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Selección del material de sellado correcto en aplicaciones de la industria alimentaria

La versatilidad de los compuestos supera a la variedad compuesta

Por: Matthias Buchfink, Ingeniería de Aplicaciones, y Michael Erwerle, Tecnología Compuesta / Laboratorio de Pruebas, Parker Engineered Materials Group, División de Tecnología Prädifa

Hay muchos desafíos que enfrentan los fabricantes de equipos y dispositivos para su uso en aplicaciones de alimentos, y no solo los materiales que se seleccionarán para los componentes y sellos que están en contacto con los alimentos.

En interés del rendimiento, así como de la higiene y la salud, se aplican estrictos requisitos técnicos legales y rigurosos a quienes abastecen los mercados de plantas de alimentos, restaurantes y cocinas domésticas.

De hecho, con la cantidad y el alcance de las normativas vigentes, combinadas con la amplia variedad de compuestos de materiales disponibles, la elección del material correcto para cada aplicación ha resultado un tanto difícil hasta ahora.

Hoy en día, la introducción de un material único y universal que cubre muchas demandas en el sector alimentario está simplificando las cosas para los diseñadores y brindando tranquilidad.

Las plantas y cocinas modernas están llenas de tecnología; todo lo cual requiere componentes y sellos hechos de materiales de alto rendimiento. Las máquinas procesadoras de alimentos, por ejemplo, dependen cada vez más de componentes poliméricos, como tubos, cubiertas y carcasas, junto con elementos altamente sometidos a ingeniería como sellos, limpiaparabrisas, guías y pistones.

La elección del plástico sobre el metal representa una estrategia rentable y de ahorro de peso en muchos de los últimos sistemas y aparatos, particularmente porque los polímeros cuidadosamente seleccionados cumplen con los requisitos técnicos necesarios en términos de resistencia a la temperatura y resistencia estructural.

Sin embargo, elegir el material más apropiado ha sido tradicionalmente tan desafiante, sin mencionar costoso en términos del gasto y esfuerzo relacionado.

La introducción de Parker Prädifa de W6101, la variante alimenticia del material universal nobrox®, ofrece una alternativa única e integral al uso de compuestos múltiples; tanto en términos de cumplimiento normativo como de rendimiento técnico.

Un pistón nobrox con varilla integrada y sello de pistón. Material de sellado

Un pistón nobrox con varilla integrada y sello de pistón.

Material de sellado rrequisitos egulatorios

La lista de disposiciones legales en la industria alimentaria es extensa. Por ejemplo, existen reglas que rigen la documentación, la composición química de los compuestos y la forma en que se procesan y manejan.

En Europa, EC 1935 / 2004 y EU 10 / 2011 resumen las demandas hechas sobre los materiales y objetos destinados al contacto con los alimentos y sus ingredientes. En los EE. UU., Existen normativas de la FDA, como la Notificación de sustancias de contacto alimentario, junto con normas como NSF 61 (aprobación de agua potable de EE. UU.).

Por supuesto, si una solución de material universal es ampliamente adoptada por la industria alimentaria, el cumplimiento normativo debe coincidir con el rendimiento técnico. Los atributos y las características del material deben incluir una resistencia al desgaste y a la abrasión extremadamente alta, una gran elasticidad y una gran resistencia de los medios. Además, el material debe ofrecer un ensamblaje robusto y simplificado.

Comenzando con la resistencia al desgaste, los elementos móviles de la máquina, como sellos, limpiaparabrisas y guías, generalmente se requieren para funcionar en un entorno de funcionamiento en seco bajo cargas tribológicas elevadas. Este factor, en combinación con los requisitos de ciclo de vida extendido, asegura que la implementación de materiales adecuados resistentes al desgaste es esencial.

Para determinar si un material de calidad alimentaria será capaz de cumplir con estas exigencias, se requieren pruebas de resistencia al desgaste y deslizamiento (de acuerdo con ISO 7148).

Probando el potencial

Tales pruebas estipulan que una bola giratoria se presione contra muestras de material a una fuerza predefinida. Aquí, el volumen de la indentación resultante permite una evaluación de la tendencia combinada de desgaste y fluencia. Para que un material universal sea exitoso en dicha prueba, debería exhibir niveles de rendimiento similares a los que demuestran los compuestos PEEK.

Además, el material bajo prueba debería mostrar una indentación de bola significativamente más baja en comparación con PTFE, UHMW-PE y poliamidas con el fin de ofrecer la idoneidad tribológica necesaria para componentes tales como sellos, elementos de ingeniería o guías.

nobrox W6101 exhibe una excelente resistencia al desgaste como se muestra en los resultados de las pruebas. Material de sellado

nobrox W6101 exhibe una excelente resistencia al desgaste como se muestra en los resultados de las pruebas.

Con respecto a la compatibilidad química y el potencial de reacción, los productos alimenticios se pueden clasificar generalmente como medios acuosos que contienen una gran cantidad de sustancias y productos químicos polares y no polares. Tome leche, por ejemplo, que es esencialmente una mezcla de agua polar y grasa no polar.

Como la frase latina 'similia similibus solvuntur'estados, sustancias similares resolverán sustancias similares. Con respecto a la leche, esto significa que un medio polar como el agua resolverá un polímero polar como la poliamida o hará que se hinche.

De manera similar, un medio no polar como el aceite de oliva atacará un elastómero no polar como el EPDM. Con estos pensamientos en mente, queda claro que incluso las demandas requeridas de un polímero en términos de su compatibilidad básica con la leche no son menores.

Además de la compatibilidad química, los materiales también deben evaluarse y probarse para garantizar que se excluya cualquier reacción con los alimentos, así como cualquier cambio en el sabor. Por estas razones, las pruebas de migración se implementan para determinar en qué medida los ingredientes del material migran a los productos alimenticios, y viceversa.

PEEK Graph

El factor de higiene

Por supuesto, la higiene es una consideración importante en todas las aplicaciones de la industria alimentaria. Aquí, a medida que se reduce el número de piezas, también lo hacen los requisitos de ensamblaje y los cortes y juntas del diseño, que presentan el mayor riesgo de contaminación y acumulación de residuos de alimentos y microorganismos.

La industria alimentaria es notoria por sus largos y costosos ciclos de limpieza. Posteriormente, un enfoque más eficaz es contrarrestar las causas y los riesgos mediante la experiencia en materiales y el diseño inteligente, en lugar de combatir los efectos con medios de limpieza cada vez más agresivos.

En particular, en el sector de electrodomésticos, menos componentes se traducen en facilidad de uso, lo que se convierte en un importante argumento de venta para el fabricante del dispositivo.

En conclusión, una sustitución de materiales típicos encontrados en el sector alimentario, como PEEK, PA, POM, PTFE, UHMW-PE, TPE-U o varios elastómeros, tiene sentido y es factible en una amplia ventana de aplicación. Ahora, gracias a los materiales universales como el W6101 de Parker, esta noción puede convertirse en realidad.

Aunque el material se puede clasificar entre materiales termoplásticos tales como poliamidas y PEEK en términos de sus propiedades mecánicas, existen ventajas cruciales en comparación con los materiales poliméricos utilizados comúnmente en la industria alimentaria. De hecho, W6101 supera a estos materiales en pruebas, cumple con todas las regulaciones pertinentes de la CE / UE y la FDA, y simplifica el ensamblaje.

Como resultado, el material es adecuado para sellos dinámicos o limpiadores, así como muchas otras piezas diseñadas que incluyen pistones, guías o componentes de caja de engranajes.

Como un material tan versátil, W6101, con sus propiedades técnicas y potencial para la integración de componentes y la reducción de variedad compuesta, ofrece una nueva forma de resolver los desafíos de ingeniería y reducir los costos en la industria alimentaria.

Informador de la industria de procesos

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