Saponificação: domine essa reação e fature com esse processo criando barras de limpeza incríveis

Entenda sobre essa reação para desenvolver excelentes barras de limpeza. 

Introdução

A saboaria em barra é uma prática que combina arte e ciência na criação de sabões. Barras de limpeza são feitas há milênios por uma processo chamado de saponificação. Para dominar essa reação química e poder criar suas próprias barras, é importante conhecer as características dos ingredientes utilizados no processo, como óleos e álcalis, além de compreender algumas características do processo de criação desse tipo de produto. Pensando nisso, escrevi esse artigo rico em detalhes que te ajudará na criação de sabões excelentes.

Nesse artigo você irá ver:

• O que é saponificação;
• Processos de saponificação;
• Características gerais dos óleos.

Saponificação

A saponificação é a reação onde triglicerídeos (óleos e manteigas em geral) são combinados com uma base forte (álcali) para formar sais de ácidos graxos, glicerol (glicerina) e ácidos graxos livres. Esses sais são, principalmente, sais de ácidos graxos saturados e insaturados que possuem 10 a 18 átomos de carbono em sua estrutura. Esses sais nada mais são que o sabão. O álcali normalmente utilizado é o hidróxido de sódio (NaOH) ou o hidróxido de potássio (KOH). O hidróxido de sódio cria barras com maior rigidez, enquanto o hidróxido de potássio cria barras menos rígidas (pastosas ou líquidas). Por conta da presença de uma base forte no processo de saponificação, os sabões obtidos possuem pH alcalino (cerca de pH 9)^[3,1] 

A reação de saponificação é uma reação que ocorre em duas etapas. Primeiro, os triglicerídeos se dividem em quatro partes, transformando-se em três moléculas de ácidos graxos e uma molécula de glicerina. A segunda etapa é a reação entre os ácidos graxos e o álcali para formar um sal, que é o sabão. 

Como toda molécula surfactante, o sabão contém uma cabeça hidrofílica (um grupo carboxilato) e uma cauda hidrofóbica (uma cadeia alifática). Essa característica faz com que ele se dissolva em meio aquoso e meio orgânico (oleoso), forme monocamadas na interface ar-líquido (ou seja, formação e estabilização de espuma) e tenha capacidade de limpeza.^[2] 

As barras obtidas dessa maneira estão alinhadas com diversas tendências de mercado, como a tendência waterless (redução da água na composição de produtos cosméticos), a vegetalização, já que a maioria dos óleos utilizados nesses produtos são de origem vegetal, a sustentabilidade, já que esses produtos podem ser embalados em materiais recicláveis, como papel, além de estarem associados ao consumo consciente.

Processos de saponificação

Existem dois processos principais de saponificação: hot process e cold process. O hot process é o processo de saponificação que é feito sob aquecimento. Esse processo acelera a saponificação e evaporação dos solventes, o que diminui o tempo de cura (tempo necessário para total solidificação da barra). O tempo de cura no hot process normalmente é de 24h. 
Já o cold process é um processo a frio. A saponificação leva de 18 a 24 horas para acontecer e o processo de cura nesse processo leva de 4 a 6 semanas.^[3]

Características gerais dos óleos

Como a saponificação é um reação que ocorre por conta da interação entre uma base e triglicerídeos, as características prévias dos óleos envolvidos no processo podem determinar propriedades específicas nas barras obtidas.

Uma das características mais importantes de um óleo é o seu índice de saponificação. O índice de saponificação é o valor de hidróxido de potássio (em miligramas) necessário para saponificar grama de óleo. Cada óleo possui um nível de saponificação específico.^[4] 

Cada óleo possui um índice de saponificação, portanto, cada óleo precisa de uma quantidade diferente de álcali para que seja saponificado. Além disso, as características graxas dos óleos têm total influência nas características finais da barra, como rigidez, espuma e capacidade de limpeza.^[3] 

Também é muito importante entender a definição de saturação e insaturação. 

Óleos são compostos em grande parte por ácidos graxos que podem ser saturados ou insaturados. A insaturação é a presença de duplas ligações entre os átomos de carbono da cadeia do ácido graxo. Já a saturação é quando não há presença de duplas ligações entre os átomos de carbono.^[3] 

Dependendo da presença ou ausência de insaturações nas cadeias dos ácidos graxos que compõem o óleo, as barras obtidas podem apresentar características distintas.
Ou seja, a performance final da barra depende das características dos óleos usados. Ácidos graxos saturados normalmente produzem espumas bem abertas e visíveis, enquanto ácidos graxos insaturados possuem propriedades de hidratação e condicionamento.^[3]

Algumas características dos ácidos graxos^[4,3]:

• Ácidos graxos de cadeia longa (C₁₄ a C₂₀) oferecem melhor limpeza, mas pouca formação de espuma;
• Ácidos graxos de cadeia curta (C₆ A C₁₂) oferecem rápida formação de espuma, mas com baixa estabilidade, assim como menor limpeza que ácidos graxos de cadeia longa;
• Ácidos graxos C₁₂ oferecem melhor formação de espuma;
• Ácidos graxos C₁₈ oferecem ótima limpeza. Dentre os ácidos graxos de cadeia longa, os insaturados são os com melhor capacidade de limpeza;

Ácidos graxos saturados são mais estáveis à oxidação, descoloração e rancificação. As duplas ligações encontradas nos ácidos graxos insaturados são susceptíveis a oxidação, que pode ocorrer durante a saponificação, cura e armazenamento. A oxidação pode produzir ácidos graxos de cadeia mais curta, aldeídos, cetonas, odores indesejáveis e descoloração dos sabonetes.

Tabelas – Composição típica de óleos naturais e gorduras^[2]

Ácidos Graxos Saturado

Preparação da solução da base (NaOH)

O hidróxido de sódio é uma base forte e precisa ser solubilizado em água para que interaja com os óleos. Normalmente é feita uma solução de 50% de hidróxido de sódio (outras concentrações podem ser adotadas). 

É necessário tomar alguns cuidados ao preparar a solução. O hidróxido de sódio deve ser adicionado na água, nunca o contrário. Usar preferencialmente um recipiente de plástico para preparar a solução. Após realizar a mistura da ‘’agua e do hidróxido de sódio, homogeneizar suavemente até alcançar transparência. Por questões de segurança, o ideal é utilizar óculos de proteção, luvas, máscara e jaleco de manga longa.

Conclusão

A saponificação é a principal reação na criação de barras de limpeza, e é muito importante entender essa reação para desenvolver esses produtos. Em suma, é a combinação de triglicerídeos com uma base forte, gerando glicerol (glicerina) e sais de ácidos graxos (sabão). Também é importante conhecer as propriedades dos óleos utilizados, como a composição graxa e níveis de saturação (presença ou ausência de ligações duplas entre os átomos de carbono). Dessa maneira é possível criar barras de limpeza incríveis e faturar com esse mercado.

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Referências

[1] HALL, Norman. Implications of Soap Structure for Formulation and User Properties. In: Soap Manufacturing Technology. AOCS Press, 2016. p. 1-33.
[2] HILL, Michael; MOADDEL, Teanoosh. Soap Structure and Phase Behavior. In: Soap Manufacturing Technology. AOCS Press, 2016. p. 35-54.
[3] PRIETO VIDAL, Natalia et al. The effects of cold saponification on the unsaponified fatty acid composition and sensory perception of commercial natural herbal soaps. Molecules, v. 23, n. 9, p. 2356, 2018.
[4] SPITZ, Luis (Ed.). Soap manufacturing technology. Elsevier, 2016.