T182.pdf

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
TESIS DE INVESTIGACION
PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE
INGENIERO QUIMICO
TEMA:
JABON ANTIBACTERIAL VIROCIDA
AUTORES:
MIGUEL ANGEL ABRIL RODRIGUEZ
KEYLA ALEXANDRA FONSECA ROMERO
DIRECTOR DEL PROYECTO
Ing. José Rodríguez Webster
ENERO – 2012
GUAYAQUIL – ECUADOR
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ACTA DE APROBACION
TITULO DE LA TESIS DE INVESTIGACION
JABON ANTIBACTERIAL VIROCIDA
INFORME TECNICO PRESENTADO POR:
MIGUEL ANGEL ABRIL RODRIGUEZ KEYLA
ALEXANDRA FONSECA ROMERO APROBADO
EN SU ESTILO Y CONTENIDO POR:
…………………………………………………….
Ing. CARLOS DECKER COELLO
DIRECTOR DEL CURSO
……………………………………………………….
Ing. Shirley Sánchez Medina
COORDINADORA ACADEMICA
…………………………………………………………
Ing. José Rodríguez Webster
TUTOR DE LA TESIS
LA RESPONSABILIDAD DEL CONTENIDO
COMPLETO PRESENTADO EN ESTE
INFORME TECNICO, CORRESPONDE
EXCLUSIVAMENTE AL AUTOR:
………………………………………………...
………………………………………………...
I
Dedicatoria
En el largo recorrido de nuestra etapa con la culminación de nuestro tema de
tesis es un honor dedicarle nuestro logro a Dios por regalarnos sabiduría,
vigor y entusiasmo para de esa manera vencer con fe y optimismo los
obstáculos a presentarse, a nuestros padres por los buenos consejos que nos
obsequiaron en el camino de nuestro vivir y la semilla de superación que
han sembrado en nosotros. A mi esposo(a) e hija por regalarnos día a día
amor y la sonrisa por la cual nos esforzamos mucho mas.
Índice
Pag.
El problema……………………………………..……………………....1
Diagnostico……………………………………………………………..1
Objetivo……………………………...…………………………………..1
Tema…..……………………………………………………………….....1
Metas…………………………………………………………………..…1
Resumen……………..………………………………………………..…1
Capitulo 1: materia prima
Materia
prima………………………………………………….…………………...2
Aceite de palma………………………………………………………..2-3
EDTA…..………………………………………………………………...3-4
Sebo…………………………………………………….………….………5
Importancia de refinar el aceite y el sebo……………………...…5-6
Agua……………………………………………………………………..6-7
Gluconato de clorhexidina…………………………...…………….8-11
Capitulo 2: Ingeniería y proceso de producción
Saponificación…………………………………………………….13-15
Saponificación por adición……………..……………………...……15
Saponificación por condensación………………….……………….16
Procedimiento………………………………...…………………….16-17
Estequiometria…………………………………………………………17
Balance de materia y energía…………………………………....18-22
Diagrama de flujo………………………………………………..……..23
Diagrama de proceso……………………………………………..…..24
Plano……………………………………………………………………..25
Optimización de producción de jabón………………………….26-27
Capitulo 3: costos (evaluación económica)
Costo de maquinaria y equipos………………………….………….29
Costo de tubería……………………………………...………...………31
Costo de los instrumentos……………..…………………….………31
Costo de accesorios…………………………………….…………….32
Costos de instalación……………………………………...………….33
Costo de la planta física………………………………………….…..34
Costo total de planta…………………………………………………..35
Valoración de riesgos…………………………………………………36
Rentabilidad
contable……………………………………………………..………37-48
Corrientes de descarga...……………………………………………49
Propuesta de tratamiento de los residuos…………..………...50-53
Conclusiones y recomendaciones…………………………………….
Bibliografía…………………………………………………………………
Anexos………………………………………………………………………
Problema:
Calidad de jabón anti bacterias e anti fúngico.
Diagnostico:
Un Jabón "Antibacterial", es aquel que ayuda a destruir las bacterias o a
suprimir su crecimiento o su capacidad para reproducirse.
El proyector va a ser 100% aceptado por la sociedad ya que este jabón va a
tener un valor agregado que no se ha usado antes.
Objetivo:
Elaborar un jabón virocida, Antibacterial y anti fúngico.
Tema:
Crear un JABON VIROCIDA ANTIBACTERIAL ANTISECTICO acto
para desinfectar heridas, tratamiento del acné, desinfectar la piel de las
bacterias.
Metas:
Ser líder de producción de jabón Antibacterial en el país.
Resumen:
La desinfección constituye el principal medio en el control de las
infecciones relacionadas x falta de aseo con jabones con un grado de
desinfección más elevada esto lo podemos obtener con el gluconato de
clorhexidina
.Cap. # 1
MATERIA PRIMA
1
Las materias primas que vamos a emplear para la producción de jabon son:
Aceite de palma
sebo
EDTA
Gluconato de clorhexidina
H2O
Soda caustica
Aceite de palma:
El aceite de palma es un aceite de origen vegetal que se obtiene
del mesocarpio de la fruta de la palma Elaeis guineensis. Es el tipo de aceite
con más volumen de producción, sólo superado por el aceite de soja.1 El
fruto de la palma es ligeramente rojo, al igual que el aceite embotellado sin
refinar. El aceite crudo de palma es una rica fuente de vitamina A y
de vitamina E.
La palma es originaria de África occidental, de ella ya se obtenía aceite hace
5.000 años, especialmente en la Guinea Occidental de donde pasó a
América, introducida después de los viajes de Colón, y en épocas más
recientes fue introducida a Asia desde América. El cultivo en Malasia es de
gran importancia económica, provee la mayor cantidad de aceite de palma y
2
sus derivados a nivel mundial. En América, los mayores productores
son Colombia y Ecuador.
El aceite de palma es saturado hasta en un 50%, su composición en
promedio es:
40-48% ácidos grasos saturados (principalmente palmítico)
37-46% ácidos grasos mono insaturados (principalmente oleico)
10% ácidos grasos poli insaturados.
EDTA:
El ácido etilendiaminotetraacético1 o EDTA, es una sustancia utilizada
como agente quelante que puede crear complejos con un metal que tenga
una estructura de coordinación octaédrica. Coordina a metales pesados de
forma reversible por cuatro posiciones acetato y dos amino, lo que lo
convierte en un ligando hexadentado, y el más importante de los ligandos
quelatos.
3
Importancia biomédica
El EDTA y sus derivados tienen la valiosa propiedad química de
combinarse con iones metálicos polivalentes en solución para formar
complejos coordinados cíclicos no iónicos, solubles en agua y virtualmente
no disociables. A estos complejos se les conoce como quelatos.
Importancia química
Titulación de complejos
EDTA, ácido etilendiaminotetraacético, tiene cuatro carboxilo y dos
grupos amino; grupos que pueden actuar como donantes de pares electrones,
o bases de Lewis. La capacidad de EDTA para potencialmente donar sus
seis pares de electrones para la formación de enlaces covalentes coordinados
a cationes metálicos hace al EDTA un ligando hexadentado. Sin embargo,
en la práctica EDTA suele estar parcialmente ionizado, y, por tanto, formar
menos de seis enlaces covalentes coordinados con cationes metálicos.
El Disodio EDTA se utiliza comúnmente para estandarizar las soluciones
acuosas de cationes de metales de transición. Tenga en cuenta que la forma
abreviada de Na4-xHxY se puede utilizar para representar a cualquier especie
de EDTA, con la designación de x número de protones ácidos enlazados a la
molécula de EDTA.
EDTA forma un complejo octaédrico con la mayoría de cationes metálicos
2+, M2+, en solución acuosa. La razón principal de que el EDTA se utiliza
de manera amplia en la normalización de los cationes metálicos de
soluciones es que la constante de formación para la mayoría de complejos
cationes metálicos con EDTA es muy alta, lo que significa que el equilibrio
de la reacción:
M2+ + H4Y → MH2Y + 2H+
se encuentra ahora a la derecha. Llevar a cabo la reacción en una solución
tampón básico elimina H+ , cuando este se forma, lo que también favorece la
formación de los complejos de EDTA con cationes metálicos como
producto de la reacción. Para la mayoría de los propósitos se puede
considerar que la formación de los complejos EDTA con cationes metálicos
es completa, y esta es la principal razón por el cual el EDTA se utiliza en
valoraciones/estandarizaciones de este tipo.
4
SEBO
El sebo es la grasa cruda de ternera o cordero, especialmente la dura que se
encuentra alrededor del lomo y los riñones. Tiene un punto de fusión de
entre 45 y 50°C y de congelación entre 37 y 40°C. Su bajo punto de fusión
significa que es sólido a temperatura ambiente pero funde fácilmente a
temperaturas moderadas, como al vapor.
También se conoce con el mismo nombre a la versión procesada de esta
grasa, que se emplea como materia prima industrial y que, a diferencia de la
versión cruda, no requiere refrigeración para su conservación, siempre que
se almacene en envases sellados que prevengan la oxidación. En la industria
también se considera sebo cualquier grasa que cumpla ciertos parámetros
técnicos, incluyendo el punto de fusión, siendo común obtenerlo de otros
animales (como el cerdo) o incluso de fuentes vegetales.
IMPORTANCIA DE REFINAR EL ACEITE Y SEBO (RBD)
Descripcion
Producto 100% vegetal, no hidrogenado, proveniente de la fracción sólida
obtenida por fraccionamiento del aceite de Palma, es completamente
refinado, blanqueado y desodorizado.
Aplicación
Como Componentes para la elaboración de shortenings y bases grasas para
margarinas, libre de ácidos grasos “trans”, como reemplazo del sebo y
5
elaborar bases grasas para Jabones en combinación con Aceite de Palmiste y
Palma RBD.
H2O
El agua para los jabones tiene la función de disolver la soda caustica y ser el
medio donde se produce la saponificación.
6
Dependiendo de las recetas, el agua a agregar esta entre 35% y 45% al
comienzo de la preparación.
Hay varios tipos de agua disponibles para hacer jabón pero cada una de ellas
tiene ventajas y desventajas.
Antes de describir los tipos de agua que hay disponibles, vamos a hablar de
las propiedades.
El agua puede ser blanda o dura en función de la cantidad de cationes con
carga 2 o más. Un agua se dice que es blanda cuando tiene bajo contenido
de cationes calcio / magnesio u otros. El agua es dura cuando tiene altos
contenidos en estos cationes u otros polivalentes.
Existen otros iones que pueden estar presentes pero no serán muy comunes
en las aguas que hay disponibles.
Los cationes de calcio y magnesio provocan la precipitación de los jabones
en especial. Solo el jabon del acido laurico tiene más resistencia a precipitar
y se mantiene soluble.
También un exceso de iones sodio en el agua puede provocar el precipitado
de jabones debido a un efecto químico llamado ion común, aunque la
ventaja es que es reversible.
Lo ideal es usar agua lo más blanda posible.
7
GLUCONATO DE CLORHEXIDINA
C22H30CL2N10C6H12O7
Gluconato de clorhexidina
Nombre (IUPAC) sistemático
N',N-hexano-1,6-diilbis[N-(4-chlorofenil)(diamida
imidodicarbonimidica)]
Identificadores
Númer 55-56-1
o CAS
Código A01AB03 B05CA02,D08AC02, D09AA12,R02AA05, S01AX0
ATC
9,S02AA09, S03AA04
PubCh 5353524
em
DrugB APRD00545
ank
UNII
R4KO0DY52L
8
KEGG D07668
Datos químicos
Fórmul C22H30N10Cl2
a
Peso
mol.
505.446
Datos clínicos
Cat.
?
embara
zo
Estado Libre venta
legal
Vías de Tópica
adm.
El Gluconato de Clorhexidina es un agente antimicrobiano tópico que
pertenece al grupo de las biguanidas, al igual que el clorhexidina
el acetato de clorhexidina. Esta molécula es soluble en agua y en alcohol, lo
que aumenta su efectividad.
Suele usarse antes de las intervenciones quirúrgicas en la preparación de la
piel del paciente, donde tiene presentación como jabón antimicrobiano, cuyo
mecanismo de acción es la disrupción de la pared celular y precipitación de
las proteínas celulares. En este caso presenta un amplio espectro de acción
(más efectivo contra las bacterias gram positivas que gram negativas u
hongos)y es un buen virocida. Además, presenta actividad residual por
unirse a la queratina, no es inactivado por el material orgánico y suele ser
menos irritante para la piel que los yodó foros.
9
Aplicaciones:
Su uso también es típico en el saneado de heridas y el tratamiento
del Acné.
Como antiséptico en el lavado quirúrgico de manos (Gluconato 1%,
etanol o isopropanol al 61%)
Para preparar el área por operar (Gluconato 1%, etanol o isopropanol
al 61%)
En heridas y quemaduras (Gluconato 0.05%, Agua)
En enjuagues bucales para tratar la gingivitis así como
la Enfermedad Periodontal.
Conservar el material estéril (Gluconato 0.02%, nitrito de sodiocomo anticorrosivo)
En un estudio realizado por el departamento de cirugía de la Facultad de
Medicina de la UNAM se mostró la superioridad del gluconato de
clorhexidina en términos de costo-beneficio respecto a la yodopovidona y
el cloruro de benzalconio.
Propiedades físico-químicas. Se utiliza en forma de sales (poco soluble
en el agua). La solución acuosa de gluconato (digluconato), es más soluble
en agua y alcoholes.
Estabilidad Necesita ser protegida de la luz. No se desactiva en presencia
de materia orgánica
Compatibilidad Es compatible con derivados catiónicos, pero es
incompatible contensoactivos aniónicos, algunos compuestos no iónicos y
numerosos colorantes.
Mecanismo de acción. Provoca una ruptura de la membrana plasmática por
alteración osmótica de la misma e inhibición de las enzimas. La utilización
de altas concentraciones declorhexidina origina la precipitación de proteínas
y ácidos nucleídos. El Inicio de su acción es rápida: 15-30 segundos.
Duración 6 horas.
10
Espectro de actividad. La clorhexidina tiene acción
potencia intermedia y fungicida.
bactericida de
Bacterias Gram. positivas y Gram. negativas (son menos sensibles,
algunas cepas deproteus spp y pseudomona spp)
No actúa sobre los virus sin cubierta (rotavirus y poliovirus) pero si
inactiva los virus con cubierta lipídica (VIH y herpes virus)
No es esporicida pero inhibe su crecimiento.
Frente a Mycobacteria es bacteriostático.
Aplicaciones.
Lavado de manos en general. Lavado de manos quirúrgico.
(Solución acuosa al 4 %).
Antisepsia de la piel previo a procedimientos quirúrgicos (Solución
acuosa al 5 %).
Desinfección de heridas y quemaduras, pudiéndose combinar con
antibióticos de acción sinérgica. (Crema de clorhexidina 0,5 %).
Lubricación de catéteres vesicales.
Cura del cordón umbilical (retrasa el desprendimiento).
Toxicidad y otros efectos adversos
Presenta escasas reacciones alérgicas y poca irritación de piel y
mucosas.
No debe aplicarse sobre SNC, meninges o en oído medio por su
neuro y toxicidad, que puede llegar a producir sordera.
Presentaciones.
Solución alcohólica al 0,5%
Solución acuosa 0,05-2%
Solución acuosa 4% mas detergente
11
Cap. # 2
-INGENIERIA
-PROCESO DE PRODUCCION
12
Saponificación
El Jabón es un agente limpiador o detergente que se fabrica utilizando
grasas vegetales y animales y aceites. Químicamente, es la sal de sodio o
potasio de un ácido graso que se forma por la reacción de grasas y aceites
con álcali.
Las grasas y aceites utilizados son compuestos de glicerina y un ácido graso,
como el ácido palmítico o el esteárico. Cuando estos compuestos se tratan
con una solución acuosa de un álcali, como el hidróxido de sodio, en un
proceso denominado saponificación, se descomponen formando la glicerina
y la sal de sodio de los ácidos grasos. La palmitina, por ejemplo, que es el
éster de la glicerina y el ácido palmítico, produce tras la saponificación
palmitato de sodio (jabón) y glicerina. Los ácidos grasos que se requieren
para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasa y
pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, por ejemplo, del
aceite de coco, de oliva, de palma, de soja (soya) o de maíz. Los jabones
duros se fabrican con aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje
de ácidos saturados, que se saponifican con el hidróxido de sodio. Los
jabones blandos son jabones semifluidos que se producen con aceite de lino,
aceite de semilla de algodón y aceite de pescado, los cuales se saponifican
con hidróxido de potasio. El sebo que se emplea en la fabricación del jabón
es de calidades distintas, desde la más baja del sebo obtenido de los
desperdicios (utilizada en jabones baratos) hasta sebos comestibles que se
13
usan para jabones finos de tocador. Si se utiliza sólo sebo, se consigue un
jabón que es demasiado duro y demasiado insoluble como para proporcionar
la espuma suficiente, y es necesario, por tanto, mezclarlo con aceite de coco.
Si se emplea únicamente aceite de coco, se obtiene un jabón demasiado
insoluble para usarlo con agua fresca; sin embargo, hace espuma con el agua
salada, por lo que se usa como jabón marino. Los jabones transparentes
contienen normalmente aceite de ricino, aceite de coco de alto grado y sebo.
El jabón fino de tocador que se fabrica con aceite de oliva de alto grado de
acidez se conoce como jabón de Castilla. El jabón para afeitar o rasurar es
un jabón ligero de potasio y sodio, que contiene ácido esteárico y
proporciona una espuma duradera. La crema de afeitar es una pasta que se
produce mediante la combinación de jabón de afeitar y aceite de coco.
La mayoría de los jabones eliminan la grasa y otras suciedades debido a que
algunos de sus componentes son agentes activos en superficie o agentes
tensoactivos. Estos agentes tienen una estructura molecular que actúa como
un enlace entre el agua y las partículas de suciedad, soltando las partículas
de las fibras subyacentes o de cualquier otra superficie que se limpie. La
molécula produce este efecto porque uno de sus extremos es hidrófilo (atrae
el agua) y el otro es hidrófugo (atraído por las sustancias no solubles en
agua). El extremo hidrófilo es similar en su estructura a las sales solubles en
agua. La parte hidrófuga de la molécula está formada por lo general por una
cadena de hidrocarburos, que es similar en su estructura al aceite y a muchas
grasas. El resultado global de esta peculiar estructura permite al jabón
reducir la tensión superficial del agua (incrementando la humectación) y
adherir y hacer solubles en agua sustancias que normalmente no lo son. El
jabón en polvo es una mezcla hidratada de jabón y carbonato de sodio. El
jabón líquido es una solución de jabón blando de potasio disuelto en agua.
A finales de la década de 1960, debido al aumento de la preocupación por la
contaminación del agua, se puso en entredicho la inclusión de compuestos
químicos dañinos, como los fosfatos, en los detergentes. En su lugar se usan
mayoritariamente agentes biodegradables, que se eliminan con facilidad y
pueden ser asimilados por algunas bacterias.
En general un jabón es una
obtiene por hidrólisis alcalina
un éster natural de peso
monohidroxilados de cadena
cadena recta.
sal sódica o potásica de ácidos grasos. Se
de ceras, grasas, cebos y aceites, una cera es
molecular alto formado por alcoholes
lineal larga y ácidos grasos superiores de
La saponificación consiste en la hidrólisis alcalina de un éster.
14
La saponificación es la reacción entre un éster y una base o álcali (hidróxido
de sodio o potasio) obteniendo la sal alcalina y a partir de ésta el ácido
palmítico.
El alcohol monohidroxilados produce en la saponificación de la cera, y el
glicerol en el caso de una grasa, se recuperan de las aguas madres por
destilación en vacío.
En la preparación de jabones solubles si se utiliza KOH se obtienen los
llamados ¨jabones blandos¨, y con NAOH ¨jabones duros¨. Algunas veces
emplean hidróxido de amonio.
Cuando se saponifica con hidróxidos de hierro, calcio, magnesio, plomo,
cobre y otros metales, se obtienen jabones insolubles que no tienen acción
detergente.
La goma sintética: se fabrica a partir del isopreno. Se clasifica como un
elastómero, y tiene la propiedad de la elasticidad y flexibilidad. Se produce
por polimerización (reacción en la que se forman cadenas muy largas
llamadas polímeros. La polimerización puede ser por adición o por
condensación.
Por Adición:
Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura
del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula
(polimerización de tipo vinilo.).
Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura
de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización
tipo epóxido.).
Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura
de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula
(polimerización alifática del tipo diazo.).
Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del anillo con
eliminación de una parte de la molécula (polimerización del tipo aaminocarboxianhidro.)
Adición de birradicales formados por deshidrogenación (polimerización
tipo p-xileno.).
15
Por Condensación:
Formación de poliésteres, poliamidas, poliésteres, poli anhidros, etc., por
eliminación de agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos
o glicoles, di aminas, di esteres entre otros (polimerización del tipo
poliésteres y poliamidas.).
Formación de poli hidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de
hidrógeno, con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos
(poli condensación del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.).
Formación de poli sulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con haluros
bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o poli sulfuros alcalinos
o por oxidación de di mercaptanos (poli condensación del tipo Thiokol.).
Procedimiento
En el tanque de mezclado de blend (palma, palmiste y Sebo) se
coloca 50% de palma 50% de Sebo. Lo mezclamos a una
temperatura de 100ºC para que este en forma liquida y pueda
mezclarse.
Lo mantenemos mezclando durante 30 min hasta que este caliente la
grasa y pueda mezclarse luego x medio de la bomba que mandamos
solo 729kg de Bled ya que esa es la fórmula para hacer la viruta y
mandamos al tanque pesador.
Luego mandamos 221 kg de soda al tanque que contiene blend
Estos pasos lo hacemos al mismo tiempo para que haya una buena
homogenización entre blend y soda.
Luego agregamos 400 gr de EDTA
Luego agregamos 400 gr glucomato de clorhexidina
16
Luego agregamos 49.2 kg de agua eso lo hacemos al último para
disolver los reactivos que se hayan quedado en embudo
Luego todo esta mezcla la mandamos al tanque que contiene soda +
blend.
En este tanque vamos a mezclar todo esto durante 45 min luego de
esto cuando ya este mezclado lo pasamos a la plancha de
enfriamiento.
La plancha de enfriamiento va a desalojar el producto en una banda
transportadora con sopletes `para enfriar el producto para luego ser
guardados en sacos
Para que este blend sea de mejor calidad debe ser pasado el proder
(maya filtrante para cualquier suciedad que se escape).
Comprobamos que el producto salga en excelente condiciones con
un porcentaje de soda normal ni mucho ni poco esto lo
comprobamos con unas gotas de fenolftaleína (ver anexo) nos va a
dar un color violeta lo que quiere decir que si tiene suficiente soda o
sea que la viruta no esta cruda y si está muy fuerte el color o tiñe
demasiado quiere decir que tiene exceso de soda y hay que hacerle
los ajustes correspondientes, y si no tiñe nada o casi nada quiere
decir que la viruta esta a falta de soda.
ESTEQUIOMETRIA
17
BALANCE MATERIA/ ENERGIA
DOSIFICACION DE LA MATERIA PRIMA
SUSTANCIAS
PORCENTAJE
Sebo animal y aceite de palma
72.9%
Soda Cáustica (NaOH)
22.1%
Agua (H2O)
4.92%
Gluconato de clorhexidina
0.04%
EDTA
0.04%
TABLA DE DATOS
SUSTANCIAS
PORCENTAJEKg
Sebo
animal
Y
ACEITE
DE 72.9%
PALMA
729
Soda
(NaOH)
22.1%
22.1
36%w
4.92%
49.2
Agua (H2O)
Cáustica
GLUCONATO DE
0.4%
CLORHEXIDINA
0.4
EDTA
0.4%
0.4
TOTAL
100%
1000
al
18
CALCULOS
BALANCES DE MATERIA
Balance de materia teórico.
El término jabón comprende las sales de sodio y potasio de varios ácidos
grasos, pero principalmente de oleico, esteárico, laúrico, y mirístico.
Encontramos los ácidos grasos como esteres del glicerol. Son llamados
triglicéridos porque esta substituidos tres hidrógenos del glicerol por
radicales ácidos. La reacción general que se da es:
CH2O -R + 3 NaOH 3 R - O Na + C3H5(OH)3
CH2O -R
CH2O -R
Triglicérido soda jabón glicerina
La relación molar entre el triglicérido y la soda es 1:3
El sebo de res tiene según la bibliografía las siguientes propiedades físicas:
Porcentaje de triglicéridos: 94%
Índice de saponificación: 198
19
Índice de Yodo: 26 - 43
Punto de fusión: 41 - 47°C
Peso molecular: 270 - 285 (promedio = 277.5)
Componentes: ácido esteárico, oleico y linoleico principalmente
El peso molecular aproximado del jabón que se obtiene será:
PM jabón = 277.5*0.94 - PM ( C3H6) + 3*Pm Na
= 277.5 * 0.94 - 42 + 3 * 23
= 287.85
Balance de materia real:
Se obtiene a partir de la carga inicial y la cantidad de jabón obtenido. Se
determino también el rendimiento de la reacción:
Índice de saponificación:
Es el número de miligramos de hidróxido de sodio, requeridos para
saponificar 1 g de sustancia grasa. Es un indicativo del grado de conversión
alcanzada en la reacción. Se puede utilizar también para el seguimiento de la
reacción y como parámetro para finalizar la misma.
20
El índice de saponificación inicial corresponde al valor encontrado para el
sebo y el aceite.
BALANCE DE ENERGÍA
ETAPA
BTU
MJ
Tanque de
568.408.00 599.70
Almacenamiento 2
Tanque de
568.408.00 599.70
Almacenamiento 1
Saponificación
571.607.00 603.08
Pre calentador
58.285.52
61.50
Compresión
11.768.00
12.41
Proder
660.914.00 697.30
Moldeador
26363.80
27.81
21
EQUIPO
Kw - h/Ton Producto
Laminadora
33
Compresora Preliminar 42
Compresora Intermedia 33
Compresora Final
38
Banda transportadora
0.5
Mezcladora
3
Otros
7
22
DIAGRAMA DE FLUJO
FILTRACION
MEZCLADO
LAMINACION
FORMADO DE
JABON
ALMACENAMIENTO
23
DIAGRAMA DE PROCESO
24
PLANO MAESTRO
25
Optimización de producción de jabon
TIEMPOS DE MOVIMIENTOS DE LA SAPONIFICACION
a)
b)
c)
d)
e)
Carga de grasa a tanque de pesado
Carga de soda a tanque de pesado
Descarga de grasa y soda a reactor
Reacción entre grasa y soda en reactor
Agregado de ingredientes (agua, sal, EDTA, glucomato de
clorhexidina, carbonato)
f) Movimiento de muestra de jabon saponificado a control de calidad
g) Descarga de reactores a enfriador y bandas
movimientos
A
Tiempos
min
15
B
10
C
10
D
45
E
15
F
G
7
70
Total
172
26
FLUJOGRAMA DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS
Soda
grasa
A
B
C
D
E
F
Proder
Enfriamiento
G
27
CAP. # 3
COSTOS (EVALUACION ECONOMICA)
28
COSTOS DE MAQUINARIA Y EQUIPOS (2012)
Cx = Ck* (Ix/Ik)
Factor = 2.3064
Ik(1977) = 891
Ix(2010) = 2055
Equipos Maquinarias
Costo Anterior
Costo
actual
Tanque de Almacenamiento 1
$5.500,00
$12.685,19
Tanque de Almacenamiento 2
$5.500,00
$12.685,19
Tanque de Almacenamiento 3
$5.500,00
$12.685,19
Pesador 1
$5.500,00
$12.685,19
Pesador 2
$5.500,00
$12.685,19
Reactor 1
$18.000,00
$41.515,15
Caldera 2
$32.000,00
$73.804,71
Intercambiador de Calor
$16.000,00
$36.902,36
Reactor2
$35.000,00
$80.723,91
Caldera 1
$40.000,00
$92.255,89
Proder 4 (moldeador, compresora)
$5000.00
$11532
Torre de enfriamiento
$15.000,00
$34.595,96
Proder 3
$2000
$4612.79
Proder2
$2000,00
$4612.79
Laminador
$2.700,00
$6227,28
Proder1
$2000,00
$4612.79
Total
454821.58
29
MÉTODO N.- 3 DE “VILBRANDT” COSTO DE INSTALACIÓN DE
LOS EQUIPOS
Equipos Maquinarias
Tanque de
Almacenamiento 1
Tanque de
Almacenamiento 2
Tanque de
Almacenamiento 3
Pesador 1
Costo
actual
12.685,19
12.685,19
12.685,19
%
instalación
0,15
0,15
0,15
costo de
instalación
1902,7785
1902,7785
1902,7785
12.685,19
0,15
1902,7785
Pesador 2
12.685,19
0,15
1902,7785
Reactor 1
41.515,15
0,12
4981,818
Caldera 2
73.804,71
0,15
11070,7065
Intercambiador de Calor
36.902,36
4428,2832
0,12
Reactor2
80.723,91
0,15
12108,5865
Caldera 1
Proder 4 (moldeador,
compresora)
92.255,89
0,12
11070,7068
Torre de enfriamiento
34.595,96
11532
0,1
1153,2
5189,394
0,15
Proder 3
4612,79
1153,1975
0,25
Proder2
4612,79
0,25
1153,1975
Laminador
6227,28
622,728
Proder1
4612,79
0,1
0,25
1153,1975
63598,908
30
COSTO DE TUBERIA
Para el Costo de las tuberías es del 10% de precio total de los equipos costo
de Tuberías 10%Valor de los equipos
Precio total de los equipos
Costo de Las Tuberías
COSTO
DE
INSTRUMENTOS
45482,158
LOS
Instrumentación
Cantidad
Costo
Anterior
Costo
Actual
Válvulas seguridad presión
5
750
1730
Válvulas Reguladoras de presión
5
1250
2883
Indicador - Medidor presión
5
600
1384
Indicador - Medidor de Temperatura
7
840
1937
Indicador - Medidor Flujo
7
560
1292
Registrador de Nivel
6
1200
2768
Registrador de Peso
5
1000
2306
Registrador de flujo
5
450
1038
Válvulas Compuertas
5
1250
2883
TOTAL
18221
31
COSTOS
ACCESORIOS
DE
Costo
Actual
Unitario
Costo
Actual
Total
Accesorios
Cantidad
Costo
Anterior
Codo de 45º (proceso)
35
5,25
12,109
423,800505
Codo de 90º (proceso)
75
5,25
12,109
908,143939
Codo de 45º (proceso)
30
5,25
12,109
363,257576
Bridas (proceso)
20
4,50
10,379
207,575758
Uniones (proceso)
65
4,50
10,379
674,621212
Juntas (proceso)
35
4,50
10,379
363,257576
Tubería Vapor (codo 45º)
35
8,55
19,720
690,189394
Tubería Vapor (codo 90º)
31
8,55
19,720
611,310606
T-Vapor-Cond(bridas)
20
8,55
19,720
394,393939
T-Vapor-Cond(Codo T)
22
7,50
17,298
380,555556
T-Vapor-Cond(Juntas)
19
7,50
17,298
328,661616
T-Vapor-Cond(Uniones)
65
7,50
17,298
1124,36869
Total
6470,13636
32
Costo de Instalación de las tuberías para la planta, (se considera el 30% del
costo de la Tubería)
Costo de Instalación de las Tuberías
13644,6474
Costo de los soportes de las tuberías, se considera el 30% de las tuberías
Costo de Soportes =
13644.6474
Costo total de Accesorios =
6470.13
Costo Total de Instrumentos =
18221
Costo de Instalación de los instrumentos de control, se considera el 30% de
los costos total de los instrumentos de control
5466,3
Costo de Instalación de los Instrumentos de Control Costo de instalación de
equipos eléctricos, ( se considera del 8 - 20% del costo de los equipos
adquiridos
Costo de Instalación =
3644,2
Costo de la mano de obra especializada y de los materiales, (se considera 70
- 80% de la inversión de capital fijo
Costo = 0,7*C
318375.106
Costo de Ingeniería y supervisión, (se considera el 5 - 15% de los costos
directos)
Costo = 0,05
=
22741,079
33
Costo de la planta Física
Denominación
Costo
Equipos
454821.58
Instalación de Equipos
63598.908
Tuberías Soporte
45482.158
Instalación de tuberías y soporte
13644.6474
Instrumentación
18221
Instalación de Instrumentación
3644,2
Mano de Obra especial – Material
318375.106
Ingenieria-Supervision
22741,079
Instalación de Equipos eléctricos
86040,15152
Costo total de la Planta Física
1026568,832
INGENIERIA
CONSTRUCCION
Compleja
Y
20 - 30% de la planta
física
35 - 60 % de la planta
física
Sencilla
(sencilla)=
CAMBIO
DE
CONTINGENCIA
Tipo de Proceso
Firme
Sujeto a Cambio
Especulativo
359299,0912
LA
10 - 20 % de la planta
física
20 - 30 % de la planta
física
30 - 35 % de la planta
física
(sujeto a Cambios) =
307970,64
34
FACTOR
TAMAÑO
Tamaño de Planta
DE
Planta comercial grande ( mayor 2000000)
0 - 5%
Planta comercial pequeña ( 500000 - 2000000)
5 - 15%
Planta piloto ( menor a 500000)
15 - 35%
Planta Grande
COSTO TOTAL
PLANTA
DE
=
205313,7664
LA
Denominaciones
Costo
Costo total de la planta física
1026568.832
Costo de Ingeniería y Construcción
359299.0912
Costo de Contingencia
307970.64
Costo de Factor de Tamaño
205313.7664
Costo total de la planta
1899152,329
6
COSTO TOTAL DE LA PLANTA
SERA DE =
1899152,32
35
Valoración de los riesgos implicados en la operación de la planta.
SECCI ON
0, 2% POSI BI LI DADES DE QUE OCURRA
VALORACI ON DE RI ESGOS
val or
% Pr obabi l i dad
absol ut o
que se Cumpl a
DE LA
PLANTA
I ncendi os
Robo
Pr oceso
Expl osi oi n
I ncendi o
Fenomeno
Robo de MP
f al l a de pr oceso
Per sonal
Acci dent e l abor al
Acci dent es 3 per sonas
Acci dent es nat ur al es
Tr anspor t e
mat er i a pr i ma
per sonal
Val or
Cal cul ado
4200
4800
500
0, 1
0, 1
0, 1
420
480
50
1900
4500
2500
0, 1
0, 1
0, 5
190
450
1250
1500
1000
1200
0, 5
0, 5
0, 1
750
500
120
1000
1000
0, 1
0, 1
400
400
t ot al
5010
36
COSTO DEL PRODUCTO O TRATAMIENTO:
EQUILIBRIO – RENTABILIDAD CONTABLE.
PUNTO
DE
CUADRO N.- 1
INVERSION COSTOS GASTOS Y UTILIDAD
INVERSIONES
Valor
Inversión Fijas (Cuadro N° 2)
2606984,2
Capital de Operación (Anexo B)
4600263,4
INVERSION TOTAL
7207247,6
Capital social (35% de la Inversión Total)
2522536.6
Financiamiento (65% de la Inversión Total)
4684710.94
Aumento de Capital
2522536.6
CUADRO N.- 2
INVERSION FIJA
Terrenos y construcción (Anexo A-1)
62085
Maquinaria y Equipos (Anexo A-2)
2272149,6
Otros Activos (Anexo A-3)
148607,48
Total
2482842,1
Imprevistos (5% de la inversión fija)
124142,11
Total
2606984,2
37
ANEXO A – 1
TERRENOS Y CONSTRUCCION
metros2
Valor x m2 Valor total
3000
9
27000
Fabrica
1000
9
9000
Edificio Administrativo
500
9
4500
Cerramiento
3000
7
21000
Garita
125
4,68
585
Terreno
CONSTRUCCION
Total
62085
ANEXO A – 2
MAQUINARIA Y EQUIPOS
Valor
Equipos de Producción
1817719,7
Equipos Auxiliares (15% de Equipos de Producción)
272658,0
Gastos de Instalación (10% de Equipo de Producción)
181772,0
Total
2272149,6
38
ANEXO A – 3
OTROS ACTIVOS
Denominaciones
Equipos y Muebles de Oficina
9000
Talleres
10000
Constitución de la Sociedad
7000
Repuesto y Accesorios(5%maquinaria y Equipos)
113607
Laboratorio
9000
Total
148607
ANEXO – B
CAPITAL DE OPERACIÓN
Egresos
total
Denominaciones
4014685.7
Materiales Directo (Anexos D-1)
53140
Mano de Obra (Anexos D-2)
38880
Carga Fabril (Anexo D-3)
336693,7
Costo de Administración (Anexo F)
79104
Gastos de Venta (Anexo E)
77760
Total
4600263.4
39
Anexo D
Costo de Producción
Denominaciones
Valor
Materiales Directo Anexo D-1
3648832
Mano de Obra Directa Anexo D-2
38880
Carga Fabril Anexo A-3
148607
Total
3836319
ANEXO D – 1
Materiales Directo
Denominaciones
Cantidad
tn
Valor de tn
Valor
Anual
ACEITE
1064.34
1000
1064340
SODA
1064.34
2000
2128680
GLUCONATO DE CLORHEXIDINA
1.168
2000
2336
SEBO
645.32
700
451724
EDTA
1.168
1500
1752
Total
3648832
40
ANEXO D – 2
MANO DE OBRA DIRECTA
Denominaciones
Obreros
Sueldo
Sueldo Anual
Recepción de MP
2
300
7200
Operadores
1
300
3600
Mecánico
1
300
3600
Ayudante de Mecánico
1
300
3600
Limpi ador
1
300
3600
Total
21600
Carga Social (Aproximado el 80% del Total )
17280
Total
38880
ANEXO D-3
CARGA FABRIL
Mano de obra Indirecta (A
34560
Materiales Indirectos (B)
5472
Depreciación ( C )
125654,5
Suministro (D)
10251,6
Reparación y Mantenimiento (E)
140054,08
Seguros (F)
4668,4693
41
Total
320660,7
Imprevistos (5% Total)
16033,0
Total
336693,7
Supervisor
1
500
6000
Administrador
1
700
8400
Total
34560
B.- Materiales Indirectos
Denominaciones
Cantidad
Valor
Total
Empaque
2000
0,2
4800
Etiquetas
700
0,08
672
Total
5472
42
C.- Depreciación
Denominaciones
Costo
Vida
Añ
Construcción (Anexo A-1)
62085
20
3104
Maquinaria y Equipos (Anexo A-2)
2272149,6
20
113607
Talleres (Anexo A-3)
10000
15
666,7
Imprevisto de la Inversión (Cuadro 2)
124142,11
15
8276
Total por Año
Util Valor
Depre
125655
D.- Suministro
Denominaciones
Cantidad
Valor
V. total x
Año
Energía Electica
1985
0,08
1906
Combustible
150
1,12
2016
Agua
2000
0,08
1920
Lubricante
150
2,45
4410
total x Año
10251,6
43
E.- Reparaciones y Mantenimiento
Denominaciones
Valor
Maquinaria y Equipo 6% (Anexo a-2)
136329
Edificio y Construcción 6% (Anexo A-1)
3725,1
Total
140054,1
F.- Seguros
Denominaciones
Valor
Maquinaria y Equipos 2% (Anexo A-2)
4544,3
Edificio y Construcción 2% (Anexo A-1)
124,2
Total
4668,5
44
ANEXO F
COSTO DE ADMINISTRACION
Denominación
Personal
Sueldo Mes
Sueldo Anual
Ingeniero de producción
1
1100
13200
Jefe Administrativo
1
850
10200
Contador
1
600
7200
Secretaria
1
350
4200
Guardia
5
300
18000
Chofer
1
300
3600
Total
56400
Carga sociales (60% del Total)
33840
Total
90240
45
ANEXO E
GASTOS DE VENTAS
Denominaciones
Personal
Sueldo Mes
Sueldo Anual
Jefe de Ventas
1
1100
13200
Vendedores
2
750
18000
Secretaria
1
350
4200
Jefe de Almacenamiento
1
600
7200
Personal de Almacén
2
300
7200
Total
49800
Carga Sociales 60% del total
29880
Total
79680
ANEXO H
Costo de Producción (Anexo D)
3836319
Costo de Ventas (Anexo E)
79680
Costo de Administración (Anexo F)
90240
Costo de Financiamiento (Anexo G)
679283,08
Total
4685522.08
Producción por Año (kg)
1920000
Costo Unitario del Producto X 150g
1.00
46
Gastos de Financiamiento
Denominaciones
Valor
Gastos de Financiamiento (Cuadro N°1)
4684710.94
Interés 14.5%
679283,08
ESTADO DE PERDIDA Y GANANCIA
Denominaciones
Valor
Ventas Netas
12800000
- Costos de Producción (Anexo D)
3836319
- Gastos de Ventas (Anexo E)
79680
Utilidad en Ventas Netas
8884001
- Gastos de Administración ( Anexo F)
90240
Utilidad en Ventas de Operación
8793761
- Gastos de Financiamiento (Anexo G)
679283,08
Utilidad Neta del Periodo
Antes del pago a los empleados
y del Impuesto a la renta
8114477,92
- Reparto de Utilidades a trabajadores 15%
1217171,68
- Pago del Impuesto a la Renta 25%
2028619,48
Utilidades Netas
4868686,76
47
ANEXO 1
Punto de Equilibrio
Denominaciones
Costos fijos
Materiales Directos
Costos
Variables
3648832
Mano de Obra Directa
38880
Mano de Obra indirecta
34560
Materiales Indirecto
5472
Depreciación
125654,54
Suministros
10251,6
Reparaciones
Mantenimiento
y
140054,08
Seguros
Imprevisto de la
Fabril
4668,4693
Carga
Gastos de Vetas
16033,0
79680
Gastos de Administración
90240
Gastos de Financiamiento
679283,08
Total
807983,54
4054489.22
PE=16198.54
48
Identificación y valoración de las corrientes de descarga.
EQUIPO
Intermitente
Continuo
Importancia Control*
Alta
W,P
No
Alta
M,W
Ninguna
Si
Alta
M,P
ABLANDADOR
Intermitente
No
Baja
M,P
Mezclador
Intermitente
No
Baja
E,M
ALMACENAMIENTO DEL Intermitente
AGUA TRATADA
Ninguna
CISTERNA DE AGUA
Si
Media
E,M
No
Baja
E,M
ALMACENAMIENTO DE Ninguna
VIRUTA
TRATAMIENTO DE AGUA Intermitente
No
Alta
E,M
Si
Media
E,M
TANQUE DE tratamiento de Intermitente
agua
Continua
REACTOR
Si
Alta
E,M
No
Alta
E,M,P
ALMACENAMIENTO
ACEITE Y GRASA
ALMACENAMIENTO
SODA
COMBUSTIBLE
DE Ninguna
o Actividad
del
Trabajador
No
DE Ninguna
REACTOR
Continua
No
Alta
E,M,P
ENFRIAMIENTO
Continua
No
Alta
E,M
ENFRIAMIENTO
Continua
No
Alta
E,M
DE Continua
No
Alta
W,E,M
Ninguna
No
Alta
W,E,M
ALMACENAMIENTO
ADITIVOS
Moldeadora
* M: Procedimiento de
Mantenimiento Adecuado
W: Practicas de Trabajo Adecuadas
E: Diseño o Modificaciones de Ingeniería Adecuados
P: Uso de protección Personal adecuado
49
Propuesta de tratamiento de los residuos: sólidos líquidos y gases.
La propuesta es reducir los niveles de contaminación adecuando un sistema
de tratamiento de desechos sólidos reutilizandolo o procesándolos para dar
un insumo para otra industria o un subproducto que nos permita obtener más
ingresos
En cuanto a la corriente gaseosa eliminar los gases de combustión atreves y
llevar el control atreves de los siguientes mecanismos.
Hay tres tipos de mecanismo de control:
Limpieza natural de la atmosfera por
dilución
Control de la emisión de partículas
Cámara de sedimentación por gravedad
Colectores inerciales
Colectores húmedos
TRAMPAS DE GRASA
PES, precipitado Electrostático
Control de la Emisión de Gases
Reducir la producción de gases indeseables
Absorción
Combustión de CO2 y H2O
EVACUACION DE LOS EFLUENTES LIQUIDOS
Los procesos industriales generan una gran variedad de agua residual, que
pueden tener orígenes muy distintos
Producción de energía por vaporización
Transporte de calorías para condensación. Además esta agua abarcan los
desechos sanitarios de empleados, puede ser obligatorio un tratamiento
previo o una compresión para reducir la carga orgánica de que las aguas
residuales sean aceptadas en el sistema municipal.
50
Dado las características tan variadas de esta agua, se requiere de estudios
intensos para valorar los requisitos de pre tratamiento y el efecto de la
misma en el tratamiento biológico
El volumen de la concentración de la aguas residuales suele compararse en
un termino de equivalente de población, EP, con base en condiciones per
cápita representativas
Además del posible contenido de sustancias similares a los vertidos
domésticos pueden aparecer elementos propios de cada actividad industrial;
toxico, iones metálicos, productos químicos, detergentes, pesticidas,
hidrocarburos, etc. Estos contaminantes pueden estar disueltos o en
suspensión.
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
El objetivo primordial consiste en eliminar los contaminantes perjudiciales
para la salud humana o en el entorno acuático, terrestre o aéreo
PROCESO DE TRATAMIENTO
Los contaminantes en suspensión, coloidales y disueltos se pueden separar
físicamente, transformarse por medios biológicos o someterse a
modificaciones químicas en una planta de tratamiento
Los contaminantes en general se eliminan en las aguas residuales en orden
de dificultad creciente primero: trapos, palos, y otros objetos grandes
PROCESO FISICO
Sedimentación
Tamizado y separación por membrana
Flotación
Evaporación
Adsorción
51
PROCESO BIOLOGICO
Asimilación de la materia orgánica degradable (DBO) por los
microorganismos, en presencia de oxigeno y nutrientes según la reacción.
MATERIA ORGANICA
+
MICROORGANISMO + O2 =
PRODUCTO FINAL + NUEVOS MICROOGANISMO + ENERGIA.
Si la reacción es aeróbica, los productos finales seranCO2 y H2O si es
anaeróbica, el producto se CH4
PROCESO QUIMICO
Oxidación
Precipitación
Neutralización
Floculación
Intercambio iónico
OPORTUNIDADES DE PREVENIR LA CONTAMINACION
Como sucede en la mayoría de operaciones de manufactura, es po sible
lograr reducir importante de los desechos de las instalaciones textiles por
medios de buenos métodos de operación, sin necesidad de realizar grandes
inversiones en nuevas tecnologías. Las estrategias incluyen
tales
actividades como mejorar el mantenimiento del equipo. Más allá de los
buenos métodos de operación, el aspecto más importante a corto plazo para
prevenir la contaminación , cosiste en reducir el uso de aguas, sustancias
químicas y energía, así como en utilizar compuesto menos peligrosos, más
eficiente y con mayor posibilidad de recuperación, atreves de la sustitución
de materiales.
OPCIONES DISPONIBLES
Existe una gran y crecientes cantidades de tecnologías que se prestan para
prevenir la generación de desechos peligroso y reducir la contaminación de
52
la fabrica. En la siguiente tabla se presentan las estrategias de
modificaciones del proceso que ayuda a minimizar los flujos de desechos.
COSTO ACTUALIZADO
Valor
1,- Costo de los equipos
15000
2,- Costo de los Accesorios
3400
3,- Costo de la tuberías
3200
4,- Instalación y montaje
4000
Total
25600
53
CONCLUSIONES
El gluconato de clorhexidina le da un valor agregado diferente, a los
desinfectantes comúnmente usados en la elaboración de jabón, ya que con
esta materia prima no solo se optimiza la desinfección de bacterias sino que
también la desinfección fúngica y da protección contra virus ya que una de
sus propiedades es la de virocida.
RECOMENDACIONES
Usar aceite y sebo refinado libre de ácidos grasos para la producir un jabón
fino y evitar menos producción de sal de sodio de los ácidos grasos.
54
BIBLIOGRAFIA
http://www.textoscientificos.com
http://www.tecnologiaslimpias.org
Raymond Chang (química general); 1998
Himmelblau; Principios básicos y cálculos en ingeniería química; 1997
Green Perry`s; Chemical Engineers 7ma edición; 1997
55
ANEXOS
FENOLTALEINA
La fenolftaleína es un compuesto químico orgánico que se obtiene por
reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3), en presencia
de ácido sulfúrico.
El cambio de color está dado por las siguientes ecuaciones químicas:
De medio neutro a medio básico:
H2Fenolftaleína + 2 OH- ↔ Fenolftaleína2- + 2 H2O
Incoloro → Rosa
De medio básico a medio muy básico:
Fenolftaleína2- + OH- ↔ Fenolftaleína (OH)3Rosa → Incoloro
De medio básico a medio neutro o ácido:
Fenolftaleína2- + 2 H+ ↔ H2Fenolftaleína
Rosa → Incoloro
De medio neutro o ácido a medio muy ácido:
H2Fenolftaleína + H+ ↔ H3Fenolftaleína+
Incoloro → Naranja
En soluciones fuertemente básicas, la fenolftaleína se torna incolora. En
soluciones fuertemente ácidas es naranja. Por lo tanto tiene diferentes
rangos de acción:
56
Especies
2
H3Fenolftaleín H2Fenolftaleí Fenolftaleína Fenolftaleína(OH
−
na
)3−
a+
Estructura
Modelo
pH
<0
0−8.2
Condicion fuertemente
es
ácidas
ácidas
neutra
Color
incoloro
naranja
o
8.2−12.0
>12.0
básicas
fuertemente
básicas
rosa
incoloro
Imagen
La fenolftaleína normalmente se disuelve en alcohol para su uso en
experimentos. La fenolftaleína es un ácido débil que pierde cationes + en
solución. La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio
el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una
base la fenolftaleína (siendo esta inicialmente incolora) pierde
H+ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa. El cambio de
color no puede explicarse solo basándose en la desprotonación, se produce
un cambio estructural con la aparición de una tautomería cetoenólica.
57
ingreso de
producción
anual
toneladas
toneladas
de jabón
de jabón
producida
producidas
cada 3
x día
horas
1
8
toneladas
producidas de
jabón anual
peso de
cada jabón
producido
ton
venta de
jabón
unitario
dólares
venta
anual de
jabones
dólares
1920
0,00015
1
12800000
58