Nozioni di base sulla corretta scelta di un grasso alimentare

Che cos'è un grasso alimentare?

I grassi utilizzati per lubrificare i macchinari nella produzione di alimenti, bevande e prodotti farmaceutici sono disciplinati da norme speciali per proteggere la purezza, la salute e la sicurezza del prodotto finito destinato al consumatore. A differenza dei lubrificanti industriali standard, il design di grasso e olio per uso alimentare deve seguire le rigide linee guida per la composizione chimica stabilite dalla FDA sotto il titolo “Lubrificanti con contatto accidentale con alimenti”.

La National Sanitation Foundation (NSF) ha stabilito tre classificazioni di lubrificanti per alimenti:

• H1: Lubrificanti per uso alimentare utilizzati nella lavorazione degli alimenti che comportano il contatto accidentale con alimenti. I lubrificanti H1 sono solitamente ciò che si intende quando le persone si riferiscono ai lubrificanti per alimenti.
• H2: Lubrificanti per uso alimentare utilizzati su attrezzature o macchinari in cui non è possibile il contatto con alimenti. Questi sono utilizzati nelle utility o nelle aree “SOTTO” la linea di produzione.
• H3: lubrificanti per uso alimentare utilizzati per prevenire la ruggine su ganci, carrelli e attrezzature simili. Si tratta in genere di oli commestibili e sono utilizzati laddove possa esserci un contatto diretto con gli alimenti come parte del funzionamento dell’apparecchiatura.

Molti oli base, additivi antifrizione/usura, inibitori di corrosione, dislocatori d’acqua e modificatori di polimeri che sono così efficaci nei lubrificanti per uso industriale H2 non possono essere utilizzati in oli e grassi progettati con utilizzo H1.

Le sfide di lubrificazione nel settore alimentare, delle bevande e farmaceutico

Coloro che svolgono la manutenzione delle attrezzature nelle industrie alimentari, delle bevande e farmaceutiche devono affrontare anche alcune sfide uniche di lubrificazione. Non solo queste apparecchiature sono esposte allo stesso livello di vibrazioni, impatto e stress, come si è visto in molti ambienti industriali, ma sono anche sottoposte a costante sanificazione che coinvolge esposizione all’acqua, vapore, agenti igienizzanti e prodotti chimici di pulizia. Queste condizioni possono danneggiare i cuscinetti e potenzialmente degradare molti grassi lubrificanti H1 standard, con conseguenti guasti e fermi macchina imprevisti.

Di seguito, imparerai il modo migliore per selezionare il grasso ottimale H1 per prestazioni e affidabilità superiori.

Lubrificazione dei cuscinetti

Secondo la Bearing Manufacturer’s Association, oltre il 60% dei guasti dei cuscinetti è dovuto a problemi di lubrificazione. Questo potrebbe essere ancora più un problema nel settore alimentare, delle bevande e farmaceutico.

L’acciaio inossidabile è il materiale ideale per le macchine nell’industria alimentare, delle bevande e farmaceutica perché ha la resistenza alla corrosione per tollerare frequenti lavaggi in acqua, agenti igienizzanti, esposizione ad acidi/alcali. Offre inoltre la resistenza alla ruggine per evitare la contaminazione del prodotto. Tuttavia, la maggior parte dei cuscinetti in acciaio inossidabile sono realizzati in acciaio al carbonio per via della duttilità meccanica. Questi cuscinetti in acciaio al carbonio si corrodono molto più facilmente rispetto all’apparecchiatura stessa, in particolare a causa alla costante pulizia ed esposizione all’acqua. Ciò porta spesso a guasti prematuri dei cuscinetti.

Per ridurre la corrosione dei cuscinetti in queste industrie, talvolta vengono utilizzati componenti di cuscinetti realizzati in acciaio inossidabile. Tuttavia, questo approccio non è stato un successo. Le superfici portanti in lega CrNi tendono a scorticarsi e indurire. Inoltre, i cuscinetti in lega CrNi possono essere fino al 50% inferiori in termini di carico rispetto ai loro omologhi in acciaio al carbonio.

Scelta del grasso ottimale per cuscinetti in industrie alimentari

Per lubrificare efficacemente i cuscinetti delle macchine di lavorazione e produzione, è fondamentale considerare i limiti della tecnologia di lubrificazione scelta rispetto alle condizioni di servizio.

1. Considera tutti i fattori che riguardano l’applicazione. Quali sono le condizioni ambientali e meccaniche specifiche del servizio? Prendi in considerazione: Velocità e dimensioni del cuscinetto Temperatura Fattori di corrosione Vibrazioni Usura del metallo Esposizione all’acqua
2. Qual è l’attuale Mean Time Between Failure (MTBF) e qual è il tuo obiettivo per migliorarne la vita operativa? Se si dispone di un’applicazione altamente problematica che comporta frequenti guasti ai cuscinetti, è possibile avere obiettivi di miglioramento definitivi.
3. Successivamente, rivedi le specifiche tecniche dei grassi che stai considerando. Le caratteristiche prestazionali di un olio o grasso di un macchinario possono essere difficili da valutare quando si legge la lista di informazioni di marketing che si trovano su una scheda tecnica del prodotto. Mentre leggi la campagna pubblicitaria, tutti i grassi sono “SUPERIOR”, “unico”, “resistente all’acqua e al carico” o “progettato per condizioni severe”. In realtà, quando si tratta di prestazioni e affidabilità delle attrezzature, sono i dati sulle performance del grasso che dovrebbero essere rivisti, interpretati e guidare così la tua decisione.

Un lubrificante dovrebbe essere rivisto nel merito delle sue caratteristiche meccaniche e chimiche.

Caratteristiche Meccaniche

Affinché i cuscinetti funzionino in modo affidabile, i componenti dei cuscinetti (rulli, sfere, piste, gabbie, ecc.) devono essere separati da una pellicola dinamica di olio lubrificante. Mentre la maggior parte delle persone cerca un grasso di una consistenza specifica come NLGI #0, #1 o #2, è in realtà la viscosità dell’olio base che fornisce il film lubrificante dinamico che separa i componenti del cuscinetto. La separazione completa del film (o separazione idrodinamica) può avvenire solo se la viscosità dell’olio base e la velocità del cuscinetto sono corrette per la temperatura dell’applicazione.

La scelta del grasso corretto in base alla viscosità dell’olio di base è più importante della richiesta di un grasso EP #2. Sono disponibili diagrammi appropriati che indicano la viscosità dell’olio base corretta e la velocità del cuscinetto a specifiche temperature operative.

A.W. Chesterton è uno dei principali produttori mondiali di grassi alimentari. Questi grassi hanno diverse viscosità dell’olio base, consentendo al tecnico di lubrificazione di selezionare la viscosità corretta per l’applicazione. Ad esempio, il grasso Chesterton 630 SXCF ha un olio di base ISO VG 46 che può essere utilizzato per cuscinetti che funzionano fino a 3600 rpm. Sono disponibili grassi con viscosità dell’olio di base più elevati, come il Chesterton 630 SXCF 220 #1 per cuscinetti con grandi diametri e giri lenti.

Caratteristiche chimiche

In condizioni difficili, la separazione ideale del film fluido può essere compromessa. Tuttavia, un lubrificante che è sapientemente progettato con la giusta combinazione di additivi per le prestazioni sarà in grado di rimanere stabile durante condizioni operative difficili e fornire una protezione supplementare al cuscinetto. La tribologia, la cosiddetta scienza della riduzione dell’attrito e dell’usura, è un evento chimico in cui gli additivi reagiscono alla superficie dei cuscinetti. Questo evento genera un film “passivante” che protegge il cuscinetto dall’eccesso di carico e dall’usura causati da vibrazioni, avvio e arresto, carico laterale, disallineamento e fenomeni simili.

Inoltre, gli additivi chimici possono fornire resistenza alla corrosione “passivando” l’acciaio al carbonio e riducendo l’effetto dell’umidità e dei vapori chimici corrosivi sulla metallurgia dei cuscinetti. Un grasso progettato in modo robusto potrebbe anche essere utilizzato per la lubrificazione dei cuscinetti in acciaio inossidabile per contribuire a ridurre la formazione di bruciature e consentire maggiori velocità di servizio e carichi meccanici.

Idealmente, dovresti rivedere i dati pubblicati dai costruttori sulle schede tecniche che sono derivati ​​da test delle prestazioni ASTM e DIN ISO. Ad esempio, se un componente dell’apparecchiatura viene esposto a frequenti perdite di acqua a causa dei requisiti di pulizia, è possibile selezionare il grasso con la percentuale più bassa di diluizione dell’acqua. Se gli stessi cuscinetti sono esposti a succhi di frutta corrosivi, acidi di lavorazione e detergenti aggressivi, bisogna ricercare un lubrificante con un’eccellente resistenza alla corrosione, come dimostrato da ASTM B 117, ovvero il test di resistenza alla corrosione.

Lubrificazione dei motori elettrici

In particolare, i cuscinetti dei motori elettrici svolgono un ruolo fondamentale nelle industrie di trasformazione alimentare, delle bevande e farmaceutiche. Un cuscinetto del motore elettrico è in genere lubrificato con grasso Polyurea specificato dal costruttore (OEM). Questo può essere a volte un problema in quanto questi grassi sono formulati con additivi minimi a causa del timore che l’eccesso di pressione estrema e gli additivi antiusura possano reagire negativamente con componenti di rame, come gli avvolgimenti del motore. Pertanto, i dati sulle prestazioni di questi grassi (test di saldatura 4 sfere, test di resistenza alla corrosione e di lavaggio con acqua) sono spesso molto BASSI.

Quando si affrontano condizioni operative difficili, si può prendere in considerazione la possibilità di sostituire il grasso Polyurea con un grasso addensante al solfonato di calcio alimentare. Il grasso ottimale al solfonato di calcio soddisfa la viscosità dell’olio base, la consistenza NLGI e la stabilità termica, oltre a fornire una resistenza superiore al dilavamento, all’ossidazione e alla corrosione dell’acqua. Questo grasso fornirà una lubrificazione superiore ai cuscinetti del motore esposti a vapori corrosivi, umidità elevata e agenti ossidanti dalle frequenti procedure di igienizzazione delle attrezzature.

Conclusioni

In sintesi, la scelta di grassi per alimenti per attrezzature negli impianti Food&Beverage ed impianti farmaceutici richiede un’attenzione speciale. Identifica sempre le sfide ambientali, le dimensioni dei cuscinetti, le condizioni di applicazione e i livelli di prestazione attuali. Confronta con attenzione i valori riportati sulle schede tecniche dei grassi alimentari H1 di varie marche rispetto alle tue priorità. Con un’attenta selezione, ridurrai i fallimenti dei cuscinetti incrementando le prestazioni.

Articolo originale in inglese a cura di Mark Guenther, A.W. Chesterton IL-MRO Global Product Manager.