Título: ESCALONAMENTO DA OPERAÇÃO DE MISTURA DE UMA FORMULAÇÃO COSMÉTICA UM ESTUDO DE CASO

Título alternativo: SCALE UP OF MIXING OPERATION OF A COSMETIC FORMULATION A CASE STUDY

Autoria de: Ana Luiza Theodoro Ferreira Barreto

Orientação de: Luciano Jacob Correa

Presidente da banca: Luciano Jacob Correa

Primeiro membro da banca: Gilson Campani Junior

Segundo membro da banca: Willians Micheletti Mota

Palavras-chaves: Agitação e mistura, Aumento de escala, Cosméticos, Escalonamento, Escala

Data da defesa: 22/04/2022

Semestre letivo da defesa: 2021-2

Data da versão final: 29/04/2022

Data da publicação: 29/04/2022

Referência: Barreto, A. L. T. F. ESCALONAMENTO DA OPERAÇÃO DE MISTURA DE UMA FORMULAÇÃO COSMÉTICA UM ESTUDO DE CASO. 2022. 66 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.

Resumo: O setor Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos ou, popularmente conhecido como indústria de cosméticos, tem grande relevância na economia brasileira e mundial. É uma vertente da indústria química destinada à fabricação de produtos para embelezamento e cuidados pessoais. O processo de um cosmético envolve a incorporação, dispersão ou dissolução de matérias-primas e, por isso, a operação de agitação e mistura está presente desde a formulação de um produto em laboratório, até a sua fabricação. Dessa forma, na indústria de cosméticos, que é composta fundamentalmente por tanques de agitação, o estudo para assegurar a transferência de uma tecnologia para uma escala maior (Scale-up) é imprescindível. Sendo assim, neste trabalho, foi realizado um estudo de caso para o aumento de escala para a produção de uma tintura capilar. Para tal objetivo, realizou-se um profundo estudo da teoria que rege as operações de agitação e mistura, a escolha de um impelidor, o consumo de potência e a determinação de variáveis de processo. O experimento foi realizado coletando-se dados de potência e agitação de um tanque piloto de geometria cônica, equipado com impelidor do tipo âncora com raspadores, processando três diferentes tinturas capilares. Para o tonalizante, de viscosidade 55,3 cP, obteve-se 67 W de potência para o shampoo tonalizante, com viscosidade de 1320 cP, 97 W e para uma tintura em creme, de 10.030 cP, 74,5 W. Com isso, é possível afirmar o bom desempenho desse impelidor em fluidos viscosos. Realizou-se, por fim, os cálculos de aumento de escala para tanques projetados com capacidades de 500, 1000 e 2000kg. Para esse fim, o critério escolhido foi manter a similaridade geométrica e a razão PV (potência por unidade de volume) constante. Plotou-se um gráfico de escalonamento, no qual é possível converter a rotação do agitador de escala piloto para um dos três tanques de escala industrial. Também, calculou-se o tempo de mistura (tm2) e a potência da nova escala (P2), que são fatores importantes para a avaliação do processo. Sendo assim, esses parâmetros variaram proporcionalmente com o tamanho do tanque. Portanto, com este estudo de caso, foi possível verificar que o critério de aumento de escala escolhido apresentou resultados coerentes, uma vez que a potência calculada condiz com o esperado para um tanque industrial.

Abstract: The cosmetics and personal care industry, popularly known as cosmetics industry, is extremely relevant for brazilian and worldwide economy. It is part of the chemical industry destined to the manufacture of products for beauty and personal care. The process of a cosmetic involves the incorporation of raw materials and, therefore, the operation of agitation and mixing is present since the formulation of a product, in the laboratory, to its manufacture. Thus, the study to ensure the transfer of technology to a larger scale, or the Scale-up, is indispensable. Therefore, this study applied the scale-up for hair dyes. For this purpose, it was searched in the literature about the operation of agitation and mixing, the choice of impeller and parameters of process. In the experiment, power and agitation data were collected from a pilot tank of conical geometry, equipped with an anchor-type impeller with scrapers, processing tree types of hair dyes. For the hair toner (55.3 cP) the power was 67 W, for the toning shampoo (1320 cP) 97 W and for a hair dye cream (10,030 cP) 74.5 W. With this, it is possible to affirm the good performance of this impeller in viscous fluids. A scale-up was carried out for the tanks designed, with 500, 100 and 200 kg of capacity. For this purpose, the criterion was to maintain the geometric similarity and the PV ratio (power per unit volume). A scaling chart was plotted and it is possible to make a speed convertation for one of the industrial scale tanks, with the speed of the small scale. The mixing time (tm2) and the power (P2) of the new scale are also calculated, which are important factors for the evaluation of the process. Therefore, these parameters obtained are proportional to the size of the tank. Therefore, this study performed a validation of scaled-up criteria, since the calculated power is applicable to indistrial tank.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20212201621309

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/54822

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Ana Luiza Theodoro Ferreira Barreto e Universidade Federal de Lavras

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