Anodowanie a kontakt z żywnością

Aluminium jest materiałem szeroko stosowanym do produkcji wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, takich jak patelnie, formy do pieczenia, przybory kuchenne, tacki oraz elementy do przetwórstwa spożywczego. Aby zapewnić bezpieczeństwo żywności i ograniczyć przenikanie metalu do produktów spożywczych, aluminium jest często zabezpieczane przez malowanie lub anodowanie.

Spośród dostępnych obróbek anodowanie stanowi jedno z najskuteczniejszych rozwiązań zwiększających odporność chemiczną i mechaniczną aluminium w zastosowaniach spożywczych, pod warunkiem prawidłowego zaprojektowania i użytkowania.

Przenikanie aluminium do żywności

Stopy aluminium wykazują dobrą odporność na korozję dzięki samoistnemu powstawaniu w kontakcie z powietrzem pasywnej warstwy tlenku glinu. Warstwa ta tworzy barierę ochronną wobec środowiska zewnętrznego, ma jednak bardzo małą grubość i ograniczoną odporność chemiczną.

Naturalna warstwa pasywna:

• jest stabilna w środowiskach obojętnych lub mało agresywnych
• nie jest odporna w środowiskach kwaśnych lub zasadowych

W szczególności naturalna warstwa tlenku ulega rozpuszczeniu:

• w środowiskach kwaśnych o pH < 4,5
• w środowiskach zasadowych o pH > 8,5

W takich warunkach aluminium nie jest już chronione i może rozpuszczać się w żywności.

Podobne zachowanie obserwuje się w obecności jonów chlorkowych (np. w słonej żywności), które mogą atakować warstwę tlenku nawet przy obojętnym pH, pozostawiając metal narażony na działanie korozyjne.

Specyficzny limit uwalniania (SRL)

Dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności określono maksymalny limit uwalniania aluminium, oznaczany jako SRL – Specific Release Limit.

Komitet P-SC-EMB (Committee of Experts on Packaging Materials for Food and Pharmaceutical Products) ustanowił:

Limit SRL dla aluminium: 5 mg/kg żywności

Wyroby przeznaczone do kontaktu z żywnością muszą spełniać ten limit w przewidzianych warunkach użytkowania. Za weryfikację spełnienia limitu SRL odpowiada podmiot gospodarczy wprowadzający gotowy wyrób do obrotu.

Aluminium anodowane a kontakt z żywnością

W przeciwieństwie do naturalnej warstwy pasywnej warstwa anodowa jest znacznie grubsza, ma bardziej zwartą strukturę i charakteryzuje się większą twardością powierzchniową. Dzięki tym cechom aluminium anodowane lepiej nadaje się do kontaktu z żywnością niż aluminium nieobrobione.

Odporność chemiczna warstwy anodowej

Aluminium anodowane wykazuje doskonałą odporność na obojętne roztwory soli zawierające chlorki oraz dobrą odporność w środowiskach umiarkowanie kwaśnych lub zasadowych.

Przyspieszone testy korozyjne w mgle solnej pokazują, że anodowanie, w szczególności twarde, może zapewniać ponad 1000 godzin bez istotnych objawów korozji.

W kontakcie z żywnością silnie kwaśną lub silnie zasadową warstwa anodowa ulega jednak stopniowemu rozpuszczaniu. W takich warunkach anodowanie nie gwarantuje nieograniczonej w czasie ochrony.

Wytrzymałość mechaniczna i zużycie

Warstwa anodowa charakteryzuje się wysoką twardością i odpornością na zużycie. Właściwości te pozwalają ograniczyć przenoszenie aluminium w wyniku ścierania oraz poprawić trwałość elementu mającego kontakt z żywnością.

Norma EN 14392 – Kontakt z żywnością i rozporządzenie dotyczące FCM (WE) 1935/2004

Europejska norma EN 14392 – Requirements for anodized products for use in contact with foodstuff określa wymagania dla wyrobów z aluminium anodowanego przeznaczonych do kontaktu z żywnością.

Główne wymagania

Skład stopu Stop aluminium musi być zgodny z normami:

• EN 601
• EN 602

Ponieważ anodowanie jest przemianą aluminium, pierwiastki stopowe występują również w anodowej warstwie tlenku.

Obowiązkowe uszczelnianie Warstwa anodowa ma strukturę porowatą. W celu zamknięcia porów i zwiększenia odporności na korozję obowiązkowy jest etap uszczelniania, przeprowadzany przez zanurzenie w gorącej wodzie (zazwyczaj o temperaturze powyżej 95 °C). Uszczelnianie zmniejsza przepuszczalność warstwy, poprawia odporność chemiczną i przyczynia się do ograniczenia migracji aluminium.

Weryfikacja migracji i odpowiedzialność podmiotu gospodarczego

Spełnienie wymagań normy EN 14392 samo w sobie nie wystarcza do zagwarantowania zgodności z limitem SRL.

Migracja aluminium zależy bowiem od stopu aluminium materiału podstawowego, zastosowanej obróbki powierzchniowej oraz rzeczywistych warunków użytkowania gotowego wyrobu.

Sama obróbka powierzchniowa nie stanowi wyrobu gotowego. Odpowiedzialność za zgodność z rozporządzeniem (WE) 1935/2004 i limitem SRL spoczywa na podmiocie gospodarczym wprowadzającym do obrotu gotowy wyrób, rozumiany jako połączenie materiału podstawowego i obróbki.

Weryfikacja migracji jest zatem konieczna, w szczególności w przypadku żywności silnie kwaśnej lub zasadowej, wysokich temperatur, długotrwałego kontaktu lub powtarzalnych cykli mycia czy sanityzacji.

Podsumowanie

Anodowanie stanowi skuteczne i sprawdzone rozwiązanie w zastosowaniach aluminium w kontakcie z żywnością, ale nie eliminuje konieczności przeprowadzenia oceny technicznej i regulacyjnej warunków użytkowania.

Podsumowując, anodowanie znacząco poprawia odporność chemiczną i mechaniczną aluminium oraz ogranicza migrację aluminium do żywności, jednak nie gwarantuje nieograniczonej ochrony w warunkach ekstremalnych.

Zgodność z przepisami powinna zawsze iść w parze z oceną rzeczywistych warunków użytkowania oraz, w razie potrzeby, ze specjalistycznymi badaniami migracji.

Dostępna dokumentacja:

• Oświadczenie dotyczące zastosowania w kontakcie z żywnością (PDF)
• Deklaracja zgodności REACH-RoHS (PDF)