A különböző gumitermékek fejlesztéséhez más és más típusú alapanyagra van szükség. Az egyik legfontosabb kritérium a kiválasztás során az anyag hőállósága, de számos más tulajdonságát is figyelembe kell venni, mint például a kémiai ellenállóság, vagy a kész termék fizikai adottságai (szakítószilárdság, kopás- és szakadásállóság), valamint a hozzáadott adalékanyagokat.
Az élelmiszeripari gumiknak – azaz élelmiszerekkel érintkező gumitermékeknek – szigorú előírásoknak kell megfelelnie, melyet az FDA határoz meg. A két legfontosabb szempont a kémiai kompatibilitás, illetve, hogy az anyag ne legyen mérgező az emberi szervezet számára. Az élelmiszer-feldolgozó berendezésekben használt gumiknak emellett a sebességgel és a kopással szemben is ellenállónak kell lenniük .
Cikkünk célja, hogy bemutassuk az élelmiszeriparban leggyakrabban használt gumitípusokat, és felhasználási területeiket. Különböző típusra van szükség a tejtermékek, az üdítők vagy az alkoholos italok gyártásakor és megint másra a vágóhidakon, a húsfeldolgozókban,automatákban, illetve az ételek konzerválása vagy csomagolása során.
Gumikeverékek kiválasztásáról szóló útmutatónk itt olvasható
| Felhasználás | Komponens |
|---|---|
| Élelmiszerek szállítása | Szállítószalagok, gumiszoknyák, tömítések és gumilapátok |
| Csöveket igénylő munkaterületek | Tömítőgyűrűk, tömítések, rugalmas csatlakozók és pillangószelepek |
| Szivattyúk | Progresszív üreges szivattyú állórészek, membránszivattyúk |
| Lemezes hőcserélők | Tömítések |
| Gépek/tárolók | Általános tömítőgyűrűk és tömítések |
| Konzervek/palackok | Palack- és konzervtömítések |
| Élelmiszerek kezelése/előkészítése | Kesztyűk és tollszedők |
| Élelmiszergyártás | Szilikon formák, gumihengerek |
| Élelmiszer csomagolás | Hús- és baromfihálók |
További információk a SIC élelmiszeripari termékeiről és az élelmiszeriparról itt olvashatók
Az élelmiszeriparban a természetes gumikeverékeket leginkább az alábbi termékekhez használják:
Ugyanakkor egyre gyakoribb, hogy inkább poliizoprén és az ehhez hasonló gumik (pl.: hőre lágyuló kaucsuk és szilikon) kerüljenek forgalomba, mivel az utóbbi években a kész termékek felhasználói egyre gyakrabban számolnak be fehérjeallergiás tünetekről.
Élelmiszerfeldolgozó eszközökben is alkalmaznak természetes gumikat például
Ezeket a gumikat tipikusan folyékony élelmiszerek gyártásában alkalmazzák áramlásos vagy csak rövid ideig statikus élelmiszeripari műveletekre, alacsony hőmérsékleten (<40 °C). A természetes gumiból készült elemek tartós használatának maximális hőmérsékleti határa 80 °C körül mozog.
A nitrilgumi felhasználása meglehetősen széleskörű, gyakran alkalmazzák
Leggyakrabban tej- és fejőüzemekben alkalmaznak olyan termékeket, melyek nitrilgumiból vagy annak keverékéből (például SBR-rel) készülnek.
Ez az anyag magasabb hőmérsékleten kevésbé öregszik, mint természetes társai, folyamatos használat mellett akár 120 °C-ig ellenáll. Azonban a gyakorlatban inkább áramló közegekben, illetve rövid távon statikus műveletekhez alkalmazzák 40 °C alatt
Az etilén-pripilén gumik (EPDM vagy EPM fajták) elsődleges felhasználása a hőcserélőkben és különböző tömítésekben történik. Peroxidokkal kikeményítve ezeket az anyagokat hosszabb ideig, akár 150 °C-on is lehet használni.
Normál körülmények között magas hőmérsékleten (130 °C felett), illetve áramló közegben, és olyan termékeknél alkalmazzák, ahol a gumi tartósan érintkezik vizes élelmiszerrel.
Az EPDM autóipari felhasználásáról itt olvasható még több
A fluorkarbon gumiknak számos altípusa létezik (kopolimerek, terpolimerek és tetrapolimerek), melyeket olyan alkalmazásokban használnak, ahol tartósan magas hőmérséklet uralkodik. Ugyanezek a körülmények az etilén-propilén keverékeket már tönkre tennék.
A fluorokarbon viszont hosszabb ideig is képes elviselni a hőt, akár 200 °C–nak is ellenáll. Ebből adódóan többynire 150 °C felett alkalmazzák tömítésekhez, áramló vagy statikus körülmények között, vizes vagy zsíros élelmiszerekhez.
A legtöbb élelmiszeriparban használt szilikon polidimetil-viny, ami jól ellenáll a magas és alacsony hőhatásoknak egyaránt.
A magas hőellenállása lehetővé teszi, hogy olyan termékeknél alkalmazzák őket, mint,
Az üdítő automatákban alkalmazott szilikon például akár 100 °C-ig használható. Hideg alkalmazásokban főként bevonatként van jelen például ételszállításhoz vagy édesség formákhoz.
Számos különböző, hőre lágyuló elasztomer létezik, például olefinek, kopoliészter keverékek, vulkanizált PP/EDPM keverékek, de közös bennük, hogy többnyire szobahőmérsékleten polimerizálódnak. Rendszerint az így képződő keresztkötések jelenléte miatt olvadási hőmérséklet alatt üvegesednek vagy kristályosodnak. Fontos tudni, hogy bizonyos hőmérséklet felett (kb 150 °C) viszont lágyulni kezd, tehát ugyanúgy feldolgozható, mint más műanyagok.
Mivel ezek az anyagok hő hatására lágyulnak, az üzemi hőmérsékleti tartományuk korlátozott, maximum 70 °C-ig alkalmazhatók. A hőre lágyuló elasztomereket (TPE) különféle élelmiszerekkel érintkező termékekben használják, mint például:
Más típusú TPE-k polipropilént, etilén-propilént, etilén-propilén gumit, poliamidokat és poliésztereket is tartalmaznak.
A fent leírt főbb gumitípusokon kívül számos mást is alkalmaznak az élelmiszeriparban. Többek között:
A megfelelő vegyület megtalálása kiemelt jelentőséggel bír az élelmiszeripar számára
A kívánt feldolgozási és végső tulajdonságok elérése érdekében adalékokat is alkalmazni kell a keverékekben.
A lágyítókat és feldolgozást segítő olajokat a legtöbb esetben a szakítószilárdság és keménység csökkentésére, valamint a nyúlékonyság növelése érdekében alkalmazzák. Ilyen anyagok például:
A töltőanyagok éppen ennek az ellenkezőjére használhatók. Növelik a keménységet és a viszkozitást, valamint csökkentik a nyúlékonyságot. A leggyakoribb töltőanyag a korom, de alkalmaznak még szilícium-dioxidot és szilikátokat is a keményítés érdekében. Emellett előfordulnak más töltőanyagok is (például kalcium-karbonát), amelyeket csak keményítésre és a költségek csökkentése érdekében használnak fel.
A gumikban leggyakrabban két vulkanizáló adalékot használnak: elemi ként és peroxidokat. Léteznek emellett további erősítő adalékok is, például kéndonorok, aminok, fémoxidok. Mindezek a típusok élelmiszerrel érintkező gumikban használhatók.
Gyakran használnak adalékanyagokat (például gyorsítókat) a keményedéssel járó kémiai folyamatok befolyásolására is. Így biztosítható, hogy a gumi megfelelő hőmérsékleten, ésszerű időn belül megfelelő keménységet érjen el.
Kénes alkalmazásokban:
Jellemző aktiválószerek:
Öregedésgátlók: a gumik három fő osztályát alkalmazzák a gumikban: antioxidánsokat, antiozonánsokat és UV-stabilizátorokat. Számos öregedésgátló létezik, ezek két fő osztálya az aminok és a fenolok, ám e kettő vagy akár több hatóanyag keverékét gyakrabban használják a maximális védelem biztosítására. Más típusok, például tioészterek (elsősorban az alapgumi stabilizálására szolgálnak), foszfátok és mikrokristályos viaszok is alkalmazhatók.
A vulkanizációt késleltető szereket a keverés és az alakítás szakaszában bekövetkező vulkanizáció lehetőségének csökkentésére használják.
A kapcsolószerek elősegítik a töltőanyag-gumi kölcsönhatásokat, a dezaktivátorok (például polietilén-glikol) megakadályozzák a gyorsítók adszorpcióját a poláros töltőanyagok, például szilícium-dioxid felületén.
A kötőanyagok elősegítik a szövet kölcsönhatását kompozit termékekben.
