Plastiche prive di PFAS e resistenti alla deformazione termica

Stato dell’arte

Di che materiale sono fatti i soffietti e le membrane per l’industria alimentare, in particolare per il settore delle bevande?

Il PTFE e il PTFE modificato sono ancora oggi la scelta standard quando si parla di guarnizioni ermetiche. I fattori decisivi sono la resistenza alla flessione alternata, la resistenza chimica e l’innocuità fisiologica. In primo piano c’è la resistenza termica del materiale, poiché deve sopportare soprattutto le sollecitazioni durante il processo CiP (fino a circa 90 °C) o la sterilizzazione a vapore (di solito a 121 °C).

Perché il PTFE, pur essendo una plastica resistente, è attualmente oggetto di critiche?

Sebbene sia ormai assodato che il PTFE, in quanto plastica polimerizzata, sia praticamente inerte in condizioni normali (cioè reagisca a malapena con altre sostanze) e quindi di norma non rilasci PFAS volatili, restano comunque alcune questioni da chiarire. Da un lato, c’è il fatto che durante il processo di produzione possono essere rilasciate sostanze chimiche “permanenti” (PFAS) a basso peso molecolare, che si diffondono e si accumulano facilmente nell’ambiente. D’altra parte, lo smaltimento dei fluoropolimeri a catena lunga e chimicamente estremamente stabili comporta in genere delle difficoltà. Uno smaltimento a regola d’arte è quindi difficile da attuare o, date le circostanze, non è facilmente realizzabile.

È possibile avere una visione più articolata dei PFAS nell’opinione pubblica?

Un argomento importante salta all’occhio solo a un secondo sguardo. Per i consumatori e l’opinione pubblica, la discussione sulla complessa questione dei PFAS è difficilmente comprensibile; anche nel mondo scientifico e tecnico ci sono approcci in parte controversi. Così, anche se è stato dimostrato che non sono pericolose, le padelle rivestite in teflon sono ormai molto più difficili da vendere. (Secondo uno studio: il 2025 segnerà la fine delle padelle in teflon?) È un dato di fatto che ormai i PFAS si trovino in quasi tutti gli alimenti. Anche se l’uso del PTFE nella produzione e nella lavorazione degli alimenti a prima vista non sembra esserne direttamente responsabile, bisogna capirli se i non addetti ai lavori non riescono a fare questa distinzione. Le grandi aziende dell’industria alimentare farebbero quindi bene ad agire con lungimiranza in questo ambito, per evitare di finire (ancora di più) sotto i riflettori a causa del giornalismo d’inchiesta.

Vedi anche:

Incredibilmente letali: quanto sono pericolose le padelle in teflon? – Spektrum der Wissenschaft

In che misura i costruttori di macchine e impianti devono intervenire?

Le aziende alimentari, vista la delicatezza del loro portafoglio prodotti, sono sotto particolare osservazione da parte dei media e per questo seguono con molta attenzione il dibattito pubblico. Sono già in corso colloqui con i fornitori di tecnologia. È evidente che, vista l’attuale intensificazione delle prestazioni e la concorrenza, gli impianti stanno raggiungendo i propri limiti tecnici e possono essere gestiti in modo redditizio solo grazie a un’elevata disponibilità. Allo stesso tempo, sembra che a lungo termine, specialmente in questo settore, un netto abbandono dei fluoropolimeri sia inevitabile, nonostante le forti pressioni delle lobby. L’inquietudine tra i costruttori di macchinari sembra quindi aumentare. Infatti, sono chiamati a provvedere gradualmente alla sostituzione dei componenti in PTFE, mantenendo invariate le prestazioni.

Esistono già materie plastiche prive di PFAS per soffietti e membrane?

Con ORGANOR® P1 (prima ENDUFLON® P1) c’è già un materiale disponibile che, in termini di resistenza chimica, conformità FDA e straordinaria resistenza alla flessione alternata, non ha quasi nulla da invidiare al Teflon®. Solo il rammollimento a temperature superiori agli 80 °C ha impedito un ampio impiego di questo tipo di PE 1000 di alta qualità, ad esempio negli impianti di imbottigliamento di bevande. Ora, grazie all’UHMW-PE modificato ORGANOR® P25 di bock machining gmbh, gli sviluppatori del settore hanno a disposizione una plastica in cui l’importante proprietà della “resistenza alla deformazione termica” è stata notevolmente migliorata. (vedi diagramma)

• P1 = ORGANOR® P1 = UHMW-PE
• V1 = ENDUFLON® V1 = PTFE
• P25 = ORGANOR® P25 = UHMW-PE modificato
• M4b = ENDUFLON® M4b = PTFE modificato

La deformazione sotto carico dell’ORGANOR® P25 è significativamente inferiore a quella dell’ORGANOR® P1 e, a 130 °C, è comunque inferiore a quella del PTFE di prima generazione.

È possibile sostituire senza problemi le strutture esistenti di soffietti e membrane?

L’UHMW-PE, come il PTFE, è un cosiddetto materiale sinterizzato a pressione che viene lavorato per asportazione di trucioli. Se si dispone del know-how necessario, il materiale può quindi essere modellato in qualsiasi forma esistente. Grazie al modulo elastico nettamente più elevato (vedi diagramma sottostante: modulo elastico V1, M4b, P1, P25) di solito è possibile ridurre lo spessore delle pareti. Questo garantisce anche una maggiore durata dei componenti, poiché permette di compensare la ridotta resistenza alla flessione alternata. Grazie alle proprietà meccaniche e tribologiche comprovatamente migliori, è possibile soddisfare i requisiti nei dettagli in modo ancora più preciso. Di solito, quindi, non c’è nulla che impedisca una sostituzione sicura e rapida dei componenti.

Teflon® è un marchio registrato di The Chemours Company.

Stefan Bock