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Auswahl des richtigen Dichtungsmaterials in Anwendungen in der Lebensmittelindustrie

Die Vielseitigkeit der Verbindung schlägt die Vielfalt der Verbindungen

Von: Matthias Buchfink, Anwendungstechnik, und Michael Erwerle, Verbundtechnik / Testlabor, Parker Engineered Materials Group, Prädifa Technology Division

Es gibt viele Herausforderungen für die Hersteller von Geräten und Geräten für den Einsatz in Lebensmittelanwendungen, nicht zuletzt für Materialien, die für Komponenten und Dichtungen mit Lebensmittelkontakt ausgewählt werden.

Im Interesse der Leistung sowie der Hygiene und der Gesundheit gelten strenge rechtliche und anspruchsvolle technische Anforderungen für die Versorgung der Märkte für Nahrungsmittel, Restaurants und Küchen.

In der Tat, mit der Anzahl und dem Umfang der geltenden Vorschriften, gepaart mit der großen Auswahl an verfügbaren Materialverbindungen, hat sich die Auswahl des richtigen Materials für jede Anwendung bisher als schwierig erwiesen.

Heute vereinfacht die Einführung eines einzigen, universellen Materials, das viele Anforderungen im Lebensmittelbereich abdeckt, die Arbeit der Designer und gibt ihnen Sicherheit.

Moderne Nahrungspflanzen und Küchen sind mit Technologie gefüllt; All das erfordert Komponenten und Dichtungen aus Hochleistungswerkstoffen. Lebensmittelverarbeitungsmaschinen zum Beispiel setzen zunehmend auf polymere Komponenten wie Rohre, Deckel und Gehäuse sowie hochbelastete Konstruktionselemente wie Dichtungen, Abstreifer, Führungen und Kolben.

Die Wahl von Kunststoff über Metall stellt eine kosteneffektive und gewichtssparende Strategie in vielen der neuesten Systeme und Geräte dar, insbesondere, da sorgfältig ausgewählte Polymere die notwendigen technischen Anforderungen in Bezug auf Temperaturbeständigkeit und strukturelle Festigkeit erfüllen.

Die Auswahl des am besten geeigneten Materials war jedoch traditionell ebenso schwierig, ganz zu schweigen von den damit verbundenen Kosten und dem Aufwand.

Die Einführung von W6101, der Lebensmittelvariante des Universalmaterials nobrox ®, durch Parker Prädifa bietet eine einzige und umfassende Alternative zur Verwendung mehrerer Verbindungen; sowohl in Bezug auf die Einhaltung der Vorschriften als auch die technische Leistung.

Ein Nobrox-Kolben mit integrierter Kolben- und Stangendichtung. Dichtungsmaterial

Ein Nobrox-Kolben mit integrierter Kolben- und Stangendichtung.

Dichtungsmaterial rregulatorische Anforderungen

Die Liste der Rechtsvorschriften in der Lebensmittelindustrie ist umfangreich. Zum Beispiel gibt es Vorschriften für die Dokumentation, die chemische Zusammensetzung von Verbindungen und die Art ihrer Verarbeitung und Handhabung.

In Europa beschreiben EC 1935 / 2004 und EU 10 / 2011 die Anforderungen an Materialien und Gegenstände, die für den Kontakt mit Lebensmitteln und deren Zutaten bestimmt sind. In den USA gelten FDA-Vorschriften wie die Benachrichtigung über den Stoffkontakt mit Lebensmitteln sowie Standards wie NSF 61 (US-amerikanische Trinkwasserzulassung).

Wenn eine universelle Materiallösung in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet sein soll, muss natürlich die Einhaltung der Vorschriften mit der technischen Leistung übereinstimmen. Materialeigenschaften und -eigenschaften müssen eine extrem hohe Verschleiß- und Abriebfestigkeit, eine hohe elastische Elastizität und eine breite Medienbeständigkeit aufweisen. Darüber hinaus sollte das Material eine robuste und vereinfachte Montage bieten.

Beginnend mit der Verschleißfestigkeit werden normalerweise bewegliche Maschinenelemente wie Dichtungen, Abstreifer und Führungen benötigt, um in einer Trockenlaufumgebung unter erhöhten tribologischen Belastungen zu funktionieren. Dieser Faktor in Verbindung mit längeren Lebenszyklusanforderungen stellt sicher, dass der Einsatz von geeigneten verschleißfesten Materialien unerlässlich ist.

Um festzustellen, ob ein lebensmittelechtes Material in der Lage ist, diese Anforderungen zu erfüllen, sind geeignete Verschleiß- und Kriechbeständigkeitsprüfungen (gemäß ISO 7148) erforderlich.

Das Potenzial testen

Solche Tests schreiben vor, dass eine rotierende Kugel mit vorbestimmter Kraft gegen Materialproben gedrückt wird. Das Volumen der resultierenden Vertiefung erlaubt hier eine Beurteilung der kombinierten Verschleiß- und Kriechneigung. Damit ein universelles Material in einem solchen Test erfolgreich sein kann, müsste es ähnliche Leistungswerte aufweisen wie PEEK-Verbindungen.

Darüber hinaus müsste der Prüfling im Vergleich zu PTFE, UHMW-PE und Polyamiden eine deutlich geringere Kugeleinprägung aufweisen, um die für Bauteile wie Dichtungen, Konstruktionselemente oder Führungen notwendige tribologische Eignung zu bieten.

nobrox W6101 weist eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf, wie die Testergebnisse zeigen. Dichtungsmaterial

nobrox W6101 weist eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf, wie die Testergebnisse zeigen.

Im Hinblick auf die chemische Verträglichkeit und das Reaktionspotenzial können Lebensmittel im Allgemeinen als wässrige Medien mit einer großen Anzahl von polaren und unpolaren Substanzen und Chemikalien klassifiziert werden. Nehmen Sie zum Beispiel Milch, die im Wesentlichen eine Mischung aus polarem Wasser und unpolarem Fett ist.

Wie der lateinische Ausdruck 'similia similibus solvuntur"Ähnliche Stoffe werden ähnliche Stoffe auflösen. In Bezug auf Milch bedeutet dies, dass ein polares Medium wie Wasser ein polares Polymer wie etwa Polyamid auflöst oder es aufquellen lässt.

In ähnlicher Weise greift ein nichtpolares Medium wie Olivenöl ein unpolares Elastomer wie EPDM an. Mit diesen Gedanken wird deutlich, dass auch die Anforderungen an ein Polymer in Bezug auf seine grundsätzliche Verträglichkeit mit Milch alles andere als gering sind.

Neben der chemischen Verträglichkeit müssen Materialien bewertet und getestet werden, um jegliche Reaktionen mit Lebensmitteln sowie Geschmacksveränderungen auszuschließen. Aus diesen Gründen werden Migrationstests durchgeführt, um zu bestimmen, in welchem ​​Ausmaß Inhaltsstoffe aus dem Material in Lebensmittel migrieren und umgekehrt.

PEEK-Diagramm

Der Hygienefaktor

Natürlich spielt die Hygiene in allen Anwendungen der Lebensmittelindustrie eine große Rolle. Da die Anzahl der Teile abnimmt, verringern sich auch die Montageanforderungen und die Schnitte und Verbindungen des Designs, die das größte Risiko der Kontamination und Ansammlung von Speiseresten und Mikroorganismen bergen.

Die Lebensmittelindustrie ist berüchtigt für ihre langen und kostspieligen Reinigungszyklen. Ein effektiverer Ansatz besteht dann darin, den Ursachen und Risiken durch Materialkompetenz und intelligentes Design entgegenzuwirken, anstatt die Auswirkungen mit immer aggressiveren Reinigungsmedien zu bekämpfen.

Insbesondere im Haushaltsgerätebereich bedeuten weniger Komponenten mehr Benutzerfreundlichkeit, was für den Gerätehersteller zu einem wichtigen Verkaufsargument wird.

Zusammenfassend ist eine Substitution typischer Materialien aus dem Lebensmittelbereich, wie PEEK, PA, POM, PTFE, UHMW-PE, TPE-U oder verschiedene Elastomere sinnvoll und in einem breiten Anwendungsfenster realisierbar. Jetzt, dank der universellen Materialien wie Parkers W6101, kann diese Vorstellung Wirklichkeit werden.

Obwohl das Material in Bezug auf seine mechanischen Eigenschaften zwischen thermoplastischen Materialien wie Polyamiden und PEEK klassifiziert werden kann, gibt es entscheidende Vorteile gegenüber polymeren Materialien, die üblicherweise in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. In der Tat übertrifft W6101 diese Materialien in Tests, erfüllt alle relevanten EU / EU und FDA-Vorschriften und vereinfacht die Montage.

Daher eignet sich das Material für dynamische Dichtungen oder Scheibenwischer sowie für viele andere technische Teile wie Kolben, Führungen oder Getriebekomponenten.

Als solch ein vielseitiges Material bietet W6101 mit seinen technischen Eigenschaften und seinem Potenzial für die Integration von Komponenten und die Reduzierung von Compoundsvielfalt eine neue Möglichkeit, technische Herausforderungen zu lösen und Kosten in der Lebensmittelindustrie zu senken.

Prozessindustrie Informer

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