Macler ofrece una guía para la formulación de detergentes

Desde 1996, cuando lanzó Noxipon, un espesante que transformó la forma de producir detergentes en Brasil, Macler ha ayudado a miles de clientes a desarrollar y reformular sus detergentes.
En todos estos años, ha acumulado experiencia y adquirido grandes conocimientos en este campo. Y es con el objetivo de difundir este conocimiento que ha creado una guía para que los desarrolladores acorten su camino hacia una formulación sencilla, equilibrada y rentable.
Para comprender mejor las indicaciones de esta guía, es importante aclarar algunas creencias y mitos que circulan en este mercado desde hace muchos años.

Diferencias entre el Ácido Sulfónico al 90% y al 96%.
Muchas personas afirman que el Ácido Sulfónico al 90% genera mayor viscosidad que el Ácido Sulfónico al 96%, debido a que el producto al 90% contiene mayor cantidad de Ácido Sulfúrico que el producto al 96%.

Sin embargo, esta afirmación no es cierta ni coherente. Si éste fuera el factor, se corregiría fácilmente ajustando la concentración de sal en la formulación, lo que no es el caso. Esto se debe a que el Ácido Sulfúrico será neutralizado por el Hidróxido de Sodio durante la producción del detergente y formará Sulfato de Sodio, una sal que se utiliza comúnmente en las formulaciones y que no presenta ningún gran diferencial en cuanto a generar más o menos viscosidad en el detergente.

Además, el 96% sulfónico tiene un punto de turbidez más alto, lo que indica que incluso con una concentración menor de Ácido Sulfúrico es menos soluble que el 90%. ¿ Qué los diferencia?

Se fabrican utilizando diferentes rutas de síntesis, lo que genera diferentes isómeros durante su producción. En otras palabras, el radical Sulfónico cambia su posición en la cadena carbonada de la molécula y esto influye directamente en la solubilidad de la molécula y, en consecuencia, en la micela que se formará a partir de ella.

Dado que la viscosidad está muy influida por la solubilidad de los ingredientes, las diferencias que observamos en las viscosidades de estos dos productos se refieren a las diferencias de solubilidad entre ellos, derivadas de sus distintas isomerías.

 

Cantidad de sal X Espuma de detergente

Es muy común oír a la gente decir que añadir demasiada sal perjudicará la formación de espuma de la fórmula. La sal en sí no interfiere en la espuma de forma perceptible durante la aplicación. Lo que puede interferir es la calidad de la sal utilizada.

Las sales de baja calidad suelen estar muy contaminadas con hierro o Carbonato Cálcico y Magnesio. Estos cationes reaccionan con los tensioactivos aniónicos, inactivándolos y comprometiendo la formación de espuma, la estabilidad y el rendimiento general del producto. De ahí la importancia de utilizar un secuestrante para proteger la formulación y asegurar su eficacia.

 

Volumen X Calidad de la espuma

Una de las principales características que hay que buscar en un detergente lavavajillas es el volumen de espuma. Cuanto mayor sea el volumen, mejor. Pero, ¿es esto realmente suficiente para evaluar la calidad de la espuma?
Un volumen de espuma elevado no siempre está directamente relacionado con la calidad de la espuma. Esto se debe a que la estabilidad de la espuma suele ser aún más importante que el volumen. Es la estabilidad la que garantizará que el producto permanezca en la esponja durante su uso.

El volumen de la espuma suele asociarse a una burbuja grande que se rompe más fácilmente. Por lo tanto, una espuma más compacta, con burbujas de menor diámetro, resulta más estable, garantizando un mayor número de platos lavados por gramo de detergente.
Por tanto, la evaluación de la calidad de la espuma debe ser un cruce entre su volumen y su estabilidad.

 

¿El Lauril Éter Sulfato de Sodio es todo igual?

Es interesante saber que este ingrediente, tan importante en la fabricación de diversos productos higienizantes y cosméticos, tiene algunas peculiaridades que no se comunican habitualmente.
En primer lugar, este producto contiene una parte etoxilada en su molécula. En Brasil utilizamos mayoritariamente Lauril con 2 moles de etoxilación, pero también los hay con 1 o 3 moles, que provocan diferencias significativas en la viscosidad, limpieza y turbidez de la fórmula, ya que alteran la solubilidad de la molécula.

Otra distinción importante se refiere a su origen. El término Lauril hace referencia a una cadena de 12 carbonos obtenida de una fuente vegetal. Por tanto, cualquier producto etiquetado como Lauril debe proceder de una fuente vegetal. Sin embargo, es frecuente encontrar en el mercado « Lauril Petroquímico ». Técnicamente hablando, si la fuente de un producto con una cadena de 12 carbonos es petroquímica, debería llamarse Dodecil y no Lauril, pero ésta no es la única diferencia.

La diferencia entre estas dos fuentes se encuentra de nuevo en su solubilidad, ya que el producto petroquímico suele ser menos soluble que el vegetal. Esto puede traducirse en dificultades para ganar viscosidad y puntos de turbidez más elevados. Por esta razón, es esencial conocer la fuente del producto en el momento de la compra y, si es diferente del producto que se utiliza habitualmente, probar siempre una muestra para su aprobación.
Una vez aclarados estos puntos, que a menudo impiden seguir un camino más certero, también son interesantes algunos consejos pertinentes para seguir un camino más claro y seguro:

 

Elección de un espesante

 

Por debajo de cierta concentración de ingrediente activo, la fórmula no puede rendir bien en términos de viscosidad, de ahí la necesidad de utilizar un espesante.
Durante mucho tiempo, se utilizaron dos productos para ayudar a añadir viscosidad a los detergentes: la Amida ( Dietanolamida de Ácido Graso de Coco) y la Betaína (Cocoamido Propil Betaína). Sin embargo, estas dos moléculas no son necesariamente espesantes. Son excelentes cosurfactantes que mejoran mucho la calidad de la espuma y son emolientes, es decir, protegen la piel contra el ataque de los principios activos que provocan sequedad y dermatitis.

Estos dos productos ayudan a aumentar la viscosidad, pero no deben utilizarse en exceso (como máximo un 0,5%), ya que pueden provocar inestabilidad en la formulación al aumentar el punto de turbidez y dificultar el aclarado del producto tras la limpieza. A veces observamos manchas de color en la vajilla y las copas de cristal. Estas manchas suelen producirse por un exceso de Amida y/o Betaína e indican que el producto no se ha enjuagado por completo.
Existen varias opciones de espesantes en el mercado, cada tipo más o menos adecuado para diferentes formulaciones. Consulte a continuación:

• Acrílicos solubles en álcali: Este tipo de espesante es más adecuado para formulaciones con bajos activos, donde la dificultad de añadir viscosidad es mayor y las opciones de espesantes son menores. En cualquier caso, el punto de atención aquí es su comportamiento oscilatorio en relación con la temperatura. Este tipo de espesante presenta una caída muy brusca de la viscosidad al aumentar la temperatura y un aumento brusco de la viscosidad al bajar la temperatura. Para evitar que esto repercuta demasiado en el consumidor, es importante dosificar diferentes cantidades de espesante en verano y en invierno o para regiones frías y cálidas. De lo contrario, el producto se comportará de forma muy diferente en las dos ocasiones (frío y calor). También es importante asegurarse de que el producto se renueve rápidamente en el estante de los supermercados, de modo que la fórmula que se utilizará en verano no permanezca en el estante o en stock hasta el cambio de estación, y viceversa.
• Noxipon y similares (“amida sintética”): Este tipo de espesante se adapta mejor a rangos activos medios y altos (3 a 5%) y es exclusivamente asociativo con el Ácido Sulfónico. Por este motivo, concentraciones bajas de Ácido Sulfónico (inferiores al 2%) no permiten un buen rendimiento de este tipo de espesante. Tampoco se recomienda utilizar concentraciones superiores al 3%, ya que de lo contrario existe una tendencia a que el producto genere una ligera turbidez que no provoca precipitación, pero sí interfiere en el aspecto del producto final. Además, no hay relación entre el coste y el beneficio en dosis más altas, ya que este coste podría utilizarse para aumentar el contenido activo, lo que también contribuirá a aumentar la viscosidad, pero también aumentará el rendimiento de limpieza y formación de espuma.
• Celulósicos (CMC, HEC HPMC): Estos espesantes tienen un gran poder espesante, pero incurren en algunas restricciones estéticas y técnicas. En primer lugar, tienden a cambiar la reología de newtoniana a no newtoniana. Es decir, pierde la característica de fluir uniformemente, como es habitual para el consumidor, y empieza a presentar una especie de “pegajosidad” poco apreciada por el usuario. Debido a las características de la molécula, estos productos tienden a adherirse a la superficie y dificultan el enjuague. Por ello, deben utilizarse en las concentraciones más bajas posibles (máximo 0,1%). Por último, existe una cierta dificultad en el proceso de dilución, ya que es muy común tener que hacer una pre dispersión del producto en agua caliente antes de añadir el espesante a la fórmula, dependiendo del sistema de agitación del tanque. Cuanto mayor sea la capacidad de cizallamiento del sistema de agitación, menor será la necesidad de pre dispersión.

 

Esencia, colorantes, conservantes y el uso de un buen secuestrante.
Estos ingredientes tienden a sufrir procesos de oxidación. Uno de los factores que más desencadena procesos oxidativos en los productos de limpieza y que interfiere directamente con estos tres ingredientes es la presencia de hierro en el agua del proceso.

Por eso es muy importante comprobar muy a menudo la presencia de hierro en el agua utilizada para la fabricación. Esta periodicidad dependerá mucho de la fuente del agua, ya sea agua de pozo, agua potable, agua de río, etc. Cuanto mayor sea la posibilidad de contaminación, mayor será la frecuencia, e incluso puede ser necesario controlarla diariamente o incluso dos veces al día.

Otra acción importante para proteger la fórmula del hierro es la adición de un pequeño porcentaje de secuestrante. El secuestrante no debe corregir los problemas con altas concentraciones de contaminación, sino que debe añadirse como precaución frente a una posible contaminación que se nos vaya de las manos.

Uno de los secuestrantes más utilizados para este fin es el EDTA, con una concentración del 0,05% que debería ser suficiente para este fin. Sin embargo, el EDTA ha sido muy criticado por su resistencia a la biodegradación. En este sentido, es más aconsejable sustituir este ingrediente por Dissolvine GL 47-S, un secuestrante con un rendimiento muy similar y 100% de origen vegetal y rápidamente biodegradable. Haga clic aquí para obtener más información sobre esta solución.

Si quiere conocer más detalles, el blog de Macler tiene un artículo para cada uno de estos ingredientes: colorante, fragancia y secuestrante.

 

¡El secreto está en la sinergia!
Las formulaciones de detergentes tradicionales, compuestas por los ingredientes activos Ácido Sulfónico y Lauril Éter Sulfato Sódico, no parecen darnos mucho margen de diferenciación en términos de rendimiento.
Por esta razón, muchos formuladores se centran en la concentración de ingredientes activos, creyendo que es la única forma de aumentar el rendimiento. Sin embargo, se puede conseguir una gran eficacia si se identifican relaciones sinérgicas entre los ingredientes activos. Una relación óptima entre los ingredientes activos permite lograr un alto rendimiento con dosis más bajas de estos ingredientes.
Eso es la sinergia: cuando la suma de las partes genera un resultado que supera a sus partes aisladas. Es el famoso 2 + 2 = 5.

Este tipo de investigación sobre las relaciones sinérgicas entre ingredientes activos ha sido uno de los principales temas de investigación de Macler durante más de 20 años. Entre los diversos estudios acumulados, ya se sabe que la mejor relación entre el Ácido Sulfónico y el Lauril Éter Sulfato de Sodio se sitúa entre el 65% de Ácido Sulfónico y el 35% de Lauril Éter Sulfato de Sodio, y el 80% de Ácido Sulfónico y el 20% de Lauril Éter Sulfato de Sodio.

Este cálculo sólo tiene en cuenta los activos puros y es necesario convertir sus dosis en función de sus concentraciones, según los ejemplos de la siguiente tabla:

Fue durante todo este tiempo, buscando conocimientos e investigando sinergias, cuando Macler pudo desarrollar una fina relación sinérgica de alto rendimiento entre varios ingredientes activos que culminó en Isogen PRO-D. Haga clic aquí para obtener más información sobre este producto.

Con Isogen PRO-D, el trabajo de desarrollo se vuelve extremadamente sencillo y eficaz. Además de la reducción del esfuerzo para desarrollar una fórmula eficaz, diferenciada y competitiva, Isogen PRO-D también reduce drásticamente el tiempo de proceso, ya que no requiere neutralización y puede bombearse directamente al tanque, reduciendo también el número de ingredientes que hay que añadir.
Con el proceso adecuado, Isogen PRO-D puede duplicar la capacidad de producción.

Si ha llegado hasta aquí en esta lectura y puede asimilar todo este contenido, le resultará fácil utilizar la guía de formulación de detergentes que figura a continuación:

Recuerde: el equipo de SmartLab está a su disposición para proporcionarle el apoyo que necesite para que su formulación sea un éxito.