Lze potravinářské silikonové hadičky použít k přenosu kuchyňských olejů a živočišných tuků?

Lipofilní extrakce: Jak tuky vytahují sloučeniny z polymerů

Oleje a tuky jsou nepolární rozpouštědla -, snadno rozpouštějí nepolární sloučeniny, včetně mnoha přísad a pomocných látek obsažených v syntetických polymerech. Tento efekt „lipofilní extrakce“ je základním důvodem, proč mnoho běžných hadicových materiálů selhává při kontaktu s olejem:

Flexibilita PVC se spoléhá na ftaláty nebo alternativní změkčovadla. Tato změkčovadla jsou nepolární sloučeniny, které snadno migrují do tuků a olejů, kontaminují produkt a postupně zpevňují hadici, dokud nepraskne. Studie odhalily koncentrace ftalátů v jedlých olejích, které byly skladovány v nádobách z PVC, na úrovních výrazně překračujících specifické migrační limity EU -, což je obava o bezpečnost potravin, která vedla ke zpřísnění předpisů týkajících se PVC při kontaktu s potravinami.

Přírodní kaučuk obsahuje zbytkové uhlovodíky a zpracovatelské oleje z výrobního procesu. Tyto látky migrují do-olejů přicházejících do styku s potravinami a mohou způsobit-příchuti zjistitelné organoleptickým hodnocením. Samotný tuk také nabobtná pryž, mění rozměry a mechanické vlastnosti.

Pryž EPDM, i když je chemicky odolnější než přírodní kaučuk, stále vykazuje měřitelné bobtnání při kontaktu s rafinovanými rostlinnými oleji - obvykle 5–15% nárůst objemu při ponorných testech -, což mění rozměry hadic a těsnění v místech připojení.

Chemická inertnost silikonu vůči lipidům je strukturální: křemíková-kyslíková páteř nemá žádnou afinitu k -polárním molekulám tuku a neabsorbuje je ani s nimi neinteraguje tak, jako to dělají uhlíkové-polymery. To je důvod, proč jsou silikonové hadičky bezpečné pro potraviny jedním z mála flexibilních hadicových materiálů, které lze použít v celé řadě aplikací potravinářských olejů bez problémů s migrací změkčovadel nebo bobtnáním, které ovlivňují alternativy.

Teplotní efekty: Studený olej vs horký olej vs tavený živočišný tuk

Teplota, při které dochází k přenosu oleje nebo tuku, významně ovlivňuje požadavky kladené na potrubí:

Za studena-lisované oleje při teplotě okolí do 40 stupňů: Nejméně náročné. Olej je relativně viskózní a teplota je nízká, což minimalizuje jak migrační potenciál, tak mechanické namáhání potrubí.

Rafinované rostlinné oleje při 60–120 stupních: Střední požadavky. Zpracovací teploty jsou zvýšené, což zvyšuje migrační potenciál, ale stále je v pohodlném provozním rozsahu silikonu.

Tavené živočišné tuky na 100–160 stupňů (sádlo, lůj, kachní sádlo, hovězí odkapané): Náročnější teploty, ale platinou-tvrzený potravinářský silikon tento rozsah spolehlivě zvládá.

Olejová filtrace- na smažení a přenos při 180–200 stupních: blíží se horní

Strukturální důvod kompatibility silikonového oleje

Silikonový kaučuk je postaven na páteři střídajících se atomů křemíku a kyslíku - anorganické struktuře, která v zásadě nereaguje- s organickými sloučeninami včetně lipidů. Na rozdíl od polymerů uhlíkového-řetězce, kde molekuly tuku mohou proniknout do polymerní matrice a interagovat s ní, nemá kostra silikonu Si{4}}O chemickou afinitu, která tuto interakci umožňuje. Výsledkem je materiál, který v podstatě ignoruje oleje a tuky na molekulární úrovni.

To je důvod, proč silikon nepotřebuje změkčovadla -, své pružnosti dosahuje díky své polymerní architektuře, nikoli přidáním přísad. Nejsou zde žádná změkčovadla k extrakci.

Bobtnání a absorpce: Silikon v oleji bobtná

To je praktická otázka, která se objevuje při každém hodnocení aplikace oleje. Odpověď je odlišná: silikon vykazuje určitou objemovou změnu při delším kontaktu s určitými oleji, ale podstatně menší než alternativní elastomery.

Standardizované zkoušky ponorem (ASTM D471, 70 hodin při 100 stupních) ukazují následující typické objemové změny pro běžné oleje:

2–5% bobtnání silikonu v rostlinném oleji při 100 stupních je funkčně nevýznamné pro většinu hadicových aplikací - rozměrové změny této velikosti neovlivňují těsnicí nebo průtokový výkon ve správně navržených hadicových sestavách. Nabobtnání je také do značné míry reverzibilní: když je přerušen kontakt s olejem, silikon se z velké části vrátí do svých původních rozměrů, protože absorbovaný materiál difunduje ven.

Důležitý praktický důsledek: ačkoli silikon vykazuje nízké bobtnání v rostlinných olejích, vykazuje vyšší bobtnání v minerálních olejích a -potravinářských lipidových sloučeninách. U potravinářských aplikací zahrnujících pouze jedlé oleje a živočišné tuky to není problém.

Migrace siloxanu do mastných potravin: Údaje EFSA a BfR

Klíčovou regulační a bezpečnostní otázkou pro silikon v kontaktu s olejem je migrace: uvolňuje silikon sloučeniny do oleje a na jaké úrovni?

Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) zveřejnil v roce 2019 komplexní vědecké stanovisko k silikonům v materiálech pro styk s potravinami (EFSA Journal 2019;17(2):5618). Klíčová zjištění týkající se kontaktu s olejem:

Celková migrace z platinového -potravinářského silikonu- do tukových potravinových simulantů byla za všech testovaných podmínek pod celkovým migračním limitem EU 60 mg/kg.

Nízkomolekulární cyklické siloxany (D4, D5, D6) vykazovaly vyšší-molekulární{1} hmotnostní siloxany do tukových simulantů než do vodných simulantů a migrace se zvyšovala s teplotou. Při 100 stupních byly zjištěny detekovatelné hladiny D4/D5/D6 v simulantu olivového oleje z některých vzorků silikonu vytvrzeného peroxidem{10}}.

Silikon vytvrzený platinou-vykázal podstatně nižší migraci siloxanu než ekvivalenty vytvrzené peroxidem-ve všech testovacích podmínkách simulujících tuky.

Německý federální institut pro hodnocení rizik (BfR) BfR doporučení XXI o silikonových předmětech přicházejících do styku s potravinami specifikuje, že silikonové předměty určené pro styk s tučnými potravinami by měly být přednostně vytvrzeny platinou-a že po -vytvrzení by měla být aplikována tepelná úprava (temperování), aby se odstranily zbytky těkavých nízko-molekulových siloxanů{3} v potravinách. Jakákoli kvalitasilikonová potravinářská hadicevýrobce pro olejové aplikace postupuje podle tohoto protokolu.

Studie z roku 2021 v oboru Food Chemistry měřila skutečnou migraci siloxanů z komerčních potravinářských-silikonových hadiček do tří jedlých olejů (olivový olej, slunečnicový olej a palmový olej) při 40 stupních a 80 stupních během 10 dnů. Výsledky ukázaly celkovou migraci siloxanu 0,8–3,2 mg/kg při 40 stupních a 2,1–7,4 mg/kg při 80 stupních -, vše pod regulačními limity, se vzorky vytvrzenými platinou{13}} na spodní hranici rozmezí.

Platinové-vytvrzené vs. peroxid{1}}vytvrzené v olejových aplikacích

Údaje konzistentně ukazují stejným směrem: pro aplikace v kontaktu s olejem a tukem, zejména při zvýšených teplotách, má platinový-tvrzený (adičně{1}}tvrzený) silikon výrazně lepší výkon než peroxidové-vytvrzené ekvivalenty, pokud jde o migraci a dlouhodobou-stabilitu. Důvody jsou stejné jako u mléčných aplikací:

Vytvrzování platinou neprodukuje žádné zbytkové vedlejší produkty, které by mohly migrovat do potravinářského oleje.

Čistší zesíťovaná-síť platinou-tvrzeného silikonu účinněji odolává bobtnání a uvolňování siloxanu při kontaktu s tukem-.

Testování panelu chutí a vůní trvale neprokazuje žádný zjistitelný přenos chuti z platinou-tvrzeného silikonu do jedlých olejů, zatímco peroxidem-tvrzený silikon může způsobit detekovatelné-nečistoty v citlivých ropných produktech.

Pro jakékolisilikonová hadička bezpečná pro potravinyaplikace zahrnující jedlé oleje nebo živočišné tuky - zejména při teplotách nad 60 stupňů - vytvrzování platiny je povinná specifikace, nikoli volitelný upgrade.

Oleje lisované za studena- (okolní až 40 stupňů)

Za studena-lisovaný olivový olej, řemeslný řepkový olej, za studena-lisované ořechové oleje: to jsou aplikace při teplotě okolí-, kde je olej extrahován mechanicky při teplotách nepřesahujících 40 stupňů . Toto je nejjednodušší aplikace pro jakýkoli potravinářský-silikonový produkt. Migrace je při těchto teplotách minimální, bobtnání je zanedbatelné a primární požadavky specifikace jsou certifikace pro styk s potravinami- a hladkost vnitřního vývrtu pro čistitelnost.

Nevyztužené silikonové hadice vhodné pro potraviny s vhodným otvorem a tloušťkou stěny jsou často dostačující pro aplikace gravitačního-za studena{1}}napájené lisem. U lisovacích linek s čerpadlem-za studena{4}}potravinářská vyztužená silikonová hadičkas odpovídajícím tlakem se doporučuje.

Zpracování rafinovaného rostlinného oleje (60–120 stupňů)

Rafinované slunečnicové, řepkové, palmové a sójové oleje se typicky zpracovávají při zvýšených teplotách pro operace deodorizace, frakcionace a míchání. Přenosové potrubí v těchto prostředích musí zvládnout jak kontakt s produktem při procesní teplotě, tak čištění párou nebo horkou vodou.

Při těchto teplotách funguje platinou-vytvrzený potravinářský silikon spolehlivě. Údaje o migraci tukových simulantů při 100 stupních jsou relevantním měřítkem a kvalitní produkty od renomovaných výrobcůvýrobci silikonových potravinářských hadicdůsledně splňovat tento standard. Vyztužená silikonová hadice je vhodná pro čerpadla-poháněná potrubí při těchto teplotách, a to jak pro manipulaci s tlakem, tak pro odolnost vůči změkčujícímu účinku zvýšených teplot na nevyztužené silikonové stěny.

Vykreslování živočišného tuku (100–160 stupňů)

Tavené sádlo, lůj (hovězí a skopový tuk), kachní tuk a podobné živočišné tuky obsahují vyšší teploty a často obsahují složitější směsi lipidů než rafinované rostlinné oleje. Teplota tavení sádla a loje může dosáhnout 150–160 stupňů .

Při těchto teplotách se výkonnostní výhoda silikonu oproti alternativám nejvýrazněji projeví - EPDM výrazně měkne při 150 stupních a většina ostatních-flexibilních materiálů přicházejících do styku s potravinami je mimo jejich jmenovitý rozsah. Platinou-tvrzený potravinářský silikon funguje v rámci specifikací při nepřetržitém provozu 160 stupňů.

Hadice z potravinářského vyztuženého silikonuje vhodným produktem pro přenosové linky taveného tuku při těchto teplotách a poskytuje jak tepelnou stabilitu, tak i tlakovou třídu potřebnou pro pumpováním-řízený přenos viskózních roztavených tuků. Na horním konci tohoto teplotního rozsahu se pro maximální mechanickou stabilitu upřednostňuje vyztužení opletem z nerezové oceli (spíše než polyester).

Filtrace a přenos oleje na hluboké smažení- (180–200 stupňů)

Jedná se o nejnáročnější aplikaci oleje a je vyžadováno poctivé posouzení: standardní potravinářský silikon se při 180–200 stupních blíží svým limitům. Nepřetržitý provoz při 180 stupních urychlí stárnutí silikonu ve srovnání s aplikacemi při nižších teplotách a při 200 stupních začnou některé silikonové sloučeniny při delší expozici vykazovat měřitelné změny vlastností.

Pro filtraci oleje na smažení- a přenos při 180–200 stupních jsou možnosti:

Vysokoteplotní silikonové směsi speciálně určené pro 200 stupňů + nepřetržitý provoz (dostupné od specializovaných dodavatelů silikonových hadic pro potravinářské účely jako -standardní produkt)

Ohebná hadice z nerezové oceli pro sekce s nejvyšší{0}}teplotou, přechod na silikon pro připojení s nižší-teplotou

Snížení přenosových teplot tam, kde to proces umožňuje -, mnoho operací filtrace oleje může být navrženo tak, aby probíhalo při 150–160 stupních s vhodným vybavením

Pro aplikace trvale nad 180 stupňů prodiskutujte své konkrétní provozní podmínky s kvalifikovaným technickým týmem silikonových hadic, než se zavážete ke specifikaci.

DA 21 CFR a kontakt s mastnými potravinami

FDA 21 CFR 177.2600 se vztahuje na pryžové výrobky pro opakované použití v potravinách, včetně kontaktu s tukem. Nařízení specifikuje extrahovatelné limity, které musí být splněny při testování simulantů vodných i mastných potravin. Silikonové sloučeniny splňující požadavky FDA 21 CFR pro styk s mastnými potravinami by měly být testovány s n-heptanem nebo podobným simulantem tuku, nikoli pouze vodnou extrakcí.

EU 10/2011 Simulant olivového oleje (Simulant D2)

Podle nařízení EU 10/2011 je simulantem pro tučná jídla rostlinný olej Simulant D2 - (v nařízení konkrétně olivový olej). Testování migrace pro styk s mastnými potravinami musí používat tento simulant, obvykle při zamýšlené kontaktní teplotě. Žádnýsilikonová hadička bezpečná pro potravinys dokumentací EU pro styk s potravinami by měla obsahovat údaje o migraci simulantu D2.

Testování LFGB se simulanty isooktanu a ethanolu

Německé testování LFGB používá isooktan jako simulátor náhradního tuku vedle vodných a etanolových simulantů. Isooktanový test je zvláště přísný, protože isooktan je agresivnější simulátor tuku než olivový olej a produkty, které splňují limity pro migraci isooktanu, jsou považovány za produkty splňující vysoký standard pro styk s tukem. Certifikace LFGB s údaji o isooktanu je silným indikátorem kvality pro aplikace, které přicházejí do styku s oleji a tuky.

Publikoval výzkum silikonu v kontaktu s tukem

Kromě regulačního testování nezávislý výzkum podporuje vhodnost silikonu pro aplikace v oleji a tucích:

Komplexní recenze vKomplexní recenze ve vědě o potravinách a bezpečnosti potravin(2021) vyhodnotili údaje o migraci ze 47 komerčně dostupných potravinářských silikonových-produktů v tukových simulantech. Platinové-vytvrzené produkty vykázaly střední celkovou migraci 4,2 mg/kg v simulantu olivového oleje při 100 stupních - výrazně pod limitem EU 60 mg/kg -, zatímco peroxidem{10}}vytvrzené produkty vykázaly za stejných podmínek medián 18,7 mg/kg.

Výzkum zBalení potravin a trvanlivost(2020) konkrétně zkoumali-riziko příchutě silikonových materiálů přicházejících do styku s potravinami v aplikacích s jedlým olejem. Vyškolené senzorické komise nezjistily žádný zjistitelný rozdíl v chuti mezi olivovým olejem skladovaným v platinových-silikonových nádobách a kontrolními vzorky ve skle, zatímco peroxidem-tvrzený silikon vytvořil detekovatelný „gumový“ tón, který porota označila za nežádoucí.

Údaje o ponorném testu ASTM D471 shromážděné Asociací silikonového průmyslu ukazují, že platinou -tvrzený potravinářský- silikon udržuje objemovou změnu pod 5 % v jedlých olejích v teplotním rozsahu 23–100 stupňů -, což potvrzuje funkční rozměrovou stabilitu ve všech aplikacích s výjimkou těch nejextrémnějších olejů.

Silikonová potravinářská hadice za studena-lisovaný olivový olej a zařízení na zpracování taveného sádla

Středomořský výrobce potravin provozoval ve stejném zařízení dvě odlišné zpracovatelské linky: linku na studený -extra{1}}lisovaný panenský olivový olej běžící při 18–22 stupních a kafilerní sádlo produkující řemeslné sádlo při teplotách až 155 stupňů . Oba vyžadovaly flexibilní hadici pro přenos produktu ze zpracovatelských nádrží do plnicího zařízení.

Zařízení dříve používalo na obou linkách pryžové hadice EPDM. Na lince olivového oleje byly stížnosti na příchuť od klíčového maloobchodního zákazníka vysledovány pomocí senzorické analýzy ke sloučeninám získaným z EPDM-v oleji -, které byly zjistitelné při koncentraci nižší než 1 ppm, ale tým zákazníka pro kvalitu označil za nepřijatelné. Na lince sádla vyžadovala EPDM hadice výměnu každých 8–10 měsíců z důvodu povrchového zpevnění a rozměrových změn v důsledku dlouhodobého kontaktu s horkým taveným tukem.

Sunhingstones dodává dvě specifikace:

Silikonová hadička bezpečná pro potraviny(nevyztužené, 25mm otvor, platinou-vytvrzeno, LFGB certifikováno) pro vedení olivového oleje - gravitační-napájení, okolní teplota

Potravinářské vyztužené silikonové hadičky (32mm otvor, oplet z nerezové oceli, platina-vytvrzené, dimenzované na 200 stupňů) pro přenosovou linku na škvarky sádla

Výsledky 20měsíčního hodnocení:

Vyhodnocení senzorického panelu olivového oleje odebraného ze silikonové -hadice s hadicí nezjistilo žádný zjistitelný rozdíl od kontrolních vzorků skleněných-nádob -, což vyřešilo stížnost maloobchodního zákazníka na příchuť. Schválení kvality u maloobchodního zákazníka bylo obnoveno do tří měsíců od výměny hadice.

Hadice na vedení sádla nevykazovala při 20měsíční kontrole žádnou degradaci povrchu, rozměrovou změnu nebo změnu barvy ve srovnání s 8–10měsíčním cyklem selhání s EPDM. Zařízení prodloužilo další plánovanou kontrolu na 36 měsíců.

Kombinovaná úspora nákladů na údržbu (materiál a práce) se odhaduje na 9 500 EUR za období 20 měsíců na obou linkách.

Co specifikovat při objednávání silikonové hadice pro olejové aplikace

Při nákupu silikonové potravinářské hadice nebo potravinářské vyztužené silikonové hadice pro přenos jedlého oleje nebo živočišného tuku si u svého dodavatele ověřte následující:

Vytvrzování platinou: Nelze-vyjednávat pro olejové aplikace nad 40 stupňů . Požádejte o písemné potvrzení v technickém listu produktu.

Údaje o migraci mastného simulantu: Vyžádejte si zkušební protokoly ukazující výsledky migrace se Simulantem D2 (EU simulant olivového oleje) nebo isooktanem (LFGB) při teplotě relevantní pro vaši aplikaci. Hodnoty by měly být výrazně pod 60 mg/kg celkového migračního limitu.

Údaje o bobtnání v rostlinném oleji: Požádejte o údaje o změně objemu podle ASTM D471 v rostlinném oleji při vaší maximální provozní teplotě. Hodnoty pod 5 % jsou vhodné pro většinu potravinářských aplikací.

Teplotní třída: Potvrďte stálou provozní teplotu produktu vzhledem k vaší maximální provozní teplotě s přiměřenou rezervou. Pro aplikace vepřového sádla/loje při 150–160 stupních ověřte, že je produkt dimenzován alespoň na 180 stupňů, aby byla zajištěna dostatečná rezerva.

Specifikace výztuže: U čerpadel-poháněných olejových přenosových potrubí ověřte opletenou konstrukci s jmenovitým provozním tlakem, který minimálně 3krát překračuje maximální provozní tlak vašeho systému.

Certifikace: FDA 21 CFR (s testováním simulátoru tuku) a LFGB pro většinu trhů; Dokumentace o shodě EU 10/2011 pro evropské operace.

Testování vzorků: Pro nové aplikace si před hromadnou objednávkou vyžádejte vzorek hadice pro testování ponořením ve vašem konkrétním typu oleje při vaší provozní teplotě. Renomovaná továrna na potravinářské silikonové hadičky toto hodnocení bez váhání podpoří.

FAQ

Jedlé oleje a živočišné tuky patří mezi nejnáročnější média pro styk s potravinami a většina flexibilních hadicových materiálů má významná omezení, pokud jsou jim trvale vystaveny při zvýšených teplotách. Správně specifikovaná platina-vytvrzenásilikonová potravinářská hadicevyniká tím, že se nespoléhá na přísady, které dokážou extrahovat tuky, při kontaktu s jedlými lipidy výrazně nebobtná a zachovává si svou shodu s potravinami-při teplotách, které přesahují limity většiny alternativ.

Pro operace lisování za studena-, linky na rafinovaný rostlinný olej a kafilerie živočišného tuku je správný silikonový produkt spolehlivou volbou pro dlouhodobou-službu - s důkazní základnou z regulačního testování a nezávislého výzkumu, které to podporují.

V Sunhingstones vyrábíme silikonové potravinářské hadice a potravinářské vyztužené silikonové hadičky pro aplikace s jedlým olejem a živočišným tukem, platinové-vytvrzené s dokumentací k testu migrace úplného tukového simulátoru a provozní teplotou až do 200 stupňů +. Velikosti otvorů od 6 mm do 76 mm s možností vyztužení opletem z polyesteru a nerezové oceli.

Kontaktujte nyní

Reference a další čtení

1.FDA 21 CFR 177.2600 – Pryžové výrobky určené pro opakované použití při styku s potravinami, včetně požadavků na simulaci tuku. US Food and Drug Administration. https://www.ecfr.gov/
2.Nařízení EU č. 10/2011 – Plasty ve styku s potravinami, včetně Simulantu D2 (olivový olej) pro testování tučných potravin. Evropská komise. https://eur-lex.europa.eu/

3.BfR Doporučení XXI – Silikonové výrobky pro použití v potravinách, včetně ustanovení pro styk s mastnými potravinami. Německý federální institut pro hodnocení rizik. https://www.bfr.bund.de/

4.Helling, R. a kol. "Systematický přehled migračních dat ze 47 komerčních silikonových produktů pro styk s potravinami v tukových simulantech." Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol{5}}, Issue 4, 2021. https://ift.onlinelibrary.wiley.com/
5.Gallart-Mateu, D. a kol. "Migrace siloxanu z potravinářských-silikonových hadiček do tří jedlých olejů při 40 stupních a 80 stupních." Food Chemistry, svazek. 345, 2021. https://www.sciencedirect.com/journal/food-chemis