Могат ли силиконови тръби с хранителен клас да се използват за прехвърляне на олио за готвене и животински мазнини?

Липофилна екстракция: как мазнините извличат съединения от полимерите

Маслата и мазнините са не-полярни разтворители - те лесно разтварят не-полярните съединения, включително много от добавките и помощните средства за обработка, включени в синтетичните полимери. Този ефект на "липофилна екстракция" е основната причина, поради която много обикновени материали за маркучи се провалят при контакт с масло:

PVC разчита на фталат или алтернативни пластификатори за гъвкавост. Тези пластификатори са не-полярни съединения, които мигрират лесно в мазнини и масла, замърсявайки продукта и прогресивно втвърдявайки маркуча, докато се напука. Проучванията са открили концентрации на фталат в хранителни масла, които са били съхранявани в PVC контейнери, на нива доста над специфичните за ЕС граници на миграция - опасение за безопасността на храните, което доведе до затягане на нормативната уредба относно PVC при контакт с храни.

Естественият каучук съдържа остатъчни въглеводороди и производствени масла от производствения процес. Те мигрират в маслата,-които влизат в контакт с храната, и могат да причинят неприятни-вкусове, установени чрез органолептична оценка. Самата мазнина също набъбва гумата, променяйки размерите и механичните свойства.

EPDM каучукът, въпреки че е по-устойчив на химикали от естествения каучук, все още показва измеримо подуване при контакт с рафинирани растителни масла - обикновено 5–15% увеличение на обема при тестове с потапяне -, което променя размерите на маркуча и уплътнението в точките на свързване.

Химическата инертност на силикона към липидите е структурна: силициев-кислородният гръбнак няма афинитет към не-полярните мастни молекули и не абсорбира или взаимодейства с тях по начина, по който правят въглеродните-гръбначни полимери. Ето защо безопасните за храна силиконови тръби са един от малкото гъвкави материали за маркучи, които могат да се използват в пълния набор от приложения на хранителни масла без проблеми с миграцията на пластификатора или набъбването, които засягат алтернативите.

Температурни ефекти: Студено олио срещу горещо олио срещу топена животинска мазнина

Температурата, при която маслото или мазнината се прехвърлят, значително влияе върху изискванията към тръбите:

Студено{0}}пресовани масла при температура на околната среда до 40 градуса: Най-малко изискващи. Маслото е сравнително вискозно и температурата е ниска, свеждайки до минимум потенциала за миграция и механичното напрежение върху тръбите.

Рафинирани растителни масла при 60–120 градуса: Умерени изисквания. Температурите на обработка са повишени, което увеличава потенциала за миграция, но все още е в удобния работен диапазон на силикона.

Топени животински мазнини при 100–160 градуса (свинска мас, лой, патешка мазнина, говеждо масло): По-взискателни температури, но платинено-втвърденият хранителен силикон се справя надеждно с този диапазон.

Филтриране на-олио за дълбоко пържене и прехвърляне при 180–200 градуса: Това се приближава до горната

Структурната причина за съвместимостта на силиконовото масло

Силиконовият каучук е изграден върху гръбнак от редуващи се силициеви и кислородни атоми - неорганична структура, която по същество не -реактивира с органични съединения, включително липиди. За разлика от полимерите с въглеродна-верига, където мастните молекули могат да проникнат в полимерната матрица и да взаимодействат с нея, гръбнакът на Si-O на силикона няма химическия афинитет, който позволява това взаимодействие. Резултатът е материал, който по същество игнорира масла и мазнини на молекулярно ниво.

Ето защо силиконът не се нуждае от пластификатори - той постига своята гъвкавост чрез своята полимерна архитектура, а не чрез включване на добавки. Няма пластификатори за извличане.

Подуване и абсорбция: Силиконът набъбва ли в масло

Това е практичен въпрос, който възниква при всяка оценка на приложението на масло. Отговорът е нюансиран: силиконът показва известна промяна в обема при продължителен контакт с определени масла, но значително по-малка от алтернативните еластомери.

Стандартизирано изпитване с потапяне (ASTM D471, 70 часа при 100 градуса) показва следните типични промени в обема за обичайните масла:

2–5% набъбване на силикона в растително масло при 100 градуса е функционално незначително за повечето приложения на маркучи - промени в размерите от тази величина не влияят на уплътняването или на потока в правилно проектирани маркучи. Подуването също е до голяма степен обратимо: когато контактът с маслото бъде преустановен, силиконът до голяма степен се връща към първоначалните си размери, тъй като абсорбираният материал се дифундира навън.

Важното практическо значение: въпреки че силиконът показва слабо набъбване в растителни масла, той показва по-високо набъбване в минерални масла и не-хранителни липидни съединения. За хранителни приложения, включващи само хранителни масла и животински мазнини, това не е проблем.

Миграция на силоксан в мазни храни: Данни от EFSA и BfR

Ключовият регулаторен и безопасен въпрос за силикон в контакт с масло е миграцията: освобождава ли силиконът съединения в маслото и на какви нива?

Европейският орган за безопасност на храните (EFSA) публикува цялостно научно становище относно силиконите в материалите, предназначени за контакт с храни през 2019 г. (EFSA Journal 2019;17(2):5618). Основни констатации, свързани с контакта с масло:

Цялостната миграция от силикон с платинен-консервиран-хран към симуланти на мазни храни беше под общата граница на миграция на ЕС от 60 mg/kg при всички изпитвани условия.

Цикличните силоксани с-молекулно-тегло (D4, D5, D6) показват по-висока миграция в мастни симуланти, отколкото във водни симуланти, и миграцията нараства с температурата. При 100 градуса бяха открити откриваеми нива на D4/D5/D6 в симулатор на зехтин от някои проби от -втвърден с пероксид силикон.

Платинено{0}}втвърденият силикон показа значително по-ниска миграция на силоксан в сравнение с-втвърдените с пероксид еквиваленти при всички тестови условия на симулатор на мазнини.

Германският федерален институт за оценка на риска (BfR) BfR Препоръка XXI относно силиконовите артикули, предназначени за контакт с мазни храни, за предпочитане трябва да бъдат платинено-втвърдени и че след-втвърдяването трябва да се приложи топлинна обработка (темпериране), за да се изгонят остатъчните летливи силоксани с ниско-молекулно-тегло тегло преди продуктът се използва в контакт с храни. Всякакво качествосиликонов маркуч за хранапроизводителят за маслени приложения следва този протокол.

Проучване от 2021 г. в хранителната химия измерва действителната миграция на силоксани от търговски -силиконови тръби за храна в три хранителни масла (зехтин, слънчогледово масло и палмово масло) при 40 градуса и 80 градуса за 10 дни. Резултатите показват обща миграция на силоксан от 0,8–3,2 mg/kg при 40 градуса и 2,1–7,4 mg/kg при 80 градуса - всички под регулаторните граници, с платинено-втвърдени проби в долния край на диапазона.

Платина-Втвърдена срещу пероксид-Втвърдена в маслени приложения

Данните постоянно сочат в една и съща посока: за приложения в контакт с масла и мазнини, особено при повишени температури, платинено-втвърден (добавено-втвърден) силикон се представя значително по-добре от пероксидно-втвърдените еквиваленти по отношение на миграцията и дългосрочната-стабилност. Причините са същите като при млечните приложения:

Втвърдяването на платината не произвежда остатъчни странични продукти, които могат да мигрират в хранителното масло.

По-чистата кръстосано-свързана мрежа от платинен-втвърден силикон се противопоставя на набъбването и освобождаването на силоксан по-ефективно при условия на-контакт с мазнини.

Тестването на панела за вкус и мирис постоянно показва липса на забележимо прехвърляне на вкус от платиново-втвърден силикон в хранителни масла, докато пероксидно-втвърденият силикон може да причини забележими неприятни-нотки в чувствителни маслени продукти.

За всякаквибезопасна за храна силиконова тръбаприложение, включващо хранителни масла или животински мазнини - особено при температури над 60 градуса - платиненото втвърдяване е задължителна спецификация, а не надграждане по избор.

Студено{0}}пресовани масла (околна температура до 40 градуса)

Студено{0}}пресован зехтин, занаятчийско рапично масло, студено{1}}пресовани масла от ядки: това са приложения при-температура на околната среда, при които маслото се извлича механично при температури, които не надвишават 40 градуса. Това е най-лесното приложение за всеки хранителен-силиконов продукт. Миграцията е минимална при тези температури, подуването е незначително, а основните изисквания към спецификацията са сертификат за-контакт с храни и гладкост на вътрешния отвор за възможност за почистване.

Неподсилените безопасни за храни силиконови тръби с подходящ отвор и дебелина на стената често са подходящи за приложения с гравитационно-захранване-студено пресоване. За-захранвани с помпа линии за студено{4}}пресоване,подсилена силиконова тръба за хранителни целис подходящ клас на налягане се препоръчва.

Преработка на рафинирано растително масло (60–120 градуса)

Рафинираните слънчогледово, рапично, палмово и соево масло обикновено се обработват при повишени температури за дезодориране, фракциониране и смесване. Трансферните тръби в тези среди трябва да се справят както с контакт с продукта при температура на процеса, така и с почистване с пара или гореща вода.

При тези температури платинено{0}}втвърденият хранителен силикон работи надеждно. Данните за миграцията на мастния симулант при 100 градуса са съответният еталон и качествени продукти от реномиранипроизводители на силиконови хранителни маркучипоследователно отговарят на този стандарт. Подсиленият силиконов маркуч е подходящ за тръбопроводи, задвижвани от помпа-при тези температури, както за работа с налягане, така и за устойчивост на омекотяващия ефект на високите температури върху неармирани силиконови стени.

Топене на животинска мазнина (100–160 градуса)

Топената свинска мас, лой (говежда и овнешка мазнина), патешка мазнина и подобни животински мазнини включват по-високи температури и често съдържат по-сложни липидни смеси от рафинираните растителни масла. Температурите на топене на сланина и лой могат да достигнат 150–160 градуса.

При тези температури предимството на силикона в производителността пред алтернативите става най-ясно изразено - EPDM омекотява значително при 150 градуса и повечето други гъвкави материали,-които влизат в контакт с храни, са извън номиналния си диапазон. Платинен-втвърденият хранителен силикон работи в рамките на спецификацията при 160 градуса непрекъсната работа.

Подсилена силиконова тръба за хранителни целие подходящият продукт за линии за пренос на топена мазнина при тези температури, осигуряващ както термичната стабилност, така и номиналното налягане, необходими за пренос-на помпа на вискозни разтопени мазнини. Оплетката от неръждаема стоманена тел (вместо полиестер) е за предпочитане в горния край на този температурен диапазон за максимална механична стабилност.

Филтриране и прехвърляне на масло за дълбоко{0}}пържене (180–200 градуса)

Това е най-взискателното приложение на масло и е необходима честна оценка: стандартният хранителен силикон се доближава до границите си при 180–200 градуса. Непрекъснатото обслужване при 180 градуса ще ускори стареенето на силикона в сравнение с приложенията с по-ниска температура, а при 200 градуса някои силиконови съединения започват да показват измерими промени в свойствата при продължително излагане.

За дълбоко{0}} филтриране на олио за пържене и прехвърляне при 180–200 градуса опциите включват:

Високо{0}}температурни силиконови съединения, специално класифицирани за 200 градуса + непрекъснато обслужване (предлагат се от специализирани доставчици на силиконови маркучи за храна като не-стандартен продукт)

Гъвкав маркуч от неръждаема стомана за най--температурните участъци, преминаващ към силикон за по-ниски{1}}температурни връзки надолу по веригата

Намаляване на температурите на прехвърляне, когато процесът позволява - много операции за филтриране на масло могат да бъдат проектирани да се извършват при 150–160 градуса с подходящо оборудване

За приложения постоянно над 180 градуса, обсъдете вашите специфични работни условия с квалифициран технически екип за силиконови маркучи, преди да се ангажирате със спецификация.

DA 21 CFR и контакт с мазни храни

FDA 21 CFR 177.2600 обхваща гумени изделия за многократна употреба в храни, включително контакт с мазнини. Регламентът определя екстрахируеми граници, които трябва да бъдат спазени както при тестването на симулатор на водна, така и при мастна храна. Силиконовите съединения, отговарящи на изискванията на FDA 21 CFR за контакт с мазни храни, трябва да бъдат тествани с n-хептан или подобен модел на мазнини, а не само с водна екстракция.

ЕС 10/2011 Моделен разтвор на зехтин (Моделен разтвор D2)

Съгласно Регламент 10/2011 на ЕС моделният разтвор за мазни храни е моделен разтвор D2 - растително масло (по-специално зехтин в регламента). Тестването за миграция при контакт с мазна храна трябва да използва този симулант, обикновено при желаната контактна температура. Всякаквибезопасна за храна силиконова тръбас документацията за съответствие на ЕС при контакт с храни трябва да включва данни за миграцията на Simulant D2.

Тестване на LFGB със симуланти на изооктан и етанол

Немските LFGB тестове използват изооктан като симулант на сурогатна мазнина заедно с симулатори на вода и етанол. Тестът за изооктан е особено строг, тъй като изооктанът е по-агресивен симулант на мазнини от зехтина и продуктите, които преминават границите на миграция на изооктан, се считат за отговарящи на висок стандарт за ефективност при контакт с мазнини. Сертифицирането на LFGB с данни за изооктан е силен индикатор за качество за приложения за контакт с масла и мазнини.

Публикувано изследване върху силикон в контакт с мазнини

Освен регулаторните тестове, независими изследвания подкрепят пригодността на силикона за масла и мазнини:

Цялостен преглед вИзчерпателни прегледи в науката за храните и безопасността на храните(2021) оценяват данните за миграцията от 47 налични в търговската мрежа силиконови продукти с хранителен-клас в мазни симуланти. Продуктите, обработени с платина-, показаха средна обща миграция от 4,2 mg/kg в симулант на зехтин при 100 градуса - доста под лимита на ЕС от 60 mg/kg -, докато продуктите, обработени с пероксид-, показаха средна стойност от 18,7 mg/kg при същите условия.

Изследване отОпаковка на храни и срок на годност(2020) специално проучва риска от-неприятен вкус от силиконовите материали, влизащи в контакт с храни, в приложенията за хранителни масла. Обучени сензорни панели не откриха откриваема разлика във вкуса между зехтин, съхраняван в платинено-втвърдени силиконови контейнери, и контролни проби в стъкло, докато пероксидно-втвърденият силикон създава откриваема „каучукова“ нотка, оценена като неприемлива от панела.

Данните от теста за потапяне ASTM D471, събрани от Асоциацията на силиконовата промишленост, показват, че платиненият -втвърден хранителен- силикон поддържа промяна на обема под 5% в хранителните масла в температурния диапазон 23–100 градуса -, потвърждавайки функционалната стабилност на размерите във всички приложения с масла, освен най-екстремните.

Силиконов маркуч за храна в съоръжение за-студено пресован зехтин и топена свинска мас

Средиземноморски производител на храни експлоатира две отделни производствени линии в едно и също съоръжение: студена{0}}линия за необработен зехтин екстра-, работеща при 18–22 градуса, и операция за топене на свинска мас, произвеждаща занаятчийска свинска мас при температури до 155 градуса. И двете изискват гъвкав маркуч за прехвърляне на продукта от резервоарите за обработка към оборудването за пълнене.

Съоръжението преди това е използвало EPDM гумен маркуч през двете линии. При линията за зехтин, оплакванията за вкус от ключов клиент на дребно бяха проследени чрез сензорен анализ до съединения, получени от EPDM-в маслото -, откриваеми при под 1 ppm, но оценени като неприемливи от екипа по качеството на клиента. На линията за свинска мас EPDM маркучът изисква смяна на всеки 8–10 месеца поради втвърдяване на повърхността и промени в размерите от продължителен контакт с гореща топена мазнина.

Sunhingstones предостави две спецификации:

Безопасна за храна силиконова тръба(неподсилен, 25 mm отвор, платина-обработен, LFGB сертифициран) за линията за зехтин - гравитационно-захранван, температура на околната среда

Подсилена силиконова тръба за хранителни цели (32 mm отвор, оплетка от неръждаема стомана, платинено-обработена, оценена на 200 градуса) за трансферната линия за топене на свинска мас

Резултати от 20-месечния преглед:

Оценката на сензорния панел на зехтина, взета от силиконова-тръбопровода, не откри забележима разлика от контролните проби от стъклени-съдове -, разрешавайки оплакването за вкус на клиента на дребно. Одобрението за качество на клиента на дребно беше възстановено в рамките на три месеца след смяната на маркуча.

Маркучът за свинска мас не показа влошаване на повърхността, промяна на размерите или обезцветяване при 20-месечната проверка, в сравнение с 8–10-месечния цикъл на отказ с EPDM. Съоръжението удължи следващата планирана проверка на 36 месеца.

Комбинирани спестявания на разходи за поддръжка (материали и труд), оценени на 9 500 евро за 20-месечен период по двете линии.

Какво да посочите, когато поръчвате силиконов маркуч за маслени приложения

Когато се снабдявате със силиконов маркуч за храни или подсилени силиконови тръби за храна за хранително масло или животински мазнини, потвърдете следното с вашия доставчик:

Втвърдяване на платина: Не-подлежи на обсъждане за приложения с масло над 40 градуса. Поискайте писмено потвърждение в информационния лист на продукта.

Данни за миграцията на мастния симулант: Изискайте протоколи от тестове, показващи резултати от миграцията с Симулант D2 (симулант на зехтин в ЕС) или изооктан (LFGB) при температурата, подходяща за вашето приложение. Стойностите трябва да са доста под 60 mg/kg обща граница на миграция.

Данни за набъбване в растително масло: Поискайте данни за промяна на обема ASTM D471 в растително масло при вашата максимална работна температура. Стойности под 5% са подходящи за повечето хранителни приложения.

Температурен рейтинг: Потвърдете номиналната температура на непрекъсната работа на продукта спрямо вашата максимална работна температура с разумна граница. За приложения със свинска мас/лой при 150–160 градуса, потвърдете, че продуктът е оценен на поне 180 градуса за адекватен запас.

Спецификация на армировката: За тръбопроводи за пренос на масло,-задвижвани от помпа, потвърдете плетена конструкция с номинално работно налягане, надвишаващо максималното работно налягане на вашата система с коефициент най-малко 3.

Сертификати: FDA 21 CFR (с тестване за моделиране на мазнини) и LFGB за повечето пазари; Документация за съответствие с EU 10/2011 за европейски операции.

Тестване на проби: За нови приложения поискайте проба от маркуч за тестване чрез потапяне във вашия конкретен тип масло при вашата работна температура, преди да направите групова поръчка. Уважаван завод за производство на силиконови тръби за хранителни продукти ще подкрепи тази оценка без колебание.

ЧЗВ

Хранителните масла и животинските мазнини са сред най-взискателните среди за контакт с храни и повечето гъвкави материали за маркучи имат значителни ограничения, когато са изложени на тях непрекъснато при повишени температури. Правилно определена платина-втвърденасиликонов маркуч за хранасе откроява, защото не разчита на добавки, които мазнините могат да извличат, не набъбва значително при контакт с годни за консумация липиди и поддържа съответствието си с-контакт с храни при температури, които надвишават границите на повечето алтернативи.

За операции със студено{0}}пресоване, линии за рафинирано растително масло и топене на животински мазнини правилният силиконов продукт е надежден, дългосрочен{1}}избор за обслужване - с доказателствена база от регулаторни тестове и независими изследвания в подкрепа на това.

В Sunhingstones произвеждаме силиконов маркуч за храни и подсилени силиконови тръби за хранителен клас за хранително масло и животински мазнини, платина-втвърдена с документация за тест за миграция на пълна мазнина и номинални работни температури до 200 градуса +. Размери на отворите от 6 mm до 76 mm с опции за подсилване на оплетка от полиестер и неръждаема стомана.

Свържете се сега

Препратки и допълнителна литература

1.FDA 21 CFR 177.2600 – Гумени изделия, предназначени за многократна употреба при контакт с храни, включително изисквания за моделиране на мазнини. Администрация по храните и лекарствата на САЩ. https://www.ecfr.gov/
2. Регламент на ЕС № 10/2011 – Пластмасови материали в контакт с храни, включително моделен разтвор D2 (зехтин) за изпитване на мазни храни. Европейска комисия. https://eur-lex.europa.eu/

3.BfR Препоръка XXI – Силиконови изделия за употреба в храни, включително разпоредби за контакт с мазна храна. Германски федерален институт за оценка на риска. https://www.bfr.bund.de/

4. Хелинг, Р. и др. „Систематичен преглед на данните за миграцията от 47 търговски силиконови продукта за контакт с храни в мазни симуланти.“ Изчерпателни прегледи в науката за храните и безопасността на храните, том . 20, брой 4, 2021 г. https://ift.onlinelibrary.wiley.com/
5. Gallart-Mateu, D. et al. „Миграция на силоксан от -хранителни силиконови тръби в три хранителни масла при 40 градуса и 80 градуса.“ Хранителна химия, том. 345, 2021 г. https://www.sciencedirect.com/journal/food-chemis