O segmento de mercado dos detergente lava-louças é altamente competitivo, tendo evoluído no sentido de uma redução dos custos, com a diminuição do teor de matéria ativa nas formulações e conseqüentemente acarretando uma queda na qualidade dos mesmos.
Por ser um produto aparentemente simples e que requer investimento relativamente pequeno, a tendência é da pulverização de produtos, que na grande maioria possuem baixa qualidade, devido à concorrência orientada para produtos com menor preço.
Apesar das várias marcas existentes no mercado e do grande número de produtos basicamente artesanais, o processo de desenvolvimento de um detergente não é tão simples. Para a formulação de um bom detergente é importante ter o conhecimento das principais matérias-primas com suas respectivas funções.
A seguir, apresentaremos algumas definições básicas e principais matérias-primas, muitas já amplamente conhecidas e divulgadas.
Definições Básicas
Matéria Ativa
No caso do detergente refere-se ao total de tensoativo presente na formulação, expresso em % (p/p).
A matéria ativa de um produto pode possuir características aniônicas, catiônicas ou anfotéricas, de acordo com a estrutura da matéria-prima empregada.
Tensoativo
Os tensoativos são responsáveis pela característica mais importante e desejada em um detergente, a capacidade de remoção das sujidades. Este fato é possível devido a sua estrutura, que possui uma parte hidrofílica e uma parte hidrofóbica.
A figura 1 representa esquematicamente a estrutura de um tensoativo. Eles reduzem a tensão superficial da água, permitindo que a sujeira possa ser removida facilmente através da formação de micelas.Numa micela, a extremidade apolar do tensoativo fica voltada para o centro, interagindo com o óleo (ou substâncias hidrofóbicas) enquanto a extremidade polar para fora (interagindo com a água).
As micelas são estruturas geralmente esféricas, de natureza coloidal, formadas de tal modo que as partes não polares do detergente se orientam para o interior da mesma, criando assim, uma superfície iônica. Podemos dizer que as soluções de tensoativos formam sistemas dinâmicos onde as micelas estão continuamente sendo formadas e destruídas. Essa característica das soluções de detergentes é importante para o processo de
remoção das sujidades, que envolve o deslocamento das partículas de sujeiras de natureza lipofílica para o interior das micelas e a estabilização das mesmas de modo a mantê-las em suspensão, evitando que a sujeira volte a depositar-se sobre a superfície que está sendo limpa.Os tensoativos são divididos em aniônicos, catiônicos, anfóteros e não iônicos.
A associação de alguns deles pode, além de outras coisas, melhorar o poder de limpeza do detergente e diminuir sua irritabilidade, ou seja, aumentar sua suavidade.
Exemplo: Lauril + LAS Na
De um modo geral, na grande maioria dos casos, podemos dizer que um tensoativo apresenta ao mesmo tempo características de agente molhante, de agente emulsionante, de detergente e de espumante. Entretanto, uma destas características é sempre mais marcante em um determinado tensoativo do que as demais. É esta característica dominante que determina a sua classificação como detergente, emulsionante, etc., conforme o caso.
Matérias-primas e Funções
As principais matérias-primas utilizadas na formulação de um detergente são apresentadas a seguir, com as principais características que as mesmas agregam ao produto final.
1.Matérias-primas Tensoativas:
1.1. Tensoativos Aniônicos
- Linear Aquil Benzeno Sulfonatos
O Linear dodecil benzeno sulfonato de sódio (LASNa) é o tensoativo mais utilizado, comumente chamado de ácido sulfônico. Praticamente, todos, os detergentes são formulados a partir dele. Sua popularidade se deve tanto ao baixo custo de produção como a sua excelência como detergente, agente emulsionante, promotor de espuma e agente molhante. O LASNa apresenta uma elevada capacidade de remoção da gordura de constituição das mãos. São muito resistentes a presença de sais de cálcio e magnésio, razão pela qual podem ser utilizados em águas duras (com elevado teor de sais de Ca+2 e Mg+2). Pode ser, também, utilizado sob a forma de sais de amônia, de trietanolamina, de potássio e outras bases orgânicas ou inorgânicas. São todos excelentes agentes molhantes, espumantes e emulsificantes, sendo assim, também são, utilizados em uma série de outras aplicações. São compostos biodegradáveis.
- Lauril Éter Sulfato de Sódio
Obtido através da reação de álcoois graxos etoxilados (Álcool graxo + óxido de eteno) com agentes sulfatantes como o SO3. O lauril éter sulfato de sódio (LESS), apresenta uma baixa capacidade de remoção da gordura de constituição da pele.
A associação entre o LESS e o LASNa, acarreta numa melhoria do poder de espessamento, diminuição da irritabilidade dérmica e melhoria da performance de limpeza.
Possui também, uma grande resposta a eletrólitos e uma alta reserva de viscosidade.
Sendo de origem agrícola as suas principais matérias-primas, os derivados do lauril éter sulfato atendem aos requisitos de desenvolvimento sustentável e por serem, também facilmente biodegradáveis, atende aos conceitos de qualidade ambiental.
- Lauril Sarcosinato de Sódio
São tensoativos com boa capacidade de limpeza, suaves e são excelentes formadores e estabilizadores de espuma.
1.2. Tensoativos Não Iônicos
- Alquil Poliglicosídeos
São tensoativos provenientes de fontes renováveis de matérias-primas, como óleo de coco ou palmiste, de onde se obtém os álcoois graxos, e de amido de milho ou batata, de onde provém a glicose. Com isto pode-se evitar totalmente a utilização de matérias-primas petroquímicas.
São produzidos através da reação do álcool graxo com a glicose. Os alquilglicosídeos são bons formadores de espuma, possuem alta solubilidade em meio alcalino ou ácido, alta tolerância a eletrólitos, têm boa capacidade umectante, são doadores de consistência (aumentam a viscosidade).
- Nonilfenóis Etoxilados
Os nonilfenóis etoxilados são obtidos pela reação entre o nonilfenol e o óxido de eteno. Uma das grandes vantagens dessa classe de produtos é que se pode alterar a estequiometria da reação e, assim, obter tensoativos de balanço hidrofílico/lipofílico diferentes (HLB). Nessa classe de produtos, o mais utilizado é o obtido pela reação entre o nonilfenol e o oxido de eteno nas proporções 1:9,5.
As matérias-primas utilizadas para a produção dos tensoativos derivados dos nonilfenóis, além de não serem provenientes de fontes renováveis, apresentam problema de baixa biodegradabilidade, e por isso tem sofrido restrições.
No detergente são utilizados como solubilizante de fragrâncias.
- Álcool graxo etoxilado
Os tensoativos derivados dos álcoois graxos poli etoxilados são obtidos pela reação entre um álcool graxo e o óxido de eteno. A exemplo dos nonilfenóis, a relação estequiométrica entre estes dois componentes pode ser programada de modo a se produzir um tensoativo que apresente um balanço hidrofílico/lipofílico adequado para as aplicações a que se destina. Entre os álcoois graxos mais importantes, utilizados para a produção de derivados etoxilados, podemos relacionar o láurico, o palmítico e o esteárico. A relação estequiométrica entre o álcool graxo e o óxido de etileno pode variar de 2 a 100.
Nos detergentes, os mais utilizados são os álcoois láuricos etoxilados com óxido de eteno na proporção de 1:7; 1:8, por possuírem excelente poder detergente e serem solúveis em água.
Os álcoois graxos, assim como os nonilfenóis etoxilados, podem ser utilizados, também, como solubilizantes de fragrâncias. São compostos facilmente biodegradáveis.
- Dietanolamida de Ácido graxo de Coco
Embora as amidas graxas possam ser obtidas a partir de derivados (ácidos graxos ou metil ester) de qualquer matéria graxa (triglicerídeos) e das bases orgânicas mono e dietanolaminas, as mais usadas são as obtidas a partir do ácido graxo de óleo de coco e da dietanolamina. As amidas graxas de um modo geral (e a dietanolamida de ácidos graxos de coco em particular), são excelentes doadores de viscosidade, estabilizadores de espuma, sobrengordurantes e solubilizantes de óleos e essências. Em decorrência dessas características, as amidas graxas são usadas em formulações de detergentes líquidos, shampoos, sabonetes líquidos e outros.
1.3. Tensoativos Catiônicos
- Aminas Oxidas
Em meio ácido, adquirem características catiônicas mais acentuadas, podendo apresentar incompatibilidades com alguns tensoativos aniônicos. Em pH neutro ou alcalino são totalmente compatíveis com os aniônicos.
Proporcionam efeitos como aumento de viscosidade, condicionamento e efeito antiestático. Estes variam em função da cadeia utilizada. Normalmente, as cadeias C12-C14 influenciam na espuma e enquanto a C16-C18 proporcionam emoliência e condicionamento.
1.4. Tensoativos Anfóteros
- Coco amido propril betaína
É notável por sua compatibilidade com a pele. Reduz a irritabilidade dos alquil sulfatos, alquil éter sulfatos e alquil sulfonados. Proporciona aumento de viscosidade e estabilização da espuma.
Não são adequados para serem utilizados como tensoativo principal, devido ao seu alto custo e performance insuficiente como detergente.
Em pH ácido adquire características catiônicas e pode reagir com alguns tensoativos aniônicos, ocasionando turvação e/ou precipitação.
2. Matérias-primas Coadjuvantes
2.1 Espessantes
- Sais
O mais utilizado é o cloreto de sódio, devido ao seu baixo custo. Pode-se utilizar também o sulfato de sódio e o sulfato de magnésio.
- Espessantes Poliméricos
Existem alguns espessantes poliméricos no mercado, que assim como os sais proporcionam aumento de viscosidade nas formulações, no entanto, apresentam um custo muito mais elevado.
2.2. Sequestrantes
Os agentes sequestrantes têm a função de complexar íons responsáveis pela dureza da água, principalmente os íons Cálcio (Ca+2), Magnésio (Mg+2) e Ferro (Fe+3).
São responsáveis portanto, pelo aumento da estabilidade dos sistemas onde os mesmos são empregados.
Entre os principais sequestrantes utilizados na formulação de um detergente lava-louça, destacam-se o EDTA, EHDP e o Heptanoato de Sódio.
O sequestrante também exerce outro papel muito importante, que é o da potencialização do sistema conservante. Este fato ocorre, pois, retirando os íons do meio, essenciais ao crescimento das bactérias dificultam mais ainda o aparecimento das mesmas.
2.3. Conservantes
O conservante atua como um componente bacteriostático. Na verdade ele não elimina as bactérias, apenas inibe a reprodução.
O Formaldeído é ainda o conservante mais utilizado, devido a sua efetividade e baixo custo.
2.4. Hidrótopos
São empregados como estabilizadores de formulações de detergentes líquidos ou outros sistemas com altas concentrações de sais inorgânicos e tensoativos. A utilização de hidrótopos nestes casos elimina problemas de separação de fases, potencializa a ação do sistema tensoativo nas formulações, aumenta a solubilização dos mesmos em água, diminui o ponto de turvação. Entre os hidrótopos mais usados temos:
- Uréia
- Cumeno sulfonato de sódio
- Tolueno sulfonato de sódio
- Xileno sulfonato de sódio
As principais matérias-primas utilizadas na formulação de um detergente são apresentadas a seguir, com as principais características que as mesmas agregam ao produto final.
1.Matérias-primas Tensoativas:
1.1. Tensoativos Aniônicos
- Linear Aquil Benzeno Sulfonatos
O Linear dodecil benzeno sulfonato de sódio (LASNa) é o tensoativo mais utilizado, comumente chamado de ácido sulfônico. Praticamente, todos, os detergentes são formulados a partir dele. Sua popularidade se deve tanto ao baixo custo de produção como a sua excelência como detergente, agente emulsionante, promotor de espuma e agente molhante. O LASNa apresenta uma elevada capacidade de remoção da gordura de constituição das mãos. São muito resistentes a presença de sais de cálcio e magnésio, razão pela qual podem ser utilizados em águas duras (com elevado teor de sais de Ca+2 e Mg+2). Pode ser, também, utilizado sob a forma de sais de amônia, de trietanolamina, de potássio e outras bases orgânicas ou inorgânicas. São todos excelentes agentes molhantes, espumantes e emulsificantes, sendo assim, também são, utilizados em uma série de outras aplicações. São compostos biodegradáveis.
- Lauril Éter Sulfato de Sódio
Obtido através da reação de álcoois graxos etoxilados (Álcool graxo + óxido de eteno) com agentes sulfatantes como o SO3. O lauril éter sulfato de sódio (LESS), apresenta uma baixa capacidade de remoção da gordura de constituição da pele.
A associação entre o LESS e o LASNa, acarreta numa melhoria do poder de espessamento, diminuição da irritabilidade dérmica e melhoria da performance de limpeza.
Possui também, uma grande resposta a eletrólitos e uma alta reserva de viscosidade.
Sendo de origem agrícola as suas principais matérias-primas, os derivados do lauril éter sulfato atendem aos requisitos de desenvolvimento sustentável e por serem, também facilmente biodegradáveis, atende aos conceitos de qualidade ambiental.
- Lauril Sarcosinato de Sódio
São tensoativos com boa capacidade de limpeza, suaves e são excelentes formadores e estabilizadores de espuma.
1.2. Tensoativos Não Iônicos
- Alquil Poliglicosídeos
São tensoativos provenientes de fontes renováveis de matérias-primas, como óleo de coco ou palmiste, de onde se obtém os álcoois graxos, e de amido de milho ou batata, de onde provém a glicose. Com isto pode-se evitar totalmente a utilização de matérias-primas petroquímicas.
São produzidos através da reação do álcool graxo com a glicose. Os alquilglicosídeos são bons formadores de espuma, possuem alta solubilidade em meio alcalino ou ácido, alta tolerância a eletrólitos, têm boa capacidade umectante, são doadores de consistência (aumentam a viscosidade).
- Nonilfenóis Etoxilados
Os nonilfenóis etoxilados são obtidos pela reação entre o nonilfenol e o óxido de eteno. Uma das grandes vantagens dessa classe de produtos é que se pode alterar a estequiometria da reação e, assim, obter tensoativos de balanço hidrofílico/lipofílico diferentes (HLB). Nessa classe de produtos, o mais utilizado é o obtido pela reação entre o nonilfenol e o oxido de eteno nas proporções 1:9,5.
As matérias-primas utilizadas para a produção dos tensoativos derivados dos nonilfenóis, além de não serem provenientes de fontes renováveis, apresentam problema de baixa biodegradabilidade, e por isso tem sofrido restrições.
No detergente são utilizados como solubilizante de fragrâncias.
- Álcool graxo etoxilado
Os tensoativos derivados dos álcoois graxos poli etoxilados são obtidos pela reação entre um álcool graxo e o óxido de eteno. A exemplo dos nonilfenóis, a relação estequiométrica entre estes dois componentes pode ser programada de modo a se produzir um tensoativo que apresente um balanço hidrofílico/lipofílico adequado para as aplicações a que se destina. Entre os álcoois graxos mais importantes, utilizados para a produção de derivados etoxilados, podemos relacionar o láurico, o palmítico e o esteárico. A relação estequiométrica entre o álcool graxo e o óxido de etileno pode variar de 2 a 100.
Nos detergentes, os mais utilizados são os álcoois láuricos etoxilados com óxido de eteno na proporção de 1:7; 1:8, por possuírem excelente poder detergente e serem solúveis em água.
Os álcoois graxos, assim como os nonilfenóis etoxilados, podem ser utilizados, também, como solubilizantes de fragrâncias. São compostos facilmente biodegradáveis.
- Dietanolamida de Ácido graxo de Coco
Embora as amidas graxas possam ser obtidas a partir de derivados (ácidos graxos ou metil ester) de qualquer matéria graxa (triglicerídeos) e das bases orgânicas mono e dietanolaminas, as mais usadas são as obtidas a partir do ácido graxo de óleo de coco e da dietanolamina. As amidas graxas de um modo geral (e a dietanolamida de ácidos graxos de coco em particular), são excelentes doadores de viscosidade, estabilizadores de espuma, sobrengordurantes e solubilizantes de óleos e essências. Em decorrência dessas características, as amidas graxas são usadas em formulações de detergentes líquidos, shampoos, sabonetes líquidos e outros.
1.3. Tensoativos Catiônicos
- Aminas Oxidas
Em meio ácido, adquirem características catiônicas mais acentuadas, podendo apresentar incompatibilidades com alguns tensoativos aniônicos. Em pH neutro ou alcalino são totalmente compatíveis com os aniônicos.
Proporcionam efeitos como aumento de viscosidade, condicionamento e efeito antiestático. Estes variam em função da cadeia utilizada. Normalmente, as cadeias C12-C14 influenciam na espuma e enquanto a C16-C18 proporcionam emoliência e condicionamento.
1.4. Tensoativos Anfóteros
- Coco amido propril betaína
É notável por sua compatibilidade com a pele. Reduz a irritabilidade dos alquil sulfatos, alquil éter sulfatos e alquil sulfonados. Proporciona aumento de viscosidade e estabilização da espuma.
Não são adequados para serem utilizados como tensoativo principal, devido ao seu alto custo e performance insuficiente como detergente.
Em pH ácido adquire características catiônicas e pode reagir com alguns tensoativos aniônicos, ocasionando turvação e/ou precipitação.
2. Matérias-primas Coadjuvantes
2.1 Espessantes
- Sais
O mais utilizado é o cloreto de sódio, devido ao seu baixo custo. Pode-se utilizar também o sulfato de sódio e o sulfato de magnésio.
- Espessantes Poliméricos
Existem alguns espessantes poliméricos no mercado, que assim como os sais proporcionam aumento de viscosidade nas formulações, no entanto, apresentam um custo muito mais elevado.
2.2. Sequestrantes
Os agentes sequestrantes têm a função de complexar íons responsáveis pela dureza da água, principalmente os íons Cálcio (Ca+2), Magnésio (Mg+2) e Ferro (Fe+3).
São responsáveis portanto, pelo aumento da estabilidade dos sistemas onde os mesmos são empregados.
Entre os principais sequestrantes utilizados na formulação de um detergente lava-louça, destacam-se o EDTA, EHDP e o Heptanoato de Sódio.
O sequestrante também exerce outro papel muito importante, que é o da potencialização do sistema conservante. Este fato ocorre, pois, retirando os íons do meio, essenciais ao crescimento das bactérias dificultam mais ainda o aparecimento das mesmas.
2.3. Conservantes
O conservante atua como um componente bacteriostático. Na verdade ele não elimina as bactérias, apenas inibe a reprodução.
O Formaldeído é ainda o conservante mais utilizado, devido a sua efetividade e baixo custo.
2.4. Hidrótopos
São empregados como estabilizadores de formulações de detergentes líquidos ou outros sistemas com altas concentrações de sais inorgânicos e tensoativos. A utilização de hidrótopos nestes casos elimina problemas de separação de fases, potencializa a ação do sistema tensoativo nas formulações, aumenta a solubilização dos mesmos em água, diminui o ponto de turvação. Entre os hidrótopos mais usados temos:
- Uréia
- Cumeno sulfonato de sódio
- Tolueno sulfonato de sódio
- Xileno sulfonato de sódio
Conceitos Básicos
Mecanismo de formação de espuma
A espuma é o conjunto de interações intermoleculares entre os componentes do ar, a água e tensoativos. Para que a exista espuma é necessária a presença de tensoativos para que haja retenção dos gases do ar.
Fatores que influenciam na quebra da espuma:
- Solventes polares apróticos, o próprio Ar e a gravidade.
Fatores que influenciam no aumento do volume e estabilidade da espuma:
- Maior concentração de tensoativos com boas características espumantes.
Exemplos: LASNa, LESS, Dietanolamida de Coco.
Mecanismo de espessamento do detergente com sais
A viscosidade do detergente é um dos principais apelos de marketing utilizados neste segmento de mercado, visto que o consumidor entende que, quanto mais viscoso for o detergente, maior sua “concentração” e conseqüentemente maior o seu rendimento, proporcionando uma maior economia do produto.
O mecanismo de espessamento do detergente através de sais funciona da seguinte maneira:
Quando adicionamos o sal, o mesmo interage com a água e com as micelas dos
tensoativos, formando uma espécie de enlaçamento que dificulta a mobilidade das moléculas, resultando no efeito visual que temos, que é o do aumento de viscosidade.
O espessamento depende diretamente da estrutura micelar dos tensoativos, da formulação e da sua interação com o eletrólito e a água.
Os produtos que reduzem a solubilidade das micelas funcionam como espessantes, enquanto aqueles que aumentam sua solubilidade reduzem a viscosidade do sistema.
Principais Problemas
Entre os principais problemas encontrados no desenvolvimento de formulações detergentes podemos destacar os seguintes:
- pH alcalino
- Ponto de turvação elevado
- Precipitação
- Viscosidade baixa
- Alteração da cor original
- Pouca espuma
Mecanismo de formação de espuma
A espuma é o conjunto de interações intermoleculares entre os componentes do ar, a água e tensoativos. Para que a exista espuma é necessária a presença de tensoativos para que haja retenção dos gases do ar.Fatores que influenciam na quebra da espuma:
- Solventes polares apróticos, o próprio Ar e a gravidade.
Fatores que influenciam no aumento do volume e estabilidade da espuma:
- Maior concentração de tensoativos com boas características espumantes.
Exemplos: LASNa, LESS, Dietanolamida de Coco.
Mecanismo de espessamento do detergente com sais
A viscosidade do detergente é um dos principais apelos de marketing utilizados neste segmento de mercado, visto que o consumidor entende que, quanto mais viscoso for o detergente, maior sua “concentração” e conseqüentemente maior o seu rendimento, proporcionando uma maior economia do produto.
O mecanismo de espessamento do detergente através de sais funciona da seguinte maneira:
Quando adicionamos o sal, o mesmo interage com a água e com as micelas dos
tensoativos, formando uma espécie de enlaçamento que dificulta a mobilidade das moléculas, resultando no efeito visual que temos, que é o do aumento de viscosidade.O espessamento depende diretamente da estrutura micelar dos tensoativos, da formulação e da sua interação com o eletrólito e a água.
Os produtos que reduzem a solubilidade das micelas funcionam como espessantes, enquanto aqueles que aumentam sua solubilidade reduzem a viscosidade do sistema.
Principais Problemas
Entre os principais problemas encontrados no desenvolvimento de formulações detergentes podemos destacar os seguintes:
- pH alcalino
- Ponto de turvação elevado
- Precipitação
- Viscosidade baixa
- Alteração da cor original
- Pouca espuma
pH Alcalino
Ocorre sempre devido a um excesso de base, geralmente hidróxido de sódio ou aminas, no produto. Para resolver esse tipo de problema, pode-se adicionar ácido cítrico em quantidade suficiente para atingir o pH desejado, ou o próprio ácido sulfônico, sendo que o custo é maior.
Para evitar que o problema ocorra com freqüência, deve-se calcular o índice de neutralização (IN) do ácido sulfônico, expresso em g NaOH/100g de Ácido Sulfônico, e calcular a concentração da Soda Cáustica a ser utilizada. E a partir desses dois dados calcula-se estequiometricamente as quantidades desejadas evitando-se grandes variações de pH.
Quando se adiciona a amida de coco depois dessa neutralização, o pH volta a ficar alcalino devido as aminas livres que a amida contém.
Nesse caso o formulador deve reduzir a quantidade de base para que ao adicionar a amida o pH não fique alcalino.
Ponto de turvação elevado
Na grande maioria das vezes é causado por um excesso de sal (NaCl, Na2SO4, MgSO4), que diminui a solubilidade dos tensoativos aumentando a viscosidade. Contudo o sistema possui um limite de saturação e caso esse limite for ultrapassado, o eletrólito causa a desestabilização das micelas, acarretando perda de viscosidade e turvação, com posterior precipitação.
Para corrigir esse problema, deve-se aumentar a quantidade de Tensoativo no sistema e/ou diminuir a % de Sal, ou ainda, adicionar hidrotopos à formulação.
Precipitação
Pode ocorrer pelo ponto de turvação elevado, citado anteriormente ou ainda, devido a presença de íons metálicos (Fe+3 Ca+2, Mg+2) na água utilizada no preparo das formulações, que poderão precipitar seus sais, caso o produto de solubilidade dos mesmos ultrapasse o limite.
Ou ainda devido a incompatibilidades com os tensoativos utilizados na formulação.
A utilização de água deionizada e sequestrantes pode evitar esse tipo de problema.
Viscosidade baixa
Como vimos anteriormente, a viscosidade depende diretamente da estrutura dos tensoativos e da interação com o meio.
Para aumentar a viscosidade, podemos aumentar a concentração de tensoativos que apresentem boa resposta a eletrólitos e/ou utilizar misturas de diferentes tensoativos que poderão contribuir sinergicamente para o aumento de viscosidade do meio. Por exemplo, o sistema: LASNa, LESS e amida de coco.
Alteração da cor original
Está relacionada com a qualidade do corante e com íons oxidantes, como o Ferro (Fe+3), presentes na água utilizada na formulação, que oxida o corante e altera a cor do produto. Esse problema pode ser resolvido da seguinte maneira:
- Trabalhando com corantes de Qualidade.
- Utilizando água deionizada na formulação.
- Utilizando sequestrantes.
- Utilizando filtros solares químicos, que aumentam a estabilidade do produto frente aos raios ultravioleta do sol. Em formulações de baixo custo torna-se inviável, está alternativa..
Pouca espuma
Como descrito no Mecanismo de formação da espuma, é fundamental para formação da mesma um tensoativo com características espumantes.
No caso do detergente, a maioria dos tensoativos utilizados, apresenta excelente formação de espuma.
Logo, num detergente lava-louça, podemos dizer que a formação de espuma é diretamente proporcional à quantidade de tensoativos, visto que não é adicionado agentes anti-espumantes em sua formulação, como ocorre no detergente em pó para roupas, por exemplo.
Então para resolver tal problema, é necessário apenas aumentar a concentração de tensoativos (LASNa, LESS) e de estabilizadores de espuma (Amida de Coco).
Ocorre sempre devido a um excesso de base, geralmente hidróxido de sódio ou aminas, no produto. Para resolver esse tipo de problema, pode-se adicionar ácido cítrico em quantidade suficiente para atingir o pH desejado, ou o próprio ácido sulfônico, sendo que o custo é maior.
Para evitar que o problema ocorra com freqüência, deve-se calcular o índice de neutralização (IN) do ácido sulfônico, expresso em g NaOH/100g de Ácido Sulfônico, e calcular a concentração da Soda Cáustica a ser utilizada. E a partir desses dois dados calcula-se estequiometricamente as quantidades desejadas evitando-se grandes variações de pH.
Quando se adiciona a amida de coco depois dessa neutralização, o pH volta a ficar alcalino devido as aminas livres que a amida contém.
Nesse caso o formulador deve reduzir a quantidade de base para que ao adicionar a amida o pH não fique alcalino.
Ponto de turvação elevado
Na grande maioria das vezes é causado por um excesso de sal (NaCl, Na2SO4, MgSO4), que diminui a solubilidade dos tensoativos aumentando a viscosidade. Contudo o sistema possui um limite de saturação e caso esse limite for ultrapassado, o eletrólito causa a desestabilização das micelas, acarretando perda de viscosidade e turvação, com posterior precipitação.
Para corrigir esse problema, deve-se aumentar a quantidade de Tensoativo no sistema e/ou diminuir a % de Sal, ou ainda, adicionar hidrotopos à formulação.
Precipitação
Pode ocorrer pelo ponto de turvação elevado, citado anteriormente ou ainda, devido a presença de íons metálicos (Fe+3 Ca+2, Mg+2) na água utilizada no preparo das formulações, que poderão precipitar seus sais, caso o produto de solubilidade dos mesmos ultrapasse o limite.
Ou ainda devido a incompatibilidades com os tensoativos utilizados na formulação.
A utilização de água deionizada e sequestrantes pode evitar esse tipo de problema.
Viscosidade baixa
Como vimos anteriormente, a viscosidade depende diretamente da estrutura dos tensoativos e da interação com o meio.
Para aumentar a viscosidade, podemos aumentar a concentração de tensoativos que apresentem boa resposta a eletrólitos e/ou utilizar misturas de diferentes tensoativos que poderão contribuir sinergicamente para o aumento de viscosidade do meio. Por exemplo, o sistema: LASNa, LESS e amida de coco.
Alteração da cor original
Está relacionada com a qualidade do corante e com íons oxidantes, como o Ferro (Fe+3), presentes na água utilizada na formulação, que oxida o corante e altera a cor do produto. Esse problema pode ser resolvido da seguinte maneira:
- Trabalhando com corantes de Qualidade.
- Utilizando água deionizada na formulação.
- Utilizando sequestrantes.
- Utilizando filtros solares químicos, que aumentam a estabilidade do produto frente aos raios ultravioleta do sol. Em formulações de baixo custo torna-se inviável, está alternativa..
Pouca espuma
Como descrito no Mecanismo de formação da espuma, é fundamental para formação da mesma um tensoativo com características espumantes.
No caso do detergente, a maioria dos tensoativos utilizados, apresenta excelente formação de espuma.
Logo, num detergente lava-louça, podemos dizer que a formação de espuma é diretamente proporcional à quantidade de tensoativos, visto que não é adicionado agentes anti-espumantes em sua formulação, como ocorre no detergente em pó para roupas, por exemplo.
Então para resolver tal problema, é necessário apenas aumentar a concentração de tensoativos (LASNa, LESS) e de estabilizadores de espuma (Amida de Coco).
Formulação
A seguir, um exemplo de formulação de um detergente lava-louça, com alto desempenho de limpeza, excelente aspecto e custo competitivo.
A seguir, um exemplo de formulação de um detergente lava-louça, com alto desempenho de limpeza, excelente aspecto e custo competitivo.
Detergente Lava-Louças | ||
Matéria-prima | Função | Comp. (%p/p) |
| Ácido Sulfônico 90 | Tensoativo | 5,00 |
| Hidróxido de Sódio a 50% | Neutralizante | 1,32 |
| Lauril Éter Sulfato de Sódio 27% | Tensoativo Aniônico | 3,65 |
| Lauril Sarcosinato de Sódio 30% | Tensoativo Aniônico | 0,50 |
| Coco Amido Propil Betána 30% | Tensoativo Anfótero | 1,00 |
| Coco Dimetil Amina Óxida 30% | Tensoativo Catiônico | 0,20 |
| Dietanolamida de Coco 60% | Tensoativo Não iônico | 2,00 |
| Heptanoato de Sódio | Sequestrante | 0,20 |
| Uréia Técnica | Hidrotopo | 0,75 |
| Cloreto de Sódio | Espessante | 0,10 |
| Formol 37% | Conservante | 0,10 |
| Água | Veículo | 85,04 |
Especificações da formulação:
pH de 7,0 a 7,5
Umidade: 89,7
Matéria Ativa Aniônica = 5,94
Matéria Ativa Catiônica= 0,06
Matéria Ativa Não Iônica= 1,2
Matéria Ativa Anfótera = 0,3
Matéria Ativa TOTAL = 7,5
Ponto de Turvação = 0°C
Considerações Finais
Podemos observar pelo que foi exposto, que existe um leque muito grande de matérias-primas que podem ser utilizadas na formulação e fabricação do detergente, sendo que caberá a cada formulador a sensibilidade da junção das matérias-primas, buscando atender a demanda de um mercado cada vez mais exigente, em qualidade, preço competitivo e preservação do meio ambiente.
pH de 7,0 a 7,5
Umidade: 89,7
Matéria Ativa Aniônica = 5,94
Matéria Ativa Catiônica= 0,06
Matéria Ativa Não Iônica= 1,2
Matéria Ativa Anfótera = 0,3
Matéria Ativa TOTAL = 7,5
Ponto de Turvação = 0°C
Considerações Finais
Podemos observar pelo que foi exposto, que existe um leque muito grande de matérias-primas que podem ser utilizadas na formulação e fabricação do detergente, sendo que caberá a cada formulador a sensibilidade da junção das matérias-primas, buscando atender a demanda de um mercado cada vez mais exigente, em qualidade, preço competitivo e preservação do meio ambiente.
Bibliografia
- Neves, João Francisco – Curso de Tecnologia de Sabão (UFRRJ)
- Encyclopedia of Chemical Technology – Composite Materials to Detergency, 4ª ed. Wiley Interscience Publication, New York.
- Davidsohn, Better, Davidsohn – Soap Manufacture Volume 1 – Interscience Publishers.
- Neves, João Francisco – Curso de Tecnologia de Sabão (UFRRJ)
- Encyclopedia of Chemical Technology – Composite Materials to Detergency, 4ª ed. Wiley Interscience Publication, New York.
- Davidsohn, Better, Davidsohn – Soap Manufacture Volume 1 – Interscience Publishers.
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