如何选择润滑材料和密封件

作者:Christine Riebesell, 文章来源:Freudenberg密封件有限责任公司 Klüber Lubrication慕尼黑SE &Co.KG公司 发布时间:2014-04-18

没有人愿意在食品或饮料中尝到润滑油的味道,而这则取决于润滑油与密封件之间的相互匹配。本文将通过实际案例阐述如何更好地防止这些问题的发生,在整个生产过程中还需要注意哪些事情。

消费者的健康是最重要的,这一基本原则决定了食品和饮料产品生产设备设计和操作使用的一切。过去常常忽略的密封件和润滑材料也因此倍受关注,如今都要接受严格的测试,即对它们的性能和功能进行各种检测。

目前的普遍原则是,在食品和饮料生产过程中应尽可能少地使用润滑剂,因为润滑剂有意或无意地与产品相互接触之后都会带来交叉污染的风险。

完美的二重奏

当食品和饮料生产设备中所使用的材料滑动性能不好时,从较少摩擦和磨损的意义以及保证生产过程可靠性角度出发,使用润滑材料是可以的。但这种使用应保证满足食品生产法律法规的要求和规定,不得影响人们的健康以及食品的口感和气味。

这一应用领域中的大部分都可用Duo EPDM三元乙丙橡胶材料的密封件和硅油基的润滑材料来满足,之所以使用这样的材料是以流程工业企业广泛使用水基润滑剂为基础的。根据化学领域中的基本原理“互溶原理”,无极性的EPDM三元乙丙橡胶是这些介质最佳的配对物。另外,EPDM三元乙丙橡胶材料还有着很好的卫生清洁性能。它们在酸性和碱性的CIP清洗剂中、在高温蒸汽消毒环境中表现出了很好的耐受性。在正确的使用情况下,它们也具有很好的耐消毒剂和氧化剂的性能。

所使用的润滑剂既不能与产品产生反应,也不能与密封件产生反应。实践表明,像PFTE这类硅基润滑材料是最佳的润滑剂选择,它保证了产品与密封件之间的相互作用达到最优水平。不仅仅是润滑剂,密封件也在最敏感的生产过程中得到了使用,例如在白色变异产品的生产过程中。

为了正确的发泡

啤酒生产厂中的卫生要求采用特殊的密封和润滑技术,它所使用的密封件和润滑材料应能承受啤酒酿造过程中产生的啤酒碱和相对较高的二氧化碳气体。这里所使用的密封件和润滑材料应能够耐受85℃腐蚀性酸性清洁剂的清洁,并能够经受蒸汽消毒的考验。通常情况下,这里使用的密封材料是EPDM三元乙丙橡胶。利用EPDM三元乙丙橡胶制造的密封件在对粘性很强的啤酒麦芽进行密封时也有着很好的性能。另外,在卫生清洁过程中这种材料的密封件也有着很好的使用寿命。

在对EPDM三元乙丙橡胶密封件润滑时,使用的是专门研发生产的含PFTE的硅油基润滑剂。

Weihenstephan酿造和食品质量研究中心对Paraliq GTE 703和Klüberfood NH1 87-703 Hygienic两种润滑材料对人类的心脏和神经的影响进行了检测。代表啤酒质量的重要指标——啤酒沫可因外来物质而受到严重的影响。对啤酒质量的这种影响可以通过光电检测法进行检测、验证。检测结果表明:两种被测试的PFTE润滑材料对啤酒沫都没有影响,因此可以用于酒吧设施、桶装啤酒和灌装阀门等中使用。

脂肪导致EPDM膨胀

在乳制品生产过程中,含脂肪的液体介质密封则提出了完全不同的要求。虽然不能普遍地排除使用EPDM三乙丙橡胶材料作为奶制品生产过程中的密封件材料,但要根据奶制品不同的脂肪含量和温度选择不同的EPDM使用乙丙橡胶材料,并且要严密地监控这种材料的工作情况。因为在高脂肪含量的环境中EPDM使用乙丙橡胶材料能够在较低的温度下就出现很大的膨胀。

奶制品脂肪含量越低,使用EPDM使用乙丙橡胶材料制造密封件的选择范围就越大。奶制品工业中选择密封、润滑材料另一个要注意的问题就是强力的卫生清洁。为了把管道中的脂肪残留物和蛋白质残留物彻底清除干净,奶制品生产设备中的碱性清洁液含碱量和温度都要明显高于其他领域,而且其蒸汽消毒的过程也比啤酒酿造要长得多。为了保证满足所有的卫生清洁、杀菌消毒要求,建议在奶制品生产设备中使用耐化学性能更加广泛的材料——Fluoroprene XP。

食用香精中的特殊应用

在食用香精的生产过程中,对密封和润滑材料要求还要高,例如混合型饮料的生产过程。严格按照卫生生产规定设计的生产设备只允许密封材料有很小的体积膨胀系数,保证产品中含有的香精油都保留在产品之中。这一要求是利用润滑侧的Barrierta润滑剂和密封侧的Fluoroprene或者Simriz (FFKM)密封材料来实现的。在混合饮料生产过程中,使用的密封材料是具有很好耐化学腐蚀性能的全氟化或高氟化密封系统。

在有些生产过程中就必须使用这种高端密封产品,因为产品介质和生产时的温度使得产品具有很强的活性或者所生产的产品敏感性太强,价值成本太高,明显地延长了生产设备的维护保养周期、提高了生产设备的生产能力,这些都是使用高端密封材料可以带来的好处。

适用于润滑材料的规定

H1类的润滑材料是满足了美国FDA食品和药品管理局第21 CFR 178.3570号联邦法规的润滑材料。另外,其生产过程也获得了美国NSF(美国国家卫生基金会)按照ISO 21469国际标准的认证。

食品生产设备中的密封件也应像食品生产设备中的其它零部件一样,按照与食品接触相关规定进行设计。而设计时主要考虑的问题是欧盟EG 1935/2004法规和美国FDA有关规定的要求。在21 CFR 177.2600“重复使用橡胶制品”的美国联邦法规中对材料应如何设计、允许与哪些介质相互接触作出了规定。其它的有关规定可以参阅最初为奶制品工业制定的、后来扩展到其它领域中使用的3A卫生标准。

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