Diluição de tensoativos altamente ativos

Fonte: Silverson Machines, Inc.

Por Matt Smith

Surfactantes como o Sodium Laureth Sulphate (SLES) são amplamente utilizados em xampus, banhos de espuma, detergentes líquidos e outros produtos de limpeza, e são tradicionalmente fornecidos e usados ​​em uma concentração de 25-28%.

Também estão disponíveis surfactantes “Altamente Ativos” com uma concentração de 65-70%, oferecendo economia nos custos de transporte e armazenamento.

Eles também são mais resistentes ao ataque microbiológico e contêm menos impurezas.

O processo

A diluição de 70% de tensoativos pode ser feita em batelada ou continuamente, desde que observadas duas regras:

• O concentrado é adicionado à água, NUNCA o contrário.
• A concentração na diluição nunca excede 27%.

Os surfactantes altamente ativos têm uma alta viscosidade, embora com a aplicação de cisalhamento apropriado possam ser bombeados com relativa facilidade. Concentração (conforme ilustrado no gráfico), temperatura e aeração também afetam a viscosidade. Os requisitos adicionais do processo incluem:

• Os Tensoativos de Alta Atividade devem ser diluídos antes da adição de outros ingredientes, principalmente aqueles que aumentam a viscosidade, como cloreto de sódio (sal).
• Comprimento mínimo do tubo.
• Aço inoxidável 316 necessário para partes molhadas do equipamento de mistura.
• A faixa de temperatura do processo deve ser 75-95ºF (25-35ºC).

O gráfico ilustra como os surfactantes altamente ativos são propensos a mudanças drásticas de viscosidade. As fases “M” e “V” não são processáveis, e a concentração de 70% pode apresentar certas dificuldades de diluição.

O problema

• Os surfactantes altamente ativos e a água têm viscosidades muito diferentes. Se os surfactantes forem bombeados para a água no recipiente, eles não serão facilmente misturados por agitadores convencionais. Isso pode fazer com que os glóbulos de surfactante permaneçam não diluídos ou sejam parcialmente diluídos.
• Longos tempos de processo são necessários para garantir um produto uniforme.
• Algumas formulações são muito viscosas para misturadores convencionais e bombas centrífugas.
• Se a concentração na diluição exceder 27%, o SLES forma um gel altamente viscoso.
• A introdução de ar aumenta muito a viscosidade, portanto a aeração deve ser evitada.

A solução

Sistemas em Lote

A diluição é melhor realizada usando um misturador In-Line de alto cisalhamento. Um misturador Silverson In-Line pode ser usado conforme ilustrado na figura 1 abaixo. A água é carregada no recipiente e recirculada pelo misturador Silverson In-Line de bombeamento automático. O surfactante altamente ativo é bombeado para o fluxo de água imediatamente antes do misturador em linha. A cabeça de trabalho do rotor/estator do misturador garante uma mistura uniforme que é então recirculada de volta para o recipiente.

Sistemas Contínuos

Todos os ingredientes são medidos em um misturador Silverson Multi-stage In-Line para diluição contínua de passagem única.

As vantagens

• Um misturador Silverson In-Line tem a capacidade de misturar rapidamente a água e o surfactante, apesar das viscosidades muito diferentes.
• Os tempos de processamento são substancialmente reduzidos.
• A ação de autobombeamento do misturador em linha pode lidar com formulações de viscosidade mais alta e recircular o produto de volta ao recipiente sem a necessidade de equipamento de bombeamento adicional.
• A operação é realizada em sistema fechado, dispensando aeração.
• Com grandes lotes, o ciclo de diluição pode ser iniciado durante o carregamento de água, reduzindo ainda mais o tempo do processo.
• Os sistemas podem ser configurados para misturar materiais em mais de um recipiente.
• Modelos de alta viscosidade disponíveis