En les indústries de processament d'aliments, farmacèutica, biotecnològica i mèdica, els materials de segellat són molt més que simples components antifuites. Tenen un paper fonamental en la seguretat higiènica, la fiabilitat dels equips i la qualitat del producte. Com que aquestes indústries sovint impliquen esterilització a altes temperatures, sistemes de neteja CIP/SIP, desinfectants químics i entorns ultranets, els materials de segellat han d'oferir una excel·lent resistència a temperatures extremes, productes químics, vapor i envelliment, alhora que mantenen una baixa quantitat d'extraïbles i una alta biocompatibilitat.
En comparació amb els materials de segellat industrial convencionals, els segells de grau alimentari i mèdic generalment han de complir amb normes com ara la FDA, la USP Classe VI, les normes sanitàries 3-A i la UE 1935/2004.
Materials de segellat comuns de grau alimentari i mèdic
Silicona (VMQ)
La silicona és un dels materials de segellat més utilitzats en aplicacions alimentàries i mèdiques a causa de la seva naturalesa no tòxica, la seva excel·lent flexibilitat i la seva forta inertitat fisiològica. S'utilitza habitualment en tubs mèdics, equips alimentaris i dispositius respiratoris.
Rang de temperatura de funcionament típic:
- -60 °C a +220 °C
- Compostos especials fins a +250 °C
Capacitat de pressió típica:
- Aplicacions de segellat estàtic fins a aproximadament 10 MPa
- Excel·lent rendiment en condicions de buit
La silicona ofereix una bona resistència a:
- Aigua calenta i vapor
- Alcohols
- Exposició a l'ozó i als raigs UV
- Àcids i àlcalis suaus
No obstant això, generalment no és adequat per a:
- Olis minerals
- Fluids a base de petroli
- Hidrocarburs aromàtics
- Àcids forts o àlcalis concentrats durant llargs períodes
Les aplicacions típiques inclouen:
- dispositius mèdics
- Sistemes d'infusió
- Maquinària per omplir aliments
- Equipament de fleca i làctics
EPDM (Monòmer d'etilè propilè diè)
L'EPDM s'utilitza àmpliament en les indústries alimentària, de begudes i farmacèutica, especialment en entorns d'aigua calenta i vapor.
Rang de temperatura de funcionament típic:
- -40 °C a +150 °C
- Recomanat per sota de 140 °C en aplicacions de vapor continu
Capacitat de pressió típica:
- Segellat estàtic fins a 10–25 MPa
L'EPDM ofereix una excel·lent resistència a:
- Vapor i aigua calenta
- Productes químics de neteja CIP
- Àcids i àlcalis diluïts
- Solucions a base d'alcohol
- Ozó i meteorització
Tanmateix, no es recomana l'EPDM per al contacte amb:
- Olis minerals
- Olis animals i vegetals
- Lubricants de petroli
- Dissolvents aromàtics
Les aplicacions típiques inclouen:
- Línies de producció de begudes
- Sistemes farmacèutics
- Equipament CIP/SIP
- Sistemes làctics i de fermentació
Fluoroelastòmer (FKM / Vitó)
L'FKM s'utilitza àmpliament en aplicacions que requereixen una forta resistència química i estabilitat a altes temperatures.
Rang de temperatura de funcionament típic:
- -20 °C a +220 °C
- Graus especials fins a +250 °C
Resistència a la pressió:
- Sovint supera els 30 MPa en dissenys de segellat adequats
L'FKM ofereix una excel·lent resistència a:
- Olis i greixos
- Dissolvents orgànics
- Àcids
- Diversos fluids químics
També proporciona una baixa deformació per compressió i una excel·lent estabilitat de segellat a llarg termini.
Tanmateix, l'FKM és menys adequat per a l'exposició prolongada a:
- Vapor d'alta temperatura
- Aigua calenta
- Cetones
- Amines
Les aplicacions típiques inclouen:
- Sistemes químics farmacèutics
- Equips d'esterilització d'alta temperatura
- Manipulació de fluids d'alta puresa
- Bombes i vàlvules mèdiques
PTFE (politetrafluoroetilè)
El PTFE és àmpliament reconegut per la seva resistència química gairebé universal i la seva excepcional neteja, cosa que el fa ideal per a entorns altament corrosius i higiènics.
Rang de temperatura de funcionament típic:
- -200 °C a +260 °C
Capacitat de pressió típica:
- Per sobre de 35 MPa, depenent del disseny del segell i dels materials de farciment
El PTFE és altament resistent a:
- Àcids i àlcalis forts
- Vapor
- Dissolvents orgànics
- Alcohols
- Agents de neteja i desinfecció
Els avantatges addicionals inclouen:
- Coeficient de fricció extremadament baix
- Superfície antiadherent
- Característiques no tòxiques
- Neteja excepcional
Tanmateix, el PTFE té una elasticitat relativament deficient i és propens al flux en fred, per la qual cosa sovint es combina amb estructures de segellat energitzades per ressort.
Les aplicacions típiques inclouen:
- Equipament biofarmacèutic
- Sistemes de fluids ultrapurs
- Equip d'ompliment estèril
- Vàlvules i bombes de grau mèdic
FFKM (perfluoroelastòmer)
El FFKM es considera un dels materials de segellat d'alt rendiment disponibles per a les indústries farmacèutica, de semiconductors i d'alta puresa. Combina l'elasticitat del cautxú amb una resistència química similar al PTFE.
Rang de temperatura de funcionament típic:
- -15 °C a +320 °C
Capacitat de pressió típica:
- Fins a aproximadament 35 MPa
FFKM demostra una resistència excepcional a:
- Àcids i àlcalis forts
- Vapor d'alta temperatura
- productes químics oxidants
- Dissolvents orgànics
- Agents d'esterilització
També ofereix una quantitat extremadament baixa d'extraïbles i una vida útil molt llarga.
Els seus principals desavantatges són:
- Cost molt alt
- Procés de fabricació complex
Les aplicacions típiques inclouen:
- Sistemes biofarmacèutics
- Processament farmacèutic estèril
- Equipament net de semiconductors
- Dispositius mèdics d'alta gamma
Efectes dels mitjans químics sobre els materials de segellat
Vapor i aigua calenta
El vapor d'alta temperatura accelera l'envelliment del cautxú i augmenta la deformació per compressió.
Materials recomanats per a ambients de vapor:
- EPDM
- FFKM
- PTFE de grau vapor
L'FKM i l'NBR estàndard no es recomanen per a l'exposició a vapor a llarg termini.
Productes químics de neteja àcids i alcalins
Els sistemes CIP utilitzen habitualment solucions d'àcid nítric, àcid fosfòric i hidròxid de sodi.
Entre els materials de segellat habituals:
- El PTFE i el FFKM proporcionen la millor resistència química general
- L'EPDM funciona especialment bé en ambients alcalins
- L'FKM és més adequat per a medis àcids
La silicona estàndard es pot inflar o degradar en solucions alcalines concentrades.
Alcohols i desinfectants
L'etanol, l'isopropanol i el peròxid d'hidrogen s'utilitzen habitualment en processos de desinfecció i esterilització.
Els materials següents generalment tenen un bon rendiment:
- silicona
- PTFE
- FKM
- FFKM
Alguns compostos d'EPDM poden presentar una lleugera inflor després d'una exposició prolongada a l'alcohol.
Recomanacions de selecció de materials
Per als equips estàndard de processament d'aliments, l'EPDM i la silicona de grau alimentari solen ser les solucions més econòmiques i pràctiques a causa de la seva bona resistència al vapor i les seves propietats higièniques.
En aplicacions farmacèutiques, biotecnològiques i ultranetes, el PTFE i el FFKM són preferits per la seva resistència química superior i el seu rendiment d'esterilització.
Els dispositius mèdics utilitzen habitualment silicona i PTFE de grau mèdic a causa de les seves excel·lents característiques de biocompatibilitat i seguretat.
Conclusió
En les indústries alimentària i mèdica, els materials de segellat no són només components per prevenir fuites; són elements crítics que afecten directament la higiene, la fiabilitat operativa i la vida útil dels equips.
A l'hora de seleccionar materials de segellat, els enginyers han d'avaluar acuradament:
- Temperatura de funcionament
- Pressió de treball
- medis químics
- Mètode d'esterilització
- Freqüència de neteja
- Requisits de compliment normatiu
Només adaptant correctament el material de segellat a les condicions d'aplicació es pot aconseguir un rendiment de segellat a llarg termini, segur i fiable.
Data de publicació: 25 de maig de 2026
