Detergente para roupas

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Antecedentes

Os primeiros sabonetes eram fabricados na antiguidade por meio de uma variedade de métodos, mais comumente fervendo gorduras e cinzas. Arqueólogos escavando sítios na antiga Babilônia encontraram evidências de que esses sabonetes eram usados ​​desde 2800 a.C. No século II d.C., os romanos estavam fazendo sabão regularmente, que provavelmente haviam começado a produzir ainda antes.

Na Europa, o uso de sabonete diminuiu durante a Idade Média. No entanto, por volta do século XV, seu uso e fabricação foram retomados, e um sabonete à base de azeite produzido em Castela, na Espanha, estava sendo vendido em muitas partes do mundo conhecido. O sabão de castela, que ainda está disponível hoje, manteve sua reputação de produto de alta qualidade.

Durante o período colonial e o século XVIII, os americanos fizeram seu próprio sabonete em casa, onde a maioria continuou a produzi-lo até que a fabricação de sabonete deixou de ser usada para se tornar uma indústria na década de 1930. O primeiro detergente, ou sabonete artificial, foi produzido na Alemanha durante a Primeira Guerra Mundial. Em 1946, apareceu o primeiro detergente fabricado, contendo um surfactante (um agente de ação superficial ou sabão) e um construtor (um produto químico que melhora o desempenho do surfactante, além de tornar o processo de lavagem mais eficaz de outras maneiras). Impulsionado pela prosperidade econômica e pelo desenvolvimento de máquinas de lavar relativamente baratas na esteira da Segunda Guerra Mundial, as vendas de detergentes dispararam; em 1953, eles haviam ultrapassado as vendas de sabonetes nos Estados Unidos.

Matérias-primas

Embora as pessoas comumente se refiram ao detergente para a roupa como "sabão", ele é, na verdade, uma combinação sintética que funciona de maneira muito semelhante ao sabão, com algumas melhorias importantes. O sabão limpa porque cada molécula de sabão consiste em uma cadeia de hidrocarbonetos e um grupo carboxílico (ácidos graxos) que desempenham duas funções importantes. A extremidade carboxilato da molécula de sabão é hidrofílica, o que significa que é atraída pela água, enquanto a extremidade hidrocarboneto da molécula é tanto hidrofóbica (repelida pela água) quanto atraída pelo óleo e graxa na sujeira. Enquanto a extremidade hidrofóbica de uma molécula de sabão se liga à sujeira, a extremidade hidrofílica se liga à água. A sujeira presa à extremidade carboxilato da molécula é quimicamente arrastada das roupas que estão sendo limpas e vai para a água de lavagem. Agitar e enxaguar adequadamente as roupas favorece o processo de limpeza.

A maior dificuldade em usar sabão para limpar roupas aparece quando ele é usado em água dura - água rica em minerais naturais como cálcio, magnésio, ferro e manganês. Quando esses produtos químicos reagem com o sabão, eles formam uma coalhada insolúvel chamada de precipitado. Difícil de enxaguar, o precipitado deixa depósitos visíveis na roupa e torna o tecido rígido. Mesmo a água que não é especialmente dura acabará por produzir precipitados ao longo de um período de tempo.

Enquanto os hidrocarbonetos usados ​​no sabão geralmente vêm de plantas ou animais, aqueles usados ​​em detergentes podem ser derivados do petróleo bruto. Adicionar ácido sulfúrico ao hidrocarboneto processado produz uma molécula semelhante aos ácidos graxos do sabão. A adição de um álcali à mistura cria uma molécula de surfactante No método do liquidificador para fazer sabão em pó, os ingredientes - surfactante, construtores, agentes antiredeposição e perfumes - são simplesmente misturados em um misturador, liberados em uma correia transportadora e embalados de acordo. Este método é preferido por empresas menores. que não se liga aos minerais da água dura, evitando assim o acúmulo de precipitados.

Além de um surfactante, o detergente moderno contém vários outros ingredientes. Entre os mais significativos estão os construtores, produtos químicos que servem a diversos fins. Mais importante ainda, eles aumentam a eficiência do surfactante. Eles também sequestram minerais em água dura, o que significa que os mantêm em solução, evitando que precipitem. Além disso, os construtores podem emulsificar o óleo e a graxa em pequenos glóbulos que podem ser removidos com a lavagem. Alguns, como o silicato de sódio, inibem a corrosão e ajudam a garantir que o detergente não danifique a máquina de lavar. Outros construtores ainda contribuem para o equilíbrio químico da água de lavagem, garantindo que ela conduza a uma lavagem eficaz.

Os detergentes modernos têm vários outros ingredientes, incluindo agentes antiredeposição, produtos químicos que ajudam a evitar que a sujeira se acumule nas roupas lavadas. Agentes clareadores fluorescentes também são comuns. Ao converter a luz ultravioleta invisível em luz azul visível, eles ajudam a manter o brilho ou a brancura. Os alvejantes com oxigênio, como o perborato de sódio, melhoram a detergência da mistura, principalmente em produtos com baixo ou sem fosfato, além de auxiliar na remoção de alguns tipos de manchas. Auxiliares de processamento, como sulfato de sódio, também são usados ​​para evitar aglomeração e padronizar a densidade do produto.

Enzimas e perfumes também são encontrados em detergentes comerciais. As enzimas (um tipo de proteína) quebram algumas manchas para torná-las mais fáceis de remover e são um ingrediente essencial em vários produtos de pré-molho usados ​​para tratar roupas muito sujas antes da lavagem. Perfumes ou fragrâncias cobrem o odor da sujeira e qualquer cheiro químico do próprio detergente. Os agentes de controle de espuma também têm uma função nos detergentes - muita espuma pode causar problemas mecânicos na máquina de lavar.

O processo de fabricação

Embora existam três maneiras de fabricar sabão em pó, apenas duas são comumente usadas hoje. No processo de liquidificador preferido por empresas menores, os ingredientes são misturados em grandes tonéis antes de serem embalados. As máquinas usadas são muito grandes:um liquidificador comum comporta 4.000 libras (1.816 kg) de material misturado, mas os liquidificadores podem acomodar cargas que variam de 500 a 10.000 libras (227 a 4.540 kg). Pelos padrões da indústria, esses são pequenos lotes para os quais o processo de liquidificador é ideal. Embora possa ocorrer alguma sedimentação, o detergente resultante é de alta qualidade e pode competir com os detergentes feitos por outros processos. O segundo método de produção comumente usado é chamado de processo de aglomeração. Ao contrário do processo de liquidificador, é contínuo, o que o torna a escolha de grandes fabricantes de detergentes. O processo de aglomeração pode produzir entre 15.000 e 50.000 libras (6.800 e 22.700 kg) de detergente por hora. No terceiro método, os ingredientes secos são misturados em água antes de serem secos com ar quente. Embora o produto resultante seja de alta qualidade, os custos de combustível e os problemas de engenharia associados à ventilação, reaquecimento e reutilização do ar fizeram com que esse método fosse amplamente substituído pela aglomeração.

O processo do liquidificador

• 1 Primeiro, os ingredientes são carregados em uma das duas máquinas:um liquidificador giratório ou um liquidificador de fita. O liquidificador giratório, em forma de caixa retangular, é girado e sacudido de fora por uma máquina, enquanto o liquidificador de fita é um cilindro equipado com lâminas para raspar e misturar os ingredientes. Depois que os ingredientes dentro do liquidificador forem misturados, uma porta no fundo da tigela é aberta. Com o liquidificador ainda agitando os ingredientes, a mistura pode escorrer para uma esteira transportadora ou outro dispositivo de canalização. A esteira então leva o detergente para outra área da fábrica, onde pode ser jogado em caixas ou embalagens para entrega a atacadistas ou distribuidores.

O processo de aglomeração

• 2 Neste método, os ingredientes secos para um detergente são colocados em uma grande máquina conhecida como aglomerador de Shuggi (Shuggi é o fabricante). Dentro do aglomerador, lâminas afiadas e giratórias misturam o material até obter uma consistência fina; o processo se assemelha a comida sendo texturizada dentro de um processador de alimentos.
• 3 Após os ingredientes secos serem misturados, os ingredientes líquidos são pulverizados na mistura seca através de bicos colocados nas paredes do aglomerador. A mistura continua, causando uma reação exotérmica (produção de calor). A mistura resultante é um líquido quente e viscoso semelhante à gelatina que não endureceu.
• 4 Em seguida, o líquido pode fluir para fora do aglomerador. Ao sair da máquina, ele é coletado em uma esteira de secagem onde seu próprio calor, exposição ao ar e sopradores de ar quente o tornam friável - fácil de esmagar ou esfarelar. O detergente recém-feito é então pulverizado e empurrado através de telas de dimensionamento que garantem que nenhum grande pedaço de produto não misturado chegue ao mercado. O resultado deste processo é um detergente seco constituído por grânulos do detergente misturado.

O método de pasta

• 5 Neste processo, os ingredientes são dissolvidos em água para criar uma pasta. Com uma bomba, a pasta é soprada através de bocais dentro do topo de um recipiente em forma de cone enquanto o ar quente e seco é simultaneamente forçado para o fundo do cone. À medida que a lama seca, "gotas" de detergente seco caem no fundo do cone, onde podem ser coletadas para embalagem.

Detergente líquido

• 6 Se o detergente for líquido em vez de em pó, ele é simplesmente misturado de volta - depois que todos os ingredientes são misturados - com uma solução consistindo de água e vários produtos químicos conhecidos como solubilizantes. Os solubilizantes ajudam a água e o detergente a se misturarem de maneira mais completa e uniforme.

Controle de qualidade

Os fabricantes monitoram constantemente a qualidade de seus detergentes e utilizam os mesmos métodos de teste para avaliar a eficácia de novos produtos. Em um método, a luz incide sobre um pedaço de tecido que foi sujo e, em seguida, é lavado com o detergente de teste. O Para fazer detergente líquido, o pó seco é simplesmente misturado de volta com uma solução composta de água e produtos químicos conhecidos como "solubilizantes". Esses produtos químicos ajudam a água e o detergente a se misturarem de maneira mais uniforme. a quantidade de luz refletida, em comparação com a quantidade refletida por uma amostra do tecido original, é uma medida de limpeza. Uma taxa de reflexão de 98 por cento é considerada muito boa e indica que o detergente foi limpo corretamente.

Outro método envolve a queima em laboratório de uma pequena quantidade de material que foi sujo e depois lavado. O peso das cinzas, somado ao peso dos resultados gasosos da queima, revelam quanto da sujeira permaneceu no tecido após a lavagem. Um resultado muito maior do que uma amostra de teste limpa indica que uma quantidade significativa de sujeira foi retida na amostra lavada. Naturalmente, o objetivo é chegar o mais próximo possível do peso de uma amostra de controle limpa.

Subprodutos

Nos últimos anos, a indústria de detergentes para a roupa enfrentou dois desafios ambientais, os quais parecem ter sido enfrentados com sucesso. Ambientalistas temiam que os produtores de fosfato adicionassem grandes quantidades de compostos de fósforo aos cursos de água do país. Atuando como fertilizante, o fósforo estimulou o crescimento de algas, e essas colheitas anormalmente grandes de algas esgotaram significativamente a quantidade de oxigênio dissolvido na água. Esta diminuição do oxigênio livre prejudicou outras formas de vida marinha, ameaçando perturbar os padrões ecológicos normais.

Esse problema, e a pressão ambiental e a legislação que gerou no final dos anos 1960, levaram os fabricantes a desenvolver construtores eficazes que não continham fosfatos. Hoje, os detergentes vendidos em muitos estados não contêm fosfatos. Embora esse ajuste não tenha implicado em uma mudança no processo de fabricação, exigiu um esforço de pesquisa que levou vários meses para encontrar uma alternativa satisfatória.

Um problema ambiental anterior era o excesso de espuma de detergente que aparecia nos cursos de água do país. No início dos anos 1950, quando o uso doméstico de máquinas de lavar e detergentes para a roupa cresceu a uma taxa explosiva, havia vários casos de grandes quantidades de espuma aparecendo em rios e córregos, embora o detergente possa não ter sido a única causa da espuma. Durante um período de cinco anos, de 1951 a 1956, descobriu-se que um surfactante comum, o ABS (alquilbenzenossulfonato), o ingrediente detergente que contribuía para a formação de espuma, era o responsável. A complexa estrutura molecular do ABS não se biodegradou com rapidez suficiente para evitar que espumasse depois que a água de lavagem foi descarregada. Uma substituição comprovada não estava imediatamente disponível. No entanto, a partir de 1956, os fabricantes substituíram o ABS por LAS (alquilato sulfonato linear), que se biodegrada rapidamente e, desde então, o LAS tem sido o principal agente de formação de espuma em detergentes.