Mezclar graduaciones de alcohol

Algunos me habéis preguntado como obtener alcohol de 70º ideal para desinfección, bien sea de utensilios o bien para la realización de gel hidroalcohólico para desinfección de manos a partir de alcoholes de diferente graduación.

Si tenemos alcohol por encima de los 70 º lo único que tendremos que hacer es añadir agua destilada en la proporción adecuada, esto ya lo vimos hace tiempo y lo podéis ver en la tabla que hicimos al respecto en este mismo blog.

Sin embargo para obtener alcohol de 70º a partir de graduaciones más bajas de alcohol, el único procedimiento es añadir alcohol en la proporción adecuada y para facilitar las cosas haremos el cálculo añadiendo alcohol de farmacia de 96º y empleando la potencia que nos ofrecen las hojas de cálculo como esta:

esto es una imagen, descargar el fichero en vuestro dispositivo

Salud

Tintura de Eucalyptus (2/2)

Vimos en el artículo anterior como elaborábamos las tinturas de Eucalyptus tanto por el procedimiento de maceración como el de percolación queda ahora simplemente recoger el esfuerzo de nuestro trabajo y hablar del resultado.

Eucalyptus

Maceración:

Una vez finalizado el proceso filtraremos el contenido y guardaremos nuestra tintura en botella de cristal ámbar comprobando que la relación solvente tintura sea 1:5, como quiera que durante el proceso se van a producir pérdidas por evaporación, porque el vegetal embebe parte del alcohol, el que pueda quedar en el papel de filtro, etc., podemos efectuar un lavado del residuo con algo más de alcohol y volverlo a filtrar añadiendo hasta obtener los 100 ml exactos.

Percolación:

La tintura ha ido fluyendo bien filtrada gracias a la torunda de algodón prensado que pusimos en la parte más estrecha del percolador justo antes de la llave. Finalizaremos extrayendo el vegetal molido, lo dispondremos en un frasco y lo lavaremos con el resto de alcohol que nos sobró, uniremos ambos líquidos y lo filtraremos con papel filtro estándar obteniendo una tintura que debe ser ajustada a 100 ml. bien añadiendo alcohol de 70º o bien permitiendo la evaporación hasta alcanzar dicho volumen.

tinturas por maceración y percolación iguales prácticamente

Tenemos pues nuestras tinturas normalizadas en cuanto a graduación alcohólica y en la proporción vegetal/solvente 1:5

¿Hemos realizado una buena tintura?

En un laboratorio de una universidad o de una farmacéutica podríamos comprobar si los componentes que presenta la tintura de Eucalyptus están presentes y si aquellos que no deben estar, están ausentes. Para ello se cuenta con un grupo de sustancias que se llaman reactivos que ejercen sobre el preparado en cuestión, reacciones químicas que demuestran la existencia de tal o cual sustancia. Basta echar una ojeada a esta página para ver más de cuatrocientos reactivos diferentes. No obstante al estudiar la investigación de la Universidad de Santiago de Cuba vimos en el caso concreto de la tintura de Eucalyptus varios reactivos de los cuales un par de ellos tenemos todos en casa, uno si hacéis jabones también y otro que lo reconocí por mis trabajos juveniles en electrónica, casualmente ellos son capaces de demostrarnos la presencia de: polifenoles, aceites esenciales y fenoles taninos o sea lo más importante de la tintura. Son estos:

  • El hidróxido sódico (OHNa) más conocida por sosa
  • El ácido sulfúrico (sustituido)
  • Sudan III (sustituido)
  • Cloruro férrico (elaborado)
Los reactivos

Utilizaremos 3 diluciones de nuestra tintura al 10% y una al 50% con alcohol de 70º

Tanto la sosa como el ácido sulfúrico son reactivos para determinar la presencia de polifenoles, sosa tenemos y en vez de sulfúrico vamos a emplear el ácido clorhídrico más conocido por salfumant o muriático que nos va a servir (utilizaremos la concentración de la disolución de nuestra tintura del 50%). El primero torna al rojo la tintura y el segundo al calabaza siempre y cuando la tintura posea polifenoles.

El Sudán III es un tinte muy efectivo de color rojo que se utiliza para teñir grasas, nosotros no tenemos ese, pero me queda un poco de tinte para jabones de color verde que nos va a servir y si una dilución de nuestra tintura se tiñera del color del tinte es que tiene un componente que será de naturaleza lipófila y solo hay uno: el aceite esencial.

El cloruro férrico es más complicado de obtener pues aunque hace algunos años lo podías encontrar en cualquier tienda de electrónica parece ser no sé si por seguridad, por toxicidad o no sé porqué el caso es que ha sido sustituido por otro producto que no nos sirve. Se puede elaborar de manera casera y así lo hice a partir de hierro, clorhídrico y agua oxigenada que será objeto de otro artículo. La adición de unas gotas de este producto reacciona volviendo negra la solución si esta contiene taninos.

reactivos, disolución de tintura y en el vaso la tintura

Hemos hecho una tintura siguiendo el procedimiento adecuado y encima hemos podido comprobarlo experimentalmente. Vamos a ver en vídeo la recogida y el análisis de nuestra tintura:

Bibliografía: ver capítulo anterior

Tintura de Eucalyptus (1/2)

elaboración mediante maceración y percolación

El Eucalipto es un árbol originario de Australia y Tasmania pero que está ampliamente extendido y cultivado, si haces una búsqueda en Wikipedia te ofrecerá más de 200 variedades siendo la más empleada la globulus. Son sus hojas las que contienen principios que nos serán de mucha ayuda:

Principales constituyentes (fuente fitoterapia.net)

Aceite esencial (1-3,5 %): cuyo principal componente es el 1,8-cineol o eucaliptol, junto con globulol, trans-pinocarveol, α-terpineol, cimeno, α-pineno y β-pineno.
Flavonoides: rutósido, quercitrósido, isoquercitrósido, hiperósido y eucaliptina (5-hidroxi-6,8-dimetil-7,4′-dimetoxi-flavona).
Euglobales y macrocarpales: terpenos resultantes de la condensación de una acetogenina de tipo floroglucinol y un monoterpeno o sesquiterpeno, respectivamente.
Triterpenos derivados del ácido ursólico (2-4 %).
Taninos hidrolizables.

El Eucalyptus tiene propiedades como antitusivo, expectorante y antiséptico y son varias las maneras de conseguir ese efecto,

Por un lado tendríamos infusiones para vahos de las hojas en agua, aproximadamente 10 gramos por litro de agua caliente.

También podemos obtener vahos mediante el aceite esencial que dejaríamos evaporar en agua caliente unas gotas.

Por fin también cabe realizar una tintura con las hojas y será este procedimiento el que mostremos a continuación empleándose de la misma manera que con los aceites esenciales. Además la tintura de Eucalipto puede formar parte de algún otro preparado más potente para los síntomas del catarro, la gripe, etc…que afectan a las vías respiratorias.

Existen dos métodos para realizar la tintura:

  • la maceración
  • la percolación

En ambos casos emplearemos alcohol etílico (etanol). La graduación del mismo puede ser, según la documentación consultada, entre 60º y 83º, elaboraremos siguiendo lo recomendado en la monografía de la EMA (Agencia Europea del Medicamento) en la cual nos permiten su elaboración con etanol entre 68º y 80º, entre ese margen he escogido la graduación de 70º pues es aquella que más frecuentemente utilizamos en otras cuestiones (desinfección de utensilios que no permiten la ebullición con agua, elaboración de geles desinfectantes de manos, etc…) así pues, como ejemplo, anotar que tendremos casi un litro de alcohol de 70º si unimos 588 gramos (72,6 cl.) de alcohol de 96º y 274 gramos de agua (la mezcla merma en volumen no os habéis equivocado).

Tenemos ya el alcohol preparado, ahora le toca el turno al vegetal. Como quiera que lo que vamos a realizar es una tintura nos aseguraremos que el vegetal (las hojas de Eucalipto) esté seco, al proceso de tratamiento con vegetal fresco se le denomina alcoholatura y no es nuestro objetivo. Por supuesto las hojas presentan unos verdes característicos en el haz y el envés y descartaremos aquellas que presentan tonalidades oscuras. Por supuesto también descartaremos aquellas que presenten insectos o ácaros o la presencia de huevos, picaduras, necrosis,…

Cribado

Vale, las tenemos limpias y ahora debemos preparar cantidad suficiente de vegetal para que la proporción sea de 1 parte de vegetal por 5 de alcohol. Simplemente para cumplir dicho imperativo debemos triturar las hojas pues si no, el alcohol en la proporción descrita no podría cubrir el vegetal cuando los unimos en un frasco. Sobre el grado de trituración del vegetal no existe tampoco un consenso adecuado pero a efectos prácticos tras una primera trituración en trozos pequeños eliminaremos las partes leñosas (ramitas, peciolos, corteza del árbol,…) y una vez hecho esto cogeremos los trozos de hojas y los pulverizaremos con un molinillo del tipo café, filtraremos el contenido con un tamiz (o una rejilla de cocina, de tela mosquitera,…) y despreciaremos lo que no lo haya atravesado ( nervios de las hojas, trozos grandes,…).

Pulverización
Tamizado
Pesado

El motivo del molido es simple, al ser las partículas de eucalipto más pequeñas existe un mayor contacto del solvente con el vegetal, unido a que el molido rompe la estructura vegetal que contiene los principios arriba mencionados, nos dan una tintura de mayor calidad.

Ya tenemos el alcohol y el vegetal, pongamos por ejemplo 20 gramos de eucalyptus y 100 de alcohol, ahora si vas a

Macerar:

Vertiddo del vegetal en el frasco de maceración

Dispón dentro de un frasco de vidrio que pueda cerrarse herméticamente los 20 gramos de Eucalyptus y vierte sobre él los 100 ml de alcohol, agitaremos, taparemos el frasco si fuera transparente y nos aseguraremos de agitar periódicamente el mismo durante 10 días. (la agitación es un sencillo mecanismo que hace que partes de alcohol en contacto con la planta sean sustituidos por otros más “nuevos” todo ello en el mismo frasco, al final poco se puede hacer pero hay que hacerlo).

El frasco se tapa y se agitará frecuentemente

Percolar:

El percolador es un recipiente cónico invertido que presenta en su parte inferior una llave que abre o cierra el flujo del menstruo (líquido solvente con los principios disueltos) hacia un recipiente de recogida. En su parte superior una o dos tapas nos permiten la incorporación del vegetal y del solvente. La percolación es el único procedimiento que se menciona en las farmacopeas, como quiera que efectuaremos la tintura de ambas maneras podremos comparar.

Introduciremos un algodón humedecido con alcohol de 70º y lo dispondremos en la parte más estrecha del percolador con el propósito de que el vegetal molido no pase a la llave de cierre y la obture, humedeceremos el vegetal con un poco de alcohol para permitir su hinchado durante unos minutos y a continuación lo verteremos en el percolador añadiendo acto seguido el alcohol de 70º en cantidad suficiente para cubrir el vegetal dos dedos por encima. Abriremos la llave para permitir el paso del alcohol y en cuanto caigan algunas gotas la cerramos de nuevo. Nos sobrará alcohol que será empleado más tarde. Dejaremos en maceración durante diez días tapando el percolador transparente con papel de aluminio. Trascurrido ese tiempo abriremos la llave de tal manera que tan solo caiga una gota cada 8 o 10 segundos ritmo que naturalmente nos demorará algunas horas (1 día o dos).

Un vídeo con el proceso de elaboración, en el próximo artículo veremos el resultado e intentaremos comprobar que nuestra tintura es correcta:

Bibliografía

  • Monografía Eucalyptus
  • Manual de fitoterapia E. Castillo
  • Preparaciones galénicas de consistencia líquidas Miguel Machaca
  • Tinturas Universidad interamericana para el desarrollo
  • Benficios y usos del Eucalipto Universidad autónoma Gabriel René Moreno
  • Procedimiento normalizado de trabajo elaboración de tintura

Gel hidroalcohólico de Carbopol 940 (más fácil)

Escribía en este mismo blog como el Carbopol 940 no nos daba un gel hidroalcohólico 70º adecuado para desinfectante de manos, pues presentaba unos gránulos (que no ocurre utilizando agua destilada) que hacían impresentable el producto final.

Más tarde vimos como superábamos este inconveniente gelificando previamente el Carbopol 940 en un 30% de agua y añadiendo posteriormente el acohol de 96º en cantidad suficiente para 100.

En este artículo y siguiendo indicaciones de dos suscriptores, Rembrand y Heraldo he conseguido realizar el gel desinfectante utilizando Carbopol 940 por el método habitual y sin otro misterio que la previa pulverización del Carbopol 940 trabajándolo en mortero durante unos minutos y tamizando el resultado con un tamiz mesh 18 (luz de 500 micras). Esta vez no se produjeron gránulos en precipitado al añadirlo al alcohol de 70º y tras un periodo embebiendo de 24 horas, agitación en homogenizadora a 1000 rpm. durante unos minutos y adición de una base fuerte (trietanolamina, también se pude utilizar OHNa o incluso bicarbonato de sodio) no fue necesario elevar el pH hasta 7 pues a un pH de 6,4 la gelificación ya fue excesiva. La cantidad de Carbopol empleada fue del 0,5% y el vídeo que lo demuestra es este:

Antipiojos natural (proyecto para compartir)

Decimos que un producto es pediculicida cuando acaba con  los piojos, el contagio es frecuente entre niños de corta edad por estar en contacto unos con otros y ser muy fácil la infestación, no obstante en el momento actual con ingreso a las aulas con las medidas preventivas tomadas para evitar contagio de COVID debería pues no ser necesario, veremos. Además del contacto físico la trasmisión puede ser por objetos (toallas, pañuelos, sombreros,almohadas, …) que hayan estado en contacto con varios niños.

Foto de Gilles San Martin en Foter.com / CC BY-SA

Frente a esta desagradable presencia del insecto, llamado científicamente Pediculus capitis, existen medicamentos que eliminan eficazmente estos parásitos y que tienen el inconveniente que una incorrecta aplicación puede provocar resistencias. El insecto se sitúa en el pelo de la cabeza aunque también puede infestar cejas y pestañas, además, el problema es que pone incontables huevos llamados liendres que se convertirán en poco tiempo en adultos. El remedio natural que leí hace mucho tiempo en un estudio que os pongo en la bibliografía, en inglés y que recogió el Colegio de farmacéuticos de Madrid en castellano, es un remedio natural, muy eficaz y no presenta resistencias, con el único inconveniente de que los productos no son baratos. Simplemente son dos Aceites esenciales, al Árbol de Té que se carga los bichos por asfixia y otro AAEE que tenga nerolidol como por ejemplo el Neroli o la Chilca que colabora definitivamente para matar los huevos a las pocas horas. Afortunadamente el porcentaje efectivo de actuación se sitúa en un 1%.

Para vencer el inconveniente del precio  deberemos ponernos de acuerdo algunos padres o profesores o asociaciones, pues vamos a repartir, dado que necesitaremos poca cantidad, el contenido de los frascos  entre todos los participantes, necesitaremos:

Árbol del Té Foto de cultivar413 en Foter.com / CC BY
Flor de azahar Foto de Pablo FJ en Foter.com / CC BY
Baccharis Dracunculifolia – Chilca

Aceite esencial Árbol del Té (Melaleuca alternifolia) es además de antimicrobiano un poderoso insecticida 1 botellita de 10 ml.

AE Neroli  ó Palo de Siam (Fakienia hodginsii) ó AE de Chilca (Baccharis dracunculifolia) ó Bálsamo del Perú si el presupuesto es bajo, 1 botellita de 10 ml. pues los anteriores contienen nerolidol una sustancia que ayuda a penetrar dentro de los huevos al Ärbol del té

Aceite de Almendras dulce 1000 ml. (se podría emplear algún otro aceite adecuado para el cabello – ver bibliografía – pero creo que este es idóneo por cualidades y precio).

Vitamina E  0,5 ml. (la botellita más pequeña que venden es de 10 ml.) la Vit E es un antioxidante que protegerá tanto al aceite como a los AAEE de la oxidación, así nuestro matapiojos, bien guardado sin que le de la luz se podría aprovechar más adelante)

Procedimiento

Simplemente quitaremos medio vaso de aceite de la botella, echaremos los 10 ml de AAEE de Árbol de Té , agitamos, echaremos los otros 10 ml. de Neroli o similar, agitamos, y el medio ml de vitamina E  agitar todo y rellenar hasta donde quepa con el aceite que habíamos separado, volver a agitar bien y a repartir toca. 

Si habéis comprado las botellitas para repartir y son todas iguales (a ser posible de vidrio  coloreado y si no protegerlas de la luz con papel de aluminio) el reparto es fácil y si no, se puede ir cogiendo con una jeringuilla grande y repartir. Como la aplicación es un masaje del cuero cabelludo y pelo, tras el lavado del mismo, dejándolo actuar 6 horas, se habrá solventado el problema (¿ojo! lavar con agua caliente la ropa, etc) y os sobrará producto que podréis, Dios no lo quiera, utilizar el año siguiente.

Aquí lo podéis ver y recordad que es un producto para acabar con los piojos pero que no sirve como preventivo para evitar la infección:

Bibliografia

Pediculicidas COLEGIO OFICIAL FARMACÉUTICOS DE MADRID

Di Campli, Emanuela et al. “Actividad del aceite de árbol de té y nerolidol solos o en combinación contra Pediculus capitis (piojos) y sus huevos”. Investigación en parasitología vol. 111, 5 (2012): 1985-92. doi: 10.1007 / s00436-012-3045-0

Aceites esenciales

Aceite para el pelo: 8 opciones para nutrir tu cabello

FICHA TECNICA JOJOBA    PELO

Tésis doctoral peduculosis una problemática de salud pública universidad Nacional del Sur Bahía Blanca Argentina

 

Haz clic para acceder a Tesis%20Guti%C3%A9rrez%2C%20M.%20M..pdf

Elaboración del Olivem 1000 (4ª parte final)

En el anterior artículo conseguimos determinar cual es el HLB del Ceteraryl Olivate que se situa entorno al 15. Tenemos pues despejada una de las dos incógnitas que se presentan en la fórmula de W.C. Griffin para un emulsionante que a su vez está formado con varios emulsionantes:

Emulsionante final multiplicado por HLB final = 1er emulsionante por su HLB + 2º emulsionante por su HLB.

En el caso del Olivem 1000 tenemos estos datos:

  • Cantidad de Olivem 1000 pongamos 100 gramos
  • HLB del Olivem 8-9 pongamos 8,5
  • Cantidad de Cetearyl Olivate: ¿? lo desconocemos
  • HLB del Cetearyl Olivate: ahora ya lo sabemos y es 15
  • Cantidad de Sorbitan Olivate: será 100 menos ¿? (la del cetearyl)
  • HLB del Sorbitan Olivate: 4,3

Así pues la fórmula quedaría:

100 * 8,5 = X * 15 + (100-X) * 4,3

se trata de una ecuación con una sola incógnita que se puede resolver y nos da un valor de X (cantidad de Cetearyl Olivate) de 39,2 y una cantidad de Sorbitan olivate de 60,8.

No sería exagerado, ni impreciso, a la vista del resultado, concluir que el Olivem 1000 es un emulsionante compuesto de 1 parte de Cetearyl Olivate y 1 parte y media de Sorbitan Olivate.

Experimento inicial: Con los productos elaborados en capítulos anteriores con el sorbitan olivate y el cetearyl olivate se intentó mezclar ambos productos de dos maneras diferentes:

A) Intento de elaboración de una emulsión utilizando una parte de Cetearyl y parte y media de sorbitan añadidas en la fase oleosa y 74% de agua no produciéndose la emulsión con claro desfase. Se incrementaron las cantidades de emulsionante has ta el 8% con idéntico resultado.

B) Intento de transesterificación de los dos emulsionantes en medio ácido y ligero tiempo de secado para luego utilizarlo en una emulsión con la misma proporción: casi se obtiene la emulsión pero se observa desfase

No obstante ahora que lo sabemos todo, ingredientes, cantidades, HLBs, procedimiento, podemos preparar el Olivem 1000 de la siguiente manera(*):

Ya lo tenemos todo, hemos despejado incógnitas en la ecuación de W.C. Griffin, sabemos que los procesos de esterificación son catalizados por medios ácidos, sabemos que el sorbitol pueden venderlo anhidro o en dilución al 70% que es lo más habitual, sabemos que el sorbitol pasa a sorbitán en presencia de un medio ácido y que en ese proceso pierde una molécula de agua, sabemos que el cetearyl alcohol con la proporcion 30/70 de cetílico y estearílico ofrece mayor estabilidad, sabemos que el cetearyl alcohol transesterifica los trigliceridos del aceite de oliva catalizado en un medio ácido, sabemos que la reacción es reversible a partir de la hora de someter los productos a una temperatura cercana a la ebullición y también que el proceso necesita de un tiempo de curado de al menos 1 mes, vamos pues a poner todo esto en práctica.

Reconozco que son demasiadas cuestiones que hay que tener en cuenta y que resulta muy difícil no cometer errores que nos echen al traste nuestra preparación. A continuación describo el procedimiento tanto si el sorbitol estaba al 70% como si lo tenéis anhidro (en polvo).

Experiencia con sorbitol al 70%:

Elaboraremos una solución de 35 ml de agua destilada donde disolveremos 10 gramos de ácido cítrico, pesaremos 25 gramos de aceite de oliva, pesaremos 25 gramos de cetearyl alcohol 30/70 y pesaremos 50 gramos de Sorbitol.

Como veis son cantidades fáciles de recordar, 35, 25, 25 y 50. Recordad que la proporción de Cetearyl /Sorbitan es de 1:1,5 pero el Sorbitol se vende en concentraciones del 70% así pues redondeamos a 50 que corresponden 15 a agua y 35 al alcohol.

Procedimiento: en un vaso de precipitado (de 250 estaría bien) ponemos los 35 gramos de agua destilada, disolvemos los 10 gramos de ácido cítrico, agitamos hasta disolución, añadimos los 50 gramos de Sorbitol y agitamos por espacio de varios minutos , introducimos los 25 gramos de aceite agitamos brevemente y lo llevamos a baño María con temperatura de ebullición leve durante 1 hora, efectuaremos agitaciones esporádicas durante ese tiempo, transcurrido el mismo, añadimos los 25 gramos de Cetearyl ALCOHOL agitando para que funda completamente y lo mantenemos durante una hora más (seguramente se estará evaporando el agua del recipiente del baño que deberá ser repuesta con la misma temperatura) procederemos también a efectuar agitaciones esporádicas, tras la cual dejamos enfriar el resultado y obtendremos una capa de emulsionante sobre otra acuosa. Extraeremos el emulsionante que habrá solidificado desechando el líquido que según hayamos agitado estará más o menos presente con mayor o menor densidad por la presencia entre otros de la glicerina transesterificada. Dejaremos que nuestro emulsionante seque por un mes. Según la temperatura a la que se haya trabajado el número de agitaciones, etc. el producto final estará más o menos contaminado por agua, glicerina, … el proceso de secado puede ser más largo.

Experiencia con sorbitol anhidro:

En recipiente con 50 grs de solución de ácido cítrico al 20% añadir 50 grs de sorbitol y agitar, a continuación añadir 25 gramos de aceite de oliva, agitar y llevar a baño María durante una hora con agitaciones esporádicas, transcurrido el cual, añadiremos 25 gramos de cetearyl alcohol, esperaremos a que funda, agitaremos y mantendremos en baño María una hora más, agitaciones peródicas, transcurrido el cual actuaremos de la misma manera que el anterior.

Hemos obtenido un emulsionante, el Olivem 1000 de manera casera motivado por aquel correo donde lamentaban la carencia de productos como estos en su lugar de procedencia.

En las múltiples ocasiones que he efectuado el emulsionante, los resultados han sido dispares, variando la estabilidad , espesor y textura, en ocasiones he tenido que ayudarme de coemulsionantes o bien de espesantes, es por ello que no cierro este experimento pues sigo investigando temas de proporciones, temperatura y secado.

La calidad de los productos que nos ofrezca la industria será mayor pues los medios que pueden usar son tecnológicamente más avanzados y pueden emplear mayores temperaturas, productos más enérgicos y mejores controles, también seguramente el precio de venta será inferior al que obtengamos con esta elaboración artesanal pero la satisfacción de descubrir que somos capaces de hacerlo por nosotros mismos no tiene precio.

Veanlo ustedes mismos en el siguiente vídeo:

Elaborando el Olivem 1000 de dos maneras

Bibliografía

  • Consultar bibliografía artículos relacionados anteriores

(*) lo descrito es una variación de algo leído en Internet hace años de lo cual no poseo ni título, ni autoría, ni ningún dato pues se obtuvo de un repositorio donde tras la publicación de un artículo, a cambio, puedes descargarte otro, siendo probablemente un documento no original que fue subido para obtener otro a cambio bajo un nick anónimo.

Determinación del HLB Cetearyl Olivate. Olivem 1000 (3ª parte)

¿Qué es el HLB?

W. Griffin

Podemos definir el HLB de los emulsionantes como la afinidad que tienen bien por el agua o bien por el aceite. Dicha afinidad es expresada por un número siendo el 20 el agua y el 1 el aceite perfecto. Cuando intentamos una emulsión nos fijaremos en qué HLB requerido tienen el o los aceites que componen la fase oleosa de la misma  y pondremos un emulsionante de acorde con éste.

Cuando juntamos 2 o más aceites o 2 o más emulsionantes hay que hacer un cálculo con una fórmula que inventó W. Griffin que dice:

El total de los aceites (o emulsionantes) multiplicado por el HLB final es igual a la cantidad del primero  (A) multiplicado por el HLB1 del primero + la cantidad del segundo (B) por el HLB2 del segundo.

100  x  HLB  final  =  A  x  HLB1   +  B  x  HLB2

Esto es importante pues debemos saber los datos de esa ecuación para fabricar el Olivem 1000 y no los tenemos, sabemos que:

El 100% del Olivem por su HLB (8-9)  =  una cantidad de cetearyl oolivate(¿) por su HLB (¿) + una cantidad de sorbitan olivate que será (100 – la del cetearyl) por su HLB (4,3)

 La ausencia de datos al respecto del balance hidro-lipídico del Cetearyl Olivate tanto en la documentación consultada como en Internet, me ha movido a intentar la determinación del HLB de este emulsionante.

El experimento

El Cetearyl Olivate forma parte del conocido Olivem 1000 un emulsionante ampliamente usado en cosmética y del que podéis encontrar abundante información realizando una búsqueda en vuestro motor preferido.

El Cetearyl Olivate es un trans-éster obtenido por la sustitución del radical orgánico del glicerol (glicerina) en los trigliceridos del aceite de oliva por 3 moléculas del alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol), en el dibujo se entenderá mejor

cetearyl olivate t.ester

Ese balance hidro-lipídico que correspondería a un ester de un ácido graso no parece haber sido determinado por ningún laboratorio o universidad, tampoco las ecuaciones de Griffin para el cálculo empírico de la masa de los radicales hidrófilos y la totalidad de la masa molecular del emulsionante nos ha servido de algo.

Vamos pues a intentar, mediante un experimento, determinar cual es ese HLB  que va a consistir en la preparación de 10 emulsiones con unos valores de HLB requerido comprendidos  entre 6 y 15 con saltos de 1 HLB. (con posterioridad se añadió una decimoprimera emulsión con un HLB de 15,5)

Hemos empleado el aceite de almendra con un HLB de 6 para la primera emulsión y seguiremos con aceite de oliva con HLB 7 y ácido esteárico con HLB de 15, para ello haremos algunos cálculos mediante una tabla con porcentajes como ésta:

% oliva % esteárico   TOTAL
0 0 100 15   15
5 0,35 95 14,25   14,6
10 0,7 90 13,5   14,2
13 0,91 87 13,05   13,96
15 1,05 85 12,75   13,8
18 1,26 82 12,3   13,56
20 1,4 80 12   13,4
25 1,75 75 11,25   13
30 2,1 70 10,5   12,6
35 2,45 65 9,75   12,2
38 2,66 62 9,3   11,96
40 2,8 60 9   11,8
45 3,15 55 8,25   11,4
50 3,5 50 7,5   11
52 3,64 48 7,2   10,84
55 3,85 45 6,75   10,6
60 4,2 40 6   10,2
63 4,41 37 5,55   9,96
65 4,55 35 5,25   9,8
70 4,9 30 4,5   9,4
73 5,11 27 4,05   9,16
75 5,25 25 3,75   9
77 5,39 23 3,45   8,84
80 5,6 20 3   8,6
85 5,95 15 2,25   8,2
88 6,16 12 1,8   7,96
90 6,3 10 1,5   7,8
95 6,65 5 0,75   7,4
100 7 0 0   7

Tenemos pues los valores que determinan los HLB de cada emulsión y tan solo hay que pasarlos de tantos por ciento a nuestro caso concreto con 20 gramos de fase oleosa:

HLB REQUERIDO      
6 20 almendra 0
7 20 oliva 0
8 17,6 oliva + estearílico 2,4
9 15 oliva + estearílico 5
10 12,6 oliva + estearílico 7,4
11 10 oliva + estearílico 10
12 7,6 oliva + estearílico 12,4
13 5 oliva + estearílico 15
14 2,6 oliva + estearílico 17,4
15 0 estearílico 20

Efectuamos las 10 emulsiones

  • fase acuosa 74 gr.
  • fase oleosa según tabla anterior
  • emulsionante 6 gr.

y observamos cual ha sido el resultado:

Las diez emulsiones

En el vídeo final se pueden ver todas, una a una, lo importante es que tan solo produjeron una emulsión estable los valores de HLB 14 y 15 (dado que esto se produjo al final de la serie, la amplié y añadí una emulsión con valor 15,5 utilizando alcohol cetílico que no se consiguió en absoluto).

La emulsión con HLB 14 se desfasó al poco tiempo y no fue necesario hacer ninguna prueba para determinar la más estable (estrés mecánico, estrés térmico, reometría u observación microscópica).

Sin embargo la obtención de tan sólo 2 emulsiones de 11 preparaciones nos da que pensar pues uno esperaba alguna emulsión más. La investigación respecto al alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol) nos lleva a páginas de venta de productos en USA donde añaden las letras NF al lado del producto pudiendo corresponder al Formulario Nacional que acompaña a la Farmacopea USA, documentos no gratuitos y que si algún mecenas quiere regalarme lo aceptaré encantado (800$), así pues un recorrido en esas páginas me descubre que la proporción de los alcoholes grasos cetílico y esteárico, tal y como vimos en su día puede ser de 30/70 y ser las letras NF una declaración de homologación a las normas del Formulario Nacional. Sería algo comparable a los carácteres C€ que aparece en los productos europeos.

Se repitió el experimento esta vez con Cetearyl olivate elaborado con Cetearyl alcohol 30/70 observándose una mayor presencia del material emulsionado en cada una de las emulsiones, información que nos decantará en la utilización de esta modalidad de Cetearyl para la fabricación del Olivem 1000.

De toda la serie de emulsiones entre 6 y 15,5 la que presentó en ambos casos una mayor estabilidad, se alcanzó emulsión total (aunque también se desfasó con el paso del tiempo) fueron en ambos casos la emulsión con HLB 15, podemos concluir pues que:

El  HLB  del  Cetearyl  Olivate  es  15

Quizás en un futuro, laboratorios, universidades o simplemente otro investigador realice un estudio más pormenorizado y pueda establecerse algún valor con decimales más aproximado, hasta entonces…

Os dejo un vídeo como prueba documental del mismo

Francesc Palomares

Emulsionante casero Olivem 1000 (II). Sorbitan oleate.

El Sorbitan …….es la unión del alcohol sorbitol al que se deshidrata (se quita una molécula de agua) y se une a un ácido graso, según sea éste, el Sorbitan se acompaña de la palabra del ácido graso acabada en “ate” , esto es en terminología INCI aunque comercialmente se le conoce como los Spans, así tenemos:

  • sorbitan laurate Span 20  (HLB 8,6)
  • sorbitan palmitate Span 40 (HLB 6,7)
  • sorbitan stearate Span 60 (HLB 4,7)
  • sorbitan oleate Span 80 (HLB 4,3)

valores entre-medias , 35,65, 85 son variantes del mismo ácido graso en mayor número.

Captura
sorbitan oleate
El ácido oleico se une al sorbitan 

A nosotros nos interesa el Sorbitan Oleate y vamos a ver a continuación como deshidratamos el sorbitol y lo transesterificamos con el aceite de oliva y para ello necesitamos:

50 grs aceite de oliva
80 grs de sorbitol de 70 (*)
50 ml. solución de ácido cítrico al 20% (disolveremos 10 gramos en 50 de agua destilada)

(*) Hay que tener el cuenta que normalmente el sorbitol se sirve comercialmente diluido en agua, la proporción más habitual es del 70% si fuera distinta haced las correcciones necesarias.

Preparación: disponer  en un vaso de precipitado el sorbitol y la solución de ácido cítrico, agitar hasta homogenización y añadir el aceite de oliva. Poner todo a calentar al baño María sin descender de los 80ºC (si empieza a hervir moderadamente no pasa nada) durante 1 hora (tiempos superiores es una pérdida de tiempo).

El resultado tras enfriamiento son dos fases bien diferenciadas y , líquidas ambas, la separación se ha de efectuar por decantación, si no disponéis de vaso decantador, florentino, percolador o similar, coged una botella de plástico verted el conjunto dejad reposar para que cada líquido vaya a su sitio y perforad la parte inferior de la botella y eliminad la parte acuosa.

Decantando el Sorbitan

El sorbitan oleate es fotosensible guardadlo en frasco opaco.

Emulsionando el Sorbitan

En el pasado artículo hablábamos del Cetearyl Olivate del cual nos queda investigar algo y en este hemos realizado el Sorbitan Olivate, un emulsionante con muy bajo valor de HLB un 4,3 eso hace prácticamente inútil su empleo en nuestras formulaciones habituales, se puede emplear para elaborar emulsiones agua en aceite O/W . Con los medios que disponía pude emulsionar las grasas saturadas procedentes de mantequilla de origen animal y vaselina líquida con un HLB en conjunto de casi 4.

Esperad al último capítulo no tengáis prisa

Tenemos ya nuestros dos componentes, nos falta averiguar la proporción de cada uno de ellos para elaborar el olivem 1000 pero eso lo veremos en el siguiente artículo.

Bibliografía

Emulsionante casero Olivem 1000 (I). El Cetearyl olivate

Podemos observar en diferentes páginas de la Internet la manera de obtener emulsionantes a partir de elementos que podremos encontrar con mayor o menor fortuna, dependiendo del país donde os encontréis, y que no suponen riesgo en su elaboración y el resultado es en la mayoría de los casos muy satisfactorio.

Vamos a ver como podemos elaborar un emulsionante compuesto a su vez de dos emulsionantes con gran versatilidad, una buena estabilidad y que además otorga una configuración en su manera cristalina de emulsionar muy especial. Es pues autoemulsionante , económico y con certificado ECOCERT. Me refiero al OLIVEM 1000, de las bondades y los usos de este emulsionante podéis encontrar mucha información en la red, ahora lo que pretendemos es fabricarlo.

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El Olivem 1000 tiene como INCI  (Nomenclatura Internacional de Ingredientes Cosméticos): Cetearyl Olivate,  Sorbitan Olivate. Ambos son emulsionantes pero el conjunto lo hace impresionante. Sin embargo la proporción es una patente y como vimos en el artículo anterior esto puede hacer variar el resultado.

El primero, el cetearyl olivate, es la unión del alcohol cetoestearílico (o cetearyl  alcohol más científicamente) con el aceite de oliva. ( a su vez ese alcohol es la unión de dos, ved el artículo que publicamos al respecto El cetearyl alcohol, los alcoholes grasos. ,si no tenéis el cetearyl a lo mejor podéis conseguir los que lo conforman que serán más fáciles de conseguir)

El segundo, el sorbitan olivate, es la unión del sorbitol, un polialcohol empleado mucho en alimentación, con el aceite de oliva.

Esos procesos de unión arriba mencionados reciben el nombre de esterificación. 

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La esterificación es un proceso químico por el cual los ácidos carboxílicos (aquellos que en su fórmula aparece al final un grupo -COOH y entre esos, nosotros conocemos a los grasos como el oleico, palmítico, linoleico, mirístico, esteárico,…. ) se unen a un alcohol.

Si has hecho jabones conoces que ese proceso químico , la saponificación,  es largo, hay que dejar que acabe y le cuesta 4 semanas, pues la esterificación es mucho más lenta, pero si cuando lo elaboremos lo hacemos en un medio ácido la reacción va más rápida, el ácido no se combina con nada pero hace que todo vaya rápido (se le llama catalizador).

Lamento complicarte un poco más el tema pero yo no tengo una garrafa con oleico o palmítico, lo que tengo es una de aceite y sabéis que éste es un conjunto de triglicéridos

  • 3 de los de antes juntos, más o menos un 96%,
  • los que van dos juntos y los que van solos, un 2%

el otro 2% es lo que le da color, olor, sabor… y, ¿qué son los triglicéridos? son ésteres de la glicerina y los ácidos grasos. O sea que si ya tenemos ésteres ¿qué es lo que haremos? Vamos a intentar una transesterificación, intercambiaremos el alcohol glicerina por el alcohol cetearyl y por el sorbitol. Te dejo el reto de que cuando hables con una amiga o amigo metas en la conversación que estuviste transesterificando. Y aquí me paro y no he tenido más remedio que hablar de ello por preguntas formuladas hace tiempo.

Equilibrio
El rendimiento máximo se alcanza tras casi 1 hora

Hay que decir que ese proceso es reversible y que llega un punto que ya no se puede generar más éster por que el medio ácido ( agua + la sustancia que se disocia ) puede invertir el proceso, o sea que hay un rendimiento máximo que es del 66%;  sin embargo, podemos forzar el sentido reductor si incrementamos considerablemente la cantidad de uno de los componentes  ¿qué ácido nos sirve? ¿hay mejores y peores ácidos? preguntaba Sara. 

En principio lo que necesitamos es que haya suficiente cantidad de átomos de Hidrógeno cargados positivamente que son prestados y devueltos en la reacción para que sea rápida y sirve cualquier ácido fuerte, por ejemplo, ácido acético -4.7(vinagre), ácido clorhídrico -6.2 (salfumán),  ácido sulfúrico -1.99, o débil como el ácido cítrico -3.1 -4.7, -6.4,. Hay dos

citricos
Foto de AnaisRG en Foter.com / CC BYNC-SA

características que me decantan por el cítrico, una es la peligrosidad de actuación con ácidos fuertes como el clorhídrico o el sulfúrico (sería el más idóneo pues se disocia en primera instancia completamente y además tiene una gran avidez de agua favoreciendo la reacción pero en contra es tremendamente corrosivo y ha de ser empleado con una grandísima precaución), por otro lado utilizar vinagre no es lo mismo que el ácido acético pues aquel contiene otros compuestos poseyendo de un 3 a un 5% de a. acético. Con el ácido cítrico podemos preparar una disolución con toda tranquilidad que nos dará los H† necesarios sin riesgos innecesarios.

¿qué vamos a necesitar par realizarlo?

  • Cetearyl alcohol (o sus partes y ved como se hace en el artículo de los alcoholesEl cetearyl alcohol, los alcoholes grasos. grasos)
  • Sorbitol  es un polialcohol del tipo glicerina, propilenglicol, ictiol, manitol,…en la actualidad se puede encontrar tanto líquido como en polvo. Líquido se comercializa al 70%
  • Agua ,destilada por favor.
  • Ácido cítrico en polvo lo más cercano al 100%
  • Aceite de oliva (tengo la impresión y como no tengo documentación al respecto cogedla con pinzas, que la industria cuando elabora el Olivem no utilizará aceite de oliva virgen extra sino todo lo contrario, es decir, preferirá un aceite libre de ese 2% que tiene escualeno, esteroles, ácidos grasos, clorofila, carotenos , polifenoles…como el refinado.  Además no le importará la acidez del mismo casi lo preferirá. Esa es, creo, una de las diferencias entre el industrial y el casero, por eso, pienso que será mejor o utilizar un refinado o filtrar el AOVE que es el que utilizamos para nuestras cremas con carbón activado o arcilla bentonita y eliminar componentes innecesarios de nuestro trabajo).

¿Como lo preparamos? 

Método Franco-chileno (lo llamo así por que este método lo vi en la página francesa Tout Naturellment que está en la bibliografía y también modificado tiempo después en la de Sanga Natural que desgraciadamente ha desaparecido).

En este artículo elaboraremos el CETEARYL OLIVATE

25 grs aceite de oliva
25 grs de cetearyl alcohol
50 grs de solución al 20% de ácido cítrico (10 grsde ácido en 50 de agua)

Incorporar estos tres ingredientes en un vaso de precipitado y calentar al baño maría al menos a unos 80ºC durante un periodo de tiempo de 1 hora alcanzada la solubilización del alcohol. Tres o cuatro agitaciones durante ese tiempo nos asegurarán de que el medio ácido llega a todos lados, puesto que el proceso es de reducción no parece necesario la adición de antioxidantes (vit E)

Bibliografía:
alcohol cetearilico información
otros lo llaman alcohol cetoestearilico información
cetearyl olivate información
sorbitan olivateinformación
Emulsionantes caseros (en français)
Química Orgánica Willian Bonner

Los geles que NO sirven para desinfectantes de manos a base de alcohol (2ª parte)

Vimos en un artículo anterior como el intento de elaborar un gel hidroalcohólico para desinfectar las manos fracasó al intentar gelificar directamente la sustancia responsable con alcohol de 70º. ¿Porqué emplear alcohol que se sitúe alrededor de los 70º? Si quieres saber la respuesta solo tienes que leer el artículogeles de celulosa

Sin embargo, aprendimos como elaborar un gel de este tipo utilizando la Hidroxietilcelulosa gelificando primero el agua y añadiendo luego de la formación del gel una cantidad suficiente de alcohol de 96º .Vamos a utilizar este procedimiento y lo emplearemos con una serie de geles que vimos en un artículo anterior donde comparamos sus propiedades reostáticas (viscosidad, penetración, deslizamiento, etc.), estos son:

  •  Agar al 0,5%
  • Caragenano al 0.6%
  • Goma Guar al 1%
  • Goma Xantana al 0,8%
  • Alginato de Sodio al 2%

Hay que tener en cuenta que los geles son polimeros, cadenas de moléculas que se repiten una y otra vez formando un largo rosario y que dependiendo de la procedencia del alga o semilla esta puede variar y variaciones de alguna décimas son frecuentes.

El procedimiento fue disolver dichos geles en 29 gramos de agua destilada hasta lograr su completa homogenización, el Agar precisó calentar el agua para su disolución, la Xantana hubo de dispersarse en un 1% de glicerina, el Alginato presentó grumos inicialmente que desaparecieron tras un periodo de 24 horas, el Carragenano y la goma Guar no presentaron problemas en ese momento del experimento, al día siguiente se procedió a incorporar poco a poco el alcohol de 70º, el resultado fue espantoso: