Methods and models for the design and production of formulated and high-value products at the consumer industry

Abstract

[EN] Dishwashing is a daily task performed by millions of people, either manually or with the help of cleaning appliances. Automatic dishwashers are specifically designed for this purpose and are used in both domestic and commercial settings. The efficiency of ADWs is attributed to the distribution of various stages in the washing cycle, appropriate temperature settings, mechanical action, and the use of detergents. This combination not only ensures effective cleaning but also significantly reduces water and energy consumption compared to manual dishwashing. Detergents play a crucial role in both industrial and domestic cleaning and disinfection processes. The extensive use of these products has substantial economic implications. However, the widespread disposal of detergents leads to environmental concerns. These substances are often non-biodegradable and toxic to living organisms, causing disruptions in biological processes. Enzymes are considered viable alternatives to enhance detergent performance, reducing environmental impact, and promoting sustainability. Incorporating enzymes such as amylases and proteases into detergents eliminates the need for alkaline and highly oxidizing components, which are replaced by bleach activator systems. The introduction of new ingredients in detergent formulations with different functionalities makes the process of designing this type of formulated products complex, requiring systematic studies to assess their stability and performance efficacy under cleaning dishwashing conditions. This is why the development of mathematical tools capable of integrating the mechanisms involved in the different stages of a washing cycle to find the operating conditions, as well as the composition of the formula that maximize the satisfaction of the customer, it is essential.

[ES] El lavado de platos es una tarea diaria realizada por millones de personas, ya sea de manera manual o con la ayuda de electrodomésticos de limpieza. Los lavavajillas automáticos están específicamente diseñados para este propósito y se utilizan tanto en entornos domésticos como comerciales. La eficiencia de los lavavajillas automáticos se atribuye a la distribución de varias etapas en el ciclo de lavado, configuraciones de temperatura apropiadas, acción mecánica y el uso de detergentes. Esta combinación no solo garantiza una limpieza efectiva, sino que también reduce significativamente el consumo de agua y energía en comparación con el lavado manual. Los detergentes juegan un papel crucial en los procesos de limpieza y desinfección de ámbitos industriales y domésticos. El uso extensivo de estos productos tiene importantes implicaciones económicas. Sin embargo, el vertido de aguas procedentes de procesos de lavado con detergentes disueltos conlleva problemas ambientales. Estas sustancias a menudo son no biodegradables y tóxicas para los organismos vivos, causando disrupciones en los procesos biológicos. Las enzimas se consideran alternativas viables para mejorar el rendimiento de los detergentes, reduciendo el impacto ambiental y promoviendo la sostenibilidad. La incorporación de enzimas como amilasas y proteasas en los detergentes elimina la necesidad de componentes alcalinos y altamente oxidantes, que son reemplazados por sistemas activadores de blanqueo. La introducción de nuevos ingredientes en las formulaciones de detergentes con diferentes funcionalidades hace que el proceso de diseño de este tipo de productos formulados sea complejo, requiriendo estudios sistemáticos para evaluar su estabilidad y eficacia bajo condiciones de lavado. Por ello, el desarrollo de herramientas matemáticas capaces de integrar los mecanismos involucrados en las diferentes etapas de un ciclo de lavado para encontrar las condiciones operativas de este, así como la composición de la fórmula que maximice la satisfacción del consumidor, es esencial.