Pot fi folosite tuburile din silicon de calitate alimentară pentru a transfera uleiuri de gătit și grăsimi animale?

Extracția lipofilă: cum grăsimile scot compușii din polimeri

Uleiurile și grăsimile sunt solvenți ne-polari - ei dizolvă ușor compușii ne-polari, inclusiv mulți dintre aditivii și adjuvanții de procesare încorporați în polimerii sintetici. Acest efect de „extracție lipofilă” este motivul fundamental pentru care multe materiale obișnuite ale furtunului eșuează în contactul cu uleiul:

PVC se bazează pe ftalați sau plastifianți alternativi pentru flexibilitate. Acești plastifianți sunt compuși ne-polari care migrează cu ușurință în grăsimi și uleiuri, contaminând produsul și întărind progresiv furtunul până când se sparge. Studiile au detectat concentrații de ftalați în uleiurile comestibile care au fost depozitate în recipiente din PVC la niveluri cu mult peste limitele de migrare specifice UE - o problemă de siguranță alimentară care a determinat înăsprirea reglementărilor privind PVC-ul în contact cu alimentele.

Cauciucul natural conține hidrocarburi reziduale și uleiuri de prelucrare din procesul de fabricație. Acestea migrează în uleiurile-de contact cu alimentele și pot provoca arome ne-depistabile prin evaluarea organoleptică. Grăsimea în sine umflă și cauciucul, schimbând dimensiunile și proprietățile mecanice.

Cauciucul EPDM, deși este mai rezistent chimic decât cauciucul natural, prezintă totuși umflături măsurabile în contact cu uleiurile vegetale rafinate -, în mod obișnuit, cu 5-15% creștere în volum la testele de imersie -, ceea ce modifică dimensiunile furtunului și etanșarea la punctele de conectare.

Inerția chimică a siliconului față de lipide este structurală: coloana vertebrală a siliciului-oxigenului nu are afinitate pentru moleculele de grăsime ne{-polare și nu absoarbe și nu interacționează cu acestea așa cum o fac polimerii-carbonului. Acesta este motivul pentru care tuburile din silicon sigure pentru alimente sunt unul dintre puținele materiale pentru furtunuri flexibile care pot fi utilizate în întreaga gamă de aplicații pentru uleiuri alimentare, fără problemele de migrare a plastifianților sau de umflare care afectează alternativele.

Efecte ale temperaturii: ulei rece vs ulei fierbinte vs grăsime animală topită

Temperatura la care un ulei sau grăsime este transferat afectează în mod semnificativ cerințele impuse tubului:

Uleiuri presate-la rece la temperatura ambientală la 40 de grade: cel mai puțin solicitant. Uleiul este relativ vâscos și temperatura este scăzută, minimizând atât potențialul de migrare, cât și stresul mecanic asupra tubulaturii.

Uleiuri vegetale rafinate la 60-120 de grade: Cereri moderate. Temperaturile de procesare sunt ridicate, crescând potențialul de migrare, dar încă în intervalul confortabil de operare al siliconului.

Grăsimi animale topite la 100–160 de grade (untură, seu, grăsime de rață, picurare de carne de vită): temperaturi mai solicitante, dar siliconul alimentar cu platină-tratează cu fiabil această gamă.

Filtrare-de ulei de prăjire și transfer la 180–200 de grade: aceasta se apropie de partea superioară

Motivul structural pentru compatibilitatea uleiului siliconului

Cauciucul siliconic este construit pe o coloană de atomi alternanți de siliciu și oxigen - o structură anorganică care este în principiu ne-reactivă cu compușii organici, inclusiv lipidele. Spre deosebire de polimerii cu lanț de carbon-în care moleculele de grăsime pot pătrunde în matricea polimerică și pot interacționa cu aceasta, coloana vertebrală Si-O a siliconului nu are afinitatea chimică care permite această interacțiune. Rezultatul este un material care ignoră în esență uleiurile și grăsimile la nivel molecular.

Acesta este motivul pentru care siliconul nu are nevoie de plastifianți - își atinge flexibilitatea prin arhitectura polimerică, nu prin încorporarea aditivilor. Nu există plastifianți de extras.

Umflare și absorbție: siliconul se umflă în ulei

Aceasta este o întrebare practică care apare în fiecare evaluare a aplicației de ulei. Răspunsul este nuanțat: siliconul prezintă o anumită modificare de volum în contactul prelungit cu anumite uleiuri, dar semnificativ mai puțin decât elastomerii alternativi.

Testarea standardizată de imersie (ASTM D471, 70 de ore la 100 de grade) arată următoarele modificări tipice de volum pentru uleiurile comune:

Umflarea siliconului cu 2–5% în uleiul vegetal la 100 de grade este nesemnificativă din punct de vedere funcțional pentru majoritatea aplicațiilor de furtun - modificările dimensionale de această amploare nu afectează etanșarea sau performanța curgerii în ansamblurile de furtunuri proiectate corespunzător. Umflarea este, de asemenea, în mare măsură reversibilă: atunci când contactul cu uleiul este întrerupt, siliconul revine în mare măsură la dimensiunile sale originale, pe măsură ce materialul absorbit difuzează.

Implicația practică importantă: deși siliconul prezintă o umflare scăzută în uleiurile vegetale, acesta prezintă o umflare mai mare în uleiurile minerale și în compușii lipidici non-alimenti. Pentru aplicațiile alimentare care implică numai uleiuri comestibile și grăsimi animale, acest lucru nu este o problemă.

Migrația siloxanului în alimente grase: date EFSA și BfR

Întrebarea cheie de reglementare și siguranță pentru siliconul în contact cu uleiul este migrarea: siliconul eliberează compuși în ulei și la ce niveluri?

Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA) a publicat un aviz științific cuprinzător privind siliconii din materialele care vin în contact cu alimentele în 2019 (EFSA Journal 2019;17(2):5618). Constatări cheie relevante pentru contactul cu uleiul:

Migrarea totală de la siliconul de calitate alimentară-întărită cu platină- în simulanți de alimente grase a fost sub limita UE de migrare globală de 60 mg/kg în toate condițiile testate.

Siloxanii ciclici cu greutate-moleculară- mică (D4, D5, D6) au prezentat o migrare mai mare în simulanți grași decât în ​​simulanți apoși, iar migrarea a crescut odată cu temperatura. La 100 de grade , s-au găsit niveluri detectabile de D4/D5/D6 în simulant de ulei de măsline din unele probe de silicon-întărite cu peroxid.

Siliconul-întărit cu platină a prezentat o migrare substanțial mai mică a siloxanilor decât echivalentii-întăriți cu peroxid în toate condițiile de testare a simulantului de grăsime.

Institutul Federal German pentru Evaluarea Riscurilor (BfR) Recomandarea XXI privind articolele din silicon pentru contactul alimentar specifică că articolele din silicon destinate contactului cu alimentele grase ar trebui să fie, de preferință, întărite cu platină, și că tratamentul termic post-întărire (călire) ar trebui să fie aplicat pentru a elimina reziduurile volatile reziduale cu greutate redusă{2}}moleculară{3} înainte ca produsul să fie utilizat în contact cu alimentele{{3}moleculare. Orice calitatefurtun alimentar din siliconproducătorul pentru aplicații cu ulei urmează acest protocol.

Un studiu din 2021 în Food Chemistry a măsurat migrarea efectivă a siloxanilor din tuburile de silicon de calitate alimentară comercială-în trei uleiuri comestibile (ulei de măsline, ulei de floarea soarelui și ulei de palmier) la 40 de grade și 80 de grade pe parcursul a 10 zile. Rezultatele au arătat o migrare totală a siloxanului de 0,8–3,2 mg/kg la 40 de grade și 2,1–7,4 mg/kg la 80 de grade - toate sub limitele de reglementare, cu probe întărite cu platină-la capătul inferior al intervalului.

Platină-Întărită versus peroxid-Întărită în aplicații cu ulei

Datele indică în mod constant aceeași direcție: pentru aplicațiile de contact cu uleiul și grăsimea, în special la temperaturi ridicate, siliconul cu platină-întărit (întărit suplimentar-) are performanțe semnificativ mai bune decât echivalentele întărite cu peroxid- în ceea ce privește migrarea și stabilitatea pe termen lung-. Motivele sunt aceleași ca și pentru aplicațiile lactate:

Întărirea cu platină nu produce produse secundare reziduale care pot migra în uleiul alimentar.

Rețeaua de curățare-încrucișată a siliconului întărit cu platină-rezistă la umflare și eliberare de siloxan mai eficient în condiții de contact cu grăsimi-.

Testele pe panoul de gust și miros nu arată în mod constant niciun transfer detectabil de aromă de la siliconul-întărit cu platină în uleiuri comestibile, în timp ce siliconul-întărit cu peroxid poate cauza note ne-detectabile în produsele uleioase sensibile.

Pentru oricetuburi din silicon sigure pentru alimenteaplicarea care implică uleiuri comestibile sau grăsimi animale - în special la temperaturi peste 60 de grade - întărirea cu platină este specificația obligatorie, nu o actualizare opțională.

Uleiuri presate-la rece (ambiant până la 40 de grade)

Ulei de măsline presat-la rece, ulei de rapiță artizanal, uleiuri de nuci presate-la rece: acestea sunt aplicații la temperatură-ambiantă în care uleiul este extras mecanic la temperaturi care nu depășesc 40 de grade . Aceasta este cea mai ușoară aplicație pentru orice produs din silicon-alimentar. Migrarea este minimă la aceste temperaturi, umflarea este neglijabilă, iar cerințele principale ale specificațiilor sunt certificarea contactului alimentar-și netezimea găurii interioare pentru curățare.

Tuburile din silicon nearmate, sigure pentru alimente, cu alezaj și grosimea peretelui adecvate, sunt adesea adecvate pentru aplicațiile de presare la rece-gravitațională-. Pentru liniile de presă-alimentate la rece-pompa,tuburi din silicon ranforsat alimentarse recomandă o presiune corespunzătoare.

Procesarea uleiului vegetal rafinat (60-120 de grade)

Uleiurile rafinate de floarea soarelui, rapiță, palmier și soia sunt de obicei procesate la temperaturi ridicate pentru operațiuni de dezodorizare, fracționare și amestecare. Tuburile de transfer în aceste medii trebuie să gestioneze atât contactul cu produsul la temperatura procesului, cât și curățarea cu abur sau apă fierbinte.

La aceste temperaturi, siliconul cu platină-alimentar are performanțe fiabile. Datele de migrare a simulantului gras la 100 de grade reprezintă reperul relevant și produse de calitate de la reputateproducatori de furtunuri din silicon pentru alimenterespectă în mod constant acest standard. Furtunul din silicon ranforsat este potrivit pentru liniile conduse de pompe-la aceste temperaturi, atât pentru manipularea presiunii, cât și pentru rezistența la efectul de înmuiere al temperaturilor ridicate pe pereții din silicon nearmat.

Redarea grăsimilor animale (100–160 de grade)

Untura topită, seu (grăsime de vită și oaie), grăsime de rață și grăsimi animale similare implică temperaturi mai ridicate și conțin adesea amestecuri de lipide mai complexe decât uleiurile vegetale rafinate. Temperaturile de coacere a unturii și a seuului pot atinge 150-160 de grade.

La aceste temperaturi, avantajul de performanță al siliconului față de alternative devine cel mai pronunțat - EPDM se înmoaie semnificativ la 150 de grade , iar majoritatea celorlalte materiale flexibile-in contact cu alimentele depășesc intervalul lor nominal. Siliconul alimentar întărit cu platină-funcționează în conformitate cu specificațiile la un serviciu continuu de 160 de grade.

Tub din silicon ranforsat de calitate alimentaraeste produsul potrivit pentru liniile de transfer a grăsimilor turnate la aceste temperaturi, oferind atât stabilitatea termică, cât și valoarea nominală a presiunii necesare pentru transferul prin pompa-de grăsimi topite vâscoase. Armătura din împletitură de sârmă din oțel inoxidabil (mai degrabă decât poliesterul) este preferată la capătul superior al acestui interval de temperatură pentru o stabilitate mecanică maximă.

Filtrare și transfer de ulei de prăjire-adânc (180–200 de grade)

Aceasta este cea mai solicitantă aplicație de ulei și este necesară o evaluare sinceră: siliconul alimentar standard se apropie de limitele sale la 180-200 de grade. Serviciul continuu la 180 de grade va accelera îmbătrânirea siliconului în comparație cu aplicațiile cu temperaturi mai scăzute, iar la 200 de grade, unii compuși de silicon încep să prezinte modificări măsurabile ale proprietăților cu expunerea prelungită.

Pentru filtrarea în adâncime a uleiului de prăjire-și transferul la 180-200 de grade, opțiunile includ:

Compuși siliconici pentru temperatură înaltă-evaluați special pentru 200 de grade + service continuu (disponibili de la furnizorii specialiști de furtunuri din silicon de calitate alimentară ca produs ne-standard)

Furtun flexibil din oțel inoxidabil pentru cele mai{0}}secțiuni de temperatură, tranziție la silicon pentru conexiuni în aval cu temperatură mai scăzută-

Reducerea temperaturilor de transfer acolo unde procesul permite - multe operațiuni de filtrare a uleiului pot fi proiectate să aibă loc la 150-160 de grade cu echipamente adecvate

Pentru aplicații constant peste 180 de grade, discutați despre condițiile dvs. specifice de operare cu o echipă tehnică calificată pentru furtunuri din silicon înainte de a vă angaja la o specificație.

DA 21 CFR și Fatty Food Contact

FDA 21 CFR 177.2600 acoperă articolele din cauciuc pentru uz alimentar repetat, inclusiv contactul cu grăsime. Regulamentul specifică limitele extractibile care trebuie îndeplinite atât în ​​testarea simulanților de alimente apoase, cât și a celor grase. Compușii siliconici care îndeplinesc cerințele FDA 21 CFR pentru contactul cu alimentele grase ar fi trebuit testați cu n-heptan sau cu simulant de grăsime similar, nu doar cu extracție apoasă.

UE 10/2011 Simulant pentru ulei de măsline (Simulant D2)

În conformitate cu Regulamentul UE 10/2011, simulantul pentru alimentele grase este uleiul vegetal Simulant D2 - (în special uleiul de măsline din regulament). Testarea de migrare pentru contactul cu alimentele grase trebuie să utilizeze acest simulant, de obicei la temperatura de contact prevăzută. Oricetuburi din silicon sigure pentru alimentecu documentația de conformitate a UE privind contactul cu alimentele ar trebui să includă date de migrare Simulant D2.

Testarea LFGB cu simulanți de izooctan și etanol

Testarea germană LFGB utilizează izooctanul ca simulant de grăsime surogat, alături de simulanți apos și etanol. Testul de izooctan este deosebit de sever deoarece izooctanul este un simulant de grăsime mai agresiv decât uleiul de măsline, iar produsele care trec limitele de migrare a izooctanului sunt considerate a îndeplini un standard înalt pentru performanța de contact cu grăsimea. Certificarea LFGB cu date izooctanice este un indicator puternic de calitate pentru aplicațiile de contact cu ulei și grăsime.

Cercetări publicate privind siliconul în contact cu grăsime

Dincolo de testele de reglementare, cercetările independente susțin adecvarea siliconului pentru aplicații cu ulei și grăsimi:

O revizuire cuprinzătoare înRecenzii cuprinzătoare în știința alimentelor și siguranța alimentelor(2021) au evaluat datele de migrare din 47 de produse din silicon de calitate alimentară disponibile comercial-în simulanți grasi. Produsele întărite cu platină au prezentat o migrație globală medie de 4,2 mg/kg în simulantul de ulei de măsline la 100 de grade - mult sub limita UE de 60 mg/kg -, în timp ce produsele întărite-peroxidului au prezentat o medie de 18,7 mg/kg în aceleași condiții.

Cercetare de laAmbalarea alimentelor și termenul de valabilitate(2020) au examinat în mod specific riscul lipsit de-aroma din materialele siliconice care intră în contact cu alimentele în aplicațiile cu ulei comestibil. Panourile senzoriale instruite nu au găsit nicio diferență de aromă detectabilă între uleiul de măsline depozitat în recipiente de silicon-întărit cu platină și probele de control din sticlă, în timp ce siliconul întărit cu peroxid-a produs o notă „cauciucoasă” detectabilă, evaluată ca inacceptabilă de către panou.

Datele testelor de imersiune ASTM D471 compilate de Asociația Industriei Siliconului arată că siliconul alimentar cu platină-curat-menține modificarea volumului sub 5% în uleiurile comestibile în intervalul de temperatură 23–100 de grade - confirmând stabilitatea dimensională funcțională în toate aplicațiile cu uleiuri, cu excepția celor mai extreme.

Furtun alimentar din silicon într-o instalație de procesare a uleiului de măsline presat la rece-și untură topită

Un producător de alimente mediteraneene a operat două linii de procesare distincte în aceeași unitate: o linie de ulei de măsline extra{-presat la rece care rulează la 18-22 de grade și o operațiune de prelucrare a unturii care produce untură artizanală la temperaturi de până la 155 de grade . Ambele necesitau furtun flexibil pentru transferul produsului de la rezervoarele de procesare la echipamentele de umplere.

Unitatea a folosit anterior furtun din cauciuc EPDM pe ambele linii. Pe linia uleiului de măsline, plângerile de arome de la un client cheie de vânzare cu amănuntul au fost urmărite prin analiză senzorială la compușii derivați de EPDM-din ulei - detectabili la sub 1 ppm, dar evaluați ca inacceptabile de echipa de calitate a clientului. Pe linia de untură, furtunul EPDM a necesitat înlocuit la fiecare 8-10 luni din cauza întăririi suprafeței și a modificărilor dimensionale de la contactul prelungit cu grăsimea topită la cald.

Sunhingstones a furnizat două specificații:

Tub din silicon sigur pentru alimente(neranforsat, găuri de 25 mm, tratat cu platină-, certificat LFGB) pentru linia de ulei de măsline - alimentată cu gravitație-, temperatura ambiantă

Tub din silicon ranforsat de calitate alimentară (orificiu de 32 mm, împletitură din oțel inoxidabil, întărită cu platină-, evaluată la 200 de grade ) pentru linia de transfer pentru untura

Rezultate la evaluarea de 20 de luni:

Evaluarea panoului senzorial a uleiului de măsline prelevat din conducta cu furtun de silicon-nu a găsit nicio diferență detectabilă față de probele de control-vaselor de sticlă - care să rezolve reclamația clientului de vânzare cu amănuntul. Aprobarea de calitate a clientului cu amănuntul a fost restabilită în termen de trei luni de la schimbarea furtunului.

Furtunul liniei de untură nu a prezentat nicio degradare a suprafeței, modificare dimensională sau decolorare la inspecția de 20 de luni, în comparație cu ciclul de defecțiune de 8-10 luni cu EPDM. Unitatea a extins următoarea inspecție programată la 36 de luni.

Economie combinată a costurilor de întreținere (material și forță de muncă) estimată la 9.500 EUR pe perioada de 20 de luni pe ambele linii.

Ce să specificați când comandați un furtun din silicon pentru aplicații cu ulei

Când achiziționați furtun alimentar din silicon sau tuburi din silicon ranforsat de calitate alimentară pentru transfer de ulei comestibil sau grăsime animală, confirmați următoarele cu furnizorul dvs.:

Întărire cu platină: ne-negociabil pentru aplicații cu ulei peste 40 de grade . Solicitați confirmare scrisă în fișa tehnică a produsului.

Date de migrare a simulantului gras: Solicitați rapoarte de testare care arată rezultatele migrării cu Simulant D2 (simulant ulei de măsline UE) sau izooctan (LFGB) la temperatura relevantă pentru aplicația dvs. Valorile ar trebui să fie cu mult sub 60 mg/kg limita globală de migrare.

Date despre umflarea uleiului vegetal: Solicitați datele de modificare a volumului ASTM D471 în uleiul vegetal la temperatura maximă de funcționare. Valorile sub 5% sunt adecvate pentru majoritatea aplicațiilor alimentare.

Evaluare de temperatură: confirmați valoarea nominală a temperaturii de funcționare continuă a produsului în raport cu temperatura maximă de funcționare, cu o marjă rezonabilă. Pentru aplicații cu untură/seu la 150–160 de grade, confirmați că produsul este evaluat la cel puțin 180 de grade pentru o marjă adecvată.

Specificații de armare: pentru liniile de transfer de ulei acționate de pompe-, confirmați construcția împletită cu presiunea de lucru care depășește presiunea maximă de funcționare a sistemului dvs. cu un factor de cel puțin 3.

Certificari: FDA 21 CFR (cu testarea simulantului de grasime) si LFGB pentru majoritatea pietelor; Documentația de conformitate cu EU 10/2011 pentru operațiunile europene.

Testare eșantion: pentru aplicații noi, solicitați un eșantion de furtun pentru testarea prin imersie în tipul dvs. de ulei specific la temperatura dvs. de funcționare înainte de a plasa o comandă în bloc. O fabrică cu renume de tuburi din silicon de calitate alimentară va sprijini această evaluare fără ezitare.

FAQ

Uleiurile comestibile și grăsimile animale sunt printre cele mai solicitante medii de contact cu alimentele, iar cele mai multe materiale flexibile pentru furtunuri au limitări semnificative atunci când sunt expuse la ele continuu la temperaturi ridicate. Platină-întărită corespunzătorfurtun alimentar din siliconiese în evidență pentru că nu se bazează pe aditivi pe care grăsimile îi pot extrage, nu se umflă semnificativ în contact cu lipidele comestibile și își menține conformitatea-contactului cu alimentele la temperaturi care depășesc limitele majorității alternativelor.

Pentru operațiunile de presă-la rece, liniile de ulei vegetal rafinat și redarea grăsimilor animale, produsul siliconic potrivit este o alegere de încredere, de -serviciu lung -, cu baza de dovezi din testele de reglementare și cercetări independente pentru a o susține.

La Sunhingstones, producem furtunuri alimentare din silicon și tuburi din silicon ranforsat de calitate alimentară pentru aplicații cu ulei comestibil și grăsimi animale, platină-întărită cu documentație completă de testare a migrației simulanților de grăsime și evaluări ale temperaturii de funcționare de până la 200 de grade +. Dimensiuni ale alezajului de la 6 mm la 76 mm cu opțiuni din poliester și armătură din oțel inoxidabil.

Contactați acum

Referințe și lecturi suplimentare

1.FDA 21 CFR 177.2600 – Articole din cauciuc destinate utilizării repetate în contactul cu alimentele, inclusiv cerințele privind simulanții de grăsime. Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente. https://www.ecfr.gov/
2.Regulamentul UE nr. 10/2011 – Materiale plastice în contact cu alimentele, inclusiv simulant D2 (ulei de măsline) pentru testarea alimentelor grase. Comisia Europeană. https://eur-lex.europa.eu/

3.Recomandarea BfR XXI – Articole din silicon pentru uz alimentar, inclusiv prevederi pentru contactul cu alimentele grase. Institutul Federal German pentru Evaluarea Riscurilor. https://www.bfr.bund.de/

4.Helling, R. et al. „Examinare sistematică a datelor de migrare de la 47 de produse comerciale din silicon în contact cu alimentele în simulanți grasi”. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol. 20, Numărul 4, 2021. https://ift.onlinelibrary.wiley.com/
5.Gallart-Mateu, D. et al. „Migrarea siloxanului din tubul-de silicon de calitate alimentară în trei uleiuri comestibile la 40 de grade și 80 de grade.” Food Chemistry, Vol. 345, 2021. https://www.sciencedirect.com/journal/food-chemis