Od prvního uvedení potravinářských maziv H-1 do potravinového, nápojového a farmaceutického zpracování na začátku šedesátých let došlo k významnému pokroku ve výzkumu a vývoji maziv H-1. Technologie polyalkylen glykolů (PAG) je zářným příkladem tohoto pokroku.

Původní uvedení potravinářských maziv na průmyslový trh v šedesátých letech mělo dva účely: zajistit ochranu strojů a zajistit nezávadnost potravin. Na začátku byli výrobci potravin a nápojů omezeni pouze na bílá maziva USP  bez aditiv. Funkční maziva nebyla běžnými potravinářskými mazivy.

Další zlepšování od doby šedesátých let vedlo až k výrobě současných potravinářských maziv, která mají skvělé výsledky v hydraulických systémech, zařízeních, kompresorech a dalších běžných použitích.

Ačkoliv mazivářský průmysl již dosáhl řady úspěchů, výrobci stále pokračují v hledání ještě lepších maziv. Navíc k problematice nezávadnosti potravin přibyla starost o dopad výroby maziv na životní prostředí. Většina vedoucích továren přešla z nepotravinářksých maziv na pokročilá maziva; najdou se ale stále tací, kteří věří, že výkon nebo cena pokročilých maziv nepřekonávají běžná průmyslová maziva. Nevyhnutelně ale dochází k případům, kdy dojde k úniku maziva do zpracovávaných potravin, což má za následek pokuty a stahování výrobků z prodeje.

Výzkumný pracovník, který chce vyvinout mazivo sloužící specifickému účelu, může vybírat z nabídky základových olejů a aditiv, která byla schválena administrativou pro potraviny a léčiva (FDA) Food and Drug Administration, a také z dlouhého seznamu látek kategorie „Obecně bezpečných látek“. Toto jsou látky, které nebyly schváleny FDA, ale které se dlouhou dobu používají jako ingredience v potravinách a nápojích.

Potravinářská maziva jsou schvalována a registrována Národní hygienickou nadací (NSF) National Sanitary Foundation, což je nezisková organizace. Před rokem 1999 měla na starost schvalování a registraci organizace (USDA) United States Department of Agriculture. NSF registruje maziva v souladu se seznamem ingrediencí schválených FDA uvedných v dokumentu 21 CFR 178.3570 „Maziva s náhodným kontaktem s potravinami, aneb kategorie H-1.“

Toxikologové určují přijatelnost výrobku na základě seznamu schválených ingrediencí a surových materiálů FDA podle dokumentu CFR 9, 21. Schválení maziv nadací NSF společnostem a inspektorům FDA říká, že používaná maziva vyhovují požadavkům na bezpečnost při zpracování potravin. Online dokument nadace NSF, tzv. „Bílá kniha“ uvádí seznam všech v současnosti schválených maziv.

Tři základní kategorie

Nadace NSF zařazuje každou nepotravinářskou sloučeninu, kterou schválí, do jedné z následujících tří kategorií:

H-1: Sloučeniny a maziva, která jsou schválena pro použití v přístroji, jehož lubrikované součásti mohou náhodně přijít do styku s potravninami. Jsou hromadně známá jako „maziva s náhodným kontaktem s potravinami“. Toto jsou maziva, která jsou schválena pro zpracování potravin a nápojů.

H-2: Sloučeniny a maziva, která lze použít na zařízení nacházející se v dostatečné vzdálenosti od procesů zpracování potravin tak, aby nemohlo dojít ke kontaktu maziva nebo lubrikovaných částí s potravinami. Příkladem zařízení, které používá sloučeniny a maziva z této kategorie, je vzdálený kompresor, který dodává vzduch do zařízení pro zpracování potravin.

H-3: Maziva rozpustná ve vodě často používaná na nová zařízení, aby nedošlo ke korozi během přepravy. Tato maziva jsou určena pouze pro dočasné použití během přepravy a nejsou přijatelná pro použití ve zpracování potravin a musí být odstraněna předtím, než zařízení vstoupí do výrobního procesu.

Existuje ještě kategorie 3-H, což jsou produkty pro přímý a trvalý kontakt s potravinami, používané jako separátory při krájení, řezání, pečení, zabraňující lepení a zabezpečující uvolňování zpracovávaného materiálu.

V kategorii potravinářských maziv, která vyhovují nařízení FDA CFR 21 178.3570, jsou čtyři typy schválených maziv. Vedoucí továren mohou vybírat z následujících typů potravinářských maziv:

• Bílé minerální oleje
• Přírodní oleje
• Polyalfaolefiny (PAO)
• Polyalkylen glykoly (PAG)

První dva typy jsou vyráběny za použití přírodních nesyntetických základních materiálů. Dva další typy se vyrábějí ze syntetických základních materiálů. Velká část pokroku ve vývoji potravinářských maziv vyhovujících potřebám určitého použití vychází ze syntetických tekutin. Z těch jsou nejvýznamnější právě PAG.

PAG se vyrábí reakcí monomerů alkalyckého oxidu, které tvoří polymery, které se skládají z oxidu etylenu a oxidu propylu. Maziva založená na PAG byla přijata výrobci potravin velice kladně, neboť jejich výkon převyšuje výkon maziv, jejichž základem je minerální olej.

Klíčovým důvodem pro nadřazenost PAG je jejich schopnost poskytnout dostatečnou lubrikaci i za přítomnosti vody. PAG lze vyladit, aby dosahovala optimálního výkonu. Pokud polymery PAG obsahují vyšší procento oxidu etylenu, bude mít základní materiál vyšší rozpustnost ve vodě; pokud polymery obsahují vyšší procento oxidu propylenu, bude mít základní materiál nižší rozpustnost ve vodě. Míchání různých základních materiálů PAG umožňuje výrobu maziv, která splňují specifické požadavky na viskozitu a ostatní vlastnosti.

Výhody použití

PAG jsou také méně škodlivá pro zařízení, které se přehřívá.  Maziva v dalších třech skupinách – bílé oleje, přírodní oleje a PAO – mají tendenci zanechávat zbytky uhlíku, gumy a laku. PAG za stejných podmínek nezanechávají prakticky žádné zbytky.

Navíc mají PAG vynikající mazivost, nízkou toxicitu a vysoký index viskozity. Jsou biologicky rozložitelná, mají dobrou tekutost za studena a oxidační a tepelnou stabilitu. Celkově PAG představují zásadní vylepšení základních materiálů, které se používaly v sedmdesátých letech.

PAG lze použít pro tvorbu potravinářských maziv například do kompresorů, hydraulických systémů, ozubených mechanismů a další spousty zařízení v potravinářských továrnách. Výrobci maziv používají PAG pro vývoj maziv specificky učených pro použití na ozubené mechanismy v potravinářském průmyslu.

Toto jsou plně formulovaná potravinářská maziva pro šnekové a hypoidní převody. Byla vyvinuta za pomocí vybraných ingrediencí uvedených v nařízení FDA 21 CFR 178.3570 pro použití v situacích, kde může dojít k náhodnému kontaktu s potravinami. Jsou mezinárodně registrována nadací NSF pod označením H-1.

Potravinářská maziva založená na PAG poskytují vysokou mazivost (tj. nižší koeficient tření) a mají vysoký index viskozity, který umožňuje jejich použití v širokém spektru provozních teplot. Při přehřátí na teplotu rozkladu neprodukují tato maziva usazeniny, lak, gumu nebo dehet. Namísto toho tato maziva při dosažení teploty rozkladu konvertují na jednoduché molekuly a vypařují se bez toho, aniž by zanechávala uhlíkové usazeniny.

Protože PAG mají přirozeně nižší koeficient tření, běží mechanismus při nižší teplotě. Většina testovaných ozubených mechanismů byla shledána čistějšími v porovnání s těmi, které byly mazány pomocí maziv na bázi minerálních olejů. Testování spotřeby energie ukázalo, že tato maziva umožňují přístrojům používat až o 8% méně energie než identické přístroje používající přírodní oleje nebo potravinářské bílé oleje.

Nižší požadavky na spotřebu energie a vynikající teplotní stabilita znamenají, že tyto přístroje mají prodlouženou životnost. Navíc se tato maziva rychle biologicky rozkládají a mají menší vliv na životní prostředí.

Závěr

Vysoce výkonná maziva na základě PAG se vyrovnala nebo překonala výkonem běžná nepotravinářská maziva. Maziva založená na PAG tolerují chemickou kontaminaci potravin a vody a tím pádem zvyšují trvanlivost lubrikace a zařízení pro zpracování potravin, na kterém se používají.

Autor: Sibtain Hamid