El grupo mineral más abundante de nuestro planeta son los silicatos, estos a su vez los clasifican en otros subgrupos entre ellos los filosilicatos y entre estos últimos están las arcillas.
No se ponen de acuerdo los expertos a la hora de clasificar estos grupos y yo no voy a tomar parte por ninguno de ellos pero me parece adecuado la siguiente clasificación para las arcillas. Hay que tener en cuenta que los nombres de éstas viene dado por el componente más representativo del grupo.
ARCILLAS clasificación:
Los tres principales grupos de Arcillas: Caolín, Montmorillonita e Illita
CAOLINITAS Por supuesto el elemento más característico es el Caolín mineral de color blanco con muy poca dureza , a este grupo pertenece la tiza y algunos incluyen al talco. Parece que el nombre viene del monte chino Kao-Ling Su densidad se sitúa en 2,6 gramos por centímetro cúbico
ILLITAS denominada a veces como arcilla-mica de color variables predomina el verdoso pardo, el nombre le viene de Illinois en USA lugar donde se descubrió. Los colores pueden variar en función de la cantidad y tipo de óxidos de hierro que contenga. Es la arcilla menos extensible debido a la presencia de elementos de mica en los minerales de los que se extrae. Densidad 2,8 gr/cm3
MONTMORILLONITA Arcilla que fue descubierta por el geólogo argentino Gonzalo Petro en la localidad de Montmorillon en la Aquitania francesa y que en la actualidad está agotada su mina. De color similar a la Illita verde pardo, es más extensible que las anteriores y como aquella puede presentar diferentes tipos de minerales asociados a ella. Su densidad se sitúa entre 1,7-2 gr/cm3
LA BENTONITA ES EL MINERAL COMPUESTO PRINCIPALMENTE POR MONTMORILLONITA
Parece que el color de las dos últimas arcillas (Illita y Montmorillonita) confunde tanto a proveedores y por tanto a los experimentadores. No tienen aquellos ningún inconveniente en definir a la bentonita como arcilla verde, y con ese nombre te pueden vender bentonita, montmorillonita, Illita, combinaciones de ellas, etc…
El Magma de Bentonita
Es un preparado descrito en el Formulario Nacional con propiedades anti-pruriginosas y que a su vez forma parte de un preparado contra el picor que veremos en posteriores artículos.
Para la elaboración del Magma de bentonita necesitaremos
Bentonita 5 g.
Agua conservante csp 100 g.
Realización:
Método específico Se espolvorea la bentonita poco a poco sobre 80 ml de agua caliente, aproximadamente a 70 ºC. Se deja reposar 24 horas, agitando ocasionalmente. Finalmente, se añade el agua restante, agitando hasta obtener un magma uniforme.
No parecía que hubiera ningún problema en su elaboración pero como hemos dicho anteriormente los proveedores venden la bentonita como arcilla verde y a veces incluyen su inci que puede ser Illita, Montmorillonita, etc. y el resultado no es correcto
PROBLEMAS
Así pues, lo primero es identificar correctamente la bentonita (recordemos que el principal y casi único componente es la Montmorillonita) en las fotos podemos ver que ocurre si mezclamos con agitación un 5% de arcilla verde y csp 100 de agua destilada.
Vemos como la mayoría de ellas han precipitado, luego algo está ocurriendo ¿seguro que son bentonitas?
Picnómetro
No se me ocurre otra manera para identificarlas que ver cual es la densidad de dichas arcillas pues si ésta es alta estaremos ante una illita y si es baja será montmorillonita. Para ello utilizaremos un picnómetro que es un recipiente con un tapón que presenta un capilar para que rebose el líquido cuando se cierra teniendo de esa manera una medición muy exacta de la cantidad de líquido expresado en gramos que cabe en el recipiente que está calibrado a una temperatura concreta con una capacidad concreta, el de la foto es de 100 cl. a 20ºC. Para medir la densidad de un sólido lo que haremos será introducir una cantidad exacta del mismo dentro del picnómetro, añadir agua y la densidad será los gramos de sólido introducidos dividido por 100 – la de agua añadida que como su densidad es 1 los gramos serán centilitros. Otro método para medir densidad falla porque no tenemos la certeza de eliminar el contenido de aire que presenta el polvo de la arcilla.
Hay que decir que el método empleado no nos va a dar la densidad de la Illita o de la Montmorillonita pues ambas presentan solubilidad en agua (aunque muy pequeña) y por tanto los valores siempre van a ser mayores que la realidad, pero lo que a nosostros nos interesa es saber, no la densidad exacta que ya la conocemos por las fichas técnicas, sino saber cual es cual.
De las arcillas verdes que poseo y efectuado el procedimiento anteriormente descrito nos sale la siguiente tabla
Como se puede apreciar existen dos valores bajos , tres valores altos y dos valores intermedios, solo una formó magma
Como quiera que uno de ellos viene claramente identificado como Illita sabemos que esa es la densidad de referencia para el valor alto, así pues tanto la arcilla verde de Aleida (no responde a mi solicitud de ficha técnica) como la de Jabonarium entiendo que en realidad son Illitas.
Las que presentan un valor intermedio debe suponerse que son en realidad una mezcla de bentonita e illita. Sorprende el valor obtenido para la montmorillonita de la potente empresa Aroma-zone tal y como se puede ver en el INCI impreso en el sobre de venta pero es que si uno va a la ficha técnica del producto !Oh sorpresa¡ allí lo deja bien claro que se trata de una mezcla de ambas.
Las que presentan un valor bajo serán bentonitas pero vemos como una de ellas forma el gel y la otra casi no ¿qué está pasando? ¿porqué no forman magma las dos?
Seguimos estudiando las propiedades de la bentonita e industrialmente encontramos documentación que nos habla de que existen dos tipos de bentonita: la sódica y la cálcica. La primera admite mayor cantidad de agua y forma gel a un 5% , la segunda a esa concentración es incapaz.
¿Se puede hacer algo con ese tipo de arcilla bentonita cálcica? Vamos a intentar una activación por intercambio iónico
Experimento: lo que se pretende conseguir es sustituir algunos iones de calcio por algunos de sodio, como quiera que vamos de mayor a menor en carga iónica puede que consigamos algo, veremos. Cogemos un 4% de carbonato sódico y lo disolveremos en similar cantidad de agua, bañaremos 92 gramos de bentonita cálcica con dicha disolución, agitaremos y/o trabajaremos en mortero para una buena integración (si empleáramos más agua sería más fácil pero el siguiente paso se haría eterno y caro), dispondremos la arcilla en una fuente y la llevaremos a 100ºC en horno durante una hora. repasaremos con mortero la arcilla pues presentará grumos. Con ese producto (arcilla bentonita activada) intentaremos la formación del magma de bentonita. Ver vídeo final.
Ya tenemos pues aclarado el tema de la arcilla, pero todavía existe otro problema.
El último de los problemas (espero) es que si el líquido donde se quiere formar el gel tiene un pH ácido la arcilla precipita. Si recordamos el agua conservante creada en un artículo anterior tenía un pH ácido pues el rango de los conservantes así lo requería, así pues, deberemos emplear algún conservante que sea efectivo en un entorno de pH de 7pH. Dejo al lector la elección de dicho conservante que cumpla dicho requisito y sea más cercano en su país, yo utilizaré el Leucidal SF con INCI Lactobacillus Ferment & Lactobacillus & Cocos Nucifera
Hemos resuelto los problemas al respecto y ya podemos realizar el Magma de Bentonita tal y como se puede ver en el vídeo
Arcillas verdes, problemática. El MAGMA de Bentonita
Transformación casera por activación de intercambio iónico de bentonita cálcica a bentonita sódica
Los emulsionantes glucósidas comprenden un conjunto de sustancias encargadas de la unión de agua y aceite en los que se emplea un azúcar para ser esterificado por un alcohol. Lo importante de este emulsionante es su gran afinidad con la piel, su ausencia de toxicidad y la facilidad de su biodegrabilidad que los hacen merecedores de certificados ECOCERT, COSMOS o similares. Además la procedencia de sus componentes vegetales lo hacen fácilmente sostenibles.
Dentro del conjunto de dichos emulsionantes glucídicos nos encontramos con uno que se conoce más por su nombre comercial que por sus compuestos, se trata del Montanov 68. El hecho de que me haya fijado en él es porque en realidad el Montanov es un conjunto de emulsionante más alcohol cetearílico, en concreto un 20% del primero y un 80% del segundo y como la esterificación no suele ser un proceso que podamos controlar al 100% el hecho de que podamos fallar pero quedarnos cerca me anima a intentarlo.
En este caso concreto el azúcar es la glucosa y el alcohol es el cetearyl alcohol (nombre INCI del a. cetearìlico)
la glucosa a la izquierda sufre un proceso con el alcohol cetearílico para después de perder una molécula de agua convertirse en un éster. Fijarse en la fórmula típica donde se pone entre paréntesis las moléculas de glucosa reaccionada que puede ser 1, 2 ó 3 formándose un mono,di o tri glucoside, no creo que esto nos influya a a hora de experimentar.
La densidad del Cetyl glucoside se situa en torno al 1,1 gr/cm3
¿Es necesaria la catálisis (ácida, básica, enzimática…)?
Intentar un procedimiento efectivo como la reacción de Fisher o similar
Cantidades
1 mol de azúcar por 1 mol de alcohol: para forzar el sentido de la reacción por el principio de acción de masas incrementaremos uno de los compuestos de manera evidente
pm cetearyl alcohol 512,9 punto de fusión 48ºC
pm glucosa 180 punto de fusión 146ºC
¿qué hace la glucosa cuando se calienta?:
a 60 ºC permanece inalterable
a 70 ºC permanece inalterable
a 80 ºC permanece inalterable
a 90 ºC permanece inalterable
a 99 ºC permanece inalterable
se observó idéntico resultado en un baño esta vez con sacarosa
Tal y como cabía esperar por el punto de fusión, no se observa ningún cambio en el aspecto de la glucosa a temperaturas más bajas de dicho punto, así pues nos quedan dos caminos:
elevar la temperatura por otro procedimiento
hidrolizar el azúcar mediante la incorporación de agua ácida
Experimento similar al empleado con el Ethyl glucoside del artículo anterior:
Cuando ponga RESULTADO NEGATIVO es por que se intentó realizar una emulsión con 20 gr. de aceite (OVE), 5 de emulsionante y csp de agua para 100 grs.
25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa 1 hora a 100ºC con agitación constante
RESULTADO NEGATIVO tras enfriamiento la glucosa quedo precipitada sin reaccionar con el alcohol (resultado esperado pues se necesita agua para que la estructura lineal de la glucosa pase a cíclica y pueda ser atacada por el alcohol)
1.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua 1 hora a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO al finalizar se observó una masa sólida de 26 gramos y un residuo de sirope, no obstante parece que aumenta la reacción
2.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO al finalizar la experiencia y tras enfriamiento se observó una masa sólida de 27,5 gramos y un residuo de almíbar más ligero que el anterior.Parece pues que la catálisis ácida produce mayor reacción. Debo escoger ahora entre dos variantes: o aumento el tiempo de agitación o aumento la temperatura….
Me inclino por la temperatura y primero vamos a ver como se comporta la glucosa (y la sacarosa) a varias temperaturas:
Ingeniaremos un doble recipiente, el exterior de aceite que nos servirá de baño y el interior para comprobación del azúcar:
a 125º C comienza a fluidificar
a 140ºC prosigue la fluidificación y además un pardeamiento típico del caramelo así pues serán los 125 ºC el límite de nuestro incremento
3.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo y efectuada una emulsión como las anteriores 20 + 5 + csp agua 100 se observó que sigue desfasándose la emulsión pero con menor ruptura que las anteriores. También se observó un resto de glucosa caramelizada probablemente por que la inercia del hornillo eléctrico hizo oscilar la temperatura entre los 120 y 132 ºC Vamos pues a incrementar la proporción de glucosa manteniendo la de cetearyl y la de cítrico
4.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + 14 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo nos quedó una masa sólida (apariencia algo más oscuro que las anteriores, más similar al Montanov 68 comercial) de 24 gr. de las cuales se cogió los 5 gr. que junto con los 20 gr. de aceite y los 75 gr. de agua se intentó emulsionar con resultado PEOR que en anterior experimento. Vamos a probar a incrementar además de la glucosa, el catalizador, el tiempo de reacción y probaremos
5.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + 14 de agua + á. cítrico solución saturada 10 gr. 2 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo (2 horas) quedó una masa sólida de 24 gramos de color marrón claro con la que se intentó realizar la emulsión que venimos realizando en las anteriores experiencias produciéndose desfase instantáneo tras detener la agitación igual de rápido que en el anterior experimento. No parece que sea este el camino, vamos pus a incrementar el agua simplemente respecto a la primera experiencia
6.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 50 de agua + á. cítrico 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo de 1 hora quedó un resto sólido de 14,18 gr. de color blanquecino con la que se intentó hacer una emulsión como siempre y que no llegó en ningún momento a formar emulsión, el líquido recogido fue de 40 gr. y no presentaba viscosidad. Algo se me pasa por alto.
Voy probar a mezclar con cetearyl alcohol
La proporción del alkil con el cetearyl es 20/80, suponemos que en alguno de los experimentos anteriores se ha formado el alkil glucosido pero no existe suficiente alcohol cetearyl para la formación del Montanov 68. ¿Cuál es la cantidad de supuesto glucoside formado? De los anteriores escojo por el color de la muestra o bien la 4 o bien la 5 que se diferencian en la cantidad de tiempo de agitación 1 hora vs 2 horas y en la cantidad de solución saturada de cítrico de 2,5 a 5 ml.
Suponemos que de la masa de 24 gramos se obtuvo un cetearyl glucoside de 20 gr y 4 han sido de cetearyl alcohol anexo, así pues vamos a preparar un emulsión en la que el emulsionante se conformará con 2 gr de la sustancia obtenida más 3 gr. de cetearyl , a ver que pasa:
experiencia 1 RESULTADO NEGATIVO, la emulsión que venimos preparando no llegó a formarse
experiencia 2 RESULTADO NEGATIVO. la emulsión habitual no llegó a formarse
Como quiera que la experiencia con mayor grado de resultado fue la 3 voy a finalizar esta línea de investigación con dicho producto
experiencia 3 RESULTADO NEGATIVO la emulsión que intentamos siempre no se produce.
Resumo: incrementar temperatura de 100 a 120ºC es positivo. el experimento 3 es el más prometedor, las experiencias 1,2 y 3 negativas demuestran que no es la inclusión a priori de más cetearyl alcohol ni en la fabricación ni al emulsionar el motivo del fallo. entonces incrementaré la glucosa disminuyendo el agua (disolución en caliente)
7.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + á. cítrico 2,5 gr. + 13 de agua 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo de agitación y enfriado quedó un resto sólido de 24,25 gr. del cual se cogieron los 5 gr. + 20 de aceite y csp para 100 de agua con los que se intentó hacer la emulsión que fue negativa
iniciemos una segunda etapa donde el porcentaje de cetearyl alcohol sea en vez de 5 ó 10 de glucosa y 25 de alcohol sea de 75, tres veces superior:
8.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 gr. de glucosa + 3,5 de agua + 1,25 á. cítrico + 2,5 de agua 1 hora a 115ºC + agitación constante
RESULTADO NEGATIVO PERO se obtiene un producto de 35 gr. y se procede a realizar la emulsión tipo donde cantidades de agua inferiores produjeron una emulsión pero al ir añadiéndole el agua hasta alcanzar los 75% habituales ya no pudo mantener esa emulsión y fue licuando dejando al final un líquido que se separó en tres fases: una superior muy blanca y espumosa con tacto muy graso, una capa intermedia con aspecto amarillento y una capa inferior más transparente con apariencia acuosa. En la realización del emulsionante quedó adherida a las paredes del vaso de precipitado el característico caramelo de tono marrón claro. para evitar esto incrementemos la cantidad de cítrico en disolución saturada.
9.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 gr. de glucosa +3,5 de agua + 3,75 á. cítrico + 7,5 de agua 1 hora a 115ºC + agitación constante
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 39 gramos blanco y 2-3 cm3 de agua¿ del cual se recogieron los consabidos 5 gramos para hacer la emulsión control con resultado de no formarse en ningún momento la emulsión.
10.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 de glucosa +3,5 de agua + 3,75 á. cítrico + 7,5 agua 2 horas con agitación a 115º añadiendo cada 20 minutos unos 4 ml de solución saturada de cítrico
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 37,66 gr y un residuo de agua de 41,6 al igual que en veces anteriores se intentó la emulsión 20+5+csp 100 y no se produjo emulsión alguna. probemos un camino diferente
11.- 15 gr de cetearyl alcohol + 15 de glucosa + 5 á. cítrico + 29 de agua agitación constante 1 hora a 130 ºC
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 14 gr. de peso con el que se intentó hacer la emulsión de prueba con desfase aunque pareció de menor intensidad. Se intentó la misma emulsión añadiendo 0,m5 gr. de alcohol cetearílico pero no resultó.
12.- 10 gramos de cetearyl alcohol + 16,7 de glucosa + 18 de agua + 2,5 cítrico + 5 de agua 1 hora a 130ºC
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 8,75 gr. de peso y se observó un gran depósito de caramelo adherido al fondo y a las paredes del vaso de precipitado con salpicaduras del alcohol, etc. no hubo intención de emulsionar en ningún momento.
13.- 20 gramos de ceteatyl alcohol, 40 de glucosa disuelta en 30 de agua + 10 gr. de á. cítrico en 20 de agua 1 hora a 125ºC
RESULTADO NEGATIVO el intento de hacer que el sentido de la reacción sea hacia la formación del ester mediante el aumento de uno de los compuestos y que hasta ahora había sido el alcohol ha sido sustituido en este y se ha incrementado el de la glucosa más aún que en el anterior experimento.
Pido ayuda a químicos de la universidad y otras con resultado negativo o no saben o no quieren compartir lo que conocen que no creo sea el caso, Javier Z. me envía un par de procedimientos uno implicaría procedimientos industriales con catalizadores fuera de nuestro alcance y otro es una patente algo ambigua que voy a intentar reproducir.
El resumen de la patente es que la glucosa ha de ser hidrolizada en una solución de ácido clorhídrico como catalizador que contendrá un tensioactivo detergente (SLS que luego sustituí por un trocito de jabón artesano), al alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol) y ¡¡ un poco de alkyl glucoside !!
Vamos a ver, si el Montanov es la mezcla de 1 parte de cetearyl glucoside con 4 de cetearyl alcohol y yo no tengo ¿cómo para hacer algo que no se tiene se pone un poco de eso mismo?
Sí que es verdad que ciertas reacciones funcionan mejor si se añade primero un poco de ese mismo algo que se pretende obtener, es como si enseñase a la reacción como se espera que se comporte.
En nuestro caso esto es imposible pero aunque de la lectura del texto se sobreentiende que el alkyl es el cetearyl glucoside ¿podríamos usar uno que hayamos aprendido a hacer aunque no sea el mismo? ¿uno de fácil realización como el ethyl glucoside que vimos en un anterior artículo?
2ª línea de experimentación
1.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 0.25 gr ácido cítrico + 0,5 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 2.5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: la temperatura fue de 120ºC y la agitación fue de 1 hora, el producto obtenido no fue capaz de elaborar la emulsión que pretendemos formar. La glucosa caramelizó. Variar cantidad de catalizadores y disminuir temperatura
2.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 0.5 ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 1.5 horas a 110ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: no se formó emulsión
3.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 1 gr ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: no se formó emulsión, incrementar tiempo
4.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 1.5 gr ácido cítrico + 1,25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO A MEDIAS: el tiempo no se alcanzó debido a la evaporación total del agua a las 2.5 horas que hizo precipitar la glucosa y paralizo la rotación del homogenizador. Se formó una emulsión fluida que desfasó tras un día. Incrementar agua.
5.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1.5 gr ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO A MEDIAS: se formó una emulsión con gran cantidad de espuma que permaneció tras reposo y se desfasó. Sustituir el ácido cítrico por clorhídrico y el SLS por jabón
3ª Línea de experimentación empleando ácido clorhídrico también llamado muriático o ClH
1.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1 ml ClH + 0,5 gr jabón de la abuela + 5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO se formó caramelo en la parte inferior del vaso y la emulsión no se consiguió
2.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1 ml ClH + 0,5 gr jabón de la abuela + 5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante.
Se realizó la experiencia en frasco cerrado para evitar en gran medida la evaporación de agua se obtuvo un producto con un color algo más marrón que hasta el momento pero el RESULTADO NEGATIVO
3.- 75 gr. del producto anterior + 25 de alcohol cetoestearílico + glucosa 25 gr + 30 de agua + 0.5 de ClH + 0.5 de jabón de la abuela y 0 de ethyl glucoside
RESULTADO NEGATIVO – repetir observando antes de finalizar el experimento si existe líquido acuoso bajo la fase oleosa en cuyo caso prolongar el tiempo hasta evaporación. Se observó flotando en el resto acuoso una sustancia de la cual se recogieron 0.33 gs., ¿porqué no está unida al alcohol? hacer, aunque por la cantidad será difícil, una emulsión donde se suponga que esos 0.33 grs. son glucósido:
0.33 gr de supongamos glucósido
1.65 gr de cetearyl alcohol
6.60 gr de aceite AOVE
24.75 agua destilada
4.- 75 gr. del producto anterior + 25 de alcohol cetoestearílico + glucosa 25 gr + 30 de agua + 0.5 de ClH + 0.5 de jabón y 0 de ethyl glucoside (O PONER SI NO SE EMPLEA EL PRODUCTO DE LA EXPERIENCIA 3
RESULTADO NEGATIVO Y DOY POR FINALIZADA LA EXPERIENCIA PARA CONSEGUIR REALIZAR EL EMULSIONANTE MONTANOV 68 AUNQUE SE ME ESTÁ OCURRIENDO QUE QUIZÁS SE PUDIERA CONSEGUIR….PERO SERÁ EN OTRA OCASIÓN
Dejo un vídeo con todos los procesos para su análisis visual mucho más ameno
La alantoina es un compuesto químico que podemos encontrar en las raíces de Symphytum officinale (Consuelda) utilizada como cicatrizante desde la época de Dioscórides allá por el siglo I. En algún artículo anterior veíamos que la alantoína está presente en el Aloe Vera y también lo está en la baba del caracol. La alantoina la podemos encontrar en los mecanismos de deshecho de los animales procedente del ácido úrico y rompiéndose en urea. No hace falta buscarla en babas, orines o plantas, también lo podemos encontrar de manera artificial tal y como nos indican en el Instituto de Síntesis Química donde al hablar de la alantoina publican: «Es un cicatrizante natural y ayuda a desprenderse de las células muertas, acelerando el crecimiento de tejido sano y mejorando, además, su hidratación.» (ver bibliografía)
En el magnífico libro Cosmetología de Harry de Wilkinson y Moore podemos leer también:
«…Entre los agentes curativos, el más popular es la alantoína (2,5-dioxo-4-imidazolidinil-urea), cuyas propiedades de proliferación y limpieza de células y calmantes eran ya bien conocidas en las décadas de 1930 y 1940...»
«…Posiblemente, el aditivo calmante y curativo cutáneo más frecuentemente usado es la alantoína, una sustancia química del grupo de las purinas. La alantoína ha demostrado poseer propiedades regeneradoras, curativas, suavizantes, calmantes y queratolíticas»
disolviendo alantoina a diferentes temperaturas
¿Cómo podemos incorporar la alantoina a nuestras emulsiones? En la bibliografía vemos como como la Dra. Bau reponde a dicha pregunta y nos ilustra al respecto. La alantoina es un polvo blanco insoluble en aceite y disolventes apolares, poco soluble en alcohol y soluble en agua a temperatura ambiente hasta un 0,5%. También es estable frente a temperaturas de hasta 80ºC y permitiría una mayor incorporación de alantoina cuyo uso habitual es de 0,5 a 2 % a unos 50ºC (veremos si esta característica la podemos ilustrar en vídeo). Por último la alantoina es estable frente a todo tipo de emulsionantes aniónicos, catiónicos y no iónicos.
La razón de este artículo ha sido la necesidad de tratar la hiperqueratosis nasal de mi perro Fini, un ratonero valenciano al que habían abandonado y que tuve la suerte de recoger.
Como quiera que este campo se escapa de mis conocimientos he tenido la fortuna de encontrar en la red una excelente página veterinaria https://www.diagnosticoveterinario.com/ a cargo de Adrián Romairone veterinario argentino afincado hace muchos años en España. Allí podrán encontrar mucha y buena información al respecto.
Vet. Adrián Romairone
Tras consultas veterinarias (A. Tajahuerce, Parque Central,) análisis de sangre y tratamiento con pastillas, el veterinario me receta una crema que fue imposible adquirir por más que busqué en tiendas especializadas. Afortunadamente conseguí el listado de ingredientes (sustituí los aceites) y su elaboración es muy sencilla.
Dos son los posibles caminos para tratar una hiperqueratosis (piel engrosada que tiende a cuartearse y escamarse), ésta puede ser un síntoma de alguna enfermedad (leishmania, moquillo,…) ser hereditaria o no tener ni remota idea de porqué esta sucediendo eso. Este último caso recibe el nombre de idiopática en la terminología médica. Como decía hay dos posibles soluciones de uso tópico, una que vimos para pies y manos en humanos que incorpora urea y ácido salicílico que actúan como queratolíticos y otra con alantoína. Como quiera que estoy seguro que que mi perro, aunque estaré presente y cuidaré en la medida de que esto no ocurra, se va a lamer la trufa, he optado por esta segunda.
Se trata de una sencilla emulsión donde la fase oleosa va a ser grande, unos emulsionantes que nos den estabilidad e hidratación extra al producto, la alantoina, bisabolol para garantizarnos que no exista irritación y un conservante. La fase oleosa contendrá creo que los 3 mejores aceites para este menester, por su gran contenido en ácidos grasos esenciales, la rosa mosqueta (Rosa rubiginosa) y el sésamo (ajónjoli – sesamun indicum) y si además incorporamos los insaponificables que posee la manteca deKarité (Vitellaria paradoxa) harán un gran equipo.
En cuanto al emulsionante utilizaré un conjunto de Olivem 1000 (INCI:Cetearyl olivate Sorbitan olivate) del cual hemos tenido la oportunidad de usarlo e incluso de realizarlo, se trata de un emulsionante no iónico que se caracteriza por una gran penetración por su afinidad con la piel, incluiremos un pequeño porcentaje de alcohol cetílico que nos aumentará si cabe la hidratación del anterior dándole un poco más de consistencia para que nos permita un pequeño masaje en zona pequeña como la nariz del perro.
La wikipedia nos habla y nos da bibliografía del bisabolol , …«se ha utilizado durante cientos de años en cosméticos debido a sus propiedades curativas de la piel, que incluyen la reducción de arrugas, la dureza de la piel y la reparación de la piel dañada por el sol,…] Se sabe que el bisabolol tiene propiedades antiirritantes, antiinflamatorias y antimicrobianas. También se ha demostrado que el bisabolol mejora la absorción percutánea de ciertas moléculas y ha encontrado uso como potenciador de la penetración : un agente utilizado en formulaciones tópicas, que aumenta la propensión de las sustancias a la absorción debajo de la piel.» He de añadir que otras fuentes de ensayos clínicos consultadas me han llevado a artículos donde se habla de su empleo exitoso contra los ¡¡¡ gliomas y la leishmaniosis !!!
La crema
Karité, Rosa mosqueta y Sésamo
Así pues la receta quedaría:
Karité 10%
Rosa mosqueta 6%
Sésamo 6%
Olivem 1000 6%
Alcohol cetílico 2%
Alantoina 1%
Bisabolol 1%
Cosgard 0,6%
Agua destilada csp 100
Realizo una segunda variante de la misma crema donde el agua destilada es sustituida por gel de hidroximetilcelulosa (CMC) al 1% , este gelificante es utilizado en muchos preparados bucales por su resistencia a la saliva, no obstante el experimento casero que podrán ver en el vídeo no es concluyente.
Tras un par de semanas la trufa de Fini presentó un aspecto casi totalmente recuperado sorprendiendo la rapidez del restablecimiento.
Bajo el nombre de alquil glucósidos se conocen los emulsionantes compuestos por glucosa y un alcohol. La glucosa no está libre en la naturaleza y la podemos encontrar en el almidón de maíz (o hidrolizando celulosa) y en los azúcares en general. Según el alcohol tenga más o menos átomos de carbono en su cadena las propiedades del emulsionante variarán. Son sin duda los emulsionantes que más adeptos está encontrando debido al auge del empleo de sustancias ecológicas. Los glucósidos tienen como materias primas, productos naturales de origen vegetal y además son completamente biodegradables.
Si el emulsionante tiene más de un grupo de celulosa se les llama poliglucósidos y si dos moléculas de emulsionante se unen dan lugar a un dímero.
Clases de alquil glucósidos
En un extremo de ellos tendríamos el glucósido de metilo o su nombre INCI methyl glucoside que será a partir de ahora la nomenclatura que usaré. Se trata del más pequeño de los alcoholes, el metanol que se une a la glucosa con la reacción en medio ácido que veis a continuación:
Reacción de la glucosa con metanol para formar el methyl glucoside
El siguiente en la lista sería el ethyl glucoside formado por glucosa y etanol y va a ser el objeto de la práctica de este artículo.
Reacción de la glucosa con etanol para formar el ethyl glucoside
La siguiente tabla donde tenemos algunos de los HLB (balance hidro lipídico o la afinidad por el agua o por el aceite)
Valores de HLB con nº de átomos de carbono 2 y 3 no se encuentran en la red. Todo parece indicar que el HLB del methyl y ethyl glucoside estaría por encima del Butyl glucoside que tiene un HLB de 16,18 por tanto su aplicación estará muy muy limitada
Sin embargo las aplicaciones de estos compuestos de cadena alcohólica tan pequeña no son lo que necesitamos en nuestra práctica de formulación de cosmética natural casera. Para ello necesitamos que la parte del emulsionante que se va a unir con la fase grasa sea una cadena apolar larga como la que nos proporcionan los alcoholes derivados del palmítico, cetílico, esteárico,…
Desgraciadamente la reacción que une a la glucosa con estos últimos alcoholes mencionados no es sencilla y es objeto de los secretos de la industria y sus patentes.
Experiencia
Vamos a intentar realizar el ethyl glucoside, no tenemos un método exacto para realizarlo y nos basaremos en otras informaciones, patentes o artículos de química en general y para ello necesitaremos:
Instrumental:
un agitador magnético con calefacción o bien una homogenizadora y un hornillo eléctrico, balanza de precisión, vaso de precipitados de 150 ml como mínimo, un termómetro, un vasito de aluminio para flan o algo parecido.
Ingredientes y realización:
Agua: 25 gramos, destilada que elevaremos a 60º C para facilitar la incorporación de la glucosa que lo haremos poco a poco con agitación (constante durante toda la experiencia).
Glucosa: 35 gramos que dispondremos en el vaso de precipitados como hemos dicho
Ácido cítrico: 0,5 gramos que es un catalizador o sea una sustancia que aunque no reacciona con los componentes facilita y aumenta la velocidad de la reacción. La importancia de los catalizadores es enorme, son específicos y el uso de uno u otro es muy importante para la realización de los emulsionantes de este tipo. En este caso se emplea el ácido clorhídrico (ClH) pero nosotros lo intentaremos con cítrico algo más caro pero menos problemático (esperemos que no influya en demasía). Lo incorporamos al anterior vaso.
Etanol: 100 gramos, no he obtenido datos sobre la cantidad de alcohol que necesitamos y he leído proporciones tan dispares que no sé cual escoger, me he inclinado por una relación glucosa – etanol de 1:3 aprox.
Incorporamos el etanol y subimos la temperatura a poco más de 80ºC , esto hará que la temperatura del vaso suba hasta los 78 ºC que es la temperatura a la que evapora el alcohol para ir subiendo un poco hasta casi los 80 ºC a medida que aquel evapora, esto puede tardar de 1 a 2 horas según exista corriente de aire con mayor o menor temperatura en el exterior pues las ventanas han de estar bien abiertas.
Transcurrido un cierto tiempo vemos como el burbujeo intenso de la evaporación del alcohol en constante agitación va disminuyendo a medida que va reaccionando con la glucosa considerando finalizado el mismo cuando en el vaso quede un resto de unos 30 ml. Verteremos el contenido en el vaso de aluminio esperaremos que se enfríe completamente y observaremos al desmoldar el emulsionante de color blanco sólido y algo de líquido almibarado que evaporará tras algunos días de secado. Moleremos y envasaremos el polvo para futuros usos.
Se trata de un emulsionante con poco uso que normalmente dado su carácter emoliente y su afinidad por el agua se usa como co-emulsionante y como agente de limpieza. También como solubilizante, así lo he comprobado, pero no ofrece ninguna transparencia. Quizás si tengo algo de suerte en un próximo artículo desvele el auténtico propósito de su realización, de momento ahí tenéis un vídeo del proceso:
Alcohol El contenido en alcohol dentro de la fórmula del producto también es un criterio para determinar el riesgo microbiológico. Cuanto mayor sea el porcentaje en alcohol dentro del producto, más resistente será a la contaminación microbiana. Por lo general, se considera que un producto no es susceptible a la contaminación microbiana, si su contenido en alcohol es mayor de un 20 % (Tésis Marta Plaza Gordito dirigida por A. Escarpa profesor química, física química analítica e ingeniería química de la Universidad de Alcalá). (Wilkinson y Moore nos da un porcentaje de autoconservación a partir del 18 – 20%). Además de esa función nos facilitará la solubilización de los aceites esenciales presentes en esta fórmula.
Hamamelis virginiana
Hidrolato de Hamamelis obtenido de la corteza y hojas de Hamamelis virginiana tiene efecto astringente por la gran cantidad de taninos que contiene además de flavonoides y otras sustancias con acciones venotónicas, antiiflamatorias y antioxidantes muy apropiado para el fin del preparado actual. Constituirá nuestra fase acuosa.
Glicerina o propanotriol, de todos conocida y que además de sus propiedades hidratantes por su efecto humectante nos servirá para solubilizar también los aceites esenciales.
Alantoina en la bibliografía dejo el enlace a Ecured la enciclopedia cubana de la cual podemos extraer: La alantoína es un cicatrizante natural. Se caracteriza por acelerar el proceso que hace la piel para desprender las células muertas o envejecidas y suplirlas por otras nuevas y sanas. Promueve y acelera los procesos de cicatrización natural, es decir, ayuda a la piel a auxiliarse a sí misma. También se ha mencionado que es un proliferente celular y estimulante de la epitelización y un desbridador químico, esto significa que ayuda a limpiar y a deshacerse del tejido necrótico, acelerando el crecimiento del tejido nuevo sano. La solubilidad de la misma es de tan sólo un 0,5% en agua a 25ºC
Dexpantenol , esta sustancia viscosa, transparente, la podemos encontrar con otros nombres así Pantenol, Pantotenol, Pantotenilol, Alcohol dextropantotenílico, Provitamina B5 son sinónimos. En la ficha técnica de Acofarma podemos leer «…tópicamente tiene una acción cicatrizante, antiseborreica, y eutrófica sobre el folículo piloso (de donde deriva su uso en lociones para la alopecia seborreica)…..Así mismo se usa en preparados cosméticos por su acción hidratante y humectante, y por su efecto de estimulación sobre el metabolismo epitelial». El rango de uso estará en un pH de 4-6, es soluble en agua y en alcohol.
Aceites esenciales:
Romero, Lavanda y Ciprés
Romero(Rosmarinus officinalis)analgésico y antimicrobiano.
Lavanda El aceite esencial de lavanda tiene propiedades calmantes, regenerantes, antisépticas, antiinflamatorias y cicatrizantes.
Ciprés (Cipressus sempervirens) un aceite esencial con gran poder astringente y un alegre olor amaderado que encuentro varonil.
Si alguno o alguna está pensando ¡Qué casualidad, los tres aceites esenciales que se usaron en los anteriores artículos sobre solubilidad de los mismos en agua… ! tienen razón al sospechar pues en el diseño de las experiencias anteriores ya contemplaba esta aplicación !
Bisabolol insoluble en agua soluble en alcohol poderoso antiinflamatorio calmante de la piel estresada.
La fórmula de la loción para después del afeitado quedaría:
Hidrolato 65%
Alcohol 96 29 %
Glicerina 3 %
Alantoina 0,3 %
Pantenol 0.7%
Bisabolol 0,5 %
AE Lavanda 0,5 %
AE Romero 0,5 %
AE Ciprés 0,5 %
colorante opcional una pequeña gota
Como ven un sencillo producto, fácil de realizar y con una bonita apariencia muy útil para los que nos afeitamos todos los días. Aquí tienen un vídeo
Vimos en el anterior artículo como elaborábamos el Glyceril stereate que es el primer emulsionante de la pareja que compone la cera nº 3, vamos pues a ver el segundo, el Sodium stearate
Sodium Stearate: el segundo emulsionante no es más que un jabón en el que el aceite es el ácido esteárico, el proceso se llama saponificación y seguro que mis amables lectores habréis hecho multitud de veces. La fórmula:
50 grs de ácido esteárico
7,12 grs. de hidróxido sódico (NaOH, sosa, soda,…)
20,26 grs. de agua destilada
«Comentario para jaboneros, quizás al resto les suene a chino: las cantidades para hacer la lejía las he puesto muy exactas tal y como figura en una de las 4 calculadoras de saponificación que he consultado, la concentración de la lejía no tiene mayor importancia que el tiempo que tardará en secarse el producto cuando finalice la reacción de saponificación y en este caso concreto es de 26% siendo pese a todo extremadamente rápido. Por supuesto el sobre-engrasado está a cero».
El procedimiento: dispondremos un recipiente con el ácido esteárico en un baño María a unos 70ºC hasta su completa fusión. Mientras tanto disolveremos los 7,12 gramos de sosa vertiéndola en otro recipiente con el agua (atención NO lo hagas al revés) teniendo mucha precaución dado lo cáustico del producto. La temperatura de esta solución es alta lo que nos permitirá verterla sobre la grasa ya fundida sin que se produzca una solidificación si hubiésemos añadido una lejía con temperatura por debajo de los 70ºC y realizaremos una buena agitación produciéndose la saponificación en pocos segundos. Dejaremos que acabe el proceso por un periodo de 3 semanas.
El sodium stereate necesitará 3 semanas para acabar la saponificación
Viene ahora la gran pregunta ¿en qué proporción están presentes el Glyceryl Stearate y el Sodium Stearate?
Dado que ambas partes son emulsionantes la unión de de los mismos nos va a dar resultado positivo. Making cosmetic nos da un 3-6% de Sodium Stearate si se empleó la potasa para su fabricación (¡¡¡), luego para la sosa mucho más ligera la cantidad será mayor 5-10% aprox..
Un intento de calcular las proporciones utilizando la fórmula de Griffin, no resulta muy fiable dado que el segundo emulsionante es de naturaleza aniónica y no se acoplan mucho a dicha formulación. Tenemos los datos de HLB del Glyceryl Stereate 3.8, tenemos el del Sodium Stearate 18 y tenemos el de la Cera nº 3 que es de 5,8 luego si no se da alguna excepción, variación u omisión la proporción que me sale es de un 14% cantidad excesiva en comparación con los porcentajes de la industria
Cera Nº3——>18-19 partes de Glyceryl Stearate + 1-2 partes de Sodium Stearate (por comparación con la industria)
Cera Nº 3 ——>6 partes de Glyceryl Stearate + 1 parte de Sodium Stearate (aplicando Griffin)
Cera Nº3 —–> 9 partes de Glyceryyl Stearate + 1 partes de Sodium Stearate (experimentando y como podéis ver en el vídeo esta proporción del 10% ofrece emulsiones muy similares a la empleada con un 14% que no puedo distinguir experimentalmente y que por su mayor proximidad a la proporción empleada en la industria será la que utilice)
La cera nº 3 es un emulsionante fácil de usar que fundiremos en la fase oleosa y mezclaremos con la acuosa utilizando una varilla con agitación manual o bien mejor con un agitador mecánico. La proporción del emulsionante y de la fase oleosa permiten según la proporción empleada, cremas con variadas texturas que necesitarán de ayuda con geles en fase acuosa si el porcentaje de emulsionante es muy bajo (4%) pero a partir del 6% y de una fase oleosa superior al 20% da emulsiones muy estables, sin embargo, presenta problemas de estabilidad en emulsiones ácidas (no bajar de 6pH).
Tabla de estabilidad de la cera nº 3, en el ejemplo siguiente los valores se encuentran peligrosamente cerca de la inestabilidad, la textura resulta muy fluida, el pH se situó en el 6pH
El secreto de los Incas
Con este espectacular título, la empresa de distribución de productos cosméticos francesa Aroma-zone nos muestra un ejemplo de realización de una crema anti-aging con el empleo de la cera nº 3, cuya fórmula nos ofrecen:
Aceite Inca Inchi
18,45 %
Cera nº 3
6,35%
Agua destilada
73,4%
Jalea Real liofilizada
0,2%
Fragancia Trésor ambré
1 %
Coservante Cosgard
0,6%
En el vídeo podéis observar su elaboración y resultado final. La crema resulta un tanto fluida con las proporciones indicadas y se encuentra en el límite de estabilidad que se puede apreciar en la tabla que aparece en la imagen superior, es por ello que sugiero un aumento de la proporción de emulsionante así como de aceite para darle mayor consistencia y estabilidad.
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:
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:
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.
Experimentoinicial: 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.
(*) 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.
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
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…
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