O que são biocidas industriais e como eles prolongam a vida útil dos produtos?

Uma fábrica de pastas pigmentadas à base de água exportou seu produto para o Sudeste Asiático pela primeira vez. Na inspeção de saída, finura, viscosidade e diferença de cor estavam todas aprovadas, e ao abrir os baldes não havia odor algum. O contêiner passou mais de cinco semanas entre o mar e os pátios portuários, e na abertura no destino o distribuidor descobriu que muitos baldes estavam com a tampa estufada; dentro, a pasta exalava um cheiro azedo e pútrido, estava visivelmente mais rala e tinha uma camada de água na superfície. O contêiner inteiro foi devolvido, e o distribuidor ainda pediu indenização pela produção de tintas que já tinha programado. A investigação encontrou o problema em dois pontos: a água de lavagem reaproveitada na fábrica tinha ficado tempo demais parada num tanque e já estava contaminada, e o conservante da formulação, suficiente para o ciclo de armazenamento no mercado interno, se decompunha rápido no ambiente quente e levemente alcalino do contêiner e não resistiu à longa viagem.

O que são biocidas industriais e como eles prolongam a vida útil dos produtos? Biocidas industriais são produtos químicos adicionados a produtos à base de água e à água industrial para eliminar ou inibir bactérias, leveduras e bolores. Eles impedem que os microrganismos decomponham os componentes da formulação durante o armazenamento e o uso, mantêm estáveis a viscosidade, o odor e a cor e, assim, prolongam a vida útil.

Todo produto que contém água fica exposto ao ataque de microrganismos desde o dia em que sai da fábrica. Emulsões, pastas pigmentadas, tintas e tintas de impressão à base de água, adesivos, fluidos de corte, celulose e produtos de cuidados pessoais contêm muita água e também nutrientes que os microrganismos conseguem aproveitar: espessantes celulósicos, dispersantes, tensoativos, amido e vários aditivos orgânicos. Temperaturas entre a ambiente e pouco mais de 30 °C e um meio de neutro a levemente alcalino são exatamente o que a maioria das bactérias, leveduras e bolores precisa para crescer. Os microrganismos também chegam por muitos caminhos: a água de processo e as suspensões de cargas, a água reaproveitada na fábrica, os pontos mortos de tubulações e tanques, o material de retrabalho, e o ar e as ferramentas que entram em contato com o produto quando o cliente abre o balde. A degradação enzimática e o metabolismo microbiano são o que estraga um balde de produto. A celulase secretada pelas bactérias corta as cadeias moleculares dos espessantes de éter de celulose, e a viscosidade cai sem parar, seguida de separação de fases e sedimentação. Os ácidos orgânicos e os gases gerados pelo metabolismo microbiano fazem o pH variar e as tampas estufarem, e os metabólitos com enxofre e nitrogênio trazem um cheiro forte; quando a emulsão se desestabiliza, ela quebra, a cor fica acinzentada e opaca, e surgem manchas de bolor nas paredes do balde e na superfície do líquido. Nos fluidos de corte, a contaminação causa quebra da emulsão, mau cheiro e corrosão das peças, e encurta muito o intervalo entre as trocas de fluido. Um produto pode ser aprovado na fábrica e ainda assim falhar na chegada, porque o crescimento microbiano tem uma fase de latência. Na saída da fábrica, a contagem de colônias pode ser muito baixa e os resultados, totalmente conformes; quando o produto entra num armazém ou contêiner quente, a população se multiplica em dias ou semanas, e quando os olhos e o nariz percebem, o produto já não tem salvação. O teste de saída só mostra o estado do produto naquele momento; a vida útil depende de o produto continuar resistindo aos microrganismos durante todo o armazenamento e o transporte.

O biocida permanece no produto e o protege durante todo o ciclo de armazenamento. Os biocidas industriais ficam no produto em dosagens muito baixas e continuam eliminando ou inibindo os microrganismos que entram no sistema. Pelo modo de ação, os mais comuns se dividem, em linhas gerais, em eletrofílicos, de ação rápida e oxidantes. Na prática, as formulações costumam combinar produtos com modos de ação diferentes para cobrir um espectro mais amplo de microrganismos. Os biocidas eletrofílicos inativam enzimas essenciais dos microrganismos. As isotiazolinonas são a classe mais usada na conservação em lata e incluem BIT, MIT, CMIT/MIT, OIT e DCOIT. Elas reagem com as enzimas que contêm grupos tiol dentro da célula microbiana, interrompem a respiração e o metabolismo, e a célula para de crescer e morre. A CMIT/MIT age rápido e tem amplo espectro, mas é menos estável em sistemas com pH alto, temperatura elevada ou presença de aminas e agentes redutores; a BIT é mais estável em meio alcalino e a temperaturas mais altas, age de forma relativamente lenta e costuma ser combinada com outros produtos. Os biocidas de ação rápida e os oxidantes tratam a água de processo e os sistemas de recirculação. Bronopol, DBNPA, glutaraldeído e THPS agem rápido e são indicados para tratar água de processo, celulose e sistemas de água de recirculação já contaminados. O DBNPA se decompõe rápido na água, ainda mais em meio alcalino, por isso serve para dosagem de choque, e a proteção de longo prazo do produto acabado tem de vir de outros produtos. O BCDMH libera bromo e cloro; é um biocida oxidante, usado principalmente em água de recirculação industrial e torres de resfriamento. Nos sistemas de água de recirculação e de celulose, os microrganismos também formam lodo biológico, que entope tubulações e reduz a eficiência da troca térmica, então o biocida precisa ser usado junto com a limpeza do sistema.

A conservação em lata e a proteção do filme seco contra fungos cuidam de duas etapas diferentes. A conservação em lata vai da carga das matérias-primas até o cliente usar o último balde. O conservante em lata precisa se dissolver na fase aquosa, ser compatível com o pH do produto e com a temperatura do processo e manter atividade suficiente durante todo o armazenamento. Um dos problemas da fábrica de pastas do início deste artigo foi justamente que a faixa de estabilidade do conservante não combinava com as condições do produto. Produtos exportados para regiões quentes e úmidas ficam armazenados a temperaturas mais altas e viajam por mais tempo, então o tipo e a dosagem precisam ser reconfirmados de acordo com as condições reais. Depois que o cliente abre o balde, cada retirada leva novos microrganismos para dentro, e o conservante em lata tem de continuar agindo durante todo o período de uso após a abertura. Os fungicidas e algicidas de filme seco protegem o filme de tinta e a massa depois da aplicação. Tintas para fachadas, massas e madeira ficam muito tempo expostas à umidade depois da aplicação, e fungos e algas crescem na superfície, deixando manchas pretas e verdes. O fungicida de filme seco age a partir do próprio filme de tinta; contra fungos costumam ser usados IPBC, carbendazim, OIT e DCOIT, e contra algas, diuron e ativos semelhantes. Esses produtos precisam ter baixa solubilidade em água para resistir à lavagem pela chuva, além de serem resistentes à luz e não alterarem a cor.

Um biocida mal escolhido ou mal adicionado pode encurtar a vida útil em vez de prolongá-la. O pH, a temperatura e os componentes da formulação podem consumir os ativos antes da hora. Adicionar o biocida na etapa de alta temperatura acelera sua decomposição; ele deve entrar depois do resfriamento e ser bem homogeneizado. Aminas e agentes redutores da formulação, como os sulfitos, reagem com algumas isotiazolinonas e as fazem perder a eficácia aos poucos durante o armazenamento; se o espectro não cobrir todos os microrganismos, as leveduras ou os bolores que sobrevivem voltam a se multiplicar algumas semanas depois. O uso prolongado abaixo da concentração eficaz também pode fazer a população microbiana da fábrica se adaptar aos poucos aos biocidas em uso. A higiene da fábrica também pesa, porque nenhum biocida substitui um ambiente de produção limpo. A dosagem de biocida é calculada para uma carga microbiana normal. Quando os tanques de água reaproveitada, os pontos mortos das tubulações e o material de retrabalho ficam contaminados por muito tempo, os microrganismos que entram no produto superam em muito a carga prevista, e até a melhor formulação falha antes da hora. Limpar tanques e tubulações com regularidade e monitorar a contagem de colônias da água de processo é tão importante quanto escolher o biocida.

Testes de desafio e análises de residual devem definir a formulação. Avaliar um biocida exige simular as condições reais do produto. O teste de desafio inocula a amostra repetidas vezes com bactérias, leveduras e bolores e faz contagens periódicas para verificar se o sistema de conservação mantém os microrganismos sob controle; o teste deve ser repetido em amostras após armazenamento a quente, para simular a armazenagem e o transporte marítimo, e nos produtos de exportação o ideal é definir a temperatura e o tempo de armazenamento com base na rota de transporte real. A análise de residual de conservante confirma quanto ativo resta depois do armazenamento. O centro de testes Vicente da Ningbo Reayoung, do Hongda Group, faz análises de residual de conservante e formaldeído, identificação de microrganismos, contagem de colônias, testes de halo de inibição e testes de desafio microbiano. O uso de biocidas está sujeito à regulamentação de cada mercado, então, antes do primeiro pedido, confirme a situação de registro do ativo no seu mercado de destino e solicite a ficha de dados de segurança.

Se o produto já está com mau cheiro, adicionar mais biocida resolve? Adicionar mais biocida pode impedir que os microrganismos continuem se multiplicando, mas os ácidos, os gases, o mau cheiro e o espessante já degradado pelas enzimas não voltam ao normal. Lotes muito contaminados precisam primeiro ser avaliados para ver se podem ser retrabalhados, e ao mesmo tempo é preciso rastrear a origem da contaminação; apenas adicionar mais biocida muitas vezes só adia o problema. Produtos à base de solvente e produtos em pó também precisam de biocida? Produtos à base de solvente e pós secos têm menor risco de contaminação na embalagem e em geral não precisam de conservante em lata. Matérias-primas em pó, porém, podem carregar esporos, e depois de misturadas com água passam a fazer parte de um sistema aquoso e precisam ser protegidas como um produto à base de água; tintas para fachadas à base de solvente também criam fungos depois da aplicação e continuam precisando de um fungicida de filme seco. Como escolher o biocida para exportar para países diferentes? Primeiro confirme quais ativos o mercado de destino permite, com os respectivos limites e exigências de rotulagem, e depois defina o tipo e a dosagem de acordo com o clima local e o tempo de transporte. Para cada ativo fornecemos o número CAS, o teor e a ficha de dados de segurança, para que você confira item por item com as exigências regulatórias do seu mercado de destino.

O Hongda Group fabrica e exporta produtos químicos em Ningbo desde 1992 e vende para mais de trinta países. Nossos biocidas e conservantes Vicentecide incluem mais de quarenta ativos com número CAS, além de linhas formuladas para conservação em lata, proteção de filme seco contra fungos e algas, misturas para cuidados pessoais e antimicrobianos à base de prata, para aplicações industriais, de higiene e cuidados pessoais e de tratamento de água. Se os seus produtos à base de água já apresentaram mau cheiro, embalagens estufadas ou perda de viscosidade, ou se você está se preparando para exportar para regiões quentes e úmidas, conte-nos o seu sistema de formulação, o pH, o processo de produção e o mercado de destino, e vamos definir juntos a combinação e a dosagem de biocida. Para conhecer as formas de parceria, visite hongda-chem.com, clique em "Become a strategic partner" e fale conosco pelo WhatsApp ou WeChat.