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O controle de qualidade de produtos para cabelo, pele e cuidados dentários continua a ganhar importância para os produtores. Além de salvaguardar a nossa saúde, é igualmente importante evitar a venda de produtos fora das especificações. Os recalls de produtos são muito caros e têm um efeito duradouro na reputação de uma empresa. Portanto, testes intensivos destes diferentes produtos de cuidados são essenciais antes de serem lançados no mercado. Este artigo mostra como a utilização da espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) para controle de qualidade e triagem de produtos é a escolha ideal para produtores de produtos de cuidados pessoais. A técnica não é apenas rápida e não destrutiva, mas também fácil de usar e não requer produtos químicos.
As próximas seções apresentarão vários tipos de produtos de cuidados pessoais, seguidas por uma explicação da técnica analítica do NIRS e um exemplo de aplicação de como o NIRS pode ser usado para controle de qualidade de xampus e produtos relacionados.
Produtos para cuidados com os cabelos:
Shampoos e condicionadores são misturas complexas contendo detergentes, conservantes e ingredientes ativos (por exemplo, compostos anticaspa). Os condicionadores de cabelo são compostos por uma mistura de água e ingredientes hidrofóbicos, formando uma emulsão com tamanho de gota específico. Este tamanho de gota varia ao longo das diferentes etapas do processamento e é de grande importância para controle, pois afeta o desempenho do condicionador. Assim, o tamanho da gota é um parâmetro de qualidade que precisa ser determinado regularmente.
Géis para cabelo, ceras, cremes, e sprays são produtos cosméticos utilizados para modelar e proteger o cabelo. Para obter as propriedades desejadas, diversos ingredientes são utilizados de acordo com fórmulas rígidas. Os sprays de cabelo sem aerossol (ou seja, bomba) contêm principalmente solventes e copolímeros. Alguns cremes capilares contêm ingredientes ativos para tratar a caspa ou outros problemas. Neste caso, a quantidade de compostos ativos no produto final é crucial. Portanto, a concentração de ingredientes ativos deve ser determinada regularmente como um dos muitos parâmetros de controle de qualidade.
Produtos de cuidados com a pele:
Sabão é utilizado para fins de higiene, na forma líquida ou sólida. A produção do sabonete começa com a saponificação, seguida da purificação para remoção de impurezas e subprodutos do processo de saponificação. Ao criar barras sólidas de sabão, a matéria-prima é seca e cortada em macarrão após a etapa de purificação. A especificação do produto acabado depende da qualidade do macarrão de sabão utilizado.
Cremes e loções são aplicados externamente na pele por vários motivos – por exemplo, atuando como transportadores de ingredientes ativos para auxiliar na sua absorção. Esses produtos também ajudam a normalizar os níveis de hidratação da pele. As loções fazem parte de produtos de higiene pessoal, cosméticos ou farmacêuticos e, portanto, devem cumprir rigorosos requisitos de controle de qualidade. Um dos parâmetros de qualidade mais importantes é o teor de água porque tem uma grande contribuição para a textura e as características de hidratação das loções.
Produtos odontológicos:
Pasta de dentes destina-se a fins de higiene oral e precisa atender a vários requisitos de qualidade para garantir um uso seguro. Os parâmetros que geralmente precisam ser determinados incluem aditivos, corantes e ingredientes ativos. A determinação desses parâmetros geralmente requer preparação de amostras, técnicas analíticas complexas e produtos químicos.
Enxaguante bucal é uma solução anti-séptica destinada a reduzir a carga microbiana na cavidade oral. Parâmetros como ingredientes ativos, óleos essenciais, corantes e muito mais devem ser testados para passar nas inspeções de controle de qualidade.
Espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) — a ferramenta ideal para controle de qualidade de produtos para cabelo, pele e cuidados dentários
A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) tem sido um método estabelecido para controle de qualidade rápido e confiável de produtos de cuidados pessoais e cosméticos há mais de 30 anos. No entanto, muitas empresas ainda não consideram consistentemente a implementação do NIRS nos seus laboratórios de QA/QC. As razões podem ser a experiência limitada em relação às possibilidades de aplicação ou uma hesitação geral na implementação de novos métodos.
Existem várias vantagens no uso do NIRS em relação a outras tecnologias analíticas convencionais. Por um lado, o NIRS é capaz de medir vários parâmetros em apenas 30 segundos, sem qualquer preparação de amostra! A interação luz-matéria não invasiva utilizada pelo NIRS, influenciada pelas propriedades físicas e químicas da amostra, torna-o um excelente método para a determinação de ambos os tipos de propriedades.
Para obter informações mais detalhadas sobre o NIRS como técnica secundária, leia nossas postagens anteriores no blog.
Como implementar a espectroscopia NIR no fluxo de trabalho do seu laboratório
ASTM E1655: NIRS como uma técnica compatível com QC
ASTM E1655 (Práticas Padrão para Análise Quantitativa Multivariada por Infravermelho) é um guia para a calibração multivariada de espectrômetros infravermelhos usados para determinar as características físicas ou químicas dos materiais. Essas práticas são aplicáveis a análises conduzidas na região espectral do infravermelho próximo (NIR) (aproximadamente 780 a 2.500 nm) até a região espectral do infravermelho médio (MIR) (aproximadamente 4.000 a 400 cm-1).
Quais parâmetros e aplicações geralmente são possíveis para análise NIRS?
Normalmente, os principais parâmetros para o controle de qualidade de produtos para cabelo, pele e cuidados dentários, como teor de umidade, surfactantes, ingredientes ativos, valor de iodo e matéria gordurosa total (TFM), são determinados em laboratório por métodos químicos e físicos. Esses métodos não só apresentam altos custos de operação, como também consomem muito tempo.
A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) pode superar esses problemas, pois não requer produtos químicos nem preparação de amostras, fornece resultados em menos de um minuto e pode até ser usada por não químicos. Além disso, vários parâmetros químicos e físicos podem ser determinados simultaneamente. Os benefícios combinados desta tecnologia tornam o NIRS a solução ideal para muitas medições diárias de QA/QC ou até mesmo análises ad-hoc em linha.
Exemplo de aplicação: Controle de qualidade de surfactantes em shampoo com NIRS
A determinação de surfactantes como laureth sulfato de sódio (SLES), cocamidopropil betaína (CAPB), óxido de cocamidopropilamina (CAW), cocamida dietanolamina (DEA) e carbopol em xampus é um processo que exige muito tempo e custo devido ao uso de grandes volumes de químicos necessários para essas análises com técnicas laboratoriais convencionais.
Para mostrar alguns dos benefícios do uso do NIRS como ferramenta de controle de qualidade, amostras de xampu foram medidas com um Analisador Sólido Metrohm DS2500 no modo de transflexão em toda a faixa de comprimento de onda (400–2500 nm). A Copo de pasta DS2500 foi empregado, o que simplifica o posicionamento da amostra e a limpeza do recipiente da amostra. O Refletor difuso dourado de 1 mm define o mesmo comprimento de caminho para todas as medições para garantir resultados reproduzíveis.
Os espectros Vis-NIR obtidos (figura 1) foram usados para criar modelos de previsão para a determinação de vários ingredientes-chave em xampus. A qualidade dos modelos de predição foi avaliada usando diagramas de correlação que mostram a correlação entre a predição Vis-NIR e os valores do método primário (Figura 2). As respectivas figuras de mérito (FOM) exibem a precisão esperada de uma previsão durante a análise de rotina (Figura 2 e tabela 1).
Tabela 1. Faixas de concentração e valores de mérito (FOM) para os principais constituintes medidos em amostras de shampoo com o DS2500 Solid Analyzer.
| Parâmetro | Faixa (%) | R2 | SECV |
|---|---|---|---|
| SLES | 2–13 | 0,991 | 0,4% |
| CAPB | 0–2 | 0,993 | 0,05% |
| Surfactante CAW | 0–2 | 0,991 | 0,12% |
| Carbopol | 0–3 | 0,998 | 0,04% |
| Cocamida DEA | 0–3 | 0,997 | 0,05% |
| Poliquatérnio-7 | 0,2–1,9 | 0,991 | 0,07% |
Esta solução demonstra que a espectroscopia NIR é excelentemente adequada para a análise de múltiplos ingredientes ativos em xampus sem preparação de amostra ou usando quaisquer reagentes químicos. Além disso, os resultados são obtidos em menos de um minuto, economizando um tempo valioso dos usuários.
Custos operacionais: métodos químicos úmidos vs. NIRS
Os custos operacionais são significativamente mais baixos quando se utiliza a espectroscopia NIR em comparação com métodos químicos úmidos. A comparação dos custos operacionais do uso de titulação/HPLC com espectroscopia NIR para a determinação dos principais parâmetros de qualidade em xampus é ilustrada em Figura 3.
Resumo
O controle de qualidade é um aspecto crítico para as substâncias que usamos na pele e para a nossa higiene dental. Devido à nossa exposição diária a produtos de cuidados pessoais, é fundamental que eles sigam os padrões e regulamentações da indústria e sejam seguros para uso. A análise química úmida convencional de vários parâmetros de controle de qualidade em produtos para cabelo, pele e cuidados dentários envolve o uso de reagentes químicos, analistas químicos qualificados e requer tempo para preparar e analisar as amostras. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) é uma alternativa rápida, não requer produtos químicos ou etapas de preparação de amostras e pode ser usada por pessoal não técnico. Vários parâmetros podem ser medidos de uma só vez, reduzindo ainda mais o tempo de análise, e os resultados são entregues em menos de um minuto.
Suas conclusões de conhecimento
Aumente a eficiência no laboratório de CQ: como o NIRS ajuda a reduzir custos em até 90%
Subestimar os processos de CQ é um dos principais fatores que levam à falha interna e externa do produto, que foi relatada como causadora de uma perda de rotatividade entre 10–30%. Como resultado, muitas normas diferentes são implementadas para apoiar os fabricantes com isso. No entanto, o tempo para obter resultados e os custos associados aos produtos químicos podem ser bastante excessivos, levando muitas empresas a implementar a espectroscopia no infravermelho próximo nos seus processos de CQ. O white paper a seguir ilustra o potencial do NIRS e apresenta potenciais de economia de custos de até 90%.
