INTRODUCERE

Curăţirea corpului, hainelor, obiectelor prin spălare datează din timpuri preistorice. Omul

primitiv trăind în apropierea apei a descoperit că aceasta "spală murdăria". Evoluţia civilizaţiei a

dus la apariţia unui material mai eficient pentru acest scop - săpunul primitiv. Majoritatea dintre

noi folosim săpunul de un fel sau altul, pentru a ne curaţa pielea. Este un mod rapid, simplu şi

pînă nu demult considerat foarte igienic.

Săpunul – cel mai simplu şi cel mai vechi produs de curăţare, cunoscut încă acum 4000 de

ani, pe vremea cînd popoarele din Asia Mica foloseau cenuşa plantelor suspendată în apă (lesie)

pentru curăţare. Însă fenicienii au fost primii care au saponificat grăsimea de capră cu scrumul

bogat în carbonat de potasiu, obţinînd un produs solid, cu aspect ceros.

După definiţie săpunurile sunt săruririle acizilor graşi, ale acizilor naftenici sau ale acizilor

rezinici. Dar cele pentru spălat sunt cele alcaline, sărurile de sodiu sau potasiu ai acestor acizi.

În timp, popularitatea săpunului a crescut, iar producţia sa pe scară largă a început dupa anul

1878, cînd americanii Harley Procter şi James Gamble au decis să obţină săpunuri albe,

cremoase, parfumate pentru a concura cu produsele europene de import.

În 1907, săpunul sa transformat în detergent cînd o firmă germană a început comercializarea

detergentului “Persil”. Pe lînga săpunul de acid carboxilic, “Persil” conţinea perbotat de sodiu

(NaBO3), silicat de sodiu şi carbonat de sodiu. De aici perborat + silicat = “PERSIL”.

Pîna în 1940 săpunul era cel mai folosit detergent. În timpul celui de-al doilea război mondial,

lipsa grăsimilor, ingredientul predominant din săpun, a dus la cercetarea detergenţilor sintetici.

Apoi, dupa razboi, apariţia maşinilor de spălat automate a accentuat nevoia unor noi alternative

la săpun.

În cadrul industriei chimice, industria de detergenţi a fost totdeauna o industrie competitivă,

cu o mare deschidere pentru inovaţie şi spre creşterea economică. În ultimul secol a fost, si va

continua să fie, un factor cheie pentru progresul societăţii. Aceasta este industria responsabilă

pentru creşterea nivelului de igienă al oamenilor şi a spaţiilor locuite de oameni – locuinţe,

birouri, spaţii de producţie şi în acelaşi timp pentru reducerea timpului şi efortului necesar înde-

plinirii acestui scop. Consumul crescînd de detergenţi a contribuit la mărirea concentraţiilor

acestora în reteaua de canalizare a oraşelor şi implicit la impurificarea apelor de suprafaţă.

Efectele negative pe care pot să le manifeste concentraţiile crescute de detergenţi în apa uzată

orăsenească şi ulterior prin intermediul reţelei de canalizare în apa râurilor şi lacurilor, sunt în

general datorate proprietăţilor superficil-active ale detergenţilor – caracteristică a agenţilor de

suprafaţă din compoziţia detergenţilor, indiferent de clasa din care fac parte. Din aceste

3

considerente sunt binevenite tehnologiile de producere a săpunurilor în baza STA naturale.

Datorită reacţiilor biochimice intervenite, moleculele îşi pierd din proprietăţile nocive pentru

mediul înconjurător, ajungînd să fie folosite parţial sau total ca strat nutritiv pentru micro-

organisme. Astfel, vom păstra integritatea mediului înconjurător indiferent de consumul săpunu-

lui, care este în continuare creştere.

Pornind de la aceste premize, în lucrarea prezentă s-a propus ca scop de a examina

posibilităţile obţinerii unui săpun cu conţinut de substanţe biologic active naturale, biodegra-

dabile, micşorînd acţiunea lui poluantă.

4

I. SĂPUNUL: COMPOZIŢIE, PROPRIETĂŢI, TEHNOLOGII DE

PRODUCERE ( investigaţii literare)

1.1 Istoria apariţiei săpunului

Un material care, prin compoziţie este foarte asemanător cu săpunul a fost gasit într-un vas de

lut datînd din anul 2800 î.e.n., descoperit în timpul cercetării făcute asupra locului în care se afla

Babilonul. Inscripţiile de pe vas spun că grăsimile au fost fierte cu cenuşă, care este o metoda de

obţinere a săpunului, dar nu precizează la ce era folosit aces material. Mai tîrziu s-a descoperit că

asemenea materiale erau folosite ca “gel” de păr.

Numele de săpun, dupa o veche legendă romană, vine de la Muntele Sapo, unde erau

sacrificate animale. Ploaia a amestecat grăsimile cu seu şi cu cenuşă pe malul raului Tibet.

Femeile au observat că acest amestec le facilitează munca şi au început să folosească acest sol

lutos, îmbibat cu amestecul de grăsimi.

În timpul ascensiunii civilizaţiei romane, băile publice au devenit din ce în ce mai populare. Prin

secolul II e.n., medicul grec Galen a început recomandarea săpunului atît cu scop medicinal, cît

şi pentru curăţire.

Se pare că în secolul XV se producea săpun în Veneţia, apoi, în secolul XVII în Marsilia .În

secolul XVIII fabricarea săpunului s-a răspîndit în întreaga Europă şi în America de Nord, în

secolul XIX, fabricarea săpunului a devenit una din cele mai importante industrii.

În 1907, săpunul sa transformat în detergent cînd o firmă germană a început comercializarea

detergentului “Persil”. Pe lînga săpunul de acid carboxilic, “Persil” conţinea perbotat de sodiu

(NaBO3), silicat de sodiu şi carbonat de sodiu. De aici perborat + silicat = “PERSIL”

Pîna în 1940 săpunul era cel mai folosit detergent. În timpul celui de-al doilea război mondial,

lipsa grăsimilor, ingredientul predominant din săpun, a dus la cercetarea detergenţilor sintetici.

Apoi, dupa razboi, apariţia maşinilor de spălat automate a accentuat nevoia unor noi alternative

la săpun.[1]

5

1.2 Proprietăţile săpunurilor

Proprietăţile săpunurilor şi a soluţiilor de săpun au fost studiate deosebit de intens, din cauza

marelui interes practic al problemei. S-a constata că sărurile acizilor, cu molecule mai mari decît

C6, arată unele proprietăţi prin care se deosebesc în mod caracteristic de sărurile acizilor cu

molecule mai mic( de exemplu: acetatul de sodiu). Aceste proprietăţi specifice, de săpun, sunt

deosebit de marcate la sărurile acizilor C12-C18.

Soluţiile de săpun, chiar diluate, au o tensiune superficială mult mai mică decît apa curată

(75 dyn/cm2, la apa de 250 C; 25-30 dyn/cm2 la sărurile de sodiu ale acizilor lauric, palmitic şi

oleic). Viscozitatea soluţiilor diluate de săpun nu diferă mult de aceea a apei; ea creşte însa foarte

mult la soluţiile concentrate, care pot ajunge pîna la consitenţa de gel. Conductibilitatea electrică

(echivalentă) a soluţiilor foarte diluate (sub n/1000) de săpun arată o comportare normală, ea

scăzînd puţin şi continu cu creşterea concentraţiei, la fel ca în cazul altor electroliţi. Cînd

concentraţia trece de la anumită valoare (între n/1000 şi n/100, după natura acidului din săpun)

conductibilitatea scade brusc. [2,3]

Această comportare arată că, în soluţii foarte diluate, săpunurile sunt dizolvate sub formă de

ioni individuali. RCOO- şi Na+ ; cînd concentraţia depăşeşte un anumit prag, are loc conglo-

merarea anionilor, formînd particule coloidale de asociaţie sau micele. În soluţiile concentrate de

săpun, asociaţia aceasta merge atît de departe încît soluţia capătă o structură fibroasă macro-

scopică (cristale lichide). Soluţiile de acest fel dau naştere la interferenţe de raze X, ca şi

cristalele. S-a putut stabili astfel, de exemplu în cazul oleatului şi a lauriatului de sodiu, că

moleculele de acid sunt aşezate paralel, la distanta de 4, 4Å, formînd straturi duble, cu planurile

de metil fată în fată si planurile de carboxili îndreptate spre apă. Mai mult, asemena structuri

duble de anioni de săpun se asociază lasînd între planurile de carboxili straturi relativ groase de

apă, în care se acumulează majoritatea ionilor de sodiu. Catenele hidrocarbonate ale moleculelor

de acid sunt unite între ele prin forţe Van der Waals.

Proprietatea săpunului de a spăla este dată de existenţa moleculelor cu afinităţi diferite faţă de

apă şi anume molecula sa are un radical alchil (R-), hidrocarbonat cu peste 8 atomi de carbon,

insolubil în apă şi care reprezintă gruparea hidrofobă (fără afinitate faţă de apă) şi gruparea

carboxil (-COO-), ion negativ, care poate realiza legături de hidrogen cu apa – gruparea hidrofila

(cu afinitate faţă de apă). Săpunul înlătură murdăria deoarece în contact cu apa acesta reduce

tensiunea de suprafată a acesteea facînd-o să se împraştie şi să ude suprafeţele. Tensiunea de

suprafaţă a unui lichid se explică prin faptul că fiecare moleculă este încercuită şi atrasă de alte

6

molecule. Se creeză o tensiune odata cu atracţia exercitată de celelalte molecule. Acest lucru face

ca apa să ude suprefeţele cu care intra în contact şi rezulta curăţirea suprafeţelor respective.

Puteţi observa tensiunea de suprafaţă punînd o picătură de apă pe o tejghea. Picătura îsi va păstra

forma şi nu se va împrăştia.

Cînd moleculele de săpun vin în contact cu murdăria, formată în special din substanţe insolubile

în apă (grasimi de exemplu), se orientează cu partea hidrofilă spre apă şi cu cea hidrofobă spre

substanţa insolubilă. Astfel aceasta este divizată în particule foarte mici care sunt înconjurate de

moleculele săpunului şi formează agregate numite micele ce trec în apă şi dau nastere unei

emulsii. Dacă săpunurile au în compoziţie metale alcaline şi amoniac sunt solubile în apă şi se

folosesc pentru curăţirea grăsimilor solide.

Substanţele care produc acest fenomen se numesc agenţi activi pentru suprafeţe şi se spune că

fac apa mai "udă", dar de asemeni retin şi impurităţile. Agenţii activi pot fi ionici (încărcaţi

electric pozitiv), neionici (încărcaţi electric negativ), neutri şi amfoteri (încărcaţi electric atît

pozitiv cît şi negativ). La contactul cu o soluţie apoasă, săpunul (sarea de sodiu a unui acid gras)

este ionizat R - COONa = Na+ + R – COO-.

Săpunurile se caracterizează prin aceea că moleculele lor, de formă alungită, posedă la una din

margini o grupă polară, hidrofilă. Datorită acestei structuri, moleculel de săpun, sau mai corect

anioni lor, au tendinţa de a se acumula la suprafata despărţitoare a soluţiei fatţ de mediul

înconjurător, orientîndu-se cu grupa COO- însprea apă. Acestă proprietate conferă săpunului

puterea sa de curăţire. [3]

Acumularea moleculelor de săpun pe interfata solutie – aer explică tensiunea superficială

mică a soluţiilor de săpun şi deci puterea de udare mare a acestei soluţii. O fibră de bumbac,

aruncată la suparafaţa unei ape curate, pluteşte mai mult ore, fiindcă nu se uda; pe suprafaţa unei

soluţii de săpun, ea se udă repede şi se cufundă.

Formarea şi stabilitatea spumei se datoresc forţelor de atarcţie dintre moleculele de săpun,

orientate perendicular pe suprafaţa bazică de săpun. Dacă soluţia de săpun vine în contact cu un

lichid nemiscibil în apă, de ex. cu o grăsime lichidă, un ulei mineral, etc. moleculele de săpun se

orientează perpendicular pe suprafaţa despărţitoare, cu carboxilul spre apa şi radicalul

hidrocarbonat spre ulei. Prin acesta se micşoreaza tensiunea superficială a uleiului, care

dobîndeşte din cauza aceasta tendinţa de a-şi mări suprafata, de aceea el se transformă (dacă este

agitat) în picături mici ce se împrăştie în soluţia de săpun; se formează o emulsie, iar săpunul

joacă rolul unui emulgator.

7

În mod similar se orientează moleculele de săpun pe suprafaţa corpilor solizi. Dacă se agită

funinginea cu apă şi se toarnă amestecul pe un filtru ud, apa trece. Dacă se agită funinginea cu o

soluţie de săpun, ea formează o dispersie neagră care trece în majoritate prin filtru. Particulele de

cărbune ce alcătuiesc funinginea sunt mai mici decît porii filtrului, dar ele adera tare una de alta

prin forte Van der Waals. Apa curată le poate despărţi, fiindcă nu le udă. Moleculele de săpun

fixîndu-se pe suprafata acestor particule, cu restul hidrocarbonat spre cărbune şi grupele COO -

spre exterior, aceste grupe se înconjoară cu o atmosferă de molecule de apă, facînd posibilă

solubilizarea particulei solide, chiar dacă acesta este forate mare. Printr-un proces asemănător,

săpunul deplasează particulele de murdărie (grasimi, uleiuri, proteine, funingine, argilă, oxid de

fier etc.) care aderă pe fibrele textile sau pe piele şi le emulsionează sau le dispersează, lăsînd

fibrele sau pielea curată, dar acoperite cu un strat de molecule de sapun orientate. Acest strat se

îndepărtează în operaţia ulterioară de “limpezire.” [6]

Deşi săpunul este un bun agent de curăţare, eficacitatea sa este redusă cînd este folosit în apă

“tare”. Duritatea apei este dată de prezenţa unor săruri minerale, de obicei calciu (Ca) şi

magneziu (Mg), dar şi fier (Fe), şi mangan (Mn). Aceste săruri reacţionează cu săpunul şi

formează un precipitat insolubil. Acesta nu se clăteşte usor. Are tendinţa să rămînă şi să producă

pete pe haine şi să facă ţesăturile rigide. De asemenea, precipitatul se depune în chiuvete, vană, şi

maşinile de spălat.

O buna cantitate din săpun este folosită în timpul reacţiei de formare a precipitatului,

reducîndu-se astfel cantitatea de săpun disponibilă pentru spălare. Chiar dacă rufele sunt spălate

în apă ,,moale”, mineralele care formează precipitatul se pot găsi în compoziţia petelor şi astfel

se formează din nou precipitatul. Moleculele de săpun sunt ,,constante” şi nu pot fi adaptate la

varietatea de fibre, de temperaturi a apei etc. [2]

Apa are o proprietate numită tensiune de suprafaţă. Fiecare moleculă de apă este înconjurată

şi atrasă de alte molecule de apă. Cînd molecula de apă intra în contact cu alte suprafeţe (sticlă,

plastic, etc), se crează o tensiune care face bula de apă să pară rotundă. În timpul procesului de

curăţire, tensiunea de suprafaţă trebuie redusă, pentru a se raspîndi şi uda întreaga suprafată.

Substanţele chimice care pot reduce tensiunea de suprafaţă se numesc agenţi tensio-activi. Ei au

şi alte roluri importante în curăţire, ca dizolvarea, emulsificarea şi menţinerea petei pînă cînd se

clăteşte. Agenţii tensio-activi dau şi alcalinitate, utilă la îndepărtarea petelor acide. [4]

Agenţii tensio-activi sunt clasificaţi după proprietaţile lor ionice (încărcătura electrică) în apa.

8

Astfel distingem 4 mari grupe:

Anionici (încărcătura negativă)

Neionici (fără încărcătură)

Cationici (încărcătura pozitivă)

Amfolitici (încărcătura negativă sau pozitivă)

I.Agenţii anionici . Grupa polarţ este SO3- (sau SO3Na). Spre deosebire de săpunuri, detergenţii

din această clasă pot fi utilizaţi în soluţie acidă sau în apă dură (căci sulfonaţii de calciu şi

magneziu sunt solubili în apă). Se va observa principiul structural al produşilor de tipul 3, în care

grupa carboxil a unui acid gras este blocată prin esterificarea cu un acid hidroxi-sulfonic sau prin

amidificarea cu un acid amino-sulfonic.

1 ROSO3Na Sulfaţii acizi de alcooli supe-

riori, ca săruri de sodiu

Sulfatul alcoolului octadecilic

C18H37SO3 ”Infereol”

2a RSO3Na

Acizi sulfonici alifatici supe-

riori cu o catenă alifatică

lunga în molecula

Acizi sulfonici superiori din

petrol: „Mersolaţii”

2b R2C10H5SO3Na Acizi sulfonici ai naftalinei

dialchilate

2c RC6H4SO3Na

RCl (Alcani C10-C12, din

petrol, cloruraţi) sau tetra-

propena (izodena, C12H24)

condensare cu C6H6 sau alte

ArH(AlCl3), apoi sulfonare

”Alchil-aril-sulfonat”

2d ROOCCHSO3Na Esteri (C8) ai acidului sulfo-

succinic, obţinut din ester

maleic + NaHSO3

„Aerosoli”

„Dismulgani”

9

3a

RCOOCH2CH2SO3Na

Esteri de acizi superiori cu

acizi hidro-sulfonici

Esterul acidului oleic cu acidul

isetionic (R=C17H83)

3b

RCONCH2CH2SO3Na

Acil-derivaţi (amide) ai aci-

zilor superiori cu acizi

amino-sulfonici

Amida acidului oleic cu

metiltaurina

II.Agenţi cationici . Toţi produşii din clasa de mai sus, inclusiv săpunurile, conţin o grupă polară

anionică. Compuşii din prezenta clasă conţin o grupă cuaternară de anioni, legată de o catena

lungă, şi se numesc „săpunuri inverse” sau „agenţi cation-activi”. Săpunurile inverse sunt

dezinfectanţi deosebit de eficace, căci floculează proteinele (sarcina negativă) din bacterii.

1 RHR’3IX Săruri cuaternare de amoniu, în

care R este un alchil liniar

superior, C12-C18, iar R’ alchil

inferior. Se obtine din RX-

NR’3. Drept NR’3 se pot utiliza

amine terţiare.

RH+CH3Cl-

„Zephirol”

2 ROCH2NR’3IX Drept RX pot servi şi esteri

cloruraţi superiori ROCH2-Cl,

obţinuţi din ROH + CH2O +

HCl

ROCH2N+C5H5ICl-

„Velan”, „Textin”, „Solan”

III.Agenţi neionici . Compuşii din clasa aceasta conţin o grupă polară neionică, compusă din mai

mulţi atomi de oxigen eterici şi o grupă alcoolica (OH) marginală. Neavînd sarcină electrică,

acţiunea detergentă a acestor compuşi este independentă de PH-ul soluţiei sau de prezenţa altor

ioni. [3, 7]

10

1.3 Compoziţia săpunurilor (componente cu potenţial dăunător)

În compoziţia săpunurilor intră grasimi şi uleiuri din plante care conţin trigliceride şi alcani

sau săruri de potasiu şi sodiu. Original alcanii folosiţi la fabricarea săpunului erau obţinuţi din

resturi de plante. Astăzi termenul „alcan” este folosit pentru substanţe care sunt baze (opusul

acizilor) şi care reacţionează cu un acid neutralizat. Alcanii folosiţi la fabricarea săpunurior sunt:

hidroxidul de sodiu (NaOH) - soda caustică şi hidroxidul de potasiu (KOH).

În 1938, cosmeticele au fost oficial definite ca orice produs folosit în scopul de a curăţa,

înfrumuseţa, de a promova actracţia sau de a schimba înfăţişarea, fără a afecta funcţiile corpului.

Produse care se încadrează în această categorie sunt spray-urile, loţiunile, pudrele, deodorantele,

machiajele şi săpunurile. Spre deosebire de produsele care sunt clasificate atît ca produse

cosmetice sau medicinale (cum ar fi pasta de dinţi cu fluor), cosmeticele şi ingredientele sale nu

au nevoie de aprobare FDA înainte de a ieşi pe piată. De fapt, FDA nu are autoritate asupra

acestor produse şi ingredientele lor, decît după apariţia acestora pe piată şi numai dacă se

determină faptul că au cauzat daune direct sănătăţii umane. Faptul că multe săpunuri şi produse

pentru curăţare sunt făcute dintr-o combinaţie de chimicale complică problema pe mai departe.

Doar în masura de 16% din cosmetice au fost supuse testelor de toxicitate de catre FDA, deşi

este cerut companiilor să eticheteze cosmeticele cu o avertizare, în cazul în care acestea conţin

substanţe iritante.

Ingredientele care au potenţial dăunător în multe săpunuri comerciale:

A-pirina – o substantă derivată din seva raşinoasă a pinului, care este o componentă majoră a

terebentinei şi poate afecta sistemul imunitar.

A-terpinolol – aceasta substantă este extrem de iritantă pentru membranele mucusului.

Expunerea frecventă sau prelungită (şi mai ales inhalarea repetată) poate cauza edem ăi

deasemenea dificultăţi de respiraţie.

Benzaldehida – supranumită şi ulei de migdale amare, este un narcotic şi un anestezic care

poate să cauzeze o depresie la nivelul sistemului nervos central. Cînd este inhalată, poate

produce ameteli, varsături şi scădere bruscă de tensiune.

Acetatul de benzil – un iritant pentru ochi şi plamîni şi un cunoscut cancerigen – asociat

cancerului de pancreas.

Etanol – apare pe lista substanţelor iritante, dţunatoare şi este folosit la farbricarea ojei de

unghii sau/şi a diluantului. Aceastş chimicală poate irita căile respiratorii, poate pune în

primejdie vederea şi cauzează pierderea controlului asupra muşchilor.

11

Linalol – un narcotic care primejduieşte funcţia respiratorie şi activitatea motorie. Linalolul

atrage şi albinele, care pot fi o problemă pentru cei care sunt alergici la ţntepătura de albină.

Lauril sulfat de sodiu – folosit pentru a îmbunătăţi absorbţia altor chimicale, este de

asemenea un agent umezitor care permite săpunului să se împrăştie şi să penetreze cu mai multă

uşurinţă. LSS-ul distruge grăsimile şi pune în pericol abilitatea pielii de a rămîne hidratată. E

clasificat ca un mutagen, însemnînd că poate altera materialul genetic al celulelor. De fapt, LSS-

ul a fost folosit în studiile/experimentele japoneze pentru a avansa mutaţiile bacteriene.

Triclosan – un antibacterian şi un mutagen foarte uşor absorbit prin piele. Este un iritant

pentru ochi şi este asociat cu un cauzator de probleme la ficat.

Iar cît despre culorile adăugate săpunului, multe dintre ele sunt permise, dar sunt suspectate

drept cancerigene, toxice şi de faptul că pot trece de placenta unui copil nenăscut. O simpla

prelevare a acestora include:

* Blue Aluminum Lake 1 and 2

* Red No. 19

* Aluminum Lake

* Zirconium Lake

* Yellow No. 8 [5]

12

1.4 Obţinerea săpunurilor

a. Metode de obţinere

Săpunurile se pot obţine prin mai multe metode, astfel avem:

a). Transesterificarea

Cînd esterii sunt încalziţii cu alcooli, acizi sau alţi esteri în prezenţa unui catalizator se poate

schimba gruparea alcool sau cea acid. Acest proces se numeşte transesterificarea, el este accele-

rat de prezenţa unor cantităţi mici de acid sau de bază.

CH2COOR'

CHCOOR"

CH2COOR'"

+ 3ROH

CH2OH

CHOH +

CH2OH

R'COOR

R'"COOR

R"COOR cat.

Sunt cunoscute trei tipuri de transesterificare:

alcooliza – schimbarea grupărilor alcool;

acidoliza – schimbarea grupărilor acid;

schimbarea grupărilor între doi esteri .

Alcooliza şi acidoliza sunt procese importante utilizate în procese preparative. Toate cele trei

reacţii sunt reversibile şi pentru deplasarea echilibrului este nevoie de îndepărtarea unuia din

produşi. Catalizatori cei mai folosiţi pentru transesterificarea grăsimilor sunt metalele alcaline,

oxizii metalelor alcaline şi sărurilor de zinc. Au mai fost folosiţi recent şi titanaţii organici.

Enzimele pot fi şi ele utilizate dacă se doreste obţinerea de compuşi optic activi.

Prin transesterificare se obţin cîtiva compuşii importanţii:

esterii metilici ai acizilor graşi se obtin prin alcooliza grăsimilor animale;

dimetiltereftalatul poate fi obţinut din deşeurile de polietilentereftalat;

alcoolul polivinilic este obţinut prin cataliza bazică a poliacetatului de vinil;

polivinilbutiratul este obţinut prin acidoliza poliacetatului de vinil cu acid butiric.

b). Hidroliza grăsimilor şi uleiurilor

Pentru hidroliza grăsimilor sau a uleiurilor cu apa este nevoie de o agiatare foarte bună a

acestor doua faze nemiscibile.

13

CH2COOR'

CHCOOR"

CH2COOR'"

+ 3H20

CH2OH

CHOH +

CH2OH

R'COOH

R'"COOH

R"COOH

Reacţia este desfăşurată în astfel de condiţii încît să existe o solubilitate apreciabilă a apei în

faza de ulei (10-25%). Pentru aceasta se lucrează sub presiune mare (40-55 atm) în coloane de

otel inox cu înalţimea de 24-31 m şi diametrul de 50-130 cm. Oxidul de zinc se adaugă uneori

drept catalizator .

Grasimile sunt injectate la partea inferioară a solventului de hidroliză iar apa în partea

superioară a lui.

Tunrnul de hidroliză poate fi gol sau poate fi prevazut cu sicane. Pentru a asigura o curgere

turbulentă, în coloană se infiltrează şi abur în partea superioară, se aspira astfel o curgere în

contracurent a apei şi a grăsimilor. În condiţiile de temperatură şi presiune are loc hidroliza

esterilor.

Acizi liberi sunt antrenaţi în curentul ascendent în timp ce glicerina este dizolvată în apă şi

antrenată descendent. Concentraţiile de glicerină şi gliceride sunt din ce în ce mai mici spre

vîrful coloanei. Etapa determinată de viteza procesului este eliminarea glicerinei din amestecul

de acizi graşi. Săpunul de zinc format prin reacţia oxidului de zinc cu acizii graşi acţionează ca

un catalizator de transfer de fază îmbunătăţind transferul glicerinei din faza organică în faza

apoasă.

Prin separarea glicerinei de acizii graşii se previne reacţia inversă de esterificare. La un timp de

staţionare de 90 min. se obţine o conversie a grăsimilor de peste 99%.

Acizii graşi obţinuţi la vîrful coloanei de hidroliză mai contin apă, grăsime partial hidrolizată

şi săpun de zinc. Îndepărtarea apei se realizează mai întîi într-un evaporator cu detenţă şi apoi

într-un uscător de vacuum. Produsul uscat este trecut apoi într-un sistem de distilare ce permite

separarea acizilor graşii purificaţi (inodori şi incolori) de produşii de hidroliză partială şi de

săpunul de zinc. Separarea se realizează la o temperatură de 2000C şi la presiune scazută

(1-6 mm a coloanei de Hg).

Fracţia de acizi graşi este separată, la rîndul ei în trei fracţii distincte. Cea mai usoara este de

obicei îndepartată deoarece are un miros neplăcut.

Acizii graşi obţinuţi pot fi utilizaţi ca atare sau pot fi supuşi diverselor transformări.

Hidrogenarea a fost folosită mult timp îndeosebi pentru a îmbunătăţi culoarea şi stabilitatea

acizilor graşi prin eliminarea speciilor polinesaturate. Ulterior hidrogenarea a fost folosită şi

pentru modificarea propietăţilor fizice ale acizilor graşi (întărirea).

14

Hidrogenarea are loc prin trecerea unui amestec de acizi graşi şi hidrogen sub presiune peste

un catalizator de nichel, dupa hidrogenare se îndepartează excesul de hidrogen şi urmele de

catalizator. Gradul de hidrogenare este determinat de raportul hidrogen : acizi graşi, de

temperatură, de presiune şi de timpul de staţionare în reactorul de hidrogenare. În timpul

procesului de hidrogenare are loc şi izomerizarea partială a compuşilor naturali nesaturaţi (din

forma cis în forma trans). Hidrogenarea este controlată pentru a se îndeplini specificaţiile de

calitate dorite.

În etapa de neutralizare are loc reacţia acizilor graşi cu cantitatea corespunzătoare de bază.

Reacţia este extrem de rapidă pentru cele mai multe baze (de ex. NaOH sau KOH) şi necesită

cantităţi stoechiometrice precum şi o bună agitare. Pentru realizarea practică trebuie respectate

urmatoarele condiţii:

o un raport precis între acizi liberi, sodă, apă şi sare;

o agitare eficientă pentru a asigura uniformitatea fazei de săpun;

o menţinerea temperaturi între anumite limite (reacţia este exotermă) pentru a evita

fierberea sau spumarea.

Sunt diverse procedee industriale pentru realizarea neutralizării. Procedura generală este de

amestecare a acizilor graşi preîncalziţi cu o soluţie apoasă ce conţine bază şi sare. Acest amestec

este pompat în neutralizator unde este recirculat forţat pentru menţinerea agitării. Ulterior

amestecul de reactie este transferat într-un vas pentru separarea săpunului.

c). Sinteza surfactanţilor

În principiu surfactanţii se împart în trei grupe: anionici, cationici şi neionici. În prima grupă,

de regulă intră săpunul (CH3-(CH2)14-COONa) şi un număr de surfactanţi sintetici cum sunt

sulfanţii (CH3)-(CH2)11-O-SO3Na şi solfanţii R-C6H4-SO3Na.

Surfactanţii cationici se referă în majoritatea cazurilor la sărurile cuaternare de amoniu

[CH3-(CH2)17]2N-(CH3)2Cl. Substanţele superficial active de acest tip au o largă aplicaţie la

rezolvarea diferitelor probleme legate de udare: hidroliza suprafeţelor, formarea şi distrugerea

emulsiilor, dispersarea cernelurilor, etc.

Surfactanţii neionici, cum rezultă şi din denumirea lor, nu sunt electroliţi. În moleculele lor ca

şi în moleculele altor surfactanţi ca: alcool-polietoxilaţii. [8]

15

b. Obţinerea în condiţii neindustriale

Materiale: 4 kg grasimi, 350 g lesie, 750 ml apă, 500 ml suc de lămîie, 7,5 ml aromatizanţi

(mirodenii, ierburi uscate) – opţional.

1. Daca folosim o grăsime pură cum ar fi uleiul de nucă de cocos sau de masline se poate de

trecut la pasul 5. Uleiul de nucă de cocos produce un sapun fin care face spumă repede. Uleiul de

masline şi de alte vegetale produce un săpun fin care nu este complet tare.

2. Taiaţi grăsimea în bucăţi şi puneţi-le într-un vas mare, încalzindu-le la foc mic pîna se

topeşte.

3. Încalzim pîna la punctul de fierbere al apei. Adaugăm apa egală cu volumul grasimii.

Fierbem amestecul. Acoperim şi stingem focul. Lasăm grăsimea în vas o noapte.

4. Scoatem grăsimea din vas.

5. Masurăm 2,75 kg. Tăiem sub forma unor cuburi şi punem grăsimea la foc într-un vas mare,

adăugînd treptat şi lesia.

6. Asezşm vasul într-o zonă ventilată.

Optional: Putem adăuga uleiuri, ierburi uscate sau mirodenii pentru un miros special.

Precauţii: Pentru a evita incidentele neplăcute: folosim mănuşi; lingură de lemn; vase care nu

sunt făcute din metal; depozităm săpunul într-o zonă ventilată. [9]

c. Obţinerea în condiţii industriale

În industrie, săpunul se obţine prin încălzirea grăsimii cu vapori de apă la 100 0C, introduşi

direct în grăsime. Apoi se adaugă treptat soluţie de hidroxid de sodiu.

Săpunul rezultat este separat de apa care conţine glicerină, prin adăugarea de sare (NaCl).

În soluţia concentrată de clorură de sodiu, săpunul este insolubil şi se separă la suprafaţă, iar

la fund rămâne un reziduu care conţine glicerină.

Pentru a da săpunurilor o consistenţă mai bună, se adaugă în masa de săpun, încă lichidă,

diferite materiale de umplutură ca: talc, colofoniu, etc.

Pentru întrebuinţări speciale se fabrică săpunuri cu anumite adaosuri, substanţe colorate,

parfumuri etc.

16

d. Utilaje pentru obţinerea săpunurilor

Schema de fabricare a unui detergent din benzine de cracare.

17

Fig. 2: Aparat cu plăci pentru răcirea săpunului:

A – cazan cu presiune (manta dublă); Q – ventil încălzit; N – conductă pentru distribuţia apei;

B – gură de încărcare; F – aparat de răcire cu plăci; P – preaplin;

C – agitatori; G – cadru; P1 – jgheab pentru scurgerea apei;

D – compresori (2 – 3 atm); H – placă de presare mobilă; S – manivelă pentru strîngerea plăcilor;

R – ventil; J – plăci de răcire; T – sistem de desfacere a plăcilor.

E – conductă dublă (încălzită); K – rame;

18

Fig. 3: MALAXOR

19

Fig.4: Aparat cu 10 valţuri

20

Fig.5: Piloteză:

A – melc; B1 – pîlnie; a – placă găurită; I – capac de formă conică, încălzit (manta dublă); I1 – gură de ieşire a săpunului format; E – şurub; F – roată în melc; A1 – cămaşa presei; B – cadrul aparatului; c – şuruburi; J, H, M, L – mecanism de acţionare a melcului.

21

e. Comparaţie între diverse procese de obţinere a săpunului

Saponificarea directă a grăsimilor este bine cunoscută, are avantajele unui echipament simplu

şi al unor costuri de operare mici. Dezavantajele metodei sunt date de randament scăzut de

recuperare a glicerinei, necesitatea materii prime de calitate pentru obţinerea unui săpun bun,

flexibilitate scăzuta la variaţii ale materiei prime.

Procesul de hidroliză/neutralizare este mult mai flexibil faţă de utilizarea diverselor materii

prime, permite hidrogenarea parţială a acizilor graşi şi obţinerea de formulări complexe de

săpunuri.

Totuşi acest proces necesită echipament specializat (coloana de hidroliză, sisteme de hidrogenare

şi neutralizare) şi are consumuri energetice mult mai mari.

Materia primă pentru procedeul prezentat este etilena şi oxigenul. Etilena trebuie să aibă un

conţinut de monoxid de carbon, sulf şi acetilenă suficient de scăzut pentru a putea fi compatibilă

cu acest procedeu. Ea poate conţine metan care nu deranjează procesul. De cost ridicat totuşi

oxigenul este preferat aerului deoarece utilizarea lui evită pierderile de etilenă prin antrenarea cu

azot la nivelul gazelor de purja. Drept catalizator se utilizează argintul depus pe suport cu

adaosuri de promotori care sunt pe baza de oxizi ai metalelor alcaline şi alcalino-pămîntoase.

Reactorul de oxidare, de tip tubular cu catalizatorul plasat în tevi, este operat în urmatoarele

condiţii: temperatura 200-3000C, presiune între 10-30 bari, timpul de contact cu catalizatorul

între 1-4 secunde.

Selectivitatea oxidării etenei la etilen-oxid depinde de condiţiile de lucru şi în special de

temperatura de reacţie. Astfel, selectivitatea creşte cu scăderea temperaturii, dar există totuşi un

domeniu optim de temperatură determinat de consideraţii economice.

Datorită reacţiilor succesive de oxidare a produsului principal în produşi de oxidare completă,

selectivitatea scade cu creşterea conversiei hidrocarburii. De aceea, pentru obţinerea unei

conversii generale mai ridicate, procesul se realizeaza la conversii mici.

Separarea oxidului de etilenă format de etena nereacţionată se face prin absorbirea în apă,

într-o coloană cu umplutură. Pentru a uşura dizolvarea etilenei în apă coloana lucrează sub

presiune. Etena nereacţionată se recirculă.

Oxidul de etilenă se separă din soluţia apoasă cu ajutorul unei coloane de desorbţie. Apa

separată se recirculă la adsorbtie. Purificarea oxidului de etilenă se realizeaza prin distilare

utilizînd o coloană cu talere.

22

1.5 Clasificarea săpunurilor

a. După consistenţă:

1. Săpunuri tari

2. Săpunuri de praf

3. Săpunuri moi şi săpunuri lichide

1. Săpunurile tari

Săpunurile tari se obţin prin saponificarea grăsimilor cu hidroxizi alcalini

Săpunurile de miez. În această categorie intră săpunurile obţinute din soluţie apoasă prin

pricipitare cu electroliţi. Această operatie se mai numeşte şi salifiere şi constă în adăugare de

clorură de sodiu cristalizată sau de soluţie apoasă saturată.

Săpunurile de miez conţin cel putin 60% acizi graşi. Se fabrică prin mai multe procedee, în

funcţie de materiile prime întrebuinţate pentru saponificare. Ca indicatie generală pentru

obţinerea unui săpun de miez se descrie una din cele mai vechi şi mai cunoscute metode de

lucru:

Se topeşte grăsimea sau amestecul de grăsimi într-un cazan de otel împreuna cu circa ¼ apă

faţă de greutatea grăsimii. Continuînd încălzirea se adaugă cîte putin solutie diluată de hidroxid

de sodiu de circa 35* Be pîna la formarea unei mase omogene. Apoi se adaugă treptat o soluţie

de hidroxid de sodiu mai concentrata de circa 45*Be şi se fierbe pana la formarea unei mase

transparente care se scurge uniform de pe lopata cu care se amesteca. Sfîrşitul procesului de

fierbere se recunoaste prin controlarea reactiei săpunului faţă de fenolftaleină.

2. Săpunurile praf

Săpunurile praf sunt utilizate mai ales la spălarea rufăriei fine. Ele se prepară din săpunuri de

miez care se transformă în tăieţei, se usucă şi se macină într-o moară specială.

De multe ori săpunurile praf se amestecă cu alte ingrediente, în scopul ameliorări calităţii lor.

De exemplu, ele conţin substanţe chimice de albire produse sintetice cu putere mare de spumare.

3. Săpunuri moi şi săpunuri lichide

Săpunurile moi numite şi săpunuri pastă sunt în general săpunuri de potasiu obţinute din

grăsimi cu un conţinut mare de acizi nesaturaţi. Ele se fabrică în general din acizi graşi şi din

carbonat de potasiu avînd un conţinut de acizi graşi de circa 40%.

23

Pentru fabricarea săpunurilor moi se prepară mai întîi un săpun cu un conţinut de acizi graşi

de 45-46% numit „săpun de bază” acest săpun este redus apoi pînă la un conţinut de acizi graşi

de 38-40%.

Săpunurile lichide se prepară din săpunuri moi prin diluare cu apă (de preferinţă bine

distilată). [10]

b. În dependenţă de utilizare:

1. Săpunuri de toaletă şi de ras

2. Săpunuri medicinale

3. Săpunuri industriale

1. Săpunuri de toaletă şi de ras

Prin săpunuri de toaletă se întelege săpunuri folosite la spălarea şi la îngrijirea pielii. Ele pot fi

solide, lichide şi în stare de pastă. Săpunurile de toaletă trebuie să fie cît mai neutre, pentru a nu

fi iritante.Astfel, trebuie fabricate din grasimi purificate şi în orice caz supergresate cu lanolină,

derivaţi ai lanolinei, colesterină sau cremă, în cazul folosirii lor pentru tenurile uscate sau

sensibile.

Pentru fabricarea lor se folosesc numai grăsimi de calitate superioară. Aceste săpunuri sunt în

general colorate şi parfumate, ele se fabrică din săpunuri de „bază”. Se admit maxim 0,1% alcalii

libere şi 0,3% sare.

Prelucrarea săpunului de baza. Prima operaţie este uscarea, pentru aceasta săpunul trebuie

tăiat în tăieţei cu ajutorul unor maşini speciale numite „raboteze”. Tăieţeii se pun în uscătoare şi

se ţine pînă cînd săpunul ajuge la un conţinut de acizi graşii de circa 80%. Dupa uscare tăieţeii se

amestecă în malaxoare cu parfum şi cu colorant (fig.3)

Săpunurile de ras se prepară, de obicei, din sterina din ulei de cocos şi din glicerină.

Saponificarea se face cu un amestec de soluţie de hidroxid de sodiu şi de potasiu. La fabricarea

acestor săpunuri se acordă atentie alcalinităţii libere, care nu trebuie să depăşească 0.06%.

2. Săpunurile medicinale

Săpunurile medicinale se fabrică în formă de bucăţi, de pastă, de praf şi în stare lichidă. Ele au

incorporate anumite substanţe chimice cu acţiune dezinfectantă care nu suferă modificări

calitative în amestec cu săpunul. Substanţele chimice folosite în mod curent sunt: sulful,

formaldehida, acidul salicilic, camforul, fenolii. Executarea analizei se face după STAS 194-49.

24

Principalele indicaţii pentru săpunurile medicinale sunt:

- săpunul de sulf – este recomandat în seboreea pielii, contra acneei, precum şi împotriva

mătreţei grase a pielii capului. În recetă se utilizează sulf precipitat în proporţie de 10%;

- săpunul gudron-sulf – conţine 5% gudron şi 10% sulf. Este indicat pentru îngrijirea pielii

grase, combaterea mătreţei grase a pielii, ca şi boli parazitare (diferite ciuperci);

- săpunul ichtiol – conţine 3% inchtiosulfonat de amoniu.Este recomandat pentru combaterea

diferitelor inflamaţii ale pielii, cosuri, acnee etc.;

- sapunul borax – se recomanadă în general persoanelor cu pielea sensibilă.

Substanţele active respective se introduc în săpunul medicinal în momentul malaxării tăieţeilor,

incorporarea perfectă efectuîndu-se în continuare prin vălţuirea acestora.

Avînd în vedere scopul şi condiţiile în care se folosesc săpunurile medicinale, este recomandat ca

aceastea să nu fie parfumate şi nici colorate. [11]

3. Săpunurile industriale

Afara de săpunurile moi despre care s-a tratat mai înaite, se mai folosesc în diferite industrii,

în special în cea textilă, diferite tipuri de săpunuri. Dintre acestea fac parte numai „sapunurile cu

dizolvanţi”, care au o acţiune de curăţire mai bună datorită capacităţii lor de a dizolva grăsimile

şi uleiurile minerale aflate pe fibrele textile.

Dizolvanţii folosiţi în mod curent sunt: tetraclorura de carbon, tricloroetilena, benzina,

acetona. Se introduc, de obicei, în timpul preparării săpunurilor, în proportie de10-50%. [10]

c. După solubilitatea în apă:

1. săpunuri solubile

săpunurile de sodiu şi potasiu;

2. săpunuri insolubile

săpunuri de aluminiu, mangan, calciu, bariu, etc.

25

1.6 Adaosuri în săpun

a. Coloranţii

Substanţele colorate, folosite la colorarea săpunului de toaletă, pot fi foarte diferite.

Principalele condiţii cărora trebuie să corespundă: să fie rezistente, să se amestece bine cu

săpunul şi să nu aibă efect negativ asupra pielii.

Aceste substanţe pot fi împărţite în două grupe:

dizolvabile;

nedizolvabile.

Cele dizolvabile sînt mai des folosite deoarece nu rămîne precipitat sub formă de pulbere, cît

şi se dispersează mai uşor în săpun decît cele nedizolvabile.

Coloranţii nedizolvabili se folosesc sub formă de paf, care se presoară pe pilitura, aflată în

cutia instalaţiei de mărunţit. Apoi pe stratul de pilitură se presoară alt strat, pe care de asemenea

se presoară colorant ş.a.m.d. Cînd tot săpunul este pregătit astfel, pilitura se amestecă şi se trece

prin instalaţia de mestecat pentru a obţine un amestec omogen colorat.

Săpunul poate fi colorat prin două metode diferite. Prima metodă – atunci cînd în masa

fierbinte de săpun se adaugă soluţie apoasă de substanţe colorante, la amestecare continue.

Această metodă de colorare poat fi folosite si substanţele colorante care se dizolvă în grăsimi,

care se amestecă în ulei. Toate substanţele colorante nu trebuie să fie supuse acţiunii acizilor

Pentru a doua metodă de colorare săpunul se taie în bucăţi mici şi se prelucrează la instalaţia de

mestecat împreună cu coloranţii reali sau acizi dizolvabili în apă sau în ulei. Această metodă

permite folosirea lacurilor colorate răşinoase insolubile. [12]

26

Culoarea

dorită

Pentru săpunuri

transparente

Pentru săpunuri

netransparente

Culoarea roşie alcanină, fucsină, eozină cinabru, miniu

Culoarea galbenă extract de curcuma şi acid picric colorant cromic galben

Culoarea orange se obţine la amestecarea substanţelor colorante roşii şi galbene

Culoarea verdeAnilină verde sau amestec de

indigo-carmin şi acid picriccolorant cromic verde

Culoarea violetă este obţinută din metilviolet sau la amestecarea vopselei roşii cu indigo-

carmin

Culoarea cafenie – din colorant cafeniu deschis sau întunecat de anilină sau zahăr ars

Tabelul de mai jos indică ce compuşi sînt folosiţi ca coloranţi şi culorile lor respective.

1.7 Impactul săpunului (detergenţilor) asupra mediului

27

În cadrul industriei chimice, industria de detergenţi a fost totdeauna o industrie competitivă,

cu o mare deschidere pentru inovaţie şi spre creşterea economică. În ultimul secol a fost, si va

continua să fie, un factor cheie pentru progresul societăţii. Aceasta este industria responsabilă

pentru creşterea nivelului de igienă al oamenilor şi a spaţiilor locuite de oameni – locuinţe,

birouri, spaţii de producţie şi în acelaşi timp pentru reducerea timpului şi efortului necesar înde-

plinirii acestui scop. Consumul crescînd de detergenţi a contribuit la mărirea concentraţiilor

acestora în reteaua de canalizare a oraşelor şi implicit la impurificarea apelor de suprafaţă.

Efectele negative pe care pot să le manifeste concentraţiile crescute de detergenţi în apa uzată

orăsenească şi ulterior prin intermediul reţelei de canalizare în apa râurilor şi lacurilor, sunt în

general datorate proprietăţilor superficial-active ale detergenţilor – caracteristică a agenţilor de

suprafaţă din compoziţia detergenţilor, indiferent de clasa din care fac parte. Din acest motiv

reglementările europene, apărute în ultimii 10 ani, au avut drept scop limitarea utilizării agenţilor

de suprafaţă cu biodegradabilitate redusă şi evaluarea compatibilităţii acestora cu mediul

înconjurător pe termen lung, luînd în considerare rata crescută a toxicităţii acvatice a deter-

genţilor, mai precis a agenţilor de suprafaţă din produsele formulate. Din aceasta cauză, oficialii

europeni au încercat deja să reducă impactul negativ al acestora prin promovarea unor compoziţii

care să nu aducă mari pagube mediului. Astfel, cinci directive diferite ale UE impun utilizarea în

compunerea detergenţilor a unor elemente cît mai biodegradabile.

La 8 octombrie 2005 reglementarile citate mai sus au fost înlocuite de un Regulament UE ce

aduce pe lîngă simplificarea cadrului normativ şi metode de testare mai dure privind bio-

degrabilitatea agenţilor de suprafaţă din detergenţi. [13]

Articolul 16 din Regulamentul (CE) nr. 648/2004 privind detergenţii prevede că „până la 8

aprilie 2007, Comisia procedează la evaluare şi prezintă un raport cu privire la aceasta şi, după

caz, prezintă o propunere legislativă privind utilizarea fosfaţilor în vederea unei retrageri

treptate sau a unei restricţii care se impune la aplicaţiile specifice.” [14]

Pe langa noile metode de testare, noua legislaţie va impune şi schimbarea modului de etiche-

tare a detergenţiilor, astfel încît consumatorul să poata fi informat mai bine referitor la posibilele

componente alergenice.

Cele mai importante reglementări legislative la care sunt supuşi detergenţii şi produsele de

curăţare, atît la nivel european, cît şi în tara noastră, sunt Legea etichetării şi Legea referitoare la

stabilirea gradului minim de biodegradabilitate al agenţilor de suprafaţă continuţi în detergenţi,

produse de întreţinere şi produse de curăţenie. La acest moment, la nivel national, au fost

rezolvate problemele privind controlul şi monitorizarea concentraţiilor de agenţi de suprafaţă

anionici şi neionici, pentru care există metode standard armonizate la normativele internaţionale

28

şi europene, atît pentru determinarea chimică cantitativă a acestora din apă, cît şi pentru

evaluarea biodegradabilităţii lor (prin aprobarea şi publicarea standardului român SR 9888:

2001, aliniat la normativele legislative ale Uniunii Europene 73/405/EEC şi 82/242/EEC).

Reieşind din aceste considerente, în condiţiile economico-ecologice şi sociale actuale se

conturează necesitatea elaborării a noi tehnologii de producere şi noi săpunuri: mai ieftine,

ecologic inofensive şi accesibile. Astfel utilizarea STA naturale, ca de exemplu saponinele

vegetale, va reprezenta o etapă hotărîtoare la rezolvarea acestei probleme globale. [13]

1.8 Saponinele vegetale – substanţe naturale neutre şi tensio - active

Prima dată saponinele au fost extrase în anul 1804 din rădăcina Istodului canadian sub

denumirea de „substanţe spumante”.

Saponinele naturale posedă însuşiri tensio – active deosebite. Proprietatea excepţională a

acestor substanţe era în deplină măsură folosită în producerea detergenţilor, însă din cauza

cantităţilor mici în resursele naturale această utilizare nu a fost extinsă.

Actualmente pot fi găsite surse care ar putea aproviziona industria preparatelor de spălare cu o

cantitate relativ mare de saponine pentru cazuri mai speciale.

Saponinele sunt glicozide vegetale şi animale ce formează în apă soluţii coloidale care la

agitare puternică fac spumă stabilă (asemănătoare detergenţilor).

Sunt larg răspîndite în plante şi mai puţin în organismul animalelor. De exemplu saponine

conţin: castravetele de mare, lipitoarele si produsele de origine animalieră: venin de albine şi

şerpi.

Plantele ce conţin saponine se întîlnesc în multe familii. Din date literare aproximativ 900

tipuri de plante (aparţinînd la 90 de familii) a florei întregii lumi conţin saponine. Mai bogate în

saponine sînt reprezentanţii familiilor: garoafe, istode, apalii, etc. [15]

a). Caracteristica fizico-chimică a saponinelor

Saponinele reprezintă nişte compuşi macromoleculari din clasa glicozidelor vegetale. Din

numeroasele grupuri ale glicozidelor: fenoglicozide, antracenglicozide, glicozide diterpenale,

alcaloidale, cianogene, tioglicozide şi multe altele, numai două grupuri posedă proprietăţi

saponinice: glicozidele triterpenoide şi glicozidele steroidale.

Din punct de vedere fizic, sunt substanţe incolore sau de culoare galbenă, crestaline sau

amorfe, cu punctul de topire înalt. Se dizolvă bine în apă, foarte puţin se dizolvă în etanol rece şi

puţin în metanol. Nu se dizolvă în benzen, cloroform, eter .

29

O

CH2OHH

OH

OHH

H

H

H

O

CH2OH

HOH

OHH

H

H

H

H

H

H

HOH

OHOH

HCH2OH

O O

O

O

O

O

H

H

Tomatoin

O-B-D-Glic

O

O

CH2OHH

OH

OH

OHH

H

H

H

O

CH2OH

HOH

OHH

H

H

H

H

H

H

H

HOH

OH

H

OH

HCH2OH

O O

O

O

Tomatozidă

30

Saponinele triterpenice în calitate de aglicon mai des au combinări productive a terpenelor

pentaciclice din grupa B – amin. Ele se conţin în plantele a mai multor familii (specii): garoafe,

aralii, boboase, istoade etc.

Necătînd la răspîndirea largă a saponinelor triterpenice în natură şi folosirea de către om

chimic ele nu au fost studiate suficient.

La baza moleculei saponinelor steroidale stă nucleul spirostan.

O

O

CH3

HO

H3C

Saponinele steroidale nu posedă acţiune cardiotonică. Se întîlnesc în plante din categoria

speciilor amaralisove, doscoreine, noricinice. [16,17]

1.9 Analiza metodelor şi metodicii de obţinere a saponinelor

naturale

Deci pentru obţinerea saponinelor naturale poate fi folosită drept materie primă seminţele de

roşii. Glicozidul furastanol (tomatozid), ce se obţine din seminţe, nu posedă capacităţi puternic

active de suprafaţă necătînd la faptul că se dizolvă bine în apă. Dar în urma unor transformări din

tomatozid obţinem o substanţă cu proprietăţi mai pronunţate – glicozid spirostanol (tomatonin).

Această transformare decurge prin următoarele căi:

- transformarea sub acţiunea fermenţilor endogeni;

- obţinerea glicozidului furastanol curat din materie naturală şi transformarea lui

fermentativă în glicozid spirostanol cu ajutorul fermentului β – glicozid în soluţie

apoasă;

- transformarea glicozidului furastanol în spirostanol prin metoda prelucrării cu H2SO4 la

încălzire pînă la 60 – 70 0C.

Din căile menţionate a fost selectată metoda fermentativă. [17]

31

II. DATE EXPERIMENTALE

a). Prepararea glicozidului furastanolic

Am mărunţit 200 g de seminţe de roşii, după care am efectuat procesul de extragere de 3 ori

cu alcool etilic de 70%, cîte 0,5 l la baie la temperatura de 70 – 75 0C timp de 2 ore. Din

extrasele obţinute prin metoda vaacuum – rotor se evaporează etanolul. Restul de apă ce a rămas

( 450 ml) este înlocuită de h-butanol prin extragere de 3 ori cîte 100 ml de fiecare dată. Obţinem

360 ml de extract cu butanol. Acesta la rîndul lui l – am dizolvat în 0,5 l apă, la care s –a mai

adăugat 200 ml acetonă prin amestecare lentă. S – a format un sediment alb, care se lasă timp de

2 – 3 ore apoi se filtrează. Precipitatul filtrat se dizolvă în 100 ml amestec apă – butanol în raport

1:1 şi se incălzeşte pînă la uscare. Obţinem 8,5 g praf hidroscopic de culoere alb – gălbuie.

Pentru curăţirea ulterioară, sedimentul obţinut a fost supus gelfiltraţiei prin coloana cu

sufadex (înălţimea coloanei = 35 cm, iar diametrul = 2,5).

Soluţia cu butanol se incălzeşte pînă la sec. Obţinem 3,5 g substanţă bogată în tomatozide.

b). Reacţii calitative la saponine

Pentru reacţiile calitative la saponine am pregătit tinctură conform raportului 1:10. Pentru

aceasta este necesar ca la 3,5 g tomatozid obţinut de adăugat 50 ml apă şi încălzim la baie de apă

timp de 10 min. După răcire tinctura se filtrează şi se foloseşte la efectuarea reacţiilor:

reacţia la formarea spumei:

În 2 eprubete separate am turnat cîte 5 ml de HCl (0,1N) şi 5 ml NaOH (0,1N). Apoi în fiecare

eprubetă am adăugat cîte 5 pic. de tinctură şi agităm energic. Se formează o spumă constantă.

reacţia cu acetat de plumb:

La 2 ml de tinctură adăugăm 5 picături soluţie de acetat de plumb. Se formează un sediment.

reacţia Lafona

La 2 ml tinctură adăugăm 1 ml alcool etilic, o picătură soluţie sulfurică acidă de Fe de 10%. Se

formează un precipitat albastru – verzui.

III. Concluzie

32

1. Din sursele examinate s-a constatat că săpunurile au o diversitate mare după compo-

ziţie şi destinaţie, şi majoritatea din ele au un anumit impact negativ asupra mediului şi

stării fiziologice a omului.

2. Tehnologiile, utilajul şi tehnicile de producere a săpunurilor sunt diverse, de la cele

mai simple neindustriale pînă la tehnologii sofisticate industriale.

3. În condiţiile economico-ecologice şi sociale actuale se conturează necesitatea elabo-

rării a noi tehnologii de producere şi noi săpunuri: mai ieftine, ecologic inofensive şi

accesibile.

4. Pentru ameliorarea calităţilor săpunului componenta tensio-activă poate fi substituită

cu STA (substanţe tensio-active) vegetale cum ar fi saponinele triterpenice şi

steroidice.

5. În RM drept surse de obţinere a STA saponinice pot fi utilizate reziduurile seminţelor

de legume (roşii, ardei) ale industriei de conserve.

6. Saponinele din seminţe de roşii pot fi obţinute printr-o schemă-bloc simplă:

degresarea cu CHCl3

extagerea cu alcool etilic a SBA (substanţe biologic active) îmbogăţite cu

saponine

purificarea extractului

controlul conţinutului de saponine în proba obţinută.

33

IV. BIBLIOGRAFIE

[1] Enciclopedia „Encarta”.

[2] Florescu. S, Leca M, „Detergenţi şi detergenta”, Editura Academiei Române, Bucureşti 2003,

pag. 165-168.

[3] Costin D. Nenitescu „Chimia organică”, Vol.1.

[4] Ministerul industriei chimice „Elemente de tehnologie chimică organică”, Editura Tehnică,

Bucureşti 1954, pag. 425-432

[5] Dan I, Lupu A, Geana F, Drimus I, Petrescu C, Tîrnovan A „Tehnologia fabricării şi

prelucrării produselor specifice Industriei chimice organice şi petrochimice”, Editura didactică şi

Pedagogică, Bucureşti 1991, pag. 369-370

[6] «Физикохимия моющева деиствия», под ред. Ребиндера П. А., Москва:

Пищепромиздат 1935г., стр. 162;

[7] Волков В. А. «Поверхностно – активные вещества в моющих средствах и усилителях

химической чистки», Москва: Легпромиздат 1985г., стр. 201;

[8.]Viorica Gladchi, Gheorghe Duca “Lucrări practice la tehnologia chimiă organică”, pag.70-80

[9] V. Anestiadi “Enciclopedia medicinală populară”, Chişinău 1984;

[10] www. Wikipedia. org

[11] „Medicina pentru familie” Editura Medicală, Bucureşti

[12] http://techno.x51.ru

[13] INSTITUTUL ROMÂN DE CERCETARE – DEZVOLTARE PENTRU ECOLOGIE

INDUSTRIALĂ – ECOIND „Proiectul numarul 156 din lista proiectelor finanţate la CEEX

modulul IV competiţia iunie 2005 ”

[14] Regulamentul (CE) Nr. 648/2004 al Parlamentului European şi al Consiliului privind

detergenţii, JO L 104, 8.4.2004, p.1.

[15] Nistreanu A. «Farmacognozie», Chişinău 2008;

[16] Кинтя П. К. «Стероидные гликозиды ряда спиростана» Академия наук МССР,

Кишинев 1987г

[17] Кинтя П. К. «Строение и биологическая активности стероидные гликозиды ряда

спиростана и форостана», Академия наук МССР, Кишинев 1987г

34