Detergente para ropa

Antecedentes

Los primeros jabones se fabricaron en la antigüedad a través de una variedad de métodos, más comúnmente hirviendo grasas y cenizas. Los arqueólogos que excavaron sitios en la antigua Babilonia han encontrado evidencia que indica que tales jabones se usaron desde 2800 a. C. En el siglo II d.C., los romanos fabricaban jabón con regularidad, que probablemente habían comenzado a producir incluso antes.

En Europa, el uso de jabón disminuyó durante la Edad Media. Sin embargo, en el siglo XV, su uso y fabricación se había reanudado, y un jabón a base de aceite de oliva producido en Castilla, España, se vendía en muchas partes del mundo conocido. El jabón de Castilla, que todavía está disponible en la actualidad, ha conservado su reputación como producto de alta calidad.

Durante el período colonial y el siglo XVIII, los estadounidenses fabricaban su propio jabón en casa, donde la mayoría continuó produciéndolo hasta que la fabricación de jabón se alejó de los hogares individuales para convertirse en una industria durante la década de 1930. El primer detergente, o jabón artificial, se produjo en Alemania durante la Primera Guerra Mundial. En 1946, apareció el primer detergente construido, que comprendía un tensioactivo (un agente de acción superficial o jabón) y un constructor (una sustancia química que mejora el rendimiento del tensioactivo y hace que el proceso de lavado sea más eficaz de otras formas). Impulsado por la prosperidad económica y el desarrollo de lavadoras relativamente económicas a raíz de la Segunda Guerra Mundial, las ventas de detergentes se dispararon; en 1953, habían superado las ventas de jabón en los Estados Unidos.

Materias primas

Aunque la gente comúnmente se refiere al detergente para ropa como "jabón", en realidad es una combinación sintética que funciona de manera muy similar al jabón, con ciertas mejoras importantes. El jabón limpia porque cada molécula de jabón consta de una cadena de hidrocarburo y un grupo carboxílico (ácidos grasos) que realizan dos funciones importantes. El extremo carboxilato de la molécula de jabón es hidrófilo, lo que significa que es atraído por el agua, mientras que el extremo hidrocarbonado de la molécula es hidrófobo (repelido por el agua) y atraído por el aceite y la grasa en la suciedad. Mientras que el extremo hidrófobo de una molécula de jabón se adhiere a la suciedad, el extremo hidrófilo se adhiere al agua. La suciedad adherida al extremo carboxilato de la molécula se arrastra químicamente fuera de la ropa que se limpia y entra en el agua de lavado. Agitar y enjuagar adecuadamente la ropa favorece el proceso de limpieza.

La mayor dificultad de usar jabón para lavar la ropa se manifiesta cuando se usa en agua dura, agua rica en minerales naturales como calcio, magnesio, hierro y manganeso. Cuando estos productos químicos reaccionan con el jabón, forman una cuajada insoluble llamada precipitado . Difícil de enjuagar, el precipitado deja depósitos visibles en la ropa y hace que la tela se sienta rígida. Incluso el agua que no es especialmente dura eventualmente producirá precipitados durante un período de tiempo.

Mientras que los hidrocarburos usados ​​en el jabón generalmente provienen de plantas o animales, los usados ​​en detergente pueden derivarse del petróleo crudo. La adición de ácido sulfúrico al hidrocarburo procesado produce una molécula similar a los ácidos grasos del jabón. La adición de un álcali a la mezcla crea una molécula de tensioactivo. En el método de licuadora para hacer detergente en polvo para ropa, los ingredientes (surfactante, mejoradores, agentes antirredeposición y perfumes) simplemente se mezclan en un mezclador, se liberan en una cinta transportadora y se empaquetan en consecuencia. Este método es el preferido por las empresas más pequeñas. que no se unirá a los minerales del agua dura, evitando así la acumulación de precipitados.

Además de un surfactante, el detergente moderno contiene varios otros ingredientes. Entre los más importantes se encuentran los adyuvantes, productos químicos que sirven para varios propósitos. Lo más importante es que aumentan la eficacia del tensioactivo. También secuestran minerales en agua dura, lo que significa que los mantienen en solución, evitando que se precipiten. Además, los constructores pueden emulsionar el aceite y la grasa en pequeños glóbulos que se pueden lavar. Algunos, como el silicato de sodio, inhiben la corrosión y ayudan a asegurar que el detergente no dañe una lavadora. Otros adyuvantes contribuyen al equilibrio químico del agua de lavado, asegurándose de que conduzca a un lavado eficaz.

Los detergentes modernos tienen varios otros ingredientes, incluidos los agentes anti-redeposición, productos químicos que ayudan a evitar que la suciedad se asiente sobre la ropa lavada. Los agentes blanqueadores fluorescentes también son comunes. Al convertir la luz ultravioleta invisible en luz azul visible, estos ayudan a mantener el brillo o la blancura. Los blanqueadores oxigenados como el perborato de sodio mejoran la detergencia de la mezcla, especialmente en productos bajos en fosfato o sin fosfato, además de ayudar a eliminar algunos tipos de manchas. Los auxiliares de procesamiento, como el sulfato de sodio, también se utilizan para prevenir el apelmazamiento y estandarizar la densidad del producto.

Las enzimas y los perfumes también se encuentran en los detergentes comerciales. Las enzimas (un tipo de proteína) descomponen algunas manchas para facilitar su eliminación y son un ingrediente esencial en varios productos de remojo que se usan para tratar la ropa muy sucia antes del lavado. Los perfumes o fragancias cubren el olor de la suciedad y cualquier olor químico del propio detergente. Los agentes de control de la espuma también tienen un papel en los detergentes; demasiada espuma puede causar problemas mecánicos en una lavadora.

El
proceso de fabricación

Aunque hay tres formas de fabricar detergente para ropa en seco, solo dos se usan comúnmente en la actualidad. En el proceso de licuadora que prefieren las empresas más pequeñas, los ingredientes se mezclan en cubas grandes antes de ser empaquetados. Las máquinas utilizadas son muy grandes:una licuadora común tiene capacidad para 4,000 libras (1,816 kilogramos) de material mezclado, pero las licuadoras pueden acomodar cargas que van desde 500 a 10,000 libras (227 a 4,540 kilogramos). Según los estándares de la industria, estos son lotes pequeños para los que el proceso de licuadora es ideal. Si bien puede ocurrir algo de sedimentación, el detergente resultante es de alta calidad y puede competir con los detergentes fabricados mediante otros procesos. El segundo método de producción comúnmente utilizado se llama proceso de aglomeración. A diferencia del proceso de la licuadora, es continuo, lo que lo convierte en la elección de los grandes fabricantes de detergentes. El proceso de aglomeración puede producir entre 15.000 y 50.000 libras (6.800 y 22.700 kilogramos) de detergente por hora. En el tercer método, los ingredientes secos se mezclan en agua antes de secarlos con aire caliente. Aunque el producto resultante es de alta calidad, los costos de combustible y los problemas de ingeniería asociados con la ventilación, el recalentamiento y la reutilización del aire han llevado a que este método sea reemplazado en gran medida por la aglomeración.

El proceso de la licuadora

• 1 Primero, los ingredientes se cargan en una de dos máquinas:una licuadora giratoria o una licuadora de cinta. La batidora giratoria, con forma de caja rectangular, se gira y agita desde el exterior mediante una máquina, mientras que la batidora de cinta es un cilindro provisto de cuchillas para raspar y mezclar los ingredientes. Después de mezclar los ingredientes dentro de la licuadora, se abre una puerta en el fondo del recipiente. Con la licuadora todavía agitando los ingredientes, se deja que la mezcla se escurra sobre una cinta transportadora u otro dispositivo de canalización. Luego, la cinta mueve el detergente a otra área de la fábrica donde se puede dejar caer en cajas o cartones para entregarlo a mayoristas o distribuidores.

El proceso de aglomeración

• 2 En este método, los ingredientes secos para un detergente se introducen primero en una máquina grande conocida como aglomerador Shuggi (Shuggi es el fabricante). Dentro del aglomerador, cuchillas afiladas y giratorias mezclan el material hasta obtener una consistencia fina; el proceso se asemeja a la textura de los alimentos dentro de un procesador de alimentos.
• 3 Una vez mezclados los ingredientes secos, se rocían los ingredientes líquidos sobre la mezcla seca a través de boquillas instaladas en las paredes del aglomerador. La mezcla continúa, provocando que se produzca una reacción exotérmica (que produce calor). La mezcla resultante es un líquido viscoso caliente similar a la gelatina que no se ha endurecido.
• 4 A continuación, se deja que el líquido salga del aglomerador. Cuando sale de la máquina, se acumula en una cinta de secado donde su propio calor, la exposición al aire y los sopladores de aire caliente la hacen friable, fácil de triturar o desmenuzar. Luego, el detergente recién hecho se pulveriza y se empuja a través de tamices de tamaño que aseguran que no salgan al mercado grandes grumos de producto sin mezclar. El resultado de este proceso es un detergente seco compuesto por gránulos del detergente mezclado.

El método de la lechada

• 5 En este proceso, los ingredientes se disuelven en agua para crear una suspensión. Con una bomba, la lechada se sopla a través de boquillas dentro de la parte superior de un recipiente en forma de cono mientras el aire caliente y seco se introduce simultáneamente en la parte inferior del cono. A medida que la lechada se seca, "gotas" de detergente seco caen al fondo del cono, donde se pueden recolectar para empaquetar.

Detergente líquido

• 6 Si el detergente debe ser líquido en lugar de polvo, simplemente se vuelve a mezclar, después de mezclar todos los ingredientes, con una solución que consiste en agua y varios químicos conocidos como solubilizantes. Los solubilizadores ayudan a que el agua y el detergente se mezclen de manera más completa y uniforme.

Control de calidad

Los fabricantes controlan constantemente la calidad de sus detergentes y utilizan los mismos métodos de prueba para evaluar la eficacia de los nuevos productos. En un método, se ilumina una pieza de tela que se ha ensuciado y luego se lava con el detergente de prueba. El Para hacer detergente líquido, el polvo seco simplemente se vuelve a mezclar con una solución que consta de agua y productos químicos conocidos como "solubilizantes". Estos químicos ayudan a que el agua y el detergente se mezclen de manera más uniforme. La cantidad de luz reflejada, en comparación con la cantidad reflejada por una muestra del tejido original, es una medida de limpieza. Una tasa de reflexión del 98 por ciento se considera bastante buena e indica que el detergente se ha limpiado correctamente.

Otro método consiste en quemar en el laboratorio una pequeña cantidad de material que se ha ensuciado y luego lavado. El peso de las cenizas, más el peso de los resultados gaseosos de la quema, revelan cuánta suciedad quedó en la tela después del lavado. Un resultado mucho más alto que una muestra de prueba limpia indica que se retuvo una cantidad significativa de suciedad en la muestra lavada. Naturalmente, el objetivo es acercarse lo más posible al peso de una muestra de control limpia.

Subproductos

En los últimos años, la industria de los detergentes para ropa se ha enfrentado a dos desafíos medioambientales, y parece que ambos se han abordado con éxito. A los ambientalistas les preocupaba que los constructores de fosfato agregaran grandes cantidades de compuestos de fósforo a las vías fluviales del país. Actuando como fertilizante, el fósforo estimuló el crecimiento de algas, y estos cultivos de algas anormalmente grandes redujeron significativamente la cantidad de oxígeno disuelto en el agua. Esta disminución del oxígeno libre dañó a otras formas de vida marina, amenazando así con alterar los patrones ecológicos normales.

Este problema, y ​​la presión ambiental y la legislación que generó a fines de la década de 1960, llevaron a los fabricantes a desarrollar constructores efectivos que no contenían fosfatos. Hoy en día, los detergentes que se venden en muchos estados no contienen fosfatos. Si bien este ajuste no implicó un cambio en el proceso de fabricación, sí requirió un esfuerzo de investigación que tomó varios meses para idear una alternativa satisfactoria.

Un problema ambiental anterior fue el de la aparición de exceso de espuma de detergente en las vías fluviales del país. A principios de la década de 1950, cuando el uso doméstico de lavadoras y detergentes para ropa creció a un ritmo explosivo, hubo varios casos de grandes cantidades de espuma que aparecieron en ríos y arroyos, aunque es posible que el detergente no haya sido la única causa de la formación de espuma. Durante un período de cinco años, de 1951 a 1956, se encontró que un surfactante común, ABS (alquilbencenosulfonato), el ingrediente detergente que contribuía a la formación de espuma, era el responsable. La compleja estructura molecular del ABS no se biodegradó lo suficientemente rápido como para evitar la formación de espuma una vez que se descargó el agua de lavado. Un reemplazo probado no estuvo disponible de inmediato. Sin embargo, a partir de 1956, los fabricantes reemplazaron el ABS con LAS (alquilato sulfonato lineal), que se biodegrada rápidamente y, desde entonces, LAS ha sido el principal agente espumante en los detergentes.