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Soluzioni di tenuta per guarnizioni sanitarie per processi di sterilizzazione UV, SIP e CIP

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Il settore alimentare e delle bevande è sotto crescente pressione da parte dei clienti che chiedono una riduzione dei conservanti e degli additivi chimici, con conseguente aumento del rischio di carico biologico sull’apparecchiatura sanitaria.

I comuni metodi di sterilizzazione utilizzati dai produttori di alimenti e bevande includono il CIP (Clean-in-Place) e il SIP (Steam-in-Place). Tuttavia, un mercato sempre più regolamentato e attento alla sicurezza ha visto standard qualitativi ancora più rigorosi, con conseguente passaggio a nuovi metodi da parte dei produttori.  Dietro le quinte, c'è una tecnologia innovativa, che sta aprendo la strada a un’efficiente sterilizzazione delle apparecchiature su scala industriale. 

Quello dell’irradiazione ultravioletta germicida (UVGI) è un metodo già accettato nel settore alimentare e delle bevande, ma recentemente sta acquisendo popolarità, in quanto offre un’alternativa economica alle linee di processo a breve termine.  Estremamente efficiente nell’eliminare il DNA dei microrganismi in maniera permanente, l’UVGI richiede poca manutenzione ed è ecosostenibile.  Senza tossine o residui rilasciati nel processo di produzione, non influisce su composizione chimica, sapore, odore o pH del prodotto.

Le lampade UV-C forniscono lunghezze d’onda precise e brevi, ultraviolette, a media pressione, di 254nm, che viaggiano attraverso le condutture sanitarie, entrando in contatto con raccordi sanitari come i connettori tri-clamp.  Quando si parla di guarnizioni elastomeriche nei connettori tri-clamp, comprendere i parametri applicativi della sterilizzazione UV è importante per garantire la longevità della guarnizione. 

Un altro fattore dominante che sta entrando a far parte della tecnologia UV-C è la degradazione UV dei componenti in elastomero. Gli UV interagiscono con i legami di carbonio nelle catene molecolari dell’elastomero. Questo produce radicali liberi che poi reagiscono con l’ossigeno per produrre gruppi carbonilici, in altre parole un attacco chimico indotto dalla sollecitazione.

UV damaged o-ring sealIl primo segno visibile sulle superfici esposte delle guarnizioni elastomeriche sarà la decolorazione, con eccessiva esposizione nei materiali predisposti seguita poi da crepe e, in casi estremi, dalla disintegrazione.  Per contrastare questa eventualità, è possibile introdurre nella formulazione degli stabilizzatori chimici degli UV e il nerofumo è generalmente riconosciuto come uno dei sistemi di protezione contro gli UV che si possa più efficacemente utilizzare per gli elastomeri.

Per le applicazioni di sterilizzazione UV, Precision Polymer Engineering offre una vasta gamma di guarnizioni in elastomero personalizzate e standard, con qualità dei materiali come EDPM, VMQ, NBR, HNBR, FKM ed FFKM. Dato che ogni applicazione di tenuta è unica, PPE suggerisce ai produttori di contattare il nostro team fornendogli i requisiti applicativi specifici, al fine di fornire una guida tecnica pertinente nella scelta della giusta guarnizione in elastomero.

D’altra parte, se gli UV non sono il metodo preferito, i metodi SIP e CIP richiederanno comunque un materiale elastomerico ad alte prestazioni, in quanto questi regimi di pulizia possono accorciare la vita utile della guarnizione in caso di incompatibilità dell’elastomero.

SIP significa Steam-In-Place. Il processo utilizza l’energia termica del vapore di condensa per sterilizzare, eliminando il 99.9% del carico biologico. I parametri tipici di temperatura del ciclo SIP sono tra 120°C e 135°C, alla pressione del vapore saturo corrispondente, con tempo di esposizione a seconda della progettazione e dalla complessità del sistema.  

Le guarnizioni elastomeriche installate in un’applicazione SIP sono esposte a una combinazione di carichi, pressioni ed alte temperature: è in questa fase che il deterioramento può intensificarsi drasticamente.  Come regola generale, la velocità di reazione chimica raddoppia con ogni kelvin di aumento di temperatura.  Prima di selezionare una guarnizione in elastomero per applicazioni SIP, i produttori dovrebbero considerare il tipo di vapore necessario.

Il Clean-in-Place (CIP) è un altro metodo di sterilizzazione comune, che utilizza un mix di agenti chimici, calore e acqua per disinfettare le apparecchiature. La soda caustica, l’acido nitrico e quello fosforico, l’ipoclorito di sodio (Hypo) e l’acido peracetico (PAA) sono alcuni degli agenti chimici utilizzati per rimuovere i residui durante il processo, controllare il carico biologico e ridurre i livelli di endotossine. Formulazioni complesse di agenti chimici possono causare rapidamente gravi danni alle guarnizioni elastomeriche, in particolare in applicazioni di carico e pressione.  La resistenza agli agenti chimici sarà il fattore principale che i produttori dovranno tenere in considerazione nelle applicazioni CIP, tuttavia normalmente dopo questi fluidi e solventi si usa la sterilizzazione a vapore a 140°C.

I perfluoroelastomeri (FFKM)

Perlast® sono stati progettati per contrastare le alte temperature e resistere agli agenti chimici utilizzati nelle procedure SIP e CIP.

Il Perlast® G74S bianco approvato FDA (durezza 71 IRHD, temperatura di esercizio da -15 a +260°C, UV Classe I, CE 1935/2004 e CE 2023/2006) o il Perlast® G75S bianco omologato dalla FDA (durezza 75 IRHD, temperatura di esercizio da -15 a +310°C, UV Classe I, CE 1935/2004 e CE 2023/2006) sono solo due esempi di qualità ad alte prestazioni Perlast® adatte per processi di sterilizzazione SIP e CIP.

Dal momento che il settore alimentare e delle bevande vede l’introduzione di processi più rigorosi, ottenendo le giuste specifiche delle guarnizioni per le apparecchiature di processo, i produttori potranno evitare gli elevati rischi dovuti a costosi e dannosi richiami e responsabilità prodotto.

Precision Polymer Engineering (PPE) progetta e produce guarnizioni sanitarie in elastomero Hyclamp® in dimensioni standard e personalizzate, che includono ISO 2852, DIN 32676 e BS 4825.  È disponibile una gamma di qualità di materiali conformi a USP Classe VI, FDA, 3-A, WRAS, ADI-FREE, metallo-rilevabili, CE1935/2004 e CE2023/2006.

Per ricevere ulteriore assistenza in relazione alla scelta dei materiali per un’applicazione UV, SIP o CIP specifica, perché non consultare la Guida alla compatibilità dell’elastomero & alla resistenza chimica della gomma di PPE? Oppure è possibile inviare un messaggio diretto al nostro team!

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