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 , 23 de Abril de 2019
   Artigos Técnicos

Como as Enzimas Podem Reduzir o Impacto dos Detergentes Líquidos

Uma solução com custo neutro é substituir parte dos surfactantes por uma solução multienzimática que melhora o impacto ambiental dos detergentes líquidos para lavar roupas, e ainda melhora seu desempenho.

Anne Merete Nielsen, Dra. Teresa J. Neal, Sandra Friis-Jensen, Amulya Malladi, Adriana Guerra Maganhotto, Novozymes

REGULAMENTACÕES ambientais e preocupações do consumidor estão pressionando toda a cadeia de valor dos detergentes para oferecer ao mercado produtos ambientalmente mais corretos. O impacto ambiental da lavagem de roupas é principalmente afetado pelas matérias-primas usadas para fabricar detergentes, e a temperatura usada em algumas nas máquinas de lavar.

As formulações líquidas no Brasil e na America Latina estão tornando-se cada vez mais comuns. O mercado Norte-Americano, onde mais de 90% dos detergentes são formulações líquidas, é uma fonte de aprendizado e experiência que pode refletir em uma evolução mais rápida dessa tendência para ser aplicada aos novos hábitos das consumidoras de nossa região, atendendo as novas demandas de forma sustentável e inovadora.

O desenvolvimento de novas soluções enzimáticas da Novozymes permite que os fabricantes de detergente reduzam o impacto ambiental de seus detergentes através da substituição de produtos químicos, tais como surfactantes, por uma solução multienzimática. Isto pode ser feito sem comprometer o desempenho ou custo, e ao mesmo tempo permite o bom desempenho da limpeza, mesmo em baixas temperaturas de lavagem como é o caso de algumas regiões brasileiras, principalmente no inverno.

Enzimas são substâncias naturais que são eficientes em concentrações baixas, prontamente biodegradáveis no meio-ambiente, carregam baixos níveis de toxicidade e, mais importante, atuam bem em baixas temperaturas de lavagem. Assim, os fabricantes de detergentes podem reformular seus detergentes com enzimas para torná-los mais sustentáveis e atrativos para seus clientes.

 

MÉTODO DE TESTE
Este estudo usa um detergente para lavar roupas, líquido, de nível intermediário, dos E.U.A. formulado pela Novozymes. O detergente foi comparado com dois detergentes comerciais de nível intermediário através de ensaios de lavagem, e foi constatado que era similar em desempenho. Neste estudo, três diferentes formulas de detergente foram comparados. O custo das três formulações é o mesmo.

1. Detergente de referência (100% surfactante): o detergente padrão ou de referência de nível intermediário contendo somente uma protease.

2. Detergente de concentração média (90% de surfactante + 1% de solução multienzimática): o detergente onde 10% do teor de surfactante foram substituídos por 1% de teor enzimático (protease, amilase e mananase).

3. Detergente altamente compactado (70% de surfactante + 2,55% de solução multienzimática): o detergente onde 30% do teor de surfactante foram substituídos por 2,55% de teor enzimático (protease, amilase, mananase, celulase e lipase).

Figura 1: Os novos detergentes com soluções multienzimáticas e teor de surfactante reduzido apresentam melhor desempenho na lavagem.

O desempenho da lavagem foi medido através de 22 tipos de diferentes manchas relevantes para o consumidor e sensíveis às enzimas e à detergência. É perceptível, a partir do gráfico acima, que mesmo quando a temperatura é reduzida de 30°C para 15°C, há uma visível melhora no desempenho da lavagem. Condições de lavagem: lavagem completa (EUA), máquina convencional de abertura superior - os experimentos de lavagem foram repetidos quatro vezes.

AVALIAÇÃO AMBIENTAL
O estudo é baseado nos princípios de ACV [Avaliação do Ciclo de Vida], onde todos os processos significativos na cadeia do produto, da extração da matéria-prima através da produção e uso, até a disposição final, estão incluídos. O estudo demonstra a redução nos impactos ambientais que são gerados quando os novos detergentes ricos em enzimas são introduzidos, e os impactos que são evitados quando os detergentes convencionais são substituídos.

As categorias de impacto ambiental consideradas incluem:

  • Aquecimento global (g de CO2 equivalentes),
  • Acidificação (mg de SO2 equivalentes) e
  • Eutrofização (Enriquecimento com nutrientes (mg de PO42- equivalentes).

Os resultados do ensaio de lavagem mostram claramente que, quando surfactantes são substituídos por enzimas, a temperatura de lavagem pode ser reduzida de 30°C para 15°C, ao mesmo tempo em que melhora o desempenho (Fig. 1).

Há algumas perdas mínimas em manchas específicas (Fig.2) – mas, na média, o consumidor final sentirá que os detergentes reformulados com enzimas oferecem desempenho de lavagem melhorado ou similar, mesmo quando a temperatura de lavagem é reduzida, fator influente em várias regiões da América Latina e no Brasil durante o período de inverno.

 

IMPACTO AMBIENTAL
Os efeitos ambientais positivos de substituir surfactantes por enzimas e reduzir a temperatura da lavagem de 30°C para 15°C são apresentados na Fig. 3 para uma faixa ampla de categorias de impacto para o detergente com 70% de surfactante e uma solução multienzimática. O impacto é aproximadamente o mesmo para o detergente com 90% de surfactante com uma solução multienzimática.

Os resultados mostram que o impacto ambiental causado pela produção de enzimas é geralmente muito pequeno em relação ao impacto ambiental obtido pela redução da temperatura de lavagem e pelo uso reduzido de surfactantes. A redução geral no impacto ambiental é refletida no uso de uma pequena quantidade de enzima que tem um impacto relativamente pequeno no ambiente, em oposição a uma quantidade muito maior de surfactantes e uma quantidade relativamente grande de eletricidade.

A economia de terras agrícolas é principalmente causada pelos ingredientes surfactantes, tais como álcool graxo que é produzido a partir do óleo vegetal porque a terra agrícola é usada para plantações de óleo de palma. O uso de água doce apresenta resultados similares devido à água de irrigação usada nas plantações de óleo de palma.

Quanto ao aquecimento global, uma temperatura de lavagem diminuída resultará na economia de 300 g de CO2 eq. por lavagem, e os benefícios a partir da mudança na composição do detergente são de 6,0 g de CO2 eq. por lavagem para o detergente reformulado com 1% de solução multienzimática, e de 17 g de CO2 eq. por lavagem para o detergente reformulado com 2,55% de solução multienzimática.

 

TOXICIDADE
As massas de água ao redor do mundo estão enfrentando pressões das ações humanas que estão danificando o ambiente aquático. Toxicidade, acidificação e perda do habitat devido ao rebaixamento dos lençóis freáticos estão contribuindo significativamente para diminuir a saúde da flora e fauna aquáticas.

Figura 2: Os detergentes reformulados com enzimas apresentam melhor desempenho nas manchas mais relevantes.

O detergente com 90% de surfactante + 1% de solução multienzimática e o detergente com 70% de surfactante e 2,55% de solução multienzimática mostram desempenho melhorado nas manchas mais relevantes. Há algumas perdas em manchas específicas, entretanto, estas perdas são desprezíveis e o usuário final observará uma melhora marcante no desempenho geral da lavagem com os novos detergentes reformulados com enzimas. Condições de lavagem: lavagem completa (EUA.), máquina com abertura superior.

Os detergentes que entram nas soluções de lavagem contribuem em parte para aumentar a toxicidade das massas de água. Nos EUA, a maior parte da água passa pelas instalações de tratamento de efluentes (UNSD, 2010). Entretanto, a Agência Européia de Substância Químicas estima que, na Europa, aproximadamente 20% desta água, devido ao transbordamento, vai diretamente para o meio-ambiente sem processamento (ECA, 2008), e condições similares podem muito bem se aplicar também nos EUA.

Substituindo uma porcentagem de surfactante por enzimas prontamente biodegradáveis e significativamente menos tóxicas, a contribuição de toxicidade dos detergentes para as massas de água do planeta pode ser reduzida dramaticamente (ver Fig. 3).

Neste estudo, as avaliações de ecotoxicidade tanto dos surfactantes quanto das enzimas após o uso foram medidas com base em um método de seleção, cálculo do volume crítico de diluição (VCDtox). O VCD oferece uma forma de entender o potencial de toxicidade dos produtos de limpeza e produtos químicos tóxicos sobre o sistema de água. O VCD mede quanta água é necessária para neutralizar uma substância. Se gasta 240 vezes menos água para neutralizar enzimas que surfactantes (Fig. 3). Se todas as lavagens nos EUA fossem feitas com detergentes que foram reformulados para ter somente 70% do sistema surfactante e 2,55% de solução multienzimática – o equivalente a mais de 3.600 milhões de piscinas olímpicas cheias de água, poderia ser protegido contra a toxicidade de detergentes, em um ano.

Figura 3: As fórmulas enzimáticas têm pouco impacto ambiental

Este gráfico evidencia o impacto ambiental dos insumos adicionados (enzimas), insumos economizados (ingredientes detergentes químicos) e calor economizado a partir da temperatura de lavagem reduzida quando um consumidor muda do detergente padrão para usar um detergente com 70% de surfactantes mais uma solução multienzimática e reduz a temperatura de lavagem de 30°C para 15°C.

 

CONCLUSÕES
A substituição, sem custos adicionais, de parte do percentual do surfactante por enzimas, em um detergente líquido padrão para lavagem de roupas, pode dispensar o uso de altas temperaturas para o processo, contempla também a redução no impacto de toxicidade sobre as massas de água sem comprometer o desempenho total da lavagem. O uso de enzimas é pequeno comparado com a economia de surfactante, e o impacto ambiental causado pelo uso extra de enzima é insignificante comparado com a economia obtida reduzindo o teor de surfactante e, particularmente, reduzindo o consumo de energia usada para aquecer a água de lavagem.

A economia de surfactante e a redução de temperatura resultam em uma economia de 317g de CO2 eq. por lavagem para um detergente onde o teor de surfactante é reduzido em 30%. Se todos os consumidores na América do Norte fizessem suas lavagens quentes/mornas, na baixa temperatura 15°C, a economia de combustível fóssil seria igual a aproximadamente 21 milhões de barris de petróleo ou 19 petroleiros completamente carregados. A economia para o meio-ambiente seria de aproximadamente 7,4 milhões de toneladas de CO2, o que é igual às emissões anuais de dois milhões de automóveis.

Estas são economias ambientais significativas e a Novozymes tem a satisfação de juntar forças com os profissionais na indústria de detergentes para ajudar a garantir que a nova tendência de formulações líquidas de lava-roupas seja inovadora desde o princípio. É o poder de limpeza com a mais alta biotecnologia proporcionando, aos consumidores, soluções que possam garantir melhor qualidade de produto e viabilidade de negócios mais sustentáveis através da concentração, envolvendo então toda a cadeia de valor do segmento para concretizar este potencial.

Para informações adicionais sobre detergentes líquidos enzimáticos, ligue ou envie e-mail: Adriana Guerra Maganhotto 55 41 3641-1012 ou adrg@novozymes.com

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