Otimização das características funcionais de produtos saneantes através de planejamento de experimentos

Abstract

A pesquisa e o desenvolvimento das indústrias do setor de higiene e limpeza pessoal e cosméticos não atende plenamente à necessidades do mercado. Normalmente, em realidades de pequenas e médias empresas, os departamentos de pesquisa e desenvolvimento costumam copiar formulações da concorrência ou adotar formulações disponibilizadas por fornecedores. Desta forma o trabalho desenvolvido por estes departamentos acaba se tornando uma atividade sem inovações e sem preocupações com a relação custo / benefício dos produtos desenvolvidos. Buscando otimizar a formulação referencial de lava-louças comercial, empregou-se o planejamento fatorial fracionário, aliado ao planejamento de misturas com o objetivo de obter melhores propriedades do produto final e relações de custo / benefício para a formulação referencial, bem como, gerar informações que possam ser úteis aos setores de limpeza pessoal, doméstica, institucional e industrial. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial fracionário para determinar quais foram os efeitos significativos para cada variável de resposta: viscosidade, desempenho, espumação e temperatura de névoa. Em seguida, utilizou-se o planejamento de misturas para determinar quais seriam as composições que apresentam os melhores resultados de cada propriedade de interesse. Foi possível determinar composições que atendem ao requisito com confiança de resultados na ordem de 90 %, mostrando que melhorias de composição podem ser adotadas. Com base nas formulações de mercado foi possível estimar composições que atendam ao mesmo custo por quilograma de produto porém com ganhos de detergência, volume de espumação e viscosidade. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The research and development of the cosmetics and personal hygiene and cleaning sector industries not fully meet the needs of the market. Normally, in situations of small and medium companies, research and development departments often copy the market formulations or adopt formulations provided by suppliers. Thus the work of these departments eventually becomes an activity without innovation and without worrying about the cost / benefit ratio of developed products. To optimize the benchmark commercial dishwasher formulation, we used the fractional factorial design, coupled with the planning of mixtures in order to obtain better final product properties and relations of cost / benefit to the reference formulation, as well as generate information that may be useful to personal, domestic, institutional and industrial cleaning sectors. Initially, we performed a fractional factorial design to determine which were the significant effects for each response variable: viscosity, performance, foaming and fog temperature. Then, we used planning of mixtures to determine what are the compositions that feature the best results for each property of interest. We have determined compositions that meet the requirement with confidence results in the order of 90%, showing that improvements composition can be adopted. Based on the market formulations, it was possible to estimate compositions that meet the same cost per kilogram of product but with gains in detergency, foaming and viscosity volume.