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Silikon kommt als Werkstoff gerade im Pharma- und Lebensmittelbereich häufig zum Einsatz. In den menschlichen Körper darf es jedoch nicht gelangen, da sonst Verletzungen oder Vergiftungserscheinungen drohen. Dementsprechend ist es in diesen Industrien essenziell, Fremdkörper zuverlässig in Produkten aufspüren und entfernen zu können (beispielsweise mithilfe eines Metalldetektors). Das Schlüsselwort in diesem Zusammenhang lautet Detektierbarkeit.
Zu diesem Zweck werden meist Technologielösungen verwendet, denn eine reine Sichtkontrolle reicht nicht aus, um alle Verunreinigungen festzustellen. Dazu braucht es empfindliche Sensoren sowie detektierbare Werkstoffe, die maschinell in Lebensmitteln und Medikamenten erkannt werden können.
Silikon ist nicht inhärent detektierbar. Weder ist es magnetisch, noch unterscheidet sich seine Dichte signifikant von anderen Materialien, was eine Erkennung per Röntgenscanner erschwert. Daher ist es meist nötig, die materielle Zusammensetzung der Mischung zu verändern, um sie detektierbar zu machen.
Ein Objekt ist detektierbar, wenn es zuverlässig in einem ihn umgebenden Medium erkannt werden kann. In der Praxis existieren verschiedene Arten von Detektierbarkeit, abhängig von der verwendeten Sensorik, z. B. Röntgen- oder Metalldetektierbarkeit.
Es gibt mehrere Ansätze, um eine Komponente detektierbar zu gestalten. Im Kontext von Silikon ist die häufigste Methode, dem Werkstoff magnetische Metallpartikel hinzuzufügen, auf die Metalldetektoren reagieren.
Bei größeren Fremdkörpern ist zudem eine Sensorerkennung auf Infrarotbasis möglich. Diese reagiert auf Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit. Die Technologie kommt jedoch eher bei der Sortierung von Produkten zum Einsatz, weniger im Kontext von Sicherheit und Hygiene in der Lebensmittelindustrie.
Faltenbälge aus Silikon mit detektierbarem Werkstoff
Additive, die einem Werkstoff detektierbare Charakteristika hinzufügen, wirken sich gleichzeitig auf dessen Materialeigenschaften aus. Dieser Umstand ist nicht in allen Bereichen relevant. Allerdings sollte die Konstruktion ihn im Hinterkopf behalten.
Wenn Silikon einen detektierbaren Anteil an Metallpartikeln enthält, kann es nicht länger in flüssiger Form verarbeitet werden. Der Füllstoff verändert die Fließeigenschaften zu sehr. Die Produktion muss stattdessen mit Festsilikon arbeiten, welches unter Umständen eine andere Art von Werkzeug erfordert.
Ein anderes Beispiel betrifft die Shore-Härte. Je nach Material können beigemischte Füllstoffe den Shore-Wert erhöhen oder senken. Entsprechend muss die Konstruktion gegensteuern, um die gewünschte Härte des Silikons beizubehalten, etwa indem sie ein weicheres Grundmaterial verwendet. Andernfalls kann es sein, dass der Artikel nicht länger die eingangs definierten Anforderungen erfüllt.
Veränderungen der Materialeigenschaften durch die Hinzugabe von Füllstoffen sind vor allem dann relevant, wenn eine Silikonkomponente nachträglich detektierbar gemacht werden soll. Die Modifikationen erfordern unter Umständen eine Anpassung des Fertigungsprozesses, insbesondere des Werkzeugs. Dies kann zusätzliche Investitionskosten nach sich ziehen. Daher sollten Konstrukteur:innen im Voraus überlegen, ob ein Bauteil detektierbar sein soll, und diese Information in ihr Lastenheft aufnehmen.
Detektierbare Produkte sind lediglich ein Baustein in einem Sicherheitskonzept, welches den kompletten Produktionsprozess umfasst. Unternehmen müssen nicht nur verhindern, dass Fremdkörper in ihre Produkte gelangen, sondern sich auch für den Fall absichern, dass dies doch passiert. Detektierbarkeit ist ein Fallback für den Ernstfall, sollte aber immer mit robusten Hygiene- und Produktionskonzepten sowie einer vorausschauenden Materialauswahl kombiniert werden.
Silikonprodukte sind detektierbar, wenn man dem Material Zusatzstoffe beifügt, die seine Charakteristika verändern und es beispielsweise für einen Metalldetektor erkennbar machen. Dies lässt sich mit überschaubarem Aufwand bewerkstelligen, auch abseits der Herstellung von Lebensmitteln.
Die Herausforderung besteht darin, trotz Zugabe von Additiven die gewünschten Materialeigenschaften sowie die Qualität beizubehalten. Meist ist es hierfür nötig, die Rezeptur anzupassen. Daher sollten Unternehmen maschinelle Erkennbarkeit, falls erforderlich, immer in ihrem Lastenheft vermerken. Auf diese Weise können sie teure nachträgliche Anpassungen ihrer Produkte vermeiden.
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Tim Panster ist seit 2019 bei Jäger im Außendienst für den Standort Essen tätig. Im Jahr 2020 schloss er seinen Master of Science im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen an der FOM Hochschule für Ökonomie & Management ab.
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