Formulação, Controlo de Qualidade e Produção inversa

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1 Technical Report Bruno Manuel Ribeiro Alves Quimico Especialista em Ciência e Engenharia de Polímeros b.bruno.a@gmail.com Formulação, Controlo de Qualidade e Produção inversa Introdução Os produtos de limpeza constituem-se soluções aquosas de surfactantes diluidas com coloração e odor. Neste artigo mostrar-se-á as diferentes fórmulas existentes de diferentes produtos de limpeza e as possiveis combinações que se podem realizar ao nivel de formulações de produtos. Será ainda abordado o método através do qual se poderá fazer a manufactura inversa de detergentes, baseado apenas no rótulo disponível na garrafa ou em propriedades como a coloração, odor e viscosidade. Fundamentos teóricos Um produto de limpeza, vulgo detergente, constitui-se por uma base, abordando-se unicamente aqui as bases aquosas, mais os restantes aditivos. Entre aditivos encontramos categorias como: Hidrótopos exemplo do cumenosulfonato de sódio, que possibilitam um aumento de solubilidade em soluções aquosas de tensioactivo saturadas e permitem o aumento da concentração; Espessantes tal como o caso do cloreto de sódio; Tensioactivo - Responsável pela limpeza e pela formação de espuma; Anti-espuma Inibem a formação de espuma; Corantes Fornecem coloração; Perfumes doadores de odor; Agentes sequestrantes Vulgo EDTA e utilizam-se em águas duras com elevados teores de metais alcalino terrosos; Multiplas combinações de diferentes materias primas originam formulações diversas que se utilizarão em produtos de limpeza. Algumas das formulas utilizam como base preparações quimicas baseadas em prémisturas de tensioactivos, cujos nomes serão fornecidos na denominação comercial. Um caso de um detergente amplamente utilizado é o detergente multiusos, que se utiliza em lavagem de chão. Um detergente multiusos para lavagem de chão pode ver

2 as suas propriedades melhoradas ao nivel do desengorduramento e ao nivel bactericida caso se adicionem alcoois, como o alcool isopropilico, mas convem não esquecer nunca usar para contacto com géneros alimenticios. Tabela 1: Componentes e composição de um detergente multiusos Água 87 Marlipal 31/985 5 Alcool isopropilico 5 Corante verde 0.03 Conservante 0.2,5 Agente 1 sequestrante Geralmente estes detergentes produzemse de maneira bastante fácil e nunca existem defeitos de produção. Um outro tipo de detergente bastante produzido são detergentes multiusos para lavagem de mãos, já mais introduzido na gama detergentes Bathcare, um exemplo de um detergente bem formulado para lavagem de mãos inclui um componente de cocoamiopropilbetaina, pois a mousse formada é bastante mais estável e suave no entanto esta exige um cuidado especial na formulação pois irùa alterar de forma significativa a viscosidade final do produto. Utiliza ainda esta formulação um composto nacarante para fornecer um apeto perolante da formulação. Tabela 2: Componentes e quantidades de um detergente para lavagem de mãos Água Sinor Pol PGS Sinor Pol NCR 1 Cocoamidopropilbet 0,5 aina Cloreto de sódio 0,3 Corante 0,06,5 Sinor Cid SPX 0,2 O maior problema na produção deste sabonete liquido centra-se no controlo de viscosidade que é incrementada pela adição de agente perolizante, de cocoamidopropilbetaina e de cloreto de sódio, sendo de acrescentar que a vicosidade irá variar conforme a temperatura ambiente e as estações do ano influenciarão enormemente a viscosidade do produto final. Produtos acabados com viscosidades elevadas podem sujeitar-se a uma correção de viscosidade com alcool isopropilico mas deve-se ter em consderação que o alcool isopropilico diminui o teor em mousse final que se forma durante a lavagem das mãos. O produto seguinte para limpeza trata-se de um produto para limpeza de vidros doméstico. Trata-se de um produto de fácil aplicação e com secagem rápida, cuja

3 formulção é apresentada na Tabela 3. Tabela 3: Componentes e quantidades de um detergentes para lavagem de vidros Componentes Quantidades (%) Agua 82,7 Alcool isopropilico 15 Sinor Pol Pra 500N 0,2 Derypol 500 0,2 Hidróxido de sódio 0,2 Corante 0,5 Sinor Cid SPX 0,2 Este produto não apresenta problemas significativos de produção, é um produto de baixa viscosidade e com precauções especiais de utilização devido ao uso de um desincrustante como o hidróxido de sódio. Outros produtos mais fortes podem ser elaborados para a limpeza de aluminios e de inox, tal como o produto apresentado na tabela 4, que é de fácil produção e exige precauções especiais ao nivel da aplicação contudo não gera defeitos especiais de produção. Tabela 4: Componentes e quantidades de detergentes para limpeza de aluminios Componentes Quantidades (%) Água 70 Marlipal 31/985 5 Ácido Fosfórico 25 Alcool isopropilico 5 No ramo doméstico existe ainda uma bivalência entre os detergentes que eu irei apresentar abaixo, o detergente para lavar viaturas e o detergente para lavar loiça, estando a unica diferença implicita no tipo de perfume, pois o perfume a utilizar no detergente para lavar loiça deve ser aprovado pelos regulamentos HACCP, de cada país. A viscosidade é dificil de controlar em certos casos e é importante acima de tudo uma quarentena do produto ou uma agitação a velocidade controlada e a baixas rotações. O detergente bivalente é apresentado na tabela 5. Tabela 5: Componentes e quantidades de detergente bivalente para limpeza Componente Quantidade Água 72,95 Sinor Pol Pra 500N 25 Cloreto de Sódio 0,5 Corante 0,05,5 A viscosidade irá variar conforme a temperatura e em casos de defeitos de viscosidade poder-se-à controlar com recurso a alcool isopropilico, tendo tambem em consideração que o teor em mousse será diminuido. Para finalizar, entre uma variada gama de detergentes que formulo, terminarei a

4 formulação com um desincrustrante forte, que dependendo da formulação pode ter multiplas aplicações, como se pode observar na Tabela 6. Tabela 6: Componentes, quantidades de um detergente desincrustante Água 77 Marlipal 31/985 5 Alcool Isopropilico 5 Alcool Isobutilico 2 Corante 0,02 Cumeno 5 Hidróxido de sódio 5 (100%) Retirando-se o perfume obteremos um produto de detergência pra a remoção de gorduras de cozinhas e de fornos. Um grande problema ainda é a existencia de separaç=oes de fases de elevada magnitude que se podem resolver pelo ajuste com o aumento em teor de alcool ou então com o adjuvante que permite o aumento em solubilidade, o cumenosulfonato de sódio. Perante estas fórmulas industriais por mim expostas e adquiridas no ambito de um estágio profissional na empresa Indikoll Lda, passarei de seguida a elucidar como ler, um rótulo ao contrário e ensinar aos futuros quimicos especialistas em ciência e engenharia de polímeros, como ralizar uma manufatura inversa. A manufatura inversa consiste na reprodução de um conteudo com base no método tentativa erro, até se encontrar a solução, algo semelhante a um peerreview. Assim, para este estudo técnico eu irei ler o rótulo de alguns detergentes tipicos encontrados no supermercado e depois interpretar na forma de produção, da maneira mais fiél possivel e reprodutivel possivel. Irei explicar astucias que " enganam o consumidor " pois certos componentes no rótulo estao já contidos no Perfume e o vendedor torna a colocá-los como componentes da mistura. Os materiais que irão ser interpretados será um desengordurante comercial, um sabonete liquido, um gel de banho, um detergente multiusos, um detergente para lavar loiça mais um detergente amaciador de roupa. Análise de caso O primeiro detergente a ser analizado será o detergente de marca branca Delhaize, CARE, comercializado na rede de supermercados Delhaize. Toda a informação disponivel para a criação de um produto similar estao inscritas no rótulo, ou seja, os componentes que se apresentam na tabela 7, correspondem fundamentalmente aos principais componentes que se devem misturar para a produção deste detergente.

5 Tabela 7: Componente e quantidades para a produção inversa de um sabonete liquido Componentes Quantidades (%) Água 63 LSS 25 Cloreto de sódio 0,2 Glicerina 0,5 Cocoamidopropil betaina 0,5 PEG-4 4 Glicol-distearato 1 Laureth-4 4 EDTA 1 Ácido citrico Benzil Salicilato Metilcloroisotiazolin ona Metilisotiazolinona Nitrato de mágnésio Cloreto de Mágnésio (Acerto) (Acerto) (Acerto) Trata-se de uma formulação bastante complexa, que se resume, a espessantes, tensioactivos, perfumes e intrduz-se um humectante para a pele, a Glicerina, mais o ácido cirico, o regulador de acidez. As quantidades estimadas correspondem em minha opinião às quantidades apresentadas na tabela 7. Normalmente, o componente maioritário corresponde ao solvente, neste caso a água. O segundo componente maioritário corresponde ao tensioactivo e aqui, neste produto utiliza-se um tensioactivo aniónico para reação com o espessante e formação de micelas iónicas, em conjunto com dois tensioactivos não iónicos, o Lauril-4 e o PEG-4. Utiliza-se ainda um conjunto de espessantes, o espessante principal corresponde ao cloreto de sódio mais os espessantes coadjuvantes correspondem a nitrato de magnesio e a cloreto de magnésio pois estes fornecem um espessamento mais suave e sedoso ao contrário que o cloreto de magnésio que na prática o seu espessamento é mais sintético. Para completar o detergente acrescentaria dois produtos, um produto de base como conservante, neste caso preferiria o Sinor Cid SPX, pela qualidade dos produtos do distribuidor e o agente perolizante preferiria o distribuido pela Consorima, distribuidor Português. De forma geral, adicionar-se-ia a água, seguida dos tensioactivos e perfume. Os espessantes seriam os ultimos a serem adicionados, primeiro o cloreto de sódio em quantidade minima e o acerto final de viscosidade com o cloreto de magnésio e o nitrato de magnésio. O tetrasodium EDTA e é adicionado anteriormente aos espssantes e no final da produção do lote a acidez do produto deve ser controlada com acido citrico, de forma ao ph ser compatível com o ph das mãos.

6 Normalmente os fabricantes acrescentam componentes que estão incluidos nos perfumes como constituintes da formulação, por imposição legal. O segundo produto a ser analisado corresponde a um detergente multiusos doméstico de marca Dettol, de formulação bastante simples, como se pode verificar abaixo na tabela 8. Tabela 8: Componentes e quantidades de detergente Dettol Água 94 Tensioactivo não iónico Citronnellol Hexyl cinnamal Butylphenyl methyl propianal 5 Linalool Este detergente constitui-se basicamente por tensioactivo água e perfume e o seu teor em tensioactivo não é fornecido, pelo que os teores em termos de preços são bastante elevados para a formulação apresentada, dependendo unicamente o preço apresentado da qualidade do tensioactivo e ainda da qualidade do perfume, pelo que a minha opinião é que o preço praticado pelos detergentes multiusos é bastante elevado pois nao exigem nunca grandes esforços de produção, produzem-se facilmente e nunca exigem grandes planeamentos, pois uma mistura de um simples tensioactivo não iónico como um Marlipal com um perfume de elevada qualidade produz um produto equivalente, no entanto de marca branca, pois o custo elevado deste produto surge associado a campanhas promocionais para a promoção de produto. Todos estes comentários são válidos a todos os fabricantes de produtos multiusos. Relativamente ao terceiro produto será analisado será o Bref Power Vert e relativamente ao quarto produto analisao será o produto de marca branca Culruyt para lavagem de loiça manual. Estes produtos relativamente ao rótulo não fornecem grande informação ao contrário do sabão liquido que fornece um grande detalhe pelo que apenas fornecem informação relativa ao tensioactivo e a sua quantidade mais ao perfume. Aqui, a base a utilizar deve ser a que eu exponho no fabrico para a produção inversa deste produto e que corresponde para o detergente desengordurante à tabela 6 e ao detergente para lavagem de loiça à tabela 5. Controlo de Qualidade O controlo de qualidade deve ser realizado relativamente à viscosidade e ao valor em ph. O ph pode ser medido de forma basica com recurso a medidores de ph com bandas especificas e existem tambem

7 bandas limitadas a determinados ph. Relativamente ao controlo de viscosidade esta deverà ser realizada imediatamente na receção de matérias primas, para evitar receção de matérias primas falsificadas e diluidas. Aqui, jogam variadas leis empiricas como a lei Power-law e um simples viscosímetro de Couette pode ser usado para o cálculo do valor de viscosidade teórico, que é depois comparado com o valor de viscosidade exposta na ficha técnica da matéria prima recebida. Ainda caso sejam adicionados espessantes para aumentar a viscosidade de uma solução diluida uma análise de residuo seco pode indicar a quantidade efectiva de produto final se e só se existir informação na ficha técnica de matéria prima relativa à quantidade de tensioactivo medida a seco e a uma temperatura. Até temperaturas correspondentes a temperatura de ebulição do solvente realiza-se um residuo seco por evaporação do solvente. materiais plásticos, onde durante um ano realizei formulações, controlei lotes e qualidade de produtos fnais, com os recursos disponíveis, utilizei produção inversa para realizar dezenas de novas formulas baseado na prática tentativa-erro e apoiando-me nos meus conhecimentos teóricos para dar saída e poder corresponder às expectativas da empresa. Agradecimentos: Queria independentemente de tudo agradecer a Vasco Silva, antigo proprietário da empresa Indikoll Lda e à minha orientadora de estágio, Clara Cramez, pela sua orientação profissional. Notas: Este relatório foi realizado com base em experiências industriais, na empresa Indikoll, durante a realização de um estágio profissional, como complemento à minha formação universitária de licenciatura em Quimica Ramo de