Werkstuk ANW Zeep 6,5. Werkstuk door een scholier 2522 woorden 9 december keer beoordeeld. Waar bestaat zeep eigenlijk uit?

Transcriptie

1 Werkstuk ANW Zeep Werkstuk door een scholier 2522 woorden 9 december ,5 260 keer beoordeeld Vak ANW Waar bestaat zeep eigenlijk uit? Het hoofdbestanddeel van zeep is vet. Dat klinkt enigszins vreemd, want zeep is toch bedoeld om vet weg te halen. De reacties van vet met de andere stof, natronloog, zorgen er echter voor dat zeep wordt zoals je hem kent. Vet: Vet kun je overal vandaan krijgen. Je kunt dierlijk vet, zoals ossenvet of varkensvet, nemen, maar met plantaardig vet kun je ook prima zeep maken. Als je alleen maar hard vet gebruikt, krijg je een hele harde zeep. Daarom gaat er ook olie in. De olie maakt de zeep zachter en zorgt dat hij goed schuimt. Hoe meer olie, hoe zachter de zeep en hoe meer hij schuimt. Base: We hebben al eerde natronloog genoemd. Natronloog is een oplossing van natriumhydroxide, NaOH(s), in water. Natronloog is een base. Die base is nodig om de vetten tot zeep te laten reageren. In plaats van NaOH kun je ook een oplossing van hout gebruiken. Geur- en Kleurstoffen: Je kunt denken dat je zeep nu klaar is. Dat is hij ook wel, maar dan doet het alleen wat het hoort te doen. Het oog (en de neus) wil ook wat. Voor de kleur doe je er een kleurstof bij. In de fabriek is dat alleen de kleurstof, maar je kunt kleurstoffen niet zo los in de winkel verkrijgen. Het makkelijkst is als je een gekleurd vet gebruikt zoals wasco of kaarsvet. Als laatste die je er wat geurolie of parfum bij. Dat kun je bij elke drogisterij krijgen. *Voor vet kan je eigenlijk ieder soort vet nemen. Het makkelijkst is waarschijnlijk om olijfolie te nemen. Zeer makkelijk verkrijgbaar bij de supermarkt. Wel een beetje duur. Wat moeilijker aan te komen, maar zeker de moeite waard: runder- of varkensvet (reuzel). Deze vetten zijn bij een goede slager te krijgen en maken erg goede zeep. Er zijn een groot aantal recepten die precies aangeven welke vet(ten) je moet gebruiken. Helaas is het wel eens moeilijk om aan de ingrediënten te komen. Hoe werkt zeep? *Werking van zeep: Zeep is bedoeld om vettig vuil te verwijderen. Dit kun je natuurlijk proberen te doen met water, maar water en olie of vet mengen niet. Daarom heb je een emulgator nodig: de zeep. Een zeepmolekuul bestaat uit een hydrofiele (= waterlievende) kop en een hydrofobe (= watervrezende) staart. De zeep werkt als volgt: de kop van het zeepmolekuul bevindt zich in het water, terwijl de staart in het vet steekt. Het vet zit nu als het ware verstopt tussen de zeepkoppen, die in het water drijven. Op die manier Pagina 1 van 5

2 kun je het vuil dus wel verwijderen! Zeep wordt onder andere gebruikt in wasmiddel, afwasmiddel en natuurlijk in de 'gewone' zeep. *Door contact met het water komen de zeepmoleculen los die één water-oplosbaar uiteinde hebben, en één vet oplosbaar uiteinde. Hierdoor is zeep in staat een brug te vormen tussen water en vet, twee substanties die elkaar normaal gesproken afstoten. Hierdoor is het mogelijk dat vet en vuil van de opperhuid kunnen worden losgemaakt en worden weggespoeld met het waswater. Vooral bij gebruik van warm water is de ontvetting van de huid optimaal. Wat doet zeep met de huid? De hoornlaag van de opperhuid bestaat uit een sterke laag hoorncellen (keratinocyten) die bij elkaar gehouden wordt door bepaalde verbindingsstrengen (desmosomen) die ingebed zijn in speciale huidvetten. Dit zijn ceramiden (25-30%), cholesterol (25-30%), sterol esters (8-10%), vetzuren (10%), squaleen (3%) en triglyceriden (1-2%). Deze huidvetten maken een belangrijk deel uit van de beschermende barrierefunctie van de huid. Behalve ongewenst vet haalt zeep (maar ook de moderne synthetische detergentia) ook een deel van deze essentiele beschermende huidvetten weg. Ook oppervlakkige hoorncellen van de hoornlaag kunnen door het verdwijnen van het vet loslaten waardoor de barrierefunctie van de huid nog verder wordt aangetast (literatuur). Hoe komt het dat er verschillende soorten zeep zijn? *Bij een zeepmolecuul werkt het net zo. Zo'n molecuul bestaat uit twee delen Hij heeft een kop (het hydrofiele deel) dat zich goed aan het water hecht een een staart (het hydrofobe deel) dat daar niets van moet hebben en zich graag in het vuil (de vettigheid) verbergt. Wat er nu gebeurd is eenvoudig te verklaren. Stel er zit een vuildeeltje op een stuk katoen. De hydrofobe kant van de zeep moleculen zullen zich één voor één aan het vuildeeltje hechten, net zolang totdat het hele vuildeeltje ingekapseld is. Het laat nu van de stof los en zweeft in het water. Bij de volgende spoelbeurt van de wasmachine, of als je je handen onder de kraan houd zal het deeltje weggespoeld worden. Om de was goed schoon te krijgen moet deze dus flink bewegen en regelmatig gespoeld worden. Gebeurd dit ook nog eens in warm water dan heb je een mooie schone was. Een wasmiddel bestaat echter uit meer componenten dan alleen zeep moleculen. Van nature ruikt zeep niet zo lekker en het oog wil ook wat. Vandaar dat er geur en kleurstoffen worden toegevoegd. Daarnaast worden er ook meerdere stoffen toegevoegd zoals bijvoorbeeld enzymen, die er voor zorgen dat eiwithoudende vlekken (b.v. transpiratievocht en bloed) worden afgebroken. Hoe wordt zeep gemaakt? Het proces Allereerst gaan we de natronloog maken. Meet de juiste hoeveelheid korrels af en doe deze voorzichtig in het koude water. Nu even roeren want de korrels hebben de neiging om te klonteren. Je zal merken dat het water behoorlijk heet wordt! Goed doorroeren totdat de korrels opgelost zijn. We laten de oplossing even met rust zodat deze af kan koelen. Pagina 2 van 5

3 Meet de vet / olie af en doe deze in een pannetje. Laat de inhoud langzaam warm worden. We willen dat de natronloog en het vet dezelfde temperatuur hebben, zo'n 50 C. Doe rustig aan, want je zal merken dat het vet veel eerder warm geworden is dan dat de natronloog is afgekoeld! Goed. Beide oplossingen zijn nu van dezelfde temperatuur en helder. Pak je magische lepel, haal je pannetje van het vuur en giet, terwijl je roert, de natronloog langzaam in je pannetje vet. Je zal al gelijk zien dat de oplossing troebel wordt. De eerste sporen van zeep! Blijf nu ongeveer 1 uur lang roeren. Ja, het moet inderdaad zo lang. In de praktijk houdt dit in dat je het eerste kwartier goed doorroert en daarna eens in de tien minuten even flink doorroeren. Na ongeveer een uur wordt het mengsel dik. Het mengsel is gereed om in de mal te worden gegoten. Je kan controleren of je zeep de juiste dikte heeft door er met je lepel een streep door te trekken. Blijft die streep een tijdje zichtbaar dan is ie goed. Dit heet tracing, vrijelijk vertaald als 'nasporen'. Het is nu ook de juiste tijd om je geurtjes, kleurtjes, kruidjes of zeewier toe te voegen. Giet het zeeppapje in de mal en wacht vervolgens totdat de zeep hard / taai wordt. Dit kan een dag duren, maar ook drie dagen. Heb geduld, het gebeurt echt! Is de zeep hard / taai geworden dan kan je hem uit de mal halen om de zeep nog een week(!) of drie tot zes te laten rijpen. Dit is om de zeep te laten drogen en de chemicaliën de tijd te geven om volledig te reageren. Bovendien zal de zeep nog harder worden omdat het water langzaam verdampt. De zeep is klaar! Het is aan jezelf om er mee te doen wat je wil. Bij de fabricage van zeep onderscheiden we twee fasen. In de eerste fase het maken van kernzeep en vervolgens het verwerken daarvan tot huishoudzeep, toiletzeep en zeeppoeder. Eerst werd zeep in grote open pannen bereid. Elke fase van de bereiding is daarbij goed zichtbaar. De methode werd al honderden jaren geleden gebruikt en nu nog steeds. Nu gebruikt men meestal modernere processen waarbij de reacties continu en in gesloten reactoren plaats vinden. De zeepfabricage is het beste te beschrijven aan de hand van het panproces. Zeep wordt gemaakt door een mengsel van (kokos)olie en (talk)vet te verhitten en dit met natronloog te laten reageren. Oliën en vetten zijn esters van glycerol en vetzuren (triglyceriden). Natronloog is een oplossing van natriumhydroxide (NaOH) in water. Het verzepen of zieden van het olie/vetmengsel door de loog verloopt via de volgende chemische reacties: -de triglyceriden worden gehydroliseerd onder vervorming van glycerol en vetzuren -de vetzuren worden geneutraliseerd door de loog onder vorming van natriumzeep. De reacties verlopen alleen volledig bij een overmaat aan natronloog. De zeep wordt van het glycerol/water/loog mengsel gescheiden daar wat keukenzout (NaCl) toe te voegen; het uitzouten. De zeep komt boven drijven en de rest blijft in de onderlaag; de onderloog. Vervolgens moet de zeep een aantal keren worden gewassen om de glycerol en het resterende vuil eruit te verwijderen. Men kan de zeepfabricage dus in drie fasen onderscheiden: -het verzepen of zieden -het uitzouten en wassen -het afwerken Het verzepen of vindt plaats in een grote ziedpan. De juiste hoeveelheden olie, vet en natronloog worden Pagina 3 van 5

4 via doseerpompen aangevoerd en goed gemengd met stoom om het mengsel op voldoend hoge temperatuur te brengen. De zeep die in het begin wordt gevormd fungeert als emulgator voor het olie/vet mengsel. Door het emulgeren wordt het contactoppervlak vergroot en de verzepingsreactie bespoedigd. Om in het begin reeds over een goede emulgator te beschikken wordt de verzeping vaak op de zeepbodem van een vorig ziedsel uitgevoerd Na de reactie resteert een homogeen mengsel van zeep, glycerol en water. De zogeheten zeeplijm. Tijdens de reactie wordt warmte geproduceerd zodat het totale mengsel een temperatuur behoudt van ca 115 graden Celsius. De volgende fase is het uitzouten en wassen. Aan de zeeplijm wordt wat zout (NaCl) in de vorm van pekel of soms als vaste stof toegevoegd. De zeeplijm splitst zich nu in twee lagen. De bovenste laag is de ruwe zeep, daaronder bevindt zich de ruwe zeep, daaronder bevind zich de natronloog. De onderloog bevat naast zout, glycerol en een overmaat natriumhydroxide ook eventuele verontreinigingen die voornamelijk afkomstig zijn van het talkvet. De onderloog wordt aan de onderzijde afgepompt en een nieuwe hoeveelheid onderloog, die minder verontreinigingen en glycerol bevat, Wordt toegevoegd en goed gemengd. Met stoom wordt de temperatuur op peil gehouden. Het mengsel splitst zich weer in twee lagen nadat er de juiste hoeveelheid zout aan is toegevoegd. Na het afpompen van de onderloog kan het spel opnieuw beginnen. Op die manier wordt de zeep wel zo n 5 tot 6 keer gewassen. De onderlogen worden meermalen gebruikt door de logen met het laagste glycerolgehalte en de minste verontreinigingen te mengen met zeep die nog relatief rijk aan glycerol en verontreinigingen is. De meest gebruikte onderlogen, die dus het meeste glycerol bevatten, worden vervolgens ingedamd Het zout kristalliseert daarbij uit en kan opnieuw worden gebruikt. De geconcentreerde ruwe glycerol oplossing wordt verder gezuiverd en is een waardevol bijproduct. De enkele keren gewassen zeep wordt vervolgens afgewerkt. Het afwerken van de zeep Het afwerken van de zeep gebeurt door het opnieuw koken van de zeep onder toevoeging van water, kleine hoeveelheden loog en precies de goede hoeveelheid zout. Na afkoeling ontstaat er een zeeprijke bovenlaag, de kernzeep en de zeeparme bodemlaag. Deze bodem die nog wat zeep bevat, dient als emulgator voor een volgende ziedsel. De kernzeep bevat ong. 70% zeep (overeenkomend met 63% vetzuren) met sporen van glycerol, keukenzout en natronloog. Het volledige proces van zieden, uitzouten, wassen en afwerken duurt een aantal dagen. Vandaar dat in moderne installaties het hele proces in een gesloten continu proces gebeurt, dat in slechts enkele uren het olie/vetmengsel in kernzeep omzet. Ook kunnen eerst apart de vetzuren worden gemaakt door olie en vet met water en een katalysator bij hoge temperatuur te splitsen en glycerol en vetzuren. Deze vetzuren worden vervolgens gezuiverd o.a. door middel van destillatie. Vetzuren dienen als grondstof voor de bereiding van talloze afgeleide producten. De productie ervan kan dus op grote schaal en daardoor goedkoper plaatsvinden. Om uit vetzuren zeep te bereiden behoeft nog slechts een nauwkeurig afgepaste hoeveelheid natronloog te worden toegevoegd. Het uitwassen van de glycerol en verontreinigingen is dan niet meer nodig. Dit proces geeft in enkele minuten een geconcentreerde zeepoplossing. Zeep/zeepvrije zeep Pagina 4 van 5

5 Voor het reinigen van de huid kunnen we gebruik maken van "echte" zepen of "zeepvrije" zepen, de zogenaamde syndets (synthetische detergentia). Er zijn belangrijke verschillen tussen deze twee producten. Zeep verliest in hard water haar waswerking en schuimvorming. Ook veroorzaakt het niet alleen neerslag op huid en haar maar ook in wastafel of bad. Om deze problemen tegen te gaan wordt gebruik gemaakt van toevoegingen; deze toevoegingen kunnen echter irritaties veroorzaken. Bovendien heeft zeep een phwaarde tussen 9-11, en is dus alkalisch. Syndets behouden vanwege de speciale structuur wél hun waskracht en schuimvorming in hard water. Zij kunnen zodanig worden ingesteld dat de verhouding waskracht/huidverzorging optimaal is. Er vindt geen neerslag plaats. Bovendien kunnen syndets worden afgestemd op de zwakzure ph-waarde van de gezonde huid, ph 5,5. Hoe komt het dat er verschillende soorten zeep zijn? Als je een bepaalde zeep wilt maken dan moet je dat allemaal baseren op een bepaalde kernzeep, dat is een zeep met een ong. 70% zeep bevat en nog zo'n 30% water en natuurlijk nog wat keukenzout. Als je die kernzeep stempelt (of ook wel geperst onder een erg hoge druk) dan pas kun je een normale huishoudzeep verkrijgen. Door de toevoeging van verschillende stoffen kunnen andere zepen worden verkregen. Als men b.v. een schuurzeep wilt verkrijgen moet er bij die kernzeep nog wat zand en soda. Door toevoeging van een stof genaamd triclocarban of een ander desinfectans geeft de medicinale-, desinfecterende - of een antiseptische zeep. Als deze zepen worden gebruikt dan wordt wel het bacteriële evenwicht van de huid verstoord, en mag alleen op advies van een arts gebruikt worden. Als men een toiletzeep wilt verkrijgen, dan moet men wel een soort van ontwikkelingsproces doorgaan. Eerst moet de kernzeep gedroogd worden tot dat er een watergehalte van slechts ca. 10 tot 15% bevat. Dan wordt het ook nog met parfum vermengt, tot snippers gemalen en die weer tot staven te persen. De staven worden op maat afgesneden en die worden weer tot hun uiteindelijke vorm geperst. Indien nodig wordt de zeep verpakt d.m.v. een wikkelmachine. Dan komt nu de badzeep, dat is een zeep die in grotere stukken wordt geleverd als de toiletzeep. Het vetzuurgehalte is in alle landen anders en is hier in Nederland ong. 70%. Als men de badzeep wilt verkrijgen moet men de gedroogde kernzeep in een oplossing van glycerol of sorbitol op lossen en dan wordt de transparante zeep verkregen, Scheerzeep is een zeep waar weinig over te vertellen is, het is gewoon een mengsel van harde en zachte zeep met o.a. glycerol en lanoline. In de jaren 80 zijn de vloeibare handenwasmiddelen (fluid soaps), meestal verpakt in een van een pompje voorziene houder of fles, als alternatieve handenreinigingsmiddelen in gebruik gekomen, evenals de syndet- 'zepen' (blokjes vaste toiletzeep). Deze bevatten veelal geen zepen maar synthetische detergenten (vaak afgekort tot syndet) en hebben het voordeel dat ze niet of nauwelijks alkalisch zijn maar neutraal of slechts zwak alkalisch, zodat ze beter overeen komen met de PH- waarde van je huid. Als laatste heb je natuurlijk nog waarschijnlijk een van de meest gebruikte zepen n.l. de douche- of badschuim. Die stoffen hebben ongeveer dezelfde samenstelling als shampoo, met extra veel schuimmakers en schuimstabilisatoren Pagina 5 van 5