Jabon Acnyl.docx

UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA CARRERA: INGENIERIA QUIMICA

INTEGRANTES 

CAIHUARA ELISANYELA



GONZALES BARJA JOSUE



GUTIERREZ C. LUIS P



MONTANO P DIANA



RIBERA LOLAS EUNICE



SOUTO KAMILA

DOCENTE

: ING. Rojas Balcázar Erick

MATERIA

: Diseño Experimental e Industrial

SEM: 2-2018 Santa Cruz – Bolivia

Índice de Contenido

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................1 ANÁLISIS DE LA COMUNIDAD .....................................................................................................................3 ÁRBOL DEL PROBLEMA .................................................................................................................................6 ÁRBOL DE SOLUCIÓN ................................................................................................................................... 10 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS .................................................................................................................... 11 2.1. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................................... 12 2.2. OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 13 2.2.1. OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................ 13 2.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................... 13 2.3. JUSTIFICATIVOS ..................................................................................................................................... 15 3. MARCO TEORICO ........................................................................................................................................ 16 3.1. ANTECEDENTES ..................................................................................................................................... 16 3.2. BASES TEÓRICAS .................................................................................................................................... 18 3.2.1. JABÓN DEFINICIÓN ......................................................................................................................... 18 3.2.2. SAPONIFICACIÓN ............................................................................................................................. 18 3.2.3. ¿CÓMO LIMPIAN LOS JABONES? ................................................................................................... 22 Técnica de Saponificación – Elaboración en Frío ...................................................................................................... 23 Efectos de la temperatura en la fabricación del jabón ................................................................................................ 23 Tiempo de cuajo ......................................................................................................................................................... 23 Estabilidad de los componentes ................................................................................................................................. 24 Tiempo de espera ....................................................................................................................................................... 24 Finalización del proceso de saponificación ................................................................................................................ 25

3.2.3. ACEITES ............................................................................................................................................. 26 3.2.3.1. ACEITE DE COCO ...................................................................................................................................... 26 3.2.3.2. ACEITE DE OLIVA ..................................................................................................................................... 26

3.2.4. DIAGRAMA DE FLUJO .....................................................................................................................28 3.2.5. OPERACIÓN DE VARIABLES ........................................................................................................... 29 3.2.6. ANÁLISIS ESPECÍFICO DEL PROBLEMA (VARIABLES) ............................................................... 29 3.3. FORMULACIÓN EXPERIMENTAL ........................................................................................................ 34 3.3.1. DELINEAMIENTO EXPERIMENTAL ................................................................................................ 36 PARA RANCIDEZ: ................................................................................................................................................... 36 PARA NIVEL DE ESPUMA:.................................................................................................................................... 36

4. METODOLOGIA DE INVESTIGACIÓN .................................................................................................... 37 4.1. MATRIZ DE MARCO LOGICO ................................................................................................................ 37 5. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................. 42 6. ANEXOS ........................................................................................................................................................... 43 6.1. METODO DESIGN THINKING ................................................................................................................ 43 6.1.1. EMPATIZA .......................................................................................................................................... 44 6.1.1.1. MARKETING CUALITATIVO ................................................................................................................... 44 6.1.1.2. TÉCNICA DE ENTREVISTAS CUALITATIVAS ...................................................................................... 47 6.1.1.2. MARKETING CUANTITATIVO ................................................................................................................ 48 6.1.1.3. TÉCNICA DEL MAPA DE ACTORES ....................................................................................................... 49 6.1.1.4. TÉCNICA DEL DIAGRAMA DE PORTER................................................................................................ 50

6.1.2. DEFINE............................................................................................................................................... 54 6.1.2.1. MATRIZ DE EFECTO...................................................................................................................... 54 6.1.3. IDEA.................................................................................................................................................... 55 6.1.3.1. TÉCNICA DE LLUVIA DE IDEAS............................................................................................................. 55

6.1.4. PROTOTIPA ....................................................................................................................................... 61 6.1.4.1. FORMULACIÓN ......................................................................................................................................... 61

6.1.5. MODELO DE NEGOCIO ................................................................................................................... 66

Índice de tablas TABLA 1 MATRIZ DE INVOLUCRADOS.............................................................................................................................5 TABLA 2 ....................................................................................................................................................................... 11 TABLA 3 JUSTIFICATIVOS DEL PROYECTO..................................................................................................................... 15 TABLA 4 VARIABLES .................................................................................................................................................... 29 TABLA 5 VARIABLES INDEPENDIENTES ........................................................................................................................ 35 TABLA 6 VARIABLES DEPENDIENTES ........................................................................................................................... 35 TABLA 7 DELINEAMIENTO ESPUMOSIDAD .................................................................................................................... 36 TABLA 8 DELINEAMIENTO EXPERIMENTAL (HIDRÓXIDO DE SODIO RESIDUAL) ............................................................ 36 TABLA 9. DELINEAMIENTO EXPERIMENTAL (TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN) ................................................................. 37 TABLA 10 MATRIZ DE MARCO LÓGICO ........................................................................................................................ 37 TABLA 11 ENTREVISTAS CUALITATIVAS ...................................................................................................................... 47 TABLA 12 CONCLUSIÓN ............................................................................................................................................... 53 TABLA 13 MATRIZ DE EFECTO ...................................................................................................................................... 54 TABLA 14 LLUVIA DE IDEAS ......................................................................................................................................... 55 TABLA 15 CUADRO DE PUNTUACIONES ........................................................................................................................ 57 TABLA 16 MACROFILTRO ............................................................................................................................................. 58 TABLA 17 MICROFILTRO .............................................................................................................................................. 60 TABLA 18 FORMULACIÓN ............................................................................................................................................. 61 TABLA 19 MODELO DE NEGOCIO .................................................................................................................................. 66

Índice de figuras ILUSTRACIÓN 1. POBLACIÓN DE SANTA CRUZ DE LA SIERRA .........................................................................................3 ILUSTRACIÓN 2. CLASIFICACIÓN DE LA POBLACIÓN .......................................................................................................4 ILUSTRACIÓN 3. DEMANDA DE JABÓN ............................................................................................................................4 ILUSTRACIÓN 4. FRECUENCIA DE USO ............................................................................................................................4 ILUSTRACIÓN 5. FRECUENCIA DE USO ............................................................................................................................4 ILUSTRACIÓN 6. TAMAÑO DE JABÓN ..............................................................................................................................5 ILUSTRACIÓN 7. FRECUENCIA POR TAMAÑOS .................................................................................................................5 ILUSTRACIÓN 8. ÁRBOL DE EFECTO ..................................................................................................................................6 ILUSTRACIÓN 9. ÁRBOL DE CAUSAS...................................................................................................................................7 ILUSTRACIÓN 10. ÁRBOL DE FINES ...................................................................................................................................7 ILUSTRACIÓN 11. ÁRBOL DE MEDIOS ................................................................................................................................8 ILUSTRACIÓN 12. ÁRBOL DEL PROBLEMA ..........................................................................................................................8 ILUSTRACIÓN 13. ÁRBOL DE SOLUCIONES .........................................................................................................................9 ILUSTRACIÓN 14. ÁRBOL DEL PROBLEMA ........................................................................................................................ 10 ILUSTRACIÓN 15. ÁRBOL DE SOLUCIÓN ........................................................................................................................ 10 ILUSTRACIÓN 16. ECUACIÓN GENERAL DE LA SAPONIFICACIÓN ................................................................................... 18 ILUSTRACIÓN 17. SAPONIFICACIÓN DE UN TRIGLICÉRIDO ............................................................................................. 19 ILUSTRACIÓN 18 ESTRUCTURA MOLECULAR DE UN TRIGLICÉRIDO CUALQUIERA ......................................................... 20 ILUSTRACIÓN 19. ESTRUCTURA MOLECULAR DE UN TRIGLICÉRIDO CUALQUIERA ........................................................ 20 ILUSTRACIÓN 20. FÓRMULA GENERAL DE UN TENSIOACTIVO ANIÓNICO, SIN LA PARTE POSITIVA DE LA MOLÉCULA (LA SAL) ..................................................................................................................................................................... 21

ILUSTRACIÓN 21. ESTRUCTURA MOLECULAR DE LAS PARTES DE UN JABÓN ................................................................. 22 ILUSTRACIÓN 22. DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO DE ELABORACIÓN DEL JABÓN ACNYL ...................................... 28 ILUSTRACIÓN 23. MOLÉCULA DE JABÓN ......................................................................................................................... 29 ILUSTRACIÓN 24. DIAGRAMA DE FASES .......................................................................................................................... 33 ILUSTRACIÓN 25. DESIGN THINKING ............................................................................................................................ 43 ILUSTRACIÓN 26. PERFIL 1 ........................................................................................................................................... 44

ILUSTRACIÓN 27. PERFIL 2 ...........................................................................................................................................45 ILUSTRACIÓN 28. PERFIL 3 ........................................................................................................................................... 45 ILUSTRACIÓN 29. PERFIL 4 ........................................................................................................................................... 46 ILUSTRACIÓN 30. CENSO ............................................................................................................................................ 48 ILUSTRACIÓN 31. TÉCNICA DE MAPA DE ACTORES ...................................................................................................... 49 ILUSTRACIÓN 32. DIAGRAMA DE PORTER..................................................................................................................... 52 ILUSTRACIÓN 33. ACEITE DE COCO EXTRA VIRGEN ...................................................................................................... 62 ILUSTRACIÓN 34. SODA CÁUSTICA ............................................................................................................................... 62 ILUSTRACIÓN 35. ACEITE DE OLIVA ............................................................................................................................. 62 ILUSTRACIÓN 36. AGUA DESTILADA............................................................................................................................. 63 ILUSTRACIÓN 37. ACEITE DE COCO EN BAÑO MARÍA .................................................................................................... 63 ILUSTRACIÓN 38. AGITACIÓN DEL ACEITE .................................................................................................................... 63 ILUSTRACIÓN 39. AGREGADO DE SODA CÁUSTICA AL ACEITE ...................................................................................... 64 ILUSTRACIÓN 40. AGITACIÓN CON BATIDORA .............................................................................................................. 64 ILUSTRACIÓN 41. PRODUCTO FINAL ............................................................................................................................. 65 ILUSTRACIÓN 42. VERTIDO DEL PRODUCTO FINAL A LOS MOLDES ................................................................................ 65

1

1. INTRODUCCIÓN Existen diferentes tipos de jabones que cubren diversas necesidades. Por ejemplo, los jabones con glicerina suelen durar más tiempo que los jabones comunes, pero también pueden secar la piel y por eso se recomiendan para la piel grasa. De igual forma, los jabones que contienen aromas son ideales para relajar el cuerpo, pero no lo son para el cuidado de la piel. En este caso en particular se quiere hablar del jabón anti acné. El jabón anti acné es el que se usa para el cuidado de la piel, sobre todo para eliminar el acné, que es un problema muy común en las personas adolescentes y jovenes, ayudando a remover el sebo de la piel y así logar controlar la enfermedad al reducir población de Propioni bacterium acnes, bacteria que habita en las zonas grasosas de la piel y que provocan acné al obstruir los folículos pilosos. El mercado de productos de cuidado personal mueve cada año alrededor de 98 millones de dólares, 682 millones en bolivianos. Esta demanda es atendida por varias industrias. En el país la demanda para Cremas y Jabones es de $us 27.2 millones. Actualmente las Industrias encargadas de la elaboración de “Jabones Antiacné” no satisfacen todas las necesidades del consumidor de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, siendo las principales causas de inconformidad de los clientes (En su mayoría Adolescentes y Jóvenes) los siguientes: 

Falta del efecto espumante al momento de hacer uso del producto (Espumosidad del Jabón Antiacné).



Poca Rigidez del producto al momento de entrar en contacto con el agua durante su uso (Hidróxido de sodio residual).

2 

En cuanto a Inconformidades Industriales, podemos mencionar el siguiente y más importante de todos.



Dificultad en el proceso de elaboración para alcanzar la Solidificación activa en un tiempo óptimo (Tiempo de Solidificación).

La solución propuesta se desarrollará de la siguiente manera: En cuanto a la “Espumosidad” cabe mencionar que esta solamente se ve afectada por la cantidad de átomos de carbono presentes en la cadena lineal del aceite. Mientras esta cadena lineal se más larga, el agente espumante será menor y viceversa. Debido a este comportamiento se relacionará dos diferentes tipos de aceites, uno de cadena larga (Aceite de Olvida) con otro de cadena corta (Aceite de Coco) para incrementar el grado de espumosidad del Jabón Antiacné. Para mantener la Rigidez del producto cuando entre en contacto con el agua se establecerá valores óptimos (Proporciones de los reactivos) del NaOH con los aceites. Respecto al tiempo de Solidificación se establecerán valores óptimos de temperatura y velocidad de agitación tomando en cuenta también la concentración del NaOH. Se consideró conveniente la realización de este proyecto presentando un jabón ideal para piel seca, pues hidrata al mismo tiempo que elimina el acné, es bastante natural y protege la piel de las bacterias mediante la acción del acido laurico y caprico junto a las vitaminas E y K que poseen tanto el aceite de coco como el aceite de oliva.

3 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ANÁLISIS DE LA COMUNIDAD Los jabones de tocador en la ciudad de Santa Cruz, encontrándose así muchas variedades de ellos, como los elaborados en forma artesanal que son expuestos en las distintas ferias y mercados locales, productos extranjeros que son importados y comercializados diariamente para suplir la demanda existente, estos productos se presentan en toda variedad desde los métodos de fabricación hasta la forma de su presentación y utilidad, aun así, estas variedades no son satisfactorias. En el siguiente cuadro se presenta la clasificación de la población de Santa Cruz de la Sierra en tres clases sociales notoriamente marcadas, indicando población es aproximadas y el porcentaje que representan dentro de la población total.

Ilustración 1. Población de Santa Cruz de la Sierra

4

Ilustración 2. Clasificación de la población

Demanda del jabón de tocador

Ilustración 3. Demanda de jabón

Frecuencia de uso del jabón de tocador

Ilustración 4. Frecuencia de uso

Ilustración 5. Frecuencia de uso

5 Tamaño del jabón de tocador

Ilustración 6. Tamaño de jabón

Ilustración 7. Frecuencia por tamaños

En la producción del jabón se involucran los siguientes actores, lo cual se detalla a través de un cuadro: Tabla 1 Matriz de involucrados INVOLUCRADOS

PROBLEMAS -Cantidad

Productores coco

de

coco

RECURSOS no

especifica -Condiciones de transporte no

-Norma medioambiental Ley 1333

adecuadas Fabricantes de jabón -Porcentaje de humedad, PH, -Norma para gestión de calidad ISO de coco

ácidos grasos libres

9001

6 -Temperatura de operación no -Norma de sistema de gestión establecida

ambiental ISO 14001 -Norma de seguridad y salud laboral 18001

-Jabones que no humectan la Consumidores

piel -Jabones no hipo alergénicos

-Control de la norma para gestión de calidad ISO 9001

-Jabones no emulsificantes -Transporte

del

producto

accidentado Distribuidores

-Condiciones del transporte inadecuado -Recursos

humanos

no

-Auditorías internas -Conteo manual del despacho del producto -Ley 947: Decreto

confiables. Datos según la ciudad de Santa Cruz de la Sierra (Fuente: Elaboración Propia)

ÁRBOL DE EFECTO

Ilustración 8. Árbol de efecto

7 ÁRBOL DE CAUSAS

Ilustración 9. Árbol de causas

ÁRBOL DE FINES

Ilustración 10. Árbol de fines

8 ÁRBOL DE MEDIOS

Ilustración 11. Árbol de medios

ÁRBOL DEL PROBLEMA

Ilustración 12. Árbol del problema

9 ÁRBOL DE SOLUCIONES

Ilustración 13. Árbol de soluciones

10 ÁRBOL DEL PROBLEMA

Ilustración 14. Árbol del problema

ÁRBOL DE SOLUCIÓN

Ilustración 15. Árbol de solución

11 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS Espumosidad = f (Relación de aceites, Calidad del agua) Hidróxido de sodio residual = f (Cantidad de aceites) Tiempo de solidificación = f (Velocidad de agitación, Concentración de soda cáustica, Temperatura de elaboración) Tabla 2 VARIABLES

FACTORES

NIVELES

MATERIA PRIMA

- Marcas de aceite de coco

-COPRA

- Tipo de Aceite de coco

-Natural Life - Aceite extra virgen - Aceite refinado

PRETRATAMIENTOS

-% de agua en la hidrólisis de

-30%

la soda cáustica

-40%

-Temperatura de mezclado de

-70°C, 90°C

aceites

PROCESO DE

-Cantidad de aceite de coco

PRODUCCION

extra virgen

-200 g, 220 g

-Cantidad de soda cáustica

-47 g, 25 g

-Temperatura de Agitación

-30°C, 60°C

-Relación aceite de oliva-

-1:4; 1:10; 2:1

aceite de coco ESTABILIDAD

-Temperatura de Elaboración

-70°C, 90°C

-Calidad del agua

-Agua potable -Agua destilada

ALMACENAMIENTO

Fuente: Elaboración Propia

-Temperatura de

-10°C, 25°C

Almacenamiento

-Sin empaque

-Empaque

-Con empaque

12 2.1. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN  ¿Qué cantidad de aceite (coco, oliva) es necesario para evitar el excedente de hidróxido de sodio?  ¿Qué relación de aceite (coco, oliva) serán necesarios para obtener una espumosidad aceptable para el consumidor?  ¿Cuál es la velocidad de agitación, con relación al tiempo para la solidificación del proceso?  ¿Cuál es la temperatura de elaboración para la correcta solidificación según el tiempo determinado?

13 2.2. OBJETIVOS 2.2.1. OBJETIVO GENERAL Estudiar los parámetros de calidad del producto de elaboración del jabón antiacné a base de coco en función del proceso y almacenamiento con el fin de obtener ganancias económicas para cumplir con las normas establecidas por el Instituto Boliviano de Normalización y Calidad (IBNORCA) y coadyuvar con las exigencias. 2.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Estudiar la influencia que tiene la calidad del agua y la relación en volumen entre el aceite de coco y el aceite de oliva con la espumosidad de los Jabones Antiacné mediante ensayos experimentales.

Evitar el Hidróxido residual mediante el cálculo de la cantidad óptima de aceite de coco y oliva ocupado durante el proceso.

Establecer valores para la velocidad de agitación y la concentración de Hidróxido de Sodio para un óptimo tiempo de solidificación mediante pruebas de laboratorio.

Determinar la temperatura ideal para un óptimo tiempo de solidificación mediante pruebas de laboratorios y Curvas Presión vs Temperatura tomando como presión de trabajo la presión atmosférica.

14 Para cumplir con los indicadores de calidad  Para cumplir con los indicadores de la calidad de la espumosidad del jabón antiacné, se hará una investigación del tipo experimental teniendo como tratamientos la relación de aceites (oliva-coco), con tres niveles teniendo también como variable la calidad del agua con dos niveles: agua dura y blanda. Con la finalidad de cumplir con la Norma de Jabones.  Se realizará la relación adecuada para tener una formación de espuma aceptable por el consumidor.

15 2.3. JUSTIFICATIVOS Tabla 3 Justificativos del proyecto #

¿?

RESPUESTAS

1. CONVENIENCIA

¿Para qué sirve?

Este producto sirve para tratar el acné, combatir las bacterias y microbios que se encuentran en la piel, dejando una piel suave e hidratada.

2. RELEVANCIA

¿A quién le servirá?

Como futuros empresarios, esta

SOCIAL

¿De qué modo?

investigación nos generara nuevos conocimientos e ingresos. A los PRE ADOLESCENTES y adolescentes ya que fomentara al consumo del producto como alternativa para el tratamiento del acné de los mismos. A los productores de coco en la región ya que los utilizaremos como materia prima en nuestro producto.

3. IMPLICACIONES

¿Resolverá un problema

La falta de conocimientos científicos o

PRACTICAS

práctico?

procedimientos adecuados de parte del fabricante, se solucionará desde el momento que cuente con técnicas adecuadas en dosificación de los insumos y la materia prima para su proceso de producción, lo cual permitirá ingresar al mercado un producto competitivo que genere ganancias a la empresa y que guste a la población en general.

16 4. VALOR TEORICO

¿Apoya o desarrolla

El proyecto desarrollo por el método de

alguna teoría?

saponificación donde la cantidad de soda

¿Llenara algún vacío de

caustica viene determinada por índice de

conocimiento?

saponificación de cada aceite

¿Aportara principios más amplios? 5. UTILIDAD

¿Apoya o desarrolla un

Se realizó varios análisis para llegar a la

METODOLOGICA

instrumento de

calidad del producto, tomando en cuenta

recolección o análisis

los factores de estabilidad, alcalinidad y el

de datos?

índice de saponificación.

Fuente: Elaboración Propia

3. MARCO TEORICO 3.1. ANTECEDENTES En 1791 tuvo lugar un hecho importante para la historia del jabón: el francés Nicolás Leblanc descubrió el modo de obtener sosa a partir de sal común, carbón, tiza y sal de Glauber. Era un procedimiento barato que suministró sosa al mercado, y que de rebote abarató la fabricación del jabón, ya que antes la industria jabonera sólo podía contar, para obtener su materia prima, con las cenizas de madera y carbonato potásico. Por fin podría ahora obtener un jabón mucho más sólido empleando a su vez procedimientos menos costosos. Tanto la sal como el ácido sulfúrico eran materias primas abundantes y baratas, por lo que el precio del jabón cayó en picado. Poco después, hacia 1820 el francés Michel Eugène Chevreul descubrió la oleína, demostrando que el jabón era el resultado de una relación química precisa. Chevreul hizo sus jabones utilizando sebo de vacuno sometido a temperaturas de entre 80 y 100 grados mediante lejía de sosa, de todo lo cual obtenía una cola de jabón que secaba con sal común.

17 Aquellas innovaciones hicieron disminuir de forma notable en la Europa de 1830 la mortalidad infantil, gracias al abaratamiento de un producto tan íntimamente ligado a la higiene. Gran avance supuso asimismo en 1861 los trabajos del belga Ernest Solvay, cuyo procedimiento, que lleva su nombre, estableció las bases técnicas para fabricar sosa en gran escala, con lo que el jabón encontró su fórmula definitiva, ya que añadía amoníaco y dióxido de carbono a una disolución de sal marina. Tal y como hoy la conocemos, la pastilla de jabón fue inventada en 1903 por el alemán Adolph Klumpp y su famosa prensa refrigerada para fabricar jabón. Este procedimiento facilitaba la solidificación rápida del jabón líquido y caliente mediante un proceso de enfriamiento por agua, con lo que era sencillo dividir en bloques o porciones del tamaño que se quisiera la masa de jabón, ponerles un sello y prepararlas para su empaquetamiento y embalaje. Este proceso, que Klumpp redujo a un cuarto de hora, exigía con anterioridad a su prensa un par de semanas. A principios del XX los químicos alemanes S. Geisler y J. Bauer inventaron un procedimiento para fabricar jabón en polvo seco. En 1906, la compañía alemana Henkel, de Düsseldorf, comenzó a vender con el nombre de “Persil” el primer jabón en polvo del mercado.

18 3.2. BASES TEÓRICAS 3.2.1. JABÓN DEFINICIÓN La palabra jabón proviene del latín tardío “sapo, -ōnis”, y este a su vez del germánico “saipôn”. Se trata de un agente limpiador o detergente que se fabrica utilizando grasas animales y/o aceites vegetales. El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detergentes, se usa comúnmente en productos destinados a la higiene personal y para lavar determinados objetos o tejidos. Normalmente se presenta en forma de pastilla, en polvo, en crema o en líquido, aunque es sólido en estado natural a temperatura ambiente. En realidad, la forma sólida es el compuesto "seco" o sin el agua que está involucrada durante la reacción química para fabricar el jabón, y la forma líquida es el jabón "disuelto" en agua, en este caso su consistencia puede ser muy viscosa o muy fluida. 3.2.2. SAPONIFICACIÓN Químicamente, el jabón es la sal sódica o potásica de un ácido graso, que se obtiene por hidrólisis alcalina de los ésteres contenidos en los materiales grasos. Si se escinde una grasa con un álcali, en lugar de con agua, se obtienen glicerina y una sal o jabón del metal alcalino con el ácido graso. Esta reacción se llama saponificación y es la base de la industria del jabón.

Figura 3. Ecuación Ilustración 16. Ecuación General general de lade saponificación la saponificación

19

Ilustración 17. Saponificación de un triglicérido

El ión de la base (Na+ o K+) provoca la separación de los ácidos grasos unidos al glicerol. De esta manera los ácidos grasos libres recién creados se unen al sodio o potasio formando la molécula del jabón. Los álcalis más usados en la saponificación son el hidróxido de sodio (sosa caústica) y el de potasio (potasa caústica), por lo que el término B, en la Figura MJ.1, corresponde a los elementos Na o K, y obtendremos así los correspondientes jabones de sodio o de potasio. Si la saponificación se efectúa con sosa, se obtendrán los jabones de sodio (jabones duros), que son sólidos y ampliamente usados en el hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendrán jabones de potasio (jabones blandos), que tienen consistencia líquida. Si los tres radicales R son iguales, se trata de un triglicérido simple, por el contrario si son distintos, será un triglicérido mixto, que es el caso más común. Hay muchos tipos de triglicéridos dependiendo de la longitud de la cadena de carbonos y de la cantidad de enlaces simples, dobles o triples que haya en esta cadena.

20

Estructura de un triglicérido Figura 5. 19.Ilustración Ilustración Estructura18molecular demolecular un triglicérido cualquiera cualquiera

El agua es necesaria en la reacción ya que actúa como una especie de “catalizador”. Es el medio para que reaccionen triglicérido y álcali. El ácido graso puede ser de origen vegetal o animal, sólido o líquido, por ejemplo, sebo, manteca de cerdo, aceite de coco, de oliva, etc. Los jabones son agentes tensioactivos o surfactantes. Se trata de sustancias que disminuyen la tensión superficial de un líquido o que actúan sobre la superficie de contacto entre dos fases, por ejemplo, dos líquidos inmiscibles. Los tensioactivos o surfactantes se pueden clasificar en cuatro grandes grupos, atendiendo a sus propiedades:  Aniónicos: contienen carga negativa en solución acuosa (jabones, alquilbenceno sulfonatos lineales, alfa olefín sulfonatos, dialquil sulfonatos, etc.).  Catiónicos: contienen carga positiva en solución acuosa (aminas grasas y sales, sales de amonio cuaternarias, etc.).

21  No iónicos: no se disocian en el agua, carecen de carga (alquil fenoles polietoxilados, alcoholes grasos polietoxilados, etc.).  Anfóteros: dependiendo del pH se comportan como aniónicos o catiónicos (aminoácidos, las betaínas o los fosfolípidos). Los jabones se engloban en el primer grupo, tensioactivos aniónicos. Éstos comprenden aquellos compuestos que poseen uno o varios grupos funcionales que se ionizan en disolución acuosa originando iones con carga negativa y que son los responsables de la actividad superficial. Por ello es necesaria la presencia del agua en la reacción de saponificación. Tienen un resto hidrofóbo alquílico y un grupo polar carboxílico. Son de fácil preparación por neutralización de ácidos grasos o por saponificación de acilgliceroles, y poseen excelentes propiedades para su uso como jabones de tocador o como aditivos en composiciones detergentes. Pese a las ventajas que se han comentado, también tienen algunos inconvenientes: son inestables en aguas duras y en disoluciones a pH ácido, así como insolubles en presencia de electrolitos. Por ello habrá que tener especial cuidado con el agua que usemos en la mezcla de saponificación de nuestro proceso, ya que debe de estar desionizada, controlando, además el pH de la mezcla.

Ilustración 20. Fórmula general de un tensioactivo aniónico, sin la parte positiva de la molécula (la sal)

22 3.2.3. ¿CÓMO LIMPIAN LOS JABONES? Los jabones y detergentes ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas, ya que poseen dos partes diferenciadas  Una parte hidrofóbica o lipofílica (liposoluble), por medio de la cual se une a la grasa o aceite, disolviéndola. Repele al agua y es apolar.  Una parte hidrofílica (hidrosoluble), que tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella. Hace que el jabón se disuelva a su vez en agua. Las manchas de grasa no se pueden eliminar sólo con agua por ser insolubles en ella. El jabón en cambio, que es soluble en ambas, permite que la grasa se diluya en el agua formando una emulsión.

Figura 7. Estructura Ilustración 21. Estructura molecular molecular de las departes las partes de undejabón un jabón

Cuando un jabón se disuelve en agua disminuye la tensión superficial de ésta, con lo que favorece su penetración en los intersticios de la sustancia a lavar. Por otra parte, los grupos hidrofóbicos del jabón se disuelven unos en otros, mientras que los grupos hidrofílicos se orientan hacia el agua generando un coloide, es decir, un agregado de muchas moléculas

23 convenientemente orientadas. Como las micelas coloidales están cargadas y se repelen mutuamente, presentan una gran estabilidad. La agitación ayuda a que se rompan estas micelas de grasa y que las superficies antes sucias se vuelvan hidrofílicas. Las gotitas de grasa se repelen unas a otras lo que las mantiene suspendidas en el agua hasta el aclarado.

Técnica de Saponificación – Elaboración en Frío La mayoría de las personas no ve ninguna diferencia entre los granos de jabón preparados a temperatura alta o a baja. A temperatura baja se logra un grano fino, húmedo y denso; en cambio a temperatura alta ocurre todo lo contrario, los granos son secos y más grandes.

Efectos de la temperatura en la fabricación del jabón En el proceso de producción de jabón se logra un mejor control de la temperatura de la reacción mientras menor sea la misma, normalmente a menos de 90 oC. En general la mayoría de los jabones se pueden fabricar dentro de una amplia gama de temperaturas, pero el fabricante de acuerdo a su experiencia es el que decide la temperatura que favorece su producción.

Tiempo de cuajo El tiempo de cuajo es un cálculo de la cantidad de hidróxido de sodio que reacciona con la grasa y los aceites por unidad de tiempo. Está directamente relacionado con la velocidad a la que se efectúa la mezcla, el grado de saturación de las grasas y los aceites, la fuerza de la solución de sosa, el porcentaje de agua utilizado y a veces también está relacionado con las temperaturas de elaboración del jabón.

24

Mientras mayor sea la agitación es más rápida la reacción. Los preparados altamente saturados cuajan más rápido que los altamente insaturadas. Mayores concentraciones en las soluciones de sosa producen un cuajo más rápido. Las temperaturas más bajas (27-32oC) producen cuajos más rápidos para los preparados con altos porcentajes de grasas y aceites insaturados, pero si se bate la mezcla de forma suficientemente rápida al parecer los preparados saturados cuajan rápidamente a temperaturas entre los 27oC y los 54.5 oC.

Estabilidad de los componentes Los componentes más sensibles en la elaboración del jabón son los ácidos grasos, provenientes de aceites y grasas, y las enzimas y vitaminas de los nutrientes. Puede que no soporten una larga exposición a temperaturas altas, estos componentes se conservan mejor si durante el proceso las temperaturas son bajas.

Tiempo de espera Algunos fabricantes de jabón prefieren trabajar en caliente porque no tienen que esperar que la sosa se enfrié para ser agregada a las grasas. Sin embargo, la solución alcalina se puede preparar en grandes cantidades con anticipación para ser añadida a temperatura ambiente (1827oC) a las grasas más calientes (43-49oC), pero se debe tener cuidado al almacenar la solución ya que si no se tapa herméticamente podría suavizarse.

25 Finalización del proceso de saponificación Cuando el jabón ha endurecido y está preparado para poder utilizarlo, toda la solución de sosa disponible debe haber reaccionado con las grasas y aceites. Solo una parte de los ingredientes se han unido y reaccionado cuando la mezcla de jabón se vierte en los moldes el resto del proceso de reacción de la saponificación se produce durante el periodo de aislamiento y solidificación. La reacción de saponificación está dirigida por el calor, aunque no se aplica calor extremo a la mezcla, la propia reacción produce el calor y el jabón lo retiene y lo utiliza para que la reacción se pueda seguir produciendo. Ciertamente las temperaturas altas producen pastillas de jabón bien saponificadas, pero las temperaturas más frescas también. Se sabe que las temperaturas altas mejoran el contacto de los ingredientes y dan más oportunidades de reacción. Pero el jabón puede que siga y, al mismo tiempo, desafié esta regla.

26 3.2.3. ACEITES 3.2.3.1. ACEITE DE COCO El aceite de coco constituye el elemento principal de la mayoría de las fórmulas de jabón líquido, el motivo es que el ácido laurino que predomina en él es muy soluble en agua. La solubilidad también conlleva que el jabón haga una espuma rápida y abundante. Los minerales que contienen las aguas duras disminuyen la espuma, ya que forman sales de calcio y magnesio insolubles, por lo tanto, los jabones de aceite de coco son los que dan mejor resultado con aguas no desmineralizadas. Un jabón de aceite de coco al 100% es líquido incluso cuando la proporción es de 40% de jabón y un 60% de agua. Por su parte, un jabón de aceite de oliva empieza a cuajar a concentraciones más bajas (20%). Un inconveniente del aceite de coco es el efecto deshidratante del ácido láurico. Esta inconveniencia se puede remediar mezclándolo con aceites líquidos, como los de oliva o canola. El aceite de semilla de palma se puede sustituir por aceite de coco porque tienen una distribución de ácidos grasos similar, pero necesita aproximadamente un 20% menos de solución caustica para ser neutralizado. 3.2.3.2. ACEITE DE OLIVA El aceite de oliva, que es ácido oleico en un 85%, ha sido durante siglos el favorito de los fabricantes de jabón. Penetra la piel mejor que la mayoría de aceites vegetales. Los jabones resultantes son hidratantes y suaves, por lo que el aceite de oliva es una base excelente para jabones y champú de bebes. Además, produce una espuma fina y ligera, una mezcla de 10 a un 20% de aceite de coco con un 80 o 90 % de aceite de oliva proporciona un jabón con más espuma.

27

Composición de ácidos grasos de algunos triglicéridos

28 3.2.4. DIAGRAMA DE FLUJO

200 g Ac. de coco 50 g. Ac. De oliva

47 g NaOH 110 g H2O 15 % de NaOH 30 % de NaOH

Relación de aceites oliva-coco 1:4, 1:10, 2:1

Agua dura Agua blanda (destilada)

Cantidad de aceites 150 g, 250 g, 350 g

Velocidad de agitación 11000 rpm, 3000 rpm Temperatura 40°C, 70°C, 90°C 25 g de esencia de coco + 2 pastillas de Vitamina E Agregado de coco rallado por encima del jabón

Ilustración 22. Diagrama de flujo de proceso de elaboración del jabón ACNYL

29

3.2.5. OPERACIÓN DE VARIABLES Tabla 4 Variables VARIABLES N°

DEPENDIENTES (Y)

INDEPENDIENTES (X)

1 2

Espumosidad Hidróxido de sodio residual

Relación de aceites (aceite de coco-oliva), Calidad del agua Cantidad de aceites

3

Tiempo de solidificación

Velocidad de agitación, Concentración de soda cáustica, Temperatura de elaboración

Fuente: Elaboración Propia

3.2.6. ANÁLISIS ESPECÍFICO DEL PROBLEMA (VARIABLES) 1. Espumosidad: La espumosidad es la agregación íntimamente empaquetada de burbujas de gas, separadas entre sí por líquido. Muestra el comportamiento del jabón en distintas aguas de lavado. Una molécula de jabón tiene dos extremos de diferente afinidad. La Figura representa una molécula de jabón. En rojo, la cabeza, con carga, es afín al agua porque son de polaridad similar. La cadena azul, denominada lipofílica, es afín a las grasas y repele al agua (CLAYDEN, 2005). A causa de esta estructura, el jabón posee una doble afinidad hacia la polaridad de otras moléculas y puede orientarse según el medio donde se encuentre.

Ilustración 23. Molécula de jabón

30

En el agua, el jabón forma entre 100 y 200 micelas; es decir, asociaciones o conglomerados de moléculas que orientan sus cabezas con carga hacia la superficie del agregado molecular, mientras que las cadenas alifáticas quedan hacia dentro. La micela es una partícula energéticamente estable, ya que los grupos con carga están unidos mediante enlaces de hidrógeno de baja energía con las moléculas del agua circundante, mientras que los grupos afines a las grasas se orientan hacia el interior de la micela e interactúan con otros grupos de características similares. La cadena larga alifática o hidrocarbonada sin carga, interactúa con la grasa, disolviéndola, mientras que la región con carga se orienta hacia el exterior, formando gotas. Una vez que la superficie de la gota grasa está cubierta por muchas moléculas de jabón, se forma una micela con una pequeña gota de grasa en el interior. Esta gota de grasa se dispersa fácilmente en el agua, ya que está cubierta por las cabezas con carga o aniones carboxilato del jabón. La mezcla que resulta de dos fases insolubles (agua y grasa), con una fase dispersada en la otra en forma de pequeñas gotas, se denomina emulsión. Por lo tanto, se dice que la grasa ha sido emulsionada por la solución jabonosa. De esta manera, en el proceso de lavado con un jabón, la grasa se elimina con el agua del lavado. El indicador de la espumosidad es el índice de espuma. Se toma como parámetro dos escalas de medición: Alta espumosidad: 8 ml Baja espumosidad: 3 ml La espumosidad ideal es de 4 ml

31 El índice de espuma está directamente asociado al número de carbonos en la composición de cada aceite. Los jabones de C16-C-18 son más hidratantes pero son poco solubles en agua (aceite de oliva). Los C-12-C-14 son los más espumógenos (aceite de coco). Así, si se tiene una relación mayor de aceite de coco, el jabón tendrá más espuma. El índice de espuma está ligado también a la calidad del agua. Existen aguas que tienen disueltas una elevada proporción de sales de calcio y de magnesio; se las llama aguas duras. En esta clase de agua, el jabón precipita, o sea, se insolubiliza. La causa de este comportamiento es que la sal de sodio o potasio que forma el jabón se combina con los iones calcio o magnesio del agua y forma sales de estos metales, que son insolubles (Cañamero, 2002). El índice de espuma se mide mediante una metodología analítica según el trabajo de graduación “Fabricación de jabones medicinales a partir de los extractos naturales: Myroxylonbalsamum (Bálsamo de El Salvador). Simarouba glauca DC(Aceituno) y su evaluación antimicrobiana contra el Staphylococcusaureus", elaborado por Cristy Requeno y Milagro Madrid, en la ciudad de San Salvador. La técnica es la siguiente: 

Medir en una balanza 1.0 gramo de jabón.



Disolver en un Beaker de 50mL,1.0 g de jabón medido, en 50 mL de agua destilada.



Verter en una probeta de 250 mL, Ios 50 mL de agua destilada con el jabón disuelto.



Agitar por 15 minutos.



Medir la cantidad de espuma producida.

Cálculos:

𝑉𝑓 𝑉𝑖

× 100 = Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑝𝑢𝑚𝑎

Donde: Vf: Volumen final de espuma generada en la probeta.

32 Vi: Volumen inicial de agua con jabón sin hacer espuma.

Así, se obtuvo un mejor nivel de espuma en la relación 1:4 ya que se tiene mayor cantidad de aceite de coco. 2. Hidróxido de sodio residual: Es la cantidad de hidróxido de sodio que no saponificó durante la reacción de saponificación. Esto puede pasar cuando no se agrega la cantidad correcta de los aceites, quedando una parte del álcali sin reaccionar, teniendo así lo que se llama hidróxido de sodio residual. Para que esto no ocurra es muy importante conocer previamente los índices de saponificación de los aceites que se van a utilizar, formulando así de manera correcta. El indicador del hidróxido de sodio residual es la Alcalinidad Libre de NaOH. De acuerdo a la Norma Oficial para Jabones N°5695-MEIC, la máxima alcalinidad libre permisible en un jabón de tocador es de 0.05%. La alcalinidad libre se determina mediante el siguiente análisis: Se lleva a baño maría de 2 a 10 g de la muestra con 200 cc de alcohol etílico (95%) hasta que el jabón se disuelva. Se filtra a través de un papel filtro de peso conocido. Luego, se calienta dicho filtrado hasta su ebullición. Se añaden 0.5 cc de solución de fenolftaleína al 1%, se titula con solución valorada de HCl y se calcula como % de NaOH. %NaOH = (n x f x 4) / P n = cc de HCl 0.1 N empleado en la titulación. f = factor de solución de HCl 0.1 N P = peso de la muestra en gramos

33 3. Tiempo de solidificación: Es un cálculo de la cantidad de hidróxido de sodio que reacciona con la grasa y los aceites por unidad de tiempo. Está directamente relacionado con la velocidad a la que se efectúa la mezcla, la concentración de soda, y también está relacionado con las temperaturas de elaboración del jabón. Mientras mayor sea la agitación es más rápida la reacción. Mayores concentraciones en las soluciones de soda producen un cuajo más rápido. Las temperaturas más bajas producen cuajos más rápidos, esto puede ser demostrado en un diagrama de fases.

SÓLIDO

LIQUIDO

VAPOR

Ilustración 24. Diagrama de Fases

RESUMEN Variable Espumosidad Hidróxido de sodio residual Tiempo de solidificación

Indicador Índice de espuma Alcalinidad libre de NaOH

Especificación (límite) 4 ml 0.05 %

34 3.3. FORMULACIÓN EXPERIMENTAL Espumosidad = f (Relación de aceites, Calidad del agua) Hidróxido de sodio residual = f (Cantidad de aceites) Tiempo de solidificación = f (Velocidad de agitación, concentración de soda cáustica, temperatura de elaboración) Y1= Espumosidad Y2= Hidróxido de sodio residual Y3=Tiempo de solidificación X1= Relación de aceites X2=Calidad del agua X3=Cantidad de aceites X4=Velocidad de agitación X5=Concentración de soda cáustica X6=Temperatura de elaboración En función a Variables: Y1 = f (X1, X2) Y2 = f (X3) Y3 = f (X4, X5, X6)

35

Tabla 5 Variables Independientes VARIABLES

NIVELES

A

Relación de aceites

1:4

1:10

2:1

3

B

Calidad del agua

Agua blanda

Agua dura

-

2

C

Cantidad de aceites

150 g

250 g

350 g

3

D

Velocidad de agitación

11000 rpm

2000 rpm

-

2

E

Concentración de soda cáustica

30%

15%

-

2

F

Temperatura de elaboración

40°C

70°C

90°C

3

Fuente: Elaboración Propia

Tabla 6 Variables Dependientes N°

VARIABLES

REPETICIONES

S

Espumosidad

3*2=6*3=18 Repeticiones

H

Hidróxido de sodio residual

3*3=9 Repeticiones

T

Tiempo de solidificación

2*2*3=12*3=36 Repeticiones

Fuente: Elaboración Propia

36 3.3.1. DELINEAMIENTO EXPERIMENTAL PARA ESPUMOSIDAD: Tabla 7 Delineamiento Espumosidad N°

1

FACTORES

A1

2 3

A2

4 5

A3

6

REPETICIONES R1

R2

R3

B1

S111

S112

S113

B2

S121

S122

S123

B1

S211

S212

S213

B2

S221

S222

S223

B1

S311

S312

S313

B2

S321

S322

S323

Fuente: Elaboración Propia

PARA HIDRÓXIDO DE SODIO RESIDUAL: Tabla 8 Delineamiento Experimental (Hidróxido de sodio residual) N°

FACTORES

REPETICIONES R1

R2

R3

1

C1

H111

H112

H113

2

C2

H221

H222

H223

3

C3

H331

H332

H333

Fuente: Elaboración Propia

37 PARA TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN: Tabla 9. Delineamiento Experimental (Tiempo de solidificación) N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

FACTORES D1

E1

E2

D2

E1

E2

REPETICIONES R1 R2 T1111 T1112 T1121 T1122 T1131 T1132 T1211 T1212 T1221 T1222 T1231 T1232 T2111 T2112 T2121 T2122 T2131 T2132 T2211 T2212 T2221 T2222 T2231 T2232

F1 F2 F3 F1 F2 F3 F1 F2 F3 F1 F2 F3

R3 T1113 T1123 T1133 T1213 T1223 T1233 T2113 T2123 T2133 T2223 T2223 T2233

Fuente: Elaboración Propia

4. METODOLOGIA DE INVESTIGACIÓN 4.1. MATRIZ DE MARCO LOGICO Tabla 10 Matriz de Marco Lógico JERARQUÍA DE OBJETIVOS FIN (objetivo general) Desarrollar una técnica para la elaboración de jabón antiacné en función a los parámetros de calidad con la finalidad de obtener ganancias económicas. PROPOSITO (objetivos específicos) Estudiar la influencia

INDICADORES DE VERIFICACIÓN Con esta técnica, obtenemos una ganancia, una rentabilidad de 150% por ejemplo

MEDIOS DE VERIFICACIÓN Plan de negocio. Estudio económico.

Norma Boliviana IBNORCA NB 227:1978

Análisis de datos experimentales obtenidos en laboratorio

SUPUESTOS Que se tenga la posibilidad de hacer jabón, invirtiendo capital y formando así una sociedad entre los 5 integrantes del grupo.

Que alguno del grupo no se enferme

38 que tiene la calidad del agua en relación a la espumosidad.

Estudiar la influencia que tiene la relación de volúmenes de aceites en relación a la espumosidad.

estudiados estadísticamente en un documento final llamado “Proyecto Final” Norma Boliviana IBNORCA NB 227:1978

Pruebas experimentales

División del Grupo de investigación

Evitar el Hidróxido de Sodio residual para calculando la velocidad de agitación, la concentración de NaOH para un óptimo tiempo de solidificación

Cumplimiento de los parámetros establecidos por las normas ISOnb

Ensayos de laboratorio

Daño al medio ambiente

Determinar la temperatura Ideal de solidificación del proceso.

Menor tiempo en el proceso de solidificación

Pruebas de laboratorio y aplicación del diagrama de fases P vs T

N.A.

Fuente: Elaboración Propia

JERARQUÍA DE OBJETIVOS COMPONENTES (Resultados) [1] Cumplimiento de las normas bolivianas con respecto a la calidad del agua. [2] Cumplimiento de las normas bolivianas con respecto a la relación de volúmenes de aceites (Coco-Oliva)

INDICADORES DE VERIFICACIÓN

Mejor espumosidad del Jabón

Buen estado de ánimo del personal de laboratorio.

MEDIOS DE VERIFICACIÓN

SUPUESTOS

Auditorías internas

Personal no calificado.

Certificación IBNORCA

Mala formulación.

39

[3] Reducción considerable del NaOH residual.

[4] Rápida solidificación del producto final a una temperatura ideal.

Alta demanda del producto. Buen rendimiento del proceso

Cálculos estequiométricos/matemáticos mediante fórmulas químicas.

Insumos de mala calidad

Mala lectura al diagrama de fases. Óptimo tiempo de solidificado del producto final

Ensayos de laboratorio y uso del diagrama de fases P vs T

Error en los ensayos experimentales por parte del personal.

Fuente: Elaboración Propia

JERARQUÍA DE OBJETIVOS 1.1.Verificar las normas bolivianas. 1.2.Establecer parámetros óptimos según el proceso. 1.3.Seleccionar varios tipos de muestras de agua. 1.4.Realizar ensayos experimentales. 1.5.Ver el comportamiento de los ensayos experimentales en relación a la espumosidad

INDICADORES DE VERIFICACIÓN

MEDIOS DE VERIFICACIÓN

Aumento en la espumosidad del jabón antiacné. Satisfacción por parte del personal en cuanto a cumplimiento de las normas bolivianas

SUPUESTOS

Mal sistema de gestión de calidad. Pruebas experimentales

Descuido del personal en la toma de muestras y ensayos del laboratorio.

40

JERARQUÍA DE OBJETIVOS 2.1.Verificar las normas bolivianas. 2.2.Establecer parámetros óptimos según el proceso. 2.3.Seleccionar varios tipos relaciones volumétricas 2.4.Realizar ensayos experimentales. 2.5.Ver el comportamiento de los ensayos experimentales en relación a la espumosidad

INDICADORES DE VERIFICACIÓN

MEDIOS DE VERIFICACIÓN

SUPUESTOS

Aumento en la espumosidad del jabón antiacné. Satisfacción por parte del personal en cuanto a cumplimiento de las normas bolivianas

Mal sistema de gestión de calidad. Pruebas experimentales

Descuido del personal en la toma de muestras y ensayos del laboratorio.

Certificación por parte de las normas bolivianas.

Fuente: Elaboración Propia

JERARQUÍA DE OBJETIVOS 3.1.Calcular los valores probables para una óptima reducción del NaOH residual. 3.2.Comparar estos valores con las normas bolivianas. 3.3.Realizar Pruebas de laboratorio. Fuente: Elaboración Propia

INDICADORES DE VERIFICACIÓN

Incremento del rendimiento de la reacción.

MEDIOS DE VERIFICACIÓN

Cálculos estequiométricos Pruebas de laboratorio.

SUPUESTOS

Personal no calificado. Escases de recursos económicos.

41

JERARQUÍA DE OBJETIVOS 4.1. Seleccionar datos probables de temperatura óptima para la solidificación. 4.2.Relacionar estas temperaturas en un diagrama de fases a la presión atmosférica. 4.3.Realizar pruebas experimentales con los valores seleccionados de temperatura. Fuente: Elaboración Propia

INDICADORES DE VERIFICACIÓN

MEDIOS DE VERIFICACIÓN

SUPUESTOS

Personal no calificado. Rapidez en la solidificación del jabón antiacné una vez haya finalizado el proceso.

Diagramas P vs T

Mala lectura de los diagramas termodinámicos P vs T.

Ensayos experimentales Pésimo criterio en la selección de posibles temperaturas de solidificación.

42

5. BIBLIOGRAFÍA  Haciendo jabones transparentes – Catherine Failor  Soft & Pure Producción de jabón  http://www.revista.unam.mx/vol.15/num5/art38/  http://bibliotecadigital.univalle.edu.co/bitstream/10893/7921/1/CB-0495122.pdf  https://es.pdfcoke.com/doc/93430838/Elaboracion-de-Jabon-de-Tocador-Ind-217  https://www.paginasiete.bo/economia/2014/2/16/productos-cuidado-personal-muevenmillones-14099.html  https://www.innata.mx/blogs/blog/jabon-natural-vs-jabon-comercial

43 6. ANEXOS 6.1. METODO DESIGN THINKING Es un método para generar ideas innovadoras que centra su eficacia en entender y dar solución a las necesidades reales de los usuarios. Proviene de la forma en la que trabajan los diseñadores de producto. De ahí su nombre, que en español se traduce de forma literal como "Pensamiento de Diseño “. El proceso de Design Thinking se compone de cinco etapas. No es lineal. Se comenzará recolectando mucha información, generando una gran cantidad de contenido, que crecerá o disminuirá dependiendo de la fase en la que se encuentre.

Figura 9. Design Ilustración 25. Design Thinking Thinking

44

6.1.1. EMPATIZA 6.1.1.1. MARKETING CUALITATIVO 6.1.1.1.1. PERFIL DE USUARIO

OBJETIVO Tener presente a los usuarios entrevistados durante las siguientes fases del proceso. DESCRIPCIÓN La creación de perfiles de usuario consiste en la elaboración de una ficha por cada persona con la que se haya interactuado en la fase de Empatía. Debe tener una descripción sencilla sobre sus hábitos y necesidades. Esto servirá para tener siempre presente a estos usuarios a los que va dirigida la solución a definir. En cada paso dado en el desarrollo de una idea, el equipo deberá evaluar si se ajusta al perfil de los usuarios definidos.

Ilustración 26. Perfil 1

45

Ilustración 27. Perfil 2

Ilustración 28. Perfil 3

46

Ilustración 29. Perfil 4

47 6.1.1.2. TÉCNICA DE ENTREVISTAS CUALITATIVAS OBJETIVO Empatizar con el usuario. Entender sus motivaciones, emociones y forma de pensar. DESCRIPCIÓN Pregunta cosas concretas, pide que te describa experiencias que haya vivido, y profundiza en las respuestas preguntando el porqué. Presta atención al lenguaje no verbal y no intentes llenar los silencios, ya que la persona puede estar reflexionando para profundizar en una respuesta. No sugieras posibles respuestas, ni preguntes cosas que se puedan responder con monosílabos. Tabla 11 Entrevistas Cualitativas NECESIDADES Producto efectivo para combatir el acné Producto de fácil uso

Producto que no deje la piel deshidratada. Fuente: Elaboración Propia

PROBLEMAS Los productos actuales carecen de eficacia Generalmente un producto necesita otro producto para complementarse. Los productos utilizados para tratamientos

DESEOS Tener un rostro libre de acné. Invertir poco tiempo.

Tener la piel hidratada.

OBSERVACIONES Falta de resultados esperados por el usuario. Mucho tiempo invertido.

Piel seca.

48 6.1.1.2. MARKETING CUANTITATIVO

Ilustración 30. CENSO

¿Cuánto ganan? Los adolescentes no son financieramente independientes. Un gran porcentaje de los jóvenes si. Ambos grupos respondieron que pagan cualquier precio por un producto que resuelva su problema.

49 6.1.1.3. TÉCNICA DEL MAPA DE ACTORES OBJETIVO Identificar a los usuarios que participan en el uso de un producto o servicio. DESCRIPCIÓN El mapa de actores refleja de forma gráfica las conexiones entre los distintos usuarios que componen un servicio. Esto ayuda a tener una imagen clara sobre los usuarios que intervienen en el mismo, de cara a la identificación de las personas a investigar en la primera fase del proceso, o para estructurar la definición de las funcionalidades de la solución final.

PERSONAL NO CALIFICADO

POLÍTICAS DE GOBIERNO DEPARTAMENTAL Y NACIONAL DISTRIBUIDORES

PROVEEDORES DE NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EQUIPOS

MEDIOS DE COMUNICACIÓN

ACNYL PROVEEDOR DE MATERIA DE PRIMA

Ilustración 31. Técnica de Mapa de Actores

(Jabón antiacné)

COMUNIDAD Y EMPRESAS PRIVADAS

50 6.1.1.4. TÉCNICA DEL DIAGRAMA DE PORTER OBJETIVO Visualizar los aspectos clave de la salud de la industria. Elaborado por el profesor de Harvard Michael Porter en 1979. DESCRIPCIÓN Se evalúa el impacto de las cinco fuerzas clave de la industria definidas por Porter: la competencia directa, los participantes potenciales, la oferta sustitutiva, los proveedores y los clientes; para revelar nuestra posición en el mercado y la identificación de puntos críticos o áreas de oportunidad a abordar. Amenaza de entrada de nuevos competidores Se refiere a las barreras de entrada de nuevos productos/competidores. Cuanto más fácil sea entrar, mayor será la amenaza. Al montar un pequeño negocio será muy fácil la entrada de nuevos competidores al mercado. Porter identificó seis barreras de entradas que podrían usarse para crearle a la organización una ventaja competitiva: •

Economías de escala

•

Diferenciación del producto

•

Inversiones de capital

•

Desventaja en costes independientemente de la escala

•

Acceso a los canales de distribución

•

Política gubernamental

51 Amenaza de productos sustitutos La amenaza de sustitutos es generalmente mayor cuando el valor de un producto no es relevante es decir si el precio y las características de este no son únicas. A medida que aparecen más sustitutos, tanto la demanda y el precio de los productos se hace más elástica. Como el precio de los sustitutos cae, los fabricantes pueden asegurarse subiendo los precios o la propia empresa se ve forzada a bajar sus propios precios. Para reducir la amenaza de sustitutos se producirá un jabón con ventajas obvias en los sustitutos y el uso de publicidad efectiva y la marca son útiles. Los consumidores verán la diferencia entre este producto innovador y lo que hay en el mercado, y así elegirán lo mejor. Rivalidad entre competidores La rivalidad entre competidores usualmente toma la forma cuando luchan por una posición utilizando diversas tácticas (por ejemplo, la competencia de precios, batallas publicitarias, lanzamientos de productos). Esta rivalidad tiende a aumentar en intensidad cuando las empresas sienten la presión competitiva o ven una oportunidad para mejorar su posición. Factores que afectan la rivalidad entre competidores: •

Competidores numerosos y equilibrados

•

Crecimiento lento de la industria

•

Altos costos fijos o costos de almacenamiento

•

Falta de diferenciación o cambios de costos

•

Incrementos en la capacidad

•

Competidores diversos

•

Altos desempeños estratégicos

•

Altas barreras de salidas

52

Ilustración 32. Diagrama de Porter

53 CONCLUSIÓN Tabla 12 Conclusión OPORTUNDADES

AMENAZAS

Producto innovador

Ingreso de marcas internacionales

Atracción de clientes potenciales Necesidades insatisfechas por los clientes que tienen acné Cuenta con buena presentación y diseño Mercado no saturado Una sociedad de adolentes con autoestimas altas. Fuente: Elaboración Propia

Desconfianza del consumidor en un producto nuevo. La no aceptación del producto del producto dentro del mercado. Aumento de precio en los diferentes ingredientes. Falta de experiencia en el manejo de estrategia de marketing Incorporación permanente de competidores con nuevo productos y productos sustitutos.

54 6.1.2. DEFINE 6.1.2.1. MATRIZ DE EFECTO Tabla 13 Matriz de efecto PROBLEMAS

TOTAL

Que seque la piel

x

1

1

0

0

0

5

7

Irritación de la piel

0

x

5

4

2

0

4

15

Que produzca alergia

0

5

x

5

1

0

5

16

0

0

0

X

0

0

3

3

0

1

1

1

X

5

5

13

Que sea económico

1

1

1

1

1

X

5

10

De fácil adquisición

1

1

1

5

1

4

X

13

Que no sea de difícil aplicación Piel grasosa

Fuente: Elaboración Propia

55 6.1.3. IDEA 6.1.3.1. TÉCNICA DE LLUVIA DE IDEAS OBJETIVO Generar el mayor número posible de ideas. DESCRIPCIÓN La lluvia de ideas sirve para generar un gran número de opciones. Es la actividad clave en la generación del grueso de ideas sobre las que se trabajará durante el proceso. Serán las respuestas a las preguntas "¿Cómo podríamos...?". Se debe buscar la cantidad. Para ello suele ayudar ponerse objetivos. Por ejemplo, dedicar 15 minutos a cada pregunta, y alcanzar un objetivo de 40 ideas por cada una de ellas. Tabla 14 Lluvia de ideas N°

PROPUESTAS

N°

PROPUESTAS

1 2 3

Esencia lavanda Vinagre de manzana Canela

11 12 13

Aceite de recino Aceite de almendras Aceite de coco extra virgen

4

Cascara de naranja

14

Hojas de menta

5

Miel de abeja

15

Aceite de árbol deTe

6

Gel de aloe vera

16

Infusión de manzanilla

7

Bicarbonato de sodio

17

Aspirina

8

Jugo de limón

18

Yogurt natural

9 10

Avena

19

Aceite de oliva

20

Leche de almendra Leche de coco

21

Agua de rosas

31

Extracto de arándano

22

Pepino

32

Azúcar morena

23

Albahaca

33

Ácidos frutales

24

Palta

34

Queratina

25

Agua de arroz

35

Colágeno

26

Vitamina E

36

Proteínas de trigo

56 27

Chocolate (cacao)

37

Soya

28

Levadura de cerveza

38

Acido Hialúrgico

29

Aceite esencial de romero

39

Caviar

30

Aceite esencial de tomillo

40

Cerezas

41

Agua mineral

51

Ácido glicolico

42

Pimientos rojos

52

Almidón de maíz

43

Arcilla

53

Ajo

44

Ácido láctico

54

Retinol

45

Aceite de uva extra virgen

55

Aceite de rosas

46

Zinc

56

Sábila

47

Azufre

57

Bálsamo

48

Peróxido de benzoico

58

Papa

49

Acido azelaico

59

Clara de Huevo

50

Vitamina B3

60

Aceite de semilla de cáñamo

Fuente: Elaboración Propia

57 6.1.3.1.1. MACROFILTRO De una primera selección de 15 ideas, el macrofiltro realiza una selección de 5 ideas para el presente proyecto. Se utilizaron las siguientes preguntas, por medio de puntuaciones: 1.

¿El producto es llamativo para adolescentes que sufren de acné?

2.

¿Este producto es compatible con todo tipo de pie?

3.

¿Este producto ayuda a disminuir el acné?

4.

¿Este producto humecta el rostro?

5.

¿Quieren llevar a cabo esta idea?

Tabla 15 Cuadro de puntuaciones PUNTUACION

SIGNIFICADO

5

Excelente

4

Muy Bueno

3

Bueno

2

Regular

1

Malo

Fuente: Elaboración Propia

58

Tabla 16 Macrofiltro ¿Este producto es compatible con todo tipo de piel?

¿Este producto ayuda a disminuir el acné?

¿Este producto humecta el rostro?

¿Quieren llevar a cabo esta idea?

TOTAL

N°

IDEA

¿El producto es llamativo para adolescentes que sufren de acné?

1

Sábila

3

5

5

5

4

22

2

té verde

4

2

1

4

1

13

4

3

4

2

3

16

3

5

5

5

3

21

5

5

4

5

5

24

3 4 5

Aceite de Oliva Gel de aloe vera Aceite de Coco extra virgen

6

Avena

4

5

5

3

3

21

7

Miel

5

5

4

5

4

23

8

Bálsamo

3

4

3

1

2

14

9

Vinagre de manzana

3

5

1

5

2

16

10

Pepino

3

4

3

4

3

17

11

Papa

2

4

2

3

2

13

4

2

1

2

2

11

3

2

5

1

2

13

4

4

4

4

4

20

3

4

1

4

3

15

12 13 14 15

Leche de almendra Aceite de árbol de te Clara de huevo Aceite de semilla de cáñamo

Fuente: Elaboración Propia

59 6.1.3.1.2. MICROFILTRO Se seleccionaron las 3 ideas que obtuvieron mayor puntuación en macrofiltro como se pudo observar anteriormente. Y de esta manera se realizaron 5 preguntas que fuerón las siguientes: 1.

¿Existe disp. local de materia prima?

2.

¿Ayuda a controlar el acné?

3.

¿Ayuda a humectar el rostro?

4.

¿El proceso de elaboración es simple?

5.

¿Existe competencia en el mercado para el producto?

60

Tabla 17 Microfiltro ¿Ayuda ¿ Ayuda a a humectar controlar el rostro? el acné ?

¿El proceso de elaboración es simple?

¿Existe competencia en el mercado para el producto?

TOTAL

N°

IDEA

¿Existe disp. local de materia prima?

1

Sábila

5

4

5

2

2

18

2

Aceite de coco extra virgen

5

5

5

5

3

23

3

Miel

5

4

5

4

2

20

Fuente: Elaboración Propia

SELECCION DE LA IDEA PRINCIPAL Sábila

Aceite de coco extra virgen

Miel

25 20 15 10 5 0 ¿Existe disp. local ¿Ayuda a de materia controlar el acné prima? ?

Gráfico 1. Microfiltro

¿ Ayuda a humectar el rostro?

¿El proceso de elaboración es simple?

¿Existe competencia en el mercado para el producto?

TOTAL

61 6.1.4. PROTOTIPA 6.1.4.1. FORMULACIÓN INGREDIENTES 1. Soda caustica 2. Aceite de coco extra virgen 3. Aceite de coco 4. Aceite de oliva 5. Agua destilada 6. Vitamina E 7. Coco rallado

Tabla 18 Formulación INGREDIENTES

PRIMERA

SEGUNDA

PRUEBA

PRUEBA

Soda caustica

47 g

21 g

Aceite de coco

200 g

100 g

Aceite de coco

1 cucharada

1/2 cucharada

Aceite de oliva

50 g

10 g

Agua destilada

110 g

49 g

Vitamina E

2 capsulas

1 capsula

extra virgen

Fuente: Elaboración Propia

62 ELABORACION Para empezar con la elaboración del jabón, se pesan cada uno de los ingredientes.

Ilustración 33. Aceite de coco extra virgen

Ilustración 34. Soda cáustica

Ilustración 35. Aceite de oliva

63

Ilustración 36. Agua destilada

A continuación, se lleva a baño maría el aceite de coco extra virgen para luego mezclarlo con el aceite de oliva a fuego lento, que no sobrepase los 70 °C.

Ilustración 37. Aceite de coco en baño maría

Ilustración 38. Agitación del aceite

64 Mientras tanto se prepara la solución de soda caustica con agua destilada. La reacción al ser exotérmica empieza a calentarse presentando una temperatura de 70 °C. Se vierte dicha solución al recipiente junto con la mezcla de los aceites.

Ilustración 39. Agregado de soda cáustica al aceite

Una vez lista la mezcla, se procede a mezclar con batidora hasta que presente una consistencia más viscosa. Se observa un leve cambio de color.

Ilustración 40. Agitación con batidora

Se agrega el aceite esencial de coco para un agradable olor y para su conservación se añaden las capsulas de vitamina E; luego se vuelve a mezclar.

65

Ilustración 41. Producto final

Se vierte la mezcla a los moldes para el secado final.

Ilustración 42. Vertido del producto final a los moldes

66 6.1.5. MODELO DE NEGOCIO Tabla 19 Modelo de negocio

Socios clave - Distribuidor de aceite de coco - Proveedores de empaques - Proveedores de maquinaria Inversionistas

Actividades clave -Producir los jabones -Mercadeo -Distribución

Propuesta de valor Jabón elaborado con coco, aceite Relaciones con de almendras y cliente glicerina, el cual -Crear un club de posee jóvenes y propiedades adolescentes con hidratantes, acné para guiar al además que usuario. tiene efectividad en el tratamiento de acné.

Recursos clave -Servicio de ingeniería -Flota de motos para distribución -Especialista en mercadeo

Estructura de costes -Publicidad -Producción -Pago de personal Fuente: Elaboración Propia

Segmentos de clientes Adolescentes y jóvenes que tienen acné.

Canales -Farmacias -Mercados y supermercados -Ventas por tarjeta y efectivo -Redes sociales -Publicidad en la TV -Delivery Fuentes de ingreso -Curso de capacitación para el cuidado de la piel con acné -Modo libre: consulta gratis con la venta del jabón.