Чи можна використовувати харчові силіконові трубки для перенесення кулінарної олії та тваринних жирів?

Ліпофільна екстракція: як жири витягують сполуки з полімерів

Олії та жири є не-полярними розчинниками - вони легко розчиняють не-полярні сполуки, включно з багатьма добавками та технологічними допоміжними речовинами, що входять до складу синтетичних полімерів. Цей ефект «ліпофільної екстракції» є основною причиною того, чому багато звичайних матеріалів для шлангів виходять з ладу при контакті з маслом:

Гнучкість ПВХ покладається на фталат або альтернативні пластифікатори. Ці пластифікатори є не-полярними сполуками, які легко мігрують у жири й олії, забруднюючи продукт і поступово посилюючи жорсткість шланга, поки він не трісне. Дослідження виявили концентрацію фталатів у харчових оліях, які зберігалися в ПВХ-контейнерах, на рівнях, що значно перевищують обмеження міграції в ЄС -, що викликає занепокоєння щодо безпечності харчових продуктів, яке спонукало до посилення нормативних вимог щодо ПВХ у контакті з харчовими продуктами.

Натуральний каучук містить залишкові вуглеводні та технологічні масла в процесі виробництва. Вони мігрують у харчові-олії та можуть спричинити втрату-присмаку, яку можна виявити за допомогою органолептичної оцінки. Сам жир також набухає гуму, змінюючи розміри та механічні властивості.

Гума EPDM, хоч і більш хімічно стійка, ніж натуральна гума, все ще показує вимірне набухання під час контакту з рафінованою рослинною олією - зазвичай збільшення об’єму на 5–15% під час випробувань зануренням -, що змінює розміри шланга та ущільнення в точках з’єднання.

Хімічна інертність силікону до ліпідів є структурною: кремнієво-кисневий каркас не має спорідненості з не-полярними молекулами жиру, не поглинає їх і не взаємодіє з ними так, як це роблять полімери вуглецевого-остову. Ось чому силіконові трубки, безпечні для харчових продуктів, є одним із небагатьох гнучких матеріалів для шлангів, які можна використовувати для повного спектру застосування харчової олії без міграції пластифікатора або проблем набухання, які впливають на альтернативи.

Температурний вплив: холодна олія проти гарячої олії проти топленого тваринного жиру

Температура, при якій передається олія або жир, суттєво впливає на вимоги до труб:

Олії холодного{0}}віджиму при температурі навколишнього середовища до 40 градусів: найменш вимогливі. Нафта відносно в'язка, а температура низька, що мінімізує потенціал міграції та механічне навантаження на труби.

Рафіновані рослинні олії 60–120 градусів: помірні вимоги. Температури обробки підвищуються, що збільшує потенціал міграції, але все ще знаходиться в межах комфортного робочого діапазону силікону.

Топлені тваринні жири при 100–160 градусах (сало, сало, качиний жир, яловичий жир): більш вимогливі температури, але платиновий-силікон харчового класу надійно справляється з цим діапазоном.

Фільтрація-олії для фритюру та перенесення при 180–200 градусів: Це наближається до верхньої

Структурна причина сумісності силікону з маслом

Силіконова гума побудована на основі чергування атомів кремнію та кисню - неорганічної структури, яка принципово не -реагує з органічними сполуками, включаючи ліпіди. На відміну від полімерів із вуглецевим-ланцюгом, де молекули жиру можуть проникати в полімерну матрицю та взаємодіяти з нею, силіконовий каркас Si-O не має хімічної спорідненості, яка уможливлює таку взаємодію. Результатом є матеріал, який фактично ігнорує олії та жири на молекулярному рівні.

Ось чому силікон не потребує пластифікаторів - він досягає своєї гнучкості завдяки полімерній архітектурі, а не через додавання добавок. Немає пластифікаторів для вилучення.

Набухання та поглинання: чи набухає силікон в олії

Це практичне питання, яке виникає під час кожної оцінки застосування масла. Відповідь має нюанси: силікон справді демонструє деяку зміну об’єму при тривалому контакті з певними маслами, але значно менше, ніж альтернативні еластомери.

Стандартизоване випробування зануренням (ASTM D471, 70 годин при 100 градусах) показує такі типові зміни об’єму для звичайних масел:

Розбухання силікону на 2–5% у рослинній олії при 100 градусах є функціонально несуттєвим для більшості застосувань шлангів - зміни розмірів такої величини не впливають на герметичність або продуктивність потоку в належним чином розроблених шлангах. Набухання також є значною мірою оборотним: коли контакт із маслом припиняється, силікон значною мірою повертається до своїх початкових розмірів, оскільки поглинений матеріал дифундує.

Важливе практичне значення: хоча силікон демонструє низьке набухання в рослинних оліях, він показує більший набухання в мінеральних оліях і не-харчових ліпідних сполуках. Для продуктів харчування, які включають лише харчові олії та тваринні жири, це не викликає занепокоєння.

Міграція силоксану в жирну їжу: дані EFSA та BfR

Ключовим питанням регулювання та безпеки для силікону в контакті з маслом є міграція: чи виділяє силікон сполуки в масло і на яких рівнях?

У 2019 році Європейське агентство з безпеки харчових продуктів (EFSA) опублікувало вичерпну наукову думку щодо силіконів у матеріалах, які контактують з харчовими продуктами (EFSA Journal 2019;17(2):5618). Основні висновки щодо контакту з маслом:

Загальна міграція з силікону-підтвердженого харчового-класу платини в симулятори жирної їжі була нижчою за загальну межу міграції в ЄС у 60 мг/кг у всіх випробуваних умовах.

Низько{0}}молекулярні-циклічні силоксани (D4, D5, D6) показали вищу міграцію в жирні імітатори, ніж у водні імітатори, і міграція зростала з температурою. При температурі 100 градусів виявлені рівні D4/D5/D6 були виявлені в імітаторі оливкової олії з деяких зразків силікону, витриманого-пероксидом.

Платиновий-силікон продемонстрував значно нижчу міграцію силоксану, ніж-перекисно-отверджені еквіваленти в усіх умовах випробування імітатора жиру.

Рекомендація Німецького федерального інституту оцінки ризиків (BfR) BfR XXI щодо силіконових виробів, які контактують з харчовими продуктами, визначає, що силіконові вироби, призначені для контакту з жирною їжею, бажано мають бути-отверджені платиною, а після-термічна обробка (темперування) повинна бути застосована для видалення залишкових летких низько-молекулярних-силоксанів продукт використовується в контакті з харчовими продуктами. Якість будь-якасиліконовий харчовий шлангВиробник масла дотримується цього протоколу.

Дослідження харчової хімії 2021 року виміряло фактичну міграцію силоксанів із промислових силіконових труб-харчових продуктів у три харчові олії (оливкова олія, соняшникова олія та пальмова олія) за 40 градусів і 80 градусів протягом 10 днів. Результати показали, що загальна міграція силоксану становила 0,8–3,2 мг/кг при 40 градусах і 2,1–7,4 мг/кг при 80 градусах - усі нижче нормативних обмежень, із зразками, затверділими платиною-, на нижній межі діапазону.

Платина-затверділа проти перекису-затверділа в олії

Дані незмінно вказують на те ж саме: для застосувань, що контактують з олією та жиром, особливо при підвищених температурах, силікон із платиновим-затвердінням (додатковим-затвердінням) працює значно краще, ніж еквіваленти-затверділого пероксидом, з точки зору міграції та довго-стабільності. Причини такі ж, як і для молочних продуктів:

При полімеризації платини не утворюються залишкові побічні продукти, які можуть мігрувати в харчову олію.

Чистіша перехресно{0}}мережа платинового-силікону протидіє набуханню та вивільненню силоксану ефективніше в умовах контакту-з жиром.

Перевірка панелі смаку та запаху незмінно показує відсутність помітного перенесення аромату від силікону-підтвердженого платиною до харчових олій, тоді як силікон-підтвердженого пероксидом може спричинити помітні не-нотки в чутливих нафтопродуктах.

Для будь-якогохарчова силіконова трубкавикористання харчових олій або тваринних жирів - особливо при температурах вище 60 градусів - затвердіння платиною є обов’язковою специфікацією, а не необов’язковим оновленням.

Масла-холодного віджиму (температура навколишнього середовища до 40 градусів)

Оливкова олія-холодного віджиму, кустарна ріпакова олія, горіхова олія-холодного віджиму: це застосування-температури навколишнього середовища, де олія екстрагується механічно за температури, що не перевищує 40 градусів. Це найпростіше застосування будь-якого харчового силікону-. Міграція мінімальна за цих температур, розбухання незначне, а основними вимогами до специфікацій є сертифікація-контакту з харчовими продуктами та гладкість внутрішнього отвору для очищення.

Неармовані безпечні для харчових продуктів силіконові трубки з відповідним отвором і товщиною стінок часто є достатніми для застосувань із гравітаційним-холодним-пресом. Для холодних-пресових ліній-насосів,силіконова трубка харчового класуз відповідним рейтингом тиску рекомендується.

Переробка рафінованої рослинної олії (60–120 градусів)

Рафінована соняшникова, рапсова, пальмова та соєва олії зазвичай обробляються при підвищених температурах для дезодорації, фракціонування та змішування. У таких середовищах транспортні труби повинні підтримувати як контакт із продуктом при температурі процесу, так і очищення парою чи гарячою водою.

За таких температур харчовий силікон-затверділого платиною працює надійно. Дані міграції симулятора жиру при 100 градусах є відповідним еталоном, а якісні продукти від авторитетнихвиробники силіконових харчових шлангівпостійно відповідати цьому стандарту. Посилений силіконовий шланг підходить для трубопроводів із приводом-насосів при цих температурах як для роботи під тиском, так і для стійкості до пом’якшувального впливу підвищених температур на неармовані силіконові стінки.

Переробка тваринного жиру (100–160 градусів)

Топлений сало, сало (яловичий і баранячий жир), качиний жир і подібні тваринні жири потребують вищих температур і часто містять складніші ліпідні суміші, ніж рафіновані рослинні олії. Температура топлення свинячого сала і сала може досягати 150-160 градусів.

За цих температур перевага силікону в продуктивності порівняно з альтернативами стає найбільш помітною - EPDM значно розм’якшується при 150 градусах, а більшість інших гнучких матеріалів, що контактують з їжею,-виходять за межі номінального діапазону. Платиновий-твердий харчовий силікон працює в межах специфікацій при безперервній роботі на 160 градусів.

Харчова армована силіконова трубкає відповідним продуктом для ліній транспортування топленого жиру за цих температур, забезпечуючи як термічну стабільність, так і номінальний тиск, необхідний для-переміщення в’язких розплавлених жирів. Армування з нержавіючої сталі (а не поліестер) є кращим у верхній частині цього температурного діапазону для максимальної механічної стабільності.

Фільтрація та передача олії для-смаження (180–200 градусів)

Це найвимогливіше застосування масла, тому потрібна чесна оцінка: стандартний харчовий силікон наближається до своєї межі при 180–200 градусах. Безперервна робота при 180 градусах прискорить старіння силікону порівняно з нижчими температурами, а при 200 градусах деякі силіконові сполуки починають демонструвати помітні зміни властивостей при тривалому впливі.

Для-фільтрації олії для глибокого смаження та перенесення при 180–200 градусів доступні такі варіанти:

Високотемпературні силіконові суміші, спеціально розраховані на 200 градусів + безперервну роботу (доступні у спеціалізованих постачальників харчових силіконових шлангів як не-стандартний продукт)

Гнучкий шланг із нержавіючої сталі для високо{0}}температурних ділянок, перехід на силікон для нижчих-температурних з’єднань

Зниження температури передачі, якщо процес дозволяє - багато операцій фільтрації масла можна спроектувати так, щоб вони відбувалися при 150–160 градусах за допомогою відповідного обладнання

Для застосувань, які стабільно перевищують 180 градусів, обговоріть ваші конкретні умови експлуатації з кваліфікованою технічною групою силіконового шланга, перш ніж узяти на себе специфікацію.

DA 21 CFR і контакт з жирною їжею

FDA 21 CFR 177.2600 охоплює гумові вироби для багаторазового використання в харчових продуктах, включаючи контакт з жиром. Постанова визначає межі екстрагування, які повинні бути дотримані під час випробування як на водному, так і на жирному моделюванні їжі. Силіконові сполуки, які відповідають вимогам FDA 21 CFR щодо контакту з жирною їжею, слід перевіряти з n-гептаном або подібним імітатором жиру, а не лише водною екстракцією.

ЄС 10/2011 Імітатор оливкової олії (Імітатор D2)

Згідно з Регламентом ЄС 10/2011, моделюючим розчином для жирної їжі є рослинна олія Simulant D2 - (зокрема оливкова олія в регламенті). Випробування на міграцію для контакту з жирною їжею має використовувати цей імітатор, як правило, при призначеній температурі контакту. Будь-якийхарчова силіконова трубкадокументація щодо відповідності вимогам ЄС щодо контакту з харчовими продуктами повинна містити дані про міграцію Simulant D2.

Тестування LFGB з імітаторами ізооктану та етанолу

Німецьке тестування LFGB використовує ізооктан як сурогатний імітатор жиру поряд із імітаторами води та етанолу. Випробування на ізооктан є особливо суворим, оскільки ізооктан є більш агресивним імітатором жиру, ніж оливкова олія, і продукти, які перевищують межі міграції ізооктану, вважаються такими, що відповідають високим стандартам щодо ефективності контакту з жиром. Сертифікація LFGB із даними щодо ізооктану є сильним показником якості для застосувань, що контактують з олією та жиром.

Опубліковано дослідження силікону в контакті з жиром

Крім нормативного тестування, незалежні дослідження підтверджують придатність силікону для застосування в олії та жирі:

Комплексний огляд вКомплексні огляди харчової науки та безпеки харчових продуктів(2021) оцінили дані про міграцію 47 комерційно доступних харчових силіконових продуктів у жирових імітаторах. Платинові-продукти продемонстрували середню загальну міграцію 4,2 мг/кг в оливковій олії при температурі 100 градусів - значно нижче межі ЄС у 60 мг/кг -, тоді як пероксидні-продукти показали середнє значення 18,7 мг/кг за тих самих умов.

Дослідження відУпаковка харчових продуктів і термін придатності(2020) спеціально досліджував-ризик погіршення смаку від силіконових матеріалів, що контактують з їжею, у харчовій олії. Підготовлені сенсорні комісії не виявили помітної різниці в смаку між оливковою олією, що зберігалася в силіконових контейнерах із платиновою-підсушкою, та контрольними зразками в склі, тоді як силікон, який-відвердився пероксидом, створював помітну «гумову» нотку, яку комісія оцінила як небажану.

Дані випробувань зануренням ASTM D471, зібрані Асоціацією силіконової промисловості, показують, що платиновий{1}}силікон харчової-класу зберігає зміну об’єму нижче 5% у харчових оліях у температурному діапазоні 23–100 градусів -, підтверджуючи функціональну стабільність розмірів у всіх застосуваннях олії, крім найбільш екстремальних.

Силіконовий харчовий шланг на заводі з-холодного віджиму оливкової олії та топленого сала

Середземноморський виробник продуктів харчування керував двома окремими технологічними лініями на одному підприємстві: холодним{0}}віджимом-оливкової олії першого віджиму, яка працювала при 18–22 градусах, і операцією витоплювання сала, де виробляли кустарний сало при температурах до 155 градусів. Обидва вимагали гнучкого шланга для транспортування продукту з резервуарів для обробки до обладнання для наповнення.

Раніше підприємство використовувало гумовий шланг EPDM на обох лініях. У лінії виробництва оливкової олії скарги на смак від ключового роздрібного клієнта були відстежені за допомогою сенсорного аналізу до сполук, отриманих із EPDM-в олії -, які можна виявити при вмісті нижче 1 ppm, але оцінили групою якості клієнта як неприйнятні. На лінії сала шланг EPDM потребував заміни кожні 8–10 місяців через затвердіння поверхні та зміни розмірів від тривалого контакту з гарячим топленим жиром.

Компанія Sunhingstones надала дві специфікації:

Харчова силіконова трубка(неармований, отвір 25 мм, платинова-обробка, сертифікація LFGB) для лінії оливкової олії - з самопливом-, температура навколишнього середовища

Силіконова трубка харчового класу (діаметр 32 мм, оплетка з нержавіючої сталі, платинова-затвердіння, розрахована на 200 градусів) для лінії передачі сала

Результати 20-місячного огляду:

Сенсорна панель аналізу зразків оливкової олії, відібраних із силіконової-лінії, не виявила помітної різниці з контрольними зразками скляної-посудини -, що вирішило скаргу роздрібного клієнта на смак. Схвалення якості роздрібного клієнта було відновлено протягом трьох місяців після заміни шланга.

Під час 20-місячної інспекції не виявилося пошкодження поверхні, зміни розмірів або зміни кольору шланга для лінії сала порівняно з 8–10-місячним циклом відмови з EPDM. Заклад продовжив наступну планову перевірку до 36 місяців.

Загальна економія витрат на технічне обслуговування (матеріалів і праці) оцінюється в 9500 євро протягом 20-місячного періоду на обох лініях.

Що потрібно вказати, замовляючи силіконовий шланг для застосування в маслі

Купуючи силіконовий харчовий шланг або харчову армовану силіконову трубку для транспортування харчової олії чи тваринного жиру, підтвердьте наступне у свого постачальника:

Платинове затвердіння: не-підлягає обговоренню для застосування олії вище 40 градусів. Попросіть письмове підтвердження в паспорті продукту.

Дані про міграцію жирового симулятора: вимагайте звітів про випробування, що показують результати міграції з імітатором D2 (імітатор оливкової олії ЄС) або ізооктаном (LFGB) за температури, що відповідає вашому застосуванню. Значення мають бути значно нижче 60 мг/кг загальної межі міграції.

Дані про набухання в рослинній олії: запитайте дані про зміну об’єму ASTM D471 у рослинній олії при максимальній робочій температурі. Значення нижче 5% підходять для більшості харчових продуктів.

Температурний рейтинг: підтвердьте температурний режим безперервної експлуатації продукту порівняно з максимальною робочою температурою з розумним запасом. Для застосування сала/жиру при 150–160 градусах переконайтеся, що продукт розрахований на щонайменше 180 градусів для достатнього запасу.

Специфікація посилення: для магістралей передачі масла, що керуються-насосом, підтвердьте плетену конструкцію з номінальним робочим тиском, що перевищує максимальний робочий тиск вашої системи принаймні в 3 рази.

Сертифікати: FDA 21 CFR (з тестуванням імітатора жиру) і LFGB для більшості ринків; Документація щодо відповідності ЄС 10/2011 для європейських операцій.

Тестування зразків: для нових застосувань запитуйте зразок шланга для випробування методом занурення в оливу вашого конкретного типу при вашій робочій температурі, перш ніж розміщувати масове замовлення. Фабрика харчових силіконових трубок з авторитетом підтримає цю оцінку без вагань.

FAQ

Харчові олії та тваринні жири є одними з найвимогливіших середовищ, що контактують з харчовими продуктами, і більшість гнучких матеріалів для шлангів мають значні обмеження під час постійного впливу на них за підвищених температур. Належним чином зазначена платина-затверділасиліконовий харчовий шлангвиділяється тим, що він не покладається на добавки, які можуть витягувати жири, не розбухає значно під час контакту з їстівними ліпідами та зберігає відповідність-контакту з харчовими продуктами за температур, які перевищують обмеження більшості альтернатив.

Для операцій із холодним{0}}пресуванням, ліній для виробництва рафінованої рослинної олії та переробки тваринного жиру правильний силіконовий продукт є надійним,-вибором для тривалої-служби - з базою доказів нормативних випробувань і незалежних досліджень, які підтверджують це.

У Sunhingstones ми виробляємо силіконові харчові шланги та силіконові трубки харчового класу для застосування в харчовій олії та тваринному жирі, платинові-затверджені з документацією про випробування міграції повного жиру та робочі температури до 200 градусів +. Розміри отворів від 6 мм до 76 мм із можливостями посилення оплітками з поліестеру та нержавіючої сталі.

Зв'язатися зараз

Посилання та додаткова література

1. FDA 21 CFR 177.2600 – Гумові вироби, призначені для повторного використання в контакті з харчовими продуктами, включаючи вимоги до імітатора жиру. Управління харчових продуктів і медикаментів США. https://www.ecfr.gov/
2. Регламент ЄС № 10/2011 – Пластикові матеріали, що контактують з харчовими продуктами, включаючи моделюючий розчин D2 (оливкова олія) для тестування жирної їжі. Європейська комісія. https://eur-lex.europa.eu/

3. Рекомендація BfR XXI – силіконові вироби для харчових продуктів, включаючи умови для контакту з жирною їжею. Німецький федеральний інститут оцінки ризиків. https://www.bfr.bund.de/

4. Хеллінг Р. та ін. «Систематичний огляд даних про міграцію 47 комерційних силіконових продуктів, що контактують з їжею, у жирних імітаторах». Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol. 20, Issue 4, 2021. https://ift.onlinelibrary.wiley.com/
5. Gallart-Mateu, D. та ін. «Міграція силоксану з силіконової трубки харчового -класу в три харчові олії при 40 і 80 градусах». Харчова хімія, Том. 345, 2021. https://www.sciencedirect.com/journal/food-chemis