流程工业的卫生密封解决方案

作者:科德宝 发布时间:2021-01-04
产品质量和安全性对于生产敏感性产品(如食品、饮料和药品)至关重要——为了满足严格的纯度要求,密封解决方案需要符合行业、国家和地区的特定法律法规以及卫生设计标准。这些规定包括了不同方面,例如,良好的可清洁性、防止死角等。除了这些卫生要求外,应用于流程工业的密封解决方案还必须承受极端的工作条件:高温高压、含有脂肪或水的介质、多尘的环境等。这些要求差异很大,具体取决于过程工业中的应用领域。此外,客户特定的需求也起着重要的作用。而这种种挑战,科德宝密封技术都能轻松应对。

产品质量和安全性对于生产敏感性产品(如食品、饮料和药品)至关重要——为了满足严格的纯度要求,密封解决方案需要符合行业、国家和地区的特定法律法规以及卫生设计标准。这些规定包括了不同方面,例如,良好的可清洁性、防止死角等。除了这些卫生要求外,应用于流程工业的密封解决方案还必须承受极端的工作条件:高温高压、含有脂肪或水的介质、多尘的环境等。这些要求差异很大,具体取决于过程工业中的应用领域。此外,客户特定的需求也起着重要的作用。而这种种挑战,科德宝密封技术都能轻松应对。

本文由科德宝密封技术公司供稿。

为在内部测试台上测试卫生的径向密封,科德宝密封技术的员工组装了一个双座阀

食品饮料行业中的应用

食品饮料生产中的应用种类繁多,包括从管道系统和容器,到灌装设备、阀门、拉伸吹塑成型模具、泵等。这些应用有着不同的操作条件,因此对所使用的密封解决方案的要求也不同。例如,管道系统需要特别耐腐蚀性的密封材料,因为强腐蚀性化学物质会通过管道流动。另一方面,容器、储罐和筒仓由许多不同的产品组成,因此很难找到适合所有要求的密封产品。在灌装设备中,最大的挑战之一是风味转移,即密封件吸收上一批次饮料产品的味道并将它们转移至下一批次饮料产品中的可能性。对于泵的密封解决方案,高速度可能是一个挑战。而所有这些应用的共同点,就是需要卫生密封。

卫生密封解决方案的要求

每个工厂建设者最重要的职责是,采取一切措施以确保产品质量和安全。每一个食品、饮料、药品和化妆品都必须卫生洁净,绝不能以任何方式危害用户的健康。这不仅要遵守相关法律法规的要求,还要符合卫生设计标准。但是,拥有卫生设计的流程工业工厂意味着什么?一个重要方面是良好的清洁性,因此需要防止微生物污染(例如,在最坏的情况下,细菌在其分泌的黏液形成细菌膜结构,包裹着细菌为细菌提供保护,使细菌很难被清除,细菌膜就是消毒灭菌行业的挑战之一)。


科德宝密封技术的员工在讨论卫生产品线

可靠的清洁效果是使用机器清洁流程的前提,因为这一过程不能进行目视检查。为了防止细菌生长,使用自动CIP/SIP(在线清洁/在线灭菌)工艺不失为理想的解决方案。因此,必须杜绝产品残留物的积聚和可能产生的微生物死角。为此,密封件具有与所处理介质的平坦接触面、凹槽的填充不少于90%就显得尤为重要。此外,还必须考虑到密封件因在高温下变形而产生的死角。在新产品的研发阶段,科德宝密封技术就已经考虑到了这一点。扭矩值和更长的使用寿命同样非常重要,这样可以实现最高的效率和最少的停机时间。另一个重要的方面是,防止某些物质从各自的密封件中迁移出来,从而避免对制成品的污染。所有这些措施确保了最终产品的纯度和安全性,从而确保了消费者的满意度。

极端的工作条件

除了对卫生和纯度的严格要求外,流程工业中应用的密封解决方案还必须承受极端的工作条件,例如,高压、高温、多尘的环境等。不要忘记某些关键介质,例如,用于EPDM的脂肪乳制品,研磨性物质(啤酒中的麦芽汁或巧克力中的糖),非酒精性饮料中含有的添加剂味道,或在药品生产中含有的毒性物质。此处的主要挑战之一是为客户特定的流程工业工厂找到合适的密封解决方案。科德宝密封技术的全面产品组合包括特别开发的密封解决方案,可以满足流程工业应用的所有要求,无论是卫生、纯度,还是耐性和使用寿命。

带有卫生螺钉和螺母的Hygienic Usit®环

卫生设计的密封件

符合卫生设计标准的要求对相应密封件的设计有很大的影响,需要在卫生设计方面以及密封部件方面具有丰富的专业知识。科德宝密封技术已研发出满足这些高标准的各种密封产品。例如,径向轴密封件Radiamatic® HTS II 9539 VL具有先进的密封唇,无死角的设计以及很高的耐介质性和耐热性。另一个案例是Hygienic Usit®,这是科德宝密封技术专门研发的垫圈,可防止开放式和封闭式制造过程中螺钉连接点处受到污染,从而直接接触产品。根据相关规范,一些应用还需要标准化的密封件。例如,用于无菌法兰连接的O型圈,根据DIN 11864标准,特别适用于流程工业。作为欧洲卫生工程与设计组织(EHEDG)的成员,科德宝密封技术不断与流程工业的其他公司以及EHEDG的专家分享与交流卫生密封解决方案相关的经验和成果。

Fluoroprene® XP制成的卫生O型圈

满足特殊要求的定制化密封解决方案

对于流程工业中的某些应用,有必要开发定制化的密封解决方案,以实现安全且绝妙匹配的密封。既可以是标准零件(例如,可适应客户特定操作条件的O型圈),也可以是全新的产品。无论哪种情况,科德宝密封技术都是可靠的合作伙伴。科德宝密封技术的密封专家拥有覆盖全行业、产品和材料的专业素养,因此能够提供深刻详细的咨询。在开发过程中,他们就为客户考虑了特定的操作条件。这使得专为客户打造的定制化解决方案成为可能,例如,具有防尘唇或减小扭矩值的密封方案。

符合最高纯度标准的高性能材料

由于食品、饮料和制药行业中的应用对卫生和生产过程可靠性的特殊要求,因此需要密封专家具有特定的技术能力和深厚的材料知识储备。无论是弹性体材料还是工程塑料,都需要满足行业和国家/地区特定的法律要求。另外,所使用的材料需要对蒸汽、CIP/SIP(在线清洁/在线灭菌)工艺中使用的清洁剂以及工艺介质具有良好的耐受性。这些介质可能是含脂肪的、含水的或含调味剂的。科德宝密封技术已经研发出满足所有这些要求的特殊密封材料,从而保证了卫生安全的食品、饮料和药品生产。这些材料之一就是Fluoroprene® XP,它是流程工业应用的多功能产品,该产品组合还包括70 EPDM 291、70 EPDM 382、70 VMQ 117055以及Quantum®PTFE等。

由纯正风味专家Fluoroprene® XP制成的Hygienic Usit®环

食品饮料应用中密封解决方案的法律要求

在研发用于直接接触产品的卫生密封件时,需要考虑的一个非常重要的方面是特定行业和国家/地区的法律要求。在食品饮料行业,主要法规要求有中国的GB 9685标准和GB 4806标准、美国食品药品监督管理局(FDA)、欧盟1935/2004标准(用于弹性体材料)和EU(Reg.)10/2011标准(用于工程塑料)。自2016年以来,中国实行自己制定的食品合规法律标准。作为一级标准,GB 4806标准确定了基本要求,例如,迁移测试和感官评估。GB 9685标准则列出了该行业的“化学成分正面清单”,该清单列出了允许与食品直接接触的密封材料的所有化学组成成分。类似的“白名单”也出现在美国FDA和欧洲法规中。不过,它们在某些方面有少许差异。总体来看,各国的相关法规进一步表明:产品在越多的国家制造和使用,其可选择的、符合所有法律要求的密封件就越少。

风味和过敏原转移:灌装设备的主要挑战之一

除了必须使用高纯度和耐腐蚀的材料实现密封解决方案的卫生设计外,密封件还必须确保最终产品的质量始终保持在较高水平。因此,他们需要防止所谓的风味转移以及其他物质(如过敏原)的转移。这意味着密封件不能吸收产品介质中的任何成分,以避免将它们转移到下一批次产品的介质中。例如,当前一批次灌装完味道浓烈的樱桃饮料后,下一批次灌装风味清淡的饮品,就可能会发生风味转移,即清淡如水的饮品无意中掺入了樱桃味。结果就是,最终产品的质量和口味不稳定,从而引起客户不满意。同理,风味转移也可能会发生在灌装榛子牛奶饮料之后香草牛奶饮料的灌装过程中。由于许多人对榛子过敏,因此在这种情况下,防止过敏原转移到香草牛奶饮料中非常重要。调味剂由各种化学成分组成,例如,已知对弹性体有害的醛、酮和羧酸。

为了杜绝不同口味的残留物,也为了防止使用错误的密封材料而导致的密封件过早损坏,必须进行严格的耐受性测试。科德宝密封技术研发了一种特殊的密封材料系列,可抵抗腐蚀性调味剂以及防止风味转移。Fluoroprene® XP仅可吸收到微量的风味,因此可确保食品饮料行业中的软饮、咖啡、冰淇淋和许多其他产品的风味纯正。得益于卫生设计的密封产品,过敏原的转移也近乎为零。


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