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 S311A. Universidad de los Andes. [4] Dominguez Garcia J.J Tensioactivos y Detergencia, Editorial Dossat, Madrid – España.