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Biossurfactantes são a primeira classe ecologicamente correta

Quimica e Derivados
23 de fevereiro de 2021
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    A mudança de mercado para surfactantes verdes

    Cada vez mais, a demanda global por surfactantes usados em produtos de limpeza doméstica e em cuidados pessoais está sendo determinada não apenas pelo desempenho funcional do ingrediente ativo, mas também pela sua sustentabilidade à medida que consumidores e agências reguladoras buscam soluções mais ecológicas. Essa demanda por produtos com foco em limpeza mais sustentáveis deu origem a uma nova era de surfactantes criados a partir de matérias-primas biológicas. O mercado mundial anual para esses surfactantes de base biológica (surfactantes parcialmente de base biológica, surfactantes totalmente de base biológica e os biossurfactantes, que serão detalhados em seguida) foi estimado em US$ 5,52 bilhões em 2022, com um CAGR de 5,6% de 2017 a 2022.

    Existem três classes separadas de surfactantes de base biológica. Os primeiros são surfactantes parcialmente de base biológica, onde álcoois e ácidos graxos são derivados das gorduras e óleos de fontes naturais, incluindo soja, palma e palmiste, colza, girassol, sebo e coco. Exemplos de surfactantes parcialmente de base biológica incluem alquil éter sulfatos e o derivado do óleo de coco cocoamidopropil betaína (CAPB). No entanto, a maioria dos óleos utilizados para criar esses surfactantes é proveniente de regiões tropicais, onde pode ser desafiador obter certificações que confirmem o uso de práticas sustentáveis para a colheita, ou o uso de práticas de contratação que não prejudicam trabalhadores e comunidades locais. Além do uso de matérias-primas perigosas durante a colheita, o processamento adicional é normalmente requerido para obter a funcionalidade necessária para seu uso com a maioria das aplicações de cuidados pessoais e para limpeza doméstica. Essas etapas adicionais de processamento podem envolver o uso de substâncias petroquímicas ou partes que também são menos sustentáveis.

    A segunda categoria são surfactantes totalmente de base biológica, como alquil poliglicosídeos (APGs), que são à base de plantas, mas ainda fabricados por um processo químico. Como surfactantes parcialmente de base biológica, eles podem ser derivados de óleos tropicais e envolvem o uso de matérias-primas ou processos perigosos. Certas deficiências de funcionalidade, como serem menos suaves para a pele, também podem afetar o desempenho e a preferência do consumidor por tais surfactantes.

     

    Química e Derivados - Biossurfactantes são a primeira classe ecologicamente correta ©QD Foto: iStockPhoto

    A terceira e mais recente categoria de surfactantes são conhecidas como biossurfactantes. Estes surfactantes 100% naturais são produzidos por um organismo durante a síntese biológica. Empresas como a Evonik podem utilizar processos estabelecidos baseados em fermentação para criar biossurfactantes a partir de óleos, açúcares ou uma combinação dos dois.

    Os biossurfactantes são a primeira classe de surfactantes que não são apenas ecologicamente corretos, mas capazes de fornecer taxas de funcionalidade equivalentes ou até mesmo superiores aos surfactantes tradicionais de origem petroquímica. Além de serem obtido de matérias-primas renováveis e não tropicais, os biossurfactantes são suaves na pele, resistentes à água dura, possuem excelentes características de limpeza e espuma, são 100% biodegradáveis e bem tolerados por organismos aquáticos.

    Portfólio de biossurfactantes verdes para uso em uma variedade de aplicações

    A Evonik desenvolveu duas plataformas de biossurfactantes à base de glicolipídios, conhecidos como soforolipídeos e ramnolipídeos. Esse portfólio dá à empresa flexibilidade significativa para atender requisitos específicos de uma gama de aplicações de cuidados pessoais e de limpeza doméstica. Consistindo em uma metade de carboidrato ligado a ácidos graxos, as duas plataformas à base de glicolipídios são fabricadas em escala comercial em eficiências que as tornam atraentes para uso por empresas que buscam marcas mais sustentáveis e também querem atingir altos níveis de funcionalidade.

    Soforolipídeos – Um número seleto de microrganismos como a Candida bombicola pode ser utilizado para produzir soforolipídeos através de matérias-primas como açúcar e óleo de colza. Seu potencial de uso como surfactante foi identificado pela primeira vez na década de 1980, porém os processos originais desenvolvidos para sua produção eram inviáveis para uso comercial. Na última década, no entanto, a unidade de materiais de origem biológica da Evonik, que faz parte da divisão de Nutrition & Care, juntamente com outras partes, incluindo o centro de inovação de longo prazo, Creavis, procurou desenvolver um novo processo de produção biológica comercialmente escalável.

    Em 2016, este projeto de P&D culminou no lançamento comercial bem sucedido da plataforma de soforolipídeos da Evonik. Fabricado na instalação da empresa em Fermas na Eslováquia, é utilizado um processo avançado e altamente eficiente para extração, síntese e purificação (Figura 3). Os microrganismos especiais são cultivados em um biorreator e se alimentam de açúcares e óleos à base de plantas, resultando na produção do material soforolipídico bruto durante o metabolismo. Em seguida, um processo de purificação separa o microrganismo do material soforolipídico até estar pronto para armazenamento e fornecimento.

    Química e Derivados - Biossurfactantes são a primeira classe ecologicamente correta ©QD Foto: iStockPhoto

    Um ingrediente ativo desenvolvido pela Evonik que é baseado em sua plataforma soforolipídeos é o Rewoferm® SL ONE. Esta composição apresenta uma mistura composta por 40% de lactonas de soforolipídeos e ácido soforolipídico combinados com água, 1% ácidos graxos livres e sal para criar uma solução aquosa de cor âmbar e de baixa viscosidade.

    Em água dura, uma mistura com Rewoferm® SL ONE apresentou desempenho significativamente melhor na remoção de graxa em comparação com uma alternativa padrão à base de cocoamidopropil betaína (CAPB). A produção de espuma em misturas contendo Rewoferm® SL ONE também foi até 50% maior em condições sujas em comparação com a alternativa à base de CAPB. Comparado com a CAPB e outro surfactante comum, conhecido como sulfosuccinato, o Rewoferm® SL ONE foi considerado a opção mais suave analisando os testes de glóbulos vermelhos (RBC), com um valor L/D de 1000, o categorizando como um produto não irritante. Em termos de sustentabilidade, ele atendeu facilmente a todos os requisitos, incluindo degradação aeróbica, biodegradação anaeróbica e baixa toxicidade aquática, ganhando o apreciado status de Ecolabel da UE.



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