optimização do processo de produção numa indústria de

Optimização do processo de produção numa indústria de

detergentes

Cláudia Filipa Pinto da Costa

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Química

Orientadores: Profª. Maria das Mercedes Leote Tavares Esquível e Eng. João

Mendes Bruno da Costa

Jurí

Presidente: Prof. Sebastião Manuel Tavares Silva Alves

Orientador: Profª. Maria das Mercedes Leote Tavares Esquível

Vogal: Profª. Maria de Fátima Coelho Rosa

Junho, 2014

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Este espaço é dedicado às pessoas que, de alguma maneira, deram a sua contribuição

para que esta tese fosse realizada. A todas elas deixo o meu mais sincero agradecimento.

Em primeiro lugar gostaria de agradecer à Professora Mercedes Esquível por ter tornado este

estágio possível. Desde sempre foi minha intenção realizar um estágio na indústria. Muito

obrigada pelas linhas orientadoras e pela disponibilidade demonstrada durante e após a

realização do estágio.

Gostaria de disponibilizar as próximas linhas para a equipa que encontrei na empresa, em

geral, queria agradecer a todos que se mostraram disponíveis para responder às minhas

necessidades e em particular ao Engenheiro João Bruno da Costa pela oportunidade de

ingressar neste estágio. Ao Engenheiro António Teixeira, por toda a ajuda respeitante ao

processo produtivo. Ao Sr. Ribeiro por todo o apoio e saber que me transmitiu respeitante à

química dos detergentes, e por se ter mostrado, desde o primeiro dia, disponível para me

ajudar. Gostaria de agradecer, também, ao Alexandre e João pelo companheirismo e pela

ajuda em tudo o que necessitei. Às senhoras, Isabel, Mimi e Guiomar, ao Nicolau e Sr.

Condesso pela simpatia e boa disposição.

Não posso deixar escapar a oportunidade de agradecer aos meus pais, por todo o apoio

que me deram para realizar mais uma tese de mestrado, mesmo quando os tempos foram

adversos, a eles deixo o meu mais sincero e especial obrigado. Á minha avó pelo apoio

incondicional que sempre demonstrou. Ao meu namorado agradeço a paciência e a

capacidade de me alegrar nos dias mais complicados. A todos, deixo o meu mais sincero e

especial obrigado.

A todos os outros que alguma vez se cruzaram no meu caminho e de alguma maneira me

ensinaram qualquer coisa.

Muito Obrigada a Todos.

Agradecimentos

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O bom funcionamento de unidades fabris requer o estudo e desenvolvimento dos produtos,

avaliando a sua qualidade e segurança para os consumidores, bem como, a sua

estabilidade, progredindo para a produção industrial.

Este trabalho teve como objectivo a optimização do processo de produção numa indústria

de detergentes, sendo que englobou diversos tópicos inerentes a este tema: Revisão e

alteração de métodos analíticos destinados à determinação de características físicas e

químicas dos produtos; Controlo estatístico do processo de diferentes produtos; Controlo

estatístico dos produtos pré-embalados; Testes de estabilidade de produtos ao longo de um

curto período de tempo, de modo a garantir a qualidade dos mesmos; Melhoria do

detergente de lavagem manual de loiça; Desenvolvimento de um gel abrasivo para

limpeza de mãos; Estudo sobre produtos da concorrência.

A revisão dos métodos analíticos melhorou o controlo de qualidade efectuado aos

produtos, no que respeita às determinações da viscosidade e da densidade. O controlo

estatístico dos produtos pré-embalados possibilitou a determinação dos critérios decisivos

para os sistemas de enchimento presentes na empresa. Com o estudo efectuado aos

produtos da concorrência, quantificaram-se os ingredientes presentes nos mesmos de modo

a perceber melhor o seu funcionamento. Os testes de estabilidade realizados permitiram

detectar instabilidade nos valores de pH no detergente de lavagem manual da loiça. Este

problema foi solucionado adicionando agentes sequestrantes à formulação. Por fim, foi

possível desenvolver um gel abrasivo de lavagem de mãos para os ramos industriais e de

oficinas.

Palavras-Chave: Qualidade, Controlo Estatístico, Estabilidade, Melhoria de produtos,

Detergentes

Resumo

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Página | VII

The operation of industrial plants requires the study and development of products, assessing

their quality and safety for consumers, as well as its stability, progressing into industrial

production.

This work aimed the optimization of the production process in the detergent industry, and

encompassed several topics related to this theme: Revision and amendment of analytical

methods related to the determination of physical and chemical characteristics of the

products; Statistical process control of different products; Statistical control of pre-packaged

products; Stability tests of products throughout a short period of time, to ensure their quality;

Improvement of the manual dishwashing detergent; Development of an abrasive hand

cleaning gel; Study on competitive products.

The revision of the analytical methods improved the quality control performed on products,

regarding the determination of viscosity and density. The statistical control of pre-packaged

products enabled the determination of the main criteria to improve the filling systems of the

company. With the study on competitive products, quantification of the ingredients present

in these products was assessed. Thus, one could better understand its functioning. The stability

tests performed enabled the detection of instability in the pH values of the manual

dishwashing detergent. This problem was solved by adding chelating agents to the

formulation. Finally, it was possible to develop an abrasive hand cleaning gel for use in

industrial fields and workshops.

Keywords: Quality, Statistical Control, Stability, Improvement of products, Detergents.

Abstract

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cm Centímetro

cP Centipoise

Cp Capacidade do Processo

Cpk Índice da capacidade do processo

EDTA Ácido Etilenodiamino Tetra-acético

g Grama

KCl Cloreto de Potássio

Kg Quilograma

L Litro

LASNa Dodecil Benzeno Sulfonato de Sódio

LIA Limite Inferior de Aviso

LSA Limite Superior de Aviso

LIC Limite Inferior de Controlo

LSC Limite Superior de Controlo

LESS Lauril Éter Sulfato de Sódio

LIE Limite Inferior de Especificação

LSE Limite Superior de Especificação

m Metro

mL Mililitro

MM Peso molecular

m/m Concentração massa/massa

N Normal

NaCl Cloreto de Sódio

NP Norma Portuguesa

ºC Graus Celsius

pH Potencial de Hidrogénio

R Amplitude

rpm Rotação por minuto

Média Aritmética

Desvio-padrão

Lista de Abreviações

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1. Enquadramento .............................................................................................. 1

1.1 Objectivos do estágio ............................................................................................... 2

1.2 Actividades realizadas .............................................................................................. 2

2. A Empresa........................................................................................................ 3

2.1 O Grupo ....................................................................................................................... 4

2.1.1 História do grupo .................................................................................................................... 4

2.1.2 A empresa acolhedora......................................................................................................... 6

3. Introdução Teórica ......................................................................................... 9

3.1 Detergentes ............................................................................................................... 10

3.1.1 Tensoactivos .......................................................................................................................... 10

3.1.2 Modificadores reológicos (Espessantes) ......................................................................... 13

3.1.3 Desinfecção e preservação dos detergentes .............................................................. 14

3.1.4 Corantes ................................................................................................................................. 15

3.1.5 Perfumes ................................................................................................................................. 16

3.2 Controlo Estatístico do Processo ............................................................................ 16

3.2.1 Cartas de Controlo .............................................................................................................. 17

3.2.2 Cartas de controlo por variáveis ...................................................................................... 18

3.2.3 Estudos de Capacidade de Processo ............................................................................. 19

4. Processo Produtivo ........................................................................................ 23

4.1 O Processo Produtivo ............................................................................................... 24

4.1.1 Misturador de sólidos ........................................................................................................... 26

4.1.2 Unidade de desmineralização de água ........................................................................ 26

4.1.3 Zona de Embalamento ....................................................................................................... 27

5. Resultados e Discussão ................................................................................ 29

5.1 Métodos Analíticos de Controlo de Qualidade de Detergentes ..................... 30

5.1.1 Determinação do pH .......................................................................................................... 30

5.1.2 Determinação da densidade de Produtos Líquidos .................................................... 32

Índice de Conteúdos

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5.1.1 Determinação da densidade aparente (Produtos em Pó) ....................................... 34

5.1.2 Determinação da Viscosidade ......................................................................................... 36

5.1.3 Determinação da Matéria Activa Aniónica .................................................................. 38

5.1.4 Determinação do Cloro Activo ........................................................................................ 40

5.2 Controlo Estatístico do processo ............................................................................ 42

5.2.1 Produto I.................................................................................................................................. 42

5.2.2 Produto L ................................................................................................................................. 44

5.2.3 Produto O ............................................................................................................................... 46

5.2.4 Produto C ............................................................................................................................... 48

5.2.5 Produto F................................................................................................................................. 51

5.3 Controlo Estatístico dos Pré-Embalados ................................................................ 52

5.3.1 Produto Q de 500mL ............................................................................................................ 53

5.3.2 Produto C de 5L .................................................................................................................... 53

5.3.3 Produto C de 10L .................................................................................................................. 55

5.3.4 Produto I de 5L ...................................................................................................................... 55

5.3.5 Produto I de 10L .................................................................................................................... 57

5.4 Estudo da Estabilidade dos produtos .................................................................... 58

5.4.1 Produto C ............................................................................................................................... 59

5.4.2 Produto O ............................................................................................................................... 62

5.4.3 Produtos Clorados ................................................................................................................ 63

5.5 Desenvolvimento de gel das mãos abrasivo ....................................................... 65

5.6 Análise a produtos da concorrência .................................................................... 67

6. Conclusão e Trabalho Futuro ....................................................................... 71

6.1 Conclusões ................................................................................................................ 72

6.2 Sugestões para Trabalho Futuro ............................................................................. 74

7. Bibliografia ..................................................................................................... 75

8. Anexos ........................................................................................................... 77

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FIGURA 2.1 – A EMPRESA. A) STOCK DE PRODUTO ACABADO; B) TANQUES DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA. ................................ 6

FIGURA 3.1 – ESTRUTURA DE UM AGENTE TENSOACTIVO [3]. ..................................................................................................... 10

FIGURA 3.2 – FASES DA DETERGÊNCIA. 1- ADIÇÃO DA MOLÉCULA DE TENSOACTIVO AO BANHO DE LAVAGEM; 2- MOLHAGEM DA

SUPERFÍCIE SUJA; 3- REMOÇÃO DA SUJIDADE DA SUPERFÍCIE; 4- INTEGRAÇÃO ESTÁVEL DAS PARTÍCULAS DE SUJIDADE NO

BANHO DE LAVAGEM (IMAGEM ADAPTADA DE [9]). ..................................................................................................... 11

FIGURA 3.3 – REPRESENTAÇÕES ESQUEMÁTICAS DE DOIS TIPOS DE TENSOACTIVOS USADOS NA INDÚSTRIA DOS DETERGENTES.

IMAGEM 1 REPRESENTA A MOLÉCULA DE LESS [10] E A IMAGEM 2 REPRESENTA A MOLÉCULA DE LASNA [1]. ........................ 12

FIGURA 3.4 – ESTRUTURA DO CLORETO DE BENZETÓNIO (HYAMINE 1622) [15]. ......................................................................... 12

FIGURA 3.5 – DEPENDÊNCIA DO PH DOS TENSOACTIVOS ANFOTÉRICOS (IMAGEM ADAPTADA DE [7]). ...................................... 13

FIGURA 3.6 – CARTA DE CONTROLO TÍPICA (IMAGEM ADAPTADA DE [4]). ............................................................................. 19

FIGURA 4.1 – REACTOR DE 5M3 DESTINADO À PRODUÇÃO DO PRODUTO C. ........................................................................... 24

FIGURA 4.2 – BALANÇAS DE PESAGEM NA ZONA DE PRODUÇÃO. .......................................................................................... 25

FIGURA 4.3 – REACTOR DE 2M3 COM CÉLULA DE CARGA E AGITADOR. ................................................................................... 25

FIGURA 4.4 – MISTURADOR DE SÓLIDOS VRIECO. ................................................................................................................. 26

FIGURA 4.5 – UNIDADE DE DESMINERALIZAÇÃO. ................................................................................................................... 27

FIGURA 4.6 – PALETE DE 20L COM FILME RETRÁCTIL À DIREITA E PALETE DE 5L SEM FILME RETRÁCTIL À ESQUERDA. ......................... 27

FIGURA 4.7 – MÁQUINA DE ENCHIMENTO AUTOMÁTICO. ....................................................................................................... 28

FIGURA 4.8 – MÁQUINA DE ENCHIMENTO AUTOMÁTICO. ....................................................................................................... 28

FIGURA 5.1 – MEDIDOR DE PH. ........................................................................................................................................... 30

FIGURA 5.2 – MEDIÇÃO POR UM DENSÍMETRO HIDRÓMETRO NAHITA. ..................................................................................... 32

FIGURA 5.3 – DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE PELO MÉTODO DO PICNÓMETRO. ...................................................................... 33

FIGURA 5.4 – COMPARAÇÃO DOS VALORES DE DENSIDADE PARA OS TRÊS MÉTODOS USADOS PARA O PRODUTO C. ................... 34

FIGURA 5.5 – COMPARAÇÃO DOS VALORES DE DENSIDADE PARA OS TRÊS MÉTODOS USADOS PARA O PRODUTO O. ................... 34

FIGURA 5.6 – APARATO EXPERIMENTAL PARA A REALIZAÇÃO DA DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE APARENTE. ............................... 35

FIGURA 5.7 – DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE APARENTE DOS PRODUTOS EM PÓ...................................................................... 35

FIGURA 5.8 – A)VISCOSÍMETRO SHEEN 480 KREBS; B) VISCOSÍMETRO BROOKFIELD LV DVI-PRIME. ........................................... 36

FIGURA 5.9 – MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA ACTIVA ANIÓNICA. ......................................................................... 40

FIGURA 5.10 – MÉTODO DA DETERMINAÇÃO DO CLORO ACTIVO. ........................................................................................ 41

FIGURA 5.11 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PH. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. LSC, LIC – LIMITES

SUPERIOR E INFERIOR DE CONTROLO; LSE, LIE - LIMITES SUPERIOR E INFERIOR DE ESPECIFICAÇÃO. ....................................... 42

FIGURA 5.12 – CARTAS DE CONTROLO X/R DA DENSIDADE. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ........................ 43

FIGURA 5.13 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO CLORO ACTIVO. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ................. 44

FIGURA 5.14 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PH. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. LSC, LIC – LIMITES

SUPERIOR E INFERIOR DE CONTROLO; LSA, LIA – LIMITES SUPERIOR E INFERIOR DE ESPECIFICAÇÃO. ..................................... 45


FIGURA 5.16 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PH. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ................................... 47


Índice de Figuras

Página | XIV



FIGURA 5.20 – CARTAS DE CONTROLO X/R DA VISCOSIDADE. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ..................... 50



FIGURA 5.23 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PRODUTO Q. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ...................... 53

FIGURA 5.24 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PRODUTO C DE 5L. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ............. 54

FIGURA 5.25 – CARTAS DE CONTROLO X/R DO PRODUTO C DE 10L. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ........... 55

FIGURA 5.26 – MARCA AUXILIAR PARA ENCHIMENTO MANUAL NAS EMBALAGENS DE 5L. .......................................................... 56

FIGURA 5.27 – CARTAS DE CONTROLO X/R DE PRODUTO I DE 5L. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. ................ 56

FIGURA 5.28 – CARTAS DE CONTROLO X/R DE PRODUTO I DE 10L. A) CARTA DAS MÉDIAS B) CARTA DAS AMPLITUDES. .............. 57

FIGURA 5.29 – PRODUTO C APOS 13 SEMANAS DE ARMAZENAMENTO: A 6ºC (ESQUERDA) À TEMPERATURA AMBIENTE (DIREITA). . 59

FIGURA 5.30 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE PH AO LONGO DE 13 SEMANAS PARA AS DIFERENTES CONDIÇÕES DE

ARMAZENAMENTO. .................................................................................................................................................... 59

FIGURA 5.31 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE VISCOSIDADE AO LONGO DE 13 SEMANAS PARA AS DIFERENTES CONDIÇÕES DE

ARMAZENAMENTO. .................................................................................................................................................... 60

FIGURA 5.32 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE PH AO LONGO DE 3 SEMANAS PARA AS VÁRIAS ETAPAS DO PROCESSO PRODUTIVO DE

PRODUTO C. ............................................................................................................................................................. 60

FIGURA 5.33 – TESTE DE DUREZA TOTAL DA AQUAMERCK® [12]. ............................................................................................. 62

FIGURA 5.34 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE PH AO LONGO DE 3 SEMANAS PARA DIFERENTES TIPOS DE AGENTES SEQUESTRANTES. 62

FIGURA 5.35 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE PH AO LONGO DE 13 SEMANAS PARA AS DIFERENTES CONDIÇÕES DE

ARMAZENAMENTO. .................................................................................................................................................... 62

FIGURA 5.36 – EVOLUÇÃO DOS VALORES DE VISCOSIDADE AO LONGO DE 13 SEMANAS PARA AS DIFERENTES CONDIÇÕES DE

ARMAZENAMENTO. .................................................................................................................................................... 63

FIGURA 5.37 – EVOLUÇÃO DA PERDA DE CLORO (%) DOS DIFERENTES PRODUTOS AO LONGO DE 13 SEMANAS A 6ºC. ............... 64

FIGURA 5.38 – EVOLUÇÃO DA PERDA DE CLORO (%) DOS DIFERENTES PRODUTOS AO LONGO DE 13 SEMANAS NO CASO DE

EXPOSIÇÃO À LUZ SOLAR. ........................................................................................................................................... 64

FIGURA 5.39 – EVOLUÇÃO DA PERDA DE CLORO (%) DOS DIFERENTES PRODUTOS AO LONGO DE 13 SEMANAS NO CASO DE

EXPOSIÇÃO À TEMPERATURA AMBIENTE. ........................................................................................................................ 64

FIGURA 5.40 – DECANTAÇÃO DOS DOIS ABRASIVOS USADOS NA FORMULAÇÃO DO NOVO PRODUTO. ...................................... 65

FIGURA 5.41 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MOLÉCULA DE GOMA XANTANA [11]. ......................................................... 66

FIGURA 5.42 – GEL DAS MÃOS SEM ABRASIVO ONDE SE PODE OBSERVAR A CONSISTÊNCIA “GELATINOSA” DO PRODUTO DEVIDO AO

POLISSACÁRIDO. ........................................................................................................................................................ 66

FIGURA 5.43 – DETERMINAÇÃO DA ALTURA DE ESPUMA FORMADA ATRAVÉS DA DIFERENÇA ENTRE A MÉDIA DO PONTO 1 E O

PONTO 2. ................................................................................................................................................................. 68

FIGURA 5.44 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MECANISMO DE ESPESSAMENTO DO DETERGENTE COM SAIS [3]. ..................... 69

Página | XV

TABELA 2.1 – LISTAGEM DE ALGUNS DOS PRODUTOS DISPONÍVEIS NA EMPRESA. .......................................................................... 7

TABELA 3.1 – APLICAÇÕES, VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS CARTAS POR VARIÁVEIS E DE CARTAS POR ATRIBUTOS. ................. 17

TABELA 3.2 – INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DE CAPACIDADE, RELAÇÃO CP E CPK [4]. ....................................................... 21

TABELA 3.3 – NÚMERO MÍNIMO DE MEDIÇÕES POR PEÇA QUE DEVEM SER EFECTUADAS CONSOANTE O NÚMERO DE OPERADORES E

DE EQUIPAMENTOS [4]. ................................................................................................................................................ 22

TABELA 5.1 – COMPARAÇÃO ENTRE OS DADOS DA EMPRESA E DO LABORATÓRIO EXTERNO REFERENTE AOS TRÊS TIPOS DE

REACTORES PRESENTES NA FÁBRICA (DESVIO (%) = VALOR MÉDIA EMPRESA – VALOR MÉDIA LABORATÓRIO EXTERNO)........ 31

TABELA 5.2 – PARÂMETROS PARA A DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE PRODUTOS. .............................................................. 37

TABELA 5.3 – PARÂMETROS REFERENTES À DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE EM SETE PRODUTOS. ............................................... 38

TABELA 5.4 – MASSA DA TOMA PARA ANÁLISE PARA OS PRODUTOS CONTENDO MATÉRIA ACTIVA ANIÓNICA. .............................. 39

TABELA 5.5 – REAGENTES E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA ACTIVA ANIÓNICA.............................. 40

TABELA 5.6 – REAGENTES E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA DETERMINAÇÃO DO CLORO ACTIVO. .............................................. 41

TABELA 5.7 – PARÂMETROS DE CONTROLO ESTATÍSTICO DO PROCESSO PARA O PRODUTO I. ...................................................... 44

TABELA 5.8 – PARÂMETROS DE CONTROLO ESTATÍSTICO DO PROCESSO PARA O PRODUTO L. ..................................................... 46

TABELA 5.9 – PARÂMETROS DE CONTROLO ESTATÍSTICO DO PROCESSO PARA O PRODUTO O. .................................................... 48

TABELA 5.10 – PARÂMETROS DE CONTROLO ESTATÍSTICO DO PROCESSO PARA O PRODUTO C. .................................................. 50

TABELA 5.11 – PARÂMETROS DE CONTROLO ESTATÍSTICO DO PROCESSO PARA O PRODUTO F. ................................................... 52

TABELA 5.12 – ÍNDICES DE CAPACIDADE E FUNCIONAMENTO REFERENTES AO ENCHIMENTO DE PRODUTO Q. ............................... 53

TABELA 5.13 – ÍNDICES DE CAPACIDADE E FUNCIONAMENTO REFERENTES AO ENCHIMENTO DE PRODUTO C 5L. .......................... 54

TABELA 5.14 – ÍNDICES DE CAPACIDADE E FUNCIONAMENTO REFERENTES AO ENCHIMENTO DE PRODUTO C 10L. ........................ 55

TABELA 5.15 – ÍNDICES DE CAPACIDADE E FUNCIONAMENTO REFERENTES AO ENCHIMENTO DE PRODUTO I 5L.............................. 57

TABELA 5.16 – ÍNDICES DE CAPACIDADE E FUNCIONAMENTO REFERENTES AO ENCHIMENTO DE PRODUTO I DE 10L. ...................... 58

TABELA 5.17 – MASSA DE TOMA PARA ANÁLISE PARA OS VÁRIOS PRODUTOS DA CONCORRÊNCIA. ............................................ 68

TABELA 5.18 – ANÁLISE DE DIFERENTES PARÂMETROS A PRODUTOS DA CONCORRÊNCIA DE LAVAGEM MANUAL DA LOIÇA. .......... 69

Índice de Tabelas

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Página | 1

1. ENQUADRAMENTO

Página | 2

1.1 Objectivos do estágio

O estágio realizado abrangeu a realização de diversas tarefas intrínsecas à produção e

comercialização de produtos desinfectantes e detergentes líquidos destinados aos sectores

da restauração e hospitalar. O estágio decorreu num período de seis meses e envolveu

aspectos ligados ao processo produtivo, ao controlo de qualidade de produtos e pré-

embalados, bem como, ao desenvolvimento de novos produtos. Deste modo, tratou-se de

um trabalho de carácter geral e abrangente.

Ao longo do estágio foi necessário implementar procedimentos, inseridos em vários

projectos, dos quais se salientam os seguintes:

Realização de testes de armazenamento de produtos, de modo a averiguar a

estabilidade dos mesmos;

Controlo estatístico do processo relativamente a um ano de produção;

Actualização do método de controlo metrológico efectuado aos produtos pré-

embalados;

Análise de cargas laboratoriais e acompanhamento do processo produtivo;

Desenvolvimento de uma nova fórmula de gel abrasivo para limpeza de mãos.

As actividades desenvolvidas foram as seguintes:

Tomar conhecimento de metodologias laboratoriais e da sua aplicação em

procedimentos de controlo de qualidade de detergentes;

Estudar a evolução da estabilidade de armazenamento de produtos ao longo do

tempo (Testes de Estabilidade);

Revisão e alteração de formulação relativa ao detergente de lavagem manual de

loiça;

Controlo estatístico do processo de determinados produtos referente a um ano de

produção e posterior verificação dos parâmetros de especificação dos produtos;

Verificação das linhas de enchimento manuais e automáticas e controlo metrológico

de diversos produtos pré-embalados;

Estudo sobre produtos da concorrência;

Colaboração com o departamento da Produção na procura de soluções para os

problemas surgidos durante a produção.

1.2 Actividades realizadas

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2. A EMPRESA

Página | 4

O grupo constitui uma empresa holding de um grupo de empresas portuguesas que actuam

no segmento de Business Services, nas seguintes áreas: Restauração social e pública,

emissão e gestão de tickets de serviços, comercialização e logística de produtos

alimentares, limpezas, desinfestações, exploração de máquinas de venda automática de

produtos alimentares, banquetes e eventos, gestão documental, segurança estática e

electrónica, importação e comercialização de embarcações náuticas de recreio e outros

serviços complementares.

Os seus serviços destinam-se a empresas e instituições tais como, governo, hospitais, escolas,

prisões, forças armadas e militarizadas. Os seus serviços salvaguardam os mais elevados

padrões de segurança e higiene alimentar e a elevada expectativa de satisfação dos seus

clientes, através do recurso às mais modernas técnicas de segurança e higiene, aplicadas

por todos os seus colaboradores e supervisionadas por equipas permanentes de inspectores

e técnicos de qualidade [18].

2.1.1 História do grupo

O grupo constituiu-se em 1989, iniciando a sua actividade no sector alimentar. Nesse mesmo

ano, deu-se a integração de várias empresas que constituem actualmente o grupo,

nomeadamente:

Empresas com serviços na área da restauração;

Empresa que compra, vende e distribui, com alta qualidade, uma gama alargada e

segmentada de produtos alimentares;

Empresa que desenvolve em Portugal a actividade de emissão, comercialização e

gestão de tickets de serviço;

Empresa que produz e distribui refeições prontas a consumir.

Em 1999, dá-se a constituição de uma empresa totalmente especializada na gestão de

concessões de restauração pública, serviços de catering e gestão de eventos. Em 2000, o

grupo adquire uma empresa que actua no mercado das limpezas técnicas e em 2002 a

empresa que apresentando soluções integradas de segurança, é constituída.

Já mais tarde, em 2010, é constituída uma empresa de serviços partilhados, prestando

serviços às diversas empresas de holding e também a empresas externas ao grupo.

2.1 O Grupo

Página | 5

Por fim, nos anos de 2011 e 2012, respectivamente, a empresa adquiriu uma empresa que

actua no mercado das limpezas técnicas e outra que presta serviços de manutenção

industrial e assistência técnica, bem como fornecimento e montagem de equipamentos.

A oferta do grupo, que actua no sector de alimentação há mais de 25 anos, evoluiu nos

últimos anos para uma oferta multisserviços, quer através da constituição de novas

empresas, quer através da aquisição de outras, quer ainda pelo estabelecimento de

parcerias em áreas muito específicas visando as soluções mais adequadas às necessidades

de cada um dos seus clientes. Com vendas consolidadas de mais de 590 milhões de euros, é

uma empresa que conta com mais de 18 500 trabalhadores distribuídos por 14 empresas e é

responsável, anualmente, pela confecção de 110 milhões de refeições servidas em mais de

3600 locais.

De modo a garantir a confiança e a fidelidade dos consumidores, é necessário servi-los com

produtos e marcas de qualidade. Ao serem aplicados os mais elevados padrões de

qualidade, o grupo coloca-se na posição de conseguir fazer bem e à primeira, diminuindo

os desperdícios e reduzindo custos [18].

Página | 6

2.1.2 A empresa acolhedora

A empresa onde foi realizado o estágio situa-se em Carnaxide e destina-se à produção,

comércio e embalamento de detergentes e produtos de higienização e limpeza para a

indústria e instituições (Figura 2.1). Inserida no Grupo, tem como objectivo, garantir a

eficiência e competitividade dos produtos de desinfecção e higiene. A empresa possui

produtos líquidos e em pó. Comercializa mais de 40 produtos, detergentes e desinfectantes,

para as seguintes categorias:

Lavagem de Loiça: manual e mecânica;

Desinfecção;

Desengorduramento;

Limpeza de Superfícies;

Higiene de Mãos;

Limpeza de instalações sanitárias.

A empresa iniciou a sua actividade em 2013. A produção nesse mesmo ano rondou as 1500

toneladas, com médias mensais de 125 toneladas. A produção é feita em descontínuo,

onde cada carga efectuada corresponde a um lote de produto [2].

Na Tabela 2.1 encontra-se uma breve listagem dos produtos fabricados na empresa [2].

Figura 2.1 – A empresa. a) Stock de produto acabado; b) Tanques de armazenamento de

água.

a) b)

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Categoria Produto Descrição das funcionalidades

Higiene das

mãos

A

Desinfectante para as mãos à base de álcool. A sua

utilização é recomendada em situações de médio e alto

risco de contaminação, tais como indústria alimentar,

restauração, clínicas e hospitais.

B

Sabonete creme para lavagem das mãos com

dermoprotector e efeito bactericida. Pode ser utilizado na

lavagem especial de mãos em hospitais, clínicas.

Lavagem manual

da Loiça

C

Detergente líquido para a lavagem manual da loiça e

utensílios de cozinha, na indústria hoteleira e restauração.

D

Detergente em pó alcalino, que permite a remoção de

qualquer tipo de sujidade ressequida ou de difícil remoção

e branqueamento da loiça.

Lavagem

mecânica da

Loiça

E

Detergente líquido clorado para a lavagem de loiça em

águas macias em máquinas industriais de hotelaria.

F

Secante abrilhantador de loiças, copos e utensílios de

cozinha.

G

Desincrustrante ácido utilizado na remoção de incrustações

calcárias em superfícies e equipamentos resistentes a

ácidos.

Desinfecção

I

Produto clorado usado na desinfecção de instalações,

equipamentos e superfícies laváveis. Pode também ser

usado na desinfecção de saladas e frutas em doses

apropriadas.

J

Lava-tudo amoniacal indicado para a limpeza e

desinfecção de cozinhas, oficinas e escritórios. Lavagem de

pavimentos, azulejos, superfícies laváveis, etc.

L

Detergente multiusos neutro, com álcool, para limpeza

universal. É indicado para todo o tipo de superfícies

laváveis, nomeadamente plásticas e pintadas.

M

Produto líquido indicado para a limpeza de vidros, espelhos,

cristais e superfícies duras, tais como, azulejos e cerâmicas

não porosas.

N

Desengordurante especial com capacidades decapantes

para a limpeza de fornos, fritadeiras, chapas, exaustores e

filtros.

Tabela 2.1 – Listagem de alguns dos produtos disponíveis na empresa.

Página | 8

Página | 9

3. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Página | 10

Um detergente é um produto criado para impulsionar o fenómeno de detergência. De uma

forma geral, um detergente é composto por um solvente, um composto básico activo –

tensoactivo – e componentes complementares, como por exemplo, aditivos, reguladores de

reologia, perfumes, conservantes, entre outros.

3.1.1 Tensoactivos

Os tensoactivos estão presentes em quase todos os produtos de limpeza ou de cuidados de

higiene. Os tensoactivos são moléculas anfipáticas que consistem numa parte hidrofóbica

(não polar), geralmente uma cadeia linear ou ramificada de hidrocarbonetos, contendo

entre 8 a 18 átomos de carbono. Esta cadeia encontra-se ligada a uma parte hidrofílica

(polar) de carácter iónico (Figura 3.1). Como resultado, estas moléculas concentram-se nas

interfaces de duas fases imiscíveis, diminuindo a sua tensão superficial [7],[8].

Figura 3.1 – Estrutura de um agente tensoactivo [3].

Este tipo de moléculas possui um conjunto de propriedades físico-químicas de grande

interesse. Entre estas podem salientar-se:

Poder molhante;

Poder emulsionante (de líquidos não miscíveis);

Poder espumante;

Poder dispersante e suspensivo (de insolúveis);

Poder detergente.

3.1 Detergentes

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A detergência é um processo que consiste na remoção de uma substância indesejável,

como a sujidade, de uma superfície sólida, geralmente, com a aplicação de uma força

mecânica, na presença de uma substância química. Esta substância química tem o poder

de diminuir a tensão entre a sujidade e a superfície, denominada por tensão superficial. Às

substâncias, como os tensoactivos, que conseguem promover este processo, diz-se que

possuem poder detergente e designam-se por detergentes.

O mecanismo de detergência envolve três fases (Figura 3.2). A primeira fase consiste na

molhagem da superfície a limpar. Se existirem sujidades hidrofóbicas na superfície do

substrato, a molhagem fica dificultada. Deste modo, a adsorção do tensoactivo na

interface da sujidade/superfície, permite a molhagem das superfícies pela água. A remoção

da sujidade, segundo passo do processo de detergência, consegue-se por acção

mecânica de agitação, que leva a que o tensoactivo arraste consigo as partículas de

sujidade para o interior do banho de lavagem. Finalmente a partícula de sujidade, mesmo

sendo hidrofóbica, poderá ser mantida de forma estável dentro do banho de lavagem no

interior de uma micela cujas paredes são constituídas por moléculas de tensoactivo com as

extremidades lipofílicas orientadas para o interior e as hidrofílicas orientadas para o meio

exterior aquoso [8].

Dependendo da natureza da parte hidrofílica, quatro classes principais podem ser

distinguidas, nomeadamente aniónica, catiónica, não iónica ou anfotérica.

Figura 3.2 – Fases da detergência. 1- Adição da molécula de tensoactivo ao banho de

lavagem; 2- Molhagem da superfície suja; 3- Remoção da sujidade da superfície; 4-

Integração estável das partículas de sujidade no banho de lavagem (Imagem adaptada de

[9]).

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3.1.1.1 Tensoactivos aniónicos

Estes tensoactivos são constituídos por uma cadeia lipolífica, ligada a uma parte hidrofílica

de natureza aniónica em solução aquosa. São os agentes tensoactivos mais usados em

aplicações industriais. Os grupos hidrofílicos mais comuns são carboxilatos, sulfatos,

sulfonatos e fosfatos. Na Figura 3.3 estão representados os dois tensoactivos aniónicos mais

usados na empresa, o lauril éter sulfato de sódio (LESS), um surfactante com uma cadeia

alquílica simples e linear, e o dodecil benzeno sulfonato de sódio (LASNa), surfactante

aniónico mais utilizado, comumente denominado por ácido sulfónico [8].

Figura 3.3 – Representações esquemáticas de dois tipos de tensoactivos usados na indústria

dos detergentes. Imagem 1 representa a molécula de LESS [10] e a Imagem 2 representa a

molécula de LASNa [1].

3.1.1.2 Tensoactivos catiónicos

Estes tensoactivos são constituídos por uma cadeia lipolífica, ligada a uma parte hidrofílica

de natureza catiónica em solução aquosa. Os tensoactivos catiónicos mais comuns são os

compostos de quaternário de amónio, como por exemplo o cloreto de benzetónio,

comercialmente denominado por Hyamine 1622, um tensoactivo catiónico usado na

determinação da matéria activa aniónica de detergentes (Figura 3.4). Estes compostos têm

a fórmula geral de , onde geralmente corresponde ao ião Cl- e R

representa grupos alquilícos.

Figura 3.4 – Estrutura do cloreto de benzetónio (Hyamine 1622) [15].

3.1.1.3 Tensoactivos não-iónicos

Estes tensoactivos são constituídos por uma parte hidrofílica e lipofílica, que não têm

carácter iónico. Os tensoactivos não-iónicos mais comuns são os baseados em moléculas de

óxido de etileno, sendo denominados por tensoactivos etoxilados. Os mais conhecidos são

os álcoois gordos etoxilados, que são produzidos pela etoxilação de uma cadeia de álcool

gordo, como o dodecanol.

Imagem 1

Imagem 2

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3.1.1.4 Tensoactivos anfotéricos

Estes tensoactivos contêm na mesma molécula grupos hidrofílicos aniónicos e catiónicos

ligados a uma cadeia lipofílica. A principal característica dos tensoactivos anfotéricos é a

sua dependência quanto ao pH da solução em que estão dissolvidos. Em soluções ácidas

(pH<3), a molécula adquire uma carga positiva e comporta-se como um tensoactivo

catiónico, enquanto que em soluções alcalinas (pH>6), a molécula torna-se carregada

negativamente e comporta-se como um tensoactivo aniónico. Os tensoactivos desta

categoria são geralmente betaínas n-alquílicas [7], como a cocoamidopropil betaína.

Figura 3.5 – Dependência do pH dos tensoactivos anfotéricos (Imagem adaptada de [7]).

A cocoamidopropil betaína tem sido utilizada como tensoactivo secundário em diversos

produtos de higiene e limpeza, devido, principalmente, às suas características toxicológicas.

Estes tensoactivos são usados para melhorar as propriedades do tensoactivo principal e

optimizar o desempenho do produto final com relação à capacidade espumante, de

espessamento, detergência e redução da irritação da pele. A betaína é estável na

presença de dureza de água, produtos alcalinos e ácidos, possibilitando um maior número

de aplicações devido à grande eficiência de limpeza que proporciona às formulações de

que faz parte.

3.1.2 Modificadores reológicos (Espessantes)

Os espessantes são usados para modificar as propriedades reológicas de fluidos,

nomeadamente líquidos, suspensões, emulsões, etc. As razões mais importantes para o uso

destes espessantes, é em primeiro lugar o factor marketing, onde um produto mais espesso,

significa um produto mais concentrado e em segundo lugar para estabilização de

suspensões. Em suspensões, estes aditivos dificultam e retardam a separação das partículas

sólidas em suspensão.

Existem dois grupos de espessantes, orgânicos e inorgânicos. No caso de espessantes

orgânicos, estes são maioritariamente compostos por polímeros. Os espessantes inorgânicos

são geralmente sais (NaCl), que possuem um custo mais baixo que os espessantes

poliméricos.

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3.1.2.1 Viscosidade

A viscosidade intrínseca de soluções de polímeros é obtida em soluções diluídas, onde

indica o volume hidrodinâmico de uma cadeia isolada de polímero em solução a uma

dada temperatura. Em soluções semi-diluídas ou concentradas, as cadeias poliméricas não

se encontram isoladas. Acima de uma concentração crítica, interacções moleculares

ocorrem, que proporcionam o aumento de valores da viscosidade aparente. Esta é a

viscosidade de fluidos Não-Newtonianos de acordo com uma determinada tensão de corte.

Os fluidos podem ser classificados como Newtonianos ou Não-Newtonianos, dependendo

do seu comportamento de escoamento.

A viscosidade, definida por Newton, é o rácio entre a tensão de corte (Pa) e a taxa de corte

(s-1), expresso em unidade de Pa.s ou centipoise (cP). Fluidos Newtonianos possuem uma

viscosidade que é independente da taxa de corte a que é medida, tendo como exemplos,

a água, leite, vinho, etc. A medição da viscosidade é feita em viscosímetros, que usam um

spindle e um copo medidor com uma geometria conhecida.

3.1.3 Desinfecção e preservação dos detergentes

Os químicos desinfectantes adicionados aos produtos têm de ter em consideração tanto a

toxicidade para a pele, como o grau de desinfecção conseguido. A preservação consiste

na protecção do produto contra microrganismos durante o tempo de vida útil do produto.

De um modo geral, os produtos de limpeza possuem formulações extremas garantindo

baixo nível de contaminação. No entanto devido às preocupações ambientais, há,

actualmente a necessidade de produtos biodegradáveis, que no entanto são mais

susceptíveis de contaminações [8].

3.1.3.1 Compostos quaternários de amónia

Cloreto de benzalcónio ou cloreto de benzetónio são alguns exemplos. Induzem o

rompimento da membrana plasmática de bactérias. São eficazes contra bactérias gram-

positivas e vírus lipofílicos. As gram-negativas e alguns membros de pseudomonas são

capazes de resistir em quantidades reduzidas deste composto, formando um

exopolissacárido para protecção. Para remoção de gram-negativas pode ser usado

contiguamente EDTA que por ligação aos iões magnésio da parede externa e posterior

destruição, possibilitam a entrada dos compostos quaternários de amónia.

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3.1.3.2 Agentes lixiviantes

Hipoclorito é o desinfectante mais eficaz conhecido. Necessita de estar em solução com

pH’s elevados para estabilizar o hipoclorito, embora o seu pH de funcionamento seja entre

6-8. É activo contra todos os tipos de bactérias, fungos, vírus, leveduras e esporos (em baixas

concentrações). O hipoclorito é inibido com proteínas e gorduras, sendo somente usado na

limpeza de superfícies limpas. O peróxido de hidrogénio não é tão eficaz como a lixívia, pois

não actua em vírus nem em esporos. Os perácidos, como o ácido peracético quando

combinado com o peróxido de hidrogénio actuam em bactérias gram-positivas e

negativas, vírus, fungos, etc.

3.1.3.3 Produtos Antibacterianos e conservantes

Em sabonetes líquidos, o ingrediente bacteriano mais usado é o triclosan. Para lava-loiças

podem ser usados hipoclorito, peróxido de hidrogénio, associação de surfactantes não

iónicos e catiónicos. O formaldeído é o conservante mais usado actualmente, actua como

um componente bacteriostático. Este não elimina as bactérias, apenas inibe a sua

reprodução.

3.1.4 Corantes

Podem ser ácidos, caracterizando-se pela presença de um grupo carboxílico ou grupos de

ácido sulfónico, possuindo boa solubilidade em água. Podem ser básicos, onde o grupo

cromogéneo está carregado positivamente. Não são muito usados na indústria dos

detergentes por falta de estabilidade em pH básico [8].

As principais características dos corantes são:

Solubilidade: Uma das mais importantes características. Os melhores corantes para

este efeito são os corantes ácidos.

Compatibilidade: Alguns corantes ácidos podem formar complexos insolúveis com

iões de quaternário de amónia.

Estabilidade com pH: Existem corantes que podem variar a sua coloração consoante

a concentração de iões H+ em solução.

Estabilidade térmica: Os produtos corados podem sofrer alterações de temperatura

ao longo do seu carregamento e armazenamento.

Resistência à luz solar: Dependente do tipo de embalagem. Quanto mais opaco,

mais protegido estará o produto.

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3.1.5 Perfumes

É necessário garantir a estabilidade do perfume, para não degradar o produto final. Existe

grande complexidade na fórmula de um produto, sendo constituído maioritariamente por

compostos orgânicos voláteis. É necessário prevenir a autoxidação dos terpenos presentes

nas fragâncias. Para produtos com uma gama de pH entre 4,5 e 8, há maior variedade de

fragâncias a ser usadas. Quando o pH se encontra nas gamas 8-10 e 2,5-4,5, é necessário ter

em atenção a reacções químicas secundárias [8].

O Controlo Estatístico do Processo é um sistema de controlo que pode ser descrito como um

sistema de feedback, ou seja, permite a actuação sobre o processo de forma preventiva. A

filosofia do controlo estatístico do processo assenta na identificação de fontes de não-

conformidades e na actuação preventiva sobre as mesmas. Deste modo garante-se que os

produtos obtidos estão conformes com a especificação, com o nível de confiança

requerido e ao mais baixo custo [4].

O estudo do processo permite obter informações sobre o conjunto de elementos que o

constituem, sejam os produtos, fases de produção, alterações de materiais, etc. O

tratamento dos dados provenientes deste estudo permitirão detectar as causas, comuns ou

especiais que influenciam o processo e indicar se são necessárias correcções ao nível do

processo, produção ou até mesmo nas especificações do produto.

Alguns dos objectivos da aplicação de técnicas estatísticas de controlo são:

Verificar as características dos produtos;

Verificar a capacidade do processo de fabrico;

Estabelecer parâmetros;

Estudos de fiabilidade;

Redução da variabilidade;

Estudar a variabilidade de uma característica da qualidade;

Ajustar as metodologias de controlo implementadas na organização;

Implementar na organização, uma prática de gestão baseada na prevenção.

3.2 Controlo Estatístico do Processo

Página | 17

3.2.1 Cartas de Controlo

As cartas de controlo são uma técnica estatística correntemente aplicada, simples mas

poderosa, uma vez que separa as causas comuns das especiais, permitindo assim detectar

as causas especiais de variação ou tendências. Funcionam como um sistema de

diagnóstico dos problemas de produção.

As cartas de controlo têm como objectivo verificar o cumprimento dos limites de

especificação. Mas processo “sob controlo” não significa produto dentro das

especificações, bem como, processo “fora de controlo” não significa produto fora das

especificações. Existem dois grandes grupos de cartas de controlo: As cartas por variáveis

ou as cartas por atributos. As diferentes características dos tipos de cartas comuns mais

utilizadas estão descritas na tabela seguinte [4].

Tipo de carta Carta por variáveis Carta por atributos

Tipo de dados Variáveis Atributos

Parâmetros

estatísticos

,R ou ,S

Amplitude móvel; Soma

acumulada; Média móvel

ponderada exponencialmente

% de defeituosos p

n.º de defeituosos pn

Aplicação Típica Controlo de características de

forma individualizada

Controlo dos defeituosos no

processo

Vantagens

Melhor utilização da

informação;

Informação detalhada

sobre a média e a variação

do processo.

Informação facilmente

disponível;

Cartas fáceis de

entender:

Imagem global da

qualidade do processo.

Desvantagens

Cartas difíceis de entender

(necessidade de

qualificação);

Tendência para a confusão

entre limites de controlo e

limites de especificação.

Não fornece

informação detalhada

para controlo das

características de forma

individualizada,

Não distingue diferentes

graus de deficiência.

Tabela 3.1 – Aplicações, vantagens e desvantagens das cartas por variáveis e de cartas por

atributos.

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3.2.2 Cartas de controlo por variáveis

Quando se está a tratar de uma variável como característica de controlo de qualidade, é

necessário avaliar não só o valor médio, mas também a sua variabilidade. O controlo da

média do processo é feito com uma carta de controlo das médias- , enquanto que a

variabilidade pode ser monitorizada com uma carta de desvio-padrão, ou amplitudes,

sendo esta última a mais usada, denominado por carta de controlo das amplitudes-R. As

cartas -R são das técnicas de controlo estatístico do processo mais usadas [4],[6].

3.2.2.1 Bases estatísticas das cartas de controlo

De modo a construir as cartas de controlo, é necessário o conhecimento dos parâmetros

necessários, nomeadamente, os limites de controlo, a média do processo e amplitude dos

dados. Estes parâmetros têm de ser estimados com base em amostras preliminares ou

subgrupos aquando do processo controlado. Estas estimativas devem ser baseadas, no

mínimo em 25 amostras [4], onde cada amostra é composta por 4,5 ou 6 observações da

característica a controlar. Se , ,…, , forem as médias de cada amostra, então a média

do processo é representada pela seguinte equação:

Equação 3.1

Deste modo, deve ser usada como a linha central do gráfico das médias- . Para a

construção dos limites de controlo, é necessário estimar as amplitudes. Se

representam uma amostra de tamanho , então a amplitude da amostra ( ) é diferença

entre o máximo ( ) e o mínimo ( ) dos valores observados.

Equação 3.2

Se forem as amplitudes das amostras, então a amplitude média do processo é

representador por:

Equação 3.3

Os limites de controlo Superior (LSC) e Inferior (LIC) podem ser construídos com base nas

seguintes equações:

Equação 3.4

Equação 3.5

Equação 3.6

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A variabilidade do processo pode ser monitorizada através dos valores de amplitudes da

carta de controlo. Os limites de controlo e a linha central para a carta das amplitudes

podem ser construídos com base nas seguintes equações:

Equação 3.7

Equação 3.8

Equação 3.9

As contantes e são função do tamanho da amostra e encontram-se tabeladas no

Anexo A. A Figura 3.6 representa uma carta de controlo típica, onde se podem observar os

Limites superior e inferior de controlo, bem como a linha central do processo.

Figura 3.6 – Carta de Controlo típica (Imagem adaptada de [4]).

3.2.3 Estudos de Capacidade de Processo

Os estudos de capacidade determinam, para um dado processo, se o sistema de medição

(método/procedimento de inspecção, equipamento de medição e operador) produz

resultados aceitáveis ou não [6]. São feitos para:

Avaliar novos equipamentos;

Comparar um ou mais equipamentos;

Comparar métodos de medição.

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Uma vez obtida a indicação de que o processo está sob controlo estatístico, é necessário

avaliar se o processo é capaz de satisfazer as especificações. Para tal utilizam-se os índices

de capacidade Cp e Cpk. O Cp representa a capacidade inerente ao processo, ou seja, a

razão entre a especificação para a característica da qualidade/parâmetro do processo e a

variabilidade desse mesmo processo. Este indicador não tem em conta o centramento do

processo, por isso se denomina inerente [4],[16]. Este indicador é calculado segundo a

Equação 3.10.

Equação 3.10

onde LSE e LIE correspondem aos Limites de Especificação Superior e Inferior

respectivamente e é o desvio padrão. Por outro lado o indicador Cpk representa a

proximidade da distribuição do limite mais próximo da especificação. Este indicador não é,

em si mesmo, uma medida de descentramento de processo, mas quando analisado em

conjunto com o Cp é, no essencial, um indicador daquele descentramento. Este indicador é

calculado segundo a Equação 3.11.

Equação 3.11

onde é a média do processo. Quando os estudos da capacidade são realizados com

base nas cartas de controlo (X,R), o valor estimado da média do processo é a linha central

da carta X e do desvio padrão do processo pode ser estimado segundo a Equação 3.12.

( ⁄ ) Equação 3.12

onde é uma constante função do tamanho da amostra (Anexo A) e é a amplitude

média das amostras.

Quanto maior os valores dos dois indicadores, mais capaz se apresenta o processo. A Tabela

3.2 apresenta os vários cenários possíveis para os indicadores de capacidade do processo.

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Cp / Cpk Conclusão Acções correctivas Gráficos representativos

>1,33 /

=1,33

Boa

capacidade

Implementar cartas de

controlo

(Pré-controlo é

recomendado)

>1,33 /

<1,0

Processo

Descentrado

Corrigir o

descentramento;

Se houver degradação

do processo, rever a

especificação ou

melhorar o processo.

=1 / =1 Processo

Marginal Crítico

Investigar causas de

variabilidade;

Melhorar Cp e Cpk até

1,33;

Implementar Cartas X,R

até melhoria confirmada.

<1 / <1 Problemas

Graves

Investigar causas de

variabilidade;

Melhorar o processo.

Tabela 3.2 – Interpretação dos resultados de capacidade, relação Cp e Cpk [4].

3.2.3.1 Tipos de variação no Sistema de Medição

Os tipos de variações que podem ser encontradas nos sistemas de medição podem ser do

tipo:

Erros sistemáticos, que representam a diferença entre a média das medições

observadas e o valor de referência;

A repetibilidade, que representa a variação na medição obtida através de um

equipamento de medição quando utilizado várias vezes pelo mesmo operador na

medição de uma característica de um produto;

A reprodutibilidade, que representa a média das medições gerada por diferentes

operadores utilizando o mesmo equipamento na medição de uma característica de

um produto;

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A estabilidade, que representa a variação total nas medições obtidas com um

sistema de medição na mesma peça e mesma característica ao longo do tempo;

A linearidade é a diferença entre os erros sistemáticos obtidos ao longo da escala do

equipamento de medição.

A identificação do número mínimo de itens e de medições a efectuar para testes de

repetibilidade e reprodutibilidade consoante o número de operadores e de equipamentos,

encontra-se descrito na Tabela 3.3.

Nº de

operadores

Nº de

Equipamentos

Nº mínimo de

peças

Nº de mínimo de medições por

peça

1 1 10 5

1 2

15 3 2 1

2 2

Tabela 3.3 – Número mínimo de medições por peça que devem ser efectuadas consoante o

número de operadores e de equipamentos [4].

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4. PROCESSO PRODUTIVO

Página | 24

A empresa está capacitada para a produção de detergentes líquidos e em pó, sendo estes

últimos produzidos em menor quantidade. A produção de detergentes líquidos realiza-se em

reactores de diferentes capacidades, adequados às quantidades necessárias de cada

produto.

O maior reactor presente na fábrica é o de 5m3 usado exclusivamente para a produção do

detergente de lavagem manual de loiça (Produto C). Este reactor tem admissão directa de

água de rede e de algumas das matérias-primas necessárias ao processo. As restantes

matérias-primas são pesadas nas balanças presentes na zona de produção, com excepção

do corante, que é pesado na balança do laboratório. Tem recirculação e dois agitadores,

garantindo mistura de um produto com média viscosidade (~500cP). O reactor está

equipado com uma célula de carga. Na Figura 4.1 é possível ver o reactor e o mostrador da

célula de carga.

As balanças usadas na zona de produção estão representadas na Figura 4.2. A balança no

lado esquerdo é uma balança de 200g a 3000g, com divisão de 10g. A balança do lado

direito é uma balança de 2Kg a 300Kg, com divisão de 100g.

Existe também na fábrica, um reactor de 2m3 para produção de vários produtos líquidos de

naturezas alcalina e neutra. Este reactor possui uma camisa de aquecimento/arrefecimento

e está equipado com uma célula de carga funcionando em dosagem por adição dupla de

peso. A matéria-prima com admissão directa para este reactor é a água (desmineralizada

ou da rede), sendo as restantes matérias-primas pesadas nas balanças da zona de

produção. Na Figura 4.3 é possível ver o reactor e a célula de carga.

Figura 4.1 – Reactor de 5m3 destinado à produção do produto C.

4.1 O Processo Produtivo

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Figura 4.2 – Balanças de pesagem na Zona de Produção.

Figura 4.3 – Reactor de 2m3 com célula de carga e agitador.

Para além dos dois reactores mencionados, existem outros equipamentos disponíveis, na

fábrica, para produção. Estes equipamentos podem ser contentores plásticos de 1m3

(cubas) onde são produzidos maioritariamente os produtos clorados, como Produtos E e I.

Estes produtos devido ao seu poder corrosivo contra o inox têm necessariamente de ser

fabricados nestes contentores. Também neste tipo de contentores se fabricam os sabonetes

líquidos para as mãos, de sua característica, viscosos (~2200cP). Existem dois contentores em

inox de 500Kg e 400Kg usados para produtos que não necessitam de grandes quantidades

mensais de produção. A agitação neste tipo de equipamentos é feita com um agitador

externo colocado num suporte.

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4.1.1 Misturador de sólidos

Para além dos produtos líquidos, a fábrica também possui na sua lista de produtos,

detergentes em pó. A sua produção é feita num misturador de sólidos, como se pode

observar na Figura 4.4. As matérias-primas em pó, pesadas previamente, são introduzidas

alternadamente pelo topo do misturador. O misturador é composto por um parafuso sem-

fim, que envolve a mistura aquando da introdução de uma matéria-prima. Pelo fundo do

misturador, escoa o produto pronto a embalar.

Figura 4.4 – Misturador de Sólidos Vrieco.

4.1.2 Unidade de desmineralização de água

A fábrica possui uma unidade de desmineralização de água, uma vez que a maioria dos

seus produtos necessitam de água desprovida de iões para não afectar a sua estabilidade.

Esta unidade funciona com duas colunas de permuta iónica (Figura 4.5), a do lado

esquerdo para a permuta catiónica e a do lado direito para a permuta aniónica. A

regeneração das colunas é feita através de ácido clorídrico para a coluna catiónica e com

hidróxido de sódio para a coluna aniónica. Quando o desmineralizador está em

funcionamento, a condutividade e a resistividade da água desmineralizada são

monitorizadas, através do mostrador, como se pode observar na figura seguinte. A água

desmineralizada é posteriormente armazenada num tanque de 25m3.

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Figura 4.5 – Unidade de desmineralização.

4.1.3 Zona de Embalamento

Contiguamente à zona de produção encontra-se a zona de embalamento. O

embalamento dos produtos é maioritariamente manual. Não obstante, existem duas

máquinas de enchimento automático presentes na fábrica. Os produtos podem ser

embalados em formatos de 500mL até 20L, consoante as necessidades mensais do

consumidor. Os produtos embalados são paletizados e protegidos com filme retráctil (shrink

film) como se pode observar na Figura 4.6. Os produtos embalados em formatos de 500mL,

750mL e 1L são colocados em caixas de cartão canelado.

Figura 4.6 – Palete de 20L com filme retráctil à direita e palete de 5L sem filme retráctil à

esquerda.

4.1.3.1 Máquina de enchimento automático de Produto C

O detergente para a lavagem manual da loiça é dos produtos com maior produção mensal

e por essa razão, o seu embalamento é realizado numa máquina de enchimento

automático. Este produto é comercializado em embalagens de 5L, 10L e 20L.

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A máquina de enchimento tem capacidade para os três tipos de embalagens, possuindo

duas saídas de enchimento e dois contentores de 1 tonelada para armazenamento de

produto. A Figura 4.7 mostra a máquina de enchimento com duas embalagens de 5L de

capacidade posicionadas nas saídas de enchimento.

Figura 4.7 – Máquina de Enchimento automático.

4.1.3.2 Máquina de enchimento automático de Produto Q

O sabonete neutro bactericida é embalado na máquina de enchimento, visível na Figura

4.8. Por ser um produto com abundante formação de espuma, instaurou-se na fábrica o uso

exclusivo desta máquina para este produto, pois a sua limpeza a cada diferente carga

implicaria significativos custos operatórios. Este produto é comercializado em embalagens

de 500mL. A máquina de enchimento tem capacidade para formatos de 500mL e 1L,

possuindo uma saída de enchimento e um contentor de 1 tonelada de armazenamento de

produto.

Figura 4.8 – Máquina de Enchimento automático.

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5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Página | 30

5.1.1 Determinação do pH

A determinação do pH é feita pelo método potenciométrico e é realizado a todos os

produtos líquidos e em pó. Nos líquidos a leitura é feita tal e qual e no caso dos produtos em

pó, é necessário fazer uma solução de 1% com água desmineralizada. O método consiste

em passar o eléctrodo de pH por água desmineralizada, para remover a solução de KCl,

onde o eléctrodo se encontra mergulhado e não contaminar a amostra. Seguidamente

seca-se o eléctrodo com papel absorvente e introduz-se na amostra de produto a analisar.

Deixa-se estabilizar e regista-se o valor. A figura seguinte mostra o equipamento para a

determinação do pH.

Figura 5.1 – Medidor de pH.

5.1.1.1 Precisão dos ensaios de pH

Para garantir que os resultados analíticos são válidos o equipamento de medição deve ser

ajustado ou verificado quando necessário. Desse modo, foram feitos estudos de

reprodutibilidade nas condições de processo que se consideram ser os mais críticos para o

controlo do pH dos produtos, bem como, a validação das medições por comparação com

os valores de um laboratório externo certificado.

Para avaliar a precisão do método, realizaram-se ensaios a diferentes tipos de produtos

fazendo variar as condições de amostragem nos vários reactores. As amostras eram

5.1 Métodos Analíticos de Controlo de Qualidade

de Detergentes

Página | 31

recolhidas em dois locais específicos, para os reactores de 5m3 e 2m3, nomeadamente pelo

fundo e pelo topo dos reactores. Para o caso do reactor de 1m3 não se considerou

necessária a amostragem pelo fundo do reactor, por este ser de menores dimensões. Para o

caso do reactor de 5m3 o único produto amostrado foi um produto neutro de média

viscosidade (~500cP), para o reactor de 2m3 foram amostrados três tipos de produtos

líquidos diferentes, um de natureza neutra e outros dois de natureza alcalina, com valores de

pH situados entre 12-13 e 13-14, e por fim, para o reactor de 1m3 o único produto amostrado

foi um produto neutro de alta viscosidade (~2200cP).

Da Tabela 5.1 é possível observar que os dados relativos ao reactor de 5m3 apresentam um

desvio maior relativamente aos valores do laboratório externo. O método é menos preciso

para este produto de média viscosidade e conclui-se que as amostras retiradas no fundo do

reactor, apresentam um menor desvio-padrão. Para o caso dos líquidos neutros fabricados

no reactor de 2m3, o seu desvio é baixo, sendo este método preciso para este tipo de

produtos. Para o caso dos líquidos de natureza alcalina, o desvio observado aumentou,

sendo que leituras efectuadas para pH acima de 12, poderão ter um erro associado. O

aparelho é calibrado com duas soluções padrão de pH=4 e pH=7, deste modo, o declive é

calculado a partir destes dois valores, tornando-se mais incerto para valores alcalinos. Por

fim, para o produto de alta viscosidade fabricado no reactor de 1m3 são apresentados

resultados bastante parecidos aos produtos neutros do reactor de 2m3, tornando a agitação

deste reactor bastante eficiente, não havendo risco de grandes erros associados às leituras

de pH.

Dados da empresa Laboratório

externo

Reactor Local Produto Média Amplitude

Média

Desvio-

padrão Média Desvio(%)

5m3 Cima Neutro

6,76 0,23 0,10 - -

Baixo 6,74 0,14 0,06 6,51 3,40

2m3

Cima Neutro

6,62 0,08 0,03 - -

Baixo 6,69 0,05 0,02 6,63 0,90

Cima Alcalino

(pH:12-13)

12,72 0,08 0,03 - -

Baixo 12,74 0,05 0,02 12,94 1,50

Cima Alcalino

(pH:13-14)

13,39 0,07 0,03 - -

Baixo 13,29 0,13 0,05 13,08 1,60

1m3 Cima Neutro 6,23 0,08 0,03 6,16 1,10

Tabela 5.1 – Comparação entre os dados da empresa e do laboratório externo referente

aos três tipos de reactores presentes na fábrica (Desvio (%) = Valor média Empresa – Valor

média laboratório externo).

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5.1.2 Determinação da densidade de Produtos Líquidos

Para a determinação da densidade de líquidos foram utilizados dois métodos diferentes. O

primeiro método é usado para líquidos não viscosos e recorre ao uso de um

densímetro/hidrómetro. O método consiste em deitar 500mL do produto a analisar para uma

proveta plástica de 500mL. O produto deve estar a 20ºC, pois os densímetros estão

calibrados para trabalhar a esta temperatura. De seguida, escolher a gama de densidades

que se pretende trabalhar, escolhendo assim o densímetro mais adequado e colocar na

amostra dentro da proveta. Deixar estabilizar e ler o valor que se encontra na superfície do

líquido, como mostra a Figura 5.2. A escala encontra-se graduada em g/cm3 com uma

divisão de 0,001g/cm3.

Figura 5.2 – Medição por um densímetro hidrómetro Nahita.

O segundo método é usado para líquidos de médias e altas viscosidades. Para determinar a

densidade por este método é necessário utilizar um picnómetro da Elcometer® 1800, como

mostra a figura seguinte. Depois de limpo e seco, deve-se encher com a amostra de

produto a analisar, colocando-se a tampa. A amostra deve ser suficiente para encher todo

o copo e caso haja amostra excedente, esta sairá pelo orifício no centro do picnómetro,

como mostra a imagem do centro (Figura 5.3). Depois de retirado o excedente, regista-se o

peso lido e calcula-se a densidade da amostra através da Equação 5.1:

Equação 5.1

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Figura 5.3 – Determinação da densidade pelo método do picnómetro.

5.1.2.1 Testes de Densidade

A determinação da densidade de todos os produtos era feita através de

densímetros/hidrómetros, como descrito previamente no método de determinação da

densidade de Produtos Líquidos. Do mesmo modo, do pH, os resultados das amostras

enviadas para o laboratório externo acreditado (CTV), mostravam que para os produtos

viscosos, a densidade apresentava valores diferentes comparativamente ao laboratório da

empresa. De seguida fizeram-se testes com o picnómetro da Elcometer® para os produtos

viscosos. Nas Figura 5.4 e Figura 5.5 estão representadas comparações entre os dois

métodos presentes no laboratório, o densímetro e o picnómetro e os resultados do

laboratório externo. É possível observar que os dados do picnómetro e do laboratório

externo são os mais próximos para ambos os casos. O método do densímetro apresenta

valores por excesso, ou seja, superiores aos dados da empresa e do laboratório externo.

Este desvio nas leituras de massa específica deve-se à viscosidade apresentada pelos fluidos

que quando mergulhados no densímetro apresentam uma resistência à deformação

elevada em relação aos líquidos não viscosos. Como o Produto C é um produto de média

viscosidade, a resistência não será muito elevada, contudo a leitura da densidade através

do picnómetro é uma melhor alternativa. Para o caso do Produto O é ainda mais crítico o

uso do densímetro para a determinação da densidade. Este produto é de alta viscosidade,

sendo altamente resistente à deformação. Os dados presentes na Figura 5.5 corroboram

esta afirmação, sendo o uso do picnómetro o mais correcto neste caso e em todos os

líquidos de viscosidade semelhante.

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Figura 5.4 – Comparação dos valores de densidade para os três métodos usados para o

produto C.

Figura 5.5 – Comparação dos valores de densidade para os três métodos usados para o

produto O.

5.1.1 Determinação da densidade aparente (Produtos

em Pó)

Para a determinação da densidade dos produtos em pó, usa-se o método representado na

Figura 5.7. A densidade dos produtos em pó é um parâmetro importante no embalamento,

pois condiciona a capacidade que as embalagens necessitam de ter, para o

acondicionamento de uma determinada quantidade do produto. Assim sendo, é necessário

determinar a densidade aparente dos produtos, que corresponde à densidade que o

produto tem a granel, ou seja, com incorporação de ar e espaços vazios no conteúdo. Os

equipamentos necessários à realização deste método estão representados na Figura 5.6 e

consistem numa balança Mettler Toledo Spider SW, num copo graduado de plástico com

capacidade conhecida e num funil para colocação da amostra a analisar.

De

nsi

da

de

(g

/cm

3)

Média viscosidade

Densímetro

Picnómetro

CTV

De

nsi

da

de

(g

/cm

3)

Alta viscosidade

Densímetro

Picnómetro

CTV

Valor Máx.

Valor Mín.

Valor Máx.

Valor Mín.

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Em primeiro lugar é necessário colocar a amostra do produto a analisar no funil, que se

encontra a 2cm de altura em relação à superfície do copo (Figura 5.7-Imagem 1). O funil

terá de estar obstruído para que a amostra escoe pelo funil somente no momento da

realização do método. Destapa-se o funil, deixando o produto escoar para dentro do copo

até este chegar ao topo do copo numa forma cónica (Figura 5.7-Imagem 2). Retirar o

excedente de produto com um espátula num ângulo de 45º para evitar retirar produto

necessário à pesagem (Figura 5.7-Imagem 3). Por fim registar o peso lido (Figura 5.7-Imagem

4) e calcular a densidade aparente através da Equação 5.2:

⁄

Equação 5.2

Em que 118,3 cm3 é o volume do copo determinado.

Figura 5.6 – Aparato experimental para a realização da determinação da densidade

aparente.

Figura 5.7 – Determinação da densidade aparente dos produtos em pó.

Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3 Imagem 4

Página | 36

5.1.2 Determinação da Viscosidade

A viscosidade é um dos parâmetros a partir dos quais se controla a estabilidade dos

produtos. A determinação da viscosidade foi feita inicialmente com um Viscosímetro Krebs

[Figura 5.8 a)]. Para este método, usa-se o mesmo eixo (spindle) e velocidade para todos os

diferentes produtos. Primeiro coloca-se no recipiente de 500mL a amostra a analisar. De

seguida mergulha-se o spindle na amostra, até ao limite máximo do braço do viscosímetro.

O spindle vai rodar durante 10 segundos à velocidade constante de 200 rpm e no final desse

tempo regista-se o valor de viscosidade lido.

Actualmente, a determinação da viscosidade é feita com um Viscosímetro Brookfield pelas

razões descritas no ponto 5.1.2.1. Consoante o produto a analisar, utiliza-se o “spindle”

apresentado na Tabela 5.2. Primeiro coloca-se, no recipiente de 500mL, a amostra a

analisar. Este recipiente vai ser usado para todos os produtos e possui um diâmetro

conhecido de 0,81cm, muito parecido com o recipiente padrão do fornecedor. De seguida

mergulha-se o spindle na amostra, até à marca de leitura. Inicia-se a rotação do rotor à

velocidade definida na Tabela 5.2. Após estabilização da temperatura efectuam-se as

leituras. Na Figura 5.8 b) apresenta-se o viscosímetro utilizado.

Figura 5.8 – a)Viscosímetro Sheen 480 Krebs; b) Viscosímetro Brookfield LV DVI-Prime.

a) b)

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Produto Spindle Velocidade (rpm) Temperatura (ºC)

C S61 6 20

O S63 30 20

B S63 30 20

Q S63 20 20

S S61 4 20

A S62 12 19

Tabela 5.2 – Parâmetros para a determinação da viscosidade de produtos.

5.1.2.1 Testes de Viscosidade

Para avaliar se o viscosímetro presente na fábrica era adequado para os produtos

fabricados na empresa, foram feitos testes de viscosidade a alguns dos produtos mais

fabricados, recorrendo ao uso de dois métodos diferentes.

Foram feitas leituras de viscosidade com um viscosímetro Brookfield Dial Reading LVT no

Instituto Superior Técnico, usando como spindle, um small sample adapter SC4 18/13R de

8mL, como se pode observar na figura do Anexo D. De acordo com os valores apresentados

na tabela do Anexo C chegou-se à conclusão que seria necessário adquirir um viscosímetro

mais adequado à leitura dos produtos fabricados na empresa, a empresa adquiriu um

viscosímetro Brookfield LV DVI-Prime.

Com a aquisição deste novo viscosímetro, foi necessário determinar qual as condições de

utilização, bem como, os spindles e velocidades mais adequadas às diferentes viscosidades

dos produtos. Deste modo, fez-se um estudo para todos os produtos que requerem o

controlo de viscosidade, determinando para cada um quais os parâmetros mais

adequados. Essa escolha baseia-se na percentagem de torque, ou seja, na tendência de

uma força para rodar um determinado objecto sobre um eixo. A percentagem de torque

ideal para a leitura da viscosidade é de 50%. Deste modo, quanto mais próxima uma

velocidade de rotação se aproximar deste valor de torque, mais preciso será o valor de

viscosidade lido.

A Tabela 5.3 apresenta os resultados obtidos da determinação dos parâmetros de leitura de

viscosidade para sete produtos. Para cada produto foram realizadas três leituras para duas

velocidades diferentes, estando esses dados representados nos Anexos C. Na tabela

também estão representados os valores médios das leituras provenientes do laboratório

externo acreditado para as mesmas amostras. É possível observar que os novos valores de

viscosidade apresentam um desvio bastante baixo quando comparados com os valores do

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laboratório externo. Os valores de leitura do laboratório externo que apresentam o valor N/A

(Não Avaliado) são referentes a produtos que alteraram as suas especificações de

viscosidade ao longo dos seis meses de estágio. Os únicos dados disponíveis do laboratório

externo referem-se a especificações de viscosidade antigas e desactualizadas. Deste modo,

seria necessário efectuar análises destes dois produtos a fim de corroborar os valores de

viscosidade lidos na empresa.

Produto Spindle Velocidade

(rpm)

Leitura

média (cP)

Torque

médio (%)

Leitura

Laboratório

externo (cP)

Desvio (%)

A S62 12 1222 49

N/A - 20 911 61

B S63 20 2451 41

2200 3 30 2140 54

O S63 20 2441 41

2380 7 30 2209 55

S S61 4 728 49

615 16 5 725 60

Q S63 12 3719 37

N/A - 20 2945 49

C S61 5 526 44

520 1 6 526 53

P S62 12 1077 43

1320 18 20 1068 71

Tabela 5.3 – Parâmetros referentes à determinação da viscosidade em sete produtos.

5.1.3 Determinação da Matéria Activa Aniónica

A determinação da matéria activa aniónica faz-se por titulação directa em duas fases de

acordo com o método descrito na norma NP-1204. Este método aplica-se à análise de

sulfonatos de alquilbenzeno, alquilsulfonatos, sulfatos e hidroxissulfatos, sulfatos de alquilfenol,

etoxissulfatos de álcool gordo e dialquilsulfosuccinatos e na determinação do teor de

matérias activas contendo um grupo hidrófilo por molécula. Os sulfanatos de baixa massa

molecular presentes sob a forma de hidrótropo (tolueno, xileno) não interferem se a sua

concentração, em relação ao teor de matérias activas, for inferior ou igual a 15% (m/m).

Para uma concentração superior, a sua influência deve ser estudada em cada caso

particular. Os sais dos ácidos gordos (sabão), a ureia e os sais de ácido

etilenodiaminotetracético não interferem. Os constituintes minerais típicos dos detergentes,

tais como cloreto de sódio, sulfato, borato, tripolifosfato, perborato, silicato, etc., não

interferem, mas outros agentes branqueadores, além do perborato, devem ser destruídos

antes da análise.

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A matéria activa aniónica forma com o corante catiónico um sal que se dissolve no

clorofórmio, ao qual confere uma coloração rósea (Figura 5.9-Imagem 2). Durante a

titulação, o cloreto de benzetónio (Hyamine) desloca, deste sal, o brometo de dimidio que

passa para a fase aquosa, deixando a fase clorofórmica que perde a sua coloração

rosada. Um excesso de Hyamine® provoca a formação com o corante aniónico, de um sal

que se dissolve no clorofórmio ao qual dá coloração azul (Figura 5.9-Imagem 4).

Primeiro pesa-se uma toma para análise contendo 4 miliequivalente de matéria activa

aniónica. Foram feitos os cálculos da massa da toma para a análise segundo os pesos

moleculares dos tensoactivos aniónicos presentes nos diferentes produtos da empresa

(Tabela 5.4).

Produto a analisar Massa da toma para análise (g)

C 32

B/O 27

Q/S 37

P 12

Tabela 5.4 – Massa da toma para análise para os produtos contendo matéria activa

aniónica.

De seguida dissolve-se a toma para análise em água desmineralizada. Transfere-se para um

balão volumétrico de 1000 ml. Adicionam-se algumas gotas de fenolftaleína (4 a 5) e

neutraliza-se até obtenção de coloração rósea pálida, quer pelo hidróxido de sódio 1,0 N,

quer pelo ácido sulfúrico 1,0 N, conforme o caso, perfaz-se o volume com água

desmineralizada e homogeneiza-se.

De seguida medem-se 25 ml da solução acima preparada para uma proveta graduada de

100 ml. Adicionam-se 10 ml de água desmineralizada, 15 ml de clorofórmio e 10 ml de

solução ácida de indicador misto. Por fim titula-se com a solução de cloreto de benzetónio.

O Cálculo do teor expresso em % em massa, da matéria activa aniónica é feito pela

Equação 5.3:

Equação 5.3

sendo a massa da toma para análise (g); o peso molecular médio da matéria activa

aniónica; a molaridade da solução de cloreto de benzetónio e o volume, da solução

de cloreto de benzetónio utilizada para a titulação(ml).

Página | 40

Reagentes utilizados Equipamento utilizado

Matéria Activa Aniónica Hyamine® 1622 solution 0,004

mol/L

Equipamento corrente de

laboratório

Clorofórmio AnaLaR Normapur

99,2%

BDH Brometo de dimidio/dissulfina

azul

Fenolftaleína Carlo Erba RPA

Hidróxido de sódio 1,0N Panreac

Ácido sulfúrico 95-97% Merck

Tabela 5.5 – Reagentes e equipamentos utilizados na determinação da Matéria Activa

Aniónica.

Figura 5.9 – Método de determinação da Matéria Activa Aniónica.

5.1.4 Determinação do Cloro Activo

Para a determinação do cloro activo numa amostra de produto a analisar, começa-se por

pipetar 25 ml da amostra para um balão volumétrico de 250 ml contendo 150 ml de água

desmineralizada. De seguida completa-se o volume com água e homogeneiza-se. De

seguida pipetam-se 10 ml desta solução para um Erlenmeyer de 250 ml contendo 1 g de

iodeto de potássio dissolvidos em 100 ml de água desmineralizada. Homogeneiza-se a

mistura e adiciona-se 1 ml de ácido acético glacial.


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De seguida titula-se esta mistura com uma solução de tiossulfato de sódio 0,1 N até ficar

com cor amarelo palha, como se pode observar na Figura 5.10-Imagem 2. Adicionam-se

nesta altura 10 ml de cozimento de amido, ficando a solução azul (Figura 5.10-Imagem 3) e

finaliza-se a titulação até mudança da cor azul para incolor (Figura 5.10-Imagem 4). Regista-

se o volume gasto de tiossulfato de sódio e calcula-se a concentração de cloro activo

através da Equação 5.4:

Equação 5.4

Sendo o volume, em ml, de tiossulfato de sódio 0,1 N gastos na titulação e a

Normalidade do Tiossulfato de sódio.

Caso se esteja a determinar o cloro activo na matéria-prima (hipoclorito de sódio), faz-se

uma toma de 25 ml para um balão volumétrico de 1000 ml. O resto do procedimento é

igual. Para calcular o cloro activo, usa-se a Equação 5.5:

Equação 5.5

Figura 5.10 – Método da determinação do Cloro Activo.

Reagentes utilizados Equipamento utilizado

Cloro Activo Tiossufato de Sódio Convol Normadose 0,1N

Equipamento corrente de

laboratório

Iodeto de Potássio AnaLar Normapur

Ácido Acético Glacial 100% Merck

Amido de batata solúvel PA

Tabela 5.6 – Reagentes e equipamentos utilizados na determinação do Cloro Activo.


Página | 42

Fez-se um estudo estatístico do processo para alguns dos produtos da empresa para

averiguar a estabilidade do processo produtivo referente a um ano de produção

(2013/2014). Este estudo foi feito para cinco produtos com diferentes finalidades comerciais

e diferentes características físicas e químicas, de modo a verificar se estas diferenças

assumem um papel preponderante na estabilidade do processo. O estudo foi feito por

cartas de controlo do tipo -R, nomeadamente carta de médias e de amplitudes para pH,

densidade, viscosidade e cloro activo cada produto. A avaliação da capacidade do

processo para cada produto é feita através dos critérios presentes na Tabela 3.2 do Capítulo

3.

5.2.1 Produto I

Este produto é fabricado em contentores de 1m3 com introdução manual de todas as

matérias-primas, pesadas individualmente nas balanças da zona de produção. É um

produto clorado e de natureza alcalina. Na Figura 5.11 estão representadas as cartas de

controlo referentes aos valores de pH lidos. O processo encontra-se controlado, verificando-

se uma tendência no futuro, para estabilizar junto do valor médio, como se pode observar

pela carta das amplitudes que tem vindo a reduzir valores.

Figura 5.11 – Cartas de controlo X/R do pH. a) Carta das médias b) Carta das amplitudes.

LSC, LIC – Limites superior e inferior de controlo; LSE, LIE - Limites superior e inferior de

especificação.

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82

Va

lore

s m

éd

ios

de

pH

Nº de Amostras

Dados LSC/LIC Média LSE/LIE

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82Am

plit

ud

es

do

pH

Nº de amostras

5.2 Controlo Estatístico do processo

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 43

Na Figura 5.12 encontram-se representadas as cartas de controlo referentes às leituras de

densidade pelo método do densímetro/hidrómetro. Como se pode observar pela carta de

controlo das médias, o processo encontra-se bastante controlado. Os limites de

especificação encontram-se bem definidos, uma vez que todos os dados se encontram

dentro dos limites de controlo (LSC/LIC). Da carta das amplitudes é possível observar que

não existem grandes oscilações de amplitudes entre leituras consecutivas.

Figura 5.12 – Cartas de controlo X/R da densidade. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Na Figura 5.13 estão representadas as cartas de controlo referentes à percentagem de cloro

activo presente no produto. É possível observar que existe alguma oscilação nos valores

médios lidos. Este facto deve-se maioritariamente à percentagem de cloro activo presente

na matéria-prima. Devido a esta variação, a percentagem de cloro activo nos produtos

clorados vai obrigatoriamente variar. De modo, a prevenir estes desvios, podia-se modificar

a quantidade de hipoclorito de sódio a introduzir na formulação consoante os resultados

efectuados à matéria-prima. Embora esta solução fosse a mais adequada, é inviável, pois o

armazenamento do hipoclorito de sódio faz-se em contentores de 1tonelada, usando-se

somente um contentor à vez durante a produção. Dependendo do escoamento do

produto, este armazenamento pode durar até uma semana. Seria um processo moroso e

nada prático, fazendo a avaliação a cada contentor de matéria-prima, reformular o

processo de fabrico todas as semanas. Não obstante, os dados do processo encontram-se

dentro dos limites de especificação impostos pela empresa.

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82

Va

lore

s m

éd

ios

da

de

nsi

da

de

(g/c

m3)

Nº de Amostras


0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82

Am

plit

ud

e d

a

De

nsi

da

de

Nº de Amostras

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 44

Figura 5.13 – Cartas de controlo X/R do cloro activo. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Da tabela seguinte é possível observar que todos os parâmetros possuem valores em ambos

índices de capacidade do processo superiores a 1,33, sendo por isso o processo de fabrico

considerado capaz de cumprir com as especificações e centrado.

Parâmetro Cp Cpk

pH 2,0 2,0

Densidade 1,9 1,8

Cloro

Activo 1,9 1,6

Tabela 5.7 – Parâmetros de controlo estatístico do processo para o produto I.

5.2.2 Produto L

Este produto é fabricado no reactor de 2m3 com introdução manual de todas as matérias-

primas, pesadas individualmente nas balanças da zona de produção, com excepção da

água desmineralizada. É um produto neutro, multiusos, usado para limpeza de todas as

superfícies. A grande condicionante deste produto é precisar de efectuar uma

neutralização manual no final do seu processo produtivo.

Na Figura 5.14 estão representadas as cartas de controlo referentes aos valores médios de

pH. É possível observar na carta das médias de pH, uma zona onde não estão apresentados

limites de aviso, uma vez que a empresa ainda não tinha estabelecido estes limites para o

produto.

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82

Va

lore

s m

éd

ios

de

Clo

ro A

ctiv

o

Nº de Amostras


0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82

Am

plit

ud

e d

o

Clo

ro A

ctiv

o

Nº de Amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 45

Após estabelecimento dos limites de aviso, verificou-se a estabilização do processo dentro

destes valores. Devido às grandes amplitudes entre leituras consecutivas de dados, os limites

de controlo do processo são bastante maiores que os de aviso. Caso se pretenda

estabelecer os limites de aviso existentes como limites de especificação do produto é

necessário automatizar o processo de neutralização, ou a curto prazo, aquando da

neutralização manual estabelecer, um valor médio de pH final. Deste modo evitam-se

grandes amplitudes de dados, tornando este processo o mais estável possível.


LSC, LIC – Limites superior e inferior de controlo; LSA, LIA – Limites superior e inferior de

especificação.

Na Figura 5.15 estão representadas as cartas de controlo referentes aos valores da

densidade. É possível observar que embora os limites de controlo tenham uma amplitude

semelhante aos limites de aviso, como os valores medidos não se encontram centrados,

existe um desfasamento entre os dois tipos de limites. Este desfasamento acontece pela

média da densidade estar abaixo do pressuposto e as amplitudes de dados consecutivos

serem elevadas. Esta gama de amplitudes deve-se a erros de leitura do operador. O

método usado para a determinação da densidade deste produto é por

densímetro/hidrómetro. Não obstante, é um processo bastante controlado.

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

Va

lore

s m

éd

ios

de

pH

Nº de amostras

Dados LSC/LIC Média LSA/LIA

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59Am

plit

ud

e d

o p

H

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 46


amplitudes.

Para o cálculo dos índices de capacidade do pH, foram usados os valores das amostras a

partir da amostra 25, para a densidade usaram-se as 59 amostras. Da tabela seguinte

podemos observar que para o parâmetro do pH, o processo embora esteja centrado nos

limites de aviso internos, este não é um processo capaz, sendo os limites de aviso bastante

inferiores aos limites de controlo. Deste modo, como dito anteriormente, será necessário

alargar os limites de aviso e continuar a fazer um controlo estatístico do processo. Para o

caso da densidade, o processo apresenta um valor de Cp perto da unidade, o que indica

que o processo é satisfatório, mas encontra-se descentrado.

Parâmetro Cp Cpk

pH 0,6 0,5

Densidade 1,1 0,8

Tabela 5.8 – Parâmetros de controlo estatístico do processo para o produto L.

5.2.3 Produto O

Este produto é fabricado no contentor de 1m3 com introdução manual de todas as

matérias-primas, pesadas individualmente nas balanças da zona de produção, com

excepção da água desmineralizada. É um produto neutro, usado para higienização das

mãos. Na Figura 5.16 estão representadas as cartas de controlo referentes aos valores

médios de pH. É possível observar na carta das médias de pH, uma zona onde não estão

apresentados limites de aviso, uma vez que a empresa ainda não tinha estabelecido estes

limites para o produto. Após estabelecimento dos limites de aviso, verificou-se a

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

Va

lore

s m

éd

ios

de

De

nsi

da

de

Nº de amostras


0,000

0,002

0,004

0,006

0,008

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

Am

plit

ud

e d

a

de

nsi

da

de

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 47

estabilização do processo dentro destes valores. Como a média dos valores do processo

não se encontra centrada, os limites de controlo não se encontram centrados com os limites

de aviso impostos pela empresa. Como se pode observar na carta das médias, os valores de

pH tendem a situar-se abaixo da média, pelo que será necessária a revisão dos limites de

aviso, para posteriormente definir os limites de especificação do produto. Com o

estabelecimento dos limites de aviso, as amplitudes das leituras de pH também sofreram

uma redução, o que significa que o processo tende a ser estável.


Na Figura 5.17 estão representadas as cartas de controlo referentes aos valores médios de

densidade do processo. É possível observar que o processo se encontra bastante estável, à

excepção dos dados iniciais da carta. Estes dados aleatórios devem-se a erros de leitura do

operador. Este é um produto que aquando do final do seu processo produtivo apresenta

bastante incorporação de ar no seu interior. Se as medições de densidade forem feitas

imediatamente após a sua produção, o ar introduzido provocará erros grandes na leitura da

densidade, geralmente reduzindo o seu valor. Deste modo, foi instaurado que a leitura da

densidade deste produto é sempre feita após umas horas de repouso, ou até mesmo

verificada somente no dia seguinte. Por consequência, os dados lidos a partir desta

alteração encontram-se bastante mais definidos. O método de determinação da

densidade durante o controlo estatístico baseou-se no método de densímetro/hidrómetro.

Assim sendo, no futuro o controlo estatístico para este produto terá de ser feito com dados

do picnómetro, uma vez que é o método mais correcto. Os limites de especificação terão

de ser posteriormente revistos para se enquadrarem com os valores resultantes do

picnómetro.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Va

lore

s m

éd

ios

de

pH

Nº de amostras


0,0

0,5

1,0

1,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Am

plit

ud

e d

o p

H

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 48


amplitudes.

Para o cálculo dos índices de capacidade do pH e da densidade, foram usados os valores

das amostras a partir da amostra 10. Da tabela seguinte é possível observar que os valores

dos índices de capacidade do processo estão acima de 1, pelo que o processo é capaz

em ambos os parâmetros medidos, sendo bastante mais capaz no caso da densidade. Os

valores do pH necessitam de ser centrados, como mostra o valor de Cpk para este

parâmetro.

Parâmetro Cp Cpk

pH 1,1 0,7

Densidade 6,6 6,0

Tabela 5.9 – Parâmetros de controlo estatístico do processo para o produto O.

5.2.4 Produto C



água. É um produto neutro e de média viscosidade, usado para lavagem manual da loiça.

Na Figura 5.18 estão representadas as cartas de controlo referentes aos valores médios lidos

de pH. É possível observar que o processo se encontra acima do valor médio de pH,

estando os limites de controlo um pouco desfasados dos limites de aviso. Produção de

produto C é feita com uma neutralização inicial. Tal como no caso do produto L esta

neutralização é feita manualmente, oscilando o pH final de neutralização. Caso se pretenda

estabelecer os limites de aviso existentes como limites de especificação do produto é

necessário, ou automatizar o processo de neutralização, ou a curto prazo, aquando da

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Va

lore

s m

éd

ios

de

de

nsi

da

de

Nº de amostras


0,000

0,004

0,008

0,012

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Am

plit

ud

e d

a

de

nsi

da

de

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 49

neutralização manual estabelecer, um valor médio de pH final. Deste modo evitam-se

grandes amplitudes de dados, tornando este processo o mais estável possível.


Na Figura 5.19 encontram-se representadas as cartas de controlo referentes aos valores

médios de densidade. É possível observar que este parâmetro se encontra controlado. No

entanto, este produto também incorpora ar aquando do seu processo produtivo, pelo que é

imperativo fazer-se a medição da densidade após algum tempo de repouso. Os dados para

o controlo estatístico apresentado foram feitos com o método do densímetro, pelo que no

futuro, é necessário fazer o controlo estatístico deste produto com os dados provenientes do

picnómetro.

Na Figura 5.20 estão representadas as cartas de controlo referentes à viscosidade. Os dados

apresentados foram obtidos com o viscosímetro que se encontrava na fábrica, pelo que

não estavam estabelecidos limites de aviso para este produto. No entanto, o processo

encontrava-se estável com alguma amplitude de dados. Estas amplitudes devem-se

maioritariamente à qualidade dos electrólitos introduzidos na formulação. De modo, a

estabelecer a viscosidade do produto no final da produção, é necessária a adição de

NaCl. Se esta matéria-prima apresentar humidade elevada, como no período de Inverno,

esta “contaminação” vai prejudicar a viscosidade que se obtém no final da produção. No

último mês de estágio, quando se teve acesso ao viscosímetro Brookfield, conseguiram-se

ainda estabelecer limites de aviso para este produto, obtendo-se uma amplitude de valores

muito menor, apresentando, tendência para estabilizar ao longo do tempo.

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105Va

lore

s m

éd

ios

de

pH

Nº de Amostras


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105

Am

plit

ud

e d

os

va

lore

s d

e p

H

Nº de Amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 50


amplitudes.

Figura 5.20 – Cartas de controlo X/R da viscosidade. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Da Tabela seguinte é possível observar que tanto a densidade como a viscosidade com os

novos valores definidos, são capazes de cumprir com as especificações e se encontram

bastante centrados. No entanto, os valores de pH, embora satisfatoriamente capazes de

cumprir com as especificações têm tendência a estar acima da média e a deslocar os

limites de controlo para cima, descentrando o processo.

Parâmetro Cp Cpk

pH 1,0 0,7

Densidade 1,8 1,7

Viscosidade 2,9 1,3

Tabela 5.10 – Parâmetros de controlo estatístico do processo para o produto C.

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105Va

lore

s m

éd

ios

de

De

nsi

da

de

Nº de Amostras


0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105Am

plit

ud

e

da

de

nsi

da

de

Nº de Amostras

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105

Va

lore

s m

éd

ios

da

Vis

co

sid

ad

e

Nº de Amostras


0

20

40

60

80

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105

Am

plit

ud

e d

a

Vis

co

sid

ad

e

Nº de Amostras

a)

b)

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 51

5.2.5 Produto F



água desmineralizada. Na Figura 5.21 estão representadas as cartas de controlo referentes

ao pH. A carta de controlo apresenta sinais de instabilidade consequência de uma

alteração de uma das matérias-primas, vindo a ser necessário uma neutralização manual no

final do processo produtivo. Devido a essa neutralização, as amplitudes nas leituras

consecutivas são grandes, aumentando os limites de controlo impostos pelo processo.

Como se pode observar nos dados finais da carta, tende a não ser necessária neutralização

e a estabilizar com valores de pH acima da média. Deste modo, no futuro será necessário

rever os limites de aviso do produto e transformá-los em limites de especificação.


Na Figura 5.22 encontram-se representadas as cartas de controlo referentes aos valores

médios de densidade. É possível observar que embora os limites de controlo tenham uma

amplitude semelhante aos limites de aviso, como os valores medidos não se encontram

centrados, existe um desfasamento entre os dois tipos de limites. Este desfasamento

acontece pelas grandes amplitudes dos valores de leituras consecutivas devidas a erros de

leitura tal como no caso do produto L. Não obstante, é um processo que tende para

estabilizar para valores de densidade abaixo da média, como se pode observar pelos

últimos dados presentes na carta de controlo.

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49Va

lore

s m

éd

ios

de

pH

Nº de amostras


0

0,3

0,6

0,9

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49Am

plit

ud

e d

e

pH

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 52


amplitudes.

Da tabela seguinte é possível observar que para este produto são necessárias implementar

medidas para diminuir a variabilidade e centrar o processo.

Parâmetro Cp Cpk

pH 1,0 1,0

Densidade 1,1 0,6

Tabela 5.11 – Parâmetros de controlo estatístico do processo para o produto F.

Foi realizado um controlo metrológico dos produtos pré-embalados de modo a garantir o

cumprimento dos requisitos impostos por lei para este tipo de produtos [5]. Foram feitos

controlos para três tipos de produtos diferentes. Dois dos produtos são embalados

automaticamente e o outro embalado manualmente. O estudo foi feito por cartas de

controlo do tipo -R, nomeadamente carta de médias e de amplitudes dos pesos medidos.

Os limites de especificação inferiores foram baseados no Quadro N.º 1 da Portaria N.º

1198/91 (Anexo B) para a determinação dos erros admissíveis por defeito nos conteúdos

efectivos [5]. O Limite Superior de Especificação (LSE) encontra-se representado nas cartas a

tracejado por não ser um limite legal, mas sim imposto pela empresa.

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49Va

lore

s m

éd

ios

de

de

nsi

da

de

Nº de amostras


0

0,003

0,006

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49Am

plit

ud

e d

e

de

nsi

da

de

Nº de amostras

5.3 Controlo Estatístico dos Pré-Embalados

b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 53

5.3.1 Produto Q de 500mL

Este produto é embalado numa máquina de embalamento automática, como descrito no

Capítulo 4.1 referente ao Processo Produtivo. O produto é comercializado em embalagens

de 500mL de material translúcido e resistente. A Figura 5.23 representa as duas cartas de

controlo, uma para as médias de pesos e a outra para as amplitudes dos pesos. Da carta

das médias é possível observar que se trata de um processo bastante controlado. Embora

haja oscilações nas amplitudes dos pesos, o valor máximo é de 0,015, ou seja, reduzido. O

processo está um pouco acima da quantidade nominal com tara, não ultrapassando os

limites impostos pela empresa. Pelos dados dos índices de capacidade presentes na Tabela

5.12, estamos perante um processo capaz, que se encontra dentro dos limites de

especificação e é capaz de cumprir com os mesmos, pois tanto o índice de capacidade,

como o de funcionamento se encontram acima de 1,33.

Figura 5.23 – Cartas de controlo X/R do produto Q. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Parâmetros Valores

Cp 2,2

Cpk 1,5

Tabela 5.12 – Índices de capacidade e funcionamento referentes ao enchimento de

produto Q.

5.3.2 Produto C de 5L

Este produto, também é embalado de forma automática, como referido no ponto 4.1 do

Capitulo 4. Para o caso da comercialização do produto no formato de 5L, podemos

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Pe

sos

Mé

dio

s (K

g)

Nº de amostras

Dados LSE LIE Média LSC/LIC Quantidade nominal + tara

0,000

0,005

0,010

0,015

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Am

plit

ud

es

do

s

pe

sos

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 54

observar as cartas de controlo presentes na Figura 5.24. Aquando da implementação do

sistema de controlo, observou-se que os pesos medidos se encontravam abaixo do

estabelecido por lei (amostras 1 a 6) o que necessitou de rápida actualização da

velocidade de enchimento da máquina. Depois desta actualização, os pesos ficaram

dentro da especificação, mas um pouco abaixo da quantidade nominal. Para não actuar

novamente na velocidade de enchimento da máquina, pois isso acarretaria atrasos no

embalamento, melhorou-se a viscosidade do produto, de modo, a observar se seria um

parâmetro relevante. Chegou-se à conclusão que é um parâmetro bastante importante e

não pode apresentar grandes oscilações. Deste modo, conseguiram-se pesos dentro da

especificação em linha com a quantidade nominal necessária. A variabilidade do processo

diminuiu com este melhoramento do processo de enchimento. Através dos valores

representados na Tabela 5.13 é possível observar que se trata de um processo centrado

capaz de cumprir com as especificações. Quando os valores dos dois índices de

capacidade são muito semelhantes, o processo encontra-se centrado e dentro dos limites

de especificações.

Figura 5.24 – Cartas de controlo X/R do produto C de 5L. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Parâmetros Valores

Cp 1,4

Cpk 1,3


produto C 5L.

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29Pe

sos

Mé

dio

s (K

g)

Nº de amostras


0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28Am

plit

ud

es

do

s

pe

sos

Nº de amostras b)

a)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 55

5.3.3 Produto C de 10L

Para o caso da comercialização deste produto num formato maior, de 10L, as cartas de

controlo do processo encontram-se representadas na Figura 5.25. Este processo, embora

funcionando com a mesma máquina de enchimento que o anterior, sempre se apresentou

controlado. Pela carta das amplitudes, é possível observar que é processo mais estável que

o anterior, não havendo nenhum valor medido fora do limite superior de controlo (LSC).

Pelos índices de capacidade representados na Tabela 5.14 é possível observar que se trata

de um processo capaz de cumprir com os limites de especificação, embora um pouco

descentrado relativamente à quantidade nominal. No geral é um processo bastante capaz.

Figura 5.25 – Cartas de controlo X/R do produto C de 10L. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

Parâmetros Valores

Cp 1,7

Cpk 1,6


produto C 10L.

5.3.4 Produto I de 5L

Este produto representa a título exemplificativo, o processo de embalamento manual na

fábrica. A Figura 5.27 representa as cartas de controlo para o caso do formato de

embalagem de 5L. É possível observar, assim como para o caso do produto C de 5L, que

este processo se encontrava abaixo do limite inferior de especificação imposto por Lei

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Pe

sos

Mé

dio

s (K

g)

Nº de amostras


0,00

0,05

0,10

0,15

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Am

plit

ud

es

do

s

pe

sos

Nº de amostras

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 56

(amostras 1 a 6). Deste modo, averiguou-se, para a quantidade nominal com tara, se

haveria alguma marca na embalagem que pudesse auxiliar o enchimento. Efectivamente,

como mostra a Figura 5.26, se a quantidade de produto presente na embalagem estiver

acima das setas marcadas a preto, este encontra-se no nível da quantidade nominal, ou

seja, na média dos limites de especificação. Após consciencialização dos operadores para

o procedimento segundo a marcação da embalagem, obteve-se uma média de processo

contígua à quantidade nominal com tara. O processo considera-se estável com uma

amplitude na ordem dos 0,1. Contudo, quando observamos os valores da Tabela 5.15,

deparamo-nos com índices de capacidade e de funcionamento iguais a 1. Neste caso, a

amplitude natural do processo, ou seja o valor 6 e a gama de valores de especificação

(LSE-LIE) são iguais: diz-se que o processo é marginalmente capaz de cumprir os limites da

especificação. Não obstante, o processo encontra-se centrado na média.

Figura 5.26 – Marca auxiliar para enchimento manual nas embalagens de 5L.

Figura 5.27 – Cartas de controlo X/R de produto I de 5L. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Pe

sos

Mé

dio

s (K

g)

Nº de amostras


0,00

0,15

0,30

0,45

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Am

plit

ud

es

do

s

pe

sos

Nº de amostras

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 57

Parâmetros Valores

Cp 1,0

Cpk 1,0


produto I 5L.

5.3.5 Produto I de 10L

O enchimento deste produto no formato de 10L é feito manualmente, pelo que também

representa um processo difícil de ser controlado. A Figura 5.28 mostra as cartas de controlo

deste processo. É possível observar que os valores médios dos pesos se encontram acima da

quantidade nominal com tara, estando o Limite Superior (LSC) fora dos limites de

especificação. Estes dados são corroborados com os valores dos índices de capacidade e

funcionamento presentes na Tabela 5.16, onde ambos se encontram abaixo da unidade.

Embora os dados se refiram a um processo que não é capaz de cumprir com os limites de

especificação, este somente não é capaz de cumprir com o limite superior. O Limite superior

de especificação, como referido anteriormente, é definido pela empresa não sendo

requisito legal. Este limite é imposto para salvaguarda de desperdício de produto, não

acarretando, deste modo, prejuízo para o cliente, mas sim para a empresa.

Assim sendo, o processo de embalamento poderia ser melhorado de modo, a centrar o

processo, mas ao contrário do que acontece com as embalagens de 5L que possuem

marcação, o controlo visual nas embalagens de 10L é difícil, uma vez que não existe

marcação.

Figura 5.28 – Cartas de controlo X/R de produto I de 10L. a) Carta das médias b) Carta das

amplitudes.

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Pe

sos

Mé

dio

s (K

g)

Nº de amostras


0,00

0,10

0,20

0,30

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Am

plit

ud

es

do

s

pe

sos

Nº de amostras

a)

b)

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 58

Parâmetros Valores

Cp 0,8

Cpk 0,5


produto I de 10L.

O estudo da Estabilidade dos Produtos é feita através de testes periódicos que se realizam a

vários tipos de produtos, sejam estes produtos já em produção ou produtos experimentais,

avaliando-se a estabilidade do produto sob várias condições que simulam o ambiente onde

os produtos poderão estar inseridos. Os produtos escolhidos foram o produto C, detergente

lava-loiça, e o produto O, o sabonete líquido para as mãos por serem produtos bastante

produzidos e comercializados. Os produtos clorados foram escolhidos por apresentarem

volatilidade do seu princípio activo, o hipoclorito de sódio. Por fim, escolheu-se um produto

em desenvolvimento, para desinfecção de saladas e frutas, para verificar a sua estabilidade

ao longo do tempo antes de começar a ser comercializado.

Os testes foram efectuados sob diversas condições, nomeadamente:

Frigorífico a 6ºC;

Temperatura Ambiente ao abrigo da luz;

Estufa a 40ºC;

Luz Solar.

O frigorífico representa a estabilidade do produto ao longo de 4 meses em ambientes frios

(cerca de 6ºC). É analisada também a evolução da estabilidade do produto à temperatura

ambiente ao abrigo da luz (armário), sendo este, o padrão de comparação do produto. A

estufa a 40ºC é utilizada para determinar a estabilidade do produto quando o ambiente

que o rodeia é um ambiente quente. Ao se expor os produtos em contacto directo com a

luz solar, pretende-se verificar a influência dos raios solares no produto, representando a

forma com os produtos poderão extar expostos nos locais de consumo.

Após serem colocados os produtos em teste, realizaram-se testes todas as semanas durante

13 semanas registando-se as alterações (caso as haja) ao nível de: Aspecto, cor, perfume e

separação. Além destas características organolépticas, verificaram-se os parâmetros

químicos como o pH, a viscosidade e o teor em cloro activo.

5.4 Estudo da Estabilidade dos produtos

Página | 59

5.4.1 Produto C

A Figura 5.30 mostra a evolução dos valores de pH ao longo das 13 semanas para o produto

C. É possível observar que na estufa a 40ºC e no frio a 6ºC, o pH se mantém constante ao

longo do tempo, contudo à temperatura ambiente, o pH vai diminuindo, o que se traduz

numa instabilidade significativa do produto. Em termos de características organolépticas, é

possível observar pela Figura 5.29, que o produto no frio se encontra turvo e com depósitos,

ao contrário da limpidez característica à temperatura ambiente. A utilização de hidrótopos

nestes casos elimina problemas de separação de fases, potencializa a acção do sistema

tensoactivo nas formulações, aumenta a solubilização dos mesmos em água diminuindo o

ponto de turvação. Entre os hidrótopos mais usados temos: Ureia, cumeno sulfonato de

sódio, tolueno sulfonato de sódio e xileno sulfonato de sódio [3].

Figura 5.29 – Produto C apos 13 semanas de armazenamento: a 6ºC (esquerda) à

temperatura ambiente (direita).

Figura 5.30 – Evolução dos valores de pH ao longo de 13 semanas para as diferentes

condições de armazenamento.

Na Figura 5.31 é possível observar a evolução dos valores de viscosidade ao longo das 13

semanas. A 40ºC, a viscosidade atinge valores baixos de cerca de 60cP, o que seria de

esperar, pois com o aumento da temperatura, dá-se uma diminuição na viscosidade. Para

as restantes condições, a viscosidade mantem-se aproximadamente constante e da ordem

dos 420cP.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Va

lore

s d

e p

H

Tempo, Semanas

Frio Estufa Luz solar Armário

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 60

Figura 5.31 – Evolução dos valores de viscosidade ao longo de 13 semanas para as

diferentes condições de armazenamento.

5.4.1.1 Melhoria do detergente de lavagem manual loiça

Durante a realização do estudo de estabilidade, detectou-se que o produto C apresentava

ao longo do tempo um abaixamento do valor de pH. Fez-se um estudo, em que se avaliou a

estabilidade dos produtos intermédios correspondentes a seis fases do processo produtivo.

A primeira fase é a da “neutralização” composta pela adição de água de rede, de ácido e

de base de acordo com a formulação. A fase seguinte, denominada por “simples”,

corresponde à adição de tensoactivos e “builders”. A 3ª fase denominada “com corante”

corresponde à adição de corante à fase simples, assim como, as fases “com essência” e

“com NaCl” correspondem, respectivamente, à adição de perfume limão e electrólito. Por

fim, temos o produto completo.

Como se pode observar na Figura 5.32, a fase de neutralização não sofre alteração de pH

ao longo das três semanas de teste. Não obstante, todas as outras fases sofrem alteração e

perda significativa dos valores de pH. É possível observar que as fases simples, com corante

e com perfume, ao fim das três semanas reduzem o seu pH até 5,5, enquanto as fases com

NaCl e completo, sofrem alteração do pH até um valor mínimo de 4,5. Por consequência

concluiu-se que é aquando da adição dos tensoactivos aniónicos que se observa uma

instabilidade nos valores de pH do produto final.

Figura 5.32 – Evolução dos valores de pH ao longo de 3 semanas para as várias etapas do

processo produtivo de produto C.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Va

lore

s d

e

vis

co

sid

ad

e

Tempo, Semanas

Frio Estufa Luz Solar Armário

0 1 2 3

Va

lore

s d

e p

H

Tempo, Semanas

Neutralização Simples Com corante

Com essência Com NaCl Completo

Valor Máx.

Valor Mín.

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 61

Os dois tensoactivos aniónicos usados na formulação de produto C estão representados na

Figura 3.3 no Capítulo 3. Devido às cadeias alquílicas lineares, os tensoactivos aniónicos aqui

apresentados podem estar susceptíveis à acção dos sais responsáveis pela dureza total da

água e posterior libertação de iões H+ para o meio. O tensoactivo LASNa é o principal

constituinte na neutralização no processo produtivo deste produto e é bastante resistente à

presença de sais de cálcio e magnésio, o que corrobora o facto dos valores de pH da

neutralização se manterem estáveis. O LESS é introduzido na fase denominada por simples,

continuando presente em todas as restante fases do processo produtivo. Por consequência

é nestas fases que se dá a presença de iões livres H+, que provocam uma redução no pH do

meio. Aquando da adição de electrólitos ao produto, este dissociam-se em Na+ e Cl-,

havendo uma ligação do ião cloro, com o ião livre H+, formando HCl, provocando uma

maior acidificação do meio, chegando os valores de pH a 4,5.

Para evitar a acção da dureza total da água sobre o tensoactivo aniónico LESS foram

seleccionados alguns agentes sequestrantes para os estudos de estabilidade a efectuar ao

produto. Os agentes sequestrantes têm a função de complexar iões responsáveis pela

dureza da água, principalmente os iões cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e ferro (Fe3+). São

responsáveis portanto, pelo aumento da estabilidade dos sistemas onde estão inseridos.

Entre os principais sequestrantes utilizados na formulação de um detergente lava-louça,

destaca-se o EDTA. O sequestrante também exerce outro papel muito importante, que é o

da potencialização do sistema conservante devido à eliminação dos iões do meio,

essenciais ao crescimento das bactérias dificultando o seu aparecimento. Além do EDTA,

existem ácidos que podem funcionar como complexantes da dureza total presente na

água, tais como o ácido fosfórico (H3PO4) ou o ácido cítrico, um ácido orgânico fraco [3].

Os testes de estabilidade foram feitos com ácido fosfórico, ácido cítrico, água

desmineralizada em detrimento da água de rede e por fim com duas concentrações

diferentes de EDTA. A escolha das concentrações de cada agente prende-se com razões

económicas. É possível observar na Figura 5.34 que o uso do complexante EDTA nas duas

diferentes concentrações surtiu o efeito desejado, tendo estabilizado o pH do produto ao

longo das três semanas de teste. Comparativamente aos dois ácidos usados visualiza-se a

redução dos valores de pH, embora para valores mais altos. Por fim, o uso da água

desmineralizada em detrimento da água de rede não apresenta quaisquer resultados

positivos. A dureza total da água desmineralizada foi determinada recorrendo a um teste da

AquaMerck® titrimétrico, que calcula a dureza total em mg/L de CaCO3. O resultado para a

água desmineralizada da fábrica foi 0mg/L de CaCO3. Contudo não se pode concluir que a

água estará totalmente livre de outros iões que possam afectar os resultados de

estabilização.

Página | 62

Figura 5.33 – Teste de dureza total da AquaMerck® [12].

Figura 5.34 – Evolução dos valores de pH ao longo de 3 semanas para diferentes tipos de

agentes sequestrantes.

5.4.2 Produto O

Para o caso do produto O, podemos observar na figura seguinte, que para os valores de pH

é de constatar que estes se mantêm constantes ao longo do tempo, não havendo

instabilidade do produto. Em termos das características organolépticas, estas também se

mantiveram constantes ao longo de todo o tempo do estudo e para todas as condições de

teste. Na Figura 5.36 podem-se observar as curvas da evolução da viscosidade para as

diferentes condições de teste, sendo a viscosidade na estufa a mais baixa, o que seria de

esperar. Refira-se que a viscosidade no frio apresenta um valor mais baixo que à

temperatura ambiente ao contrário do esperado. Este facto deve-se à existência de

glicerina na sua formulação, que a temperaturas baixas funciona como um anticongelante,

tornando a solução menos viscosa a temperaturas baixas. Em condições ambiente e luz

solar a viscosidade apresenta o valor padrão esperado.

Figura 5.35 – Evolução dos valores de pH ao longo de 13 semanas para as diferentes

condições de armazenamento.

0 1 2 3

Va

lore

s d

e p

H

Tempo, Semanas

Ácido Fosfórico Água Desmineralizada Ácido Cítrico 1ª Conc. EDTA 2ª Conc. EDTA

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Va

lore

s d

e p

H

Tempo, Semanas


Valor Máx.

Valor Mín.

Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 63

Figura 5.36 – Evolução dos valores de viscosidade ao longo de 13 semanas para as

diferentes condições de armazenamento.

5.4.3 Produtos Clorados

Para o caso dos produtos clorados estudou-se a perda de cloro activo ao longo do tempo

para estabelecer um prazo de vida útil do produto. Como já foi referido, as soluções de

hipoclorito de sódio têm estabilidade de armazenamento limitada. A decomposição ocorre

devido às duas reacções seguintes:

1. Formação de clorato de sódio:

2. Libertação de oxigénio:

Numa solução de hipoclorito de sódio de boa qualidade, ou seja, sem contaminantes e

pouco carbonato de sódio, a decomposição por formação de clorato representa cerca de

90% do total de decomposição. Com o aumento da temperatura, a concentração de

hipoclorito e a força iónica (causada pelo NaCl) potenciam ambas as reacções. A

radiação ultravioleta proveniente da luz solar também catalisa as duas reacções de

decomposição [17].

Para a condição de exposição ao frio, temos uma perda máxima de 2% durante os três

meses de teste. O produto I teve uma perda máxima de 0,5%. Este é o produto mais estável,

pois a sua formulação além do hipoclorito de sódio possui hidróxido de sódio, que estabiliza

o produto, elevando o pH da solução acima de 13. Os produtos T e em desenvolvimento

perderam 1,3% do cloro activo. Os produtos são bastante semelhantes na sua formulação,

portanto este resultado era esperado. O produto E foi o produto mais instável, pois a

formulação deste produto é um pouco diferente das anteriores. Os resultados para a

exposição ao frio encontram-se na Figura 5.37.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Va

lore

s d

e

vis

co

sid

ad

e

Tempo, Semanas


Valor Máx.

Valor Mín.

Página | 64

Figura 5.37 – Evolução da perda de cloro (%) dos diferentes produtos ao longo de 13

semanas a 6ºC.

Como se pode ver na Figura 5.38 a exposição à radiação da luz solar, provoca uma perda

de cloro activo na ordem dos 70%. O produto com perda mais acentuada foi novamente o

produto E. É possível afirmar que o armazenamento deste tipo de produtos tem de ser feito

na ausência de luz solar para prolongar o tempo de vida útil.


semanas no caso de exposição à luz solar.

Em condições normais de armazenamento, ou seja, guardadas num armário à temperatura

ambiente (aproximadamente 16ºC), os resultados situam-se numa perda de cloro activo da

ordem dos 5%, máximo (Figura 5.39). O produto mais estável continua a ser o produto I, com

uma perda máxima de 2%. Deste modo, se o armazenamento for feito nestas condições,

durante 3 meses, o produto perde entre 2 a 5% de cloro activo, estando ainda garantido o

seu tempo de vida útil.


semanas no caso de exposição à temperatura ambiente.

Página | 65

Para aumentar e expandir o mercado da empresa, foi pensado o desenvolvimento de um

gel das mãos abrasivo para ser usado em oficinas, indústrias pesadas, etc. As empresas de

prestação de serviços de limpeza, actualmente possuem no mercado produtos com o fim

de remoção de óleos das mãos de variadas naturezas.

O desenvolvimento deste produto foi realizado em quatro etapas. A primeira consistiu na

adição de dois abrasivos distintos: o carbonato de cálcio e serradura a um gel das mãos já

produzido pela empresa. A serradura usada foi peneirada previamente para evitar o

aparecimento de farpas aquando da fabricação do gel. O carbonato de cálcio foi o

existente na fábrica. O carbonato de cálcio não só confere poder abrasivo ao gel, como

também provoca um aclaramento da cor dada pelo uso da serradura.

Desta primeira formulação, detectaram-se alguns inconvenientes, sendo de salientar:

Decantação dos dois abrasivos usados (Figura 5.40);

A serradura necessária a esta formulação teria de ser peneirada, o que implicaria a

aquisição de equipamento extra somente para a fabricação deste produto;

O carbonato de cálcio usado não é próprio para produtos destinados à higiene das

mãos.

Figura 5.40 – Decantação dos dois abrasivos usados na formulação do novo produto.

A segunda etapa centrou-se no tipo de abrasivo a usar. Deste modo, em alternativa à

serradura e ao carbonato de cálcio, foram escolhidos três tipos de abrasivos. Sendo estes:

Polietileno de baixa densidade;

Casca de Noz;

Pedra-pomes em pó.

5.5 Desenvolvimento de gel das mãos abrasivo

Página | 66

Das primeiras formulações realizadas com os novos abrasivos sem alteração na formulação

do sabonete líquido usado, revelaram decantação no caso da casca de noz e flutuação

do polietileno de baixa densidade.

A terceira etapa consistiu na reformulação do sabonete líquido a usar com a incorporação

de um componente estabilizador da solução. Incorporou-se um polissacárido, denominado

por Goma Xantana, representado na Figura 5.41. Este polissacárido é secretado pela

bactéria Xanthomonas campestris e é usado como modificador reológico. Funciona como

estabilizador, prevenindo os vários constituintes de uma solução de se separarem. A

molécula é composta por unidade repetidas de pentassacáridos, como a glucose, a

manose e o ácido glucurónico.

Figura 5.41 – Representação esquemática da molécula de Goma Xantana [11].

Com a concentração determinada, os resultados de suspensão foram os esperados. Não se

verificou decantação, nem flutuação de nenhum abrasivo. Na figura seguinte é possível

observar a consistência do gel depois da fabricação. Possui um aspecto “gelatinoso” que

lhe confere as propriedades de sustentabilidade da solução, necessárias.

Figura 5.42 – Gel das mãos sem abrasivo onde se pode observar a consistência “gelatinosa”

do produto devido ao polissacárido.

Página | 67

Finalmente, a quarta etapa consistiu na optimização da concentração de abrasivo e

selecção do corante e essência.

Para uma eficiente remoção das sujidades das mãos, fizeram-se alguns testes quanto à

concentração a usar de abrasivo. Foram testadas várias concentrações, tendo-se optado

por a concentração que surtiu o efeito desejado de abrasão. Relacionado com as

características organolépticas do produto, optou-se por adicionar à formulação do gel, cor

laranja e correspondente essência a laranja. A concentração de essência a utilizar prendeu-

se com dados do fornecedor de essências. Uma concentração maior poderia provocar

também o rompimento da goma e tornar o produto menos viscoso. Deste modo após a

lavagem das mãos perdura um agradável aroma a laranja.

De maneira a ter uma ideia do mercado envolvente, efectuou-se um estudo a alguns

produtos de lavagem manual da loiça, de modo a avaliar a sua composição de uma

maneira quantitativa e qualitativa.

Esta análise teve como objectivo a determinação de vários parâmetros em diferentes

produtos da concorrência, nomeadamente:

1;

2;

3;

4.

Os parâmetros estudados foram os seguintes:

pH;

Densidade;

Viscosidade;

Extracto seco;

Teor em matéria activa aniónica;

Formação de espuma.

A determinação dos parâmetros pH, densidade e viscosidade foi feita com base nos

métodos descritos no Capítulo 4.2 Métodos de Ensaio. Para a determinação do extracto

seco das amostras, o método usado foi: Pesagem de 1g de amostra numa caixa de Petri;

Homogeneização da amostra por toda a superfície da caixa; colocação na estufa a 105ºC

durante 24h ou até peso constante da amostra.

5.6 Análise a produtos da concorrência

Produtos de venda directa ao consumidor

Produtos para serviços de limpeza

Página | 68

A determinação da matéria activa aniónica foi feita de acordo com base nos métodos

descritos no Capítulo 4.2 Métodos de Ensaio. A quantidade de massa a tomar para efectuar

a análise aos vários produtos encontra-se descrita na Tabela 5.17.

Produto Massa da toma para

análise (g)

Pesos Moleculares

Médios (MM)

1 5,6 352

2 16,9 360

3 11,0 358

4 32,2 363

Tabela 5.17 – Massa de toma para análise para os vários produtos da concorrência.

Para a determinação de formação de espuma, foi usado o método seguinte: Pesam-se 5g

de produto a analisar e transferem-se para um balão volumétrico de 1000mL; Dessa solução

retiram-se 25mL para uma proveta graduada de 100mL. Agita-se cinco vezes, inclinando a

proveta para baixo e para cima e fazem-se leituras a 30segundos, 3minutos, 5minutos,

registando-se o valor da altura da espuma na proveta. A Figura 5.43 mostra o método para

a leitura da altura de espuma. O cálculo da altura de espuma é feito, pela média dos

valores lidos no Ponto 1 e a diferença desta média com o valor lido na superfície entre o

líquido e a espuma, que corresponde ao Ponto 2.

Figura 5.43 – Determinação da altura de espuma formada através da diferença entre a

média do Ponto 1 e o Ponto 2.

A Tabela 5.18 mostra os resultados do estudo para os diferentes produtos. Como se pode

observar, cada um dos produtos analisados apresenta características diferentes e que os

produtos da empresa se enquadram na gama de variações dos produtos analisados. Temos

que para os produtos que apresentam maior teor em matéria activa aniónica, existe maior

altura de espuma formada. Logo, num detergente lava-louça, parece existir uma relação

1 2

Página | 69

entre a formação de espuma e a quantidade de tensoactivos. Por outro lado, não se pode

afirmar que exista uma relação directa entre a viscosidade e o teor em matéria activa

aniónica. O aumento da viscosidade pode ser feito pelo aumento da concentração de

tensoactivos ou misturas de diferentes tensoactivos, ou então, pelo aumento da quantidade

de electrólitos (sais) a utilizar. É possível observar pelos valores de densidade apresentados

que valores altos de densidade se traduzem em viscosidade maior, por aumento da adição

de sais a um detergente. No caso do produto 2 essa quantidade é excessiva, tendo

acontecido que em caso de sais em excesso dá-se o rompimento das ligações (Figura 5.44),

baixando a viscosidade significativamente.

Para o caso das diferenças entre os valores obtidos por extracto seco e os valores do teor

em matéria activa aniónica, a justificação prende-se com os seguintes factores:

1. Para o caso dos detergentes 1 e 2 a existência de tensoactivos não iónicos que não

são contabilizados pelo método de determinação da matéria-activa aniónica.

2. Para o caso dos restantes detergentes a presença de matérias-primas, como sais,

conservantes, entre outras que não são voláteis.

Figura 5.44 – Representação esquemática do mecanismo de espessamento do detergente

com sais [3].

Tabela 5.18 – Análise de diferentes parâmetros a produtos da concorrência de lavagem

manual da loiça.

Produto pH Densidade

(g/cm3)

Viscosidade

(cP)

Extrato

seco (%)

Mat.

Ativa

(%)

Espuma30’’

(mL)

Espuma5’

(mL)

1 8,5 1,018 830 25,1 14,3 58 56

2 5,3 1,017 620 8,5 4,5 42 39

3 8,8 1,050 575 13 8,3 42 41

4 7,5 1,020 293 6,6 5,6 34 34

C 6,5 1,022 520 6,8 4,8 36 36

P 6,5 1,026 1075 13,5 12,3 43 42

Página | 70

Página | 71

6. CONCLUSÃO E TRABALHO FUTURO

Página | 72

6.1 Conclusões

Como referido anteriormente, esta tese de mestrado abrangeu várias temáticas inerentes à

empresa onde foi realizada, sendo que as conclusões englobam diversos temas.

A revisão do método analítico de pH revelou que o aparelho de medição desta

característica apresenta diferentes precisões consoante o tipo de produto a analisar. Assim

sendo, para produtos de média viscosidade, a precisão é mais baixa podendo ocorrer erros

de leitura, bem como, para produtos alcalinos.

A revisão do método de determinação da viscosidade revelou que o viscosímetro Krebs da

Sheen, que se encontrava disponível na empresa, não era o mais adequado à medição das

viscosidades dos produtos. Do estudo realizado ao viscosímetro Brookfield LV DVI-Prime

concluiu-se que este era, de facto, mais preciso para os produtos fabricados. Por fim

determinaram-se a velocidade e o spindler adequados a cada um dos produtos que

requeriam a medição desta característica.

A revisão do método de determinação da densidade revelou que era necessário usar

métodos diferentes para produtos com propriedades reológicas diferentes. Para produtos

com média e alta viscosidade, o uso do densímetro torna-se inviável, devido à resistência

que estes produtos apresentam à deformação. Deste modo, o uso do picnómetro torna-se o

mais indicado para produtos viscosos para a determinação da densidade.

A análise à capacidade do processo através de cartas de controlo X/R e para cinco

produtos diferentes permitiu averiguar como se encontrava o processo de fabrico. Conclui-

se que para os processos que necessitam de neutralização manual, o processo revela-se

pouco capaz de cumprir com as especificações, sendo necessário restabelecer a

especificação de aviso de neutralização do produto, ou automatizar o processo, com

adição automática e controlada de matérias-primas. Para o caso de produtos mais simples,

o processo encontra-se capaz e centrado, podendo os limites de aviso impostos pela

empresa, ser estabelecidos como especificação do produto.

A introdução do controlo estatístico dos produtos pré-embalados permitiu a averiguação

dos parâmetros mais importantes ao embalamento dos produtos. Alguns procedimentos

que eram usados foram corrigidos. Ao nível do embalamento automático, ajustou-se a

viscosidade dos produtos de modo a centrar, dentro dos limites impostos por Lei e pela

Empresa, os valores metrológicos. Quanto ao embalamento manual, foi possível ajustar o

nível de enchimento recorrendo ao uso de uma marca presente nas embalagens (5L) e

consciencializar os operadores quanto à importância dos limites inferiores impostos pela Lei.

Página | 73

O estudo de estabilidade realizado aos diferentes produtos permitiu avaliar o modo como as

condições ambientais em que os produtos são armazenados, influenciam as suas

características físicas e químicas. Permitiu, também, estabelecer prazos de utilização dos

produtos clorados. Com a detecção da instabilidade do detergente de lavagem manual

da loiça, foi possível determinar as causas e as soluções para esta instabilidade. Deste

modo, se na formulação do detergente for adicionado um agente sequestrante, como o

EDTA, este pode captar os iões que conferem dureza à água, permitindo uma maior

estabilização dos tensoactivos usados no detergente. Para o caso dos produtos clorados foi

possível estimar a perda de cloro sofrida em cada uma das condições ambientais de teste e

pôde-se concluir que para armazenamentos a temperaturas abaixo dos 20ºC, ao abrigo da

luz, os produtos têm perdas muito pequenas de cloro. Deste modo, a eficácia dos produtos

clorados comprova-se mesmo ao fim de três meses de vida útil.

O estudo efectuado aos diferentes produtos da concorrência permitiu avaliar as

características físicas e químicas, bem como, quantificar a altura de espuma formada pelos

produtos, indicativo da presença de tensoactivos aniónicos e não iónicos nos produtos, que

por consequência se traduz em eficácia dos produtos respeitante a remoção de gorduras.

Deste modo, conclui-se que o produto da concorrência 1 apresenta uma espuma com

maior volume e mais estável ao longo do tempo, estando ao mesmo tempo esta

característica relacionada com o alto teor em matéria activa aniónica. Os produtos

fabricados na empresa, C e P, diferem entre si em matéria activa aniónica e isso verifica-se

na quantidade e qualidade da espuma formada. O detergente concentrado P, ao

aumentar a sua matéria activa, apresenta um maior poder espumante.

Por fim, o desenvolvimento de um novo produto, o gel abrasivo para mãos para remoção

de óleos de oficinas e indústrias pesadas não ficou concluído. Foi possível proceder a

alterações na formulação do gel, de modo, a garantir uma melhor estabilidade do produto.

Essa estabilidade deveu-se ao uso de um polissacárido, denominado por Goma Xantana,

que conferiu ao produto a sustentabilidade necessária para incorporação dos abrasivos

desejados.

Com o decorrer do estágio, tomou-se conhecimento do funcionamento de uma unidade

fabril, da importância dos vários departamentos e da ligação entre os mesmos. Percebeu-se

a importância do apoio dado pelo departamento da qualidade ao da produção nas suas

rotinas diárias, bem como na procura de soluções para os problemas que surgiram.

Página | 74

Apesar de todas as tarefas propostas para este trabalho terem sido realizadas e concluídas,

caso o estágio fosse reiniciado, algumas abordagens poderiam ser repensadas. Deste

modo, aqui ficam algumas sugestões sobre o trabalho que desenvolvi e que pode ainda ser

melhorado.

Em relação ao desenvolvimento do gel abrasivo de mãos, seria de valor acrescentado

realizar mais testes, adicionando um solvente (isoparafina L) e um composto para alteração

de cor, como o óxido de titânio. Caso estas adições se confirmassem suficientes e de

comum agrado, seria necessário realizar uma matriz da qualidade, para averiguar num

largo grupo de usuários, quais as características relevantes do produto, de modo a

prosseguir para uma produção piloto.

Voltar a avaliar a melhoria do detergente de lavagem manual da loiça, de modo a reduzir

ao máximo a quantidade de agente sequestrante a usar e estimar os custos operatórios

necessários com a adição de EDTA. Caso estes se revelassem elevados, recorrer a um

estudo de mercado de matérias-primas para determinar um produto mais económico.

Considero ser necessário a realização de testes de estabilidade a um maior número de

produtos, pois detectou-se que alguns dos produtos se encontravam instáveis em termos de

características organolépticas, nomeadamente cor e odor.

6.2 Sugestões para Trabalho Futuro

Página | 75

7. BIBLIOGRAFIA

Página | 76

[1] LAS, Human and Environmental Risk Assessment on ingredients of Household

Cleaning Products, revised HERA Report, April 2013

[2] Literatura facultada pela empresa, Carnaxide, 2013.

[3] Misíril G. M. , Formulando Detergente Lava-louça, Household e Cosméticos.

[4] Montgomery D.C., “Introduction to Statistical Quality Control”, 6th edition.

[5] Portaria n.º 1198/91 de 18 de Dezembro, Ministério da indústria e energia, Diário da

República – 1 Série-B; Nº291 de 18-12-1991.

[6] Pulido R. A., Rodríguez A. M., Jiménez M. O., “Control Esadístico de la Calidad”,

Grupo Editorial Universitario, 2005.

[7] Tadros T. F., “ Applied Surfactants – Principles and Applications”, Wiley-VCH Verlag

GmbH & Co., 2005

[8] Zoller U. e Broze G., “Handbook of detergents- Part A”, New York-Basel, 1999.

Websites:

[9] http://biory.com/biorf_formula.html

[10] http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sodium_laureth_sulfate_structure.png

[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Xanthan_gum

[12] http://www.acquasolution.com/

[13] http://www.brookfieldengineering.com/index.asp

[14] http://www.macler.com.br/produtos/367/coco-amido-propil-betaina-30

[15] https://www.medicinescomplete.com

[16] http://www.pmtech.com.br

[17] http://www.solvaychemicals.com

[18] Website do Grupo

http://en.wikipedia.org/wiki/Xanthan_gum

http://www.macler.com.br/produtos/367/coco-amido-propil-betaina-30

https://www.medicinescomplete.com/

Página | 77

8. ANEXOS

Página | 78

Anexo A: Tabela de Constantes das Cartas de Controlo

Página | 79

1. Quadro N.º 1

Anexo B: Portaria N.º 1198/91

Página | 80

Anexo C: Dados dos testes de Viscosidade no Instituto Superior

Técnico

1. Viscosímetro Brookfield Dial Reading LVT e o small sample adapter

2. Valores de viscosidade lidos nos três diferentes laboratórios

Produto Empresa Média (cP) CTV Média (cP) IST Média (cP)

B 810

832

2090

2095

2650

3317 830 1950 3000

856 2245 4300

O

783

794

2093

2366

3250

3310

796 2246 3100

763 2386 2750

823 2395 3925

803 2707 3525

C

288

311

483

539

585

557

308 524 522

314 548 545

294 537 530

348 602 600

3. Parâmetros referentes à determinação da viscosidade em sete produtos diferentes.

Produto Spindle Velocidade

(rpm)

Leitura

(cP)

Torque

(%)

Leitura

(cP)

Torque

(%)

Leitura

(cP)

Torque

(%)

Leitura

média

(cP)

Torque

médio

(%)

A S62 12 1215 48,6 1222 48,9 1230 49,2 1222 48,9

20 907,3 60,5 910,3 60,7 914,8 61 911 60,7

B S63 20 2453 40,9 2453 40,9 2447 40,8 2451 40,9

30 2140 53,5 2140 53,5 2140 53,5 2140 53,5

O S63 20 2429 40,5 2447 40,8 2447 40,8 2441 40,7

30 2204 55,1 2204 55,1 2218 55,3 2209 55,2

S S61 4 728,8 48,6 728,8 48,6 727,3 48,5 728 48,6

5 723,4 60,3 725,8 60,5 725,8 60,5 725 60,4

Q S63 12 3719 37,2 3719 37,2 3719 37,2 3719 37,2

20 2945 49,1 2951 49,2 2939 49 2945 49,1

C S61 5 525,5 43,8 526,7 43,9 525,5 43,8 526 43,8

6 525,9 52,6 526,9 52,7 525,9 52,6 526 52,6

P S62 12 1082 43,3 1075 43 1075 43 1077 43,1

20 1068 71,2 1069 71,3 1068 71,2 1068 71,2

optimização do processo de produção numa indústria de

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