Macler disponibiliza guia para formulação de detergentes

Desde 1996, quando lançou o Noxipon, espessante que transformou a maneira de produzir detergentes no Brasil, a Macler vem ajudando milhares de clientes a desenvolver e reformular seus detergentes.

Nestes anos todos, acumulou experiência e adquiriu grande expertise nesse assunto. E é com o intuito de difundir esse conhecimento que criou um guia para os desenvolvedores encurtarem seu caminho rumo à uma formulação simples, equilibrada e com o melhor custo benefício. 

Para que se compreenda melhor as indicações deste guia, é importante esclarecer algumas crenças e mitos que circulam nesse mercado há muitos anos.

 

Diferenças entre o Ácido Sulfônico 90% e 96%

Muitos dizem que o Ácido Sulfônico 90% gera maior viscosidade do que o Ácido Sulfônico 96%, devido ao fato do produto a 90% conter uma quantidade de Ácido Sulfúrico maior do que o produto a 96%. 

No entanto, esta afirmação não é verdadeira e tão pouco coerente. Se este fosse o fator, isto seria facilmente corrigido ajustando-se a concentração de sal na formulação, o que não ocorre. Isto porque o Ácido Sulfúrico será neutralizado pelo Hidróxido de Sódio durante a produção do detergente e formará Sulfato de Sódio, um sal comumente utilizado nas formulações e não apresenta nenhum grande diferencial em relação a gerar mais ou menos viscosidade no detergente.

Além disso, o Sulfônico 96% apresenta um ponto de turvação maior, indicando que, mesmo com concentração de Ácido Sulfúrico menor ele é menos solúvel que o 90%. Então o que torna os dois diferentes?

Eles são fabricados a partir de rotas de síntese diferentes, o que gera isômeros diferentes durante sua produção. Ou seja, o radical Sulfônico muda sua posição na cadeia carbônica da molécula e isso influencia diretamente na solubilidade da molécula e, consequentemente, da micela que irá se formar a partir dela.

Sendo a viscosidade muito influenciada pela solubilidade dos ingredientes, estas diferenças que observamos nas viscosidades desses dois produtos se refere às diferenças de solubilidade entre eles que advém de suas distintas isomerias.

 

Quantidade de sal X Espuma do detergente

É muito comum ouvir pessoas afirmando que adicionar muito sal irá prejudicar a espumação da fórmula. O sal em si não interfere na espuma de maneira perceptível na aplicação. O que pode interferir é a qualidade do sal utilizado.

Muitas vezes os sais de baixa qualidade podem vir muito contaminados com ferro ou Carbonato de Cálcio e Magnésio. Sendo assim, estes cátions reagem com os tensoativos aniônicos, inativando-os e prejudicando a espumação, estabilidade e performance geral do produto. Daí a importância do uso de um sequestrante para proteção da formulação e garantia de sua eficiência. 

 

Volume X Qualidade de espuma

Uma das principais características que se busca em um detergente lava louças, é o volume de espuma. Quanto maior o volume, melhor. Mas será mesmo que isto é o suficiente para avaliar a qualidade da espuma?

Nem sempre um volume alto de espuma tem relação direta com a sua qualidade. Isso porque a estabilidade da espuma, na maioria das vezes, é ainda mais importante que o volume. Pois é a estabilidade que irá garantir a permanência do produto na esponja durante seu uso.

Muitas vezes o volume da espuma está associado a uma bolha grande e que se rompe com mais facilidade. Sendo assim, uma espuma mais compacta, com bolhas de menor diâmetro, se torna mais estável, garantindo um maior número de pratos lavados por grama de detergente.

A avaliação da qualidade de espuma deve ser então um cruzamento entre o seu volume e sua estabilidade.


Lauril Éter Sulfato de Sódio é tudo igual?

É interessante que se saiba que, este ingrediente tão importante na fabricação de diversos produtos saneantes e cosméticos, tem algumas particularidades que não são comumente comunicadas.

Primeiramente, este produto contém em sua molécula, uma parte etoxilada. No Brasil utilizamos majoritariamente o Lauril com 2 moles de etoxilação, mas também existem os de 1 ou 3 moles, o que provoca diferenças significativas na viscosidade, limpeza e turvação da fórmula, uma vez que alteram a solubilidade da molécula.

Outra distinção importante diz respeito à sua fonte de obtenção. O termo Lauril se refere a uma cadeia com 12 carbonos obtida de fonte vegetal. Portanto, qualquer produto que se denomine Lauril deveria ser de fonte vegetal. No entanto, é comum encontrar no mercado a comercialização do “Lauril petroquímico”. Tecnicamente falando, se a fonte de um produto com cadeia contendo 12 carbonos é petroquímica ele deveria se chamar Dodecil e não Lauril, mas esta não é a única diferença.

A diferença entre estas duas fontes de obtenção está novamente em sua solubilidade, sendo o produto petroquímico, geralmente, menos solúvel que o vegetal. Isto pode resultar em dificuldade no ganho de viscosidade e pontos de turvação mais altos. Por isso, é fundamental que se conheça a fonte de obtenção no momento da compra e, sendo diferente do produto constantemente utilizado, sempre testar uma amostra para homologação.

Esclarecidos estes pontos, que muitas vezes impedem de seguir num caminho mais assertivo, algumas dicas relevantes também são interessantes para que se siga uma trilha mais clara e segura:

 

Escolhendo o espessante

Abaixo de uma certa concentração de ativo a fórmula não consegue apresentar uma boa performance em termos de viscosidade, daí a necessidade do uso de um espessante.

Por muito tempo se utilizava dois produtos para ajudar a agregar viscosidade no detergente: a Amida (Dietanolamida de Ácido Graxo de Coco) e a Betaína (Cocoamido Propil Betaína). Porém, estas duas moléculas não são necessariamente espessantes. São ótimos cosurfactantes que melhoram muito a qualidade da espuma e são emolientes, ou seja, protegem a pele contra o ataque dos ativos que causam ressecamento e dermatites.

Esses dois produtos auxiliam sim no ganho de viscosidade, porém não devem ser usados em demasia (máximo 0,5%), pois podem gerar instabilidade na formulação já que aumentam o ponto de turvação e dificultam o enxágue do produto após a limpeza. Algumas vezes reparamos manchas coloridas em louças e taças de cristal. Geralmente essas manchas são provocadas pelo excesso de Amida e/ou Betaína e indicam que o produto não foi completamente enxaguado.

Existem diversas opções de espessantes no mercado, sendo cada tipo mais ou menos adequado para formulações distintas. Confira abaixo:

• Acrílicos álcali solúveis: Este tipo de espessante é mais apropriado para formulações com baixos ativos, onde a dificuldade para se agregar viscosidade é maior e as opções de espessantes são menores. De qualquer forma, o ponto de atenção aqui é seu comportamento oscilatório em relação à temperatura. Este tipo de espessante apresenta queda muito brusca de viscosidade com o aumento da temperatura e aumento abrupto de viscosidade com a queda da temperatura. Para que isto não seja muito impactante sob o olhar do consumidor, é importante que se dose quantidades de espessante distintas no verão e no inverno ou para regiões frias e quentes. Caso contrário, o produto apresentará comportamento muito distinto nas duas ocasiões (frio e calor). Também é importante que se garanta um giro rápido do produto na gôndola, para não ocorrer da fórmula que será usada no verão não fique em prateleira ou no estoque até a virada de estação e vice-versa.
   
• Noxipon e similares ("amida sintética"): Este tipo de espessante é mais adequado para faixas médias e altas de ativo (3 a 5%) e é exclusivamente associativo com o Ácido Sulfônico. Por isso, baixas concentrações de Ácido Sulfônico (menor que 2%) não permitem uma boa performance deste tipo de espessante. Não se recomenda também a utilização de concentrações maiores do que 3%, caso contrário, há a tendência de o produto gerar leve turbidez que não provoca precipitação, mas interfere na aparência do produto final. Além disso, não há relação entre custo e benefício em dosagens maiores, pois este custo poderia estar sendo utilizado para aumentar o conteúdo ativo, que também vai contribuir para o aumento da viscosidade, mas aumentará também a performance de limpeza e espumação.
   
• Celulósicos (CMC, HEC HPMC): Estes espessantes têm um grande poder de espessamento, porém incorrem em algumas restrições estéticas e técnicas. Primeiramente, eles tendem a modificar a reologia de newtoniana para não newtoniana. Ou seja, perde a característica de escoar uniformemente, como é de costume para o consumidor, e passa a apresentar uma espécie de "visgo" não muito apreciado pelo usuário. Pelas características da molécula, estes produtos têm a tendência de se prenderem à superfície e dificultam o enxágue. Portanto, devem ser usados em concentrações as mais baixas possíveis (máximo 0,1%). Por último, há uma certa dificuldade quanto ao processo de diluição, sendo muito comum a necessidade de se fazer uma pré-dispersão do produto em água quente antes da adição do espessante na fórmula, dependendo do sistema de agitação do tanque. Quanto mais capacidade de cisalhamento do sistema de agitação, menor a necessidade de pré-dispersão.
   

Essência, corantes, conservantes e o uso de um bom sequestrante

Estes ingredientes tendem a sofrer com processos de oxidação. Um dos fatores que mais desencadeiam processos oxidativos em produtos de limpeza e que interfere diretamente nestes três ingredientes é a presença de ferro na água do processo.

Por isso, é muito importante que se verifique com certa frequência a presença de ferro na água utilizada para fabricação. Essa periodicidade vai depender muito da fonte de alimentação da água, se é de poço, potável, rio e etc. Quanto maior a chance de contaminação, maior a periodicidade, chegando a ser necessário um acompanhamento diário ou até duas vezes no mesmo dia.

Outra ação importante para proteção da fórmula em relação ao ferro é o acréscimo de um pequeno percentual de sequestrante. O sequestrante não deve corrigir problemas de grandes concentrações de contaminação, deve ser adicionado como uma prevenção contra possíveis contaminações que fogem o controle. 

Um dos sequestrantes mais utilizados para este fim é o EDTA, com uma concentração de 0,05% que deve ser suficiente para este fim. No entanto, o EDTA tem sofrido fortes críticas devido a sua resistência à biodegradabilidade. Neste sentido, é mais recomendável a substituição deste ingrediente pelo Dissolvine GL 47-S, um sequestrante de performance muito similar e 100% de fonte vegetal e rapidamente biodegradável. Clique aqui para saber mais sobre essa solução.

Caso deseje maior aprofundamento, o blog da Macler conta com um artigo para cada ingrediente desses: corante, fragrância e sequestrante.

 

O segredo está na sinergia!

Formulações tradicionais de detergentes, compostas pelos ingredientes ativos Ácido Sulfônico e Lauril Éter Sulfato de Sódio, parecem não nos dar muito espaço para diferenciação em termos de performance. 

Por isso, muitos formuladores ficam presos à concentração de ativos, pois acreditam que esta é a única saída para o aumento de performance. No entanto, a alta eficiência pode ser obtida se forem identificadas relações sinérgicas entre os ingredientes ativos. Uma ótima relação entre os ativos permite que se alcance alta performance com menores dosagens destes ingredientes.

A sinergia é isto: quando a soma das partes gera um resultado que supera suas partes isoladas. É o famoso 2 + 2 = 5.

Este tipo de investigação de relações sinérgicas entre ingredientes ativos tem sido um dos principais temas de pesquisa da Macler há mais de 20 anos. Entre estes diversos estudos acumulados, já se sabe que a melhor relação entre Ácido Sulfônico e Lauril Éter Sulfato de Sódio está entre 65% de Ácido Sulfônico e 35% de Lauril Éter Sulfato de Sódio, e 80% de Ácido Sulfônico e 20% de Lauril Éter Sulfato de Sódio.

Este cálculo leva em conta apenas os ativos puros e precisa ter convertidas suas dosagens de acordo com suas concentrações, conforme os exemplos da tabela abaixo:

Foi através de todo esse tempo, buscando conhecimento e investigando sinergias, que a Macler foi capaz de desenvolver uma relação sinérgica fina de alta performance entre diversos ingredientes ativos que culminaram no Isogen PRO-D. Clique aqui para saber mais sobre este produto.

Com Isogen PRO-D, o trabalho de desenvolvimento se torna extremamente simples e eficiente. Para além de toda a redução no esforço para desenvolver uma fórmula eficiente, diferenciada e competitiva, o Isogen PRO-D ainda reduz drasticamente o tempo de processo, uma vez que não demanda neutralização e pode ser bombeado diretamente para o tanque, reduzindo também o número de ingredientes a serem adicionados.

Com o processo adequado, Isogen PRO-D pode chegar a dobrar a capacidade produtiva.

Se você chegou até este ponto nesta leitura e pode absorver todo este conteúdo, ficará fácil utilizar o guia de formulação para detergentes abaixo:

Lembre-se: a equipe do SmartLab está à disposição para prestar o suporte necessário para que você possa atingir o sucesso da sua formulação.