Evaluación predictiva del riesgo higiénico por vapores de etanol en la cristalización de creatina mediante equilibrio líquido-vapor.

Abstract

[ES] Introducción: El crecimiento global en el sector de complementos alimenticios ha impulsado la producción industrial de creatina en polvo. Sin embargo, su síntesis y posterior cristalización con disolventes orgánicos, como el etanol, generan riesgos químicos que deben coordinarse con la prevención de riesgos laborales para evitar consecuencias irreversibles en la salud de los trabajadores. Método: Se evaluó cuantitativamente el riesgo higiénico por vapores de etanol en un cristalizador industrial de 2000 L (400 L destinados a la fase gas) dentro de una sala de 500 m3. Utilizando el software ChemCad y la Ley de Raoult modificada con el modelo NRTL (coeficiente de actividad medio de 1,2), se calculó el equilibrio líquido-vapor del sistema bicomponente agua/etanol (fracción molar 90-95%) a lo largo de 9 etapas térmicas (20 °C a 60 °C). Los valores se contrastaron con el Límite de Exposición Corta (VLA-EC) de 1000 mg/L. Resultados: Las fases de calentamiento y mantenimiento a 60 °C registraron la mayor generación de vapor en la cámara, alcanzando concentraciones teóricas de 1283,3mg/L y 1325,2 mg/L respectivamente, lo que representa un riesgo inaceptable del 128% y 133% respecto al valor límite. En contraste, durante la apertura y descarga (20-25 °C), el riesgo higiénico en la sala disminuyó drásticamente hasta un aceptable 0,01%. Conclusiones: Se concluye que la apertura o parada del cristalizador a altas temperaturas (60 °C) supone un riesgo higiénico inminente e intolerable, mientras que operar el equipo en las fases de enfriamiento y maduración final garantiza un entorno de trabajo seguro. [EN] Introduction: Global growth in the dietary supplements sector has driven the industrial production of creatine powder. However, its synthesis and subsequent crystallization using organic solvents, such as ethanol, generate chemical risks that must be coordinated with occupational risk prevention to avoid irreversible consequences for workers’ health. Method: The hygienic risk from ethanol vapors was quantitatively evaluated in a 2,000 L industrial crystallizer (with 400 L allocated to the gas phase) inside a 500 m3 room. Using ChemCad software and Raoult’s Law modified with the NRTL model (mean activity coefficient of 1.2), the liquid-vapor equilibrium of the water/ethanol binary system (90-95% molar fraction) was calculated across 9 thermal stages (20 °C to 60 °C). The values were compared against the Short-Term Exposure Limit (STEL/VLA-EC) of 1,000 mg/L. Results: The heating and maintenance phases at 60 °C recorded the highest vapor generation in the chamber, reaching theoretical concentrations of 1,283.3 mg/L and 1,325.2 mg/L respectively, which represents an unacceptable risk of 128% and 133% relative to the limit value. In contrast, during opening and discharge (20-25 °C), the hygienic risk in the room dropped drastically to an acceptable 0.01%. Conclusions: It is concluded that opening or stopping the crystallizer at high temperatures (60 °C) poses an imminent and intolerable hygienic risk, whereas operating the equipment during the cooling and final maturation phases ensures a safe working environment.