Eigenschaften der Anodisierung
Eloxierung und Lebensmittelkontakt
Aluminium und Lebensmittelkontakt: Anodisierung als Schutzlösung
Aluminium ist ein weit verbreitetes Material für die Herstellung von Gegenständen, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, wie Pfannen, Backbleche, Utensilien, Schalen und Komponenten für die Lebensmittelverarbeitung. Um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten und die Abgabe von Metall an Lebensmittel zu begrenzen, wird Aluminium häufig durch Lackierung oder Anodisierung geschützt.
Unter den verfügbaren Behandlungen stellt die Anodisierung eine der effektivsten Lösungen dar, um die chemische und mechanische Beständigkeit von Aluminium in Lebensmittelanwendungen zu erhöhen, sofern sie korrekt konzipiert und eingesetzt wird.
Abgabe von Aluminium an Lebensmittel
Aluminiumlegierungen weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, dank der spontanen Bildung einer passivierenden Schicht aus Aluminiumoxid bei Kontakt mit Luft. Diese Schicht bildet eine Schutzbarriere zur äußeren Umgebung, hat jedoch eine extrem geringe Dicke und eine begrenzte chemische Beständigkeit.
Die natürliche Passivierungsschicht:
- ist stabil in neutralen oder wenig aggressiven Umgebungen
- ist nicht beständig in sauren oder alkalischen Umgebungen
Insbesondere wird die natürliche Oxidschicht aufgelöst:
- in sauren Umgebungen mit pH < 4,5
- in alkalischen Umgebungen mit pH > 8,5
Unter diesen Bedingungen ist Aluminium nicht mehr geschützt und kann sich im Lebensmittel auflösen.
Ein ähnliches Verhalten wird in Gegenwart von Chloridionen beobachtet (z. B. in gesalzenen Lebensmitteln), die die Oxidschicht auch bei neutralem pH angreifen können und das Metall der korrosiven Wirkung aussetzen.
Spezifisches Freisetzungslimit (SRL)
Um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten, wurde ein maximales Freisetzungslimit für Aluminium festgelegt, bezeichnet als SRL – Specific Release Limit.
Das P-SC-EMB (Committee of Experts on Packaging Materials for Food and Pharmaceutical Products) hat festgelegt:
SRL-Grenzwert für Aluminium: 5 mg/kg Lebensmittel
Gegenstände, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, müssen diesen Grenzwert unter den vorgesehenen Verwendungsbedingungen einhalten. Die Überprüfung der Einhaltung des SRL-Grenzwerts liegt in der Verantwortung des Wirtschaftsakteurs, der das Endprodukt in Verkehr bringt.
Eloxiertes Aluminium und Lebensmittelkontakt
Im Gegensatz zur natürlichen Passivierungsschicht ist die Anodisierungsschicht wesentlich dicker, weist eine kompaktere Struktur auf und besitzt eine höhere Oberflächenhärte. Diese Eigenschaften machen eloxiertes Aluminium für den Kontakt mit Lebensmitteln geeigneter als unbehandeltes Aluminium.
Chemische Beständigkeit der anodischen Schicht
Eloxiertes Aluminium zeigt ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber neutralen Salzlösungen, die Chloride enthalten, und gute Beständigkeit in mäßig sauren oder alkalischen Umgebungen.
Beschleunigte Korrosionstests im Salzsprühtest zeigen, dass die Anodisierung, insbesondere die Hartanodisierung, über 1000 Stunden ohne signifikante Korrosionserscheinungen überstehen kann.
In Gegenwart von stark sauren oder stark alkalischen Lebensmitteln wird die anodische Schicht jedoch progressiv aufgelöst. Unter diesen Bedingungen gewährleistet die Anodisierung keinen unbegrenzten Schutz über die Zeit.
Mechanische Beständigkeit und Verschleiß
Die anodische Schicht zeichnet sich durch hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus. Diese Eigenschaften ermöglichen es, die Übertragung von Aluminium durch Abrieb zu reduzieren und die Haltbarkeit des Bauteils im Kontakt mit Lebensmitteln zu verbessern.
Empfohlene Behandlung für Lebensmittelanwendungen
Für den Schutz von Gegenständen, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, wird empfohlen:
- Hartanodisierung (OX-HS)
- Hohe Schichtdicke: 50 ± 10 µm
- Heißversiegelung obligatorisch
- Legierungen der 6000er Serie oder andere konforme Legierungen EN 601 / EN 602
Norm EN 14392 Lebensmittelkontakt und Verordnung MOCA (EG) 1935/2004
Die europäische Norm EN 14392 – Requirements for anodized products for use in contact with foodstuff definiert die Anforderungen für eloxierte Aluminiumprodukte, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind.
Hauptanforderungen
Legierungszusammensetzung Die Aluminiumlegierung muss den Normen entsprechen:
- EN 601
- EN 602
Da die Anodisierung eine Umwandlung des Aluminiums ist, sind die Legierungselemente auch in der anodischen Oxidschicht vorhanden.
Obligatorische Versiegelung Die anodische Schicht weist eine poröse Struktur auf. Um die Porosität zu versiegeln und die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, ist die Versiegelungsphase obligatorisch, die durch Eintauchen in heißes Wasser durchgeführt wird (typischerweise bei einer Temperatur über 95 °C). Die Versiegelung reduziert die Durchlässigkeit der Schicht, verbessert die chemische Beständigkeit und trägt dazu bei, die Abgabe von Aluminium zu begrenzen.
Überprüfung der Freisetzung und Verantwortung des Betreibers
Die Einhaltung der Anforderungen der Norm EN 14392 ist an sich nicht ausreichend, um die Einhaltung des SRL-Grenzwerts zu gewährleisten.
Die Abgabe von Aluminium hängt nämlich von der Aluminiumlegierung des Grundmaterials, der angewandten Oberflächenbehandlung und den tatsächlichen Verwendungsbedingungen des Endprodukts ab.
Die Oberflächenbehandlung allein stellt kein Endprodukt dar. Die Verantwortung für die Konformität mit der Verordnung (EG) 1935/2004 und dem SRL-Grenzwert liegt beim Wirtschaftsakteur, der das Endprodukt in Verkehr bringt, verstanden als Kombination aus Grundmaterial und Behandlung.
Die Überprüfung der Freisetzung ist daher notwendig, insbesondere in Gegenwart von stark sauren oder alkalischen Lebensmitteln, hohen Temperaturen, verlängerten Kontaktzeiten oder wiederholten Wasch- oder Desinfektionszyklen.
Kompatible Lebensmittel und kritische Bedingungen
Die Anodisierung mit Versiegelung ist im Allgemeinen geeignet für Lebensmittel mit mäßigem pH-Wert, wie Wasser und Getränke (pH 5–8), Milch und Milchprodukte, Fleisch und Fisch, gesalzene Lebensmittel, Öle und Fette.
Eine spezifische Bewertung der Freisetzung ist jedoch erforderlich in Gegenwart von sehr sauren Lebensmitteln (pH < 3), alkalischen Lebensmitteln, verlängertem Kontakt bei hohen Temperaturen oder wiederholten aggressiven Wasch- oder Desinfektionszyklen.
Schlussfolgerungen
Die Anodisierung stellt eine wirksame und bewährte Lösung für den Einsatz von Aluminium im Kontakt mit Lebensmitteln dar, eliminiert jedoch nicht die Notwendigkeit einer technischen und normativen Bewertung von Fall zu Fall.
Zusammenfassend verbessert die Anodisierung die chemische und mechanische Beständigkeit von Aluminium erheblich, reduziert die Abgabe von Aluminium an Lebensmittel, gewährleistet jedoch keinen unbegrenzten Schutz unter extremen Bedingungen.
Die normative Konformität muss immer von einer Bewertung der tatsächlichen Verwendungsbedingungen begleitet werden und, wenn erforderlich, von spezifischen Freisetzungstests.
Verfügbare Dokumentation: