Nourriture

L'industrie alimentaire et des boissons est l'une des industries les plus anciennes et, à ce titre, elle est également l'une des plus innovantes et des plus diversifiées. Cela comprend l'agriculture, la transformation des aliments, la fabrication, le transport et l'entretien. Le public interagit quotidiennement sans le savoir avec ces groupes en achetant des aliments emballés à l'épicerie ou en distribuant du cola à une fontaine à soda.

La personne moyenne ne pense pas beaucoup aux matériaux utilisés dans le revêtement d'un récipient alimentaire ou dans le tube d'une machine à soda. Alors, comment les utilisateurs savent-ils qu'ils sont en sécurité ? Rassurez-vous, il existe plusieurs exigences, établies par les agences, pour garantir que la nourriture et les boissons ne rendront pas les gens malades.

Les fabricants doivent sélectionner le matériau de contact alimentaire compatible avec leur catégorie d'aliments afin de réduire le risque de contamination. Les matériaux en contact avec les aliments sont tous les matériaux qui ont un contact direct ou indirect prévisible avec des aliments ou des boissons potables. Par exemple, la fonction principale de la tubulure d'une machine à soda est de transporter des fluides tout en empêchant les odeurs, les micro-organismes et les parasites de contaminer les boissons gazeuses. Cependant, les produits chimiques peuvent toujours être transférés de l'intérieur du tube vers la boisson. Cette migration de produits chimiques, également connue sous le nom de lixiviation, a un impact sur la sécurité et la qualité des aliments.

Les aliments sont classés en cinq catégories : aqueux, acides, alcoolisés, gras et secs. La migration peut se produire dans l'une de ces catégories de la manière suivante :

Cette migration de produits chimiques, comme pratiquement tous les processus chimiques et physiques, est encore accélérée par la chaleur. La migration peut également être accélérée avec une augmentation du temps, de l'épaisseur du matériau et de la concentration chimique.

Choisir le bon matériau pour une application nécessite des tests approfondis. Il n'est pas surprenant que ces matériaux utilisés dans l'industrie alimentaire soient fortement réglementés par la législation nationale, fédérale et internationale. Aux États-Unis, l'un des organismes de réglementation les plus courants est la Food and Drug Administration (FDA). La FDA est responsable de la protection et de la promotion de la santé publique. Ce n'est qu'en 1958 que la FDA a été autorisée par le Congrès américain à réglementer les additifs alimentaires par le biais de l'amendement sur les additifs alimentaires. La conformité à la FDA pour les additifs alimentaires se fait de trois manières : matériaux existants, nouveaux et exemptés.

Le titre 21 du Code of Federal Regulations (CFR), parties 170-199, fournit des réglementations générales et spécifiques sur les matériaux en contact avec les aliments déjà existants. Des limitations extractives sont également fournies pour chaque matériau.

Un fabricant doit enregistrer tout nouveau matériel qui n'existe pas déjà. Cela nécessite une notification de contact alimentaire (FCN). Le processus le plus courant et le moins long est la pétition sur les additifs alimentaires (FAP).

Le processus de soumission du seuil de réglementation (TOR) est utilisé pour l'exemption du matériau en contact avec les aliments, en raison de son risque négligeable pour la santé.

Il est de la responsabilité du fabricant du produit de prendre les mesures appropriées pour revendiquer la conformité de qualité alimentaire.

Lorsqu'il s'agit d'additifs pour l'eau potable, le nom National Sanitation Foundation (NSF) n'est pas loin derrière. NSF International est une agence indépendante à but non lucratif qui établit des normes sur l'eau potable. Souvent liées à l'American National Standards Institute (ANSI), ses certifications nécessitent des tests effectués par des organisations tierces accréditées par la NSF pour être approuvées.

L'une des agences les plus strictes se trouve au sein de l'industrie médicale. La pharmacopée américaine (USP) compte six classes de certifications. La classe USP VI, la plus rigoureuse, exige que les composés soient fabriqués à partir d'ingrédients avec des antécédents clairs de biocompatibilité qui répondent à des exigences plus strictes pour les lixiviats.

Pour rester dans la conformité, les usines de transformation alimentaire demanderont des certificats avec leurs commandes de matériel. Un matériau préféré que l'on trouve souvent dans l'industrie est le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Les aliments sont chimiquement agressifs et peuvent fortement interagir avec les matériaux qu'ils touchent.

Le PTFE est l'une des substances les plus chimiquement inertes, non toxiques et ininflammables qui repousse les débris et les liquides, a un faible coefficient de frottement et est thermiquement stable, même à des températures cryogéniques. Le PTFE n'absorbe pas non plus l'eau et le contact avec des produits laitiers ou des aliments remplis d'humidité ne compromettra pas leur goût.

Ces caractéristiques du PTFE sont des avantages en matière d'étanchéité. Plus précisément, en tant que garniture tressée, de minces filaments de fil de PTFE sont tressés en une structure en treillis, coupés en anneaux et comprimés dans un presse-étoupe. En raison du faible coefficient de frottement du PTFE, la garniture est utilisée avec ou sans lubrifiant. Le lubrifiant, à base d'huile minérale de paraffine blanche, est un mélange d'hydrocarbures liquides. De nature paraffinique et naphténique (obtenue à partir du pétrole), elle est conforme aux directives d'enregistrement de la FDA et de la NSF. Cependant, certains utilisateurs finaux préfèrent le PTFE sec pour éliminer tout risque de contamination avec leur fluide de procédé.

Les mélangeurs et les agitateurs sont couramment utilisés pour combiner les ingrédients alimentaires et peuvent être difficiles à sceller en raison du faux-rond élevé de l'arbre. Si un arbre comprime excessivement la garniture dans le sens radial, cela peut affecter sa capacité d'étanchéité et provoquer une défaillance prématurée. Le tressage de la garniture autour d'une âme en élastomère donne de la mémoire à la garniture et lui permet de résister au mouvement radial de l'arbre. De nombreux élastomères sont conformes à la FDA, notamment le Buna-N (nitrile) et le silicone.

Bien que tous les ingrédients présentés avec leur statut FDA dans le tableau ci-dessus soient conformes à la qualité alimentaire, les bonnes pratiques de fabrication (BPF) doivent toujours être mises en œuvre pour minimiser les risques de contamination. Le système GMP garantit que les produits sont fabriqués et contrôlés de manière cohérente conformément aux normes de qualité. Par exemple, si le filament PTFE conforme à la FDA est tressé dans le même tresseur qui avait un matériau non conforme à la FDA, une contamination s'est produite. D'autres risques incluent le mauvais étiquetage du conteneur dans lequel il est placé ou la manipulation du matériau sans l'équipement approprié.

La contamination peut également se produire sur place à l'usine de transformation des aliments. L'installation d'une garniture dans une application sèche ou abrasive comprend souvent un système de rinçage. Le rinçage est utilisé pour lubrifier les anneaux de garniture ou agit comme une barrière haute pression qui empêche les solides de pénétrer dans la boîte à garniture. L'eau est un média de rinçage courant. Lorsqu'elle est utilisée dans un contexte de transformation alimentaire, l'usine doit s'assurer que l'eau est correctement filtrée. La filtration de l'eau élimine les sédiments, les produits chimiques, les minéraux et les matières organiques, qui peuvent être dangereux pour la consommation humaine.

Malheureusement, il y a toujours un risque que des aliments et des boissons frelatés parviennent au public. Un joint non entretenu se dégrade avec le temps et peut se retrouver dans les produits alimentaires. Une fois que cela se produit, la stratégie appropriée consiste à séparer les aliments de l'utilisateur. Les entreprises peuvent volontairement annoncer un rappel afin de conserver une réputation soucieuse de leurs utilisateurs. La FDA a également le pouvoir d'initier ce rappel. Il s'agit sans aucun doute d'un processus que les usines de transformation veulent éviter à tout prix.

Les produits alimentaires passent déjà par un détecteur de rayons X ou de métal pour identifier toute particule étrangère qui aurait pu entacher le produit, mais les joints en polymère sont souvent manqués. Une façon de résoudre ce problème consiste à utiliser du plastique détectable par les métaux. La solution consiste à ajouter de minuscules fragments de poudre métallique ou d'additifs à haute densité dans les composants en plastique. Cela facilite leur détection avant de quitter l'établissement.

Il existe divers matériaux en contact avec les aliments utilisés dans l'industrie agroalimentaire, ce qui signifie qu'il existe également de nombreuses situations dans lesquelles une migration chimique peut se produire. Les fabricants et les transformateurs alimentaires doivent suivre les normes de leur agence locale pour s'assurer que leurs produits ne sont jamais compromis, même dans les applications les plus complexes. Recueillir la bonne conformité, choisir un matériau compatible et prendre les précautions appropriées sont essentiels pour la santé et la sécurité des consommateurs.

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Zaid Alaraj est ingénieur d'application chez John Crane au sein du groupe de cartouches standard, qui s'occupe de la garniture, des joints, des joints humides et des joints de gaz non turbo. Zaid a obtenu son baccalauréat en génie mécanique de l'Université de l'Illinois à Chicago. Il peut être contacté à [email protected].