食品級潤滑油面臨的挑戰

2018/12/11 01:07


The Challenges of Food-Grade Lubricants

飲料灌裝線; 資料來源:美孚潤滑對於製造和加工機械的正常運行至關重要。 食品加工包括各種設備,如攪拌機,輸送機,研磨機,泵,電機,烤箱,標籤和包裝機。 處理或直接接觸食品會給潤滑帶來一些獨特的挑戰。

 

Produce food processing line.

 

生產食品加工生產線。交叉污染是用於食品或飲料行業所用材料的處理,包裝或加工的任何設備的主要問題。 對於其他加工應用也是如此,但食品應用中對人類健康的風險放大了污染的影響。 潤滑是保持軸承和其他機器部件平穩運行的必要條件,那麼保持設備運行和食品安全的選擇是什麼?

為了解決這一重要問題,國家衛生基金會(NSF)對各種潤滑劑的化學成分進行了評估和登記,這些潤滑劑被認為可以安全地接觸與食品接觸的食品或原材料,並將其分為三類。

H1:適用於在正常使用條件下可能偶然或意外接觸食品的應用的潤滑劑。這並不意味著潤滑劑或潤滑脂對於直接接觸食品是安全的,或者它是安全的。任何接觸必須限制為痕量,不得超過百萬分之10或0.001%。任何超過此數量的污染都會使食物不安全。大多數被稱為食品級的潤滑劑是H1潤滑劑。美國食品和藥物管理局在聯邦法規(CFR)第21章第178.3570節中列出了允許偶然接觸食品的物質。食品級潤滑劑不含硫 - 磷,常見於許多工業用油中。相反,它們通常由聚α-烯烴(PAO),聚亞烷基二醇(PAG)或白油的基礎油製成。

H2:用於不存在與食物接觸的應用中的潤滑劑。由於幾乎沒有污染風險,這些潤滑劑比H1潤滑劑的限制更少。

H3:用於清潔或防止生鏽的可溶性或食用油。

雖然美國已經制定了食品級法規,但歐洲和其他許多國家都沒有。如果他們遵守任何標準,大多數外國潤滑配方設計師將遵循美國標題21.雖然加拿大通常遵循美國標題21規定,但加拿大衛生部確實制定了由加拿大食品檢驗局執行的標準和政策。國際標準組織(ISO)標準21469,創建於2006年,是用於食品相關應用的潤滑劑配方的自願標準,以及用於動物飼料,藥物和化妝品的自願標準。

食品級潤滑油面臨的挑戰
除了對安全和人類健康的明顯益處之外,食品級潤滑劑還具有其他有利的品質。 與傳統潤滑劑一樣,它們可防止移動元件直接接觸,減少摩擦和磨損。

 

Meat grinder at Ramstein Central Meat Processing Plant. Source: Ramstein Air

拉姆施泰因中央肉類加工廠的絞肉機。 資料來源:Ramstein Air

然而,H1潤滑劑的化學成分限制使其安全可能會對它們潤滑的部件的性能產生不利影響,特別是在耐腐蝕性和耐磨性方面。 其他要求包括溶解糖的能力,並與彈性體和塑料保持中性。

在極端條件下尤其如此,例如食品加工業中常見的極高或極低溫度,蒸汽和沖洗應用。 其他應用,例如罐頭接縫,可產生高摩擦,磨損和發熱。 這些條件對任何潤滑都很困難,但由於化學成分的限制,對食品級潤滑劑提出了更多的挑戰。

Bearings with H1-compliant solid oil. Source SKFB

符合H1標準的固體油。來源SKF

對於這些苛刻的條件,固體或乾膜潤滑劑可能是實用的選擇。固體和乾膜潤滑劑可產生自潤滑成分,不會被沖走。產品可以在購買後購買或應用。較新的干潤滑劑溶液是固體油。一些軸承製造商,如SKF,為軸承提供H1認證的食品級固體潤滑油。有關其他信息,請參見“如何選擇合適的軸承潤滑劑”。

食品級潤滑劑的化學要求通常與可生物降解或環保潤滑產品的化學要求不一致。雖然可能存在具有這些性能的H1潤滑劑,但對食品級潤滑劑的要求並未解決這些問題。然而,新法規正在推動可生物降解和環保食品級潤滑油的未來發展。

關於食品級限制的另一個問題涉及遵守宗教禁令,特別是與猶太教(猶太信仰)和清真(穆斯林信仰)食品有關的宗教禁令。限制超出了食品成分,延伸到可能與食品接觸的任何物質,包括偶然的潤滑劑接觸和這些潤滑劑的成分。考慮到全世界約有1500萬猶太人和18億穆斯林,這不是一個微不足道的問題。

遵守法規
根據機械潤滑公司2007年的一篇文章,60%的美國食品和飲料公司沒有遵守食品級潤滑法規。該論文進一步描述了即使剩餘的40%中的一些可能在需要H1潤滑劑的應用中使用H2潤滑劑。

有幾個因素導致這些低依從性數量。

食品級潤滑法規教育不足,包括對H1和H2潤滑劑之間的差異缺乏了解。
H1潤滑油的性能限制與增加的生產和設備正常運行時間要求相結合。
某些食品加工應用中的極端操作條件。
一些加工設備供應商已經開始製造自己的H1潤滑劑,針對特定的操作條件進行了優化。其他人正在集中精力改進密封和機器設計,以減少偶然的潤滑劑與食物接觸的可能性。

最近的進步包括有助於磨損,加熱和腐蝕保護的潤滑添加劑。 Functional Products Inc.等公司正在生產添加劑以解決這些缺點,並縮小H1潤滑油和工業潤滑油之間的性能差距。這些添加劑符合Title 21規定,符合猶太人和穆斯林的限制。

結論
儘管在食品和飲料應用中已經建立了潤滑劑使用規定,但很大一部分美國製造商並不遵守這些規定。 國際標準落後於美國,許多國家依賴NSF的CFR Title 21 Section 178.3570,如果他們遵守任何規定的話。

新型潤滑技術(如固體油)以及潤滑添加劑的進步使H1潤滑油的使用成為可能,而不會對性能或設備正常運行時間產生不利影響。

圖文來源: https://pse.is/D2QZS