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1 marzo 2024
Macchine da caffè
Un assaggio dei requisiti dell'industria alimentare e delle bevande
Le loro guarnizioni possono essere la causa di inutili costi aggiuntivi quando i materiali convenzionali non tengono il passo con i crescenti requisiti. Sono richiesti elastomeri durevoli ad alte prestazioni, che offrono ulteriori vantaggi nella produzione, nella logistica e nella pulizia. Quali materiali soddisfano tutti i requisiti dei mercati mondiali delle macchine da caffè?
Standard in aumento
Un venerdì pomeriggio, un produttore di macchine da caffè leader nel mercato dei consumatori finali telefona disperato al suo fornitore di componenti: "Un'intera partita di macchine da caffè è stata rimandata indietro. La dogana cinese non le lascia entrare nel Paese". Evidentemente, non c'era l'approvazione GB 4806.1. Le approvazioni di accompagnamento della Food and Drug Administration (FDA) americana e di altri Paesi non sarebbero più state accettate sul mercato cinese.
Poco dopo si mise in contatto con un altro produttore di macchine da caffè del mercato professionale. Si trovava inaspettatamente di fronte a un problema tecnico: Un O-ring che sigillava il pistone dell'unità di erogazione si era rotto dopo soli 10.000 cicli. L'attrito, l'acqua calda e l'attuale processo di pulizia con prodotti chimici hanno apparentemente una durata molto più breve rispetto a qualsiasi altro elemento dell'unità di ebollizione. Il risultato è un costoso lavoro di manutenzione.
Approvazione specifica per il settore
I produttori globali di macchine da caffè si trovano sempre più spesso ad affrontare nuovi requisiti per le approvazioni specifiche del settore per tutti i principali mercati, come Europa, Cina, Sudafrica e Stati Uniti. Idealmente, componenti come gli O-ring dovrebbero essere realizzati con un unico materiale ad alte prestazioni che soddisfi tutti i requisiti. In questo modo si eviterebbe l'uso di più soluzioni specifiche per il settore o per il Paese. Le normative e le approvazioni sono un mondo dinamico che richiede un attento monitoraggio. L'esempio del produttore di macchine da caffè che ha subito l'improvvisa interruzione delle esportazioni in Cina ne è un buon esempio.
Inoltre, ci sono preoccupazioni per gli elastomeri che contengono una percentuale maggiore di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) in tutto il settore. Questi ultimi sono risultati potenzialmente cancerogeni. Gli IPA sono un componente tecnico integrale degli oli estensori a base minerale e dei pigmenti di nerofumo. Da qui la loro presenza in molti elastomeri. I limiti di IPA sono suddivisi in tre categorie: La categoria 1 è quella che prevede i limiti più severi per i materiali che entrano in contatto con gli alimenti o con la bocca - o per i materiali utilizzati nei giocattoli a contatto con la pelle (per più di 30 secondi).
Guarnizioni per macchine da caffè
Le macchine da caffè presentano molte delle sfide che si riscontrano in tutta l'industria alimentare e delle bevande. Per i produttori di guarnizioni, esse rappresentano un esempio tipico. L'aumento del consumo di caffè nei mercati sviluppati e i nuovi mercati in rapida crescita pongono le macchine da caffè di fronte a specifiche sempre più difficili che devono funzionare in tutto il mondo. La gamma PERTEC è la soluzione di Angst+Pfister per soddisfare questi requisiti molto vari. La prova migliore di come l'industria alimentare e delle bevande ne tragga vantaggio è il successo di mercato di questi materiali ad alte prestazioni.
Qual è il miglior materiale di tenuta?
Dal punto di vista delle applicazioni della tecnologia di sigillatura, le macchine da caffè professionali o domestiche di grandi dimensioni possono essere suddivise in due gruppi:
Circuiti di acqua fredda
Alcuni produttori scelgono l'EPDM tradizionale, il VMQ standard, l'NBR alcalino o una combinazione di questi elementi per gli elementi di tenuta nei circuiti dell'acqua fredda. Da un punto di vista puramente funzionale, l'EPDM standard è una buona scelta. Per questo motivo, Angst+Pfister si è impegnata a fondo per sviluppare un EPDM ad alta purezza conforme alle normative alimentari. Tutti i principali requisiti alimentari della lista positiva e anche i test di migrazione possono essere soddisfatti da PERTEC UP EPDM 70.503-04. Inoltre, sono soddisfatte le condizioni della categoria 1 degli IPA. Questo materiale è disponibile in una durezza Shore A di 70 e 80. Inoltre, l'uso di materiali diversi comporta un'inutile complessità in termini di specifiche e logistica.
PERTEC UP VMQ è un silicone ultrapuro prodotto da Angst+Pfister per le particolari esigenze delle applicazioni alimentari e delle bevande. L'ampio intervallo di temperature di esercizio, da -60 a 200 gradi Celsius, le eccezionali proprietà meccaniche e l'elevata resistenza chimica ne fanno la soluzione ideale. Inoltre, PERTEC UP VMQ soddisfa numerosi requisiti di approvazione come CFR 177.2600 (FDA), GB 4806.1, Arrêté francese, BfR XV, EC1935/2004, 3-A Sanitary Standard e molti altri. Il silicone soddisfa facilmente i criteri di inclusione nella categoria 1 degli IPA e ha un valore VOC (Volatile Organic Compound) estremamente basso. Ciò significa che: Un unico materiale sigillante soddisfa tutti i requisiti, elimina i potenziali problemi di salute ed evita ai clienti la complessità che comporterebbe l'impiego di più materiali. Questo materiale è disponibile con una durezza Shore A di 70 e 50.
Circuito dell'acqua calda
In ambienti come questo, i materiali di tenuta devono essere conformi alle normative alimentari come il CFR 177.2600 (FDA), il 3-A Sanitary Standard, l'NSF 51, il CE 1935/2004, quelle dell'Istituto Federale Tedesco per la Valutazione del Rischio (BfR) e molte altre determinate dalle esigenze del cliente. Devono essere altamente resistenti agli agenti chimici e termicamente stabili per mantenere la loro funzione sigillante - durante e dopo l'esposizione ai processi di pulizia, al vapore ad alta temperatura per la sterilizzazione e agli idrocarburi e agli acidi grassi contenuti nel caffè.
I prodotti per la pulizia contengono solitamente sostanze chimiche aggressive come acido nitrico, perossido di idrogeno, acido peracetico, idrossido di sodio e idrossido di potassio. Il processo di pulizia viene eseguito ad alte temperature, fino a 75 o 85 gradi Celsius. I produttori di macchine da caffè scelgono tradizionalmente materiali in silicone ed EPDM per i circuiti dell'acqua calda. Tuttavia, questi materiali non sempre offrono la migliore durata e stabilità in tutte le condizioni. I processi ad alta temperatura con sostanze acide e alcaline tendono a degradare i legami silossanici dei siliconi. Questo può danneggiare significativamente le guarnizioni dopo diversi cicli di acqua calda. L'EPDM è quindi una buona soluzione: Può resistere alle alte temperature e alle sostanze acide e alcaline. Le sostanze apolari come i grassi, gli oli e i loro derivati, componenti naturali del chicco di caffè e presenti anche nel caffè preparato, causano rigonfiamenti e danni meccanici all'EPDM.
Per questo Angst+Pfister ha sviluppato il materiale ad alte prestazioni PERTEC CIP FKM 75.501-04, un FKM polimerizzato con perossido in grado di resistere ai severi processi CIP dell'industria alimentare e che rappresenta la scelta migliore per le macchine da caffè. È eccezionalmente resistente dal punto di vista meccanico e rispetta molte importanti normative alimentari. La resistenza del materiale all'acqua calda e al vapore lo rende una soluzione ottimale anche per altre applicazioni nel settore alimentare e delle bevande.
Materiali di tenuta per sensori di flusso
I sensori di flusso sono componenti critici: Misurano la quantità di acqua, che varia a seconda del tipo di caffè. L'O-ring deve sigillare perfettamente le due parti in plastica in una scanalatura aperta. Il mezzo è l'acqua fredda a bassissima pressione. PERTEC UP VMQ ultra-puro offre tripli vantaggi:
- Conformità con le approvazioni delle industrie dell'acqua potabile, degli alimenti e delle bevande, comprese quelle della categoria 1 degli IPA.
- Imballaggio speciale: gli O-ring sono confezionati in sacchi pieni d'aria per evitare la deformazione durante il trasporto.
- Prestazioni aggiuntive: Un micro-rivestimento oleoso impedisce agli O-ring di incollarsi tra loro e ne garantisce il corretto scorrimento lungo la linea di assemblaggio, per una maggiore efficienza del processo produttivo.
Materiali di tenuta per unità di erogazione
L'unità di erogazione è indiscutibilmente il componente più importante di una macchina da caffè: È qui che l'acqua calda estrae gli aromi dai chicchi di caffè macinati per creare un caffè delizioso. L'unità di erogazione preme l'acqua calda nel caffè macinato per mezzo di un'unità a pistone ed esegue un movimento lineare verticale. Questo processo richiede un O-ring o una guarnizione a labbro per sigillare perfettamente l'unità a pistone. Oltre ai requisiti di resistenza chimica dovuti ai processi di pulizia, la guarnizione è soggetta all'attrito dei fondi di caffè: particelle meccanicamente abrasive contenenti acidi grassi, oli e grassi dei chicchi di caffè.
La macchina da caffè potrebbe non funzionare correttamente con una guarnizione rotta o usurata nell'unità di erogazione. Rispetto a una guarnizione in silicone convenzionale, che può resistere a oltre 10.000 cicli, PERTEC CIP FKM è stato in grado di estendere la durata a 40.000 cicli grazie alle eccezionali proprietà tribologiche. Si riduce anche l'intervallo tra i costosi interventi di manutenzione. Numerose approvazioni per apparecchi alimentari e bevande consentono di utilizzare la guarnizione nelle macchine da caffè di tutto il mondo.
Nuove soluzioni per ridurre i costi
L'industria alimentare e delle bevande impone ai produttori di guarnizioni requisiti sempre più elevati: maggiori prestazioni e approvazioni più severe. Spesso le soluzioni convenzionali non sono più le migliori. Al contrario: Possono comportare costi elevati. Ecco perché i fornitori di guarnizioni con una competenza comprovata creano vantaggi - e prevengono gli svantaggi sui mercati. Angst+Pfister applica il suo know-how tecnologico nello sviluppo e nella produzione di materiali di tenuta ad alte prestazioni. Sono progettati con precisione per soddisfare i più elevati requisiti tecnici e normativi dell'industria alimentare e delle bevande. Le soluzioni di tenuta soddisfano questi requisiti con un unico materiale, senza limitazioni. Infine, ma non meno importante, riducono i costi grazie a processi produttivi più efficienti, intervalli di manutenzione più lunghi e una logistica più semplice.
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