润滑密封的最佳组合

作者:Christine Reibesell,Jürgen Fet 文章来源:Freudenberg Process Seals公司 Klüber Lubrication München公司 发布时间:2014-11-20

没有一个消费者希望在自己喝的牛奶或者啤酒中有润滑剂成分。在食品生产中,设备的润滑与密封恰到好处的匹配是非常重要的,本文对不同的润滑和密封组合做了详细的介绍。

首先必须保证消费者的健康。这一基本原则决定了饮料和食品生产设备的设计和生产过程必须卫生。过去,生产设备的密封和润滑材料常常被人们所忽视,今天设备的密封和润滑材料都经过了准确的测试,从性能和功能两个方面寻找到最佳的组合。

在生产食品和饮料时,应尽可能减少使用生产辅助材料。因为任何一种生产辅助材料都有可能与产品相互接触,造成最终产品的交叉污染。

若所使用的金属材料滑动性能不好,为了减少摩擦和磨损,企业会在保证生产过程可靠性的前提下使用润滑剂。使用的润滑剂应符合食品卫生法规,并且不影响食品口感和风味。

完美的组合

大多数食品生产设备的密封所使用的润滑剂都是三元乙丙橡胶(EPDM)和硅基润滑剂的混合物。因为食品和饮料生产企业的生产系统属于水基系统,有着明确的极性特征。润滑和密封中采用非极性的EPDM,不能溶于极性系统中,该性能使这种润滑剂成为最佳选择。另外,EPDM的清洁性能非常突出,能够承受酸性和碱性的CIP原位清洁系统的清洗剂以及在蒸汽下进行卫生清洁。如果使用得当,这种密封材料也可以抵抗消毒剂和氧化剂的腐蚀。

而润滑剂不能与水质产品和密封件产生相互作用。实践业证明:新的密封隔离元件,例如以聚四氟乙烯-聚硅氧烷为基础的产品是润滑的最佳选择。与产品和密封件的相互作用可以通过优化降低到最小程度。润滑剂和密封件等都能在非常敏感的生产过程中得到保证。

啤酒酿造的特殊卫生要求

啤酒酿造设备对密封和润滑技术提出了特殊的要求。啤酒酿造过程中使用的密封件和润滑剂应能承受酿造生产过程中啤酒发酵物质和很高的二氧化碳含量的作用和影响。同时,在啤酒酿造过程中,酸性清洁剂和温度高达85℃的蒸汽消毒是必不可少的,所以要求密封件和润滑剂能承受85℃的卫生清洁。通常情况下,啤酒酿造业中使用的密封材料是三元乙丙橡胶。阀板式的三元乙丙橡胶密封件在与浓稠的麦芽接触时也有着很好的开关控制性能。另外,它在卫生清洁过程中也有着很好的使用寿命。

为了更好地对三元乙丙橡胶密封件进行润滑,通常使用特殊的硅油基PFTE润滑剂。Paraliq GTE 703和Klüberfood HN1 87- 703两种润滑剂通过了酿造和食品质量研究中心的检验测试。啤酒的泡沫稳定性和其他重要质量特征都会因啤酒中其他成分的存在而受到影响。利用光电检测方法可以证明这些异物的影响。上述两种测试合格的PFTE润滑剂则对啤酒的泡沫质量没有影响,因此可以在酒吧设备、小桶灌装机和大桶啤酒灌装机中使用。

脂肪会使EPDM膨胀

乳制品对生产设备的密封提出了完全不同的要求。虽然原则上可以使用三元乙丙橡胶材料来制做奶制品生产领域中使用的密封件,但必须考虑乳制品中脂肪的浓度和当时的温度。当乳制品中的脂肪含量很高时,即使在环境温度较低时三元乙丙橡胶材料也会膨胀。当奶制品脂肪浓度较低时,可以考虑使用三元乙丙橡胶材料密封件;而且浓度越低使用的可能性就越大。乳制品工业对密封件提出了很高的卫生清洁要求。为了从管道系统中彻底清除残留脂肪和残留蛋白质,需要使用碱性很强的清洗液。而且乳制品设备的蒸气消毒时间也比酿酒等其他行业要长。

为了保证满足所有的要求,建议采用的密封件材料是化工生产领域中常用的、具有很好耐化学性能的Fluoroprene XP。

食用香精生产中的特殊应用

食用香精生产对密封件也提出了非常高的要求,例如混合饮料的生产。符合卫生设计要求、非常窄的密封槽允许密封件材料的膨胀量非常小;所使用的润滑剂有可能侵入到产品中。这就要求在润滑剂侧使用Barrierta类密封材料,在弹性密封件一侧使用Fluoroprene或者Simiriz(FFKM)类的密封材料。在混合饮料生产设备中使用的是全氟化碳或者高氟化的密封系统,这两种材料具有很高的耐化学性能。

在某些特殊应用场合中也必需采用这种高性能的密封材料,因为在经济性好的生产过程中所使用的介质和生产过程所需的温度可能会对密封件造成腐蚀,或者产品原材料具有高敏感性或者高价值。高性能的密封件能够明显延长维护保养周期,提高流程设备的生产效率,使得这种高品质密封材料的价值得到充分体现。

小结

长期以来一直不被重视的密封和润滑今天已成为设备制造者和设备使用者所关注的焦点。对于那些在食品生产领域中使用的设备,应根据具体的使用环境,按照不同的选择标准得到最佳的密封和润滑材料解决方案。

适合于润滑材料的标准

H1类别的润滑材料应符合美国药品和食品管理局(FDA)颁布的21 CFR 178.3570标准的规定和要求。另外,生产过程需要通过NSF(美国国家卫生基金会)按照国际标准ISO 21469做出的生产过程可靠性认证。

密封件应像食品生产设备中其他零部件一样进行严格的设计。而且设计时尤其要注意欧盟的有关规定EF 1935/2004和美国FDA的有关规定。在21 CFR 177.2600中“Rubber articles intended for repeated use”对应该使用什么样的原材料做出了规定。其他的有关规定可以在3A等卫生标准中找到。著名的3A卫生标准最初是为奶制品工业制定的标准,后来在其他工业领域中也得到了广泛的应用。

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