Lebensmittelgeeignete Kunststoffe: Werkstoffe, Anforderungen und Anwendungen
Lebensmittelgeeignete Kunststoffe werden überall dort eingesetzt, wo Bauteile, Halbzeuge oder Oberflächen direkt oder indirekt mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. In der Lebensmittelindustrie müssen die eingesetzten Werkstoffe deshalb nicht nur mechanisch und chemisch belastbar sein, sondern auch die jeweils geltenden Anforderungen an den Lebensmittelkontakt erfüllen.
Typische Anwendungen reichen von Schneidunterlagen und Arbeitsflächen über Gleitschienen, Führungen und Rollen bis zu Dichtungen, Förderschnecken und präzise gefertigten Maschinenteilen.
Welche Kunststoffart geeignet ist, hängt von der konkreten Anwendung ab. Temperatur, Kontaktzeit, Lebensmittelart, Reinigungsmedien, mechanische Beanspruchung und die erforderliche Konformität müssen gemeinsam betrachtet werden.
Für industrielle Anwendungen bietet Martan Plastics sowohl geeignete Kunststoffwerkstoffe als auch die Herstellung individueller Kunststoffteile für die Lebensmittelindustrie an.
Welche Kunststoffe sind für Lebensmittel geeignet?
Nicht jede Ausführung eines Kunststoffs ist automatisch lebensmittelgeeignet. Selbst bei grundsätzlich geeigneten Werkstoffgruppen können Rezeptur, Additive, Farbstoffe und Verarbeitung die Konformität beeinflussen.
Für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie kommen unter anderem folgende Kunststoffe infrage:
| Kunststoff | Typische Eigenschaften | Beispiele in der Lebensmittelindustrie |
|---|---|---|
| PE | geringe Wasseraufnahme, gute Chemikalienbeständigkeit, gute Gleit- und Verschleißeigenschaften | Schneidunterlagen, Gleitschienen, Führungen, Förderelemente |
| POM | hohe Steifigkeit, Maßhaltigkeit und Verschleißfestigkeit | Zahnräder, Rollen, Lager, Führungen und Präzisionsteile |
| PP | gute chemische Beständigkeit und höhere Temperaturbeständigkeit als viele PE-Typen | Behälter, Abdeckungen und konstruktive Bauteile |
| PTFE | sehr hohe Chemikalienbeständigkeit, sehr geringe Reibung und hohe Temperaturbeständigkeit | Dichtungen, Gleitlager und Bauteile bei hohen Temperaturen |
| PEEK | hohe mechanische, chemische und thermische Belastbarkeit | hochbeanspruchte Präzisionsbauteile und Anlagenkomponenten |
| PA | hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit | Rollen, Lager und mechanisch belastete Komponenten |
| PET | hohe Maßhaltigkeit und Steifigkeit | präzise Bauteile und Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an die Formstabilität |
Ob ein konkretes Halbzeug oder Bauteil für Lebensmittelkontakt eingesetzt werden kann, sollte immer anhand der jeweiligen Materialqualität und der zugehörigen Konformitätsdokumentation geprüft werden.
PE: vielseitig für Lebensmittelverarbeitung und Fördertechnik
Polyethylen (PE) gehört zu den besonders häufig eingesetzten technischen Kunststoffen in der Lebensmittelverarbeitung.
Je nach PE-Typ unterscheiden sich die Eigenschaften deutlich. PE 300 beziehungsweise PE-HD bietet unter anderem eine gute chemische Beständigkeit und eignet sich für Behälter, Abdeckungen und konstruktive Elemente. PE 500 wird häufig für robuste Maschinenteile und Schneidunterlagen verwendet.
PE 1000 beziehungsweise PE-UHMW zeichnet sich durch sehr gute Gleit- und Verschleißeigenschaften aus. Dadurch eignet sich der Werkstoff beispielsweise für:
Gleitschienen
Kettenführungen
Förderelemente
Verschleißleisten
Auskleidungen
Schneidunterlagen
Führungselemente
Für Lebensmittelkontakt muss eine entsprechend konforme PE-Qualität ausgewählt werden.
POM: für präzise Kunststoffteile in Lebensmittelmaschinen
POM wird eingesetzt, wenn eine höhere Steifigkeit und Maßhaltigkeit erforderlich ist.
Der technische Kunststoff eignet sich beispielsweise für:
Zahnräder
Rollen
Buchsen
Führungen
Lager
Ventilkomponenten
präzise Maschinenteile
Gerade bei beweglichen Bauteilen kann POM aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften und seines günstigen Gleitverhaltens interessant sein.
Auch hier gilt: Nicht jede POM-Qualität ist automatisch für Lebensmittelkontakt freigegeben. Die konkrete Type und ihre Dokumentation müssen zur vorgesehenen Anwendung passen.
PP: chemikalienbeständig und vielseitig einsetzbar
Polypropylen (PP) verbindet eine geringe Dichte mit guter chemischer Beständigkeit und einer im Vergleich zu vielen PE-Ausführungen höheren Temperaturbeständigkeit.
Mögliche Anwendungen sind beispielsweise:
Behälter
Abdeckungen
Verkleidungen
Platten
konstruktive Komponenten
chemisch belastete Bauteile
Lebensmittelgeeignete PP-Qualitäten können sowohl in der Verarbeitung als auch in Bereichen eingesetzt werden, in denen regelmäßige Reinigungsprozesse stattfinden.
PTFE: für hohe Temperaturen und aggressive Medien
PTFE bietet eine sehr hohe chemische Beständigkeit, einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hohe Temperaturbeständigkeit.
Dadurch eignet sich der Hochleistungskunststoff unter anderem für:
Dichtungen
Gleitlager
Führungen
Ventilkomponenten
Antihaft-Anwendungen
Bauteile in thermisch anspruchsvollen Prozessen
Für Anwendungen mit aggressiven Reinigungsmedien oder erhöhten Temperaturen kann PTFE daher eine geeignete Alternative zu Standardkunststoffen sein.
PEEK: Hochleistungskunststoff für besonders anspruchsvolle Anwendungen
Wenn hohe Temperaturen, mechanische Belastungen und chemische Beanspruchung gleichzeitig auftreten, können geeignete PEEK-Kunststoffe eingesetzt werden.
PEEK eignet sich beispielsweise für hochbelastete:
Lager
Führungen
Dichtungselemente
Ventilkomponenten
Präzisionsteile
Maschinenkomponenten
Aufgrund seines Eigenschaftsprofils kommt PEEK vor allem dort infrage, wo Standardkunststoffe ihre technischen Grenzen erreichen.
Kunststoffteile für die Lebensmittelindustrie
Neben Halbzeugen spielen individuell gefertigte Kunststoffteile in der Lebensmittelindustrie eine wichtige Rolle. Sie werden unter anderem in Förderanlagen, Verpackungsmaschinen, Abfüllanlagen und Verarbeitungsmaschinen eingesetzt.
Typische Kunststoffteile für die Lebensmittelindustrie sind:
Gleitschienen und Kettenführungen
Rollen und Walzen
Lagerbuchsen
Zahnräder
Förderschnecken
Führungsleisten
Dichtungen
Schneidunterlagen
Abdeckungen und Verkleidungen
Abstandhalter
Ventilkomponenten
Form- und Präzisionsteile
Durch eine anwendungsgerechte Werkstoffauswahl lassen sich Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Reibungsverhalten, chemische Beständigkeit oder Reinigbarkeit auf den jeweiligen Produktionsprozess abstimmen.
Weitere Informationen zu konkreten Anwendungen und Lösungen finden Sie im Bereich Kunststoffe für die Lebensmittelindustrie.
Welche Anforderungen gelten für Kunststoffe im Lebensmittelbereich?
Materialien und Gegenstände aus Kunststoff, die für Lebensmittelkontakt bestimmt sind, unterliegen in Europa besonderen rechtlichen Anforderungen.
Eine zentrale Grundlage ist die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 für Materialien und Gegenstände aus Kunststoff, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen.
Bei der Bewertung eines Werkstoffs müssen unter anderem folgende Punkte berücksichtigt werden:
Art des Lebensmittelkontakts
Kontaktzeit
Temperatur
Lebensmittelart
Zusammensetzung des Kunststoffs
Additive und Farbstoffe
mögliche Stoffmigration
vorgesehene Reinigung und Desinfektion
Die reine Bezeichnung eines Kunststoffs – beispielsweise PE, POM oder PTFE – reicht deshalb nicht aus, um seine Eignung für Lebensmittelkontakt festzustellen.
Was bedeutet Migration bei lebensmittelgeeigneten Kunststoffen?
Unter Migration versteht man den Übergang von Bestandteilen eines Lebensmittelkontaktmaterials auf das Lebensmittel.
Wie stark eine mögliche Migration ausfällt, hängt unter anderem von Temperatur, Kontaktzeit, Lebensmittelart und Materialzusammensetzung ab.
Für die praktische Werkstoffauswahl bedeutet das: Ein Material muss nicht abstrakt „lebensmittelecht“ sein, sondern für die vorgesehenen Kontaktbedingungen geeignet und entsprechend dokumentiert sein.
EU 10/2011 und Konformitätserklärung
Für Kunststoffmaterialien und -gegenstände mit Lebensmittelkontakt ist in der Europäischen Union insbesondere die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 relevant.
Sie enthält unter anderem Anforderungen an zugelassene Stoffe sowie Migrationsgrenzwerte und Prüfbedingungen.
Für viele Anwendungen ist außerdem eine Konformitätserklärung erforderlich. Sie dient dazu, die Einhaltung der einschlägigen Anforderungen für das konkrete Material beziehungsweise Produkt nachvollziehbar zu dokumentieren.
Bei der Beschaffung von lebensmittelgeeigneten Kunststoffteilen sollte daher nicht nur nach dem Kunststofftyp gefragt werden. Ebenso wichtig sind die konkrete Materialqualität, die vorgesehene Anwendung und die verfügbaren Nachweise.
Was bedeutet FDA-konform?
Für Anlagen oder Bauteile, die für den US-amerikanischen Markt vorgesehen sind, können zusätzlich die Vorgaben der US Food and Drug Administration relevant sein.
Im Zusammenhang mit Kunststoffen wird häufig von einer „FDA-Zulassung“ gesprochen. Technisch präziser ist es, von FDA-konformen Werkstoffen beziehungsweise von der Übereinstimmung einer definierten Materialrezeptur mit den einschlägigen Vorgaben des Title 21 CFR zu sprechen.
Dabei müssen die konkrete Materialqualität und die vorgesehenen Einsatzbedingungen berücksichtigt werden.
Eine ausführliche Einordnung finden Sie im Beitrag FDA-konforme Werkstoffe für die Lebensmittelindustrie.
Worauf kommt es bei der Auswahl lebensmittelgeeigneter Kunststoffe an?
Für die Materialauswahl sollten Sie nicht ausschließlich die Lebensmittelkonformität betrachten. Auch die technischen Einsatzbedingungen bestimmen, welcher Kunststoff geeignet ist.
Temperatur
Die tatsächliche Betriebs- und Reinigungstemperatur grenzt die möglichen Werkstoffe ein. Besonders bei thermisch belasteten Anwendungen können Hochleistungskunststoffe wie PTFE oder PEEK erforderlich sein.
Chemische Beständigkeit
Reinigungs- und Desinfektionsmittel können Kunststoffe stark beanspruchen. Konzentration, Temperatur und Einwirkzeit sollten deshalb bei der Auswahl berücksichtigt werden.
Mechanische Belastung
Bei Zahnrädern, Lagern oder Führungen stehen Steifigkeit, Festigkeit und Verschleißverhalten im Vordergrund. Für solche Anwendungen kann beispielsweise POM geeigneter sein als ein weicherer PE-Werkstoff.
Reibung und Verschleiß
Bei Gleitschienen, Kettenführungen und Förderanlagen sind geringe Reibung und hohe Verschleißfestigkeit besonders wichtig. PE 1000 ist deshalb für zahlreiche Förderanwendungen interessant.
Feuchtigkeit
In Nassbereichen sind Werkstoffe mit geringer Wasseraufnahme vorteilhaft. Hier besitzt beispielsweise PE gegenüber stark feuchtigkeitsaufnehmenden Kunststoffen Vorteile.
Reinigbarkeit
Konstruktion, Oberfläche und Werkstoff sollten so gewählt werden, dass die Komponenten zuverlässig gereinigt werden können. Dabei müssen auch die verwendeten Reinigungschemikalien berücksichtigt werden.
Welcher lebensmittelgeeignete Kunststoff passt zu welcher Anwendung?
Eine erste Orientierung bietet folgende Zuordnung:
| Anforderung | Häufig geeigneter Werkstoff |
|---|---|
| Schneidunterlagen | PE 500 |
| Gleitschienen und Kettenführungen | PE 1000 |
| Präzise Führungen und Rollen | POM |
| Zahnräder und mechanische Präzisionsteile | POM |
| Behälter und Abdeckungen | PE oder PP |
| Hohe chemische Belastung | PTFE |
| Hohe Temperaturen | PTFE oder PEEK |
| Hohe mechanische und thermische Belastung | PEEK |
| Verschleißbeanspruchte Förderelemente | PE 1000 oder POM |
| Dichtungs- und Ventilkomponenten | PTFE, POM oder PEEK abhängig von der Anwendung |
Diese Zuordnung dient als Orientierung. Die endgültige Werkstoffauswahl sollte immer anhand der konkreten Betriebsbedingungen und der erforderlichen Konformität erfolgen.
Bearbeitung lebensmittelgeeigneter Kunststoffe
Aus geeigneten Halbzeugen können individuelle Kunststoffteile für Lebensmittelmaschinen und Produktionsanlagen gefertigt werden.
Je nach Werkstoff und Bauteilgeometrie kommen unterschiedliche Verfahren infrage. Martan Plastics übernimmt die Kunststoffbearbeitung vom Zuschnitt bis zum präzise gefertigten Bauteil.
Für komplexe Konturen, Bohrungen, Taschen und individuelle Geometrien eignet sich unter anderem das CNC-Fräsen von Kunststoff.
Damit können beispielsweise Führungen, Gleitleisten, Platten, Halterungen oder andere individuelle Komponenten passend zur jeweiligen Lebensmittel- oder Verpackungsmaschine hergestellt werden.
Lebensmittelgeeignete Kunststoffe richtig auswählen
Für eine sichere Werkstoffauswahl sollten Sie zunächst die konkrete Anwendung definieren:
Kommt das Bauteil direkt oder indirekt mit Lebensmitteln in Kontakt?
Mit welcher Lebensmittelart besteht Kontakt?
Welche Temperaturen treten im Betrieb und bei der Reinigung auf?
Wie lange besteht der Kontakt?
Welche Reinigungs- und Desinfektionsmittel werden eingesetzt?
Welche mechanischen Belastungen wirken auf das Bauteil?
Welche Verschleiß- und Gleiteigenschaften werden benötigt?
Welche europäischen oder internationalen Konformitätsanforderungen müssen erfüllt werden?
Welche Dokumentation wird für Qualitätssicherung und Audit benötigt?
Erst danach sollte die konkrete Materialqualität ausgewählt werden.
Benötigen Sie Halbzeuge oder individuell gefertigte Kunststoffteile für Ihre Anwendung, finden Sie weitere Informationen unter Kunststoffe für die Lebensmittelindustrie oder in der Übersicht unserer Kunststoffwerkstoffe.
Häufige Fragen zu lebensmittelgeeigneten Kunststoffen
Welche Kunststoffe sind lebensmittelgeeignet?
Zu den häufig eingesetzten Werkstoffgruppen gehören PE, PP, POM, PTFE, PET, PA und PEEK. Die Werkstoffgruppe allein garantiert jedoch keine Lebensmittelkonformität. Die konkrete Materialtype, Rezeptur und Dokumentation müssen für die vorgesehene Anwendung geeignet sein.
Ist PE für Lebensmittel geeignet?
Bestimmte PE-Qualitäten sind für Lebensmittelkontakt geeignet. In der Lebensmittelindustrie werden beispielsweise PE 500 und PE 1000 für Schneidunterlagen, Führungen, Gleitschienen und Förderelemente verwendet. Die konkrete Qualität muss über die erforderlichen Nachweise verfügen.
Ist POM lebensmittelecht?
Bestimmte POM-Qualitäten können für Lebensmittelkontakt eingesetzt werden. Aufgrund seiner Steifigkeit, Maßhaltigkeit und Verschleißfestigkeit wird POM häufig für Rollen, Lager, Führungen, Zahnräder und andere Maschinenteile verwendet.
Was bedeutet lebensmittelechter beziehungsweise lebensmittelgeeigneter Kunststoff?
Damit ist ein Kunststoff gemeint, dessen konkrete Materialqualität für den vorgesehenen Lebensmittelkontakt die geltenden Anforderungen erfüllt. Dabei spielen unter anderem Materialzusammensetzung, Migration, Temperatur, Kontaktzeit und Lebensmittelart eine Rolle.
Welche Kunststoffe eignen sich für Kunststoffteile in der Lebensmittelindustrie?
Für Gleitschienen und Förderelemente wird häufig PE eingesetzt, für präzise mechanische Teile POM. PTFE bietet Vorteile bei hoher chemischer oder thermischer Belastung, während PEEK für besonders anspruchsvolle mechanische und thermische Anwendungen infrage kommt.
Was ist der Unterschied zwischen EU-konform und FDA-konform?
Für den europäischen Markt gelten insbesondere die europäischen Vorschriften für Lebensmittelkontaktmaterialien, darunter die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 für Kunststoffe. FDA-Konformität bezieht sich dagegen auf die einschlägigen US-amerikanischen Vorgaben. Welche Anforderungen relevant sind, hängt vom jeweiligen Markt und von der konkreten Anwendung ab.
Können lebensmittelgeeignete Kunststoffe individuell bearbeitet werden?
Ja. Aus geeigneten Halbzeugen können unter anderem Plattenzuschnitte, Führungen, Rollen, Buchsen, Gleitleisten und komplexe CNC-Fertigteile hergestellt werden. Dabei müssen neben der Werkstoffauswahl auch die Anforderungen der jeweiligen Anwendung berücksichtigt werden.