Die 6 am häufigsten verwendeten Gummis in der Lebensmittelindustrie, ihre Verwendung und Zusatzstoffe

Für die Entwicklung unterschiedlicher Gummiprodukte werden unterschiedliche Rohstoffe benötigt. Eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl ist die Hitzebeständigkeit des Materials, aber auch eine Reihe weiterer Eigenschaften müssen berücksichtigt werden, wie die chemische Beständigkeit oder die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts (Zugfestigkeit, Abrieb- und Weiterreißfestigkeit) und zugesetzte Zusatzstoffe.

Lebensmittelgummi, d. h. Gummiprodukte, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, müssen strenge Anforderungen der FDA erfüllen. Die beiden wichtigsten Aspekte sind die chemische Verträglichkeit und die Ungiftigkeit des Stoffes für den menschlichen Körper. Gummiprodukte, die in Geräten für die Lebensmittelverarbeitung verwendet werden, müssen außerdem geschwindigkeits und abriebfest sein.

Ziel unseres Artikels ist es, die gängigsten Kautschuksorten in der Lebensmittelindustrie und deren Einsatzgebiete vorzustellen. Bei der Herstellung von Molkereiprodukten, Erfrischungsgetränken oder alkoholischen Getränken werden unterschiedliche Typen benötigt und wiederum unterschiedlich in Schlachthöfen, Fleischverarbeitung, Verkaufsautomaten und beim Konserven oder Verpacken von Lebensmitteln.

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Natürliches Gummi – für flüssige Lebensmittel mit niedriger Temperatur

In der Lebensmittelindustrie werden Naturkautschuk Mischungen meist für folgende Produkte verwendet:

• Handschuhe,
• Dosenversiegelungen,
• Teile von Kuh Melkmaschinen,
• Schnuller.

Gleichzeitig werden Polyisopren und ähnliche Kautschuke (z. B. thermoplastischer Kautschuk und Silikon) immer häufiger vermarktet, da die Anwender von Fertigprodukten in den letzten Jahren vermehrt über Symptome einer Proteinallergie berichtet haben.

Natürliche Gummis werden zum Beispiel auch in Lebensmittelverarbeitung Anlagen verwendet

• in Bändern und Schläuchen,
• manchmal in anderen Kautschukmischungen wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR).

Diese Gummis werden typischerweise bei der Herstellung von flüssigen Lebensmitteln für fließende oder kurzzeitige statische Lebensmittel Vorgänge bei niedrigen Temperaturen (<40 °C) verwendet. Die maximale Temperaturgrenze für den Langzeiteinsatz von Naturkautschuk Elementen liegt bei ca. 80 °C.

Nitrilkautschuk – ausgezeichnete Alterung bis 120 °C

Die Verwendung von Nitrilkautschuk ist weit verbreitet, wird oft verwendet

• für Dichtringe,
• für Dichtungen,
• für Schläuche, für fettige und nasse Lebensmittel.

Produkte aus Nitrilkautschuk oder einer Mischung davon (wie SBR) werden am häufigsten in Molkereien und Melkbetrieben verwendet.

Dieses Material altert bei höheren Temperaturen weniger als seine natürlichen Gefährten und hält bei Dauereinsatz bis zu 120 °C stand. In der Praxis wird es jedoch eher in fließenden Medium oder für kurzzeitigen statischen Betrieb unter 40 °C eingesetzt

Ethylen-Propylen-Kautschuk – für flüssige Lebensmittel mit höheren Temperaturen

Ethylen-Pripylen-Kautschuke (EPDM- oder EPM-Typen) werden hauptsächlich in Wärmetauschern und verschiedenen Dichtungen verwendet. Mit Peroxiden gehärtet, können diese Materialien über einen längeren Zeitraum bis 150 ° C verwendet werden.

Es wird normalerweise bei hohen Temperaturen (über 130 °C) oder in fließenden Medium und in Produkten verwendet, bei denen der Kautschuk in ständigem Kontakt mit wässrigen Lebensmitteln steht.

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Fluorkautschuk – für dauerhafte Hochtemperaturanwendungen

Es gibt mehrere Subtypen von Fluorcarbonen (Copolymere, Terpolymere und Tetrapolymere), die in Anwendungen verwendet werden, bei denen dauerhaft hohe Temperaturen herrschen. Die gleichen Bedingungen würden bereits die Ethylen-Propylen-Gemische zerstören.

Fluorcarbon hingegen hält Hitze über längere Zeiträume bis 200°C stand. Daher wird es meist für Dichtungen über 150°C, unter fließenden oder statischen Bedingungen, in wässrigen oder fettigen Lebensmitteln eingesetzt.

Silikon – kann sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen verwendet werden

Silikon-Polydimethyl Vinyl wird in den meisten Lebensmittelindustrien verwendet und ist sehr beständig gegen hohe und niedrige Hitzeeinwirkungen.

Ihre hohe thermische Beständigkeit ermöglicht den Einsatz in Produkten wie

• Dichtungen,
• Rohre.

So kann beispielsweise das in Softdrink-Automaten verwendete Silikon bis 100 °C verwendet werden. In kalten Anwendungen ist es hauptsächlich als Beschichtung für Lebensmittel-Lieferung oder für Süßwarenformen vorhanden.

Thermoplastische Elastomere

Es gibt viele verschiedene thermoplastische Elastomere, wie Olefine, Copolyester-Blends, vulkanisierte PP/EDPM-Blends, denen jedoch gemeinsam ist, dass sie meist bei Raumtemperatur polymerisieren. Sie werden normalerweise aufgrund der Anwesenheit der so gebildeten Vernetzungen unterhalb der Schmelztemperatur verglast oder kristallisiert. Wichtig zu wissen ist, dass es ab einer bestimmten Temperatur (ca. 150°C) anfängt zu erweichen, damit es wie andere Kunststoffe verarbeitet werden kann.

Da diese Materialien unter Hitzeeinwirkung erweichen, ihr Einsatztemperaturbereich begrenzt ist, bis maximal 70 °C. Thermoplastische Elastomere (TPE) werden in einer Vielzahl von Produkten mit Lebensmittelkontakt verwendet, wie zum Beispiel:

• flexible Abdeckungen (Styrol, SBS, SIS),
• Riemen,
• Dichtungen,
• Rohre (hauptsächlich Polyurethan).

Andere Arten von TPEs umfassen auch Polypropylen, Ethylen-Propylen, Ethylen-Propylen Kautschuk, Polyamide und Polyester.

Sonstige Gummiarten für die Lebensmittelindustrie

Neben den oben beschriebenen Hauptkautschukarten werden in der Lebensmittelindustrie eine Reihe weiterer Kautschukarten verwendet. Darunter:

• Butylkautschuk – wird für Gegenstände wie Stopfen und Dichtungen verwendet, die mit flüssigen Lebensmitteln in Kontakt kommen.
• Polychloropren – Gummi Förderer, Lebensmittellieferung.
• Acryl- und Hydrinkautschuke – spezielle Materialien, die verwendet werden, wenn die Kombination von Lebensmittel / Kontaktbedingungen spezifische Eigenschaften erfordert (zB chemische Beständigkeit und relativ gute thermische Stabilität).

Die richtige Zusammensetzung zu finden ist für die Lebensmittelindustrie von größter Bedeutung

Zusatzstoffe für Gummi in Kontakt mit Lebensmitteln

Außerdem müssen in den Mischungen Zusatzstoffe verwendet werden, um die gewünschten Verarbeitungs- und End Eigenschaften zu erreichen.

Weichmacher und Füllstoffe

Weichmacher und Verarbeitungshilfsmittel werden in den meisten Fällen verwendet, um die Zugfestigkeit und Härte zu reduzieren und die Duktilität zu erhöhen. Beispiele für solche Materialien sind:

• Phthalate,
• Adipate,
• Sebacate,
• Sulfonate,
• Kohlenwasserstofföle.

Füllstoffe können genau das Gegenteil bewirken. Sie erhöhen Härte und Viskosität und verringern die Duktilität. Der gebräuchlichste Füllstoff ist Ruß, aber auch Kieselsäure und Silikate werden verwendet, um ihn zu härten. Darüber hinaus gibt es weitere Füllstoffe (zB Calciumcarbonat), die nur zum Aushärten und zur Kostensenkung verwendet werden.

Härter und Anti Alterung Mittel

In Kautschuken werden am häufigsten zwei Vulkanisation Additive verwendet: elementarer Schwefel und Peroxide. Es gibt auch andere verstärkende Additive wie Schwefelspender, Amine, Metalloxide. Alle diese Typen können in Kautschuken mit Lebensmittelkontakt verwendet werden.

Auch Additive (zB Beschleuniger) werden häufig verwendet, um die chemischen Prozesse der Härtung zu beeinflussen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Gummi bei der richtigen Temperatur und in angemessener Zeit eine ausreichende Härte erreicht.

Bei Schwefel Anwendungen:

• Guanidine,
• Sulfenamide,
• Thiazole.

Typische Aktivatoren:

• Zinkoxid und Stearinsäure für Schwefel Anwendungen,
• Triyl Cyanurat Peroxide.

Anti-Aging: Drei Hauptklassen von Gummis werden in Gummi verwendet: Antioxidantien, Antiozonanten und UV-Stabilisatoren. Es gibt eine Reihe von Anti Alterung Mitteln, von denen die beiden Hauptklassen Amine und Phenole sind, aber häufiger werden Mischungen dieser beiden oder sogar mehr Wirkstoffe verwendet, um maximalen Schutz zu bieten. Andere Typen, wie Thioester (hauptsächlich zur Stabilisierung des Grundkautschuks verwendet), Phosphate und mikrokristalline Wachse können ebenfalls verwendet werden.

Andere Zusatzstoffe

Vulkanisation Verzögerungsmittel werden verwendet, um die Möglichkeit der Vulkanisation während der Misch und Formgebung Stufen zu verringern.

Kopplungsmittel fördern Füllstoff-Kautschuk-Wechselwirkungen und Deaktivatoren (z. B. Polyethylenglycol) verhindern die Adsorption von Beschleunigern an der Oberfläche von polaren Füllstoffen wie Siliciumdioxid.

Bindemittel fördern die Gewebe Interaktion in Komposit-Produkten.