análisis fisicoquímico y de desempeño de formulaciones en...
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Universidad de Carabobo
Facultad Experimental de Ciencias Y Tecnología
Departamento de Química
Informe de Pasantías
Análisis fisicoquímico y de desempeño de formulaciones en
Planta Piloto de APC-Limpieza
Tutor empresarial:
Ing. Liana Purroy
Tutor Académico:
Nancy Salinas
Elaborado por:
José M. Castillo Ch. C.I. 17.892.237
Naguanagua, de noviembre de 2013
Resumen
Por un período de 12 semanas fueron realizadas las pasantías en Alimentos Polar
Comercial C.A - Planta Limpieza, en el área de Planta Piloto bajo la supervisión de
la gerencia de Desarrollo. Dentro de las actividades realizadas están el análisis
fisicoquímico y de desempeño de productos terminados ya sea de la competencia
o de nuestra marca, así como también a formulaciones nuevas, estos productos
pueden ser lavaplatos, jabones, desmanchadores o detergente en polvo y líquido;
dentro de los análisis fisicoquímico esta la medición de pH, humedad, % de
ingredientes activos, viscosidad y dureza. Los desempeños evaluados van según
el producto si se trata de un detergente en polvo o liquido se evalúan el índice de
percudido y de blancura, poder de transferencia de color y poder de remoción de
manchas que son generadas a diarios por los consumidores, por otra parte está el
desempeño de desmanchadores la cual se evalúa el poder de remoción de
manchas tales como: grama, chocolate, cacao, lápiz labial, vino tinto y diversos
tipos de aceite, en el caso de lavaplatos esta la prueba de miniplatos,
determinación de nivel de espuma, etc.
El día a día de esta gerencia es la innovación y el desarrollo de nuevos producto
atendiendo la necesidad del consumidor, por lo que son generados solicitudes de
formulaciones ya sea para mejorar el producto existente (continuidad operativa) o
el desarrollo de nuevos proyectos, permitiendo relacionar los conocimientos
obtenidos en clases con el ámbito laboral a su vez afianzando las destrezas en el
laboratorio.
Objetivos
General:
Llevar a cabo actividades inherente al área de planta piloto, adscrita a la
Gerencia de Desarrollo de APC-Planta Limpieza ubicado en Valencia edo.
Carabobo.
Específicos.
Determinación de riesgos asociados a la Planta Piloto a través de las
inspecciones de seguridad, obteniendo así 100% de operación
segura.
Evaluación de materia prima y de productos terminados.
Formulación de productos de limpieza de la ropa y del hogar.
Descripción y ubicación de la empresa:
Alimento Polar Comercial, C.A.
Empresa perteneciente a la corporación de Empresas Polar con más de 70
años en el mercado, cuya actividad productiva se centra en el sector de
alimentos, bebidas y otros ramos.
Dentro del portafolio de Alimentos Polar está la producción Jabones de
lavar, detergente líquido y polvo, suavizantes y lavaplatos en pasta y
líquidos. Estos productos son fabricados en Planta Limpieza ubicado en la
Zona industrial Municipal Sur II de Valencia Edo. Carabobo.
Misión
"Satisfacer las necesidades de consumidores, clientes, compañías vendedoras,
concesionarios, distribuidores, accionistas, trabajadores y suplidores, a través
de nuestros productos y de la gestión de nuestros negocios, garantizando los
más altos estándares de calidad, eficiencia y competitividad, con la mejor
relación precio/valor, alta rentabilidad y crecimiento sostenido, contribuyendo
con el mejoramiento de la calidad de vida de la comunidad y el desarrollo del
país”.
(Empresas Polar, 2010).
Visión
“Seremos una corporación líder en alimentos y bebidas, tanto en Venezuela como
en los mercados de América Latina, donde participaremos mediante adquisiciones
y alianzas estratégicas que aseguren la generación de valor para nuestros
accionistas. Estaremos orientados al mercado con una presencia predominante en
el punto de venta y un completo portafolio de productos y marcas de reconocida
calidad. Promoveremos la generación y difusión del conocimiento en las áreas
comercial, tecnológica y gerencial. Seleccionaremos y capacitaremos a nuestro
personal con el fin de alcanzar los perfiles requeridos, lograremos su pleno
compromiso con los valores de Empresas Polar y le ofreceremos las mejores
oportunidades de desarrollo”.
(Empresas Polar, 2010).
Valores
Integridad: hacer lo correcto
Excelencia: elegir lo mejor
Pasión por el bien: de corazón
Alegría: con una sonrisa
Fundamentos Teóricos
Surfactantes:
Es una sustancia cuya estructura (anfifílica) posee una cabeza polar
(hidrofílico) y una cola apolar (hidrófobo), que cuando está presente en baja
concentración en un sistema tiene la propiedad de adsorber en la superficie
o interfaces del sistema, alterando notablemente la tensión superficial o
energías libres interfaciales de las superficies (o interfaces) [1]. El término
interfaz indica una frontera entre dos fases inmiscibles, el término superficie
denota una interfaz en la que una fase es un gas, normalmente aire [2].
Por consiguiente, un tensoactivo es una sustancia que a bajas
concentraciones adsorbe en algún o todas las interfaces en el sistema y
cambia de manera significativa la cantidad de trabajo requerida para
expandir dichas interfaces. Los surfactantes generalmente actúan para
reducir la energía libre interfacial del sistema.
La adsorción de surfactantes iónicos permite producir un efecto antiestático.
Si el balance de cargas adsorbidas no alcanza la neutralidad, las
superficies tienden a repelerse, lo cual constituye un mecanismo de
estabilización de sistemas dispersos. El impedimento estérico producido por
moléculas de surfactante adsorbidas puede ser también responsable de la
estabilización de muchos sistemas dispersos [3].
Cuando una estructura anfifílica es disuelta en un solvente, el grupo
liofóbico puede distorsionar la estructura del solvente, aumentando la
energía libre del sistema. Cuando esto ocurre, el sistema responde para
minimizar el contacto entre el grupo liofóbico y el solvente. En el caso de los
surfactantes disueltos en medio acuoso, el grupo liofóbico distorsiona la
estructura del agua (por ruptura de los enlaces de hidrogeno entre las
moléculas de agua). Como resultado de esta distorsión, algunas moléculas
de surfactantes migran a la interface del sistema, con sus grupos orientados
de tal forma de minimizar el contacto con las moléculas de agua. La
superficie del agua se cubre con una capa de moléculas de surfactante con
su grupo hidrofóbico orientado hacia el aire [2-3].
En efecto, varias moléculas de aire son esencialmente de naturaleza no
polar, al igual que el grupo hidrofóbico, esta disminución en la semejanza
de las dos fases en contacto, trae como resultado una disminución de la
tensión superficial del agua. De otra manera, la presencia de un grupo
liofílico previene que el surfactante sea expelido completamente del
solvente como una fase separada, requiriendo la deshidratación del grupo
hidrofílico. La estructura anfifílica del surfactante, causa no sólo un aumento
de la concentración del surfactante en la superficie y la reducción de la
tensión superficial del agua, sino también la orientación de la molécula en la
superficie con su grupo hidrofílico en la fase acuosa y su grupo hidrofóbico
orientado hacia su interior.
Tipos de Surfactantes:
El grupo hidrofóbico es generalmente una larga cadena de hidrocarburo
residual, el grupo hidrofílico es un grupo altamente polar o iónico.
Dependiendo de la naturaleza del grupo hidrofílico, los surfactantes son
clasificados como:
a.- Aniónicos. La parte hidrofílica de la molécula tiene una carga negativa
como por ejemplo, RCOONa (jabón), RC6H4SO3Na (alquil bencen
sulfonato).
b.- Catiónico. La parte hidrofílica de la molécula tiene carga positiva, como
por ejemplo el RNH3Cl (sal de amina cuaternaria).
c.- No iónico. La parte hidrofílica de la molécula no posee carga, como por
ejemplo el RCOOCH2CHOHCH2OH (ácido graso de cadena larga
monoglicéridos)
d.- Anfóteros. Presentan ambas cargas en la porción activa de la molécula
de surfactante, como por ejemplo el RNH2+CH2COO- (cadena larga de
amino acido).
Estimación de poder detergente:
Los estudios sobre este tipo de ensayo son muy numerosos y poco
concordantes, puesto que es preciso normalizar el aparato de lavado, el tejido
sucio que debe lavarse, las condiciones experimentales de lavado y la forma de
calcular el poder detergente. El equipo mayormente usado es el tergotometro, este
imita el movimiento de la paleta de una lavadora doméstica, consta de cuatro
agitadores que realizan movimientos dentro de un recipiente de dos litro,
introducidos en un baño termostático. Otro material necesario para la estimación
de poder detergente es el tejido sucio que son especialmente preparados por
Organismos oficiales o Entidades privadas de acuerdo con normas rigurosamente
establecidas.
Determinación del poder detergente:
El poder detergente se determina mediante medidas de la cantidad de
luz reflejada por los tejidos lavados. Estos valores se determinan, para
distintas longitudes de onda, en un reflectometro sensible. El valor es
determinado con la siguiente formula:
D= 100 (Rl - Rs) / (Ro – Rs)
Donde: Rl= Reflectancia de la muestra lavada.
Rs= Reflectancia de la muestra sucia.
R0= Reflectancia de la muestra patrón.
Ensayos sobre el lavado de vajillas
El método más usado consiste en dejar caer la disolución del
detergente, en el recipiente donde se han de limpiar los platos, desde
una cierta altura, formándose una capa de espuma. Los platos
previamente ensuciados de manera artificial siguiendo las normas
concreta, se van limpiando uno a uno con un cepillo especial, hasta que
desaparezca la espuma. El resultado se expresa por el número de
platos limpiados hasta dicho momento.
Principales tipos de formulaciones detergentes
Este se divide en 4 grupos:
1. Detergentes para el lavado doméstico a máquina.
2. Detergente para lavado a mano de vajillas.
3. Detergente para limpieza de superficies duras que no sean de
las de los componentes de las vajillas.
4. Detergente para máquinas lavavajillas.
Se dará una breve descripción de las dos primeras ya que son las formulaciones
elaboradas en el periodo de pasantía.
Detergente para el lavado doméstico a máquina
Actualmente vienen en presentación de polvo o líquido, son
formulaciones muy complejas, cuya preparación debe ser muy
cuidadosa. Generalmente están formados por uno o varios
tensioactivos, diversos coadyudante, agentes de antiredeposición,
blanqueante, inhibidor de corrosión, auxiliar de presentación y
perfume, otros ingrediente que se pueden incorporar son etanol,
blanqueantes químico que desprenda oxígeno, bórax, enzimas,
suavizantes de tejidos y agente control de espuma.
Detergente para lavado de vajillas a mano
Estas detergentes viene en presentación de pasta o líquido, dentro
de su requerimiento esta la capacidad para eliminar suciedades
alimentarias, dar suavidad a la piel de manos, poseer elevado poder
espumante y alta estabilidad de espuma, así como facilitar mucho el
enjuagado.
Cronograma de actividades:
Descripciones de las actividades:
Programa de Gestión Proactiva de Seguridad.
Con el fin de mantener una “Operación 100% segura”, mensualmente se realiza la
inspección del lugar de trabajo tales como el estado de los lava ojos, ducha de
seguridad extintores, salidas de emergencia, kit anti derrame, etc. Además de esto
se realiza la observación de comportamiento durante la jornada laboral como por
ejemplo a los conductores de montacargas, los implemento de seguridad que usan
para montar o desmontar equipos, etc. y por último se dicta una charla de
seguridad al equipo de trabajo.
Revisión de Ficha Técnica y Hojas de Seguridad.
Esta revisión se realiza con el fin de mantener actualizado las hojas de seguridad
asegurando que estén en el idioma español para que pueda ser usado por
cualquier persona, a su vez cumpliendo con la nueva normativa de auditoría
ambiental mensual.
Formulaciones de productos.
Este depende de la presentación del producto, si es líquido se usa un mezclador,
en productos pasta o polvo se usa el mezclador de pasta y si es en barra se usa la
extrusora. la fórmula es envía por el equipo de trabajo ya sea una nueva
formulación, prueba de materia prima o para continuidad operativa.
Las materia prima son mezclado siguiendo un orden y una proporción, la velocidad
de la agitación y la duración es muy importante para tener un buen producto final,
todo formulado se deja en observación.
Análisis Fisicoquímico.
Este análisis es realizado a todos los productos finales ya sea de la marca Las
Llaves como los de la competencia, dentro de los análisis están determinación de
viscosidad realizado por un viscosímetro brookfield, el % de humedad usando un
equipo Ohaus, el pH, la dureza usando el penetrometro, un colorímetro Hunter
Lab para determinar el poder de detergencia, cantidad de ingredientes activo
determinado mediante titulación volumétrica mediante la formación de complejo
entre el surfactante y el azul de metileno, también se realizó análisis de ácidos
grasos, % de solubles e insolubles ya sea en agua o en alcohol mediante
gravimetría.
Medidor de humedad pHmetro penetrometro Colorímetro Viscosímetro
Análisis de desempeño.
Este análisis se realiza tanto para análisis de la competencia así como a todas las
formulaciones y/o productos Las Llaves, en cuanto a detergente para ropa se usa
el tergotometro para realizar el lavado de las telas según el análisis y luego es
analizado en el colorímetro obteniendo así el índice de blancura, percudido,
transferencia de color y poder de detergencia en caso de remoción de manchas.
Para el desempeño de lavaplatos, se usa el método descrito en los fundamentos
teóricos la cual consiste en lavar mini platos previamente ensuciados con restos
de comidas, otro análisis que se realiza a los lavaplatos es el nivel de espuma
estática que consiste en medir en cm la cantidad de espuma formada de una
solución de lavaplatos.
Tergotometro
Conclusiones y Recomendación
• Las charlas recibida al inicio de las pasantías fue de gran importancia,
permitiendo el manejo de equipos de trabajo previniendo de esta manera
accidentes y garantizar una operación 100% segura mediante la inspección
del área de trabajo y observación de comportamientos.
• Las formulaciones requeridas por el equipo de trabajo fueron realizadas en
el tiempo establecido por lo que permitió tomar decisiones y dar respuesta
oportuna ante cada situación.
• APC- Limpieza establece la continuidad operativa de su planta,
garantizando la calidad de sus productos, para ellos se requiere realizar
una serie de análisis de desempeños y fisicoquímico por cada cambio
realizado dentro de la Gerencia de Desarrollo.
• Se observó el trabajo en equipo de esta gerencia haciendo mas ameno el
ambiente de trabajo.
• Se recomienda disminuir la acumulación de productos y mantener el orden
de los estantes y/o rack facilitando así el cumplimiento de la nueva
normativa de auditoría ambiental mensual.
Bibliografía
[1] Myers, D., Surfactants Science and Technology. John Wiley and Sons: New York,
2006.
[2] Rosen, M. J. Surfactants and Interfacial Phenomena. John Wiley and Sons: New
York, 2004.
[3] Jean-Louis SALAGER. El mundo de los surfactantes. (1992). Cuaderno firp S311-
A. Universidad de los Andes.
[4] Dominguez Garcia J.J Tensioactivos y Detergencia, Editorial Dossat, Madrid –
España.