Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur Lebensmittelverträglichkeit von technischen Messern für die Lebensmittelverarbeitung

Für technische Schneidemesser in der Lebensmittelindustrie existieren bisher keine Regelwerke, die die Lebensmittelverträglichkeit dieser Bauteile zum Inhalt haben. Der Markt fordert jedoch von den Herstellern dieser Klingen belastbare Aussagen, klare Regeln und anerkannte Prüfmethoden. Die Konformitätsarbeit für Lebensmittelkontaktmaterialien und Bedarfsgegenstände im Rahmen einer Risikobewertung ist entlang aller Verarbeitungsstufen erforderlich, rechtlich zwingend und ohne klare Richtlinien aufwendig und teuer.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Lebensmittelverträglichkeitsprüfung für technische Messerklingen für die industrielle Lebensmittelverarbeitung. Bei der Prüfung wird die Metallmigration bestimmt und anschließend mit anerkannten Grenzwerten verglichen. Weiter wird angestrebt Wissen über das spezifische Migrationsverhalten technischer Messer und insbesondere der dafür verwendeten martensitisch-nichtrostender Messerstähle zu erarbeiten. Dafür werden zuerst die realen Einsatzbedingungen technischer Messer in den verschiedenen Einsatzgebieten durch Interviews bei Anwendern erfasst. Daraus werden Prüfbedingungen für die Migrationsprüfung abgeleitet. Prüfapparatur und Zubehör werden konzipiert und gebaut. Der Prüfablauf wird an Referenzproben erprobt und festgelegt. Es folgt die Bestimmung des allgemeinen Migrationsverhaltens von Kreismessern in verschiedenen Migrationslösungen am Beispiel eines Referenzwerkstoffs. Anschließend erfolgt eine Validierung mit Kreismessern und Langmessern aus weiteren Stahlsorten. Eine Gegenüberstellung von Metallmigration und Verschleiß wird ebenfalls angestrebt.

Bereits heute fordern zunehmend Abnehmer technischer Messer Nachweise über die Unbedenklichkeit dieser Produkte. Da es jedoch keine anerkannte Prüfung für Maschinenmesser gibt, können Hersteller nur auf ihre langjährige Erfahrung mit den verwendeten Werkstoffen verweisen. In Zukunft werden solche Argumente jedoch nicht mehr reichen. Die entwickelte Migrationsprüfung wird deshalb die kleinen und mittelständischen Hersteller von Maschinenmessern in der Lage versetzen, die Lebensmittelverträglichkeit ihrer Produkte gegenüber ihren Kunden nachzuweisen. Dafür wird angestrebt, die entwickelte Prüfung der Normung zuzuführen. Wegen dem steigenden Druck aus Abnehmerseite wird von einer hohen Bereitschaft ausgegangen, die Forschungsergebnisse umzusetzen.

Ergebniszusammenfassung:

Im vorliegenden Forschungsprojekt sind folgende Ergebnisse erarbeitet worden. Zunächst ergab die Analyse der Einsatzbedingungen technischer Messerklingen bei der maschinellen Verarbeitung von Lebensmitteln, dass die tatsächlichen Einsatzbedingungen von den Migrationsbedingungen aus dem EDQM-Leitfaden „Metals and alloys“ deutlich abweichen. Daraufhin wurde die Migrationsprüfung zur Bestimmung der Lebensmittelverträglichkeit von Messerstählen auf Temperaturen von 20 °C bis 90 °C und auf drei Migrationslösungen mit unterschiedlichen pH-Werten, die verschiedene Lebensmittelgruppen simulieren, erweitert. In Anlehnung an den EDQM-Leitfaden „Metals and alloys“ wurde ein Verfahren zur Bewertung der differenzierten Lebensmittelverträglichkeit entwickelt, der die tatsächlichen Einsatzbedingungen technischer Messerklingen berücksichtigt und entsprechend der Erfüllung der Anforderungen abgestuft ist. Dementsprechend wurde das differenzierte Migrationsverhalten und die differenzierte Lebensmittelverträglichkeit von fünf martensitisch-nichtrostenden Messerstählen und einem ferritisch-nichtrostenden Stahl bestimmt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Verwendung der vergüteten Messerstähle X90CrMoV18, X50CrMoV15, X46Cr13, N680 und Be-Kut sowie des weichgeglühten ferritischen Stahl X2CrNi12 von 20 °C bis 90 °C in neutralen und sauren Lebensmitteln unbedenklich für die menschliche Gesundheit sind. In leicht-sauren Lebensmitteln wurde die Unbedenklichkeit für die menschliche Gesundheit bis 40 °C bewiesen. Abschließend konnte nachgewiesen werden, dass die meisten Reiniger und Desinfektionsmittel, die in der industriellen Lebensmittelverarbeitung zum Einsatz kommen, kaum Einfluss auf die Metallmigration vom X90CrMoV18 aufweisen. Lediglich Reinigungs- und Desinfektionsmitteln mit Wasserstoffperoxid, Peressigsäure und Essigsäure erhöhten die erste Metallmigration um maximal 25 %. Diese erhöhte Metallmigration schränkt dennoch die Lebensmittelverträglichkeit vom X90CrMoV18 nicht ein.