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Detergentes

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    3.2.1 Detergentes.

 

 

HIGIENE/LIMPEZA/SANITIZAÇÃO

 

Sumário

1         INTRODUÇÃO

2         FUNDAMENTOS DE HIGIENE

2.1      Higiene e planejamento da fábrica

2.1.1   Higiene na construção e instalação da fábrica

2.1.2   Desenho, distribuição e instalação dos equipamentos

2.1.3   Desenho de aparelhos e tubulações

2.2      HIGIENE NA FÁBRICA EM FUNCIONAMENTO

2.2.1   Higiene relacionada com os manipuladores

2.2.2   Higiene relacionada com as atividades de processamento

3          LIMPEZA E SANITIZAÇÃO: FÁBRICA E EQUIPAMENTOS

3.1      ÁGUA VS HIGIENIZAÇÃO

3.2      AGENTES DE LIMPEZA E SANITIZAÇÃO

3.2.1   Detergentes

3.2.2   Sanitizantes

3.3      OPERAÇÕES DE LIMPEZA E SANITIZAÇÃO

3.3.1   Métodos para limpeza/sanitização

4         CONCLUSÃO

           REFERÊNCIAS

Os detergentes desempenham papel básico nos processos de limpeza. Seu objetivo na higienização consiste em separar as sujidades das superfícies que estão em contato, reduzir seu tamanho e/ou dispersando-as no solvente e prevenir nova deposição sobre as superfícies já higienizadas (GERMANO; GERMANO, 2003).

Segundo Evangelista (2003), a indicação do tipo de detergente está condicionada a natureza da sujidade ou do resíduo a ser removido e a característica da superfície dos equipamentos a serem limpos.

Em alguns casos, o detergente é um composto puro, porém, muitas vezes, é um produto misturado e preparado no ato do uso na indústria ou já vem preparado de fabricação (EVANGELISTA, 2003).

 

3.2.1.1 Funções dos detergentes.

Conforme Evangelista (2003), por sua composição apresentar diferentes elementos químicos, os detergentes devem ser conhecidos quanto as suas características, bem como suas condições de emprego. Principais funções dos detergentes:

ü     De abrandamento: possibilitam a alteração ou anulação da dureza da água. Os polifosfatos e os ortofosfatos alcalinos abrandam a água; os primeiros por sequestração e os segundos por precipitação dos agentes da dureza;

ü     De dispersão: produzem a dispersão de aglutinados em flocos reduzindo-os a pequenas partículas. Os dispersantes ou desfloculantes atuam de uma maneira que as películas de minerais não se depositem novamente, fornecendo a dispersão dos resíduos. Tornam assim a operação de limpeza muito mais fácil;

ü     De dissolução: transformam os resíduos insolúveis em substâncias solúveis em água;

ü     De emulsificante: reduzem as substâncias graxas a inúmeras partículas, possibilitando a formação de emulsão de água e glóbulos graxos. Esse novo estado facilita a operação posterior de limpeza;

ü     De enxagüamento: tem por finalidade remover da superfície qualquer tipo de suspensão ou de solução; tornando-as partículas de fácil remoção pela água;

ü     De umectação: atuam por contato da água sobre as sujidades em toda a superfície do equipamento. Essa ação é permitida pela diminuição da tensão superficial do meio aquoso, conferindo a água melhor contato com a superfície dos resíduos e dos equipamentos;

ü     De penetração: o líquido se introduz através de substâncias porosas, de orifícios, de fissuras ou de pequeninas aberturas, nas sujidades. Sua ação é parecida com os dispersantes;

ü     De peptização: atuam sobre proteínas, dispersando-as e produzindo colóides em parte solúveis;

ü     De saponificação: por ação química entre os detergentes e as gorduras, estas são saponificadas, dando sabões que, em seguida, são retirados do meio.

ü     De sequestração: por formação de quelantes, impedem a deposição de sais minerais e, com isso a sua remoção das superfícies.

ü     De suspensão: mantém as partículas insolúveis, impedem a sua deposição sobre as superfícies de contato. Isso acontece em razão de maior força atrativa existente entre os resíduos e a superfície do equipamento.

 

3.2.1.2 Características desejadas para os detergentes.

O poder de ação dos detergentes para a limpeza na produção animal e na limpeza da indústria de alimentos, depende de vários fatores que influem sobre sua eficiência: o tempo de emprego, a temperatura e velocidade do detergente e método usado para seu emprego. Com isso, diz-se que, a escolha do detergente deve atender o maior número possível dos interesses da técnica de limpeza empregada (SBCTA, 2000a).

Segundo Evangelista (2003), existem algumas características ideais que os detergentes devem possuir no momento de sua escolha:

1.          Ser econômico;

2.          Apresentar estabilidade durante seu armazenamento;

3.          Ser atóxico;

4.          Ter veloz e completa solubilidade em água;

5.          Não corroer o material das superfícies de limpeza;

6.          Promover o abrandamento da água, diminuindo sua dureza;

7.          Ter funções umectantes e de penetração;

8.          Ser emulsificantes de gorduras e de determinadas proteínas;

9.          Peptizar proteínas;

10.     Favorecer a saponificação de gorduras;

11.     Dissolver sólidos de origem alimentar;

12.     Ter ação desfloculante, dispersante ou de suspensão;

13.     Ser de fácil ação enxaguante;

14.     Ter propriedade germicida;

15.     Possuir facilidade de ajuste do pH, segundo o objetivo da operação;

 

3.2.1.3 Componentes dos detergentes.

            É muito importante colocar que, todas as informações aqui presentes são referentes aos princípios ativos dos detergentes e não a produtos já formulados.

 

3.2.1.3.1 Detergentes com componentes alcalinos.

            Segundo Germano; Germano (2003), os detergentes alcalinos se destacam por sua ação dissolvente, promovem o deslocamento de resíduos por emulsificação, saponificação e peptização. Removem os resíduos protéicos e gordurosos das superfícies, além de ter propriedades germicidas. Em geral, sua aplicação é feita sempre na concentração de 1% ou 2% em água a 80C°. São os detergentes mais utilizados nas indústrias de alimentos.

Tabela 5 - Principais componentes dos detergentes alcalinos e suas características.

Componentes

Características

 

Bicarbonato de Sódio

- Empregado juntamente com outros componentes para aumentar sua alcalinidade;

- Não é bom agente de limpeza;

 

Cinza de soda

- Tem reduzido poder germicida;

- Utilizado combinado com outros detergentes, visando a sua maior alcalinidade;

 

 

 

Carbonato de sódio

- Empregado como agente tampão, em misturas de compostos para limpeza;

- Abranda a dureza da água;

- Possui elevada alcalinidade;

- Saponifica as gorduras;

 

 

 

 

 

Hidróxido de sódio (soda cáustica)

 

 

 

- Tem elevadas propriedades emulsionantes e dispersantes;

- Produz precipitação do magnésio (hidróxido de Mg) e a altas temperaturas danifica o vidro;

- Pelo seu elevado pH, tem ação bactericida;

- Provoca a corrosão de metais; tem forte ação sobre o zinco e o alumínio;

- Utilizado com freqüência na limpeza de equipamentos de aço inoxidável em circuito fechado;

- É o mais forte dos alcalinos comuns e o mais atuante na saponificação de substâncias graxas;

Metassilicato de sódio

- Eficiente umectante, emulsificante e desfloculante;

- Saponifica as gorduras;

- Não é corrosivo, pois inibe a corrosão do alumínio e do estanho;

- Misturado ao polifosfato de sódio, é empregado nos casos em que a dureza da água excede 100 ppm;

- É aconselhável sua utilização acima de 63° C, pois se torna mais eficiente;

Ortossilicato de sódio

- Utilizado em formulações de detergentes de baixa alcalinidade;

- Atua na limpeza manual de equipamentos/ utensílios de metais sensíveis à corrosão, tais como: ferro, alumínio e estanho;

Sesquicarbonato de sódio

- Atua sobre depósitos de substâncias protéicas e graxas;

- Requer cuidado de emprego por parte do operador, por seu caráter altamente corrosivo;

Apresenta alta alcalinidade;

Poderoso agente no abrandamento da dureza da água;

Sesquissilicato

- Apresenta propriedade umectante e de suspensão;

- Forma soluções muito alcalinas e de elevado poder de saponificação;

- Atua facilmente em resíduos protéicos;

- Requer cuidados na hora de seu emprego;

Tetraborrato de sódio (bórax)

- Por sua ação abrasiva, é empregado em alguns detergentes;

 

 

 

TSP (fosfato trissódico)

- É um componente bastante alcalino;

- É utilizado com outros detergentes, em produtos de limpeza geral, por seu poder abrandador de água;

- O fosfato trissódico não deve ser utilizado quente; o processo de lavagem deve ser iniciado logo após o uso, com a retirada de seu depósito;

Fonte: Adaptado de Evangelista (2003).

 

3.2.1.3.2 Detergentes com componentes ácidos.

O emprego desses detergentes deve-se a sua ação contra as sujidades alcalinas: incrustações de minerais, como a de água dura, depósitos calcários entre outros, os quais não são removidos pelos detergentes alcalinos. As soluções ácidas são produtos compostos de ácidos orgânicos e inorgânicos que podem ser usados individualmente ou em combinações (GERMANO; GERMANO, 2003).

Segundo Evangelista (2003), os detergentes com ácidos inorgânicos (ácido clorídrico, fosfórico e nítrico) foram bastante utilizados na remoção de crostas endurecidas nos equipamentos, especialmente, de laticínios, devido aos depósitos de fosfato de cálcio (pedras de leite) produzidos nas superfícies quentes por ocasião do processamento do leite. Mas, esses componentes sofreram uma redução e até abandono de sua utilização devido a sua propriedade corrosiva, capaz de afetar a segurança dos manipuladores e do material das instalações e equipamentos da indústria (redução da vida útil desses materiais). São usados somente em casos especiais.

Os agentes de limpeza que contém compostos ácidos orgânicos são considerados os substitutos para os agentes de limpeza que contêm compostos inorgânicos. Pois, não proporcionam nenhum tipo de corrosão nos matérias das instalações e equipamentos em que são empregados. Porém, o empecilho é que os ácidos orgânicos são produtos caríssimos, tornando-se inviável seu emprego na limpeza das indústrias de alimentos (GERMANO; GERMANO, 2003).

Tabela 6 - Características e propriedades dos detergentes com componentes ácidos.

Componentes

Características

 

Ácido acético

- Por ser bastante volátil (exala forte odor), não pode ser empregado na formulação de detergentes ácidos;

 

Ácido cítrico

- Apesar da inconveniência do preço, é de bom emprego nos produtos de limpeza;

- Solubilidade em água: 2 a 20° C; pH 2,20;

Ácido Clorídrico

- Empregado para remover resíduos incrustados de equipamentos pesados, sem problemas sérios de perdas de ferro;

- É o mais vulgar dos ácidos minerais utilizados, geralmente na porcentagem de 30%;

Ácido Fosfórico

- É apenas protetor e não preventivo do processo corrosivo;

- É totalmente solúvel em água;

- Usado na formulação de detergentes ácidos para limpeza manual;

Ácido Glicólico

- É totalmente solúvel em água;

Ácido Glucômico

- Bastante estável e por essa razão é utilizado em detergentes ácidos;

- Solubilidade em água: 25° a 29° C; pH 3,30;

- Utilizado para remover depósitos cáusticos, de aparelhos de transmissão de calor (evaporadores, pasteurizadores, branqueadores, etc.);

Ácido Levulínico

- Por sua estabilidade, é utilizado na formulação de detergentes ácidos;

 

Ácido Láctico

- É bastante estável e, por isso, empregado em detergentes ácidos;

- Totalmente solúvel em água a 25° - 133° C;

Ácido hidroxiacético

- Por sua estabilidade é utilizado em detergentes ácidos;

Ácido Nítrico

- Tem ação oxidativa; essa ação protege metais contra a atuação do ácido;

- Seu emprego é mais comum do que o ácido sulfúrico;

- Utilizado, principalmente, para limpeza em sistema CIP (Clean in place);

Ácido sulfamílico

- É corrosivo, em menor grau do que o ácido clorídrico e de igual atividade à dos ácidos glicólico e fosfórico;

- Solubilidade em água: 25° a 24,2° C; pH 1,20;

- Utilizado para remoção dos resíduos de pasteurizador, evaporador, etc.;

- Empregado para eliminar crostas em aparelhos de transmissão de calor;

- Usados, principalmente, em lacticínios;

Ácido sulfúrico

- Não é muito usado nas operações de limpeza;

 

Ácido tartárico

- Se não fora seu alto preço, teria condições de integrar compostos de limpeza;

Solubilidade em água 25° a 133° C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fonte: Adaptado de Evangelista, 2003.  

                                                                                                                                                                                                                      3.2.1.3.3 3.2.1.3.3 Detergentes com compostos surfactantes ou tensoativos.

            De acordo com Germano; Germano (2003), "são compostos que modificam a tensão superficial em interfaces líquido-líquido, líquido-gás e sólido-líquido". Surfactantes são compostos de vários agentes ativadores de superfície, com a finalidade de conceder aos detergentes melhores qualidades umectantes e de penetração (EVANGELISTA, 2003). Apresentam geralmente em sua fórmula grupos polares, hidrofílicos (com afinidade pela água) e grupos não polares, lipofílicos (com afinidade por óleos e gorduras), que os tornam agentes capazes de reduzir a tensão superficial das soluções (GERMANO; GERMANO, 2003).

Conforme Evangelista (20003), os detergentes tensoativos estão classificados em três grupos:

- Tensoativo aniônico: fornece carga negativa a solução;

- Tensoativo catiônico: fornece carga positiva a solução;

- Tensoativo não iônico: não produz carga na solução;

 

3.2.1.3.3.1 Detergentes com surfactantes aniônicos.

São também conhecidos como detergentes sintéticos ou agentes de superfície, esses detergentes se dissociam em solução. O primeiro detergente tensoativo aniônico conhecido foi o sabão, obtido pela saponificação de óleos e gorduras de origem animal ou vegetal. Atualmente substituídos pelos agentes tensoativos sintéticos (EVANGELISTA, 2003).

Conforme Germano; Germano (2003), nos detergentes com surfactantes aniônicos, o ionte ativo em solução se encontra carregado negativamente. Como exemplos de compostos aniônicos podem–se citar: alquil benzeno sulfoneto de sódio, alquil-benzil sulfonato, aril-sulfonato, 2- etil-hexano sulfonato de sódio, isopropilnaftaleno sulfonato sódico, lauril-sulfonato de sódio, poli-hidroxiácidos, entre vários outros.

Srgundo Evangelista (20003), esses compostos possuem como suas principais características de limpeza:

# Ótimos dispersantes;

# Muito bons umectantes;

# Possuem ação removedora de ácidos graxos ou de resíduos orgânicos;

# Possuem baixa capacidade bactericida;

# Perdem a ação com o aumento da dureza da água;

# Proporciona alto poder espumante aos detergentes;

 

3.2.1.3.3.2 Detergentes com surfactantes catiônicos.

            Ao contrario dos aniônicos, os catiônicos ao se dissociarem em solução possuem um íon positivo ativo. Esses compostos são muito eficientes como germicidas. Os compostos de amônio quaternário são seus principais representantes, devendo sua ação ao fato de seu átomo de nitrogênio possuir um par de elétrons não emparelhados, permitindo assim um ataque eletrofilico (GERMANO; GERMANO, 2003). De acordo com Evangelista (2003), as características importantes dos surfactantes catiônicos são:

# Perde a ação com o aumento da dureza da água;

# Possui baixo poder de detergência;

# Incompatível com tensoativos aniônicos;

# Ótimo bactericida;

             Os compostos de amônio quaternário são os melhores representantes dos surfactantes catiônicos, que cada vez mais, são utilizados como esterilizantes (EVANGELISTA, 2003). 

 

 

3.2.1.3.3.3 Detergentes com surfactantes não-iônicos. 

São compostos que não se ionizam em soluções aquosas, ou melhor, não se dissociam. Devido a esse fato, não é afetado por águas duras nem pelas cargas dos resíduos e sujidades, o que lhes confere alta capacidade emulsificante (SBCTA, 2000a). "Sendo obtidos pela combinação de óxido de etileno com compostos hidrofóbicos contendo grupamentos hidroxila, carboxila ou amino. Essa combinação dá origem a diferentes tipos de éteres, ésteres e álcoois" (GERMANO; GERMANO, 2003).

Conforme Evangelista (2003), "a ação dos detergentes não-iônicos se apresenta diante de metais pesados, catiônicos divalentes, eletrólitos e em meios ácidos ou alcalinos". De acordo com Germano; Germano (2003), Muitos desses detergentes apresentam-se na forma pastosa ou de liquido denso, o que dificulta sua utilização nas formulações de detergentes. Principais características dos compostos não-iônicos:

# Podem conter baixo ou alto nível de espuma;

# Quando intensos formadores de espumas dificultam a retirada de resíduos de detergentes contaminados;

# Não são afetados pela dureza da água;

# Excelente emulsificador de sujidades e resíduos, principalmente sujidades oleosas;

# São compatíveis com tensoativos aniônicos e catiônicos;

Segundo Evangelista (2003), os detergentes condicionadores de água têm por objetivo impedir que nas tubulações e nas superfícies dos aparelhos se formem crostas duras, tornando a operação de limpeza muito mais eficiente. Atuam, portanto, sobre águas duras.

 

3.2.1.3.4 Detergentes com seqüestradores.

Segundo Evangelista (2003), a água dura (rica em cálcio e magnésio) empregada na limpeza produz na superfície dos mais diversos materiais, núcleos de precipitação de seus minerais, que se transformam em crostas endurecidas. Conforme Germano; Germano (2003), os detergentes com seqüestradores são usados na formulação de detergentes após a descoberta de que formam complexos solúveis em cálcio e magnésio, evitando assim a precipitação desses sais sobre as superfícies com o emprego de água duras. 

Como maiores representantes dos seqüestradores têm-se os polifosfatos, cujos elevam seu poder umectante, em baixas concentrações (5 a 15 ppm). Sua velocidade de ação se torna mais rápida por elevação de temperatura e redução do pH (GERMANO; GERMANO, 2003).

Tabelas 7 - Principais características dos detergentes seqüestradores (polifosfatos).

Polifosfatos

Características e        propriedades

Fosfato SO

- Tem ação sequestrante sobre o cálcio e maior poder dissolvente do que o hexametafosfato de sódio;

- Fica empedrado sobre o ambiente iônico;

Hexametafosfato de sódio (calgon)

- Tem grande ação sequestrante sobre o cálcio e nenhuma sobre o magnésio;

- Dá lugar ao pirofosfato e ortofosfato, sob temperaturas elevadas; pois tem maior estabilidade em temperaturas amenas;

Pirofosfato ácido de sódio (SAPP)

- É ótimo peptizante, tem fraca função quelante e exerce acentuado efeito tampão;

- Não se empedra em atmosfera úmida;

Polifosfato tetrassódico (TSPP)

- Por ser econômico é comumente utilizado;

- Tem maior estabilidade em temperatura alta e pH alcalino;

- Não é sequestrante do cálcio e pode provocar problemas por seu baixo poder dissolvente;

Tetrafosfato de sódio (quadrofos)

- É sequestrante de cálcio e apresenta instabilidade em altas temperaturas;

- Comparado em preço ao polifosfato tetrassódico, é mais barato do que este;

Tripolifosfato de sódio (TPP)

- É sequestrante de cálcio e por apresentar instabilidade em altas temperaturas é de restrito emprego;

Fonte: Adaptado de Evangelista, 2003.

 

3.2.1.3.5 Detergentes com quelantes.

         De acordo com Evangelista (2003):

os detergentes com quelantes têm ação similar ao dos polifosfatos, evitar que os componentes de dureza da água se aglomerem nas superfícies. Os elementos presentes nas águas duras e outros iontes metálicos, juntando-se, originam a estrutura anelar dos quelantes, fato que impossibilita a precipitação. Alem de prevenir o aparecimento de crostas nas superfícies das instalações, é empregado na formulação de detergentes para amolecer as crostas já existentes, nas operações de limpeza.

O ácido etilenodiaminotetra-acético (EDTA) é o composto quelante de maior utilização, seguido por: aldeído salicílico, o peroxidal, a acetaminotropolona, compostos que não podem ser aplicados em se tratando de produtos alimentícios (EVANGELISTA, 2003).

            A mistura de diferentes compostos na formulação dos detergentes pode originar excelentes produtos para aplicações especificas. Mas, pode também, ao contrário, ocorrer uma diminuição na capacidade de limpeza do produto pelo enfraquecimento de um ou de outro composto do detergente devido às reações que ocorrem no momento da mistura.

            O conhecimento dos materiais que constituem a superfície a ser limpa é essencial para a escolha correta do produto de limpeza e sanitização. Na escolha do produto de limpeza, deve-se levar em conta o tipo de superfície do equipamento ou utensílio, para preservar sua vida útil (SBCTA, 2000a).

 

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