Sylvie Guedes Machado
outubro de 2016
Controlo de qualidade e processamento
de matérias primas e produtos de limpeza
e desinfeção
Sylvie Guedes Machado
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
Sylvie Guedes Machado
Controlo de qualidade e processamento
de matérias primas e produtos de limpeza
e desinfeção
Trabalho realizado sob orientação da
Professora Fátima Bento
Docente do Departamento de Química da
Universidade do Minho
e da
Mónica Fernandéz
Empresa Tesis Galicia S.L.
Dissertação de Mestrado
Agradecimentos
Este trabalho não poderia ter sido levado a cabo sem a presença, de uma forma direta ou indireta, de todos aqueles que me ajudaram e apoiaram ao longo de nove meses de estágio.
Agradeço à minha orientadora, Doutora Fátima Bento, pela disponibilidade e tempo dedicado na orientação deste trabalho, a presença na resolução de problemas e a amizade.
Agradeço a Secundino Covelo pela oportunidade dada para realizar este trabalho na empresa Tesis Galicia S.L., assim como, também agradeço especialmente à química Mónica Fernadéz pela disponibilidade de me orientar no laboratório da empresa e pelos conhecimentos adquiridos.
Aos meus colegas de trabalho da Tesis Galicia S.L. agradeço pelo acolhimento, pela confiança, pelo apoio, pelo incentivo, pelo carinho e pelos bons momentos passados a rir, a conversar e a trabalhar, pelo companheirismo e pela amizade.
As minhas colegas de mestrado que me incentivaram e me auxiliaram ao longo deste trabalho através da troca de sugestões e opiniões. Agradeço-lhes também os poucos momentos de descontração passados a ir e a conversar, a disponibilidade e a amizade.
Aos meus amigos, ausentes e presentes no mundo da química, agradeço-lhes inteiramente por me apoiaram, ouviram e estarem presentes em todos os momentos que mais necessitei.
Por fim, agradeço, de modo especial, á minha família, principalmente aos meus pais e irmã, pelo apoio, pelo carinho, pela força, pelo incentivo, pela motivação e pela paciência durante este período de tempo que desenvolvi este trabalho. Obrigada por tudo o que fizeram por mim durante este longo percurso académico, sem isso não teria chegado até aqui.
Título
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
Resumo
Este relatório de estágio profissional enquadra-se no contexto do Projeto Individual do Mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, apresentando o trabalho realizado na empresa Tesis Galicia S.L.
Para o desenvolvimento deste trabalho foram realizadas muitas atividades que tiveram como principal objetivo o controlo de qualidade de matérias primas e de produtos acabados através de determinações quantitativas e qualitativas. Efetuaram-se análises de rotina em diversas amostras de matérias primas e produtos acabados para controlo de qualidade. Procedeu-se ao desenvolvimento dos respetivos documentos associados (certificados de análise, fichas de dados de segurança e fichas técnicas). Neste trabalho é ainda feita uma descrição sumária do procedimento realizado para o desenvolvimento de um produto cosmético.
No enquadramento são descritos a empresa e os produtos por esta comercializados, referindo-se a importância do controlo de qualidade desde a formulação de um produto até ao seu fabrico. Contudo, a crescente exigência das autoridades reguladoras de produtos das diferentes áreas industriais visa um controlo cada vez mais rigoroso, tanto em termos de legislação como em termos de rotulagem.
Os métodos de ensaio aplicados pelo laboratório para o controlo de qualidade são a determinação do pH, da densidade, da matéria ativa, da temperatura de congelação, da viscosidade e do cloro ativo. Os procedimentos experimentais em vigor seguem normas existentes. A validação de alguns métodos analíticos, no que diz respeito à repetibilidade, foi efetuada relativamente aos seguintes parâmetros: pH, densidade e viscosidade.
Os resultados obtidos para todas as amostras analisadas encontraram-se em conformidade com as especificações internas da empresa.
Title
Quality control and processing of raw materials and cleaning and desinfection products
Abstract
This internship report is part of the Course of the Individual Project of the Master in Chemical Analysis and Characterisation Techniques, presenting the work done in the company Tesis Galicia S.L.
For the development of this work, there were many activities carried out, that had as main objective the quality control of raw materials and finished products through quantitative and qualitative determinations. Routine analysis were performed on various samples of raw materials and finished products for quality control. It proceeded to the development of their associated documents (certificates of analysis, safety data sheets and technical data sheets). This work also makes a brief description of the procedure carried out for the development of a cosmetic product. perform
In the framework are described the company and the products marketed by this, referring the importance of quality control from the formulation of a product to its manufacture. However, the increasing demands of regulatory authorities of products from different industrial areas aimed at an increasingly strict control, both in terms of legislation and labelling.
The test methods applied by the laboratory for quality control are the determination of pH, density, active material, the freezing temperature, viscosity and active chlorine. The experimental procedures in place follow existing rules. Validation of some analytical methods, with regard to the repeatability, was performed for the following parameters: pH, density and viscosity.
The results for all samples met in accordance with the internal specifications of the company.
Índice
1. Introdução ... 19
1.1. A empresa: Tesis Galicia S.L. ... 19
1.2. As matérias primas ... 21 1.2.1. Surfactantes ... 22 1.2.2. Quelantes ou sequestrantes... 26 1.2.3. Agentes de branqueamento ... 28 1.2.4. Aditivos ... 29 1.3. Os produtos acabados ... 32 1.3.1. Detergentes ... 32
1.3.2. Anticongelantes para uso automóvel... 34
1.3.3. Selantes para uso pecuário ... 34
1.3.4. Amaciadores têxteis ... 35
1.3.5. Produtos cosméticos ... 35
1.4. Legislação, rotulagem e fichas de dados de segurança ... 36
1.4.1. Detergentes e outros produtos químicos ... 36
1.4.2. Produtos cosméticos ... 37
1.5. Controlo de qualidade ... 38
1.5.1. Análises organoléticas ... 39
1.5.2. Determinações quantitativas ... 40
2. Atividades desenvolvidas ... 51
2.1. Descrição das atividades ... 51
2.1.1. Atividades de controlo diário ... 51
2.1.2. Atividades de caráter ocasional - desenho e desenvolvimento de um produto cosmético ... 52
2.2. Parte experimental ... 54
2.2.1. Materiais, equipamentos e reagentes ... 54
2.2.2. Recolha e caraterização das amostras / Amostragem... 56
2.2.3. Procedimentos experimentais ... 57
2.2.3.1. Determinação do pH... 57
2.2.3.2. Determinação da densidade ... 59
2.2.3.4. Determinação da viscosidade ... 61
2.2.3.5. Determinação de cloro ativo ... 62
2.3. Resultados obtidos e discussão ... 63
2.3.1. Análises diárias de Controlo de Qualidade ... 63
2.3.1.1. Análises organoléticas ... 63
2.3.1.2. Determinações quantitativas ... 64
2.3.2. Estudo de Caso ... 69
2.3.2.1. Densidade – comparação entre o método da proveta e o método do picnómetro de vidro ... 69
2.3.2.2. Percentagem de cloro ativo – controlo de qualidade de matéria prima e um produto acabado à base de hipoclorito de sódio ... 71
2.3.3. Validação de métodos analíticos - repetibilidade ... 74
2.3.3.1. Determinação do pH... 74 2.3.3.2. Determinação da densidade ... 75 2.3.3.3. Determinação da viscosidade ... 76 3. Conclusões ... 79 4. Bibliografia ... 83 Anexos ……… 87
Lista de abreviaturas e símbolos
a Ordenada na origem
aH+ Atividade do ião hidrogénio em solução aquosa
AE Álcool etoxilado AES Sulfatos de alquil éter AOS α-Olefinosulfonatos APE Alquilfenóis etoxilados APG Alquilpoliglucosidos
AS Sulfatos de alquilo
ASTM Sociedade Americana para Testes e Materiais (do inglês “American Society for
Testing and Materials”)
b Declive
BPF Boas Práticas de Fabricação CE Comunidade Europeia
CLP Classificação, Rotulagem e Embalagem de substâncias e misturas (do inglês
“Classification, labelling and packaging of substances and mixtures”)
cps Centipoises cSt Centistokes
CVr Coeficiente de variação da repetibilidade
DSDMAC Cloreto de dialquidimetilamónio
E Potencial da célula eletroquímica
EDTA Ácido etilenodiaminotetraacético
EN Norma Europeia (do inglês “European Norm”) EQ Esterquates
ES Espanhol
F Constante de Faraday
FAA Ácidos gordos de alcanolamidas g Gramas
g/L Gramas por litro
ISO Organização Internacional para a Padronização (do inglês “International
Organization for Standardization”)
IUPAC União Internacional de Química Pura e Aplicada (do inglês “International Union
of Pure and Applied Chemistry”)
kg Quilograma
LAS Alquilbenzenossulfonatos lineares
m Massa da substância pesada
MES α-Sulfoesteres de ácido gordo mL Mililitros
N Normalidade n Número de réplicas
Nº CPNP Número de Notificação no Portal de Produtos Cosméticos (do inglês “Cosmetic Products Notification Portal”)
Nº R.G.S. Número de registo geral sanitário NMG N-Metilglucamidas
NTA Ácido nitrilotriacético
𝒑 Número de laboratórios participantes
PC Policarbonato PT Português
R Constante universal dos gases r Limite de repetibilidade
REACH Registo, Avaliação e Autorização de Substâncias Químicas (do inglês
“Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals”)
RSE Responsabilidade Social e Empresarial
s segundos
Sa Desvio padrão associado à ordenada na origem
Sb Desvio padrão associado ao declive
Sri Desvio padrão associado à repetibilidade
𝑺𝒓𝒊𝟐 Variância associada à repetibilidade
𝑺𝒘𝒊𝟐 Variância associada aos resultados considerados
Sy/x Desvio padrão residual
SAS Alcanosulfonatos
T Temperatura absoluta
t Tempo de escoamento ou parâmetro t student
UNE Uma Norma Espanhola (do espanhol “Una Norma Española”) v Volume ocupado pela massa da substância
va Viscosidade absoluta
vc Viscosidade cinemática
𝒗𝒈 Volume consumido
X Estimativa do valor médio
𝒙
𝒙𝒊 Valores de x individuais da replica i 𝒚𝒊 Valores de y individuais da replica i
z Carga do ião ρ Densidade absoluta ρr Densidade relativa
ρ0 Densidade absoluta de uma substância padrão
𝝈 Desvio padrão ⁰C Graus Celsius
Índice de figuras
Figura 1: Empresa da Tesis Galicia S.L. em Ponteareas ... 20
Figura 2: As marcas comercializadas pela Tesis Galicia S.L.1 ... 20
Figura 3: Alguns produtos de variadas gamas das marcas Iberklin e Güte ... 21
Figura 4: Ilustração esquemática de uma molécula de surfactante ... 22
Figura 5: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto acabado que contém substâncias químicas14, 21 ... 37
Figura 6: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto cosmético13 ... 38
Figura 7: Elétrodo combinado de vidro para determinação do pH26 ... 41
Figura 8: Refratómetro portátil de escala Brix para medição da matéria ativa ... 44
Figura 9: Refratómetro portátil de medição de temperatura de congelação ... 44
Figura 10: Resultado final do gel de duche OPD-456 em termos de aspeto, embalagem e etiqueta ... 53
Figura 11: Copo de recolha de amostras e tanque de produção ... 56
Figura 12: Amostras armazenadas e devidamente identificadas ... 57
Figura 13: Equipamento utilizado para determinação do pH ... 58
Figura 14: Procedimento de uso do refratómetro ... 60
Figura 15: Equipamento utilizado para determinação da viscosidade ... 62
Figura 16: Titulação realizada num produto acabado que contém hipoclorito de sódio63 Figura 17: Comparação da densidade entre o método da proveta e do picnómetro de vidro ... 70
Figura 18: Percentagem de cloro ativo obtida ao longo de 25 semanas numa matéria prima, o hipoclorito de sódio ... 73
Figura 19: Percentagem de cloro ativo obtida ao longo de 25 semanas num produto acabado que contém hipoclorito de sódio na sua formulação ... 73
Índice de tabelas
Tabela 1: Surfactantes aniónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ...23
Tabela 2: Surfactantes catiónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ...24
Tabela 3: Surfactantes não iónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ...25
Tabela 4: Surfactantes anfotéricos mais comuns e suas caraterísticas principais ...26
Tabela 5: Equipamento volumétrico e respetivas caraterísticas ...54
Tabela 6: Materiais de uso geral e respetiva capacidade ...54
Tabela 7: Equipamentos de medição e respetivas caraterísticas ...55
Tabela 8: Reagentes utilizados e respetivas caraterísticas ...55
Tabela 9: Resultados obtidos para as análises organoléticas do produto acabado I-311-A .64 Tabela 10: Valores de pH obtidos para diferentes produtos acabados ...64
Tabela 11: Valores de densidade obtidos para diferentes produtos acabados ...65
Tabela 12: Valores de matéria ativa obtidos para diferentes produtos acabados ...66
Tabela 13: Valores de temperatura de congelação obtidos para dois anticongelantes com diferentes percentagens de etilenoglicol ...67
Tabela 14: Valores de viscosidade obtidos para diferentes produtos acabados ...68
Tabela 15: Valores de cloro ativo obtidos para diferentes produtos acabados ...69
Tabela 16: Valores da densidade obtidos em dois métodos para três produtos acabados diferentes ...70
Tabela 17: Valores médios, desvio padrão e intervalo de confiança obtidos para cada produto acabado em cada um dos métodos...71
Tabela 18: Valores médios de cloro ativo obtidos numa matéria prima e num produto acabado durante 25 semanas ...72
Tabela 19: Valores de pH obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-311-A ...75
Tabela 20: Valores de pH e limite de repetibilidade para a amostra de I-311-A ...75
Tabela 21: Valores de densidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-311-A ...76
Tabela 22: Valores de densidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-311-A .76 Tabela 23: Valores de viscosidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-633-G ...76
Tabela 24: Valores de viscosidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-633-G ...77
1. Introdução
Este trabalho foi elaborado no contexto do Projeto Individual do Mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, do departamento de Química da Universidade do Minho.
O estágio foi realizado na empresa Tesis Galicia S.L., decorreu no período de outubro de 2015 a julho de 2016 e teve como principal objetivo o controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção através de determinações quantitativas e qualitativas.
Este relatório está organizado em três capítulos. No primeiro capítulo é apresentada a introdução na qual é feita uma breve descrição da empresa e dos produtos por esta comercializados com maior sucesso. Ainda neste capítulo são abordados os procedimentos de controlo de qualidade, seguidos desde a formulação de um produto até ao seu fabrico, legislação relevante e rotulagem. No segundo capítulo é apresentada uma descrição das atividades desenvolvidas, nomeadamente parte experimental, resultados obtidos e a discussão. Na parte experimental é feita referência aos materiais, equipamentos, reagentes e procedimentos. As conclusões finais deste trabalho encontram-se no terceiro capítulo.
1.1. A empresa: Tesis Galicia S.L.
A Tesis Galicia S.L., é uma empresa do setor químico que foi fundada em 1995 na zona de Areas-Ponteareas, na província de Pontevedra, comunidade autónoma da Galiza, Espanha (figura 1).
Para além da fabricação de produtos químicos para diferentes setores indústriais, esta empresa também comercializa materiais de complemento à higiene e à limpeza, não só para Espanha como também para Portugal. A atividade da Tesis Galicia S.L. está organizada em 6 setores distintos, de acordo com o tipo de produtos produzido / comercializado: produtos químicos e detergentes industriais, complementos de limpeza, maquinaria de limpeza industrial, tratamento de águas, produtos hospitalares, aditivos e ingredientes alimentares.
Os produtos produzidos / comercializados destinam-se a diferentes áreas industriais, nomeadamente, automóvel, alimentação, construção, agropecuária, hotelaria, lavandaria, naval, hospitalar e cosmético1.
Figura 1: Empresa da Tesis Galicia S.L. em Ponteareas
Inicialmente esta empresa comercializava exclusivamente produtos químicos, detergentes industriais, utensílios / maquinaria e papel para limpeza profissional. Posteriormente a sua gama de produtos foi alargada com a introdução de uma linha de aditivos e de ingredientes alimentares de modo a atender às exigências dos clientes. Foi também incorporado um serviço de tratamento de águas residuais e industriais de forma a contribuir para a conservação dos recursos ambientais e promover um desenvolvimento sustentável. Mais recentemente foi criado um novo departamento de produtos hospitalares. Durante o ano de 2014 abriu novas instalações em Villasobroso, onde dispõe de uma fábrica e um armazém para os produtos de tratamento de águas. Atualmente, a produção de diferentes produtos químicos e detergentes industriais é feita nos 1800 m2 da empresa, onde cerca de 200 toneladas de produtos são escoados por mês nas suas embalagens1.
Esta empresa também apostou na certificação, aplicando desde 1999 a norma UNE EN ISO 9001:2008 (Sistema da Qualidade) e a norma UNE EN ISO 14001:2004 (Ambiente) desde 2007. Em 2014 a empresa elaborou um “Plano Estratégico de RSE” em consonância com as políticas de Responsabilidade Social e Empresarial.
Os produtos (químicos, ecológicos, cosméticos, floculantes), aditivos alimentares e maquinaria industrial comercializados têm 11 marcas, tal como se apresenta na figura 2.
As marcas Iberklin e Güte (detergência industrial) são as marcas mais comercializadas e representam os detergentes e desinfetantes que se destinam à industria automóvel, alimentação, construção, agropecuária, hotelaria, lavandaria e naval. A Gip
Química incluí produtos para tratamento de pavimentos em todo o tipo de indústria e a QuimEco está associada a produtos ecológicos. Recobrimentos e aditivos para a indústria
látea são comercializados com as marcas Maxiplast e Güte (aditivos alimentares). As marcas Acrima e OPD (Optima Pharma Division) são mais recentes e incluem os produtos cosméticos e hospitalares. Os produtos floculantes e antiespumantes para tratamento de águas estão registados com a marca BASF e Tefloc e toda a maquinaria de limpeza industrial é comercializada com a marca Hako.
Na Figura 3 estão ilustrados um conjunto de produtos de diferentes gamas das marcas Iberklin e Güte fabricados e comercializados pela Tesis. A formulação de cada produto é concebida e desenvolvida a pensar nas necessidades dos seus clientes de forma a garantir a melhor funcionalidade e o melhor preço.
Figura 3: Alguns produtos de variadas gamas das marcas Iberklin e Güte
1.2. As matérias primas
Todos os detergentes são constituídos por formulações complexas, alguns contendo mais de 25 compostos diferentes que fazem parte de quatro grupos distintos. Esses grupos são: surfactantes, quelantes, agentes de branqueamento e aditivos.
No grupo dos aditivos são incluídos os desinfetantes, os amaciadores, inibidores de corrosão, solventes, reguladores de espuma, espessantes, enzimas, conservantes, fragrâncias e corantes. A adição destes produtos é feita por razões que podem ter a ver não só com o melhoramento produto como também da otimização do processo de
produção. Cada um dos ingredientes que constitui a formulação de um detergente tem uma função específica, mas, ao mesmo tempo, estes atuam combinados durante todo o processo da sua utilização2.
1.2.1. Surfactantes
Os surfactantes são o grupo mais importante na composição de um detergente. Estes são constituídos por uma parte apolar hidrofóbica ligada a uma parte polar hidrofílica (figura 4)3.
Figura 4: Ilustração esquemática de uma molécula de surfactante
As moléculas dos surfactantes solubilizam-se facilmente em água uma vez que a parte hidrófilica é constituída por grupos funcionais de caráter fortemente polar (aniónicos, catiónicos ou não iónicos). Esses grupos funcionais podem ser sais de sódio ou potássio de grupos carboxílico, sulfato, hidroxilo ou sulfonato. A parte hidrofóbica é constituída por grupos alquilo de cadeia longa. Assim, os surfactantes podem ser classificados em quatro classes distintas: surfactantes aniónicos, surfactantes catiónicos, surfactantes não iónicos e surfactantes anfotéricos ou zwitteriónicos. Esta classificação é baseada na carga presente na molécula após a sua dissociação em água2-4.
Surfactantes aniónicos
Grande parte dos detergentes contém maioritariamente surfactantes aniónicos. Estes surfactantes, de uso generalizado, dissociam-se em solução aquosa formando um anião anfifílico e um catião de um metal alcalino (Na+ ou K+) ou de amónio quaternário. A carga negativa está associada à presença de grupos carboxílicos, sulfatos, hidroxilos ou sulfonatos, como já foi referido anteriormente. Nesta classe de surfactantes estão incluídos os sabões, os alquilbenzeno sulfonatos, os alcanosulfonatos, entre outros, que
abrangem cerca de 60% da produção mundial. Na tabela 1 encontram-se apresentados alguns surfactantes aniónicos mais comuns2, 4-5.
Tabela 1: Surfactantes aniónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Acidos gordos saponificados ou sabões R = C10-16 Regulador de espuma Alquilbenzenossulfonatos lineares (LAS) R = C10-13 Agentes espumantes Agentes de limpeza Alcanosulfonatos (SAS) R1 + R2 = C 11-17 Agentes humectantes Estabilizantes químicos para
ácidos, bases e oxidantes fortes incluindo também o
cloro α-Olefinosulfonatos (AOS) n + m = 9 ≤ 15 n = 1, 2, 3,… m = 1, 2, 3,… R = C7-13
Sensibilidade a águas macias Aditivos em formulas com
baixo teor de fosfato
α-Sulfoesteres de ácido gordo (MES)
R = C14-16
Agentes de limpeza Sensibilidade a águas macias
Sulfatos de alquilo (AS)
R = C11-17
Agentes espumantes Agentes de limpeza
Sulfatos de alquil éter (AES) R1 = H, C1, C2,…
R2 = C 10-12 R1 + R2 = C 11-13 n = 1 ≤ 4 Agentes espumantes Agentes humectantes Estabilizantes a baixas temperaturas
Surfactantes catiónicos
Os surfactantes catiónicos produzem iões orgânicos positivos em solução aquosa que são responsáveis pela atividade superficial. A carga positiva fica situada na parte hidrofílica da molécula, que interage com a água, sendo responsável pelas características particulares destes surfactantes. Eles podem ser utilizados como agentes anti estáticos, amaciadores, dispersantes, emulsionantes, desinfetantes ou antisséticos. De um modo geral, estes não apresentam boas caraterísticas de limpeza e formam pouca espuma e, portanto, não são usados em formulações de detergentes clássicos que contém surfactantes aniónicos. Contrariamente, os surfactantes catiónicos são muito usados em formulações quando estão presentes surfactantes não iónicos, sendo principalmente usados como aditivos. Nesta classe de surfactantes estão incluídos compostos alquílicos ou arílicos derivados de sais de amónio quaternário, e compostos derivados da piridina, imidazol e isoquinolina. Estes produtos derivados abrangem cerca de 6% da produção total de surfactantes. Na tabela 2 estão apresentadas algumas estruturas que pertencem a esta classe de surfactantes2-4.
Tabela 2: Surfactantes catiónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Cloreto de dialquidimetilamónio (DSDMAC) R = C16-18 Agentes amaciadores Sais de imidazol R = C16-18 Agentes amaciadores Cloreto de alquildimetilbenzilamónio R = C8-18 Agentes amaciadores Agentes desinfetantes Agentes antistáticos Esterquates (EQ) R = C16-18 Agentes amaciadores Agentes biodegradáveis Agentes de adsorção
Surfactantes não iónicos
Os surfactantes não iónicos são uma classe de surfactantes que não produzem iões em solução aquosa e a sua solubilidade é devida à presença de grupos funcionais polares. Isto faz com que eles sejam compatíveis com outros tipos de surfactantes, tornando-os excelentes candidatos para formulações mais complexas. Como principais caraterísticas estes surfactantes apresentam baixa sensibilidade a eletrólitos de água duras. Podem ser utilizados tanto em meio ácido como em meio alcalino, são bons agentes de limpeza, bons agentes espumantes e bons emulsionantes. A seguir é apresentada uma lista com alguns tipos de surfactantes não iónicos (Tabela 3) que abrangem cerca de 40% da produção mundial2-4.
Tabela 3: Surfactantes não iónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Álcool etoxilado (AE)
n = 1, 2, 3,…
Agentes de adsorção Agentes de limpeza
Alquilfenóis etoxilados (APE)
R = C8-12 n = 5 ≤ 10 Agentes de limpeza, principalmente em remover óleos e gorduras Ácidos gordos de alcanolamidas (FAA) R = C 11-17 n = 1, 2 / m = 0, 1 Agentes espumantes Óxidos de alquilamina R = C12-16 Agentes de limpeza Regulador de espuma N-Metilglucamidas (NMG) n = 1, 2, 3,… Co-surfactantes Alquilpoliglucosidos (APG) n = 1, 2, 3,… Agentes espumantes Agentes biodegradáveis
Surfactantes anfotéricos ou zwitteriónicos
Um surfactantes anfotérico ou zwitteriónico é uma molécula constituída por dois ou mais grupos funcionais, um aniónico e outro catiónico. Dependendo do pH do meio ser ácido ou básico, estes surfactantes podem encontrar-se ionizados. A pH alcalino o grupo dominante é o aniónico enquanto que se o pH for ácido o grupo dominante é o catiónico. Apesar deste tipo de surfactantes possuir excelentes propriedades de limpeza é pouco utilizado na formulação de detergentes por razões que têm a ver com os custos. Contudo, estes são usados combinados com outros surfactantes ou com aminoácidos em formulações de produtos cosméticos e farmacêuticos. Alguns exemplos deste tipo de surfactantes encontram-se descritos na Tabela 42-4.
Tabela 4: Surfactantes anfotéricos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Alquilbetaínas R = C12-18 Agentes amaciadores Agentes espumantes Alquilsulfobetainas R = C12-18 Agentes amaciadores Agentes espumantes Agentes dispersantes de iões
1.2.2. Quelantes ou sequestrantes
Os quelantes, também designados por sequestrantes, são compostos que têm capacidade de sequestrar iões de uma solução. Como consequência estes fazem aumentar o pH do meio, para além de apresentarem propriedades de anti corrosão e capacidade tampão. Estes compostos têm compatibilidade com agentes de branqueamento, não são tóxicos. Dada a boa relação entre as suas propriedades e o seu custo estes compostos são amplamente utilizados na maioria dos produtos de limpeza. Para além de serem efetivos no processo de lavagem, são eficientes na remoção de iões cálcio e magnésio presentes na água dura, que são os principais causadores do decréscimo da ação dos surfactantes aniónicos2-3, 6. Os quelantes originam complexos estáveis e solúveis com os catiões causadores de dureza, aumentam o pH da solução e, facilitam a limpeza3, 7. Os compostos
quelantes são agrupados em três classes distintas, em quelantes inorgânicos, orgânicos e poliméricos, como se apresenta em seguida.
Quelantes inorgânicos
Os quelantes inorgânicos são constituídos maioritariamente pelos fosfatos. No passado, eles eram bastante utilizados pois apresentam toxicidade quase nula, baixo custo e não são corrosivos para os metais. Como exemplo tem-se o pirofosfato de sódio (Na4P2O7) e o tripolifosfato de sódio (Na5P3O10). Contudo, estes quelantes tem como principal desvantagem o facto de causarem eutrofização das águas. Os fosfatos atuam como fertilizante para as algas, bactérias, fauna e flora dos rios, lagos e oceanos. Atualmente, utiliza-se muito em formulações de detergentes em pó os zeólitos ou os aluminossilicatos cristalinos, que substituem os iões cálcio e magnésio por catiões de sódio. Apesar dos zeólitos serem compostos insolúveis, eles têm sido amplamente usados em diferentes países. Outro tipo de compostos que podem ser usados como quelantes são os boratos, como por exemplo o borato, o bórax ou o perborato de sódio. Para desenvolver detergentes mais ecológicos é utilizado o dissilicato de sódio (Na2Si2O5), pois não é toxico para o meio ambiente, é solúvel em água, tem capacidade de troca iónica e pode ser misturado com outros quelantes atuando como inibidor de corrosão. Contudo, apresenta um custo elevado relativamente aos outros quelantes3, 6-7.
Quelantes orgânicos
Os quelantes orgânicos, tais como, carbonato de sódio (Na2CO3), silicato de sódio, ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), são potenciais substitutos dos fosfatos. Como principal desvantagem estes compostos complexam facilmente com iões tóxicos, como o mercúrio e o chumbo, e apresentam um custo mais elevado. Atualmente, utiliza-se muito o NTA e o EDTA como quelantes em formulações de detergentes líquidos. Contudo, estes quelantes não estão autorizados a serem usados em formulações de produtos ecológicos pela European Union Eco-label 3, 6-7.
Quelantes poliméricos
Outras alternativas possíveis para substituir os fosfatos são os quelantes poliméricos. Os policarboxilatos (homopolímeros ou copolímeros de ácido acrílico ou ácido maleico), por exemplo, exibem uma boa atividade de sequestrar os iões cálcio, prevenindo as incrustações. Contrariamente, estes não são biodegradáveis e persistem nos depósitos aquáticos. Uma outra alternativa é a criação de polímeros sintéticos, na qual se introduzem segmentos biodegradáveis na cadeia principal. Este tipo de polímeros apresentam uma excelente biodegradabilidade mas um efeito quelante fraco6.
1.2.3. Agentes de branqueamento
Os agentes de branqueamento são compostos que têm a capacidade de mudar a tonalidade mais clara na cor de um objeto. Estes efeitos de branqueamento podem ocorrer através de mecanismos mecânicos, físicos e/ou químicos e num processo de lavagem, todos eles ocorrem em paralelo. Os mecanismos mecânicos ou físicos permitem remover manchas de partículas ou gorduras. Um mecanismo químico envolve a remoção de nódoas que aderem às fibras coloridas por reações de decomposição oxidativa ou redutiva. Em formulações de produtos de lavandaria apenas são usados agentes de branqueamento oxidativos. No entanto, são usados agentes de branqueamento redutivos especiais (por exemplo NaHSO3 e Na2S2O4) para tratar tipos específicos de descoloração em contextos institucionais ou domésticos. Contudo, o efeito de branqueamento depende de muitos fatores, tais como, do tipo de agente utilizado, do potencial de oxidação, da concentração, do tempo da lavagem, da temperatura de lavagem, do tipo de sujidade e da natureza do tecido. Os agentes mais utilizados num branqueamento oxidativo a usar durante um processo de lavagem são o peróxido de hidrogénio (H2O2) e o hipoclorito de sódio (NaClO). A nível mundial, o hipoclorito de sódio é o agente branqueador mais utilizado em formulações de lixívias e de alguns detergentes com capacidade branqueadora. Este composto, em meio alcalino, gera o ião hipoclorito (ClO-) que é o agente responsável pela ação branqueadora (expressão 1)2, 7.
HOCl + OH- ClO- + H
1.2.4. Aditivos
Como já foi referido anteriormente, os componentes que constituem maioritariamente a formulação de um detergente são os surfactantes, os quelantes e os agentes de branqueamento. Os aditivos são agentes auxiliares introduzidos nas formulações em pequenas quantidades, mas que permitem melhorar as características de um produto acabado. Nesta secção serão referidos alguns aditivos que tem um propósito específico num produto acabado e contribuem para a diversificação de produtos no mercado.
Desinfetantes
Um desinfetante é um agente químico que se aplica sobre uma superfície ou material inerte e destrói ou inibe o crescimento de microrganismos, prevenindo assim o aparecimento de infeções. Como desinfetantes, na indústria pecuária podem ser usados: agentes oxidantes (ex: peróxido de hidrogénio, ácido peracético), álcoois (ex: etanol, isopropanol), aldeídos (ex: formaldeído, glutaraldeído), biguanidas (clorexidina), compostos halogenados (ex: hipoclorito de sódio, povidona iodada) e compostos de amónio quaternário (ex: cloreto de benzalcónio). Para atuarem de forma eficaz, estes devem ser usados corretamente no que diz respeito à concentração ideal, ao tempo de ação e à conservação do produto. Um dos desinfetantes mais amplamente usados na formulação de lixívias e de alguns detergentes com capacidade desinfetante é o hipoclorito de sódio. O ácido peracético, o glutaraldeído, a clorexidina e a povidona iodada são os desinfetantes mais usados em formulações de produtos de uso pecuário8-9.
Amaciadores
Outras substâncias que podem ser adicionadas aos detergentes são os amaciadores. Estes permitem suavizar e amaciar, diminuindo a adesão estática, o enrugado e o tempo de secagem. Atualmente, os amaciadores encontram-se no estado líquido e são constituídos maioritariamente por surfactantes catiónicos do tipo amónio quaternário. Um amaciador convencional contém entre 4% e 8% de matéria ativa e um amaciador concentrado pode conter cerca de três vezes mais matéria ativa do que um
amaciador convencional. De modo a prevenir interações entre os surfactantes aniónicos e os surfactantes catiónicos, o amaciador é introduzido no fim do ciclo de lavagem2, 7.
Inibidores de corrosão
Os inibidores de corrosão são compostos que previnem a corrosão de materiais que têm facilidade em se oxidar quando estão em contato com substâncias alcalinas. Estes compostos são adicionados às formulações de produtos que estão, principalmente, em contacto direto com máquinas de lavar. Exemplos desses inibidores são os silicatos2.
Solventes
Os solventes têm como objetivo conferir propriedades de fluxo, rubor e solubilidade, prevenindo separação de fases e a precipitação causada por alterações de temperatura. Quando combinados com os outros componentes de uma formulação num ambiente aquoso, eles apresentam caraterísticas hidrotrópicas. Como solventes em detergentes líquidos podem ser usados os alquilbenzenossulfonatos lineares (LAS), a ureia, os álcoois e os éteres de poliglicol, e em detergentes em pó são usados sais inorgânicos2.
Reguladores de espuma
A espuma é o conjunto de bolhas que se formam à superfície de um líquido quando ele é agitado, fermentado ou aquecido. Em muitas regiões, a espuma é uma caraterística importante no que diz respeito à capacidade de limpeza. Contudo, o desenvolvimento de detergentes com espuma muito densa pode afetar o sistema de lavagem das máquinas de lavar. Para estabilizar a espuma formada em excesso são, normalmente, adicionados às formulações de detergentes os reguladores de espuma. Como reguladores de espuma existem os derivados de silicone ou óleo de parafina que são aplicados mais universalmente, uma vez que o seu efeito não depende da dureza da água nem da natureza do surfactantes2-3.
Espessantes
Como espessantes, num detergente com caraterísticas aniónicas ou catiónicas, podem utilizar-se eletrólitos do tipo sais, como por exemplo o cloreto de sódio, o sulfato de magnésio ou o sulfato de sódio. Para adicionar este tipo de matérias primas a uma mistura é necessário verificar que o pH se encontra neutro, pois caso contrário, pode ocorrer turvação ou separação de fases. Se um detergente apresentar caraterísticas não iónicas então podem utilizar-se como espessantes as alcanolamidas, os carboidratos ou os polieletrólitos3.
Enzimas
As enzimas são proteínas que catalisam reações específicas, auxiliando desta forma a eliminação de substâncias que causam manchas específicas provocadas por sujidades derivadas de amidos, gorduras e proteínas. As mais utilizadas são as amílases, lípases e protéases. Estas são incorporadas principalmente em detergentes em pó para máquinas de lavar roupa. A eficiência de uma enzima num detergente é baseada na hidrólise enzimática e o seu uso apresenta muitas vantagens. As enzimas apresentam uma atividade ótima a pH alcalino, são eficazes tanto a baixas temperaturas como a médias temperaturas. Para além disso, elas são estáveis na presença de outras matérias primas, são biodegradáveis e de baixo custo. Atualmente estes aditivos têm sido utilizados em outras formulações e, como resultado, têm sido desenvolvidos novos produtos em todo o mundo2-3, 7.
Conservantes
Os conservantes são compostos importantes numa formulação pois impedem o desenvolvimento de microrganismos. Os produtos cosméticos, por exemplo emulsões, géis, suspensões ou soluções, são mais suscetíveis a este tipo de contaminação, uma vez que apresentam água e componentes orgânicos na sua formulação10. Este tipo de compostos também pode estar presente na formulação de alguns detergentes. Estes compostos podem provocar reações alergénicas quando aplicados em grandes quantidades. Segundo o Regulamento (CE) nº 1223/2009 do Parlamento Europeu e do
Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos cosméticos estão estabelecidos limites máximos para aplicar os conservantes em produtos cosméticos11-13.
Fragâncias
As fragâncias são essências que caraterizam um determinado produto, tornando o seu uso mais agradável. A função das fragâncias é mascarar certos odores, conferindo frescura e odor agradável. Apesar do custo elevado, as fragâncias estão presentes na maior parte das formulações de detergentes, amaciadores e cosméticos. Tal como nos conservantes, também existem restrições na aplicação destas matérias primas em produtos cosméticos, associadas à sua toxicidade e efeitos ao nível ecológico11-13.
Corantes
Os corantes utilizados nos detergentes e cosméticos servem como apelo de marketing, e são frequentemente associados ao odor. O corante deve apresentar uma boa estabilidade e compatibilidade com os outros componentes do produto acabado e resistência aos efeitos da temperatura e da luz2.
1.3. Os produtos acabados
1.3.1. Detergentes
Um detergente é definido pelo Reglamento (CE) nº 648/2004 del Parlamento
Europeo y del Consejo de 31 de marzo de 2004 sobre detergentes como “toda a substância
ou preparado que contenha sabão ou outros tensioativos e que se utilize em processos de limpeza e desinfeção”. Ele pode adquirir diferentes formas, nomeadamente, líquido, sólido, pasta, barra, pastilhas ou outras formas moldadas, e pode ser comercializado para uso doméstico, institucional ou industrial14. Ele é constituído por surfactantes, coadjuvantes e estabilizantes. Contudo, é importante referir a diferença entre um detergente com capacidade de limpeza e um detergente com capacidade de desinfeção.
A função de um detergente de limpeza é remover substâncias ou resíduos visíveis à superfície de um objeto ou equipamento através de um processo manual ou mecânico. Durante esse processo, o agente principal do detergente funciona como agente de limpeza
e, normalmente, é um surfactante. Esse surfactante tem a função de reduzir a tensão superficial da sujidade e tornando-o mais suscetível à ação da água3, 15. Nesta categoria estão incluídos detergentes para lavagem de loiça, automóveis, roupa, superfícies, equipamentos e, alguns, de uso geral. Apesar de os detergentes com capacidade de limpeza terem a mesma função, eles apresentam formulações diferentes dependendo do objeto ou superfície a tratar. Por exemplo, o tensioativo principal varia se o detergente é para a loiça ou para uso automóvel.
Um detergente para a loiça ou superfícies de contacto deve apresentar um pH entre 5-6 pois são produtos que estão facilmente em contacto com a pele e, como tal devem apresentar um pH semelhante ao do corpo humano. Nestes produtos o pH deve ser ajustado com neutralizantes ao longo da sua produção. Num detergente para uso automóvel o pH pode variar entre neutro e alcalino, dependendo da sua função, uma vez que na sua formulação se incluem outros tipos de matérias primas, tais como inibidores de corrosão e quelantes. Um detergente para lavandaria deve apresentar um pH próximo de 10, pois combinado com o amaciador (de pH entre 2-3) neutraliza a roupa lavada que posteriormente se encontrará em contacto com o corpo humano.
Neste trabalho serão destacados dois tipos de detergentes, um detergente para a lavagem de loiça (I-432: lava loiça manual) e um detergente para lavagem de automóveis (I-7: detergente para a lavagem química de automóveis e superfícies pintadas).
A função de um detergente com capacidade de desinfetante é eliminar microrganismos patogénicos, com exceção dos esporos, à superfície de um objeto ou equipamento através de um processo manual ou mecânico. Durante esse processo, o desinfetante, agente químico principal, destrói organismos potencialmente patogénicos9, 15. Como já foi referido, neste tipo de indústria podem ser usados diferentes tipos de desinfetantes, sendo que o mais amplamente usado é o hipoclorito de sódio para formulações de lixívias e detergentes com capacidade desinfetante. Este tipo de detergentes é de caráter alcalino e a capacidade desinfetante é determinada em termos de cloro ativo.
Neste trabalho será destacado um detergente desinfetante alcalino clorado usado na desinfeção e eliminação de resíduos em superfícies abertas de maquinaria, solos e paredes na industria alimentar (I-311-A: detergente desinfetante alcalino clorado)
1.3.2. Anticongelantes para uso automóvel
Um anticongelante é um produto universal para uso em qualquer tipo de instalação de arrefecimento e/ou aquecimento com radiador. Eles permitem a proteção do sistema de refrigeração em qualquer estação do ano, marca ou tipo de veículo. Essa proteção do radiador é controlada pela quantidade de etilenoglicol presente no produto final. Para este tipo de uso, o etilenoglicol deve ser diluído em solução aquosa a diferentes concentrações, ou seja, quanto mais diluído for o etilenoglicol no produto, menor capacidade de evitar congelação e/ou ebulição e, consequentemente, menor a proteção do radiador16. Os anticongelantes são de pH neutro e devem também incluir na sua formulação outras matérias primas, nomeadamente, antiespumantes, conservantes e inibidores de corrosão.
Neste trabalho será destacado um anticongelante de concentração a 50% usado em sistemas de refrigeração em radiadores automóveis (IBERKLIN 50%: anticongelante refrigerante 50%).
1.3.3. Selantes para uso pecuário
Um selante para uso pecuário é um produto viscoso que se aplica depois da ordenha, formando uma película protetora contra os germes exteriores, no úbere do animal. Durante esse processo, o princípio ativo que contém esse selante destrói os agentes patogénicos por ação química ou biológica. Dependendo do tipo de princípio ativo, o selante pode ser mais ou menos rápido ou efetivo na hora de reduzir as bactérias na pele do úbere depois da sua aplicação. Para este tipo de produtos da indústria pecuária podem ser usados como princípios ativos os agentes oxidantes (ex: ácido peracético), álcoois (ex: etanol, isopropanol), biguanidas (clorhexidina) e compostos halogenados (ex: hipoclorito de sódio, povidona iodada). Este tipo de produtos deve ter um pH entre 3-4 e incluir na sua formulação hidratantes, suavizantes e espessantes. Para estes produtos deve-se ter em atenção as condições de armazenamento, pois as temperaturas extremas e a luz direta do sol podem alterar as propriedades físico químicas17-18.
Neste trabalho será destacado um selante de uso na indústria pecuária aplicado em animais produtores de leite (I-633-G: Selante de tetas à base de clorexidina e biomassa cítrica).
1.3.4. Amaciadores têxteis
Um amaciador têxtil é um produto destinado a modificar o tato dos tecidos em processos complementares na lavagem. Este tipo de produto é constituído por uma mistura de substâncias que evitam a formação de eletricidade estática e deixam a roupa suave, facilitando o engomar. Os amaciadores para roupa devem apresentar um pH entre 2-3, como referido anteriormente, e são combinados com os detergentes para roupa. Eles apresentam na sua formulação surfactantes, conservantes e perfume2.
Neste trabalho será destacado um suavizante têxtil com perfume a talco amplamente usado em lavandaria (T-80-T: Amaciador têxtil perfume talco).
1.3.5. Produtos cosméticos
Um produto cosmético é definido pelo Regulamento (CE) nº 1223/2009 do
Parlamento Europeu e do Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos cosméticos como “toda a substância ou mistura destinada a ser posta em contacto com as
partes superficiais do corpo humano (epidermes, sistema peloso e capilar, unhas, lábios e órgãos genitais externos) ou com os dentes e as mucosas bocais, com um fim exclusivo ou principal de limpar, perfumar, modificar o aspeto, proteger, manter em bom estado ou corrigir os odores corporais”13. Este tipo de produtos é constituído por princípios ativos e excipientes. Um princípio ativo é um composto, de diferente natureza, capaz de exercer uma ação definida ou que se espera um efeito específico. Os excipientes são ingredientes que facilitam a preparação do produto, asseguram a estabilidade e a conservação do preparado, determinam as propriedades físico químicas e regulam a ação dos princípios ativos na superfície cutânea. Contudo, nos produtos cosméticos, os excipientes, muitas vezes, exercem caráter de princípios ativos. Os produtos cosméticos devem apresentar um pH entre 5-6 e na sua formulação estão incluídos agentes estruturais, solventes, agentes de viscosidade, humectantes, conservantes, reguladores de pH, corantes e perfumes19.
Neste trabalho será destacado um gel de duche para cabelo e corpo especialmente desenvolvido para usar em hospitais e lares de terceira idade (OPD-456: Gel de duche para cabelo e corpo).
1.4. Legislação, rotulagem e fichas de dados de segurança
A segurança de produtos acabados, tanto de um detergente como de um produto cosmético, é um tema sempre presente entre os fabricantes, os fornecedores, os clientes e os órgãos reguladores. Para isso é necessário seguir algumas normas nacionais e/ou internacionais que foram criadas com o objetivo de aumentar a qualidade e segurança de um determinado produto.
1.4.1. Detergentes e outros produtos químicos
Os detergentes são regulados pelo:
- Regulamento (CE) nº 1907/2006 do Parlamento Europeu e do Conselho de 18 de dezembro de 2006 relativo ao registo, avaliação, autorização e restrição dos produtos químicos (REACH);
- Regulamento (CE) nº 648/2004 do Parlamento Europeu e do Conselho de 31 de março de 2004 sobre detergentes;
- Regulamento (CE) nº 1272/2008 do Parlamento Europeu e do Conselho de 16 de dezembro de 2008 relativo à classificação, rotulagem e embalagem de substâncias e misturas.
O REACH está em vigor desde 1 de junho de 2007 e o seu objetivo é melhorar a legislação relativa a substâncias químicas, ou seja, controlo de produtos químicos através da imposição de obrigações a que ficam sujeitos os fabricantes, importadores e utilizadores de artigos que contenham substâncias químicas. Com este regulamento, uma indústria é responsável pela garantia de que as substancias presentes num produto acabado não tem efeitos negativos á saúde humana ou ambiental, em condições normais de utilização20.
Relativamente à rotulagem de um produto acabado que contém substâncias químicas, deve apresentar na sua etiqueta as informações descritas na figura 5.
Figura 5: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto acabado que contém substâncias
químicas14, 21
A ficha de dados de segurança tem como objetivo transmitir informações relativas à segurança de substâncias classificadas de acordo com a Diretiva 98/24/CE, relativa à proteção da saúde e da segurança dos trabalhadores contra os riscos ligados à exposição a agentes químicos no trabalho. Todas as outras informações suplementares devem ser coerentes com a ficha de dados de segurança e devem ser anexados para facilitar a identificação do produto. A data de emissão desta ficha deve ser apresentada na primeira página e, caso seja revista, deve-se ter em atenção as alterações e assinalar a data da nova versão20.
1.4.2. Produtos cosméticos
Os produtos cosméticos são regulados pelo Regulamento (CE) nº 1223/2009 do
Parlamento Europeu e do Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos cosméticos. Para se obter um sistema de qualidade atualizado, na qual se estabelecem
produtos cosméticos, deve-se seguir um regime de Boas Práticas de Fabricação (BPF). Este regime está de acordo com a norma UNE EN ISO 22716: Produtos cosméticos. Boas
práticas de fabricação (BPF). Guia de boas práticas de fabricação. Esta norma apresenta
uma abordagem geral para um sistema de gestão de qualidade que envolve fabricação, embalagem, testes, armazenamento e transporte de produtos cosméticos. Os ensaios de controlo de qualidade são da responsabilidade das empresas que os fabricam e dos importadores. Esse controlo deve ser efetuado no laboratório obedecendo às normas em vigor. Antes da introdução do produto cosmético no mercado, este deverá ser registado, por meios eletrónicos, no Portal Europeu de Cosmética13.
A etiqueta de um produto cosmético deve conter as informações descritas na figura 6.
Figura 6: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto cosmético13
Para um produto cosmético não é obrigatória a ficha de dados de segurança, tal como para um produto químico, porque não se aplica pela legislação CLP (Classificação, Rotulagem e Embalagem de substâncias e misturas). Contudo, é necessário fornecer a ficha de dados de segurança caso um cliente a solicite. Todas as outras informações suplementares devem ser anexadas a essa ficha de dados de segurança, e a data de emissão deve ser apresentada na primeira página13.
1.5. Controlo de qualidade
O Controlo de qualidade é processo indispensável para garantir a manutenção e
primas como em produtos acabados22. Para isso é necessário proceder a uma série de análises de controlo, tais como, análises organoléticas, análises físico químicas, determinações analíticas e controlo através de cartas de controlo. Todas estas análises são efetuadas após finalizar o processo de fabricação de um produto, no laboratório de controlo de qualidade da própria empresa.
1.5.1. Análises organoléticas
As análises organoléticas são observações que permitem avaliar as caraterísticas de um determinado produto a partir dos meios sensoriais. Essas caraterísticas são verificadas através do aspeto, cor e odor. A realização destas análises é obtida por comparação com amostras padrão definidas pela empresa.
Na execução dos ensaios organoléticos deve-se ter em consideração as caraterísticas de cada produto, nomeadamente se é sólido, gel, líquido fluído, líquido viscoso ou líquido volátil.
Aspeto
Este parâmetro é avaliado visualmente por comparação com a amostra padrão, analisando se a amostra em estudo apresenta alterações como turbidez, precipitação ou separação de fases.
Cor
Esta análise é realizada por comparação visual da cor da amostra com a cor da amostra padrão. A comparação de cor é efetuada sob condições de luz visível durante todo o processo de fabricação e posteriormente no laboratório.
Odor
O odor é uma análise que também é realizada por comparação com a amostra de referência, através do olfato. Esta análise é realizada durante todo o processo de fabricação e posteriormente no laboratório.
1.5.2. Determinações quantitativas
As análises físico químicas são importantes pois consistem em determinar uma ou mais caraterísticas de um produto de acordo com um processo específico que permitem avaliar alterações na formulação que não são detetadas visualmente. A partir destas análises é possível identificar problemas de estabilidade entre os ingredientes da formulação ou durante o processo de fabricação. Para isso, os equipamentos têm de ser submetidos a calibrações e manutenções periódicas de forma a garantir resultados válidos. Para controlo de qualidade dos diferentes produtos manufaturados são analisados parâmetros como pH, densidade, matéria ativa, temperatura de congelação do etileno glicol, viscosidade e percentagem de cloro ativo3, 23.
pH
A grandeza do pH é definida pela IUPAC (International Union of Pure and
Applied Chemistry) como “função da atividade de iões hidrogénio em solução”22. Este parâmetro é característico de todas as soluções e corresponde ao logaritmo negativo da atividade dos iões hidrogénio numa solução (-log 𝑎𝐻+). O valor de pH é obtido através
da equação 124-25:
pH = -log 𝑎𝐻+ (1)
O pH mede a acidez ou a alcalinidade de uma solução23. Este parâmetro é quantificado por potenciometria e baseia-se na medição da diferença de potencial entre dois elétrodos (elétrodo de referência e elétrodo indicador) imersos na solução em estudo. Dada a dependência desta medida da temperatura (equação 2), esta variável deve ser controlada. Alguns equipamentos dispõem de uma sonda de temperatura e corrigem as leituras para uma temperatura fixa10, 23-25.
A célula eletroquímica é formada por um elétrodo indicador de membrana de vidro e por dois elétrodos de referência de prata/cloreto de prata. Um destes elétrodos encontra-se na parte interior da membrana de vidro (elétrodo de referência interno) formando juntamente com a membrana o elétrodo indicador. O segundo elétrodo de referência (o elétrodo de referência externo) está em contacto direto com a solução de medida através de uma junção líquida. Os dois elétrodos estão normalmente combinados
num único corpo, o elétrodo combinado de vidro, que se liga a um potenciómetro25. Na figura 7 está apresentado o elétrodo combinado de vidro para determinação do pH.
1. Conetor: MP-8 2. Cabo fixo 3. Pega ergonómica
4. Protetor de armazenamento com KCl 0,01 M 5. Corpo de policarbonato (PC) 6. Elétrodo CE de platina 7. Diafragma de cerámica 8. Membrana de vidro 9. Sensor de temperatura
Figura 7: Elétrodo combinado de vidro para determinação do pH26
A membrana do elétrodo indicador apresenta uma camada de vidro hidratada que permite a ocorrência de trocas iónicas entre o ião Na+ presente no vidro e o ião H+ na
solução de medida. O equilíbrio entre os iões H+ na membrana e na solução gera uma
diferença de potencial que se relaciona com a atividade do ião H+ na solução. A resposta do sensor em potencial relaciona-se com a atividade do ião H+ (𝑎
𝐻+) através da equação 2.
𝐸 = 𝐾 +𝑅𝑇
𝑧𝐹 ln 𝑎𝐻+ (2)
onde E é o potencial da célula eletroquímica, z a carga do ião, T a temperatura absoluta,
R a constante dos gases e F a constante de Faraday. A calibração da resposta é feita
recorrendo a três soluções padrão cuja concentração de H+ é bem conhecida.
Considerando-se que a força iónica das soluções padrão e das amostras não difere apreciavelmente entre si é possível estabelecer uma correspondência entre os valores de pH medidos e a concentração de H+25.
A determinação do pH em soluções aquosas de produtos tensioativos está descrita na EN 1262:1996 e é realizada diretamente sobre o líquido utilizando um medidor de pH27. A nível legal, não está afixado um valor máximo, contudo a empresa definiu que o valor de pH de cada um dos produtos analisados deve apresentar um intervalo de aceitação de 0,5 % relativamente ao valor de referência.
Densidade
A densidade é definida pela IUPAC como “a massa de uma amostra ou corpo
dividido pelo seu volume”22. Este parâmetro não depende da quantidade de matéria e é
usado no controlo de qualidade. Um resultado fora dos limites específicos pode sugerir alterações na composição de um determinado produto28.
Contudo, é importante destacar que existem diferentes formas de definir esta grandeza:
- Densidade absoluta (ρ) é uma propriedade física referente a cada substância que relaciona a massa da substância (m) e o volume ocupado por essa massa (v). A unidade, no sistema internacional, desta propriedade é quilograma por metro cúbico (kg/m3)23, 28-29. É representada como (equação 3):
𝜌 =
𝑚
𝑣
(3)- Densidade relativa (ρr) corresponde à relação entre a densidade absoluta de uma
substância e a densidade absoluta de outra substância que está estabelecida como padrão (ρ0). Para calcular a densidade relativa de líquidos o padrão que é usualmente escolhido
é a agua que apresenta uma densidade igual a 1,000 kg/m3 à temperatura ambiente (25°C)23, 28-29. É representada como (equação 4):
𝜌
𝑟=
𝜌
𝜌
0 (4)- Densidade aparente relaciona diretamente a massa de uma amostra e o seu volume específico medido numa proveta graduada10, 23.
- Densidade específica é uma densidade relativa que é obtida a partir da relação entre a densidade absoluta de uma substância e a densidade absoluta da água que apresenta uma densidade igual a 1,000 kg/m3 a 4°C (temperatura em que a água é mais densa)23.
A densidade é um parâmetro não normalizado quando é determinada em produtos aquosos que contêm tensioativos e, como tal, a empresa possuí um procedimento interno na qual aplica um intervalo de aceitação de 0,05 %.
Para a realização desta medição podem ser utilizados diferentes equipamentos como, por exemplo, o picnómetro metálico, o picnómetro de vidro, o densímetro, o densímetro digital e a proveta23, 29-30.
A determinação desta propriedade física em produtos líquidos é realizada num picnómetro de vidro através da densidade absoluta e em produtos viscosos é realizada numa proveta através da densidade aparente.
Matéria ativa
Entende-se por matéria ativa todos os agentes de superfície responsáveis por uma atividade específica numa formulação27. Esta determinação é realizada por refratometria. Esta propriedade física das soluções relaciona-se com a composição das mesmas e permite efetuar o controlo e verificação da quantidade de matéria ativa presente no produto a analisar.
A refratometria é a medição do índice de refração da radiação. Quando um raio de luz atinge a interface entre dois meios distintos uma parte da radiação reflete-se e a outra parte é refratada. A fração refratada entra no interior do segundo meio, propagando-se com um ângulo e uma velocidade diferente da do primeiro meio. Estas duas magnitudes podem-se caraterizar mediante o índice de refração que é um valor caraterístico de cada substância. Este índice de refração está relacionado com a massa, carga e quantidade da substância que transmite a radiação luminosa. Para esta determinação é utilizado um refratómetro de escala Brix, como indicado na figura 8, na qual é indicada a percentagem de matéria ativa presente no produto em análise a 20°C. Assim, a determinação é realizada com base na incidência da luz branca (luz natural) que atinge a amostra líquida que é colocada sobre o prisma do refratómetro. Através da ocular é possível observar a superfície do prisma que apresenta uma linha de separação correspondente ao raio limite.
Esse raio limite corresponde ao raio refratado que procede o raio incidido com um angulo de 90° com a normal31-32.
Figura 8: Refratómetro portátil de escala Brix para medição da matéria ativa
Temperatura de congelação de produtos à base de etileno glicol
A temperatura de congelação corresponde à temperatura à qual ocorre a transição entre o estado líquido e o estado sólido à pressão atmosférica29. Esta determinação também é pode ser determinada por refratometria. Tal como a matéria ativa é importante determinar esta grandeza pois permite verificar a quantidade de etileno glicol presente no produto. Assim, a solução aquosa que contém etileno glicol é colocada sobre o prisma do refratómetro, sendo feito incidir sobre este a luz branca (luz natural). Através da ocular é observada uma linha de separação que corresponde ao raio limite. Esse raio limite corresponde ao raio refratado que procede o raio incidido com um angulo de 90° com a normal e é apresentado no refratómetro (figura 9) emgraus Celsius (°C)31-32.
Viscosidade
A viscosidade consiste em medir a resistência de um material para fluir. O tempo de escoamento depende da fricção entre moléculas em camadas adjacentes que limitam o seu escoamento. Ou seja, quanto maior a resistência de um líquido para fluir, maior é a sua viscosidade. Este parâmetro é útil na avaliação e no controlo de qualidade de uma série de produtos, pois depende das caraterísticas físico-químicas e da temperatura do produto, fornecendo informação acerca do comportamento do mesmo ao longo do tempo10, 23.
Os métodos mais comuns para determinar a viscosidade baseiam-se no uso de diferentes tipos de viscosímetros, como se apresenta resumidamente em seguida:
- Viscosímetro rotativo: consiste na medição de uma torção exercida por um fuso imerso diagonalmente num dado fluído, a uma temperatura estável, isenta de bolhas e nivelado até à marca da haste do fuso23, 30.
- Viscosímetro de orifício: consiste na medição do tempo de escoamento do líquido, a uma temperatura estável, isenta de bolhas e nivelado até à superfície da amostra. Utiliza-se um copo em forma de cone (copo Ford) com um orifício na parte inferior por onde escoa o líquido. O tempo de escoamento da amostra é registado para fins de cálculo e comparada com o tempo de escoamento da água fuso23, 30.
- Viscosímetro capilar (Ostwald): consiste na medição do tempo de escoamento do líquido, a uma temperatura especificada, num tubo capilar da marca superior do menisco até à marca inferior do menisco. Esta medição é comparada com o tempo de escoamento da água fuso23, 30.
A determinação da viscosidade está descrita na norma ASTM D1200 que define um método padrão de determinação da viscosidade por viscosímetros de orifício33. Nesta determinação utiliza-se um viscosímetro de orifício do tipo copo Ford para líquido Newtoniano, ou seja, um líquido em que a viscosidade é independente da tensão ou da velocidade. Assim, após o registo do tempo de escoamento do líquido procede-se ao cálculo da viscosidade cinemática a partir da equação 5:
𝑣𝑐 = 3,85 (𝑡 − 4,49) (5)
Em que vc é a viscosidade cinemática em centistokes (cSt) e t é o tempo de
escoamento do líquido em segundos (s). A conversão do resultado em unidades de viscosidade absoluta usa-se a equação 6:
