Plantas Productoras de Jabon por Empaste

JABONERIA

UN CAMINO VIEJO CON UNA NUEVA RUTA


“SEBOS APTOS PARA JABONES BLANCOS”

Y

Procesos Económicos y Eficientes




Presentación desarrollada para ser presentada en
6° Jornadas de Grasas Animales y Rendering

Empresa Convocada

Tecnikus Ar SRL

Disertante:







Ing. Daniel A. Lovazzano
Gerente de Tecnikus Ar SRL
Trayectoria
Egresado de la Universidad de Santa Fé (UNL) Facultad de Ingeniería Química (FIQ)
Titulo : Ingeniero Químico
Consultor de Grasas y Aceites, así como de sus derivados
Diseño y construcción de plantas de:

 Sulfonación Oleúm, representando a IIT de Italia, con SO3

 Planta de saponificación por Empaste, diseño propio de Tecnikus ar SRL

 Plantas de elaboración de polvos detergentes por Atomización

 Plantas de elaboración de polvos detergentes por Granulación con y sin Lecho Fluido

 Plantas de Biodiesel

 Aceiteras por Prensado y otras.


JABONERIA UN CAMINO VIEJO CON UNA NUEVA RUTA
“SEBOS APTOS PARA JABONES BLANCOS”



Índice

Introducción 1

Repaso Seberia y Cuidados 2

Forma de mantener en Stock 5

Componentes Menores y sus Efectos 5

Indicaciones y Cuidados en el Blanqueo 6

Saponificación por Empaste SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL 10

Descripción Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL 11

Exigencia en Materias Primas 11

Energía Necesaria 12

Calidad 12

Mano de Obra 13

Tiempo de Proceso 13

Comparativo de Consumos 13

Resumen 13

Conclusiones 14







Introducción
Debido a la aparición del Biodiesel un complemento o subproducto muy importante oportunamente en la estructura de costos de una fábrica de Jabón fue la Glicerina, hoy totalmente devaluada debido a la sobreoferta del mercado.-

Pues en Argentina se pasa de ser producido en cuatro fabricas de Jabón, Unilever , Procter & Gamble , Federal y Guma Hnos, de una cantidad de 300 toneladas por mes, a la actualidad que, con la aparición de plantas productivas de Biodiesel de 1.400.000 Toneladas/ Año hay una cogeneración de Glicerol del 10% .

Esto agrega al mercado 11.600 toneladas por mes tomando para solamente las de mayor importancia, quedando fuera las instalaciones pequeñas.-

Como ejemplo damos valores históricos, antes de la aparición del Biodiesel la Glicerina Bruta se vendía a 600 / 800 U$S la tonelada y la destilada a 1200 / 1500 U$S la tonelada, hoy una Glicerina Bruta se paga en el orden de 300 U$S la tonelada.-

Debido a lo anterior es que pierde sentido seguir apuntando siempre a obtener unas aguas de saponificación con el más alto porcentual de Glicerina en base agua y sal y lógicamente dejar el menor contenido en el Jabón resultante.-

Es por esto que hoy se apunta a que todo lo que interviene en la reacción de saponificación quede contenido dentro del Jabón y ese valor del orden del 10% de Glicerol que se desprende por reacción química quedará dentro del Jabón producido.-

Debido a lo anterior los cuidados y el tratamiento del Sebo como materia prima interviniente en la fabricación del Jabón deben ser más importantes, ya que ahora no se tendría las etapas de lavado del Jabón y el tiempo de permanencia con el vapor borboteando a través de la masa, que en cierta forma purifican el producto a lograr.-

Tecnikus Ar SRL, ha desarrollado el proceso de Saponificación por empaste de Sebos basado en los conceptos anteriores y es en función de esto y de resultados obtenidos, que a continuación indicamos las precauciones a ser tomadas en los siguientes pasos de purificación de los Sebos para hacerlos óptimos.-

Es este proceso, denominado SAPO-EP II para lograr jabones aptos para el mercado, en las distintos renglones de los jabones comerciales, Tocador y Jabones de Lavar Blancos.-

En función de haber tomado la Ruta del Jabón por Empaste, comenzamos a marcar los puntos más importantes en las distintas etapas hasta el logro del Jabón apto para la comercialización.-
Repaso de Seberia y cuidados
Desde la Obtención del Sebo en adelante tenemos puntos críticos que tienden a disminuir la calidad del mismo.-

Repasemos el proceso, para encontrar estos puntos críticos:

Entrando en la Instalación de proceso de Sebo tenemos:

1.- Playa de Recepción
2.- Pala Cargadora de alimentación a la Planta
3.-Tornillos trasportadores
4.-Molinos para huesos
5.-Digestores
6.-Percoladores de separación de chicharrón del sebo
7.-Prensa de Chicharrón
8.- Colectores de Sebo y Chicharrón




En el caso de la Seberia tenemos como lugar muy importante a cuidar, la recepción.-

Debe estar limpia y el material no debe quedar mucho tiempo en la playa, punto (2), puesto que queda el material expuesto a la inclemencia del tiempo:
Temperatura
Aireación
Impurezas
La temperatura lo lleva más rápido a la situación de descomposición y en consecuencia aparición de ácidos grasos libres con degradación del Color y también por descomposición de la materia grasa aparecen aldehídos y en función de esto tendremos los Olores.-
El resto de la instalación deberá estar limpio para procesar materiales de alta calidad.-

Otra área de importancia desde el punto de vista de el logro de la calidad es el derretimiento de la materia grasa y su secado, en este proceso se debe tener cuidado de no pasar la temperatura, que ocurre cuando se termina de evaporar el agua y puede llegar a tenerse temperaturas localizadas muy altas y quemar el producto, punto (6), dando como resultado una degradación del color, que normalmente no se puede lograr revertir por los demás procesos.-

Continuando con el proceso nos encontramos con el sector de recupero del Sebo que se arrastra en el Chicharrón, o sea en las prensas, punto (11).-

En este caso se debe procurar tener trabajando al personal idóneo que pueda sin dificultad definir cuando el producto graso que sale de la prensa sea el adecuado para poder mezclarlo con el separado en el derretido.-

Una vez controlado el producido, se lo envía a tanques Stock, en esto se debe tener muy bien especificado las características del material ya existente en el deposito y debe ser de la misma calidad, en lo que hace a humedad impurezas o MIU, deben ser totalmente compatibles.-

En el caso de los Stocks se debe controlar y mantener listo para despacho, evitando el sobrecalentamiento localizado en las serpentinas internas, punto (20).-

Ahora ya hemos producido el Sebo de calidad y vamos a la planta elaboradora de Jabón, en la cual lo vamos a recibir.-

Muy importante tener muy en claro cuales son las características de calidad que vamos a exigir para garantizar nuestro éxito en la producción del producto final.-

Se deben tener normas de aceptación de materias primas muy rígidas para lograr los productos deseados.-
Normalmente las normas fijaran:
 Humedad
 Color – el Sebo debe ser “blanqueable”
 Impurezas
 Insaponificables

Color: Debe ser normalmente el color menor de 0,5 Red (Rojo), si bien se recomienda dado que no garantiza este valor que el sebo sea blanqueable realizar un ensayo de laboratorio antes de aceptar el envío.-
Este ensayo dentro del laboratorio es muy rápido y efectivo para definir la calidad que se necesita en la Planta de proceso.-
La materia grasa que entra a planta va luego a tanques Stocks hasta el momento de su proceso.-


Forma de mantener en Stock
Los tanques Stocks deben ser relativamente pequeños, dado que para enviar a proceso se necesita tener el material en caliente.-

Si tenemos un stock demasiado grande frente a la demanda de Proceso, tendremos en gran riesgo de derretir y que luego se enfríe, o sea se toma el deposito complete para calentar.-

Normalmente se calienta con serpentinas de vapor estando este a la presión de planta, en el orden de los
8 Kg/cm2, se debe tener mucho cuidad cuando se comienza a derretir, dado que es en esta etapa que se pueden producir los sobrecalentamientos locales y degradación del color en forma definitiva.-

Enviada la Materia Grasa a planta, se debe llevar la acidez a un máximo de 2,5% expresado como Oleico.-
Superando este valor se procede a la neutralización y separación de los jabones producidos quedando el Sebo en condiciones de enviar a Blanqueo.-
Componentes Menores y sus Efectos
A continuación vemos una tabla con componentes menores que pueden estar presentes en el Sebo y sus efectos sobre el Jabón a producir y vemos en que forma los puede eliminar el blanqueo.-
Impurezas




Indicaciones y Cuidados en el Blanqueo
El Blanqueo se realizara con Tierras de Activadas y Sílice Amorfa, que captura elementos que no deben llegar a la reacción de saponificación tales como los colágenos.-
Como idea se presenta diagrama de flujo de sistema Blanqueo por cargas para instalaciones de pequeña producción.-

El sistema se compone de:
 Reactor de Blanqueo con sus cargas de producto y las Tierras de Blanqueo y Sílice Amorfa.
 Sistema de Vacío.
 Sistema de Filtrado.



El Sebo es alimentado luego de ser neutralizado que habiendo separado la capa jabonosa y lavada la masa queda en condiciones de ser enviado al sector de Blanqueo.-

El Sebo que llega a Blanqueo, tiene una humedad elevada debido al lavado y debe ser secado, el proceso se lleva bajo vacío.-

Una vez cargado el Sebo se cierra el reactor y comienza el calentamiento habilitando el vacío al mismo tiempo.-

La operación de secado se da por terminada cuando se eleva la temperatura de la masa a 110°C.-

En este momento se procede al agregado de Tierra de Blanqueo y Sílice amorfa (tipo TRYSIL de GRACE).-

La cantidad de Tierra de Blanqueo a agregar es del 2,5% sobre la materia Grasa y el Trysil en una cantidad del 0,5%.-

Se deja en agitación y temperatura por ½ hora, se toma muestra se lleva a laboratorio y se mide el resultado, logrado el objetivo se baja la temperatura hasta llegar a la de proceso y se procede a enviar a filtrado.-

Se controla el resultado mientras se mantiene en recirculación hasta lograr la capa de tierra activada sobre la lona y lograr un buen filtrado, a partir de este punto se comienza a enviar a proceso o a tanque de espera para ser procesado.-

Terminado el Blanqueo se recomienda que el tiempo de espera antes de ser procesado no supere las 4 horas.-

De este procedimiento tenemos que, las tierras de Blanqueo saturadas en grasa deben ser tratadas para recuperar el sebo retenido o bien dar en alimentación como aditivo en los alimentos balanceados.-

Los jabones procedentes de la neutralización, se juntan para enviar a proceso de jabones de menor calidad en lo que a color y olor se refiere.-


Saponificación por Empaste SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL
Tenemos ahora aprovechados y consumido los subproductos y el Sebo en condiciones de ser utilizado y procesado en esta Nueva Ruta en la Fabricación de Jabones, que pasamos a describir a continuación.-
Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL.-

El sistema se compone de:
 Reactor de Saponificación.-
 Tablero de Control
 Alimentación de los distintos componentes de Reacción.-
 Agitación adecuada de acuerdo a necesidad.-
 Control de alimentación.-
 Control de Temperatura de Reacción.-
 Sistema de Calefacción y Enfriamiento.-
 Tapa de Inspección.-
 Limpieza de Cañerias.-
 Colector de Condensados.-
 Control de derrames.-




Descripción Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL

1. EQUIPOS:
1.1. Reactor de Saponificación construido en Chapa hierro Comercial, de diseño especial , donde progresa la reacción química.-
Posee aislación térmica superficial, calefacción indirecta de vapor en su interior y cerramiento superior de manera de mantener las condiciones térmicas acotadas.-
Cañerías bridadas de ingreso de materias primas, recirculación, vapor de operación y limpieza, tapas de acceso para control visual y mantenimiento.- Estructura metálica de apoyo.-
1.2. Sistema de Saponificación: favorece el intimo mezclado de las sustancias reaccionantes, por la alta energía cinética desarrollada ayudada por el orden de agregados que colabora con su carga energética dando arranque a la primera etapa de la reacción

1.3. Sistema de recirculación , preparado para incorporar, desde la parte inferior del reactor, un caudal de jabón a la entrada para favorecer el comienzo de la reacción en la zona de primer mezclado.-

1.4. Sistema de descarga: preparado para enviar, desde el interior del reactor, el sistema es hasta los limites de entrega donde el cliente toma en sus cañerías el caudal de jabón terminado a tanque stock calefaccionado).-

1.5. Cañerías: acero carbono y válvulas de acero al carbono con esfera en inoxidable y sellos en teflón, cañerías aisladas, termómetros sensor en campo con display en tablero.-

1.6. Tablero de control y alarmas de Comando: completo con instrumentos, indicaciones luminosas de funcionamiento, accionamiento de arranque y parada de motores, protecciones eléctricas.-
Exigencia en Materias Primas

2. ESPECIFICACION DE LAS MATERIAS PRIMAS
La siguiente lista describe las condiciones deseables de las materias primas:
2.1. CARGA GRASA

SEBO

• Peso Molecular Medio Ac. Grasos 268-275
• Titulo: C° 37-45
• Índice de saponificación 192-200
• Índice de iodo 50-60
• Peso específico a 20°C [gr./cm3] 0,85- 0,9
• Acidez (FFA) máx.: % 2,5
• H2O, impurezas.- No saponif. (MIU) max: % 2
  
  2.2. SODA CÁUSTICA
• Fórmula Na OH
• Peso Molecular: 40
• Concentración comercial: 46-48 %en agua
• Punto de cristalización: aprox. 12°C
• Peso específico a 20°C: 1,5 gr/cm3
• Viscosidad: (0 - 100°C): 100 cp

2.3. SALMUERA

• Fórmula: Cl Na
• Peso molecular: 58
• Concentración: aprox. 25% en agua
• Peso específico (a 20°C): 1,18 gr/cm3
• Viscosidad (0 - 100°C): 1 – 5 cp
  
  2.4. AGUA Y AGUA DE DISOLUCIÓN DE CLORURO DE SODIO
  
  El agua usada como tal y la que se utilice en disolución de sal, deberá tener:
• Dureza: <>
• Color: Claro y transparente.
• Olor sin olores aparentes

Energía Necesaria
3. CONSUMO DE ENERGIA
Descontando calefacción y consumos accidentales.

• VAPOR SISTEMA TECNIKUS ( presión : 2 – 5 Kg./cm2) 50 Kg/ton jabón 63% TFM
• ENERGIA 5 Kwh./ton jabón 63% TFM Calidad

4. GARANTÍAS DE CALIDAD

• Nivel de masa insaponificada: Max. 0,1%
• Nivel de álcali libre (como Na2O) Max. 1,0%
• TFM (total fatty matter) min.61,0%

El correcto funcionamiento de la instalación se realizara, en tanto sean respetadas: Las especificaciones de calidad de las materias primas empleadas. Las especificaciones de proceso y operación.
Mano de Obra
5. CONSUMO DE MANO DE OBRA
La planta operará en continuo con un operador calificado (que a su vez podrá realizar análisis básicos) y un ayudante que asiste en operaciones de arranque y parada, prepara el suministro de materiales necesarios, etc.
Tiempo de Proceso
6. TIEMPO DE PROCESO
El tiempo de Proceso, muy importante en Jabonería
Baja apreciablemente, puesto que el resultado es para 2.5Toneladas de Jabón listo para enviar a Camara de Secado, necesita Solamente, 2 Horas de Trabajo en Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL.-
Comparativo de Consumos
7. COMPARATIVO DE CONSUMOS CON OTROS PROCESOS . Resumen
Con lo expresado en el comienzo y la explicación de la Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL.- Llegamos al siguiente Resumen:

 Con los precios actuales de los Productos y Subproductos es de suma importancia el poder vender Todo el material de reacción como Jabón terminado.-

 La Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL tiene menores consumos energeticos respecto a la Saponificación tradicional y Saponificación Continua.-

 El Proceso de Limpieza y Cuidado del Sebo debe ser de mayor delicadeza y control.-

 No se va en Desmedro de la Calidad.-


Conclusiones Es totalmente conveniente el reemplazar los actuales sistemas de Producción por:

 Menor Consumo Energetico  Efecto Contaminante, muy bajo (no tiene efluentes)

 Tiempo de Proceso mas bajo


Siendo la implementación de esta Via, La Planta SAPO-EP II de Tecnikus ar SRL es:

Economica en Proceso
y
además con costo de Inversión relativamente bajo para tan grande beneficio.-

Daniel A. Lovazzano
Gerente de Tecnikus ar SRL