Полное руководство по пищевым уплотнительным кольцам: свойства, материалы и критерии выбора

Уплотнительные кольца играют важнейшую роль в процессах переработки, упаковки и хранения пищевых продуктов, а также в работе бытовой кухонной техники. Они не только предотвращают протечки, но и служат первой линией защиты, обеспечивающей безопасность пищевых продуктов. В отличие от стандартных уплотнительных колец, пищевые уплотнительные кольца должны соответствовать ряду строгих стандартов. В этой статье подробно описаны основные свойства пищевых уплотнительных колец и представлены распространённые материалы, которые помогут вам сделать правильный выбор.

​I. Основные свойства пищевых уплотнительных колец: безопасность превыше всего​

Основные требования к уплотнительным кольцам для пищевой промышленности можно сформулировать следующим образом:Безопасность — необходимое условие, производительность — основа, а долговечность — ключ к успеху.В частности, они должны обладать следующими шестью характеристиками:

1. ​Абсолютная безопасность пищевых продуктов​
   • ​Нетоксично и безвредно: Сам материал не должен содержать или выделять вещества, вредные для здоровья человека, такие как тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть и т. д.), вредные пластификаторы (фталаты), БФА (бисфенол А) и т. д.
   • ​Без запаха и вкуса: Они не должны передавать пищевым продуктам свой запах или вкус, влияя на их первоначальный вкус.
   • ​Соответствие международным сертификатам: Должны соответствовать строгим требованиям к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами. Стандартные сертификаты включают:
     • ​Стандарты FDA США: например, FDA 21 CFR 177.2600.
     • ​Стандарты ЕС: например, Регламент ЕС 10/2011 и сертификация LFGB в Германии.
     • ​Китайские национальные стандарты: Серия GB 4806.
2. ​Отличная химическая стабильность​
   • Должны выдерживать контакт с различными пищевыми средами, такими как кислые напитки, пищевые масла, спирты, щелочные чистящие средства и т. д., без разбухания, коррозии, деформации и потери эксплуатационных свойств. Например, уплотнительные кольца для пищевых масел должны обладать превосходной маслостойкостью.
3. ​Превосходные физические и механические свойства​
   • ​Высокая эластичность и устойчивость: Это основа эффективной герметизации, обеспечивающая плотное прилегание под давлением и быстрое восстановление.
   • ​Низкая остаточная деформация сжатия: Относится к способности уплотнения восстанавливать свою первоначальную форму после длительного сжатия. Более низкое значение указывает на лучшую устойчивость к старению и более длительный срок службы.
   • ​Соответствующая твердость и прочность: Гарантирует, что уплотнение не будет легко порвано или повреждено во время установки и использования.
4. ​Широкий диапазон температурной стойкости​
   • Необходимо адаптироваться к различным температурным условиям при обработке пищевых продуктов: от низкотемпературного замораживания (-60 °C) до высокотемпературной варки, стерилизации (более 100 °C) и даже выпечки (более 200 °C).
5. ​Хорошая долговечность и антивозрастные свойства​
   • Должен противостоять старению и растрескиванию, вызванным такими факторами окружающей среды, как кислород, озон и ультрафиолетовое излучение, что продлевает срок службы.
6. ​Легкость очистки​
   • Поверхность должна быть гладкой и непористой, устойчивой к накоплению остатков пищи и росту бактерий, а также легко поддающейся очистке и дезинфекции.

​II. Распространенные материалы для уплотнительных колец пищевого назначения​

Для различных применений требуются уплотнительные кольца из разных материалов. Вот некоторые из основных вариантов:

​1. Силиконовый каучук, вулканизированный платиной – эталон высокой безопасности​

• ​Характеристики: Изготовленный с использованием платинового катализатора, это пищевой силикон наивысшего класса.
• ​Преимущества: Чрезвычайно чистый, нетоксичен, не имеет запаха, устойчив к высоким и низким температурам (-60°C ~ 250°C), высокопрозрачен, гибок и обладает превосходной биосовместимостью.
• ​Недостатки: Более высокая стоимость, относительно низкая механическая прочность (сопротивление разрыву), нестойкость к сильным щелочам и длительному воздействию пара.
• ​Приложения: Соски для детских бутылочек, медицинские приборы, высококачественные диспенсеры для воды, кофемашины, формы для выпечки, изделия, требующие прямого контакта с чувствительными продуктами питания.

​2. EPDM (этиленпропилендиеновый мономер) – эксперт по сопротивлению пару​

• ​Характеристики: Универсальный пищевой синтетический каучук.
• ​Преимущества: Отличная устойчивость к озону, атмосферным воздействиям, старению и особенно ​пар, экономически выгодно.
• ​Недостатки: ​Не устойчив к маслам и большинству растворителей.
• ​Приложения: ​предпочтительный выбор для сред с горячей водой и паром. Широко используется в системах безразборной мойки (CIP) в пивоваренной, безалкогольной и молочной промышленности, в кухонном оборудовании и автоклавах.

​3. FKM (фторэластомер/Viton®) – «король» для суровых условий​

• ​Характеристики: Высокопроизводительный эластомер, известный своей способностью выдерживать экстремальные условия.
• ​Преимущества: Исключительная стойкость к высоким температурам (до 200°C+), маслам, кислотам, щелочам и растворителям. Устойчив практически ко всем пищевым средам.
• ​Недостатки: Дорогой, эластичность снижается при низких температурах.
• ​Приложения: Используется в суровых условиях, включающих контакт с маслами, ароматическими растворителями или требующих стерилизации при экстремальных температурах, например, в оборудовании для жарки, на линиях по переработке пищевого масла.

​4. NBR (бутадиен-нитрильный каучук) – экономичный выбор для обеспечения маслостойкости​

• ​Характеристики: Стандартная маслостойкая резина.
• ​Преимущества: Хорошая стойкость к минеральным маслам, растительным маслам и жирам, износостойкость, низкая стоимость.
• ​Недостатки: Плохая устойчивость к озону и атмосферным воздействиям, неустойчив к полярным растворителям, таким как кетоны и сложные эфиры.
• ​Приложения: В основном используется для герметизации оборудования, работающего с пищевыми маслами и жирными продуктами, например, маслопрессов и оборудования для упаковки пищевых продуктов.

​III. Краткое изложение руководства по выбору​

При выборе пищевого уплотнительного кольца вы можете руководствоваться следующим процессом принятия решения:

​Четыре ключевых фактора выбора:​

1. ​Определить среду: С чем он будет контактировать? С водой, маслом, кислотой, щёлочью или растворителем? Это главный фактор.
2. ​Определить температуру: Определите максимальную и минимальную рабочие температуры.
3. ​Проверить сертификаты: Подтвердите необходимые сертификаты безопасности пищевых продуктов (например, FDA, LFGB) в зависимости от целевого рынка.
4. ​Оценить бюджет и подать заявку: Примите во внимание стоимость, требования к прозрачности, статическую/динамическую герметизацию и другие особые условия.

​Подводя итог, можно сказать, что силикон и EPDM являются наиболее распространёнными вариантами для подавляющего большинства повседневных применений. Однако FKM — незаменимое решение в экстремальных условиях, например, при работе с высокотемпературными маслами.Выбор правильного пищевого уплотнительного кольца — важнейший шаг в обеспечении безопасности пищевых продуктов и продлении срока службы оборудования.