وبلاگ
کنترل کیفیت روانکارهای صنعتی برای صنایع غذایی
در خطوط تولید و فرآوری مواد غذایی، سلامت محصول علاوه بر کیفیت مواد اولیه و فرآیند تولید به عملکرد صحیح و پایدار ماشینآلات نیز وابسته است. یکی از مواد مهمی که برای عملکرد مناسب تجهیزات مورد استفاده قرار میگیرد، روانکنندههای صنایع غذایی (Food Grade Lubricants) هستند. روانکنندههای صنایع غذایی از نظر عملکرد تریبولوژیکی شباهت زیادی به سایر روانکنندههای صنعتی دارند. آنها باید از تجهیزات در برابر اصطکاک و سایش محافظت کنند و انتقال توان را ممکن سازند. در اصل، وظیفه مهم آنها کمک به عملکرد مداوم و مطمئن ماشینآلات است. با این حال، به دلیل احتمال تماس ناخواسته با مواد غذایی، این روانکنندهها باید علاوه بر الزامات معمول روانکاری، مجموعهای از الزامات مربوط به ایمنی و بهداشت مواد غذایی را نیز رعایت کنند. در این مقاله در مورد این روغن ها و ویژگی آنها صحبت میکنیم، همچنین دستگاه ویسکوزیته کینماتیک (ویسکومتر) برند Anton Paar را به عنوان انتخابی مناسب برای بررسی پارامترهای مهم این روغن ها معرفی میکنیم.
روانکننده صنایع غذایی چیست؟
روانکنندههای مناسب صنایع غذایی، روغن های صنعتی هستند که برای استفاده در محیطهای تولید و فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی طراحی شدهاند. این مواد باید علاوه بر تامین عملکرد مناسب برای ماشینآلات، ویژگیهایی داشته باشند که در صورت تماس با مواد غذایی، ایمنی محصول را به خطر نیندازند. این مواد باید بدون بو، بدون طعم، بیرنگ و از نظر فیزیولوژیکی خنثی باشند.
به دلیل کاربرد در صنایع غذایی و نوشیدنی، آنها نسبت به بسیاری از روانکنندههای صنعتی دیگر تحت مقررات سختگیرانهتری قرار دارند. در این موارد ممکن است احتمال تماس ناخواسته روانکننده با ماده غذایی وجود داشته باشد. این تماس باید در حد بسیار جزئی باشد و نباید از ۱۰ قسمت در میلیون، معادل ۰٫۰۰۱ درصد، بیشتر شود؛ در غیر این صورت، ماده غذایی غیربهداشتی محسوب میشود. استفاده از روان کننده نامناسب باعث آلودگی مواد غذایی میشود و سلامت مصرفکنندگان و اعتماد به تولیدکننده را تحت تاثیر قرار میدهد.
این روانکارها کجا استفاده میشوند؟
این روانکارها در بخشهای مختلف سیستمهای تولید و فرآوری مورد استفاده قرار میگیرند. انتخاب نمونه مناسب برای هر یک از این کاربردها به مشخصات مورد نیاز تجهیزات و شرایط عملیاتی آنها بستگی دارد. از جمله کاربرد آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- روغنهای دنده
- روغنهای زنجیر
- روغنهای کمپرسور
- روغنهای هیدرولیک
- روغنهای محافظ در برابر خوردگی
ترکیبات شیمیایی روانکننده های صنایع غذایی
در اوایل شکل گیری صنعت غذامورد استفاده در صنایع غذایی، روانکارها بر پایهی روغنها و چربیهای خوراکی بودند؛ اما محدودیتهای آنها بهسرعت آشکار شد. این روغنها سریعا تجزیه میشوند، در دماهای پایین تمایل به جامد شدن دارند، هنگام گرم شدن دود میکنند و در دماهای بالا دچار پلیمریزاسیون میشوند. ازاینرو، ماشینآلات صنعتی به روانکارهایی با عملکرد بالاتر نیاز دارند که بتوانند در عین حفظ پایداری، شرایط سخت عملیاتی را نیز تحمل کنند. روانکارهای صنایع غذایی نیز مانند صنایع دیگر از روغنهای پایه و مواد افزودنی تشکیل میشوند. نوع روغن پایه و افزودنیهای مورد استفاده، با توجه به کاربرد نهایی نمونه تعیین میشود. برای مثال، شرایطی مانند سرعت عملکرد ماشینآلات، دمای بالا یا پایین، تغییرات دمایی، فشار بالا و رطوبت زیاد میتوانند بر انتخاب ترکیبات مناسب تاثیرگذار باشند. اکنون مواد مختلف مورد استفاده در این مورد را با هم بررسی میکنیم.
مواد پایه مورد استفاده
گاهی برای بهبود عملکرد محصول نهایی، برخی از مواد پایه میتوانند با یکدیگر ترکیب شوند. از جمله مواد پایه مورد استفاده در روان کننده های صنایع غذایی میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
- روغن معدنی یا روغن سفید
- پلیآلفااولفین (PAO)
- استرها
- پلیآلکیلن گلیکول (PAG) یا پلیگلیکول
- روغن سیلیکون
- پلیاتر پرفلوئور
- روغنها و چربیهای خوراکی مانند روغن سویا
مواد افزودنی مورد استفاده
برای دستیابی به عملکرد مناسب، انواع مختلفی از مواد افزودنی نیز در فرمولاسیون استفاده میشوند. مهمترین انواع این افزودنیها عبارتند از:
- افزودنیهای ضدسایش، شامل اصلاحکنندههای اصطکاک و افزودنیهای فشار بالا
- آنتیاکسیدانها
- بازدارندههای خوردگی
- اصلاحکنندههای ویسکوزیته
- کاهندههای نقطه ریزش
- سورفکتانتها، دیسپرسکنندهها و امولسیفایرها
- مواد ضدکف
در مورد گریسها، علاوه بر روغن پایه و افزودنیها، استفاده از غلیظکننده نیز ضروری است. بسته به پایه شیمیایی و کاربرد موردنظر، این غلیظکننده میتواند بر پایه کلسیم یا آلومینیوم باشد و همچنین سیلیکاتها یا PTFE نیز میتوانند مورد استفاده قرار گیرند.
چرا اندازه گیری ویسکوزیته این مواد اهمیت دارد؟
ویسکوزیته یکی از پارامترهای مهم در انتخاب و کنترل کیفیت این نمونه ها است. یک روانکننده باید متناسب با کاربرد و شرایط کاری تجهیزات انتخاب شود و برای عملکرد مطمئن ماشینآلات، ویسکوزیته مناسب داشته باشد. اندازهگیری ویسکوزیته از چند جنبه اهمیت دارد.
۱. انتخاب نمونه مناسب برای هر کاربرد
تولیدکنندگان، روغن را بر اساس مشخصات فنی و کاربرد موردنظر انتخاب میکنند. تجهیزات مختلف به روان کنندههایی با ویسکوزیته مناسب نیاز دارند تا بتوانند عملکرد مطمئن داشته باشند. بنابراین، کنترل ویسکوزیته به انتخاب نمونه متناسب با کاربرد کمک میکند.
۲. اطمینان از تکرارپذیری محصول
تولیدکنندگان باید اطمینان حاصل کنند که محصولات آنها خواص تکرارپذیری دارند. به همین دلیل، اندازهگیری ویسکوزیته هم در توسعه محصول و هم در بحث کنترل کیفیت اهمیت دارد. برای تولیدکنندگان بررسی ویسکوزیته روانکننده ورودی تضمین میکند که ماده صحیح و با کیفیت موردنیاز را دریافت میکنند.
۳. بررسی سلامت ماشین آلات
روان کاری مناسب قطعات برای دستیابی به عملکرد اقتصادی و سایش کم ماشینآلات ضروری است. آلودگیهایی مانند آب، گردوغبار و ذرات موجود در خط تولید میتوانند خواص روانکار را تغییر دهند. تخریب آن میتواند موجب کاهش کیفیت روان کاری و در نهایت آسیب به تجهیزات شود. چنین شرایطی ممکن است به توقف در خط تولید منجر شود.
۴. آنالیز وضعیت روغن در حال استفاده
بررسی نمونه در حال استفاده یکی از بخشهای مهم HACCP است. علاوه بر این، تخریب آن در اثر آلودگی میتواند زمینه رشد باکتریها و سایر میکروارگانیسمهای خطرناک را فراهم کند و از نظر سلامت و بهداشت خطرناک باشد.
چه پارامترهایی در این نمونه ها اندازهگیری میشوند؟
برای ارزیابی روانکارهای صنایع غذایی، پارامترهای مختلفی مانند ویسکوزیته سینماتیکی در ۴۰ و ۱۰۰ درجه سانتیگراد، شاخص ویسکوزیته (VI) و چگالی در ۲۰ یا ۱۵ درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار میگیرند در برخی موارد در برگه اطلاعات محصول، بهجای چگالی در ۱۵ یا ۲۰ درجه سانتیگراد، وزن مخصوص را نیز اعلام میکنند. همچنین ممکن است Saybolt viscosity (یکی از روشهای قدیمی اندازهگیری گرانروی مایعات) در دماهای ۱۰۰ و ۲۱۰ درجه فارنهایت نیز ارائه شود. در روغنهای مناسب صنایع غذایی، ویسکوزیته سینماتیکی معمولا هم برای محصول نهایی و هم برای روغن پایه تعیین میشود؛ در حالی که برای گریسهای مناسب این صنعت، ویسکوزیته سینماتیکی برای روغن پایه تعیین میشود.
طبقهبندی ویسکوزیته این روغنها بر اساس ISO 3448
از آنجا که این روغن ها در گروه روغنهای صنعتی قرار میگیرند، ویسکوزیته سینماتیکی آنها بر اساس سیستم گرید ویسکوزیته ISO طبقهبندی میشود. در این سیستم، برای هر گرید ویسکوزیته، یک مقدار میانی ویسکوزیته در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته میشود. محدوده مجاز ویسکوزیته محصول نیز برابر با انحراف ±۱۰ درصد نسبت به مقدار میانی تعیینشده است.
ویسکومتر سری svm
دستگاه مناسب برای بررسی ویسکوزیته
ویسکومترهای کینماتیک تولید کمپانی Anton Paar انتخابی مناسب برای بررسی روان کننده ها محسوب میشوند و میتوانند بدون نیاز به حمام ویسکوزیته در سریعترین زمان ویسکوزیته سینماتیک و دینامیک، شاخص ویسکوزیته و دانسیته را با بالاترین دقت اندازه بگیرند. این دستگاه ها به تولید کنندگان کمک میکنند کیفیت محصولات خود را بالا ببرند و به نتایجی قابل اعتماد دست پیدا کنند.
طبقهبندی روانکنندههای صنایع غذایی
روانکنندههای مورد استفاده در صنعت غذایی توسط NSF International در گروه H، یعنی ترکیبات غیرغذایی، طبقهبندی میشوند. مواد رهاساز نیز در گروه ترکیبات اختصاصی قرار گرفته و در دسته 3، یعنی مواد مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی، قرار میگیرند.
| توضیحات | نوع روغن |
| به عنوان روان کننده های واقعی مناسب صنایع غذایی یا روانکنندههای ایمن برای مواد غذایی شناخته میشوند. این روانکنندهها برای کاربردهایی در نظر گرفته شدهاند که در خط تولید احتمال تماس ناخواسته با مواد غذایی یا نوشیدنی وجود دارد. تمام اجزای روانکننده، شامل روغن پایه و مواد افزودنی، و همچنین حداکثر میزان مجاز روانکننده در ماده غذایی، تحت مقررات FDA 21 CFR 178.3570 قرار دارند. این ماده باید در فهرست NSF H1 قرار داشته باشند. | H1 |
| مربوط به سیالات انتقال حرارت در سیستمهای سرمایش و گرمایش است که در آنها احتمال تماس ناخواسته با مواد غذایی یا نوشیدنی وجود دارد. این سیالات باید با FDA 21 CFR 178.3570 مطابقت داشته باشند. | HT-1 |
| HX-1 شامل مواد اولیه مورد استفاده برای فرمولاسیون مادهH1 است. این مواد مشابه روان کنندههای H1 در فهرست NSF قرار دارند و مطابق FDA 21 CFR 178.3570 تنظیم میشوند. | HX-1
|
| HTX-1 شامل مواد اولیه مورد استفاده برای فرمولاسیون سیالات انتقال حرارت HT-1 است. | HTX-1
|
| H2 در کاربردهایی از خط تولید استفاده میشوند که تماس با مواد غذایی امکانپذیر نیست. این مواد مناسب صنایع غذایی محسوب نمیشوند و در مقایسه با H1 تحت مقررات با سختگیری کمتر قرار دارند. | H2
|
| مربوط به سیالات انتقال حرارت است که برخلاف HT-1، تماس آنها با مواد غذایی مجاز نیست. | HT-2 |
| شامل مواد اولیه مورد استفاده برای فرمولاسیون سیالات انتقال حرارت HT-2 است. | HTX-2 |
| شامل روغنهای محلولی است که برای تماس با مواد غذایی در نظر گرفته نشدهاند. این روغنها، برای مثال، میتوانند برای محافظت در برابر زنگ زدگی قطعاتی مانند قلابها یا چرخدستی ها مورد استفاده قرار گیرند. پیش از استفاده از تجهیزات، این نوع روانکننده باید از سطوحی که با محصولات خوراکی تماس دارند حذف شود. این مواد نیز در مقایسه با H1 تحت مقررات با سختگیری کمتر قرار دارند.
| H3
|
| مواد رهاساز برای جلوگیری از چسبیدن محصولات غذایی به قالبها، گریلها یا سایر تجهیزات استفاده میشوند. حداکثر میزان مجاز این مواد در مواد غذایی در FDA 21 CFR 178.3570 تنظیم شده است. | 3H
|
مهمترین استانداردها و نهادهای مرتبط با این موضوع
FDA
سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) مجموعهای از مقررات را برای مواد مورد استفاده در فرمولاسیون این نمونهها مشخص کرده است، از جمله:
- FDA 21 CFR 178.3570 برای مواد پایه و افزودنیهای مورد استفاده در فرمولاسیون روانکنندههای H1، HT-1، HX-1 و H3
- FDA 21 CFR 178.3620 برای روغن معدنی سفید بهعنوان یکی از اجزای مواد غیرغذایی مورد استفاده در تماس با مواد غذایی
- FDA 21 CFR 172.878 برای روغن معدنی USP در تماس مستقیم با مواد غذایی
- FDA 21 CFR 172.882 برای هیدروکربنهای ایزوپارافینی سنتزی
- FDA 21 CFR 172.182 برای موادی که بهطور عمومی ایمن شناخته میشوند.
NSF International
NSF International یک سازمان غیردولتی شناخته شده در حوزه ایمنی مواد غذایی است. این سازمان روانکنندههای مناسب صنایع غذایی تاییدشده و مواد تشکیلدهنده آنها را برای تماس ناخواسته با مواد غذایی در خط تولید، از جمله گروههای H1، HT-1، HX-1 و 3H، فهرست میکند.
ISO 21469
استاندارد ISO 21469 نشان میدهد که محصول یک شرکت الزامات بهداشتی مربوط به فرمولاسیون، تولید، استفاده و جابهجایی را در تمام چرخه عمر خود رعایت میکند. استفاده از روانکنندههای دارای گواهی ISO 21469 میتواند به کاهش خطر آلودگی کمک کند. این گواهی همچنین ایمنی مواد تشکیل دهنده نمونه را در صورت تماس ناخواسته با مواد غذایی تضمین میکند.
ISO 22000
ISO 22000 یک سیستم گواهی مدیریت ایمنی مواد غذایی است که توسط ابتکار جهانی ایمنی مواد غذایی به رسمیت شناخته شده است. این استاندارد برای تولیدکنندگان مواد غذایی در نظر گرفته شده و برای تامین کنندگان تجهیزات، روانکنندهها و قطعات خدماتی طراحی نشده است.
HACCP
HACCP روشی برای شناسایی و کنترل خطرات در تولید مواد غذایی است. برای اطمینان از ایمنی فرآیند تولید، این تحلیل خطر باید برای خطوط تولید جدید و همچنین در صورت ایجاد تغییر در خط تولید، مانند تغییر نوع روان کننده، انجام شود. این روش به عنوان یک روش علمی و شناختهشده برای تضمین تولید بهداشتی مواد غذایی است و توسط تولیدکنندگان مواد غذایی و سازمانهای ایمنی مواد غذایی در سراسر جهان پذیرفته شده است.
سایر الزامات و نهادهای نظارتی
USDA در ابتدا برنامه ثبت روانکنندههای مناسب صنایع غذایی را مدیریت میکرد و تا سال ۱۹۹۹ روانکنندههای مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی را بررسی و تایید میکرد. پس از آن، مسئولیت این برنامه به NSF منتقل شد. USDA همچنان یک نهاد ایمنی مواد غذایی است و برای مثال در مورد محصولات غذایی آلوده هشدار صادر میکند.
CFIA یا آژانس بازرسی مواد غذایی کانادا بر ایجاد یک پایه سالم و پایدار برای منابع حیوانی و گیاهی تمرکز دارد و استانداردها و مقررات متعددی در زمینه ایمنی مواد غذایی صادر کرده است.
همچنین، در برخی کاربردها الزامات گروههای مذهبی نیز مورد توجه قرار میگیرد؛ برای مثال، در تولید مواد غذایی حلال، رعایت الزامات شرعی و دریافت گواهی از نهادهایی مانند Halal Certification Authority (HCA) اهمیت دارد.
EHEDG و الزامات مهندسی بهداشتی
EHEDG یا گروه اروپایی مهندسی و طراحی بهداشتی یک کنسرسیوم غیرانتفاعی متشکل از موسسات تحقیقاتی و دانشگاهها، تولیدکنندگان ماشینآلات، تولیدکنندگان مواد غذایی، تامینکنندگان صنایع غذایی، مقامات بهداشت عمومی و سازمانهای دولتی است.
جمع بندی
روان کنندههای صنایع غذایی از مواد مهم در خط تولید و فرآوری مواد غذایی هستند؛ زیرا هم در ایمنی مواد غذایی و هم در سلامت و عملکرد ماشینآلات نقش دارند. انتخاب روانکنندهای با ویسکوزیته مناسب برای تجهیزات خط تولید، عملکرد اقتصادی و اصطکاک کم ماشینآلات را امکانپذیر میکند. از طرف دیگر، بررسی روانکننده در حال استفاده، بخشی از الزامات HACCP است و میتواند به تولید کنندگان کمک کند بیشترین استفاده را از تجهیزات خود ببرند.