Garantizar la seguridad y la calidad en la producción de PET: ¿Cómo mejora Wankai el control del acetaldehído y el antimonio?

La formación de acetaldehído en PET y sus posibles peligros

Durante la polimerización a alta temperatura y alta presión del PET, se genera acetaldehído (AA) como subproducto. Este proceso generalmente implica la policondensación de ácido tereftálico (PTA) y etilenglicol (EG). En estas condiciones de reacción, el etilenglicol puede no reaccionar completamente o puede degradarse, lo que da como resultado la formación de acetaldehído.

Dado que el PET se utiliza ampliamente en envases de alimentos para artículos como agua embotellada, jugos, aceites comestibles y bebidas carbonatadas, la presencia de acetaldehído plantea preocupaciones. El acetaldehído puede afectar la calidad de los envases de PET y también es un riesgo potencial para la salud. Clasificado como un probable carcinógeno, la exposición o ingestión a largo plazo de acetaldehído podría provocar problemas de salud como daños al sistema nervioso central, al hígado y al sistema respiratorio. Además, el acetaldehído puede alterar el sabor y el aroma de los productos alimenticios, reduciendo su atractivo para los consumidores. Por lo tanto, controlar los niveles de acetaldehído en PET durante la producción es esencial para garantizar la seguridad alimentaria y proteger la salud del consumidor.

Las tecnologías existentes suelen utilizar nitrógeno como gas inerte para eliminar subproductos moleculares pequeños. En la producción convencional, el gas nitrógeno se recircula a través de filtros hacia el precalentador. Sin embargo, el nitrógeno reciclado a menudo contiene impurezas como etilenglicol, acetaldehído y humedad. Estas impurezas impiden el crecimiento de las cadenas moleculares del PET y pueden provocar la hidrólisis del PET, lo que en última instancia afecta la calidad del producto. Además, la presencia de acetaldehído en el nitrógeno dificulta la reducción adicional de los niveles de acetaldehído en los pellets de PET. 

Control AA de Wankai: cómo lograr ≤1 µg/g para una calidad superior del PET

Para mitigar los riesgos para la salud asociados con el acetaldehído, Wankai New Materials Co., Ltd. ha desarrollado tecnologías avanzadas de control de bajo contenido de acetaldehído durante el proceso de policondensación. Estas tecnologías suprimen o eliminan eficazmente el acetaldehído generado durante la producción de PET, lo que reduce su presencia en el polímero y, al mismo tiempo, reduce las temperaturas de reacción y el consumo de energía. Este enfoque establece un sistema de producción ecológico y de alta calidad.

Wankai ha optimizado con éxito su equipo de producción de desacetaldehído de PET, abordando el problema del acetaldehído residual en los chips de PET incluso después del tratamiento con nitrógeno. La empresa ha logrado controlar los niveles de acetaldehído por debajo de 1 µg/g, cumpliendo plenamente con las normas de la UE y la FDA.

El principio de funcionamiento y las ventajas de esta solución son los siguientes: En la práctica, una torre de pulverización y un desempañador están conectados a un sistema de purificación de nitrógeno. Durante la producción de PET, los trozos de PET formados en el cristalizador se introducen en el precalentador. El nitrógeno de alta pureza, purificado a través de la torre de pulverización y extraído a través del desempañador, se mezcla con el nitrógeno suministrado por un filtro de retrolavado o se introduce directamente en el precalentador a través de un ventilador. Este nitrógeno de alta pureza ayuda a impulsar la reacción del PET, promoviendo el crecimiento de la cadena molecular y mejorando la viscosidad del PET. Al mismo tiempo, este proceso reduce significativamente los niveles de acetaldehído en el precalentador, lo que reduce el contenido de acetaldehído en el producto final.

Con esta solución, se aumenta la concentración de nitrógeno que circula en el precalentador y se reducen los niveles de impurezas (como etilenglicol, acetaldehído y humedad), lo que facilita el avance de la reacción de polimerización del PET. En comparación con los métodos convencionales, esta mejora reduce aún más el contenido de acetaldehído en el PET, lo que mejora tanto la seguridad como la calidad del producto.

Riesgos del contenido excesivo de antimonio en botellas PET

El contenido de antimonio en los chips de PET para botellas es un parámetro crítico que debe controlarse cuidadosamente. Los compuestos de antimonio se utilizan principalmente como catalizadores en la producción de PET, lo que facilita la polimerización de PTA y EG para mejorar la eficiencia y el rendimiento de la reacción. Además, los catalizadores a base de antimonio mejoran la estabilidad térmica del PET, lo que reduce el riesgo de degradación térmica durante el procesamiento y el uso. Estos catalizadores también ayudan a aumentar el peso molecular del poliéster, lo que mejora su resistencia mecánica, tenacidad y rendimiento en aplicaciones para botellas.

Sin embargo, durante el proceso de fabricación, algunos compuestos de antimonio pueden reducirse a antimonio elemental, lo que puede afectar negativamente al proceso de producción. Más importante aún, como metal pesado, el antimonio plantea riesgos potenciales para el medio ambiente y la salud. La exposición prolongada al antimonio puede provocar intoxicación por antimonio, con síntomas como tos, problemas respiratorios y daño hepático o renal. Además, el antimonio se ha relacionado con ciertos tipos de cáncer, en particular con niveles altos de exposición. 

Por lo tanto, controlar el contenido de antimonio en los chips de PET de grado botella  es crucial garantizar tanto la seguridad del producto como la sostenibilidad ambiental.

Control del antimonio en Wankai: aplicación de nuevos catalizadores en la producción de PET

Wankai ha desarrollado un nuevo catalizador para sustituir a los compuestos a base de antimonio, mitigando eficazmente los riesgos asociados. Este innovador catalizador utiliza nanosílice como soporte, cargada con glicolato de titanio, que se aplica mediante un método de intercambio de alcohol. Este enfoque elimina los efectos adversos de los subproductos ácidos sobre la pureza y el rendimiento del glicolato de titanio en los procesos tradicionales, al tiempo que evita la formación de sustancias nocivas. Como resultado, simplifica el proceso de reacción y reduce el tiempo de reacción.

El glicolato de titanio exhibe una excelente estabilidad hidrolítica en solventes orgánicos e incluso en agua, lo que minimiza significativamente el riesgo de producir subproductos inestables durante la fabricación. Esto no solo reduce los riesgos para los operadores y el medio ambiente, sino que también mejora la calidad del color del poliéster, abordando de manera efectiva el problema del amarilleo común en los catalizadores de poliéster a base de titanio. El catalizador permite la producción de poliéster de alto rendimiento a concentraciones de catalizador y temperaturas de policondensación más bajas, cumpliendo con los estándares ambientales y de seguridad y al mismo tiempo reduciendo los costos de producción.

El uso de nanosílice mejora la dispersión y la actividad catalítica del catalizador compuesto, al mismo tiempo que mejora su estabilidad térmica. Esto le otorga al producto de intercambio de alcohol una estabilidad térmica superior y un rendimiento de policondensación catalítica, lo que ofrece amplias aplicaciones en la fabricación de poliéster. Además, el método de preparación general es simple, lo que facilita la producción a escala industrial. La adición de etanol anhidro durante la reacción evita la hidrólisis del titanato, lo que elimina la necesidad de sistemas de protección de nitrógeno (como cajas de guantes). Esto simplifica el control del proceso, aumenta el rendimiento de la síntesis y mejora la pureza del producto.

Pruebas de control de calidad mejoradas de Wankai para la seguridad del PET

Wankai New Materials Co., Ltd. está comprometida con una gestión de calidad rigurosa en todos los aspectos de la investigación, la producción y el servicio, y se adhiere estrictamente al sistema de gestión de calidad ISO 9001. La empresa ha implementado prácticas avanzadas de gestión de calidad, como los Círculos de Control de Calidad (QCC), la gestión 6S y el Mantenimiento Productivo Total (TPM), lo que fomenta una sólida cultura de excelencia en la calidad. El Centro de Pruebas de Wankai, acreditado por CNAS en 2014, sigue las normas ISO/IEC 17025:2017 para garantizar la precisión y la confiabilidad en todos los procedimientos de prueba.

El centro de pruebas está equipado con 128 instrumentos avanzados, incluidos analizadores GC, GCMS y LC de Agilent de EE. UU., dispositivos DSC e ICP de PerkinElmer y herramientas de análisis de precisión de Mettler Toledo y Metrohm de Suiza. Estos instrumentos brindan un soporte integral para evaluaciones de calidad de materias primas, monitoreo de calidad del agua, control de producción e inspecciones de productos finales.

Wankai pone énfasis tanto en la precisión como en la eficiencia en sus procesos de prueba. El centro de pruebas tiene como objetivo mantener una tasa de error por debajo del 0,2 %, garantiza una tasa de resolución del 100 % de las quejas de los clientes y logra una tasa de satisfacción del cliente superior al 95 %. Todos los equipos de prueba se calibran periódicamente y se emplean técnicos certificados para realizar pruebas con una tasa de retraso en los informes inferior al 0,5 %. Estas medidas garantizan la seguridad de los productos de botellas PET de Wankai y mejoran su ventaja competitiva en el mercado.

Conclusión

El compromiso de Wankai de mantener los más altos estándares de seguridad y calidad en la producción de PET refleja su dedicación a la salud del consumidor y la sostenibilidad ambiental. Al implementar tecnologías innovadoras de control de bajo contenido de acetaldehído e introducir nuevos catalizadores para reemplazar los compuestos de antimonio, Wankai mejora la seguridad y el rendimiento de su resina PET. Con un sólido sistema de control de calidad e instalaciones de prueba de vanguardia, Wankai continúa liderando el camino en la entrega de resina PET superior, lo que refuerza su posición como un socio confiable en el mercado.