOSIDADE

A viscosidade dinâmica foi medida em viscosímetro Brookfield modelo LV +/-.

Dependendo da faixa de viscosidade da amostra, seleciona-se o fuso (spindle)

adequado. A seguir, mergulha-se o fuso diagonalmente na amostra com temperatura

estabilizada, conforme especificado, isenta de bolhas, até a marca (sulco) da haste do

fuso, e nivela-se o aparelho. Verificada a ausência de bolhas junto ao fuso, procede-se à

leitura da viscosidade, de acordo com o procedimento operacional do aparelho.

3.4.3 PODER ESPUMANTE

Para o teste de poder espumante fez-se uma solução 2g/ L de todas as

amostras. O poder espumante foi obtido pela agitação vigorosa de um cilindro graduado

(proveta) de 30 mL durante 5 segundos, medindo-se a altura ou volume da espuma após

cessar a agitação.

3.4.4 DESEMPENHO DE LAVAGEM

Para testar o desempenho de lavagem, sujaram-se dois tecidos de algodão de

25 cm2, um com 10 g de molho catchup e outro, molhado com água, sujo com poeira

aderida na superfície de vidro de janelas. Os tecidos foram deixados ao sol para

secagem. Em seguida foram lavados em máquina de lavar (tanquinho), usando 130 g de

lava-roupas em 12 litros de água, durante 10 minutos. Após a lavagem, enxaguou-se em

água corrente e deixou-se para secar em temperatura ambiente. Realizou-se o

procedimento para cada um dos lava-roupas.

Para comparar o efeito de limpeza de cada um dos lava-roupas, fotografou-se

cada tecido, antes e depois das lavagens.

51

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 ANÁLISE DO ÓLEO RESIDUAL

A amostra de óleo de fritura apresentou-se escuro, turvo e com resíduos de

alimentos. Após ser filtrado, apresentou aspecto límpido e transparente, porem ainda com

coloração escura quando comparado com óleos vegetais refinados sem uso. A coloração

indica que este óleo sofreu degradação durante os períodos em que este foi usado em

frituras.

4.1.1 ÍNDICE DE ACIDEZ

Os resultados obtidos pelo ensaio do índice de acidez encontram-se na Tabela

5.

Tabela 5: Resultados obtidos pela análise do índice de acidez.

Amostra Massa (g) Volume

(mL)

Índice de

acidez

Índice de

acidez em

soluçao

molar (v/m)

Índice de

acidez em

ácido

oléico

(m/m)

1 2,024 3,10 0,82 1,46 0,41

2 2,005 3,15 0,84 1,50 0,42

3 2,005 2,90 0,78 1,38 0,39

Média 2,011 3,05 0,81 1,45 0,41

[NaOH] (mol/L) 0,1 Fator de

correção 0,095541401

O índice de acidez de 0,81 está acima do valor máximo (0,60) permitido pela

Instrução Normativa Nº49, de 22 de Dezembro de 2006, do Ministério da Agricultura,

Pecuária e Abastecimento (MAPA). Esse valor indica que este óleo sofreu hidrólise das

ligações ésteres nos triglicerídeos, durante o aquecimento a altas temperaturas na

presença da umidade proveniente dos alimentos.

52

4.1.2 ÍNDICE DE PERÓXIDO

Os resultados obtidos pelo ensaio do índice de peróxido encontram-se na Tabela

6.

Tabela 6: Resultados obtidos pela análise do índice de peróxido.

Amostra Massa (g) Volume (mL) Índice de peróxido

(mEq/kg)

1 5,008 6,25 10,78

2 5,002 6,65 13,29

3 5,008 6,55 13,08

Média 5,006 6,48 12,95

Branco 0,000 0,85 -

Normalidade 0,01 Fator de

correção 1

O índice de peróxido de 12,95 mEq/kg indica que este óleo sofreu elevada

alteração oxidativa, pois este valor cinco vezes maior que o máximo permitido pela

legislação. Alteração que tem como origem o alto teor de ácidos graxos insaturados

presentes nos óleos de soja, milho e girassol, variando de 20 a 35% de ácido oléico e 50

a 60% de ácido linoléico. Estes ácidos graxos decompõem-se rapidamente em peróxidos,

gerando radicais livres, quando expostos a temperaturas altas.

4.1.3 ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO

O índice de saponificação obtido foi 98,6 mg de KOH/g de óleo. Esse valor é

baixo, se comparado com os valores de óleos refinados (Tabela 3), o que indica que este

óleo pode ter sofrido reação de polimerização, pois quanto maior o peso molecular,

menor é o índice de saponificação. Essa provável polimerização ocorre por isomerização

e conjugação das duplas ligações muito presentes nesse óleo.

53

A partir do índice de saponificação obteve-se o peso molecular médio de ácidos

graxos, 567,95 g/mol, um valor alto que corrobora com a polimerização, e então, ácidos

graxos com longas cadeias carbônicas e/ou ramificadas. Na seqüência, calculou-se o

índice de esterificação, obtendo o valor de 97,79, e a partir deste valor chegou-se ao teor

de glicerina de 53,49 mg/g ou 5,349% de rendimento.

4.2 SAPONIFICAÇÃO DO ÓLEO DE FRITURA

Na saponificação do óleo de fritura, o uso de 20% de excesso em peso de

NaOH garantiu a saponificação total do óleo. Após o período de saponificação (2 horas)

se encerrar, obteve-se o sabão com o resfriar do meio reacional. O sabão obtido

apresentou consistência de “pudim”, de coloração creme e forte odor alcoólico.

4.2.1 SECAGEM DO SABÃO

O sabão foi deixado para secar em temperatura ambiente para que todo álcool

do meio reacional evaporasse, e assim obteve-se o “sabão base”. Este sabão base

apresentou-se seco e de consistência dura.

4.2.2 RENDIMENTO DO SABÃO

Das 32,4 g do sabão deixadas para secar, após 10 dias, obteve-se uma massa

de 20,4 g, ou seja, 37% da massa original evaporou-se, que condiz com os 36% de álcool

usados na saponificação, mais certa quantidade de presente no sabão. O rendimento

obtido do sabão foi de 98,4%.

4.3 FORMULAÇÃO DO LAVA-ROUPAS

Depois de estudadas diversas possibilidades de formulações, chegou-se às

seguintes formulações (Tabela 7).

54

Tabela 7: Formulações desenvolvidas com suas composições em porcentagens.

Componente

Formulação (%, p/p)

1 2 3

Água destilada 84,9 83,7 83,4

Sabão base 13 13 13

LESS 27¹ 0,8 1 0,8

Álcool etílico 0 2 0

EDTA² 0,1 0,1 0,1

STPP³ 1 1 2,5

Corante q.s.p.* q.s.p.* q.s.p.*

Fragrância 0,1 0,1 0,1

Formol 37% 0,1 0,1 0,1

¹Lauril éter sulfato de sódio 27% (p/p)

²Tetrassódico

³Tripolifosfato de sódio

*q.s.p.=quantidade suficiente para o produto

Na dissolução do sabão base, a adição de água quente aumenta solubilidade do

sabão e a velocidade com que este se dissolve. Depois de dissolvido, obteve-se uma

solução de coloração amarelada, ligeiramente viscosa e translúcida e com odor

característico de sabão. Depois de adicionada as outras matérias primas, na ordem em

que aparecem na Tabela 7, obtiveram-se os lava-roupas projetados. Visualmente todas

as formulações apresentaram aspecto translúcido de coloração verde azulada, devido o

uso de corante turquesa. Olfativamente, todas as formulações apresentaram acentuado

odor característico da fragrância utilizada. Esses fatos indicam que tanto o corante

quanto a fragrância foram eficientes no mascaramento da cor e do odor originais do

sabão.

O uso de sabão a 13% em peso se deve ao fato de que este se torna insolúvel

em solução aquosa quando ultrapassa 15%. A porcentagem escolhida é suficiente para

comparar com qualquer lava-roupas líquido convencional, e ainda garantir que não ocorra

a turvação das formulações desenvolvidas devido à precipitação do sabão. As

porcentagens dos outros componentes foram escolhidas de acordo com os efeitos

desejados e previstos dos mesmos.

55

4.4 ANÁLISE DO LAVA-ROUPAS

4.4.1 TESTE DE PH E VISCOSIDADE

Os resultados dos teste de pH e viscosidade se encontram na Tabela 8.

Tabela 8: Resultados obtidos da leitura do pHmetro e do viscosímetro.

Fórmulação

pH Viscosidade Dinâmica

pH

(10%) T (°C) mPa Torque rpm T (°C) Fator

Viscosidade

(cP)

1 9,80 26,1 61,2 19,6 60 29,3 20 1224,0

2 9,80 26,1 91,2 14,6 30 29,3 2 182,4

3 9,79 26,0 85,6 13,8 30 29,3 40 3424,0

Marca A 8,24 25,9 72,5 11,6 30 29,3 40 2900,0

Marca B 7,92 26,0 309,9 49,7 30 29,3 2 619,8

Marca C 8,29 26,1 407,7 26,1 12 29,3 100 40770,0

Pela análise da Tabela percebe-se que o pH das soluções a 10% dos lava-

roupas desenvolvidos com sabão apresentam valores de pH praticamente iguais entre si.

Analisando o pH dos lava-roupas comerciais, a Marca C apresentou valor mais alto

dentre elas e a Marca B o menor, porém são menos básicos que os lava-roupas de

sabão. O pH alcalino colabora para o uso do formol, pois as izotiazolinonas, substitutas

mais promissoras do formol, são instáveis em pH alcalino, como o dos lava-roupas

desenvolvidos com sabão, alem de encarecerem o preço final dos produtos.

Deve-se ressaltar que todas as amostras a 10%, apresentam pH inferior ao

máximo permitido de 11,5 para uma solução a 1%, como consta na Resolução Normativa

nº. 1, de 25 de outubro de 1978 da ANVISA (BRASIL, 1978)

Em relação à viscosidade, a ordem crescente é: Formulação 2 < Marca B <

Formulação1 < Marca A < Formulação 3 < Marca C. A menor viscosidade da Formulação

2 se deve a presença de álcool a 2%, que solubiliza as micelas, mesmo com um

acréscimo de 0,2% de LESS 27. Comparando-se a Formulação 1 com a Formulação 3, o

aumento da viscosidade se deve ao aumento 1% para 2,5% em peso de tripolifosfato de

56

sódio de uma formulação para a outra. O aumento na concentração desse eletrólito

promove um maior empacotamento das micelas formadas pelo sabão em solução.

Quanto maior a viscosidade do lava-roupas, mais aceito ele é pelo consumidor,

pois este tende a crer que um produto mais “grosso” (viscoso) é um produto mais

concentrado e com maior capacidade limpeza. De certa forma, esse conceito é

verdadeiro, pois os aumentos na concentração de agente ativo, de reguladores de

espuma e de reforçadores de limpeza aumentam a viscosidade. Algumas substâncias,

como carboximetilcelulose, são usadas para aumentar a viscosidade do produto, porém

sem aumento no poder de detergência, o que seria uma forma de “enganar” o

consumidor.

Quanto aos lava-roupas comerciais, é difícil fazer uma análise apurada dos

valores de viscosidade para os mesmos, pois as composições de suas formulações são

segredos industriais e não são revelados para o publico. O alto e discrepante valor de

viscosidade encontrado para formulação da Marca C, pode ser motivado por possíveis

bolhas de ar no interior do líquido durante a análise, já que este lava-roupas tem

coloração branca e opaca, que impede a visualização das bolhas, interferindo na leitura

desse parâmetro.

4.4.2 PODER ESPUMANTE

O poder espumante testado para as formulações com sabão e para as

formulações comerciais apresentaram resultados extremamente diferentes entre os dois

grupos. Os volumes de espuma obtidos no teste estão demonstrados na Figura 11.

57

Figura 11: Volumes de espuma atingidos após agitação vigorosa durante 5 segundos de soluções aquosas de lava-roupas a 2g/L.

O poder espumante das formulações de sabão obtido pelo ensaio é

insignificante se comparado aos resultados encontrados para as formulações comerciais.

No grupo das formulações com sabão, o maior volume de espuma,1,0 mL, foi conseguido

pela Formulação 1, e o menor volume de espuma, 0,4 mL, obtido para a Formulação 2 é

condizente com a presença do álcool na formulação. O álcool inibe o poder espumante

ao cessar a hidrólise do sabão em solução aquosa. O excesso de STPP na Formulação 3

também inibiu o poder espumante, atingindo 0,6 mL. O baixo poder espumante dos

sabões tem justificativa no longo comprimento da cadeia carbônica apolar. Os melhores

sabões espumantes são aqueles produzidos com óleo de coco. Este óleo é composto em

sua maioria de ácidos graxos de comprimento curto, com 12 átomos de carbono, como o

acido láurico. No grupo dos lava-roupas com acido sulfônico, as três marcas

apresentaram poder espumante praticamente idêntico, 12,0 mL para as Marcas B e C. A

Marca A apresentou 10,0 mL de espuma.

Em média, as formulações comerciais apresentaram poder espumante 17 vezes

maior que o poder espumante das formulações com sabão. O alto poder espumante das

formulações comerciais tem a ver com o apelo consumidor desses produtos. Como

donas de casa e consumidores têm a falsa impressão de que quanto mais espuma se

produz, mais eficiente é a limpeza, o fabricantes adicionam em suas formulações

reforçadores e estabilizantes de espuma, como alcoóis graxos etoxilados (lauril éter

sulfato de sódio, amidas, betaínas, etc.).

58

4.4.3 TESTE DE LAVAGEM

Os testes de lavagem apresentaram resultados significativos do ponto de vista

da comparação do desempenho de lavagem das formulações desenvolvidas com sabão

de óleo residual em relação às formulações comerciais compostas de ácido sulfônico,

pois nenhum dos tecidos foi limpo por completo. Isso não quer dizer que estes produtos

não desempenham seu papel com qualidade, mas que o método empregado na lavagem

pode não ser o mais adequado e que necessita de ajustes. Como o tempo de lavagem foi

limitado a 10 minutos pode não ter ocorrido a difusão completa da sujeira na solução de

lavagem ou a velocidade de remoção da sujeira é lenta.

A ineficiência do método não influencia a avaliação da limpeza das formulações

testadas, visto todas foram testadas em condições iguais. Também se considera que os

tipos de sujeiras empregadas requerem um pouco mais de esforço para serem removidas

por completo durante lavagens reais.

Fazendo um comparativo das fotografias dos tecidos sujos, antes e depois das

lavagens, percebe-se uma melhor limpeza nos tecidos lavados com os lava-roupas de

sabão. A Formulação 1, como pode ser visto na Figura 12, teve desempenho satisfatório,

eliminando quase toda sujeira sólida e quase toda sujeira líquida, restando apenas

manchas claras.

A Formulação 2 teve desempenho bom, para ambas sujeiras. principalmente na

remoção da mancha de catchup (Figura 13). A explicação que se tem é que o álcool

presente em 2% atua solubilizando as sujeiras liquidas, no caso do catchup e tem papel

anti-redeposição sobre as sujeiras sólidas.

59

Figura 12: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Formulação 1.


60

No caso da Formulação 3, obteve-se bom desempenho na remoção da sujeira

líquida e para sujeira sólida um resultado não tão bom quando comparada às

Formulações 1 e 2 (Figura 14). Visto que esta formulação contem 2,5% em peso de

STPP, enquanto que as outras possuem apenas 1%, esperava-se que esta formulação

lavasse melhor, pois o aumento da concentração desse eletrólito causa uma diminuição

da concentração micelar crítica, significando um efeito mais forte na detergência.


Para as lavagens com lava-roupas comerciais de ativo sintético a Marca A teve bom desempenho eliminando quase todas as manchas, sendo que este resultado foi melhor para a sujeira líquida (Figura 15). Comparando com os resultados já apresentados para as formulações com sabão, esta teve resultado similar ao da Formulação 1.

61

Figura 15: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca A.

As manchas remanescentes, muito fortes e evidentes para os dois tipos de

sujeira, indicam que o desempenho da Marca B (Figura 16) foi consideravelmente,

insatisfatório e inesperado, visto que esta última é bem difundida no mercado. Esse

produto obteve a pior lavagem dentre as formulações testadas.

O lava-roupas da Marca C, obteve resultado similar ao lava-roupas da Marca A,

com leve vantagem na limpeza da sujeira sólida (Figura 17).

Fazendo um comparativo entre todas as formulações testadas, a Formulação 2

destacou-se com o melhor desempenho de lavagem entre as formulações desenvolvidas

com sabão de óleo de fritura residual, também apresentando desempenho superior às

formulações comerciais.

62

Figura 16: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca B.

Figura 17: Tecidos sujos com poeira e catchup (esquerda) antes e depois (direita) da lavagem com a Marca C.

63

Há de se ressaltar que as formulações desenvolvidas espumaram bem durante o

teste de lavagem, algo que parece contraditório levando em consideração os resultados

obtidos pelo poder espumante dessas formulações. No teste de lavagem, a solução

aquosa de limpeza estava mais concentrada que a usada na determinação do poder

espumante além da agitação vigorosa que a maquina de lavar impõe nesse meio, porém

as espumas produzidas pelas formulações comerciais apresentaram-se intensas que as

últimas.

A grande quantidade de espuma produzida pelas formulações comerciais, pode

ter interferido no processo de limpeza, pois a camada de ar criada pela espuma interfere

no processo de detergência ao dificultar a agitação mecânica. Para as formulações com

sabão, a baixa produção de espuma tornou-se vantajoso para o processo de detergência,

agindo de forma oposta a que ocorreu no caso dos lava roupas comerciais.

64

5. CONCLUSÃO

Ficou demonstrado, com os resultados obtidos nesse trabalho que é possível,

desenvolver um produto de qualidade e eficaz, usando como matéria prima óleo de fritura

residual, um produto nocivo tanto para a saúde quanto para o meio ambiente. Os lava-

roupas cumpriram a função para a qual foram desenvolvidos, lavando tecidos e

promovendo a limpeza de modo igual ou melhor que os lava-roupas comerciais. A

Formulação 1 foi a que melhor retirou a sujeira sólida (poeira), a Formulação 3 é a que

melhor retirou sujeira líquida (catchup) e a Formulação 2 apresentou bom desempenho

para ambas sujeira. Fazendo um balanço entre essas formulações, tem-se que a mais

eficiente foi a formulação 2. Conclui-se então que o lava-roupas desenvolvido com sabão

a partir do óleo de fritura residual é um produto com qualidade e desmpenho comparável

aos lava-roupas comercias que usam em sua composição o ácido sulfônico como agente

ativo.

65

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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