Baixa espuma, alta performance: o guia dos limpadores cáusticos

O tema “espuma” na indústria de produtos de limpeza é sempre uma questão de relevância bastante alta. Tem uma importância técnica em determinadas ocasiões, como no caso dos detergentes lava-louças, por exemplo, em que a espuma ajuda no processo de retenção do produto por mais tempo na esponja. No entanto, na maioria dos casos, a espuma é muito mais uma questão cultural, em que o consumidor passa a avaliar o produto pela quantidade de espuma que ele produz e, de forma equivocada, passa a julgar um produto que espuma bastante como mais concentrado. Ou seja, a produção de espuma passa a ser um fator crucial para o sucesso comercial do produto. 

Mas existem casos em que a aplicação é mais técnica e a espuma é indesejada, passando a ser prejudicial para o processo de limpeza. Nesses casos, as opções de caminhos disponíveis que o formulador tem para seguir são muito mais limitadas. E este é o objetivo deste artigo: ajudar a elucidar os caminhos possíveis e mais viáveis e seus porquês, agilizando o processo de pesquisa no momento do desenvolvimento de um produto com essa característica. 

O primeiro esclarecimento é que, na maioria dos casos em que o produto não pode fazer espuma, o motivo para isso é a aplicação em processos automatizados de limpeza. Os equipamentos utilizados nesses processos geralmente possuem bombas de recirculação, e esse tipo de peça pode ser danificado, pois ocorre cavitação, vibração e sobrecarga da bomba causadas pela presença de espuma/ar no líquido, resultando em desgaste acelerado, falhas em selos e possíveis quebras operacionais.

Aqui vão algumas das formulações que exigem baixa espuma por conta do bombeamento e da recirculação do banho de limpeza. Por questões didáticas, vamos denominá-las “Detergentes de Baixa Espuma”.

• Limpa-pisos para máquinas de lavar automáticas 
• Detergentes e secantes para máquinas de lavar louças 
• Desengraxantes para máquinas de lavar autopeças automáticas

Detergentes baixa espuma

De modo geral, os detergentes baixa espuma são formulados de quatro formas básicas, que detalhamos abaixo:

1) Uso de alcalinidade e acidez para limpeza:

É o sistema mais simples das quatro formas apresentadas, porém o de menor eficiência. Se tomarmos o Círculo de Sinner como ferramenta para avaliar as variáveis que influenciam a limpeza, poderemos verificar, durante os testes de eficiência de limpeza desse tipo de formulação, que precisaremos de altíssima concentração de ingredientes químicos fortes, além de alta pressão/abrasão e alta temperatura para que este sistema entregue boa performance. Este é o sistema mais utilizado hoje em dia para formulações de detergentes para máquinas de lavar louças profissionais. São produtos altamente cáusticos e sem tecnologia; por isso, o uso de altas temperaturas e alta pressão no jato de água das máquinas é fundamental para uma boa performance.

Saiba mais sobre Círculo de Sinner clicando aqui.

2) Uso de tensoativos de baixa espuma:

Em algumas aplicações que demandam baixa agressividade química para limpeza, como a limpeza de porcelanatos, peças de alumínio e líquidos secantes para máquinas de lavar louças, a melhor alternativa é o uso de sistemas tensoativos associados a coadjuvantes. Os tensoativos mais largamente usados nesse caso são os álcoois graxos EO/PO (etoxilados/propoxilados). O fato de ser EO/PO não significa necessariamente que ele seja um tensoativo de baixa espuma, pois, para ter baixa espuma, é necessário que haja uma certa relação entre EO (etoxilação), PO (propoxilação) e tamanho da cadeia graxa. A maioria dos fabricantes não informa essa relação por ser segredo industrial, porém fornece as especificações relacionadas à formação de espuma. A limitação desse tipo de molécula é que, geralmente, ela apresenta baixa solubilidade, sendo necessário o uso de um alto teor de hidrótopo para sua estabilização.

Outro tipo de molécula menos comum, mas igualmente efetiva para esse tipo de aplicação, são os álcoois graxos de cadeia curta (C6 a C10) e baixa etoxilação (3 a 5 EO), sendo um destaque o Berol 840, fabricado pela Nouryon, multinacional holandesa, e distribuído pela Macler no Brasil. Porém, o Berol 840 também demanda o uso de hidrótopos, pois não é completamente solúvel em água.

Existem algumas opções de blends com baixa espuma que não exigem o uso de hidrótopos, como é o caso do Berol LFG 61, também da fabricante Nouryon, e o Isogen SE32, fabricado pela Macler. 

Saiba mais sobre opções de hidrótopos e suas funções clicando aqui.

3) Associação entre alcalinizantes/ácidos e tensoativos de baixa espuma:

Para os casos em que há possibilidade de se trabalhar com causticidade ou acidez, essa associação é a que entregará maior performance, exigindo concentrações de agentes corrosivos muito menores devido à presença de tensoativos. Ou seja, maior segurança, maior performance de limpeza, menor necessidade de abrasão/pressão e menor necessidade de uso de temperaturas muito elevadas. Na maioria das vezes, o custo do produto é mais elevado, porém, em alguns casos, a redução no consumo de energia e a redução de riscos de acidentes de trabalho tornam esse custo aparentemente maior bastante viável.

4) Uso de antiespumantes em formulações tradicionais:

Este seria o último recurso que indicaríamos, sobretudo quando a formulação for cáustica ou ácida, pois muitos antiespumantes não apresentam estabilidade nesses meios. Além disso, os antiespumantes acabam agregando um custo à formulação que poderia estar sendo direcionado para a escolha de um tensoativo de baixa espumação. Por serem emulsões, também podem prejudicar a estabilidade da formulação, reduzindo sua solubilidade e demandando o uso de outros ingredientes para corrigir esse inconveniente, agregando mais custo que não tem função dentro do escopo e da função do produto.

Agora, existem casos em que o uso de antiespumante é necessário por definição, como é o exemplo da limpeza CIP na indústria de leite e algumas bebidas. Mas esse tema detalharemos a seguir, quando tratarmos de limpeza CIP mais adiante.

Confira sugestões de formulações de:

• Detergente Baixa Espuma para Máquinas de Lavar Louças
• Secante para Máquinas de Lavar Louças
• Desengraxante Industrial Baixa Espuma
• Limpa Pisos Baixa Espuma 

Detergente enzimático

Além dos detergentes baixa espuma e suas questões com a bomba dos equipamentos, há também outros tipos de produtos que utilizam cubas ultrassônicas (emissão de ondas que promovem a remoção das sujeiras). A presença de espuma reduz o impacto das ondas ultrassônicas, diminuindo a performance de limpeza. Um dos produtos mais utilizados em cubas são os detergentes enzimáticos de uso profissional.

Neste caso, o sistema de formulação utilizado é baseado em tensoativos combinados com enzimas, de forma geral proteases, lipases, amilases e carboidrases. Esse tipo de formulação não pode conter alcalinidade ou acidez altas, pois desnaturam as enzimas e prejudicam os instrumentais a serem limpos. Além disso, necessita de cuidados para que se consiga estabilizar as enzimas, de forma que estejam ativas no momento da aplicação. 

O tensoativo mais utilizado no Brasil para esse tipo de formulação é o Berol LFG 61, além de alguns EO/POs e, mais recentemente, o Isogen SE 32, um produto lançado há não muito tempo no mercado nacional. O Berol LFG 61 e o Isogen SE 32 facilitam muito o ajuste da formulação, pois as opções de hidrótopos, neste caso, são limitadas.

Quer saber mais sobre esse tipo de formulação? Clique aqui e baixe o PDF com uma formulação sugestiva da Macler. 

Limpeza CIP

Ainda, como um último caso de limpeza com baixa espuma, mas não menos relevante, temos os produtos utilizados nos processos de limpeza CIP, que geralmente são divididos entre alcalinos (cáusticos) e ácidos. Apesar de também sofrerem com a questão da espuma devido ao bombeamento, vale o destaque por ser um processo completamente distinto dos demais. A seguir, podemos esclarecer o que é o processo e cada caso especificamente. 

A limpeza CIP (Clean in Place) é um processo automatizado de higienização utilizado em indústrias, especialmente na produção de alimentos e bebidas, para limpar equipamentos e tubulações sem a necessidade de desmontagem. O processo envolve a circulação de soluções de limpeza (detergentes e desinfetantes) e água, em temperaturas e fluxos controlados, para remover resíduos e contaminantes. 

Os passos geralmente empregados nesse tipo de limpeza são os seguintes:

1) Limpeza Alcalina: 

O objetivo da etapa da limpeza alcalina no processo de limpeza CIP é “arrancar” principalmente as sujidades gordurosas e proteicas que ficam aderidas às paredes das tubulações com o passar do tempo. Este tipo de limpeza é um ótimo caso para entender, na prática, o Círculo de Sinner, pois, como não se pode esfregar, a ação química, a concentração, a temperatura e o tempo de contato são os fatores-chave para o sucesso desse tipo de processo.

Cada tipo de indústria tem uma certa especificidade de sujeira. Na indústria leiteira, por exemplo, as tubulações ficam com muita gordura, proteína e muito cálcio, o que dificulta ainda mais. No entanto, justamente por ser o ingrediente alcalino mais reativo, a soda cáustica é o ingrediente mais utilizado em todas elas. Sua reatividade, nesse tipo de processo, é ainda maior, pois geralmente se trabalha com soluções aquecidas, podendo chegar até 90 °C durante o processo de limpeza. Não é raro, principalmente pela presença de íon cálcio, utilizar EDTA ou algum sequestrante em conjunto com a soda cáustica para maior performance.

O uso de tensoativos de baixa espuma também é bastante recomendado para a melhora da performance de limpeza. Mas atenção: embora a soda isoladamente não provoque a formação de espuma, vimos acima que ela reage com as gorduras formando sabões. Logo, durante a limpeza CIP há formação de sabão, apresentando grande potencial de formação de espuma no processo. Então, além da escolha por um tensoativo de baixa espuma, faz-se necessário o uso de um antiespumante. Tanto o tensoativo quanto o antiespumante são geralmente adicionados como aditivos à solução de soda cáustica, pois os antiespumantes não têm boa compatibilidade com soda em alta concentração, e formulações prontas já contendo tensoativo costumam agregar muito custo.

Ainda sobre o uso de tensoativos nesta aplicação, eles não têm tanta função de limpeza efetiva como nas aplicações acima. A principal função aqui é reduzir a tensão superficial da solução de limpeza para que ela consiga penetrar mais profundamente na sujeira e nas possíveis fissuras e ranhuras das paredes das tubulações e equipamentos, sobretudo em locais onde existem registros, conexões e soldas.

Entre algumas opções de tensoativos, a Macler destaca duas opções de seu portfólio que são comumente aplicadas para esses casos: o Isogen SE 32, produto de fabricação própria, e o Berol LFG 61, fabricado pela Nouryon, multinacional holandesa distribuída pela Macler no território brasileiro. Ambos os produtos têm altíssima estabilidade em meios fortemente cáusticos.

2) Limpeza Ácida:

No caso da limpeza ácida, ela tem o propósito de dissolver depósitos e incrustações minerais, mais comumente depósitos ricos em cálcio, muito presentes na indústria leiteira, por exemplo. A escolha do tipo de ácido a ser usado depende muito do tipo de superfície que está sendo limpa. Se quiser saber mais sobre isso, clique neste link.

Assim como na limpeza alcalina, o uso de tensoativos de baixa espuma é aconselhável para o aumento da performance de limpeza, pois ajudará o ácido a penetrar mais profundamente na sujeira. Além disso, muitas vezes é desejável também o uso de agentes inibidores de corrosão, protegendo a superfície limpa do ataque do ácido em questão.

Aqui se destaca o uso de algumas aminas graxas etoxiladas, como é o caso dos produtos Ethomeen T25 e Ethoquad T25, fabricados pela Nouryon. Outros tensoativos da classe das aminas graxas terciárias ou quaternárias etoxiladas de sebo ou de coco, com outros graus de etoxilação, também podem ser utilizados. Neste caso, essas aminas fazem tanto o papel de inibidor de corrosão quanto de tensoativos; porém, todas elas provocam a formação de espuma. Por isso, o uso de um antiespumante como aditivo no momento da limpeza é fundamental.

Outro fator que contribui bastante para a limpeza CIP, tanto alcalina quanto ácida, é o uso de agentes dispersantes, sendo o Poliacrilato de Sódio 40% uma das melhores opções.

Reunir, em um único texto, tudo o que envolve formulações de baixa espuma é uma tarefa desafiadora e tornaria este artigo ainda mais extenso. Buscamos apresentar aqui os principais pontos relacionados ao tema, de forma objetiva e aplicada. 

Para aprofundar discussões ou apoiar demandas específicas de desenvolvimento, a Macler conta com um time de especialistas em seu SmartLab, pronto para atender seus clientes e contribuir com soluções técnicas sob medida.