Ciencias de los materiales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP – 57 – CM Elaboración de un shampoo para niños a base de limón y sábila

Asesor: Gabriela Nicanor de la Cruz

Autor: Iker Salvador Gonzalez Vicente�o

Resumen

Resumen

Actualmente en el mercado existe una amplia variedad de shampoos dirigidos a adultos, no así para niños.

Conociendo los beneficios que la sábila y el limón le otorgan al cabello y cuero cabelludo, se diseñó una formula dirigida a niños entre seis y doce años, con base en la sábila y el limón, este producto tendrá un color y olor atractivo para niños y además les dará beneficios como suavidad, brillo para el cabello y cuero cabelludo sano.

Se eligieron estos materiales para el diseño por ser amigables con el ambiente y alta biodegradabilidad, además de no ser caros en comparación con otros componentes químicos sintéticos o extractos exóticos y/o de moda.

Se diseñó un envase cómodo para el uso infantil así como una etiqueta atractiva para los niños.

 

Pregunta de Investigación

¿Como se elabora una shampoo y cual es su fundamento químico?

Planteamiento del Problema

Actualmente en el mercado existen muchas formulaciones se shampoos pero no dirigidas a niños.

Las existentes para niños muchas ocasiones dañan el cabello o no cumplen con los beneficios que marcan sus etiquetas.

Se pretende diseñar un shampoo con ingredientes naturales que si le otorguen beneficios al  cuero cabelludo y el cabello  de los niños y atractivo para ellos.

Además que sea amigable con el ambiente por su baja residualidad.

Y competitivo en el mercado por su bajo costo.

Antecedentes

 

Poca gente sabe que el shampoo nació por la necesidad de aliviar problemas de salud, pues antes las sustancias empleadas para limpiar el cabello causaban irritación de la piel o producían alergias.

Así, aunque casi todo el mundo sabe cómo usarlo, pocos conocen la historia del shampoo, es decir, ignoran que su origen se debió más que a la búsqueda estética, a la casualidad y la necesidad de contar con productos de higiene personal menos agresivos que los empleados hasta hace menos de 100 años.

El término y el servicio fueron introducidos en el Reino Unido por Sake Dean Mahomed, inmigrante de la India, que abrió unos baños de “shampoo” conocidos como Mahomed’s Indian Vapour Baths (Baños Indios de Vapor de Mahomed) en Brighton en 1759. Estos baños eran similares a los baños turcos, pero los clientes recibían un tratamiento indio de champi (masaje capilar terapéutico). Sus servicios eran muy apreciados, y Mahomed recibió el alto honor de ser nombrado “Cirujano de champú” para los reyes Jorge IV y Guillermo IV.

Tal y como lo conocemos, el shampoo surgió en Estados Unidos a finales del decenio 1920-1930, cuando se le integraron ciertos ingredientes usados hasta entonces con fines industriales, denominados espumógenos. De ahí cruzó de nueva cuenta el océano, durante la Segunda Guerra Mundial, cuando las tropas estadounidenses que viajaban a Europa llevaron miles de muestras que regalaban a la gente junto con chocolates y alimentos enlatados.

Así, tanto las innovaciones en uno como en otro lado del Atlántico con el tiempo han unificado criterios, de modo que la fórmula del shampoo contemporáneo consta de dos clases de sustancias: una base limpiadora (sustancias acondicionadoras y fragancias) y extractos activos de origen natural (principalmente obtenidos de plantas).

Después de conocer esta historia del shampoo, solamente queda señalar que el resultado de la combinación de sus ingredientes será la que convenza al usuario, quien verá reflejados los efectos en su cabellera y olfato.

 

El shampoo limpia separando el sebo del cabello. El sebo es un aceite segregado por las glándulas sebáceas, que a su vez es expulsado al exterior mediante los folículos pilosos (invaginaciones en la dermis). El sebo es fácilmente absorbido por los cabellos formando una capa protectora. El sebo protege de daños externos la estructura proteínica del cabello, pero tiene un costo asociado: el sebo tiende a atrapar la suciedad, las escamas del cuero cabelludo (caspa) y los productos que se suelen añadir al cabello (perfumes, gomina, geles, etc). Los surfactantes del shampoo separan el sebo de los cabellos, arrastrando la suciedad con él.

Aunque tanto el jabón como el champú contienen surfactantes, el jabón se mezcla con la grasa con demasiada afinidad, de manera que si se usa para lavar el cabello elimina demasiado sebo. El shampoo usa surfactantes más equilibrados para no eliminar demasiado sebo.

El mecanismo químico que hace funcionar el shampoo es el mismo que el del jabón. El cabello sano tiene una superficie hidrofóbica a la que se adhieren los lípidos, pero que repele el agua. La grasa no es arrastrada por el agua, por lo que no se puede lavar el cabello sólo con agua. Cuando se aplica shampoo al cabello húmedo, es absorbido en la superficie entre el cabello y el sebo. Los surfactantes aniónicos reducen la tensión de superficie y favorecen la separación del sebo del cabello. La materia grasa (apolar) se emulsiona con el shampoo y el agua, y es arrastrada en el aclarado.

Las formulaciones de shampoo buscan maximizar las siguientes cualidades:

El shampoo no tiene una formula química porque no es un compuesto químico sino que es una mezcla de componentes que le dan la propiedad de limpiar el cabello y el cuero cabelludo y permiten una estabilización y aceptación por parte del consumidor del producto, así por ejemplo una fórmula general de un shampoo con un ejemplo es la siguiente:

*Tensoactivo que puede ser lauril sulfato de sodio : CH3-(CH2)10-CH2-SO4Na o C12H25NaO4S
*Estabilizador de espuma : la Dietanolamida de coco
*Espesante : cloruro de sodio NaCl
*Quelante : EDTA
*Conservante : benzoato de sodio C6H5COONa
*Agua H20
*Aditivos cosméticos como perfume y color.

Fundamento Químico

 

Todo comienza con las grasas de origen animal o aceites vegetales que se transforman en jabones. No es cuestión de magia: Esto se llama química, e implica una reacción muy sencilla denominada saponificación (WADE, 2004). Un jabón contiene las sales de sodio o potasio de los ácidos grasos, producto de la mezcla de un cuerpo graso (triglicéridos con un álcali, que puede ser hidróxido de sodio o de potasio).

Figura 1. Esquema de reacción de saponificación para la producción de jabón.

¿Cómo funciona un jabón?

Como si se tratara de una batería con polos positivo y negativo, una molécula de jabón también tiene dos extremos de diferente afinidad.

La Figura 2 representa una molécula de jabón. En rojo, la cabeza, con carga, es afín al agua porque son de polaridad similar. La cadena azul, denominada lipofílica, es afín a las grasas y repele al agua (CLAYDEN, 2005). A causa de esta estructura, el jabón posee una doble afinidad hacia la polaridad de otras moléculas y puede orientarse según el medio donde se encuentre.

Figura 2. Una molécula de jabón, la cabeza roja con carga interactúa con el agua, mientras que la cadena azul sin carga se mezcla con las grasas o aceites.

Alguna vez hemos escuchado la frase “Tú y yo somos como el aceite y el agua, jamás podremos estar juntos”. Palabras muy fuertes. Es probable que quien usa esta expresión no conozca la química de un jabón, que puede disminuir la tensión superficial y, con ello, crear un efecto de emulsificación que es algo muy cercano a mezclarse.

En el agua, el jabón forma entre 100 y 200 micelas; es decir, asociaciones o conglomerados de moléculas que orientan sus cabezas con carga hacia la superficie del agregado molecular, mientras que las cadenas alifáticas quedan hacia dentro. La micela es una partícula energéticamente estable, ya que los grupos con carga están unidos mediante enlaces de hidrógeno de baja energía con las moléculas del agua circundante, mientras que los grupos afines a las grasas se orientan hacia el interior de la micela e interactúan con otros grupos de características similares.

Los jabones limpian debido a las afinidades diferentes de los extremos de sus moléculas. La suciedad grasa no se elimina fácilmente sólo con agua, que la repele por ser insoluble en ella. Sin embargo, el jabón posee una cadena larga alifática o hidrocarbonada sin carga que interactúa con la grasa, disolviéndola, mientras que la región con carga se orienta hacia el exterior, formando gotas. Una vez que la superficie de la gota grasa está cubierta por muchas moléculas de jabón, se forma una micela con una pequeña gota de grasa en el interior. Esta gota de grasa se dispersa fácilmente en el agua, ya que está cubierta por las cabezas con carga o aniones carboxilato del jabón, como se observa en la Figura 3. La mezcla que resulta de dos fases insolubles (agua y grasa), con una fase dispersada en la otra en forma de pequeñas gotas, se denomina emulsión. Por lo tanto, se dice que la grasa ha sido emulsionada por la solución jabonosa. De esta manera, en el proceso de lavado con un jabón, la grasa se elimina con el agua del lavado.

Figura 3. Formación micelar en un entorno acuoso, donde A es una micela y B es una molécula de jabón.

 

Características de los materiales base de la formulación.

Limón

Citrus × limón, el limonero, es un pequeño árbol frutal perenne. Su fruto es el limón(en árabe, ليمون, laimún, del persa laimú o laimún1​), una fruta comestible de sabor ácido y extremadamente fragante que se usa principalmente en la alimentación.

Se trata de un híbrido entre C. medica (cidro o limón francés) y C. aurantium (naranjo amargo). Aunque otros autores creen que es el resultado de diversos retrocruces entre Citrus medica y Citrus × aurantifolia.

 

Es un árbol perenne, a menudo con espinas, que puede alcanzar los cuatro metros de altura, con copa abierta muy ramificada. Sus hojas son alternas, simples, coriáceas, con limbo elíptico de margen más o menos cerrado, glanduloso; a su vez contiene una nervadura penninervial. La inserción de su tallo es peciolada y su disposición es alterna. Es de color verde mate lustroso de unos 5–10 cm de largo y con peciolo cilíndrico articulado. Las flores, comúnmente llamadas (al igual que las del naranjoazahares o flores de azahar, son solitarias o se organizan en pares o cortas inflorescencias corimbosas axilares. El cáliz tiene 4-7 -generalmente 5- sépalos de forma triangular soldados entre sí y la corola está formada por igual número de pétalos, libres, elípticos alargados, espesos, externamente glandulosos, blancos teñidos de rosa o violáceo en el envés. El androceo está formado por numerosos estambres (20–100) y el gineceo presenta un ovario ínfero con estilo grueso terminado por un estigma mazudo más o menos lobulado. Dicho ovario deriva en un fruto bacciforme en hesperidio con hasta 18 lóculos (gajos). Sus semillas, que pueden faltar por partenocarpia, son de forma más o menos ovoide, blanquecinas/amarillentas y longitudinalmente surcadas.

 

Beneficios del limón para el pelo

Por las características que hemos comentado anteriormente del limón, este cítrico puede aplicarse sobre el cabello para mejorar algunos de los problemas típicos del cuero cabelludo. Así, estos son los principales beneficios del limón para el cabello:

  • Aclarar el cabello es uno de ellos en el caso de los cabellos rubios, porque si tienes un color de cabello más oscuro es más difícil bajar su tonalidad de manera que que con esta técnica quede natural y uniforme.
  • El mayor brillo del cabello es otro de los beneficios de aplicar el limón. Este efecto también lo conseguirás porque hace que el pelo tenga un aspecto más sano, gracias a que regula su pH.
  • El nivel de grasa del cuero cabelludo es posible reducirlo con limón porque este cítrico es astringente. De esta manera, se regula la segregación de grasa y, si tienes un problema puntual, es posible que acabes así con él.
  • La pérdida de cabello se frena con el zumo de limón porque se ha comprobado que ayuda a estimular su crecimiento en aquellos casos en los que la caída de pelo se ha producido por cambios hormonales, no se sigue una dieta adecuada o hay desnutrición. Además, al aportarle mayor fortaleza al cabello y más brillo, parece más grueso y que se tiene más cantidad de pelo.
  • La caspa del pelo se elimina con limón porque es un excelente exfoliante, lo que facilita eliminar las células muertas del cuero cabelludo. El picor de cabeza igualmente desaparece porque el limón, a pesar de su acidez, es un perfecto suavizante y calmante. De hecho, muchas de estas cremas suavizantes para el cabello lo incorporan.

Sábila

Es originaria del África y el Sur de Arabia, abunda en climas tropicales y sub-tropicales. También conocida como Aloe Vera, la sábila es una planta que pertenece a la familia de las liliáceas, está relacionado con otros miembros de la familia de los lirios, tales como la cebolla, el ajo y el nabo.

El tallo floral lleva un racimo de flores colgantes regulares con los pétalos soldados de color amarillo y el fruto es una cápsula.

Suele crecer hasta los 2 metros de altura y tiene entre 12 y 16 hojas largas y carnosas, de las que se extrae un jugo de uso medicinal, resinoso y con un sabor muy amargo.

La planta de la Sabila posee sus mejores propiedades nutritivas de los 2 a los 3 años de vida.

El aloe vera es rico en vitaminas, minerales, proteínas, oligoelementos y aminoácidos tanto esenciales como no esenciales.

De la planta se extrae gelatina y jugo (yodo). La gelatina se obtiene del interior de las hojas mientras que el jugo de la parte de abajo de la piel correosa de la planta.

Destaca por ser:

– Un inhibidor del dolor.
– Antiinflamatorio: Tiene compuestos deantraquinones y saliciatos que son los mismos agentes Antiinflamatorios y bloqueadores del dolor que se encuentran en la aspirina.
– Es cicatrizante.
– Bactericida.
– Digestivo.
– Depurativo.
– Regenerador Celular.
– Antibiótico.
– Coagulante.
– Antiviral.

De los 200 tipos de Sábila o Aloe vera que existen, la que posee mayores propiedades nutritivas y terapeuticas es la Sábila o Aloe vera barbadensis.

 

BENEFICIOS

El aloe vera es una planta con más de 75 nutrientes, por eso hablaremos de los beneficios de la sábila para el cabello. Si quieres tener una mejor apariencia y salud en esta parte de tu cuerpo, es una buena opción usar mascarillas con el cristal del aloe o productos hechos con base en sábila para el cabello.

1. Estimula el crecimiento del cabello

Desde la época de los egipcios se ha dicho que esta planta contiene enzimas que hacen que el cabello crezca más saludable. Los nutrientes de esta planta remueven las células muerdas del cuero cabelludo que pueden obstruir los folículos e impedir el crecimiento. También hacen que el cuero cabelludo absorba con más facilidad los nutrientes que le damos a través de los productos que utilizamos. La sábila para el cabello también cambia el ph de la piel a uno con mejores condiciones para que el pelo se regenera rápidamente.

2. Es un anti Prurito

Estas propiedades hacen que poco a poco vayan desapareciendo las complicaciones en el cuero cabelludo que tienen relación con la picazón y la resequedad. Sirve también para tratar condiciones como el eccema y la psoriasis.

Las enzimas hacen que las células estén abiertas y saludables; puede también disminuir la irritación y la inflamación que se presentan en algunas anomalías del cuero cabelludo.

3. Antiinflamatorio

Uno de los usos más destacados de la sábila para el cabello, es que optimiza las condiciones de la piel y ayuda a eliminar bacterias que producen inflamación, alergias y retraso en el crecimiento del cabello. Si tienes complicaciones en tu piel, especialmente en tu cuero cabelludo, el aloe es la solución que necesitas. Aprovecha sus propiedades antibacteriales, antiinflamatorias y analgésicas.

4. Reduce la caspa

Como la sábila para el cabello tiene la propiedad de eliminar las células muertas que se van acumulando, también ayuda en el tratamiento de la caspa, que puede ser causada por un hongo que se desarrolla en el cuero cabelludo.

El aloe vera contiene fungicidas que erradican este problema de raiz, evitando que esta complicación vuelva a desarrollarse en el futuro.

5. Acondicionador

La sustancia con textura gelatinosa que se encuentra en el cristal del aloe vera, es un buen acondicionador porque tiene una consistencia similar a la de la proteína natural del cabello, la queratina. Esto facilita que el cristal actúe al interior del cuero cabelludo. Si usas esta planta regularmente podrás ver cómo tu cabello vuelve a estar saludable, brillante, suave y sedoso.

Objetivo

Objetivo General

Diseñar un shampoo con base en sábila y limón que sea atractivo para los niños y que sea un producto favorecedor de un cuero cabelludo sano y un cabello brillante.

Objetivos Específicos

  • Diseñar una formula innovadora.
  • Proponer una formulación de alta biodegradabilidad.
  • Obtener un producto competitivo en costo que sea más barato que los existentes en el mercado actualmente.

Justificación

Buscamos una formulación de fácil enjuague, buen aspecto del cabello después del lavado, irritación mínima del cuero cabelludo, baja toxicidad y alta biodegradabilidad.

Con esta formulación se podrá ofrecer a nuestros clientes infantiles un producto útil, seguro, inocuo, atractivo y amigable con el medio ambiente.

Hipótesis

Un shampoo a base de sábila le da al cuero cabelludo las mejores condiciones para considerarse sano y mantenerse así, el limón le brinda al shampoo un olor único, disminución de la caída de cabello y brillo.

La formulación incluirá también unos destellos que lo hará sumamente atractivo para los niños.

Método (materiales y procedimiento)

ANEXO FOTOGRÁFICO

Diseño experimental

Materiales:

  • Jabón líquido neutro (250 mL)
  • Gel Aloe Vera
  • Agua (60 mL)
  • Glicerina (5 mL)
  • Esencia de limón
  • Nipasol (conservador 7 g)

Material de vidrio y equipo:

  • 1 vaso de precipitados de 500 mL
  • Cuchara
  • Probeta de 100 mL
  • 2 Jeringas  de 5 mL
  • Balanza

Procedimiento

Verificar la identidad, grado farmacéutico  y caducidad de las materias primas.

En el vaso deprecipitados verter el jabón neutro y adicionar el gel aloe vera, agitar con la cuchara  cuidadosa y constantemente. Tener cuidado de no producir demasiada espuma.

Adicionar el agua y la glicerina a la mezcla, continuar agitando suavemente hasta incorporar. Agregar la esencia lentamente y con agitación suave hasta lograr una mezcla homogénea.

Este procedimiento se repetirá para cada mezcla propuesta a continuación (las mezclas se trabajaran por duplicado).

Mezclas Aloe Vera mL Esencia de limón mL
M1 60 5
M2 80 5
M3 40 5

Tabla 1 .- Primer bloque de muestras.

Se tomará la mezcla que otorgue las mejores características organolépticas al producto tomando como criterios de selección color, olor y beneficios.

La mejor mezcla se elegirá para realizar las siguientes combinaciones

Mezclas Aloe vera mL Esencia de limón mL
MX1 Seleccionado 5
MX2 Seleccionado 3
MX3 Seleccionado 7

 

Tabla 2.- Segundo bloque de muestras.

Nuevamente se tomará la mezcla que otorgue las mejores características organolépticas al producto tomando como criterios de selección color, olor y beneficios.

Diagrama de Fabricación

 

 

Galería Método

Resultados

De acuerdo al método propuesto se tomó el primer bloque de muestras de la tabla 1.

Realizando las mezclas por duplicado y haciendo pruebas organolépticas   Se obtuvo la mejor mezcla  M2. Con esta muestra M2 seleccionada se trabajaron las siguientes muestras con las características de la tabla 2. No se obtuvo un producto favorable con ninguna de las mezclas propuestas de esta tabla. Se incrementó la concentración de esencia de limón y se obtuvo la mejor combinación con las siguientes concentraciones:

 

Mejor formulación obtenida
Ingrediente Cantidad
Jabón líquido neutro 400 mL
Gel Aloe Vera 80 mL
Esencia de limón 20 gotas = 1 mL

Tabla 3.- Formulación final obtenida.

Galería Resultados

Discusión

Para el primer bloque de muestras propuestas en la Tabla 1, la muestra M2 mostró las mejores características organolépticas: color atractivo olor agradable y los beneficios propuestos  al probarlo en la ducha, en comparación con las otras muestras propuestas.

Para el siguiente bloque de muestras pertenecientes a la tabla 2 no se obtuvo un producto favorable ya que la concentración de limón era imperceptible en el olor y los beneficios por lo que se tomó la decisión de incrementarla dando como resultado la formulación definitiva obtenida en la tabla 3, cabe mencionar que esta formulación es en comparación con las otras mezclas propuestas la mejor en sus propiedades organolépticas, olor, color y beneficios.

Conclusiones

  • El diseño de un shampoo dirigido a niños con base en limón y sábila contiene 16% de sábila y 0.2 % de esencia de limón.
  • El diseño de este producto tiene características organolépticas favorables para los clientes potenciales.
  • El diseño de este producto es biodegradable ya que sus componentes no poseen alta residualidad.
  • Este producto es innovador ya que en el mercado no existe actualmente una combinación similar y la formulación es única.

Bibliografía

Summary

Preparation of a shampoo for
children based on lemon and aloe

Currently in the market there is a wide variety of shampoos aimed at adults, but not for children.
Knowing the benefits that aloe and lemon give to the hair and scalp, a formula was designed for children between six and twelve years, based on aloe and lemon, this product will have an attractive color and smell for children and It will also give benefits such as softness, shine for hair and healthy scalp.
These materials were chosen for the design because they are environmentally friendly and highly biodegradable, as well as not being expensive compared to other synthetic chemical components or exotic and / or fashionable extracts.
A comfortable container for children’s use was designed as well as an attractive label for children.

Research Question

How is a shampoo made and what is its chemical foundation?

Problem approach

Currently on the market there are many shampoo formulations but not aimed at children.
The existing ones for children many times damage the hair or do not comply with the benefits that mark their labels.
It is intended to design a shampoo with natural ingredients that if they provide benefits to the scalp and hair of children and attractive to them.
Also be friendly with the environment due to its low residuality.
And competitive in the market for its low cost.

Background

Few people know that the shampoo was born because of the need to alleviate health problems, because before the substances used to clean the hair caused skin irritation or produced allergies.
Thus, although almost everyone knows how to use it, few know the history of shampoo, that is, they ignore that its origin was due more than to the aesthetic search, to chance and the need to have personal hygiene products less aggressive than the employees until less than 100 years ago.
The term and service were introduced in the United Kingdom by Sake Dean Mahomed, an immigrant from India, who opened “shampoo” baths known as Mahomed’s Indian Vapor Baths in Brighton in 1759. These baths They were similar to Turkish baths, but customers received an Indian treatment of champi (therapeutic hair massage). His services were highly appreciated, and Mahomed received the high honor of being named “Shampoo Surgeon” for the kings George IV and William IV.
As we know it, the shampoo arose in the United States at the end of the decade 1920-1930, when it was integrated certain ingredients used until then for industrial purposes, called foaming agents. From there the ocean crossed again, during the Second World War, when the American troops traveling to Europe took thousands of samples that they gave to the people along with chocolates and canned food.
Thus, innovations on one side or the other side of the Atlantic over time have unified criteria, so that the formula of contemporary shampoo consists of two kinds of substances: a cleansing base (conditioning substances and fragrances) and active extracts of natural origin (mainly obtained from plants).
After knowing this history of the shampoo, it is only necessary to point out that the result of the combination of its ingredients will be the one that convinces the user, who will see reflected the effects in his hair and nose.

The clean shampoo separating the sebum from the hair. Sebum is an oil secreted by the sebaceous glands, which in turn is expelled to the outside by the hair follicles (invaginations in the dermis). Sebum is easily absorbed by the hair forming a protective layer. Sebum protects the protein structure of hair from external damages, but it has an associated cost: sebum tends to trap dirt, scales of the scalp (dandruff) and the products that are usually added to hair (perfumes, hair gel, gels, etc). The surfactants of the shampoo separate the sebum from the hair, dragging the dirt with it.
Although both soap and shampoo contain surfactants, the soap mixes with the fat with too much affinity, so that if used to wash the hair removes too much sebum. The shampoo uses more balanced surfactants to avoid removing too much sebum.
The chemical mechanism that makes the shampoo work is the same as that of the soap. Healthy hair has a hydrophobic surface to which lipids adhere, but which repels water. The grease is not washed away by water, so you can not wash your hair with water only. When shampoo is applied to wet hair, it is absorbed on the surface between hair and sebum. The anionic surfactants reduce surface tension and favor the separation of the sebum from the hair. The fat (apolar) is emulsified with the shampoo and the water, and it is dragged into the rinse.

Shampoo formulations seek to maximize the following qualities:
• Easy rinse
• Good finish after washing the hair
• Minimal skin / eye irritation
• Do not damage the hair
• Low toxicity
• Good biodegradability
• Slightly acidic pH, since a basic environment weakens the hair by breaking the disulfide bonds of the hair’s keratin. This effect is achieved by adding small flakes of various materials, for example, glycol distearate (a wax).

The shampoo does not have a chemical formula because it is not a chemical compound but it is a mixture of components that give it the property to clean the hair and scalp and allow a stabilization and acceptance by the consumer of the product, for example a The general formula of a shampoo with an example is as follows:

* Surfactant that can be sodium lauryl sulfate: CH3- (CH2) 10-CH2-SO4Na or C12H25NaO4S
* Foam stabilizer: Coconut diethanolamide
* Thickener: NaCl sodium chloride
* Chelator: EDTA
* Preservative: sodium benzoate C6H5COONa
* Water H20
* Cosmetic additives such as perfume and color.
Chemical Foundation

It all starts with fats of animal origin or vegetable oils that are transformed into soaps. It is not a matter of magic: This is called chemistry, and involves a very simple reaction called saponification (WADE, 2004). A soap contains the sodium or potassium salts of the fatty acids, product of the mixture of a fatty body (triglycerides) with an alkali, which can be sodium or potassium hydroxide).

 

Figure 1. Saponification reaction scheme for soap production.
How does a soap work?
As if it were a battery with positive and negative poles, a soap molecule also has two ends of different affinities.

Figure 2 represents a soap molecule. In red, the head, with charge, is akin to water because they are of similar polarity. The blue chain, called lipophilic, is akin to fats and repels water (CLAYDEN, 2005). Because of this structure, soap has a double affinity for the polarity of other molecules and can be oriented according to the medium where it is located.

Figure 2. A molecule of soap, the red head with charge interacts with water, while the blue chain without charge is mixed with fats or oils.

Have we ever heard the phrase “You and I are like oil and water, we can never be together”. Very strong words It is likely that whoever uses this expression does not know the chemistry of a soap, which can decrease the surface tension and, thus, create an emulsification effect that is very close to mixing.

In water, soap forms between 100 and 200 micelles; that is, associations or conglomerates of molecules that orient their heads to the surface of the molecular aggregate, while the aliphatic chains remain inward. The micelle is an energetically stable particle, since the charged groups are linked by low energy hydrogen bonds with the surrounding water molecules, while the fat-like groups are oriented towards the interior of the micelle and interact with other groups of similar characteristics.

The soaps clean up because of the different affinities of the ends of their molecules. Oily dirt is not easily removed only with water, which repels it because it is insoluble in it. However, the soap has a long aliphatic or hydrocarbon-free chain that interacts with the fat, dissolving it, while the loaded region faces outwards, forming drops. Once the surface of the gout is covered by many soap molecules, a micelle is formed with a small drop of fat inside. This drop of fat is easily dispersed in the water, since it is covered by the charged heads or soap carboxylate anions, as shown in Figure 3. The mixture resulting from two insoluble phases (water and fat), with a phase dispersed in the other in the form of small drops, is called emulsion. Therefore, it is said that the fat has been emulsified by the soapy solution. In this way, in the process of washing with a soap, the grease is removed with the washing water.

Figure 3. Micellar formation in an aqueous environment, where A is a micelle and B is a soap molecule.

Characteristics of the base materials of the formulation.
Lemon
Citrus × lemon, the lemon tree, is a small perennial fruit tree. Its fruit is the lemon (in Arabic, ليمون, laimún, of the Persian limú or laimún1), an edible fruit of acidic flavor and extremely fragrant that is used mainly in the feeding.
It is a hybrid between C. medica (citron or French lemon) and C. aurantium (bitter orange). Although other authors believe that it is the result of various backcrosses between Citrus medica and Citrus × aurantifolia.

It is a perennial tree, often with thorns, which can reach four meters in height, with a very branched open cup. Its leaves are alternate, simple, coriaceous, with elliptical limb of more or less closed, glandular margin; in turn it contains a penninervial rib. The insertion of its stem is petiolated and its arrangement is alternate. It has a lustrous matt green color about 5-10 cm long and with an articulated cylindrical petiole. The flowers, commonly called (like those of the orange tree) orange blossoms or orange blossoms, are solitary or are organized in pairs or short corymbular axillary inflorescences. The calyx is 4-7 -generally 5- sepals of triangular shape welded together and the corolla is formed by an equal number of petals, free, elongated elongated, thick, externally glandular, white dyed pink or violet on the underside. The androceo is formed by numerous stamens (20-100) and the gynoecium presents an inferior ovary with thick style terminated by a more or less lobulated stigma. This ovary results in a bacilliform fruit in hesperidium with up to 18 locules (segments). Its seeds, which may be missing due to parthenocarpy, are more or less ovoid, whitish / yellowish and longitudinally ridged.

Benefits of lemon for hair
Because of the characteristics that we have previously mentioned about the lemon, this citrus can be applied to the hair to improve some of the typical problems of the scalp. So, these are the main benefits of lemon for hair:

  • Clarifying the hair is one of them in the case of blond hair, because if you have a darker hair color it is more difficult to lower its tone so that this technique is natural and uniform.
    • The greatest shine of hair is another benefit of applying lemon. This effect will also be achieved because it makes the hair look healthier, thanks to its pH regulation.
    • The level of fat of the scalp can be reduced with lemon because this citrus is astringent. In this way, the segregation of fat is regulated and, if you have a specific problem, you may end up like that with it.
    • Hair loss is slowed by lemon juice because it has been proven to help stimulate its growth in those cases in which hair loss has been caused by hormonal changes, a proper diet is not followed or there is malnutrition. In addition, by providing more strength to the hair and more shine, it looks thicker and has more hair.
    • Hair dandruff is removed with lemon because it is an excellent exfoliant, which facilitates the elimination of dead cells from the scalp. The itching of head also disappears because the lemon, in spite of its acidity, is a perfect softener and calming. In fact, many of these hair softening creams incorporate it.

Aloe
It is native to Africa and southern Arabia, abounds in tropical and sub-tropical climates. Also known as Aloe Vera, aloe vera is a plant that belongs to the Liliaceae family, it is related to other members of the lily family, such as onion, garlic and turnip.
The floral stem bears a cluster of regular hanging flowers with the petals welded yellow and the fruit is a capsule.
It usually grows up to 2 meters high and has between 12 and 16 long and fleshy leaves, from which a medicinal juice is extracted, resinous and with a very bitter taste.
The plant of the Sabila has its best nutritional properties from 2 to 3 years of life.
Aloe vera is rich in vitamins, minerals, proteins, trace elements and amino acids both essential and non-essential.
Gelatine and juice (iodine) are extracted from the plant. The gelatin is obtained from the inside of the leaves while the juice from the bottom of the leathery skin of the plant.
It stands out for being:
– A pain inhibitor.
– Anti-inflammatory: It has antiatraquinone and salicylate compounds that are the same anti-inflammatory and pain-blocking agents found in aspirin.
– It’s healing.
– Bactericidal.
– Digestive.
– Depurative.
– Cell regenerator.
– Antibiotic
– Coagulant.
– Antiviral.
Of the 200 types of Aloe vera or Aloe vera that exist, the one that has greater nutritional and therapeutic properties is the Aloe vera or Aloe vera barbadensis.

BENEFITS
Aloe vera is a plant with more than 75 nutrients, so we will talk about the benefits of aloe for hair. If you want to have a better appearance and health in this part of your body, it is a good option to use masks with aloe glass or products made with aloe for hair.
1. Stimulates hair growth
Since the time of the Egyptians it has been said that this plant contains enzymes that make hair grow healthier. The nutrients in this plant remove bite cells from the scalp that can clog the follicles and impede growth. They also make the scalp absorb more easily the nutrients that we give through the products we use. Aloe for hair also changes the pH of the skin to one with better conditions so that the hair regenerates quickly.
2. It is an anti itch
These properties gradually make the scalp complications that are related to itching and dryness disappear. It also serves to treat conditions such as eczema and psoriasis.
Enzymes make cells open and healthy; It can also decrease the irritation and inflammation that occur in some scalp abnormalities.
3. Anti-inflammatory
One of the most outstanding uses of aloe for hair, is that it optimizes skin conditions and helps eliminate bacteria that cause inflammation, allergies and delayed hair growth. If you have complications in your skin, especially in your scalp, aloe is the solution you need. It takes advantage of its antibacterial, anti-inflammatory and analgesic properties.
4. Reduce dandruff
As aloe for hair has the property of removing dead cells that accumulate, it also helps in the treatment of dandruff, which can be caused by a fungus that develops on the scalp.
Aloe vera contains fungicides that eradicate this root problem, preventing this complication from developing again in the future.
5. Conditioner
The substance with gelatinous texture that is found in aloe vera glass, is a good conditioner because it has a consistency similar to that of the natural protein of the hair, keratin. This makes it easier for the crystal to act inside the scalp. If you use this plant regularly you can see how your hair is healthy, shiny, smooth and silky again.

Objective

Design a shampoo based on aloe and lemon that is attractive to children and that is a product that promotes a healthy scalp and shiny hair.
Specific objectives
• Design an innovative formula.
• Propose a formulation of high biodegradability.
• Obtain a competitive product at a cost that is cheaper than those currently on the market.

Justification

We look for an easy rinse formulation, good hair appearance after washing, minimal irritation of the scalp, low toxicity and high biodegradability.
With this formulation you can offer our children clients a useful, safe, innocuous, attractive and environmentally friendly product.

Hypothesis

A shampoo based on aloe vera gives the scalp the best conditions to be considered healthy and keep it that way, the lemon gives the shampoo a unique smell, less hair loss and shine.
The formulation will also include some flashes that will make it extremely attractive for children.

Method (materials and procedure)

Experimental design
Materials:
• Neutral liquid soap (250 mL)
• Aloe Vera Gel
• Water (60 mL)
• Glycerin (5 mL)
• Lemon essence
• Nipasol (preservative 3.7 g)
Glass material and equipment:
• 1 500 mL beaker
• Spoon
• 100 mL test tube
• 2 5 mL syringes
• Balance
Process
Verify the identity, pharmaceutical grade and expiration of raw materials.
In the pre-filled glass pour the neutral soap and add the aloe vera gel, shake carefully and constantly. Be careful not to produce too much foam.
Add the water and glycerin to the mixture, continue stirring gently until incorporated. Add the essence slowly and with gentle agitation until a homogeneous mixture is obtained.
This procedure will be repeated for each mix proposed below (the mixtures will be worked in duplicate).

MIXTURES Aloe Vera mL Lemon Essence mL
M1 60 5
M2 80 5
M3 40 5

Table 1 .- First block of samples.

The mixture that gives the best organoleptic characteristics to the product will be taken taking as criteria of selection color, odor and benefits.
The best mix will be chosen to perform the following combinations.

Mezclas Aloe vera mL Lemon essence mL
MX1 Seleccionado 5
MX2 Seleccionado 3
MX3 Seleccionado 7

Table 2.- Second block of samples.
Once again, the mixture that gives the best organoleptic characteristics to the product will be taken, taking as criteria the selection of color, odor and benefits.

Results

According to the proposed method, the first block of samples from Table 1 was taken.
Making the mixtures in duplicate and making organoleptic tests The best M2 mixture was obtained. With this sample M2 selected, the following samples were worked with the characteristics of table 2. A favorable product was not obtained with any of the mixtures proposed in this table. The concentration of lemon essence was increased and the best combination was obtained with the following concentrations:

Best formulation obtained
Ingredient Amount
Neutral liquid soap 400 mL
Gel Aloe Vera 80 mL
Lemon essence 20 gotas = 1 mL

Table 3.- Final formulation obtained.

Discussion

ANALYSIS AND DISCUSSION OF RESULTS:
For the first block of samples proposed in Table 1, the sample M2 showed the best organoleptic characteristics: attractive pleasant smell color and the proposed benefits when tested in the shower, in comparison with the other proposed samples.
For the next block of samples belonging to Table 2, a favorable product was not obtained since the concentration of lemon was imperceptible in the odor and the benefits, so the decision was made to increase it, resulting in the final formulation obtained in the table. 3, it is worth mentioning that this formulation is in comparison with the other proposed mixtures the best in its organoleptic properties, smell, color and benefits.

Conclusions

• The design of a shampoo aimed at children based on lemon and aloe contains 16% aloe and 0.2% lemon essence.
• The design of this product has favorable organoleptic characteristics for potential customers.
• The design of this product is biodegradable since its components do not have high residuality.
• This product is innovative since there is currently no similar combination in the market and the formulation is unique.

Bibliography

BIBLIOGRAPHY:
• https://www.revista.unam.mx/vol.15/num5/art38/

• https://www.saludymedicinas.com.mx/centros-de-salud/alergias/articulos-relacionados/breve-historia-del-shampoo.html

• https://es.wikipedia.org/wiki/Citrus_×_limon

• https://elaragueno.com.ve/mas/belleza/5-beneficios-de-la-sabila-para-el-cabello/