Анодування та контакт із харчовими продуктами

Алюміній — метал, який широко використовується для виготовлення виробів, що контактують із харчовими продуктами. З алюмінію виготовляють сковороди, дека, кухонне начиння, лотки та харчову фольгу. Алюмінієві вироби, що контактують із харчовими продуктами, часто захищають за допомогою фарбування або анодування.

Перехід алюмінію в харчові продукти

Алюмінієві сплави стійкі до корозії. Під дією повітря на їхній поверхні утворюється пасивувальний шар оксиду алюмінію. Цей шар захищає алюміній від подальшого окиснення, створюючи бар’єр між металом і зовнішнім середовищем. Оксидний шар дуже тонкий і має хімічну стійкість до малоагресивних середовищ, таких як нейтральні розчини.

Проте пасивувальний шар не витримує контакту з кислими розчинами з pH нижче 4,5 або лужними розчинами з pH вище 8,5. Алюміній перестає бути захищеним і розчиняється в таких розчинах.

Подібна поведінка спостерігається за наявності хлорид-іонів, навіть за нейтрального pH. Хлорид-іони розчиняють оксидний шар, залишаючи алюміній незахищеним від корозійної дії.

Щоб алюміній не переходив у харчові продукти, у більшості випадків його необхідно належним чином захищати. Незахищений алюміній слід використовувати з дотриманням певних умов експлуатації:

• не можна допускати контакту алюмінію із сильнокислими, лужними або солоними харчовими продуктами;
• час контакту харчового продукту з алюмінієм має бути обмежений, особливо за відсутності охолодження.

Специфічна межа виділення (SRL)

Як і для майже всіх речовин, для алюмінію існує максимально допустима межа переходу в харчові продукти для забезпечення безпечності харчових продуктів. Цю межу зазвичай позначають абревіатурою SRL — специфічна межа виділення. У Європі P-SC-EMB (Комітет експертів з пакувальних матеріалів для харчових продуктів і фармацевтичної продукції) у 2013 році опублікував настанову щодо регулювання використання металів, що контактують із харчовими продуктами; її можна безкоштовно завантажити за такою адресою: Публікації про матеріали та вироби, що контактують із харчовими продуктами . У настанові для алюмінію визначено межу SRL 5 мг/кг харчового продукту.

Вироби, що контактують із харчовими продуктами, повинні відповідати зазначеній межі. Суб’єкт господарювання, який вводить виріб в обіг, має перевірити, що за передбачених умов використання з нього в харчовий продукт не переходить надмірна кількість алюмінію.

Щоб підвищити хімічну стійкість і, відповідно, зменшити міграцію, алюміній можна захистити фарбуванням або анодуванням.

Анодований алюміній і контакт із харчовими продуктами

Анодування — це поверхнева обробка, що перетворює алюміній, створюючи захисний шар. Під час електрохімічного процесу із застосуванням постійного струму відбувається контрольоване анодне оксидування поверхні. На алюмінієвій поверхні утворюється щільний оксидний шар.

На відміну від пасивувального шару, що утворюється на алюмінії природним чином, анодний шар набагато товстіший, щільніший і твердіший.

Анодований алюміній має добру хімічну стійкість. Він дуже стійкий у контакті із сольовими розчинами, що містять хлориди. Прискорені випробування на корозійну стійкість у соляному тумані демонструють відмінну стійкість. Наприклад, деталі після твердого анодування витримують понад 1000 год без корозії.

Анодований алюміній має кращу стійкість і в кислих або лужних середовищах, але в таких середовищах стійкість шару обмежена. Ці середовища хімічно агресивні щодо анодного шару, який повільно розчиняється. У разі сильнокислих або лужних харчових продуктів анодування не забезпечує достатнього захисту.

Крім того, анодний шар має високу твердість і зносостійкість. Це дає змогу мінімізувати кількість алюмінію, що може потрапити в харчовий продукт унаслідок зношування, стирання або ерозії.

Стандарт EN 14392 «Вимоги до анодованих виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами»

Європейський комітет зі стандартизації CEN опублікував стандарт EN 14392 , який визначає вимоги до виробів з анодованого алюмінію, що контактують із харчовими продуктами. Щоб анодовані вироби були придатними для контакту з харчовими продуктами, необхідно дотримуватися певних вимог.

• Хімічний склад алюмінієвого сплаву деталей, що підлягають анодуванню, повинен відповідати вимогам стандартів EN 601 або EN 602. Оскільки анодування є перетворенням алюмінію, будь-який легувальний елемент буде присутній і в анодному шарі.
• Ще одна вимога — обов’язковість етапу ущільнення пор. Анодний шар має пористу стовпчасту структуру. Щоб закрити пори й таким чином підвищити корозійну стійкість, анодований алюміній може бути підданий обробці «ущільнення пор». Вона полягає в зануренні анодованої деталі в гарячу воду (зазвичай за температури понад 95 °C). Занурення в гарячу воду спричиняє гідратацію оксидного шару, закриваючи його пори й підвищуючи його корозійну стійкість.

Слід зазначити, що дотримання вимог стандарту не є достатнім для гарантування дотримання специфічної межі виділення. Адже умови контакту можуть спричинити значний перехід алюмінію, навіть якщо він захищений анодуванням. Перехід алюмінію обов’язково слід перевіряти у разі сильнокислих або лужних харчових продуктів, а також за високих температур і тривалого часу контакту.

Для захисту виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами, рекомендується виконувати тверде анодування OX-HS із замовленням етапу ущільнення пор. Ця обробка забезпечує високу корозійну стійкість і зносостійкість та дає змогу отримати шар значної товщини — 50±10 мкм.

Ing. Giacomo Bordiga

Quality Manager & Materials Engineer

Інженер-матеріалознавець із понад 15-річним досвідом у металевих поверхневих обробках. Спеціалізується на хімічному нікелюванні, анодуванні та системах управління якістю ISO 9001 і IATF 16949.