O que você precisa saber sobre a migração de antimônio em garrafas PET e rPET

O antimônio é amplamente utilizado como catalisador de policondensação na produção de tereftalato de polietileno (PET). Dada a prevalência global de garrafas e embalagens de PET, as embalagens de alimentos representam uma importante via de exposição alimentar ao antimônio (Sb). Estudos confirmaram que o Sb pode migrar do PET para alimentos e bebidas, com a migração significativamente intensificada em condições de alta temperatura ou acidez. Os materiais plásticos para embalagens de alimentos são uma importante fonte de Sb na dieta, em comparação com vidro, papel ou materiais metálicos. Evidências também associam a exposição ao Sb a riscos cardiovasculares e metabólicos, destacando a importância de estratégias de controle robustas.

Este conjunto de pesquisas muda o foco da simples conformidade regulatória para uma questão mais abrangente: como a indústria do PET pode controlar efetivamente o teor e a migração de antimônio na era do rPET e da reciclagem "de garrafa para garrafa" para garantir a segurança alimentar?

I. Controle de Matérias-Primas: Teor de Sb como Primeira Linha de Defesa

O antimônio (Sb) atua como catalisador de policondensação na produção de PET, promovendo eficientemente a esterificação e a policondensação do ácido tereftálico e do etilenoglicol, além de conferir cor e desempenho desejáveis ​​ao produto. O Sb residual na resina de PET representa uma fonte potencial de migração em aplicações de contato com alimentos.

Garantir a conformidade do PET virgem é fundamental. O PET de grau alimentício da Wankai New Materials atende aos requisitos da FDA, da EU FCM e do REACH:

• FDA dos EUA: Migração de Sb ≤ 0,05 mg/L
• EU FCM e REACH: Limites de migração de Sb aplicados e substâncias potencialmente perigosas devem ser avaliadas e controladas

As estratégias da indústria para gerenciar o Sb na fase de matéria-prima incluem:

• Otimização dos níveis de catalisador de Sb para controlar o teor residual
• Implementando métricas de consistência entre lotes e controle interno
• Promover sistemas catalíticos com baixo teor de Sb ou isentos de Sb, como catalisadores à base de titânio ou germânio, aplicados gradualmente em PET de grau alimentício e rPET de alta qualidade

O controle eficaz do antimônio (Sb) na fase de matéria-prima é fundamental para um desempenho previsível e seguro em contato com alimentos. Sem isso, os controles subsequentes de processo e uso só podem reagir de forma reativa ao risco.

II. Controle de Aplicação: Temperatura e Bebidas Ácidas como Fatores Chave

A migração de Sb é influenciada não apenas pelo conteúdo da matéria-prima, mas também pelas condições de uso. A temperatura e a acidez são os principais fatores que impulsionam a migração, o que enfatiza a necessidade de um gerenciamento adequado da aplicação em garrafas PET.

1. Altas temperaturas aceleram a migração: o controle da temperatura é crucial

Dados experimentais mostram que a difusão de Sb aumenta com a temperatura, sendo a migração a 60°C substancialmente maior do que em condições ambientais. As melhores práticas da indústria incluem:

Evite o envase em altas temperaturas, a menos que utilize PET projetado especificamente para envase a quente (por exemplo, Wankai WK-811 e WK-811L, adequados para chá, suco, bebidas à base de plantas e molhos que requerem envase a quente ou esterilização). Esses materiais estão em conformidade com as normas chinesas GB 9685/4806.6, UE nº 10/2011, REACH e FDA dos EUA 21 CFR 177.1630, suportando envase a quente até 90 °C, preservando o sabor do produto.

• Controle a temperatura de armazenamento e transporte: evite a exposição à luz solar e o armazenamento em altas temperaturas, especialmente em climas quentes.
• Testes de alta temperatura: simulam condições extremas para produtos com longa vida útil ou destinados à exportação para regiões quentes.
• A mera conformidade não garante o uso seguro; cenários de uso práticos devem ser considerados.</p>

2. Bebidas ácidas aumentam a migração: utilize materiais de baixo risco e embalagens otimizadas

Estudos que utilizam ácido acético a 4% como fluido de simulação mostram que a migração de Sb é mais pronunciada em condições ácidas. Estratégias para mitigar o risco incluem:

• Priorizar o PET com baixo teor de Sb para bebidas ácidas a fim de reduzir o potencial de migração na fonte
• Considerando embalagens alternativas (por exemplo, vidro ou camadas laminadas de alta barreira) para produtos de alto valor ou sensíveis
• Reavaliação do risco de migração ao prolongar o prazo de validade ou armazenar em condições de alta temperatura
• Otimização da geometria da garrafa: o aumento da espessura da parede ou a redução da relação entre área de superfície e volume diminuem as taxas de migração.</p>

Ao controlar a temperatura e o tipo de bebida, as garrafas PET podem manter as vantagens de leveza e praticidade, ao mesmo tempo que permitem uma migração de antimônio previsível, controlável e segura.</p>

III. Controle do PET reciclado (rPET): Prevenção do acúmulo de antimônio

Pesquisas chinesas examinaram sistematicamente a migração de Sb em rPET de grau alimentício. O estudo publicado na revista Food and Fermentation Industries — “Estudo sobre o comportamento de migração do antimônio em material reciclado de grau alimentício de garrafa de tereftalato de polietileno” — investigou experimentalmente a migração de Sb em materiais reciclados de garrafas de bebidas.

A pesquisa demonstrou que a migração de Sb aumenta com a temperatura e a acidez, o que está de acordo com descobertas internacionais. A migração também depende da estrutura do material: o histórico térmico, a degradação da cadeia e a cristalinidade durante a reciclagem afetam a distribuição e os caminhos de difusão do Sb. Ciclos repetidos podem amplificar o risco de migração.

Para garantir a segurança alimentar, a indústria pode implementar um sistema de controle de três níveis:

1. Controle da Origem da Matéria-Prima

• Utilize PET reciclado de qualidade alimentar
• Implemente a reciclagem segregada para evitar a mistura de materiais industriais ou não alimentícios.
• Rastrear lotes e avaliar a qualidade para manter um teor de Sb previsível

2. Controle do Processo de Reciclagem

• Múltiplas lavagens e enxágues em alta temperatura para remover contaminantes residuais
• Otimizar a policondensação em estado sólido (SSP) para aumentar o peso molecular e reduzir o potencial de migração
• Limite rigorosamente ou evite o uso de catalisador de Sb adicional, minimizando o risco de migração secundária.

3. Verificação da Migração do Produto Acabado

• Realizar testes de migração simulando o tipo de alimento, alta temperatura e condições ácidas
• Verificar a migração em condições de armazenamento e transporte de longo prazo
• Manter dados de migração rastreáveis ​​para apoiar uma gestão de segurança alimentar previsível e controlável
• Confiar apenas em testes de conformidade é insuficiente; o comportamento previsível da migração alimentar é essencial para a segurança alimentar a longo prazo.</p>

IV. Da Conformidade à Gestão de Riscos em Toda a Cadeia

As regulamentações tradicionais têm se concentrado principalmente nos limites de migração de antimônio (Sb), como 0,05 mg/L. No entanto, evidências científicas demonstram que altas temperaturas, bebidas ácidas e o uso de PET reciclado (rPET) podem aumentar significativamente a migração de Sb. Concomitantemente, a pesquisa sobre os potenciais efeitos cardiometabólicos do Sb continua a se expandir. Essas descobertas indicam que a supervisão regulatória está gradualmente mudando de uma abordagem puramente baseada na conformidade para uma perspectiva de segurança a longo prazo. Para abordar proativamente esses desafios, as empresas devem adotar uma abordagem de gerenciamento de riscos em toda a cadeia, abrangendo a seleção de matérias-primas, a otimização do processo, o controle da aplicação e as práticas de reciclagem.

V. Resumo do Setor e Diretrizes Práticas

O gerenciamento eficaz de PET e rPET de grau alimentício exige a integração de controles de matéria-prima, aplicação e reciclagem para estabelecer um sistema previsível, rastreável e verificável para o risco de migração de antimônio (Sb). Isso inclui garantir níveis consistentes e controlados de Sb nas matérias-primas, otimizar os processos de reciclagem e policondensação para minimizar a adição de Sb, gerenciar cuidadosamente as condições de aplicação, como temperatura de envase e compatibilidade com bebidas ácidas, e implementar uma reciclagem robusta de grau alimentício com verificação de migração para produtos acabados. Ao aplicar essa abordagem integrada, a reciclagem de PET "de garrafa para garrafa" pode, simultaneamente, apoiar os objetivos de sustentabilidade e salvaguardar a saúde do consumidor a longo prazo, fornecendo à indústria orientações claras e práticas para um uso seguro e responsável.