Pozostałości oleju po walcowaniu na kolorowo powlekanych kręgach aluminiowych: ryzyko zanieczyszczenia żywności i wymagania dotyczące kontroli pozostałości

Abstrakcyjny

Cewki aluminiowe powlekane kolorowo są szeroko stosowane w zastosowaniach mających kontakt z żywnością, w tym w pojemnikach na żywność, blachach do pieczenia, obudowach opakowań do żywności i sprzęcie do przetwarzania żywności. Podczas walcowania na zimno stosuje się smary walcownicze w celu smarowania i chłodzenia. Niewłaściwe odtłuszczenie i niepełne utwardzenie mogą pozostawić pozostałości oleju walcowniczego na podłożu aluminiowym pod powłoką organiczną. Takie pozostałości mogą powodować zagrożenia dla bezpieczeństwa żywności, w tym zepsucie sensoryczne, migrację lotnych związków organicznych i pośrednie zanieczyszczenie żywności. W tym artykule wyjaśniono mechanizmy zanieczyszczenia, praktyczne scenariusze ryzyka, globalne limity regulacyjne i środki kontroli na poziomie fabrycznym dotyczące pozostałości oleju walcowniczego na kolorowo powlekanych cewkach aluminiowych przeznaczonych do kontaktu z żywnością.

1. Źródła pozostałości oleju walcowniczego na kolorowo powlekanych cewkach aluminiowych

Olej do walcowania / smar do walcowania jest niezbędny do walcowania na zimno blach aluminiowych, służy zmniejszeniu tarcia, ochłodzeniu walców roboczych i poprawie jakości powierzchni. Po walcowaniu na gołym podłożu aluminiowym pozostają pozostałości oleju.

W przypadku produkcji aluminium powlekanego organicznie podłoże poddawane jest obróbce wstępnej (odtłuszczanie, powłoka konwersyjna), a następnie malowaniu podkładowemu i nawierzchniowemu oraz utwardzaniu w wysokiej temperaturze.

Jeżeli na przychodzącym materiale bazowym z aluminium znajduje się nadmierna ilość pozostałości oleju walcowniczego;

Jeżeli odtłuszczanie wstępne jest niewystarczające;

Jeżeli składniki oleju o dużej zawartości frakcji nie ulatniają się całkowicie podczas utwardzania w piecu do powlekania;

Mikroilości smarów węglowodorowych mogą zostać uwięzione pomiędzy podłożem aluminiowym a warstwą powłoki polimerowej, niewidoczne gołym okiem.

Ważna uwaga: dobrze usieciowana, nienaruszona powłoka działa jak bariera. Pozostały olej uwięziony pod powłoką dźwiękochłonną nie może bezpośrednio stykać się z żywnością. Ryzyko pojawia się, gdy na powłoce występują mikropęknięcia, dziury, słaba przyczepność, pęcherze lub uszkodzenia wynikające ze starzenia termicznego podczas końcowego przetwarzania lub w warunkach użytkowania.

2. Potencjalne ryzyko skażenia żywności spowodowane pozostałościami oleju walcowniczego

Pozostałości nie spowodują automatycznie skażenia; ryzyko zależy od poziomu pozostałości, integralności powłoki, temperatury pracy i mediów mających kontakt z żywnością (tłuste, kwaśne, alkoholowe płyny imitujące żywność). Poniżej wymieniono główne tryby zagrożenia:

Zanieczyszczenie sensoryczne (najczęstsza niezgodność)

Podczas ogrzewania lub długotrwałego przechowywania lotne frakcje z oleju walcowniczego mogą migrować poprzez mikrodefekty powłoki do żywności. Powoduje to powstawanie oleistego, spalonego oleju lub chemicznego zapachu, zmieniając smak i aromat żywności. W testach LFGB i innych testach zgodności z żywnością często dochodzi do odrzucenia sensorycznego, nawet jeśli wartości liczbowe migracji chemicznej mieszczą się w określonych granicach.

Ryzyko migracji chemicznej

Smary do walcowania na bazie oleju mineralnego zawierają mieszaniny węglowodorów. Tam, gdzie bariera powłoki zawodzi, substancje będące olejami mineralnymi i węglowodorami mogą migrować do matryc zawierających tłuszcze. Frakcje oleju o dużej masie cząsteczkowej mogą również ulegać degradacji w wyniku utwardzania w wysokiej temperaturze lub ogrzewania końcowego, tworząc nowe, lotne produkty uboczne degradacji.

Pośredni łańcuch niepowodzeń jakościowych

Nadmierne pozostałości oleju walcowniczego pogarszają zwilżalność powierzchni podłoża. Obniża to jakość powłoki konwersyjnej i przyczepność powłoki. Rozwarstwianie się powłoki, pęcherze lub mikrootworki dodatkowo otwierają kanały migracji zanieczyszczeń od strony podłoża w kierunku powierzchni mających kontakt z żywnością.

Specjalne przypomnienie

Jeżeli powlekana kolorowo cewka aluminiowa jest używana wyłącznie po stronach nie mających kontaktu z żywnością, ryzyko dla bezpieczeństwa żywności związanego z pozostałościami oleju walcowniczego jest znikome. Ścisła kontrola pozostałości jest obowiązkowa tylko w przypadku produktów, których strona powlekana lub strona goła metalowa będą miały bezpośredni lub pośredni kontakt z żywnością.

3. Globalne wymagania dotyczące kontroli pozostałości i zgodności

Nie istnieje jeden uniwersalny, ujednolicony „limit pozostałości oleju walcowniczego” dla zwojów aluminiowych powlekanych kolorowo. Wymogi kontrolne wywodzą się z przepisów dotyczących materiałów mających kontakt z żywnością, specyfikacji czystości powierzchni podłoża i zasad zatwierdzania materiałów smarnych.

Wymagania FDA Stanów Zjednoczonych

Zgodnie z FDA 21 CFR §178.3910 smary do walcowania stosowane w metalowych artykułach mających kontakt z żywnością muszą zawierać komponenty zatwierdzone przez FDA. Całkowita ilość pozostałości smaru na powierzchni metalowej mającej kontakt z żywnością nie może przekraczać 0,015 mg/cal⊃2; (≈ 23,2 mg/m²) dla końcowych wyrobów mających kontakt z żywnością.

Praktyczna uwaga branżowa: jest to limit dotyczący końcowego artykułu. Producenci zwojów aluminium przyjmują znacznie bardziej rygorystyczne wewnętrzne limity dotyczące przychodzącego podłoża, aby pozostawić margines bezpieczeństwa przy produkcji powłok.

Unia Europejska i niemiecki LFGB

Rozporządzenie UE 1935/2004 ustanawia ogólne obowiązki dotyczące materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Rozporządzenie UE 10/2011 reguluje warstwy powłok z tworzyw sztucznych, określając ogólny limit migracji OML ≤10 mg/dm². Chociaż nie określa izolowanej liczby „pozostałości oleju walcowniczego” dla podłoży metalowych, gotowy wyrób musi przejść badania organoleptyczne (smaku i zapachu) oraz badanie migracji pod kątem substancji dodanych niezamierzenie (NIAS).

Niemiecka LFGB przywiązuje dużą wagę do oceny sensorycznej. Nawet niskopoziomowe uwięzione substancje lotne w oleju walcowniczym mogą spowodować całkowite niepowodzenie testu. Europejscy przetwórcy powszechnie określają docelowy poziom pozostałości oleju na przychodzącym podłożu aluminiowym na poziomie ≤5 mg/m², docelowy materiał najwyższej jakości dopuszczony do kontaktu z żywnością na poziomie ≤3 mg/m², mierzony metodą spektroskopii w podczerwieni i ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

Chińska norma krajowa

GB 4806.9 dotyczący materiałów metalowych przeznaczonych do kontaktu z żywnością skupia się na kontroli migracji metali ciężkich. Chociaż nie zdefiniowano oddzielnej wartości liczbowej pozostałości oleju walcowniczego, gotowe wyroby nie mogą mieć nietypowego zapachu i spełniać wymagania dotyczące ogólnej migracji. Wymóg czystości podłoża jest realizowany poprzez specyfikacje fabrycznej kontroli procesu dla wężownic podstawy z aluminium przeznaczonego do kontaktu z żywnością.

Praktyczne, przyjęte w branży wzorce kontroli dla kolorowo powlekanych podłoży zwojów aluminiowych

4. Środki kontroli procesu w fabryce mające na celu ograniczenie ryzyka związanego z pozostałościami oleju walcowniczego

Aby uniknąć niezgodności w kontakcie z żywnością spowodowanych pozostałościami oleju walcowniczego, kontrola powinna obejmować cały łańcuch dostaw: kontrola przychodząca materiału na bazie aluminium → obróbka wstępna → utwardzanie powłoki → uwolnienie gotowego produktu.

• Akceptacja przychodzącego podłoża

Kupuj cewki aluminiowe produkowane ze smarami tocznymi dopuszczonymi do kontaktu z żywnością. Wykonaj badanie przychodzącego oleju resztkowego i kontrolę zwilżalności. Odrzucić partie z nadmierną ilością pozostałości oleju lub plamami oleju.

• Zoptymalizuj odtłuszczanie przed obróbką

Wzmocnić alkaliczne odtłuszczanie i płukanie przed powłoką konwersyjną. Przed malowaniem należy całkowicie usunąć powierzchniowe zanieczyszczenia węglowodorowe.

• Monitoruj warunki utwardzania powłoki

Utrzymuj odpowiednią temperaturę pieca i czas przebywania podczas utwardzania powłoki kolorowej, aby ułatwić ulatnianie się pozostałych frakcji oleju o niskiej temperaturze wrzenia. Zapobiegaj niedostatecznemu utwardzeniu. Monitoruj stopień usieciowania powłoki za pomocą testu podwójnego pocierania MEK, aby zagwarantować działanie barierowe powłoki farby.

• Zarządzanie środkami smarnymi

W przypadku podłoży mających kontakt z żywnością należy stosować oleje walcownicze zawierające składniki zgodne z wymogami FDA/UE. Przechowuj kartę charakterystyki produktu i dokumentację dotyczącą zatwierdzenia komponentów w celu zapewnienia identyfikowalności. Unikaj smarów zawierających wysokoaromatyczne frakcje ciężkie.

• Weryfikacja gotowego produktu

W przypadku cewek aluminiowych powlekanych kolorowo przeznaczonych do kontaktu z żywnością należy przeprowadzić badania migracji i organoleptyki do kontaktu z żywnością innej firmy zgodnie z przepisami rynku docelowego. Przechowuj dokumenty deklaracji zgodności dostępne dla klientów.

• Przejrzysta komunikacja między aplikacjami

Wyraźnie rozróżnij produkty „do kontaktu z żywnością” i „do użytku ogólnoprzemysłowego”. Cewki aluminiowe do zastosowań ogólnych, pokryte farbą, o wyższym tle pozostałości oleju, nie powinny być stosowane w scenariuszach bezpośredniego kontaktu z żywnością.

5. Wniosek

Pozostałości oleju walcowniczego / smaru powierzchniowego na pokrytych kolorem podłożach z kręgów aluminiowych nie są równoznaczne z automatycznym zanieczyszczeniem żywności. Rzeczywiste ryzyko jest określane łącznie przez trzy czynniki: wielkość pozostałości oleju, integralność bariery powłoki organicznej i rzeczywiste warunki kontaktu z żywnością.

W przypadku zastosowań mających kontakt z żywnością poleganie wyłącznie na badaniach migracji produktu końcowego jest niewystarczające. Skuteczne ograniczanie ryzyka musi zaczynać się od kontroli czystości przychodzącego podłoża aluminiowego, ścisłego odtłuszczania przed obróbką, stabilnych procesów utwardzania powłok i pełnej identyfikowalności materiału. Producenci dostosowują progi wewnętrznej kontroli pozostałości oleju do wymogów przepisów rynku docelowego i zastosowań dla użytkowników końcowych, aby uniknąć wad sensorycznych i niezgodności z przepisami na rynkach materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością.