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Refroidissement et le séchage des savons
Une fois la saponification terminée, le savon brut ou lisse obtenu est converti en savon commercialisable ; c’est l’étape de refroidissement et de séchage qui doit donner au produit fini la consistance et la dureté requise. Un savon de ménage contient généralement 25% d’eau et 75% d’acide gras, alors qu’un savon de toilette subit un séchage jusqu’à ne plus contenir que 14% ou même 12% d’eau (68 à 88% d’acide gras). Le savon brute donne lieu à un savon bon marché de qualité inférieure, c’est pourquoi il n’est pas courant de le soumettre à un séchage autre que le séchage à l’air, pendant plusieurs jours en moule de refroidissement avec parfois amovible pour faciliter le démoulage. Le refroidissement et le séchage forcés sont généralement utilisés pour la finition de savon lisse [20].
Deux méthodes sont couramment utilisées :
Le refroidissement par passage du savon provenant de la cuve ou du réacteur de saponification sur une série de cylindres refroidis ensuite le savon solidifié est arraché du dernier cylindre sous forme de coupeaux qui est enfin séché en chambre ou en tunnel à l’air chaud ;
Le séchage sous vide par pulvérisation de savon liquide dans une chambre à expansion (atomiseur). Cette alternative permet le refroidissement et le séchage simultané de savons liquides jusqu’à la concentration désirée en acide gras. Elle tend généralement à supplanter les autres méthodes de séchage en savonnerie moderne.
Le savon de toilette nécessite, suivant la méthode choisie, un séchage répété pour répondre à des normes de qualité. Dans les savonneries modernes, le savon de ménage suit généralement le même circuit que le savon de toilette, mais le séchage est toutefois écourté [23].
Finition du savon
Une fois séché, le savon sous forme de blocs, coupeaux, flocons ou paillette suivant le mode de refroidissement et de séchage utilisé, est dirigé vers la ligne de finition qui lui conférera son aspect final. Le processus permet une homogénéisation parfaite du mélange ainsi que le changement de la structure cristalline du savon, ce qui améliore ses propriétés moussantes. Le savon est amené dans la trémie d’une boudineuse ou il est extrudé. La boudineuse peut être simplex, duplex et même triplex (à vis unique, double ou triple) pour affiner et parfaire l’homogénéisation du savon. Le savon extrudé est ensuite coupé éventuellement moulé, estampillé et emballé. Il faut distinguer :
Le savon de ménage: qui est généralement simplement extrudé dans une boudineuse et ensuite coupé à la dimension voulue avant d’être emballé.
Le savon de toilette: qui nécessite une finition plus poussée. Le savon sous forme de coupeaux est introduit dans un mélangeur- malaxeur « amalgamateur » et mélangé avec les additifs, parfums, antioxydants et colorants [3].
Propriétés reposant sur l’activité superficielle des savons
Un savon est un mélange de carboxylate de sodium ou de potassium, de formule générale: (R-COO- + Na+) ou (R-COO- + K+).
Les propriétés détergentes des savons sont dues aux ions carboxylate RCOO- . Les ions carboxylate RCOO- possèdent une tête hydrophile polaire (–COO-) chargée négativement, qui s’entoure de molécules d’eau polaires. Et une extrémité lipophile (R) qui a beaucoup d’affinité pour les chaînes carbonées présentes dans les lipides et les graisses, mais hydrophobe : qui n’interagit pas avec les molécules d’eau, car elle n’est pas polaire [26]. La figure ci-dessous montre la disposition des ions carboxylate à la surface de l’eau. La figure ci-dessous montre la disposition des ions carboxylates à la surface de l’eau.
Propriétés physico-chimiques du savon
Les savons commerciaux sont des mélanges de sels de sodium ou de potassium et d’acides gras. La longueur de la chaine carbonée et surtout la présence d’instauration, c’est-à-dire d’une double liaison induisant une conformation spatiale, une rigidité ou une mobilité spécifique, affectent les propriétés [46].
Point de fusion
Le point de fusion des savons, même lorsque le sel d’acide gras est unique et purifié, reste assez mal défini, variant entre 200 °C et 250 °C, par mesure sur un banc Koffler. Le liquide obtenu est transparent, non laiteux.
À basses températures dans l’eau liquide, la dispersion du savon est difficile par agitation, sauf pour la lauréate de sodium avec sa « petite » chaîne en C11. Plus la température est élevée, plus la dispersion est facile, donnant des eaux savonneuses claires et opalescentes. En milieu basique, pour un optimum de pH entre 10 à 12, est constatée une hydrolyse partielle en acides gras et en ions basiques libres.
La dispersion est très faible dans le benzène, le toluène et la plupart des solvants organiques. La formation de micelles inverses est énergétiquement moins favorisée.
La nature de base utilisée en saponification influe considérablement le point de fusion de savon synthétisé, environ 150°C avec une base minérale et 200°C avec une base de synthèse [47].
Le tableau1, ci-après représente les points de fusion des savons usuels selon la nature de la base utilisée [47].
Le pouvoir dispersant
Les ions carboxylates se repoussent l’une et l’autre et se retrouvent donc dispersées dans l’eau savonneuse [47].
Le pouvoir moussant
Il se forme un film d’ions carboxylate à la surface de l’eau de tension superficielle faible. Par agitation de l’eau savonneuse, des bulles d’air peuvent alors être emprisonnées. La mousse n’intervient pas en tant que telle dans le lavage mais, c’est un indicateur de baisse de la tension superficielle du liquide et donc de son pouvoir détergent [20].
Action moléculaire du savon
Au niveau moléculaire, le savon se compose de molécules dites « bipolaires » ou « tensioactifs » (Figure 6), contenant des ions carboxylates qu’on peut ranger en deux groupes :
Celles formées par un groupe polaire hydrophile, c’est le groupe COO-porteur d’une charge électrique négative.
Celles formées par un groupe hydrophobe mais aussi lipophile c’est à dire non polaire et soluble aux substances organiques, avec une chaîne carbonée R provenant de l’acide gras et dont le nombre d’atomes de carbone est en général élevé.
TYPES DE SAVONS
Le savon commercial se présente sous différente formes : de bloc (pain, cube, formes ovalées…), de poudre, de paillets fines (lessive), de mousses, de gels ou de solutions, comme les savons liquides.
Généralement, on les distingue selon leur provenance géographique, l’origine ou la couleur ; selon l’usage ; et selon l’aspect ou la composition. L’art savonnier se distingue plus ou moins différemment [3].
Savon Mou ou Savon Noir
Originaire du Maroc, le savon noir est un savon plus ou moins mou et est un produit 100% naturel, riche en vitamine E régénératrice. Il est utilisé particulièrement pour le soin du corps, mais aussi pour l’entretien de la maison.
Lorsqu’il est utilisé pour le soin de la peau, le savon noir se présente sous la forme d’une pâte de gommage sans grain, végétale et huileuse. Cette pâte est obtenue à partir d’un mélange d’huiles et d’olives noires broyées. On n’y ajoute pas de colorant et sa couleur est naturellement sombre. Il s’adapte à toutes les peaux et permet d’éliminer toutes les impuretés ainsi que les peaux mortes [3].
Savon Blanc
C’est un savon de luxe d’origine suisse, à base de l’huile de tournesol. Il est de couleur jaune pâle mais dit « blanc » car il était utilisé comme savon de toilette, contrairement au Savon Noir qui était utilisé comme détergent [3].
Savon de Marseille :
Le savon que l’on appelle couramment Savon de Marseille est un savon composé majoritairement d’huile végétale. Il en existe deux catégories : celui au mélange d’huile végétal, souvent de karité de palme ou encore de coco ayant une couleur crème, et celui à l’huile d’olive ayant une couleur verte.
Le « vrai » savon de Marseille se reconnait à sa composition ; il est composé d’au moins 72% d’huile. Ne contenant aucun agent allergène, il est souvent utilisé pour le linge des bébés ou des personnes allergiques ou encore pour leur toilette [3].
Savon au lait
Depuis l’antiquité, le lait est utilisé, pour ses propriétés adoucissantes et apaisantes. En effet le pH de celui-ci est proche de celui de la peau, cela réduit considérablement le risque d’allergie et d’irritation. Il est d’ailleurs utilisé pour les peaux sensibles, les peaux fragiles (bébés) mais encore sujettesà des allergies chroniques ou ponctuelles (eczéma, psoriasis).
Il existe différentes variétés de savon au lait ayant des spécificités différentes : le savon au lait d’ânesse connu pour son pouvoir tenseur réduisant les rides, le savon au lait de jument connu pour ses propriétés hydrolysantes, et le plus courant le savon au lait écrémé connu pour ses propriétés nourrissantes [3].
Savon Azul
C’est un savon portugais, comparable au Savon de Marseille mais de couleur Bleu et Blanc – Jaunâtre. Autrefois, il était utilisé pour laver le linge dans les lavoirs des villages, laver les tapis et le sol. De nos jours, son utilisation est réduite, et il sert à laver les tapis et les sols, certaines personnes l’utilisent encore pour laver le linge [3].
Savon d’Alep
C’est plus ancien savon Syrien à base d’huile d’olive et d’huile de baie de laurier [3].
Savon de Castille
Le savon de castille est un savon biodégradable préparé uniquement avec de l’huile d’olive, de l’eau et de la soude [51].
Savon de toilette
Aussi appelé savonnette, le savon de toilette est un petit pain dur (de savon) d’aspect agréable, parfumé, coloré et neutralisé. À l’instar des savons ou mousses à raser, les savons de toilettes sont préparés à partir de suif et de noix de coco et contiennent les plus hautes teneurs en sel d’acides gras, supérieures à 76 ou 78% [3].
Savon de Ménage
Le savon de ménage, autrefois pour le nettoyage domestique, est composé de savon de l’huile de palme, d’eau, de glycérine, du sel, de savon de graisse de coco, du thiosulfate de sodium(Na2S2O3) [3].
Les Autres Savons
Plusieurs autres dénominations son utilisées pour désigner un type de savon. On a ainsi :
– Le savon ponce :
C’est un savon à décrasser dans lequel il entre une charge minérale, sous forme de pierre ponce (roche volcanique très poreuse et de faible densité) pulvérisée [3].
– Le savon Surgras :
Ce savon est enrichi en agents (sur) graissant, par exemple d’huiles végétales ; la présence d’huiles limite le dessèchement dû au savon qui enlève le film gras (film hydrolipidique) recouvrant naturellement la peau. Il contient aussi de l’huile d’amande douce, ou autrefois du beurre de karité, restaurant le film hydrolipidique de la peau. Cependant, ce savon aide à lutter contre la peau sèche du corps et du visage [3].
– Le savon médical :
Ce savon était autrefois un savon de Marseille surgras, avec apports antiseptiques tels que le soufre, le phénol, l’ichtyol, le formaldéhyde, le sublimé de naphtol ou de salol, des goudrons ou du bois de Panama. Il est adapté pour le lavage simple répétitif, mais aussi pour l’asepsie chirurgicale avant l’utilisation d’une solution antiseptique [3].
– Le savon Médicinal :
Un savon médicinal est un mélange de lessives de savonniers, avec des huiles d’amandes douces. Autrefois, il était utilisé comme excipient dans la fabrication de pilules, ou prescrit comme laxatif [3].
– Le savon liquide (de Marseille) : Ce savon, fabriqué à base d’huile végétale, d’huile d’olives et d’huile de coprah ; est cuit au chaudron, selon la méthode traditionnelle marseillaise. Il est doux pour la peau et pour l’environnement également [3].
Il a la plus faible teneur équivalente en acide gras : 15 à 20% de masse.
– Le savon Animal : Ce savon est obtenu avec la lessive des savonniers et des graisses animales, souvent de la graisse du porc ou du suif de bœuf [3].
Comme dans le savon ci-dessus, le savon animal est essentiellement obtenu à partir de mélange d’huile d’olives (250grammes), de suif de bœuf (750 grammes), de lessive de soude (390 grammes), de l’infusion miel citron (120 grammes). A ceci s’ajoute du lait de coco (40ml), de l’HV d’amande douce (20ml), et de l’arôme naturel de vanille (10ml) à la trace [3].
– Le savon transparent : Ce savon est obtenu par dissolution d’un savon de suif dans de l’alcool à chaud, puis refroidissement lent et coulage. Il s’appelle savon de glycérine lorsque l’alcool est le glycérol (glycérine).
– On peut cacher un petit objet à l’intérieur du savon, qui peut être découvert une fois que le savon sera bien utilisé [3].
D’une douceur extrême, le Savon Transparent adoucissant enrichi à l’huile d’olive vierge et au miel nettoie et assainit la peau en profondeur tout en assurant son hydratation, la laissant parfaitement nette et purifiée, sans jamais tirailler. Sa mousse ferme et onctueuse ne dessèche pas la peau et convient aux épidermes les plus délicats [3].
– Le savon Antiseptique : Ce savon est un produit destiné à détruire les micro-organismes présents sur les tissus vivants (peau saine, muqueuses, plaies). Il est à base d’iode ou d’antifongiques (médicaments capables de traiter les mycoses). Il est utilisé pour des soins particuliers de dermatologie. Il ne contient pas de molécule de savon et la plupart de ces Savons Antiseptiques sont des détergents cationiques (R-NH3+X_ – ammonium quaternaire), c’est à dire des sels d’amines [3].
– Le savon dermatologique : Le savon dermatologique est soit un savon « surgras » enrichi avec un produit spécifique destiné à protéger la peau (comme l’huile d’amande douce, le beurre de karité…), soit un savon « sans savon ». Dans ce cas, ces pains dermatologiques ou syndets sont fabriqués à partir d’agents lavants de synthèse, contrairement au savon ordinaire, résultat d’une réaction entre un acide gras et une base comme la soude. Plus doux que le savon ordinaire, il dessèche moins la peau [50].
– Le savon dentifrice : Le savon dentifrice est un savon utilisé pour les dents et les gencives saponifié à froid à base d’huiles : olive, coco, colza, eau, glycérine, argile blanche, huiles essentielles de citron vert, et patchouli [50].
– Le savon de verriers :
Le Savon des Verriers désigne le dioxyde de manganèse MnO2 employé pour décolorer le verre dans les creusets de fusion. Il est employé dans les verreries à la décoloration ou purification du verre [3].
– Le savon d’atelier, savon spécial prévu pour nettoyer les hydrocarbures et suies (pour les garagistes, mécaniciens, imprimeurs, mineurs, etc.), mais qui peut être source d’allergies [3].
– Les savons antibactériens :
Le savon antibactérien est un produit de nettoyage comme tout autre savon. Ce produit chimique tue les bactéries aussi bien pathogènes (qui provoquent des maladies) que non pathogènes et les microbes, mais ne sont pas plus efficaces à la désactivation des virus que tout autre type de savon ou détergent. Le savon antibactérien contient essentiellement du triclocarban qui est un ingrédient commun à tous les savons liquides et les savons corps, du chloroxylenol et de l’alcool.
Le triclocarban est une substance chimique qui présente des propriétés antibactériennes et antifongiques et agit en induisant la rupture des membranes cellulaires des bactéries et des champignons. Ainsi, il est utilisé dans certains savons, solutions désinfectantes et produits d’entretien. Le Chloroxylenol est un composé chimique antimicrobien (comme le triclocarban) qui est généralement utilisé dans des savons antibactériens comme Dettol et des pommades, comme la Vaseline.
Les savons antibactériens sont destinés à éliminer les bactéries qui causent les odeurs, les infections cutanées etc. Leur efficacité dépend de l’ingrédient antibactérien, de sa concentration, du temps pendant lequel il est mis en contact avec la peau et de la formule du produit. Ils contiennent un ingrédient spécial de lutte contre les germes et une petite quantité suffit par rapport à un savon ordinaire quiélimine qu’une partie des germes, le reste se multipliant rapidement. Enfin, les savons antibactériens procurent une protection supplémentaire contre les bactéries susceptibles de causer bon nombre de maladies courantes. Les savons antibactériens sont employés afin d’assurer l’hygiène des mains notamment lors des soins médicaux. Ils respectent la peau tout en tuant les microbes et les bactéries et agissent directement par contact avec effet nettoyant. Mais si quelques bactéries résistent à ce produit, elles se développent sans entraves et prennent le dessus sur les autres bactéries non résistantes.
Ainsi, quand les bactéries deviennent résistantes à ces savons, elles sont parfois moins sensibles à certains antibiotiques [35-37].
RAPPELS ANATOMIQUE DE LA PEAU ET LES TYPES DE PEAUX
Rappels anatomique de la peau
La peau est constituée de trois couches tissulaires principales superposées et communicantes, de la plus profonde à la superficielle : l’hypoderme, le derme, et l’épiderme séparés par la jonction dermo-épidermique [10].
L’hypoderme :
C’est la couche la plus profonde et la plus épaisse de la peau. L’hypoderme est un tissu fibro-adipeux essentiellement composé d’adipocyte, cellules spécialisées dans le stockage des lipides, regroupés en lobules et séparés par un tissu conjonctif. Il joue le rôle d’isolant thermique, de réserve d’énergétique et de protection des chocs [10].
Le derme:
C’est un tissu conjonctif innervé et vascularisé d’origine mésenchymateuse constitué principalement d’eau et des fibres protéiques noyées dans un gel réticulaire de mucopolysaccharides et protéoglycanes. Il joue le rôle majeur dans la nutrition, le soutien et la protection de l’épiderme et des annexes cutanées, mais est aussi impliqué dans la thermorégulation, la cicatrisation et la défense contre les pathogènes grâce à la présence des cellules immunitaires (cellules dendritiques du derme, macrophages, et lymphocyte T). La partie superficielle du derme s’invagine à la jonction avec l’épiderme et permettant une meilleure adhésion entre ces deux couches. Les papilles dermiques contiennent les fibres nerveuses, qui peuvent pénétrer la lame basale pour aller innerver l’épiderme ou être reliées à de véritable corpuscule nerveux dans le derme jouant le rôle de mécanorécepteurs tactile. Les papilles dermiques sont également composées de vaisseaux sanguins, qui ne rentrent pas dans l’épiderme. Les cellules principales du derme sont les fibroblastes qui vont synthétiser deux types fibres protéiques : les fibres de collagènes et les fibres d’élastines, constituants de la matrice extracellulaire. La grande majorité des fibres présentes sont les fibres de collagènes (90 %) essentiellement de type 1 et 3, responsables de la résistance mécanique de la peau, alors que les fibres d’élastines, elles participent à son élasticité [10].
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LES SAVONS
I. Généralités sur le savon
I.1. Définition
I.2. Matières premières
I.2.1. Huile et corps gras
I.2.1.1. Prétraitement des corps gras
I.2.1.2. Epuration à l’eau
I.2.1.3.Décoloration par l’air
I.2.1.4.Décoloration par la terre
I.2.2.Alcalis
I.2.3. La saumure
I.2.4.Additifs
I.2.5.Autres matières premières utilisées dans la fabrication des savons
I.2.5.1.Eau
I.2.5.2.Catalyseurs
I.2.5.3.Charges
I.3.Réaction de Saponification
I.4.Procédés de fabrication des savons
I.4.1.Procédé à Froid
I.4.2. Procédé à chaud
I.4.3.La refonte ou « rebatch »
I.4.4.Procédé à mi- chaud
I.4.5. Procédé industriel
I.4.6. Refroidissement et le séchage des savons
I.4.7.Finition du savon
I.5. Propriétés reposant sur l’activité superficielle des savons
I.6. Propriétés physico-chimiques du savon
I.6.1. Point de fusion
I.6.2.Le pouvoir mouillant.
I.6.3.Le pouvoir émulsifiant des détergents dans l’eau :
I.6.4.Le pouvoir dispersant
I.6.5.Le pouvoir moussant
I.7. Action moléculaire du savon
I.7.1.Formation de micelle
I.7.2.Propriétés détergentes
II.TYPES DE SAVONS
II.1. Savon Mou ou Savon Noir
II.2. Savon Blanc
II.3.Savon de Marseille :
II.4. Savon au lait
II.5.Savon Azul
II.6.Savon d’Alep
II.7.Savon de Castille
II.8.Savon de toilette
II.9. Savon de Ménage
II.10. Les Autres Savons
III.RAPPELS ANATOMIQUE DE LA PEAU ET LES TYPES DE PEAUX
III.1.Rappels anatomique de la peau
III.1.1.L’hypoderme :
III.1.2.Le derme:
III.1.3. L’épiderme:
III.2. les types de peaux
III.2.1.Peau normale
III.2.2.Peau sèche
III.2.2.1.Caractéristiques
III.2.2.2.Cause
III.2.3.Peau mixte
III.2.4.Peau grasse
III.2.4.1.Caractéristiques
III.2.4.2.Cause
III.3 Effets des savons sur la peau
IV.LA GLYCERINE
IV.1. Propriétés physico-chimiques de la glycérine
IV.1.1.Propriétés chimiques
IV.1.2.Propriétés physiques
IV.2 Utilisations de la glycérine en savonnerie
IV.3 Utilisations de la glycérine en cosmétique
IV.4. Intérêts des savons à base de glycérine sur la peau et les biens faits de l’huile de noix de coco
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I. Objectifs :
I.1.Objectif général :
I.2.Objectifs spécifiques :
II. Matériel et méthodes :
II.1.Matériel :
II.1.1.Equipements de laboratoire
II.1.2.Réactifs utilisés :
II.1.3.Matières végétales
II.2. Méthodes :
II.2.1.Obtention de l’huile de coco :
II.2.2.Caractérisation des matières premières
II.2.2.1.Détermination d’acidité ou indice d’acide
II.2.2.1.1.Principe
II.2.2.1.2.Mode opératoire
II.2.2.1.3.Expression des résultats
II.2.2.1.4.Normes
II.2.2.2.Détermination de l’indice de peroxyde :
II.2.2.2.1.Principe
II.2.2.2.2.Mode opératoire
II.2.2.2.3.Expression des résultats
II.2.2.2.4.Normes :
II.2.3.Fabrication des savons:
II.2.3.1.Composition des savons :
II.2.3.2.Etapes de préparation du savon dur :
II.2.4.Caractérisation des savons :
II.2.4.1.Détermination du pH
II.2.4.1.1.Principe
II.2.4.1.2.Mode opératoire
II.2.4.1.3.Normes
II.2.4.2.Détermination du taux d’humidité
II.2.4.2.1.Principe
II.2.4.2.2.Mode opératoire
II.2.4.2.3.Normes
II.2.4.3.Détermination de l’indice de mousse
II.2.4.3.1.Principe
II.2.4.3.2.Mode opératoire
II.2.4.3.3.Expression des résultats
II.2.4.4.La stabilité de la mousse
II.2.4.4.1.Principe
II.2.4.4.2.Mode opératoire
II.2.4.4.3.Préparation des types d’eaux
III. Résultats
III.1.Détermination des indices de qualité de l’huile de coco
III.2. Caractérisations des savons
III.2.1.Détermination de la teneur maximale de glycérine dans la formulation
III.2.2.pH des savons
III.2.3.Taux d’humidité des savons :
III.2.4.Indice de mousse
III.2.5. Stabilité de la mousse
III.2.5.1 Stabilité dans l’eau distillée
III.2.5.2 Stabilité dans l’eau douce
III.2.5.3 Stabilité de la mousse dans l’eau dure
III.2.5.4. l’eau saline
IV. Discussion
CONCLUSION
REFERENCES
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