In de voedingsmiddelen-, farmaceutische, biotechnologische en medische industrie zijn afdichtingsmaterialen veel meer dan alleen lekvrije componenten. Ze spelen een cruciale rol in hygiëne, betrouwbaarheid van apparatuur en productkwaliteit. Omdat deze industrieën vaak werken met sterilisatie bij hoge temperaturen, CIP/SIP-reinigingssystemen, chemische desinfectiemiddelen en ultraschone omgevingen, moeten afdichtingsmaterialen een uitstekende weerstand bieden tegen extreme temperaturen, chemicaliën, stoom en veroudering, terwijl ze tegelijkertijd een laag gehalte aan extracteerbare stoffen en een hoge biocompatibiliteit moeten behouden.
In vergelijking met conventionele industriële afdichtingsmaterialen moeten afdichtingen van voedsel- en medische kwaliteit over het algemeen voldoen aan normen zoals FDA, USP Klasse VI, 3-A sanitaire normen en EU 1935/2004.
Gangbare afdichtingsmaterialen van voedsel- en medische kwaliteit
Siliconen (VMQ)
Silicone is een van de meest gebruikte afdichtingsmaterialen in de voedingsmiddelen- en medische sector vanwege de niet-giftige aard, uitstekende flexibiliteit en sterke fysiologische inertheid. Het wordt veelvuldig gebruikt in medische slangen, voedselverwerkingsapparatuur en beademingsapparatuur.
Typisch bedrijfstemperatuurbereik:
- -60°C tot +220°C
- Speciale verbindingen tot +250 °C
Typische drukcapaciteit:
- Statische afdichtingstoepassingen tot circa 10 MPa.
- Uitstekende prestaties onder vacuümomstandigheden.
Siliconen bieden een goede weerstand tegen:
- Heet water en stoom
- Alcoholen
- Blootstelling aan ozon en UV-straling
- Milde zuren en basen
Het is echter over het algemeen niet geschikt voor:
- Minerale oliën
- Vloeistoffen op aardoliebasis
- Aromatische koolwaterstoffen
- Sterke zuren of geconcentreerde basen gedurende lange perioden
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Medische hulpmiddelen
- Infusiesystemen
- Voedselvulmachines
- Bakkerij- en zuivelapparatuur
EPDM (ethyleenpropyleendieenmonomeer)
EPDM wordt veelvuldig gebruikt in de voedingsmiddelen-, dranken- en farmaceutische industrie, met name in omgevingen met heet water en stoom.
Typisch bedrijfstemperatuurbereik:
- -40°C tot +150°C
- Aanbevolen bij temperaturen onder 140 °C voor continue stoomtoepassingen.
Typische drukcapaciteit:
- Statische afdichting tot 10–25 MPa
EPDM biedt uitstekende weerstand tegen:
- Stoom en heet water
- CIP-reinigingschemicaliën
- Verdunde zuren en basen
- Oplossingen op basis van alcohol
- Ozon en verwering
EPDM wordt echter niet aanbevolen voor contact met:
- Minerale oliën
- Dierlijke en plantaardige oliën
- Petroleum smeermiddelen
- Aromatische oplosmiddelen
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Productielijnen voor dranken
- Farmaceutische systemen
- CIP/SIP-apparatuur
- Zuivel- en fermentatiesystemen
Fluoroelastomeer (FKM / Viton)
FKM wordt veel gebruikt in toepassingen die een hoge chemische bestendigheid en stabiliteit bij hoge temperaturen vereisen.
Typisch bedrijfstemperatuurbereik:
- -20°C tot +220°C
- Speciale kwaliteiten tot +250°C
Drukbestendigheid:
- Bij geschikte afdichtingsconstructies bedraagt de druk vaak meer dan 30 MPa.
FKM biedt uitstekende weerstand tegen:
- Oliën en vetten
- Organische oplosmiddelen
- Zuren
- Diverse chemische vloeistoffen
Het biedt bovendien een lage compressievervorming en een uitstekende afdichtingsstabiliteit op lange termijn.
FKM is echter minder geschikt voor langdurige blootstelling aan:
- Hogetemperatuurstoom
- Warm water
- Ketonen
- Aminen
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Farmaceutische chemische systemen
- Sterilisatieapparatuur voor hoge temperaturen
- Verwerking van zeer zuivere vloeistoffen
- Medische pompen en kleppen
PTFE (polytetrafluorethyleen)
PTFE staat algemeen bekend om zijn vrijwel universele chemische bestendigheid en uitzonderlijke reinheid, waardoor het ideaal is voor zeer corrosieve en hygiënische omgevingen.
Typisch bedrijfstemperatuurbereik:
- -200°C tot +260°C
Typische drukcapaciteit:
- Boven de 35 MPa, afhankelijk van het afdichtingsontwerp en de vulstoffen.
PTFE is zeer bestand tegen:
- Sterke zuren en basen
- Stoom
- Organische oplosmiddelen
- Alcoholen
- Reinigings- en desinfectiemiddelen
Bijkomende voordelen zijn onder meer:
- Extreem lage wrijvingscoëfficiënt
- Antiaanbaklaag
- Niet-giftige eigenschappen
- Uitstekende netheid
PTFE heeft echter een relatief slechte elasticiteit en is gevoelig voor kruipvervorming, waardoor het vaak wordt gecombineerd met veerbelaste afdichtingsconstructies.
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Biofarmaceutische apparatuur
- Ultrazuivere vloeistofsystemen
- Steriele vulapparatuur
- Kleppen en pompen van medische kwaliteit
FFKM (Perfluorelastomeer)
FFKM wordt beschouwd als een van de best presterende afdichtingsmaterialen die beschikbaar zijn voor de farmaceutische, halfgeleider- en hoogzuivere industrieën. Het combineert de elasticiteit van rubber met een chemische bestendigheid vergelijkbaar met die van PTFE.
Typisch bedrijfstemperatuurbereik:
- -15°C tot +320°C
Typische drukcapaciteit:
- Tot ongeveer 35 MPa
FFKM vertoont een uitstekende weerstand tegen:
- Sterke zuren en basen
- Hogetemperatuurstoom
- Oxiderende chemicaliën
- Organische oplosmiddelen
- Sterilisatiemiddelen
Het biedt bovendien een extreem laag gehalte aan uittrekbare stoffen en een zeer lange levensduur.
De belangrijkste nadelen zijn:
- Zeer hoge kosten
- Complex productieproces
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Biofarmaceutische systemen
- Steriele farmaceutische verwerking
- Reinigingsapparatuur voor halfgeleiders
- Hoogwaardige medische apparaten
Effecten van chemische media op afdichtingsmaterialen
Stoom en heet water
Stoom op hoge temperatuur versnelt de veroudering van rubber en verhoogt de vervorming door compressie.
Aanbevolen materialen voor stoomomgevingen:
- EPDM
- FFKM
- PTFE van stoomkwaliteit
Standaard FKM en NBR worden over het algemeen niet aanbevolen voor langdurige blootstelling aan stoom.
Zure en alkalische reinigingsmiddelen
CIP-systemen maken doorgaans gebruik van salpeterzuur, fosforzuur en natriumhydroxideoplossingen.
Enkele veelgebruikte afdichtingsmaterialen:
- PTFE en FFKM bieden de beste algehele chemische bestendigheid.
- EPDM presteert bijzonder goed in alkalische omgevingen.
- FKM is geschikter voor zure media.
Standaard siliconen kunnen opzwellen of degraderen in geconcentreerde alkalische oplossingen.
Alcoholen en desinfectiemiddelen
Ethanol, isopropanol en waterstofperoxide worden vaak gebruikt bij ontsmettings- en sterilisatieprocessen.
De volgende materialen presteren over het algemeen goed:
- siliconen
- PTFE
- FKM
- FFKM
Sommige EPDM-verbindingen kunnen na langdurige blootstelling aan alcohol een lichte zwelling vertonen.
Aanbevelingen voor materiaalselectie
Voor standaard voedselverwerkingsapparatuur zijn EPDM en voedselveilig siliconen vaak de meest economische en praktische oplossingen vanwege hun goede stoombestendigheid en hygiënische eigenschappen.
In farmaceutische, biotechnologische en ultraschone toepassingen hebben PTFE en FFKM de voorkeur vanwege hun superieure chemische bestendigheid en sterilisatieprestaties.
Medische hulpmiddelen maken doorgaans gebruik van siliconen en PTFE van medische kwaliteit vanwege hun uitstekende biocompatibiliteit en veiligheidseigenschappen.
Conclusie
In de voedingsmiddelen- en medische industrie zijn afdichtingsmaterialen niet zomaar onderdelen om lekkage te voorkomen; het zijn cruciale elementen die direct van invloed zijn op de hygiëne, de operationele betrouwbaarheid en de levensduur van de apparatuur.
Bij de keuze van afdichtingsmaterialen moeten ingenieurs zorgvuldig de volgende aspecten evalueren:
- Bedrijfstemperatuur
- Werkdruk
- Chemische media
- Sterilisatiemethode
- Reinigingsfrequentie
- Wettelijke nalevingsvereisten
Alleen door het afdichtingsmateriaal correct af te stemmen op de toepassingsomstandigheden kan een veilige en betrouwbare afdichting op lange termijn worden bereikt.
Publicatiedatum: 25 mei 2026
