LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, julio, 2024, Volumen V, Número 4 p 1395.
DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v5i4.2343
Producción de jabón líquido a base de aceite residual
recolectado de cafeterías de Ensenada B.C.
Production of liquid soap based on residual oil collected from coffee shops
in Ensenada B.C.
Lucila Márquez Pallares
lucila.mp@apizaco.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0003-2422-7800
Instituto Tecnológico de Apizaco
Tlaxcala – México
Carlos Alberto Gutiérrez Manuel
fisicocarlos@ite.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2737-8452
Instituto Tecnológico de Ensenada
Baja California – México
Josefina Campos García
josefinadelapaz@ite.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-6345-2125
Instituto Tecnológico de Ensenada
Baja California – México
María Lucía Romero Ocampo
mromero@ite.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-5302-6210
Instituto Tecnológico de Ensenada
Baja California – México
Artículo recibido: 25 de junio de 2024. Aceptado para publicación: 10 de julio de 2024.
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.
Resumen
El aceite sucio producido en la cocción de alimentos es un residuo contaminante para el agua y el
suelo. En este trabajo se determinaron las características de un lote de aceite residual colectado en
diferentes cafeterías de la zona de Ensenada B.C. al que se le midió el índice de saponificación por un
método estandarizado (AOAC), con el que se realizó el proceso químico denominado saponificación
en caliente, generando una pasta, que fue diluida con agua destilada en una relación 1:3 (p/v),
obteniendo 60 litros de jabón líquido para manos. El jabón se adiciona con aceite de romero y glicerina
para mejorar sus propiedades
Palabras clave: aceite sucio, jabón humectante, reciclado de aceite
Abstract
The dirty oil produced when cooking food is a polluting waste for water and soil. In this work, the
degradation characteristics of a batch of residual oil collected in different cafeterias in the Ensenada
B.C. area were determined. to which the saponification index was measured by a standardized method
(AOAC), with which the chemical process called hot saponification was carried out, generating a paste,
which was diluted with distilled water in a 1:3 (w/v), obtaining 60 liters of liquid hand soap. The soap
was added with rosemary oil and glycerin to improve its properties.
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ISSN en línea: 2789-3855, julio, 2024, Volumen V, Número 4 p 1396.
Keywords: dirty oil, moisturizing soap, oil recycling
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Cómo citar: Márquez Pallares, L., Gutiérrez Manuel, C. A., Campos García, J., & Romero Ocampo, M. L.
(2024). Producción de jabón líquido a base de aceite residual recolectado de cafeterías de Ensenada
B.C. LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades 5 (4), 1395 – 1403.
https://doi.org/10.56712/latam.v5i4.2343
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, julio, 2024, Volumen V, Número 4 p 1397.
INTRODUCCIÓN
Las grasas y aceites son sustancias hidrofóbicas, insolubles en agua, están compuestas de una
molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos, siendo denominadas comúnmente como
triglicéridos (Benjumea Hernández et. al., 2009). Los aceites vegetales son extraídos por diferentes
procesos físicos y son usados principalmente para el consumo mediante la elaboración de
subproductos (Algumedo Romaña, 2020). El uso de aceites vegetales a nivel poblacional se encuentra
en mayor proporción en hogares, restaurantes, instituciones, entre otros. Una gran parte se utilizan para
las frituras, que son de consumo popular, en este proceso, al aumentar la temperatura y adicionar un
alimento para su cocción, afecta las condiciones químicas del aceite, ya que se presentan un gran
número de reacciones que pueden dar como resultado la formación de compuestos tóxicos y nocivos
como polímeros, monómeros de ácidos grasos, estructuras trans y/o compuestos polares; esto sucede
en el rango de temperatura a la cual los alimentos son preparados (175-185°C), lo que limita la
reutilización del aceite y es necesario desecharlo. La mayoría de las personas lo arrojan por los
desagües, una vez en los ríos o en el mar el aceite altera la correlación de oxígeno y agua, daña los
ecosistemas acuáticos y pone en peligro múltiples especies de animales y plantas (Restrepo, 2012).
Los restaurantes de comida rápida en promedio desechan entre 70 L y 100 L de aceite cada 15 días
por establecimiento, las franquicias de McDonalds, Burger King, Carl’s Jr., KFC y Wings Army en su
conjunto suman más de 1,200 restaurantes en México (INEGI, 2014); con estos datos se estima un
promedio de más de 10,000 L de aceite sucio generados diariamente. Una alternativa para el
aprovechamiento de los aceites residuales es la conversión a biodisel, como lo hace la empresa
mexicana Biofuel que se dedica a la recolección y reciclaje de aceite vegetal desde el 2015 (Rosas
Barajas et. al., 2018) Sin embargo, en algunos estudios realizados principalmente en países como
Ecuador (N. Bombón y M. Albuja., 2014), Perú (A. Davis Fernández, et. al., 2020) y Colombia (M. Y. Arias
Rodríguez y D. M. Ibarra Mojica, 2018) demuestran que se puede obtener jabón a partir de aceites
residuales.
Una propiedad importante de los jabones, en comparación con los detergentes, es su
biodegradabilidad, durante la segunda guerra mundial, ante la necesidad de obtener jabones solubles
en agua de mar, se comenzó la fabricación de detergentes. Al aumentar la demanda, aparecieron
detergentes de muy bajo costo elaborados a partir de compuestos de petróleo: los
alquilbencensulfanatos (ABS). Tras más de una década de niveles muy altos de venta, empezó a
aparecer espuma en aguas residuales y, en algunas regiones, hasta en el agua potable, ya que los
microorganismos no degradan con facilidad las moléculas ramificadas del ABS (Regla I, et al., 2014).
Existen pocos estudios en México que buscan el reciclado del aceite residual por lo que el objetivo de
este trabajo fue determinar el estado de degradación de un lote de 20 litros de aceite residual colectado
en 5 cafeterías del municipio de Ensenada B. C y producir jabón líquido. Se determinó el índice de
saponificación que es la cantidad en miligramos de un álcali que se necesita para convertir un gramo
de determinado aceite o grasa en jabón y se utilizó el procedimiento de saponificación en caliente
(Wade Leroy, 2004) para el proceso de reciclado.
METODOLOGÍA
Se realizó la colecta del aceite generado en 5 cafeterías del municipio de Ensenada B.C y se almacenó
en un lugar fresco. Se midió la cantidad de impurezas insolubles, utilizando 20 g de aceite sucio
adicionado con 20 ml de éter de petróleo y filtrado en un sistema Buchner con un papel filtro puesto a
peso constante que al retener el residuo fue secado en una estufa Baxter y por diferencia de peso se
cuantificó la cantidad de impurezas. Se determinó la densidad relativa del aceite con un hidrómetro
H.P and B México.
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Determinación del índice de saponificación
Se midió el índice de saponificación según el método 920.160 de la AOAC. Para la preparación de la
solución alcohólica de hidróxido de potasio, se puso a reflujo por 30 minutos 1.2 litros de alcohol etílico
con 10 g de KOH y 6 g de aluminio granulado, pasado el tiempo se inicia el proceso de destilación
desechando los primeros 50 mL. Se disuelven en la solución alcohólica otros 40 g de KOH utilizando
un baño frío asegurándose que la temperatura no rebase los 15 ºC. Se mantiene la solución en un
recipiente color ámbar para su conservación.
Se colocaron 5 g de la muestra de aceite residual en un matraz Erlenmeyer, se le agregaron 50 ml de la
solución alcohólica de hidróxido de potasio y se puso a reflujo en un baño maría, agitando
frecuentemente, la saponificación se prolonga de 30 a 60 minutos para que sea completa; se dejó
enfriar y se agregó 1 ml de solución indicadora de fenolftaleína al 1.0 % para realizar la titulación con
ácido clorhídrico 0.5 N. Se hace una prueba testigo usando el reactivo de hidróxido de potasio
alcohólico y fenolftaleína (el procesamiento de las muestras y el blanco se realiza por triplicado). El
cálculo para la determinación del índice de saponificación se realiza aplicando la siguiente fórmula:
mg de KOH=28.05 (B-S)/g
Donde:
B= ml de HCl 0.5N requeridos para neutralizar el blanco
S= ml de HCl 0.5N para neutralizar la muestra.
g=gramos de muestra
Según la fórmula anterior el cálculo es realizado para utilizar KOH como base para la producción de
jabón, sin embargo, para obtener un jabón con mayor densidad en este estudió se utilizó NaOH, por lo
que se adaptó la fórmula, cambiando el factor.
Proceso de saponificación en caliente
El proceso de saponificación se realizó por cada litro de aceite residual para facilitar la agitación. Para
el proceso de saponificación se filtraron 1000 g de aceite con papel filtro de poro cerrado y se
precalentó aproximadamente a 90 °C. Por otra parte, se disolvieron 160 g de hidróxido de sodio (según
el índice de saponificación calculado) en 330 ml de agua destilada, la mezcla de reacción se adiciona
al aceite y con una batidora de inmersión se agitó por aproximadamente 2 minutos, el crudo de reacción
se colocó en baño maría por 2 h.
Dilución
Se obtuvo una pasta de color marrón que se disolvió en diferentes proporciones de agua destilada y se
midió la densidad relativa con un hidrómetro H.P and B México, para obtener la mejor solución para el
uso de los dispensadores de jabón logrando que no haya escurrimientos ni taponamiento. Se realizan
5 formulaciones, adicionando 1 ml de glicerina y de 1-5 ml de aceite esencial de Rosmarinus officinalis.
Se realizó la medición de iones H+ con un pH metro Mettler Toledo (modelo Five Easy) al jabón líquido
y a otros 3 jabones sólidos diluidos en agua destilada de marcas reconocidas en el mercado para
compararlos.
Por medio de la herramienta formularios de Google, se aplicó un test rápido dentro del Instituto
Tecnológico de Ensenada, para conocer el grado de aceptación del producto.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El aceite usado adquiere humedad e impurezas en el proceso de fritura, que deben retirarse en su
mayoría para evitar tener variabilidad en los procesos en los que se reutilice, además la medición de
los residuos da una idea del grado de suciedad en que permanece el aceite, por lo que se determinó la
cantidad de impurezas insolubles en 20 g de aceite residual siendo en promedio de 0.11(0.03) g que
corresponde al 0.55%.
En cuanto a la densidad del aceite, es una propiedad que se ve afectada por la edad, rancidez y
calentamiento, en la Figura 1, se observa el cambio de las propiedades del aceite con el paso del tiempo
durante el proceso de fritura.
Figura 1
Cambios físicos y químicos del aceite durante el proceso de fritura
Fuente: Choe E. and Min D.B (2007.
La oxidación del aceite a la temperatura de fritura y en contacto con el aire, produce la oligomerización
de los compuestos oleaginosos, debido a la presencia de dobles enlaces en las cadenas del ácido
graso, favorecido por la presencia del oxígeno y metales, como consecuencia se producen compuestos
de mayor peso molecular que provoca el espesamiento del aceite y la formación de un residuo marrón,
por lo que se ve afectado también el color, estas características también dan información acerca del
estado de oxidación del aceite. Según una investigación reciente (Cuellar Chacon y Viviescas, 2023)
los aceites del proceso de fritura de puestos informales se utilizan de 15 a 30 veces, con una utilización
diaria en promedio de 8 horas, o se adiciona aceite nuevo sobre el aceite ya utilizado para reponer el
consumo.
Los aceites más usados para fritura son los más económicos, en México los más populares dentro de
los económicos son la marca cristal y kartamus, los cuales son una mezcla de aceite de canola, soja,
girasol y cártamo, que tienen en promedio una densidad de 0.92, la densidad del lote de aceite
recolectado fue de 0.94. Montenegro Bonilla (2023), evaluaron 8 aceites vegetales (oliva, oliva extra
virgen (EV), girasol, sésamo, coco, soja, aguacate y canola) de los cuales los más estables a las altas
temperaturas fueron el de canola, girasol y soya, lo que explica la baja variación en la densidad del
aceite sin uso y el residual de este estudio.
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El índice de saponificación para el lote de aceite residual fue de 16 g de NaOH para saponificar 100 g,
obtenido este valor se realiza el proceso de saponificación en caliente obteniendo una pasta de color
café como se muestra en la Figura 2.
Figura 2
Crudo de reacción obtenido de la saponificación en caliente
Según un estudio realizado por Albarracín et. al. (2010), el grado de acidez de los aceites sin usar es
menor a los aceites usados, lo cual se observa también en la Figura 1, al aumentar la cantidad de ácidos
grasos libres conforme aumenta el tiempo de fritura, por tanto, el índice de saponificación es mayor
para los aceites usados por lo que la cantidad de hidróxido utilizado es mayor para llevar a cabo la
saponificación. El resultado es que se obtienen pastas marrones, por el color del aceite degradado y
olor a base por la cantidad de sosa caústica adicionada en el proceso.
Se ha encontrado que utilizando aceites que contienen ácidos grasos con una longitud de cadena más
grande y ácido sarcosínico, se obtiene un jabón líquido con mejor aroma y color, pero el proceso es
muy caro (Wilcox, M. 2000), por otra parte, los limpiadores líquidos para manos en el mercado son en
realidad surfactantes (detergentes) que los consumidores confunden con jabones líquidos. A esta
clase pertenecen también los baños de burbujas, el champú líquido para el cuerpo, y los antibacteriales
para manos, entre otros.
La dilución de la pasta marrón con agua destilada fue de 1:3 p/v alcanzando una densidad relativa de
uno que es la adecuada para evitar escurrimientos en los dispensadores comerciales, teniendo está
dilución se midió el pH, obteniendo un jabón alcalino. Los 3 jabones de barra comerciales, disueltos en
agua destilada estuvieron en un rango de pH de 10.5-9.
Al jabón diluido en una proporción 1:3 p/v se le adiciona desde 1 hasta 5 ml de aceite esencial de
Rosmarinus officinalis; el que tuvo mayor aceptación fue el adicionado con 4 ml de aceite esencial,
como se muestra en el gráfico 1.
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Gráfico 1
Porcentaje de aceptación del jabón adicionado con 4 ml de aceite de Romero
CONCLUSIÓN
Se determinó el estado de degradación del aceite residual colectado en el municipio de Ensenada B.C.
El color del aceite residual, afecta visualmente la presentación del jabón líquido sin embargo se
comprobó que la densidad en los aceites económicos de fritura no cambia considerablemente debido
a la estabilidad que tienen durante el proceso. El índice de saponificación es mayor que para los aceites
sin uso, lo cual afecta en el olor del producto obtenido el cual mejoró con la adición del aceite de
romero. La mejor dilución del crudo de reacción fue de 1:3 p/v, para el uso en dispensadores, sin
embargo, para el uso cotidiano dentro del hogar podría diluirse más para un mayor rendimiento. El pH
del jabón obtenido es similar a los jabones de pasta comerciales, ya que los jabones líquidos
comerciales tienen pH neutros e incluso ácidos porque son detergentes (surfactantes), sin embargo,
no hay que perder de vista que lo que se requiere para reducir la contaminación de agua y suelo es dar
un uso a los residuos de aceite vegetal que se generan diariamente a nivel mundial. El jabón obtenido
requiere ser mejorado en cuanto al color y olor sin embargo tiene propiedades humectantes ya que
durante el proceso de saponificación se produce glicerina como subproducto, a diferencia de la
mayoría de los jabones comerciales a los que se les quita la glicerina durante el proceso de producción
para ser vendida por separado. La prueba de aceptación del producto se realizó dentro de la comunidad
estudiantil del Tecnológico de Ensenada, en el que el jabón adicionado con 4 mL de romero fue el más
aceptado.
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