ÓLEOS E GORDURAS ÓLEOS E GORDURAS ÓLEOS E GORDURAS CLASSIFICAÇÃO TÓPICOS TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II

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1 ÓLEOS, GORDURAS E CERAS ÓLEOS: SÃO CONSITUÍDOS DE ÉSTERES DERIVADOS DA GLICERINA COM ÁCIDOS GRAXOS, LÍQUIDOS NA TEMPERATURA AMBIENTE. GORDURAS: SÃO CONSTITUÍDAS DE ÉSTERES DERIVADOS DA GLICERINA COM ÁCIDOS GRAXOS, SÓLIDOS NA TEMPERATURA AMBIENTE. CERAS: SÃO CONSTITUÍDOS DE ÉSTERES DE ÁCIDOS GRAXOS COM ÁLCOOIS SUPERIORES. EXEMPLOS: ÓLEO: TRIOLEATO DE GLICERINA GORDURA: TRIETERATO DE GLICERINA (TRIOLEÍNA) (TRIESTEARINA) H 2 C O C C 17 H 33 H 2 C O C C 17 H 35 H C O C C 17 H 33 H C O C C 17 H 35 H 2 C O C C 17 H 33 H 2 C O C C 17 H 35 CERA: CEROATO DE CERILA C 25H 51 C O CH 2 C 25H 51 GORDURAS ÓLEOS CLASSIFICAÇÃO ANIMAIS BANHA, MANTEIGA VEGETAIS MANTEIGA DE CACAU ANIMAIS BALEIA, PEIXE VEGETAIS COMESTÍVEIS SOJA, OLIVA, MILHO SECATIVOS LINHAÇA, RÍCINO TÓPICOS! QUANTO MAIOR O GRAU DE SATURAÇÃO MAIS ELEVADO OS PONTOS DE FUSÃO DIFERENCIAÇÃO ENTRE.! ÓLEOS SECATIVOS SÃO OS DE ELEVADO GRAU DE INSATURAÇÃO GRANDE IMPORTÂNCIA NA PREPARAÇÃO DE TINTAS FORMAÇÃO DE PELÍCULA ADERENTE.

2 Nº DE ÁTOMOS DE C CÁPRICO MIRISTOLEICO PALMÍTICO PALMITOLEICO ESTEÁRICO OLEICO ÁCIDO BUTÍRICO CAPRÓICO CAPRÍLICO LÁURICO MIRÍSTICO LINOLEICO LINOLÊNICO FÓRMULA C 3H 7COOH, C 5H 11COOH C 7H 15COOH C 9H 19COOH C 11H 23COOH C 13H 27COOH C 13H 25COOH C 15H 31COOH C 15H 29COOH C 17H 35COOH C 17H 33COOH C 17H 31COOH C 17H 29COOH MANTEIGA 4,0 2,0 1,0 2,5 3,0 10,0 25,0 11,0 28,5 2,5 ALGODÃO 0,6 22,9 2,2 24,7 49,7 SOJA 8,3 5,4 24,9 52,7 7,9 MILHO 7,5 3,5 46,3 42,0 SAVELHA 7,0,0 17,0 1,0 27,0 BALEIA 8,0 1,5 12,1 15,0 2,3 33,4 9,0 LINHAÇA 6,5 4,5,9 17,4 50,6 COCO 8,0 7,0 48,0 17,5 8,8 2,0 6,0 2,5 SEBO 3,0 28,0 25,0 42,0 2,0 TOUCINHO 1,0 0,2 28,0 3,0 13,0 46,0 6,0 0,7 ARAQUÍDICO C 19H 39COOH 0,9 0,5 2,0 ARAQUIDÔNICO C 19H 35COOH,0 8,2 0,1 22 CLUPANADÔNICO C 21H 35COOH 12,0 10,5 24 LIGNOCÉRICO C 23H 37COOH 0,2 Nº DE ÁTOMOS DE C ÁCIDO FÓRMULA MANTEIGA SEBO BUTÍRICO C 3H 7COOH, 4,0 CAPRÓICO C 5H 11COOH 2,0 CAPRÍLICO C 7H 15COOH 1,0 CÁPRICO C 9H 19COOH 2,5 LÁURICO C 11H 23COOH 3,0 MIRÍSTICO C 13H 27COOH 10,0 3,0 MIRISTOLEICO C 13H 25COOH PALMÍTICO C 15H 31COOH 25,0 28,0 PALMITOLEICO C 15H 29COOH ESTEÁRICO C 17H 35COOH 11,0 25,0 OLEICO C 17H 33COOH 28,5 42,0 LINOLEICO C 17H 31COOH 2,5 2,0 LINOLÊNICO C 17H 29COOH ARAQUÍDICO C 19H 39COOH ARAQUIDÔNICO C 19H 35COOH 22 CLUPANADÔNICO C 21H 35COOH 24 LIGNOCÉRICO C 23H 37COOH Nº DE ÁTOMOS DE C 4 ÁCIDO BUTÍRICO FÓRMULA C 3H 7COOH, SOJA MILHO CAPRÓICO CAPRÍLICO CÁPRICO C 5H 11COOH C 7H 15COOH C 9H 19COOH 12 LÁURICO MIRÍSTICO MIRISTOLEICO C 11H 23COOH C 13H 27COOH C 13H 25COOH PALMÍTICO PALMITOLEICO ESTEÁRICO C 15H 31COOH C 15H 29COOH C 17H 35COOH 8,3 5,4 7,5 3,5 OLEICO LINOLEICO LINOLÊNICO C 17H 33COOH C 17H 31COOH C 17H 29COOH 24,9 52,7 7,9 46,3 42,0 ARAQUÍDICO C 19H 39COOH 0,9 0,5 ARAQUIDÔNICO C 19H 35COOH 22 CLUPANADÔNICO C 21H 35COOH 24 LIGNOCÉRICO C 23H 37COOH 0,2

3 DE ORIGEM VEGETAL DE ORIGEM ANIMAL OBTENÇÃO DE MATÉRIAS GRAXAS EXTRAÇÃO MECÂNICA (PRENSAGEM) EXTRAÇÃO POR SOLVENTE DIGESTÃO A SECO DIGESTÃO ÚMIDA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE ETAPAS: OBTENÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS EXTRAÇÃO MECÂNICA + EXTRAÇÃO POR SOLVENTE PREPARAÇÃO CONDICIONAMENTO EXTRAÇÃO MECÂNICA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE PURIFICAÇÃO DO ÓLEO EXTRAÍDO PREPARAÇÃO: REMOÇÃO DE PARTES DA SEMENTE QUE NÃO CONTÉM ÓLEO, ESPECIALMENTES CASCAS. CONDICIONAMENTO: CONSISTE EM UM COZIMENTO EM UMIDADE CONTROLADA, DA SEMENTE SUBMETIDA A COMINUIÇÃO PRÉVIA APROPRIADA. TEM COMO OBJETIVO PRINCIPAL LIBERTAR O ÓLEO QUE SE ACHA CONTIDO EM BOLSÕES DESIGNADOS POR ESKEROZOMAS. EXTRAÇÃO MECÂNICA: AS SEMENTES CONDICIONADAS SÃO SUBMETIDAS À COMPRESSÃO, EM PRENSAS HIDRÁULICAS DESCONTÍNUAS OU PRENSAS MECÂNICAS CONTÍNUAS. EXTRAÇÃO POR SOLVENTE: CONTATO APROPRIADO COM UM SOLVENTE (USUALMENTE O HEXANO) PARA PERMITIR A DISSOLUÇÃO DO ÓLEO. DEPOIS O ÓLEO É SEPARADO POR DESTILAÇÃO. PURIFICAÇÃO: FÍSICA FILTRAÇÃO, CENTRIFUGAÇÃO, ETC. QUÍMICA DEGOMAGEM, ETC.

4 EXTRAÇÃO À SOLVENTE EXEMPLO OBTENÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS TRIGLICERÍDEO + ÁGUA ÁCIDOS GRAXOS + GLICEROL CH 2 COO R CH 2 OH CH COO R + 3H 2 O R COOH + CHOH CH 2 COO R CH 2 OH A HIDRÓLISE É UMA REAÇÃO DE EQUILÍBRIO. QUALQUER FATOR QUE POSSIBILITE O AUMENTO DA SOLUBILIDADE DA ÁGUA NOS ÁCIDOS GRAXOS, PERMITE AUMENTAR A VELOCIDADE DE REAÇÃO. FATORES A SEREM CONSIDERADOS: TEMPERATURA, QUANTIDADE DE ÁGUA E CATALISADOR. OS CATALISADORES SÃO DE NATUREZA ALCALINA E FORMAM SABÕES NO SISTEMA: ÓXIDO DE ZINCO, HIDRÓXIDO DE LÍTIO, ETC. EXERCÍCIO ELABORE UM FLUXOGRAMA PARA CONTEMPLAR A HIDRÓLISE CONTÍNUA DE GORDURAS. CONSIDERE COMO REFERÊNCIA O DIAGRAMA DE BLOCOS PROPOSTA NO CAPÍTULO DO SHREVE.

5 HIDRÓLISE DE ÉSTERES GRAXOS = O SAPONIFICAÇÃO H 2 C O C R OH OH OH OH H 2 C O C R + H 2 O C C C + 3 R COONa + H 2 H H 2 SABÃO H 2 C O C R = O = O ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO EXPRESSA A QUANTIDADE EM mg DE KOH NECESSÁRIA À NEUTRALIZAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS LIVRES E SAPONIFICAÇÃO DOS ÉSTERES PRESENTES DE 1 g DE AMOSTRA. CALCULAR A QUANTIDADE DE ALCALI (MISTURA DE 10% NaOH E 90% KOH P/P) NECESSÁRIA PARA SAPONIFICAR UMA MISTURA DE 150,0 Kg DE ÓLEO DE COCO, 35,0 Kg DE ÓLEO DE AMENDOIM E 6,0 Kg DE ESTEARINA. ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO ÓLEO DE COCO 260 ÓLEO DE AMENDOIM 190 ESTEARINA 5 CONSIDERAR OS ÁLCALIS COM 97% DE PUREZA. RESPOSTA: KOH = 153,9 Kg NaOH = 17,1 Kg 1. CÁLCULO DA QUANTIDADE DE ÁCALI NECESSÁRIA (KOH) QUANTIDADE KOH = (150,0 X 260) + (35,0 X 190) + (6,0 X 5) QUANTIDADE KOH = 172,7 Kg 2. CÁLCULO DAS QUANTIDADES DE NaOH E KOH M NaOH = X; M KOH = Y TEMOS: 9X = Y X 56 + Y = 172,7 40 X =,7 Kg Y = 9,4 Kg 3. CONSIDERANDO A PUREZA DOS ÁLCALIS NaOH,6 X 100 = 17,1 Kg KOH 9,4 X 100 = 154,0 Kg 97 97

6 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO INSUMOS PARA A FABRICAÇÃO DE TENSOATIVOS GRUPO HIDROFÓBICO NÃO TEM AFINIDADE COM A ÁGUA. GRUPO HIDROFÍLICO TEM AFINIDADE COM A ÁGUA. A CAPACIDADE DE LIMPEZA ESTÁ ASSOCIADA A CAPACIDADE DE FORMAR EMULSÕES ESTÁVEIS. ÓLEO ÁGUA HIDROFÍLICO HIDROFÓBICO DETERGENTES: CIENTIFICAMENTE, O TERMO COBRE OS SABÕES E OS DETERGENTES SINTÉTICOS, MAS O USO GERAL APLICAO AOS COMPOSTOS SINTÉTICOS PARA LIMPEZA DIFERENTE DO SABÃO. CLASSIFICAÇÃO: ANIÔNICO: GRUPO HIDRÓFILO: OSO 3, SO 3 EX.: ALQUILBENZENOSULFONATOS LINEARES CATIÔNICO: GRUPO HIDRÓFILO: N(CH 3 ) 3 +, C 5 H 5 N ++ EX.: BROMETO DE CETILTRIMETILAMÔNIO DIPOLAR: GRUPO HIDRÓFILO: N + (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 COO EX.: ALQUILBETAÍNAS SEMIPOLAR: GRUPO HIDRÓFILO: N(CH 3 ) 2 O EX.: ÓXIDOS DE DIMETILALQUILAMINAS NÃO IÔNICOS: GRUPO HIDRÓFILO: (OCH 2 CH 2 )NOH EX.: ÓXIDOS DE ETENO CONDENSADOS DE ALCOOIS GRAXOS

7 SABÕES X DETERGENTES! SABÕES SÃO PRECIPITADOS E, POR ISSO, NÃO SÃO EFICIÊNTES COM ÁGUAS DURAS.! DETERGENTES ANIÔNICOS TEM ÓTIMA AÇÃO DE DETERGÊNCIA.! O SABÃO TEM CARÁTER ANIÔNICO.! DETERGENTES CATIÔNICOS TEM FRACO PODER DE DETERGÊNCIA, ENTRETANTO APRESENTAM PROPRIEDADES LUBRIFICANTES E GERMICIDAS.! DETERGENTES NÃO IÔNICOS TEM BOM PODER DE DETERGÊNCIA COM BAIXA ESPUMAÇÃO.! TENSOATIVOS CATIÔNICOS E ANIÔNICOS SÃO INCOMPATÍVEIS ENTRE SI. OUTRO EXEMPLO INSUMOS PARA A PREPARAÇÃO DE SISTEMAS EMULSIONADOS SISTEMAS EMULSIONADOS: É UM MEIO LÍQUIDO OU PASTOSO, MAIS OU MENOS HOMOGÊNIO NO QUAL SE ENCONTRA DISPERSO UM OUTRO LÍQUIDO, EM MINÚSCULAS GOTÍCULAS, MAIS OU MENOS REGULARES E UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS. " EXEMPLO: LEITE DE VACA GOTÍCULAS DE GORDURA (FASE DISPERSA) ÁGUA (FASE DISPERSANTE) " CLASSIFICAÇÃO EMULSÕES: O/A (ÓLEO EM ÁGUA). EX. LEITE A/O (ÁGUA EM ÓLEO). EX. MAIONESE

8 TAMANHO DAS PARTÍCULAS E SUA VISUALIZAÇÃO Ø MÉDIO DAS PARTÍCULAS 150 µm 10 µm 0,1 µm 50 µm ASPECTO PATÍCULAS VISÍVEIS OPACO LEITOSO LEITE AZULADO TRANSPARENTE AZULADO EXEMPLO AREIA MUITO FINA LEITE LÁTEX MICROEMULSÕES EM GERAL, AS EMULSÕES SÃO BRANCAS, DEVIDO AO PEQUENO TAMANHO DE PARTÍCULAS DISPERSAS, QUE ASSIM REFLETEM TOTALMENTE A LUZ BRANCA. ESTABILIDADE: SEGUNDO STOKES, A ESTABILIDADE DE EMULSÕES É FUNÇÃO DOS SEGUINTES PARÂMETROS:! TAMANHO DE PARTÍCULAS (Ø DAS GOTÍCULAS).! VICOSIDADE DO MEIO DISPERSANTE.! DIFERENÇA DE DENSIDADE DOS LÍQUIDOS EM PRESENÇA. COMPONENTES: FASE DISPESANTE LÍQUIDO NA MAIOR PROPORÇÃO. FASE DISPERSA LÍQUIDO DISPERSO NA FORMA DE GOTÍCULAS. FASE INTERFACIAL FORMADA POR UM (OU MAIS) AGENTE EMULSIFICANTE. EMULGENTES / TENSOATIVOS! DIMINUEM A TENSÃO DE SUPERFÍCIE, FORÇA INERENTE ÀS PRÓPRIAS MOLÉCULAS E QUE SE MANIFESTA QUANDO EXISTE UMA SEPARAÇÃO DE DUAS FASES.! PERMITEM UM MAIOR CONTATO DO LÍQUIDO COM O SUBTRATO SÃO MOLHANTES.! NORMALMENTE TEM A TENDÊNCIA A DAR ORIGEM A ESPUMAS ESTÁVEIS (INCLUSÃO DE AR).! TENSOATIVOS PRIMÁRIOS SÃO OS QUE INTERFEREM DIRETAMENTE NA TENSÃO SUPERFICIAL, JÁ OS SECUNDÁRIOS INTERFEREM NA VISCOSIDADE. TENSOATIVOS NATURAIS: CASEÍNA, ALGINATOS, SAPONINAS, ETC.

9 HIDROFILIA EQUILÍBRIO HIDRÓFILO LIPÓFILO. GRIFFINS HLB (HIDROPHILE LIPOPHILE BALANCE) HLB TEM RELAÇÃO DIRETA COM A PARTE HIDROFÍLICA DA MOLÉCULA. PARA UMA FRAÇÃO HIDROFÍLICA ELEVADA TEMOS UM HLB ELEVADO. PARA UMA FRAÇÃO LIPOFÍLA ELEVADA TEMOS UM HLB BAIXO. HLB DE ALGUNS TENSOATIVOS SPAN 60 4,7 SPAN 8,6 TWEEN 60,9 TWEEN 80 15,0 LAURILSULFATO DE SÓDIO 40,0 LIPÓFILOS HIDRÓFILOS SPAN MONOPALMITATO DE SORBITANO. TWEEN MONOLAURATO DE SORBITANO POLIOXIETILENADO.! DETERMINAÇÃO DO HLB NECESSÁRIO VALORES TABELADOS PARA DIFERENTES ÓLEOS, GRAXAS, ETC. VALORES TABELADOS ÁCIDO LÁURICO POR EX.: 30% ÁCIDO LÁURICO X = 4,8 ÁCIDO OLÉICO 17 70% ÓLEO DE ALGODÃO X 6 = 4,2 ÓLEO DE ALGODÃO 6 HLB NECESSÁRIO 9,0 DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE CONTRA TENSOATIVOS DE HLB CONHECIDOS. MISTURA DE TENSOATIVOS AMOSTRAS SPAN 60 TWEEN 60 HLB CALCULADO 1 100% 4,7 2 87% 13% 6,0 3 68% 32% 8,0 4 48% 52% 10,0 5 28% 72% 12,0 6 6% 94%, %,9 CREMES COSMÉTICOS SECOS (EMULSÕES O/A) HIDRATAÇÃO ÁCIDO ESTEÁRICO 7,0 SOLUÇÃO NaOH % 2,0 SOLUÇÃO KOH % 3,15 PROPILENO GLICOL 3,0 ÁGUA 63,85 ÁCIDO ESTEÁRICO 13,0 MIRISTATO DE ISOPROPILA 4,5 ÁLCOOL CETÍLICO 1,0 CONSERVANTE PERFUME CORPO DE EMULSÃO

10 CREMES COSMÉTICOS OLEOSOS (EMULSÕES A/O) UNTUOSIDADE MISTURA DE ÉSTERES GRAXOS (HLB=4,5) 9,0 LANOLINA 1,0 ÓLEO MINERAL 8,0 MIRISTATO DE ISOPROPILA 10,0 ESTEARATO DE ALUMÍNIO COMPLEXO 0,1 SULFATO DE MAGNÉSIO 0,2 PROPILENO GLICOL 3,0 ÁGUA 68,7 CONSERVANTE PERFUME EMULSIONADOR A/O