Avaliação de Lava-Roupas Líquido Produzido a Partir de Sabão Proveniente de Óleo de Algodão Residual

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O Brasil é o quarto maior mercado de produtos de limpeza do mundo, estando a sua frente apenas Estados Unidos, China e Japão (SEBRAE, 2018). No setor de limpeza, os produtos para a lavagem de roupa são os que mais se destacam, sendo responsáveis pelo emprego da maior parte de tensoativos aniônicos produzidos no país (H&C, 2009; BNDS, 2014). A crescente preocupação dos consumidores com os impactos ambientais e a sustentabilidade tem conduzido a indústria a busca constante de formas que minimizem os riscos de degradação. Mais de 90% dos detergentes comercializados são obtidos quimicamente, a partir de matéria-prima proveniente de petróleo, ou seja, não renováveis, e não são, em alguns casos, biodegradáveis, tendo por isso, significativo impacto ambiental, principalmente na contaminação de águas (RAMALHO, 2016). Paralelamente, os óleos vegetais usados em processos de frituras diariamente em lares, indústrias e comércios perdem sua qualidade devido a degradação térmica e oxidativa, gerando um resíduo poluente ao ambiente (MARTINS, 2009; LEAL, BÁGIO, 2017). Esse resíduo, ao ser descartado indevidamente em sistemas de esgoto e corpos d’água contribui para o aumento de custo do tratamento da água (OLIVEIRA, 2011). Dessa forma, recomenda- se sua utilização como matéria-prima em diversos processos, destacando-se a produção de sabão, por ser um procedimento simples e barato (SILVA, PUGET, 2010). Alguns parâmetros são importantes para os consumidores na avaliação de qualidade de uma lava-roupas, como viscosidade e formação de espuma, pois acreditam que essas características sejam indicadores de um produto mais econômico e eficaz (HENRIQUE, 2017). Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar as características físico-químicas e a eficiência de lavagem apresentada por um lava-roupas líquido sustentável formulado a base de sabão, obtido a partir da saponificação de óleo de algodão residual. Os resultados foram comparados aos valores apresentados por dois lava-roupas comerciais consolidados no mercado brasileiro.

Materiais: Óleo Residual: Utilizou-se óleo de algodão residual de processo de fritura cedido pela TOP Batata Chips; Lava-Roupas Líquidos Comercial: Foram adquiridos em mercado local e utilizados para fins comparativos sem tratamento adicional. Amostra A (marca multinacional líder no mercado brasileiro); Amostra B (marca nacional, muito utilizado no mercado brasileiro). Reagentes: cloreto de sódio (Qhemis) pureza 99%; conservante antimicrobiano (BHD-208, Ipel); essência (DP-COTTON MB, Biofragane); hidróxido de potássio PA (Synth) pureza 85%. Equipamentos : Agitador Mecânico (715 / FISATOM). Métodos: Reação de Saponificação: Para obtenção do sabão, utilizou-se a quantidade de álcali obtida no índice de saponificação. Mediu-se, 22,35 g de hidróxido de potássio e dissolveu-se em 22,35 mL de água destilada. Mediu-se, 100 g de óleo. Verteu-se a solução alcalina no óleo e manteve-se a mistura em agitador mecânico (1000 rpm) por 15 min. pH: Mergulhou-se o eletrodo em solução 10% (m.v-1) do lava-roupas e anotou-se o valor mostrado no aparelho. Repetiu-se para todos os lava-roupas. Viscosidade: Para esta determinação nivelou-se o tripé e bloqueou-se o orifício do viscosímetro. Em seguida, encheu-se o copo Ford n° 4. O cronômetro foi acionado no instante em que o orifício do viscosímetro era aberto e foi desativado na primeira interrupção do fluxo, anotando-se o tempo, a partir do qual, calculou-se a viscosidade cinemática utilizando-se a equação V_c= 3,846t-17,30, onde V_c= Viscosidade cinemática (mm²s^-1) e t=tempo (s). Teste de Estabilidade de Espuma:Este foi realizado com base na metodologia descrita por Amaral (2008). Mediu-se 1 g de lava-roupas e em seguida, adicionou-se 100 mL de água destilada, misturando até solubilização. Na sequência, manteve-se a mistura em agitador mecânico (5000 rpm) por 10s a temperatura ambiente. Após esse tempo, mediu-se a altura da espuma e aguardou-se 5 min para aferir-se novamente. O processo foi realizado em triplicata. A partir da altura encontrada, calculou-se o volume da espuma, utilizando a fórmula V=π×r²×h, onde V= volume (cm³), r= raio do béquer (cm) e h= altura da espuma (cm).Desempenho de Lavagem: Como não há teste padrão para a realização dos ensaios de lavagem, os testes foram baseados no trabalho desenvolvido por MARTINS (2009). Sujaram-se 3 pedaços de algodão (144 cm2), com 5 g de molho ketchup, 5 mL de vinho e 5 mL de suspensão de terra, mantendo-se em temperatura ambiente por 5 dias para secagem. Em seguida, foram lavados em máquina de lavar (Consul) programada no nível de água 1 “extra baixo” e ciclo “rápido: economia de energia”, usando-se 25 mL de lava-roupas. Após a lavagem, os tecidos foram mantidos em temperatura ambiente para secagem. Realizou-se o procedimento para cada lava-roupas em duplicata. Fotografou-se cada tecido cada tecido, antes e após as lavagens.

Características Físico-Químicas: Na tentativa de que o produto se aproximasse dos lava-roupas de mercado e por isso apresentasse características desejadas pelo consumidor, desenvolveu-se uma formulação contendo, além do sabão proveniente de óleo residual, espessante (NaCl), conservante antimicrobiano e essência, conforme demonstrado na Tabela 1. Para obter-se um lava-roupas com características semelhantes aos comercializados no mercado, inicialmente realizaram-se análises de pH e viscosidade em dois lava-roupas referências no mercado brasileiro (amostras A e B). Os resultados obtidos podem ser observados na Tabela 2. Estes testes tiveram a finalidade de dispor dados a respeito das características dos lava-roupas comercializados, a fim de se comparar os resultados encontrados com o apresentado pelo lava-roupas formulado a base de sabão. Verificou-se pelos valores de pH dos lava-roupas comerciais (Tabela 2), que ambas as amostras são levemente alcalinas, com pH próximos a 8,0. Para o sabão lava-roupas formulado, observou-se pH de 10,34, ou seja, mais alcalino que dos produtos comerciais. Entretanto, não foi possível corrigir-se o pH, a fim de aproximá-lo dos valores apresentados pelos lava-roupas comerciais, uma vez em que a adição de ácido ocasionaria o deslocamento do equilíbrio da reação de saponificação, resultando em sua reversibilidade e precipitação do sal. Estes resultados se assemelham aos encontrados por outros autores (MARTINS, 2009; ALBINO, 2016), ao formularem lava-roupas nos quais o ativo empregado também foi um sabão. Acreditasse que essa alcalinidade se deva ao fato de que o sabão é um sal com caráter básico, já que é oriundo da reação entre base forte e ácido fraco, e por isso, em meio aquoso, se ioniza e libera radicais hidroxilas, tornando o pH da solução alcalino. Em paralelo, na Tabela 2 observou-se que o lava-roupas formulado apresentou valor de viscosidade intermediário entre os encontrados para os lava-roupas A e B, indicando que esta característica está dentro da faixa pré-estabelecida comercialmente. Essa análise é relevante, pois no caso de detergentes, este é um parâmetro considerado importante, visto que o consumidor acredita que quanto maior a viscosidade mais eficaz e econômica é o produto (HENRIQUE, 2017).Estabilidade de Espuma: Outro parâmetro considerado importante para os consumidores na avaliação de qualidade de um lava- roupas é a formação de espuma, entretanto, alguns detergentes não formam espumas, mas possuem alto poder de limpeza (HENRIQUE, 2017). O teste de estabilidade de espuma realizado permitiu a avaliação do poder espumante do lava-roupas formulado comparado as duas marcas comerciais. O resultado deste teste encontra-se no Figura 1.Observa-se que, o poder espumante do lava-roupas formulado com o sabão mostrou-se inferior comparado aos resultados encontrados para as amostras comerciais. Este resultado mostra-se similar ao apresentado na formulação desenvolvida por Martins (2009) que também usou sabão como ativo. Entretanto, frente aos lava-roupas comerciais, o produto formulado apresentou menor variação em estabilidade de espuma, pois houve apenas decréscimo de 6,35% de seu volume. Acredita-se que o baixo poder espumante do lava-roupas formulado com sabão possa ser justificado pelo maior comprimento da cadeia carbônica da molécula do sabão (em geral de 16 a 18 carbonos), que diminui sua solubilidade em água e, portanto, sua tendência a formação de espuma. Já para os ativos de detergente, em geral, esta cadeia é menor são apenas 12 carbonos. Os melhores sabões espumantes são produzidos com óleo de coco, pois este óleo é composto em sua maioria de ácidos graxos com 12 átomos de carbono (HENRIQUE, 2017). Para as amostras de lava-roupas comerciais, é possível notar que, a amostra B apresentou maior poder espumante que o da amostra A. Contudo, sua estabilidade de espuma foi menor, visto que houve decréscimo de 38,62% em seu volume de espuma após repouso. Além do comprimento de cadeia, o poder espumante destes detergentes está relacionado também com a adição em suas formulações de reforçadores e estabilizantes de espuma (HENRIQUE, 2017).Teste de Lavagem: Os resultados dos testes de lavagem (Figura 2) possibilitaram a comparação entre o desempenho de lavagem da formulação desenvolvida com o sabão em relação aos lava-roupas comerciais. Observou-se que, tanto o lava-roupas formulado com o sabão, quanto os lava-roupas comerciais, não foram capazes de limpar complementarmente os tecidos nas condições de teste. Entretanto, a remoção incompleta da sujeira não influenciou na avaliação da limpeza, visto que, todos os lava-roupas foram testados nas mesmas condições. Além disso, deve-se considerar que, os tipos de sujeiras empregadas requerem esforço para serem removidas por completo durante as lavagens reais. Comparando-se as fotografias dos tecidos sujos, antes e após a lavagem (Figura 2), nota-se similaridade na eficiência de remoção das sujidades entre o lava-roupas formulado com o sabão e os comerciais. Observou também, que há maior facilidade destes produtos em remover sujeiras líquidas, como o ketchup e o vinho, do que sujeiras mais sólidas, como a suspensão de terra. A formulação desenvolvida não apresentou formação de espuma durante os testes de lavagem. Assim como já havia sido observado no teste de espuma, o lava-roupas formulado com sabão apresentou baixo poder espumante. Em contrapartida, os lava-roupas comerciais apresentaram grande formação de espuma, o que pode influenciar o processo de limpeza, visto que a camada de ar criada pela espuma interfere no processo, o que dificulta a agitação mecânica (MARTINS, 2009). Nesse contexto, a formulação com sabão mostrou-se com boa eficiência de limpeza e, sua baixa produção de espuma.

Tabelas 1 e 2.

Figuras 1 e 2

ALBINO, C. T. S. Produção de sabão líquido a partir de óleo alimentar usado para utilização na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. 2016. 59f. Tese (Mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente) - Universidade de Lisboa, 2016. Disponível em: https://repositorio.ul.pt/bitstream/10451/25659/1/ulfc120699_tm_C%C3%A1tia_Albino.pdf. Acesso em: 3 de março de 2020.

AMARAL, M. H. et al. Foamability of Detergent Solutions Prepared with Different Types of Surfactants and Waters. J. Surfact Deterg., v. 11, p. 275–278, 2008.

BNDS (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social). Potencial diversificação da indústria química brasileira, Relatório 4: Tensoativo. Chamada Pública BNDES/FEP n°3/2011, Rio de Janeiro, nov de 2014. Disponível em: htttp://www.bndes.gov.br.

HENRIQUE, S. M. Produção de detergente lava-louças através do reuso de subproduto em uma indústria de domissanitários. 2017, 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Química) - Universidade do Sul de Santa Catarina. Tubarão, 2017. Disponível em: https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/4116. Acesso em: 3 de março de 2020.

HOUSEHOLD&COSMÉTICOS. Mais tecnologia, menos esfrega-esfrega. In: Revista H&C, n° 58, nov/dez de 2009. Disponível em: http://www.freedom.inf.br/revista/HC58/destsazo_household.asp.

LEAL, F. H. P. N; BÁGIO, J. R. Estudo da degradação térmica do óleo de algodão submetido a processo de fritura. 2019, 42 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Alimentos) - Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2017. Disponível em: http://repositorio.furg.br/handle/1/7981. Acesso em: 3 de março de 2020.

MARTINS, F.V. Estudo da qualidade e eficiência de lava-roupas desenvolvido usando sabão obtido da saponificação do óleo de fritura residual em comparação com marcas comerciais. 2009, 70 f. Trabalho de Conclusão (Química Industrial) - Universidade Estadual de Goiás, Anápolis/GO, 2009. Disponível em: https://www.docsity.com/pt/qualidade-e-eficiencia-de-lava-roupas-usando-sabao-do-oleo-de-fritura-residual/4723899/. Acesso em: 3 de março de 2020.

OLIVEIRA, T. M. S. Investigando as condições de produção de sabão a partir de óleo usado em uma associação de mulheres da expansão do setor “O” da Ceilândia. 2011, 38 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) - Instituto de Química, Universidade de Brasília, 2011. Disponível em: https://bdm.unb.br/handle/10483/1730. Acesso em: 3 de março de 2020.

RAMALHO, R. Detergentes Verdes vencem a categoria de Investigação do Green Projects Awards. Comunicado de imprensa. Programa MIT Portugal. Lisboa, 11 de janeiro de 2016. Disponível em: https://www.ulisboa.pt/noticia/detergentes-verdes-vencem-green-projects-awards. Acesso em: 05 de novembro de 2019.

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Acesso em: 24 de outubro de 2018.

SILVA, B. G.; PUGET, F. P. Sabão de sódio glicerinado: produção com óleo residual de fritura. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.6, N.11; p. 1-15, 2010.

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