Анодування та контакт із харчовими продуктами

Алюміній – матеріал, який широко використовується для виготовлення виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами: сковорідок, дек, кухонного приладдя, лотків та компонентів для харчової промисловості. Щоб гарантувати безпечність харчових продуктів та обмежити міграцію металу в них, алюміній часто захищають за допомогою фарбування або анодування.

Серед доступних видів обробки анодування є одним із найефективніших рішень для підвищення хімічної та механічної стійкості алюмінію в харчових застосуваннях за умови правильного проєктування та експлуатації.

Міграція алюмінію в харчові продукти

Алюмінієві сплави мають добру корозійну стійкість завдяки спонтанному утворенню на повітрі пасивного шару оксиду алюмінію. Цей шар створює захисний бар’єр від зовнішнього середовища, проте має надзвичайно малу товщину та обмежену хімічну стійкість.

Природний пасивний шар:

• є стабільним у нейтральних або малоагресивних середовищах
• не витримує кислих або лужних середовищ

Зокрема, природний оксидний шар розчиняється:

• у кислих середовищах із pH < 4,5
• у лужних середовищах із pH > 8,5

За таких умов алюміній більше не захищений і може розчинятися в харчовому продукті.

Подібна поведінка спостерігається за наявності хлорид-іонів (наприклад, у солоних продуктах), які можуть руйнувати оксидний шар навіть за нейтрального pH, залишаючи метал відкритим до корозійного впливу.

Специфічна межа виділення (SRL)

Для забезпечення безпечності харчових продуктів для алюмінію встановлено максимально допустиму межу виділення, що позначається як SRL – Specific Release Limit.

P-SC-EMB (Комітет експертів з пакувальних матеріалів для харчових продуктів і фармацевтичної продукції) встановив:

Межа SRL для алюмінію: 5 мг/кг харчового продукту

Вироби, призначені для контакту з харчовими продуктами, повинні відповідати цій межі за передбачених умов використання. За перевірку дотримання межі SRL відповідає суб’єкт господарювання, який вводить готовий продукт в обіг.

Анодований алюміній і контакт з харчовими продуктами

На відміну від природного пасивного шару, анодний шар значно товстіший, має щільнішу структуру та вищу поверхневу твердість. Ці характеристики роблять анодований алюміній придатнішим для контакту з харчовими продуктами порівняно з необробленим алюмінієм.

Хімічна стійкість анодного шару

Анодований алюміній демонструє відмінну стійкість до нейтральних сольових розчинів, що містять хлориди, та добру стійкість у помірно кислих або лужних середовищах.

Прискорені випробування на корозійну стійкість у соляному тумані показують, що анодування, зокрема тверде, може витримувати понад 1000 год без суттєвих проявів корозії.

Проте за контакту з сильнокислими або сильнолужними харчовими продуктами анодний шар поступово розчиняється. За таких умов анодування не гарантує необмеженого в часі захисту.

Механічна стійкість і знос

Анодний шар характеризується високою твердістю та зносостійкістю. Ці властивості дають змогу зменшити перенесення алюмінію внаслідок абразивного зношування та підвищити довговічність компонента, що контактує з харчовими продуктами.

Стандарт EN 14392: контакт з харчовими продуктами та Регламент (ЄС) № 1935/2004 щодо матеріалів і виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами

Європейський стандарт EN 14392 – Вимоги до анодованих виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами визначає вимоги до виробів з анодованого алюмінію, призначених для контакту з харчовими продуктами.

Основні вимоги

Склад сплаву Алюмінієвий сплав повинен відповідати стандартам:

• EN 601
• EN 602

Оскільки анодування є перетворенням алюмінію, легувальні елементи присутні також в анодному оксидному шарі.

Обов’язкове ущільнення пор Анодний шар має пористу структуру. Щоб загерметизувати пори та підвищити корозійну стійкість, обов’язковим є етап ущільнення пор, який виконують зануренням у гарячу воду (зазвичай за температури понад 95 °C). Ущільнення пор зменшує проникність шару, підвищує хімічну стійкість і сприяє обмеженню міграції алюмінію.

Перевірка міграції та відповідальність суб’єкта господарювання

Дотримання вимог стандарту EN 14392 само по собі не є достатнім для гарантування дотримання межі SRL.

Міграція алюмінію залежить від алюмінієвого сплаву основного матеріалу, застосованої поверхневої обробки та реальних умов експлуатації готового продукту.

Поверхнева обробка сама по собі не є готовим матеріалом. Відповідальність за відповідність Регламенту (ЄС) № 1935/2004 та межі SRL покладається на суб’єкта господарювання, який вводить готовий продукт в обіг; під готовим продуктом розуміють поєднання основного матеріалу та обробки.

Тому перевірка міграції є необхідною, зокрема за наявності сильнокислих або сильнолужних харчових продуктів, підвищених температур, тривалого часу контакту або повторюваних циклів миття чи санітарної обробки.

Висновки

Анодування є ефективним і перевіреним рішенням для використання алюмінію в контакті з харчовими продуктами, але не скасовує потреби в технічній та нормативній оцінці умов експлуатації.

Підсумовуючи, анодування суттєво підвищує хімічну та механічну стійкість алюмінію й зменшує міграцію алюмінію в харчові продукти, проте не гарантує необмеженого захисту в екстремальних умовах.

Нормативна відповідність завжди має супроводжуватися оцінкою реальних умов експлуатації та, за потреби, спеціальними випробуваннями на міграцію.

Доступна документація:

• Декларація щодо використання в контакті з харчовими продуктами (PDF)
• Декларація відповідності REACH-RoHS (PDF)