PRODUÇÃO DE SABÃO ECOLÓGICO: UMA ALTERNATIVA EXPERIMENTAL PARA EXPLORAR OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE

Área

Síntese orgânica verde

Autores

Cavalheiro, N. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Ianael Valentin Pereira, K. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Inês Adams Angnes Gomes, S. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Stadler, J.P. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Del Sent, G. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Durli Giusti, E. (IFPR CAMPUS PALMAS) ; Lima, M. (IFPR CAMPUS PALMAS)

Resumo

O emprego de óleo residual de fritura na fabricação de sabão ecológico é uma maneira viável para implementar os princípios da Química Verde (QV) no ensino. Entre os objetivos da QV, está a diminuição de resíduos em processos industriais e laboratoriais e a utilização de substâncias renováveis. Dessa forma, o principal objetivo deste artigo é realizar pesquisa para determinação do índice de saponificação (IS) de diferentes óleos e gorduras, possibilitando a otimização de formulações clássicas de sabão. A partir dos valores de IS encontrados para o óleo residual e sebo, foi possível realizar a otimização da formulação para a produção de sabão em barra, ecologicamente sustentável, livre do excesso de base e formação de resíduos e com redução dos prejuízos à saúde e ao ambiente

Palavras chaves

Índice de saponificação; Química verde; Sabão ecológico

Introdução

Um dos grandes desafios da Química Verde na atualidade é diminuir os impactos causados pelos resíduos químicos que são rejeitados no meio ambiente. O descarte incorreto de resíduos sólidos é comum no dia a dia e que aparentemente é inofensivo, mas pode causar impactos importantes. Como exemplo, podemos citar o descarte do óleo residual de cozinha, que quando feito incorretamente, causa grande prejuízo econômico e ambiental. Ao se tratar do destino final do óleo residual de frituras ancorado nos princípios da QV, uma alternativa viável para a destinação desse resíduo é a sua reutilização para a produção de sabão ecológico biodegradável. A otimização de fórmulas tradicionais pode ser realizada por meio de pesquisas que envolvem a determinação do índice de saponificação, que possibilita utilizar a quantidade necessária de base para menor geração de resíduos. A prática de produção de sabões é simples, contudo, tem um efeito significativo para a aprendizagem de temas específicos da Química e pode ser uma excelente alternativa para o estudo de reações químicas, ao mesmo tempo que explora conceitos da Química Verde e a preservação do meio ambiente. Abordar este tema no ensino de Química e áreas afins, certamente trará um benefício maior para a formação cidadã, que busca melhorias da qualidade de vida. Neste contexto, este trabalho visa apresentar metodologias para produção de sabão ecológico por meio da determinação do índice de saponificação e ao mesmo tempo explorar alguns conceitos da Química Verde aplicáveis no Ensino de Química.

Material e métodos

Para determinação do IS utilizou-se os reagentes a seguir: 4,231 g de óleo residual de frituras, 4,324 g de gordura animal (sebo), solução alcóolica de hidróxido de sódio (NaOH) 0,5 mol/L, fenolftaleína, ácido clorídrico (HCl) 0,5226 mol/L. As vidrarias utilizadas foram: erlenmeyer, balão de fundo redondo, bureta e béquer, além dos equipamentos como suporte universal, condensador de refluxo, agitador magnético e balança analítica. Método para determinar IS do óleo residual e gordura animal: O IS é a quantidade em miligramas de hidróxido de potássio necessários para saponificar 1 g de óleo ou gordura (HARTMAN; ESTEVES, 1989). Segundo Barata (2003, apud VINEYARD, 2014, p.02) as bases usadas determinam a consistência do sabão, o KOH possibilita a fabricação de um sabão mole e NaOH um sabão duro. Neste experimento utilizou-se o NaOH. Para IS seguiu-se metodologia proposta por Borsato, Moreira e Galão (2014), com adaptações: em um balão de fundo redondo de 250 mL adicionou-se 4 gramas de gordura e 50 mL de NaOH alcoólico 0,5 mol/L para aquecimento sob refluxo por trinta minutos. Na sequência a amostra foi titulada a quente, utilizando ácido clorídrico (HCl) 0,5 mol/L e fenolftaleína como indicador (1 mL). Para fins de cálculo do IS empregou-se a fórmula de Borsato, Moreira e Galão (2004): I.S.(mg/mg de amostra)=(V2-V1).f.N.PM/m. Produção de sabão Ecológico: Após determinação do IS do óleo residual de frituras e do sebo animal, a fórmula tradicional de sabão em barra proposta por Borsato, Moreira e Galão (2004), Tabela 1 (coluna A1 e A2), foi adaptada, substituindo o óleo “in natura” pela gordura residual. Por fim, avaliar os princípios da QV atendidos na proposta experimental.

Resultado e discussão

Segundo a ANVISA (1999) o IS para óleo de soja está entre 189-195 mg KOH/g e o sebo, deve ter um IS de 193–202 mg KOH/g (BELLAVER, 2004). É importante salientar que um IS acima do permitido indica presença indevida de triglicerídeos de cadeia curta, e valores abaixo do permitido indicam presença de triglicerídeos de cadeia longa ou substâncias insaponificáveis. Além disso, ácidos graxos livres aumentam o IS das gorduras vegetais (MORRETO; FETT, 1998). Em função disso, considera-se importante determinar o IS do óleo e gordura, toda vez que o objetivo envolve a produção de sabão. A tabela 1 apresenta a formulação de sabão em barra sugerida por Borsato, Moreira e Galão (2004), com adaptações para escala laboratorial e após a determinação do IS. Os resultados apontam para um IS muito próximo ao previsto pela ANVISA (193-202 sebo, 189-195 óleo,) e também pela formulação de sabão tradicional [Coluna A1 e A2 (185)] que foi 169,4 e 186,51 nas amostras analisadas (B e C). De acordo com Mello e colaboradores (2019), o menor IS ocorre devido à presença de subprodutos insaponificáveis e ácidos graxos livres. Mello et. al. (2019), consideram que a formulação dos sabões deve ser readequada toda vez que se tem matéria prima de origem diferente. Neste sentido, acreditamos que a produção de sabões, proposto nesta pesquisa, poderá ser considerada ecologicamente correta, uma vez que se apoia nos princípio da QV, especialmente os princípios 1, que visa a prevenção, evitando a produção de resíduos, e o princípio 2, que prevê a Economia de Átomos, desenhando metodologias sintéticas que possam maximizar a incorporação de todos os materiais de partida no produto final (MACHADO, 2014). Ambos os princípios foram integralmente atendidos por meio do IS no processo de otimização da formulação.

Formulações dos sabões em barra tradicional com modificações

Conclusões

O IS do óleo residual e gordura animal apresentaram-se muito próximos aos parâmetros exigidos pela ANVISA e permitiram a otimização da formulação do sabão clássico, com vistas a atender os princípios 1 e 2 da QV. Salientamos, que a determinação do IS é extremamente importante para evitar excessos de base na fabricação de sabões, pois é necessário ter em mente que matérias graxas de diferentes origens, mudam sua composição, em consequência disso o grau de saponificação também varia, principalmente quando se reaproveita matéria graxa proveniente de processos de frituras.

Agradecimentos

Referências

ANVISA. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 482, de 23 de setembro de 1999. Regulamento Técnico para Fixação de Identidade e Qualidade de Óleos e Gorduras Vegetais.

ARAÚJO, J. M. A. Química de Alimentos: teoria e prática. 4ª ed. UFV. Viçosa, 2009.

BARATA, E. A. F. A cosmetologia-princípios básicos. Tecnopress, São Paulo, p.7 -26 e p.87-88, 2003.

BELLAVER, C.; ZANOTTO, D.L. Parâmetros de Qualidade em Gorduras e Subprodutos Protéicos de Origem Animal. In: Palestra apresentada na Conferência APINCO. 2004.

BORSATO, D.; MOREIRA, I.; GALÃO, O. F.; Detergentes Naturais e Sintéticos–Um guia prático. 2004.

HARTMAN, L.; ESTEVES, W. Tecnologia de Óleos e Gorduras Vegetais na Indústria de Alimentos. Secretaria da Indústria, Comércio. Ciência e Tecnologia: São Paulo, 1989.

MACHADO, A. A. S. C.; Introdução às Métricas da Química Verde: uma visão sistêmica, Ed. UFSC: Florianópolis, 2014.

MELLO, F. et al. Determinação do grau de saponificação de óleo residual: uma experiência no ensino de Química sob as perspectivas CTSA e Química Verde. Educación química, v. 30, n. 1, p. 21-30, 2019.

MORETTO, E.; FETT, R. (1998). Tecnologia de Óleos Vegetais e Gorduras Vegetais na Indústria de Alimentos. São Paulo: Varela.

VINEYARD, P. M.; FREITAS, P. A. M. Estudo e caracterização do processo de fabricação de sabão utilizando diferentes óleos vegetais. 38ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, Águas de Lindóia, v. 25, 2014.