Fundamentos de los Lubricantes Grado Alimenticio

La industria procesadora de alimentos presenta retos únicos para los formuladores de lubricantes, comercializadores de aceite, ingenieros de lubricación y diseñadores de equipos. Si bien nunca es deseable que un lubricante contamine materias primas, productos en proceso o terminados, las consecuencias de un producto contaminado con aceite casi nunca son tan severas como lo es en la industria alimenticia. Tan es así, que los lubricantes usados en la industria alimenticia tienen requerimientos, protocolos y expectativas de desempeño que van más allá de los aceites industriales típicos. Este artículo identificará las diferencias fundamentales entre los lubricantes H1, H2 y H3, sus requerimientos y formulaciones, así como la correcta selección del lubricante, la cual es crítica para la seguridad del alimento y la confiabilidad de la maquinaria.

Costosas Consecuencias

Aunque hay muy pocos casos de devoluciones debidas a la contaminación con lubricantes, cuando se presentan suelen ser bastante costosas. Se han documentado algunos casos históricos

En 1966, un total de 4,740 libras de salsa para pavos fue devuelto por Jennie-O-Foods debido a que el producto se había contaminado con grasa. Un año más tarde, sólo se devolvieron 31 libras de salsa.1
En 1998, Smithfield Foods devolvió más de 490,000 libras de jamón ahumado deshuesado, las cuales estaban contaminadas con aceite para engranes, poco después de que varios clientes reportaron un “mal sabor” y “ardor en la garganta hasta por tres horas” después de haber ingerido el jamón.2
En el año 2000, fueron devueltas voluntariamente 86,000 libras de productos de pavo rebanado y empacado (la mayoría carnes finas) por haber estado en contacto con un lubricante no grado alimenticio. Los consumidores reportaron un olor y sabor fuera de lo común. Algunos experimentaron “desórdenes intestinales temporales”.2
El 1° de septiembre del 2000, el Consejo de la Ciudad Stoke-on-Trent, en el Reino Unido, confirmó que el ensayo realizado a un envase de hojalata de alimento para bebés reveló la presencia de una sustancia tóxica. La investigación concluyó que las latas de Cheesy Parsnip y Baked Potato de la compañía Heinz estaban contaminadas con aceite mineral, posiblemente de alguna máquina en el proceso de fabricación del alimento o en la fabricación del envase de hojalata. Una madre reportó que el alimento tenía un olor a alquitrán y alertó a los oficiales de salud ambiental.2
En noviembre del 2002, un embarque de refrescos fue devuelto por contaminación con lubricantes. El producto era “Big Thirst”, en cinco sabores, envasados en botellas de 1,25 litros, distribuido a través de NQR Grocery Clearance Stores en Victoria, Australia. La oficina de estándares alimenticios de Australia indicó que el lubricante podría causar irritación si era consumido.2
En el 2002, Arinco, fabricante de leche en polvo en Vidabaek, Dinamarca, encontró residuos de contaminación en su producto. Un total de 1,100 toneladas de leche en polvo fabricadas entre el 3 de enero y el 20 de junio del 2002 estaban contaminadas con casi tres cuartos de litro de un lubricante que contenía partículas de hierro muy finas. Esto fue descubierto cuando un cliente en Tailandia reclamó que la leche en polvo tenía una coloración gris pálida. Esta anomalía fue rastreada hasta dar con un eje desgastado en una caja de engranes en la planta de empacado. Esto permitió que el aceite pasara a la leche en polvo a través de una junta articulada.2

Breve Historia

En los Estados Unidos, las dos agencias gubernamentales involucradas con la industria procesadora de alimentos han sido históricamente el Departamento de Agricultura (USDA) y el Departamento de Administración de Drogas y Alimentos (FDA). Antes de 1998, la USDA era la responsable de vigilar el cumplimiento de la calidad de los lubricantes grado alimenticio y de su aprobación. Para esto, revisaba las formulaciones de los componentes químicos empleados en operación y mantenimiento.

Para obtener una aprobación por parte del USDA, los fabricantes de lubricante debían comprobar que todos los ingredientes de la formulación fueran sustancias permitidas de acuerdo con las Guías del Código de Seguridad de Regulaciones Federales (CFR) Título 21, §178.3570. Esto no incluía el ensayo del lubricante; más bien, la aprobación estaba fundamentada principalmente en una revisión de los ingredientes usados en la formulación del lubricante.3

Comenzando en febrero de 1998, el USDA alteró significativamente su programa exigiendo que el fabricante valorara los riegos en cada punto de la operación donde podría ocurrir una contaminación. En esencia, el fabricante se convirtió él mismo en el responsable de la revisión y de la aprobación de la composición química del lubricante para decidir si este era seguro como lubricante grado alimenticio.5

En respuesta a las necesidades de la industria, emergieron terceras partes para administrar las certificaciones de los lubricantes.

Actualmente, en los Estados Unidos así como en otros países, la National Sanitation Foundation (NSF), administra un programa de evaluación de lubricantes que básicamente refleja el plan del USDA. Cada componente de la formulación es sometido a la consideración de la NSF por el fabricante del producto junto con alguna otra documentación de soporte. Entonces se verifica que los componentes estén dentro de la lista de sustancias permitidas por la FDA.4 El sitio Web de NSF (www.nsf.org) tiene a disposición de la industria de los alimentos una lista actualizada de los lubricantes aprobados en www.nsfwhitebook.org.

La NSF no es la única organización que trabaja en esta área. Un esfuerzo conjunto de tres reconocidas asociaciones de profesionales de la industria – el Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI), el Instituto Europeo de Grasas Lubricantes (ELGI) y el Grupo Europeo de Diseño de Equipos Higiénicos (EHEDG) – desarrollaron un Grupo de Trabajo Mancomunado para Lubricantes Grado Alimenticio. Este grupo ha estado activo redactando un programa de autorización para lubricantes grado alimenticio y en el desarrollo de la norma DIN V 0010517, 2000-08 (Lubricantes Grado Alimenticio – Definiciones y Requisitos). Han habido planes para utilizar este estándar DIN para desarrollar un estándar ISO (International Standard Organización).

Los Retos que Enfrentan los Lubricantes Grado Alimenticio

La industria procesadora de alimentos representa retos únicos a los lubricantes. El proceso de alimentos a gran escala requiere de maquinarias tales como bombas, mezcladores, tanques, mangueras y tuberías, cadenas y bandas transportadoras. Las maquinarias usadas en plantas procesadoras de alimentos enfrentan los mismos retos de tribología y lubricación encontradas en otras plantas que no los procesan. Los lubricantes deben ofrecerles una protección similar a las superficies internas para controlar la fricción, el desgaste, la corrosión, el calor y la formación de depósitos. También deben ofrecer una buena bombeabilidad, estabilidad a la oxidación, estabilidad a la hidrólisis y estabilidad térmica donde la aplicación así lo requiera. Adicionalmente, ciertas aplicaciones dentro de la industria procesadora de alimentos y productos farmacéuticos, requieren que el lubricante resista la degradación y la afectación de su desempeño cuando esté en contacto con productos alimenticios, ciertos químicos de proceso, agua (incluyendo vapor) y bacterias.

Desafortunadamente, muchas de las materias primas utilizadas en la formulación de lubricantes que hacen frente efectivamente a estos desafíos en aplicaciones industriales convencionales, no son permitidas en aplicaciones alimenticias por razones de seguridad.

Categorías y Definiciones de Grado Alimenticio

Los lubricantes grado alimenticio son lubricantes aceptados para su empleo en equipos, aplicaciones y plantas procesadoras de carnes, aves y otros alimentos. Los tipos de lubricantes grado alimenticio se dividen en tres categorías basadas en la probabilidad de entrar en contacto con los alimentos. El USDA creó la designación original para grado alimenticio H1, H2 y H3, la cual es la terminología en uso. La aprobación y el registro de un nuevo lubricante en una de esas tres categorías dependerán de los ingredientes empleados en su formulación. Las tres designaciones se describen a continuación:3

Lubricantes H1 son grado alimenticio y se emplean en ambientes donde se procesan alimentos y donde existe la posibilidad de contacto incidental con los alimentos. Estos lubricantes sólo pueden formularse empleando uno o más de los aditivos, bases lubricantes y espesantes (en el caso de las grasas) listados en 21 CFR 178.3750.

Lubricantes H2 son usados en equipos y maquinarias donde no existe la probabilidad de que el lubricante o superficie lubricada entre en contacto con el alimento. Debido a que no hay ningún riego de contacto con el alimento, los lubricantes H2 no tienen por qué tener una lista definida de ingredientes aceptables. Sin embargo, no pueden contener intencionalmente metales pesados como antimonio, arsénico, cadmio, plomo, mercurio o selenio. De igual forma, sus ingredientes no deben incluir sustancias carcinógenas, mutágenas, teratógenas o ácidos minerales.4

Lubricantes H3, también conocidos como aceites solubles o comestibles, pueden ser usados para limpiar y prevenir la herrumbre en ganchos, transportadoras y equipos similares.

Lubricantes Aprobados

Como se mencionó previamente, las aprobaciones del USDA están basadas en los Códigos del FDA Título 21, donde se indican los ingredientes usados en lubricantes que pueden tener un contacto incidental con los alimentos. Estos se mencionan en las siguientes secciones:

1.CFR 178.3570 – Ingredientes permitidos en la fabricación de lubricantes H1
21.CFR 178.3620 – Aceites minerales blancos como componentes de artículos no alimenticios que serán usados en contacto con alimentos
21.CFR 172.878 – Aceite minerales blancos que cumplen con USP (Farmacopea de los Estados Unidos) para el contacto directo con alimentos
21 CFR 172.882 – Hidrocarburos sintéticos isoparafínicos
21.CFR 182 – Sustancias reconocidas generalmente como seguras

Abajo se presenta alguna información de estos estándares.

Aceites Básicos Aceptados como Grado Alimenticio

Dependiendo de si el lubricante es grado alimenticio H1 o H2, la lista de los aceites básicos aprobados puede variar. Las guías para aceites básicos H2 son menos restrictivas y, consecuentemente, permiten una gran variedad de básicos.

Muchos productos usados en plantas industriales (no alimenticias) son utilizados en plantas alimenticias como aplicaciones H2. Los lubricantes H1 son mucho más limitados ya que están diseñados para permitir una exposición accidental con el alimento procesado. Los aceites básicos aprobados como H1 pueden ser minerales o sintéticos:

Lubricantes Derivados del Petróleo – Los aceites minerales usados en lubricantes grado alimenticio H1 son aceites minerales blancos grado técnico o aceites minerales blancos tipo USP. Son altamente refinados y sin color, sabor, olor además de que no manchan. Los aceites minerales blancos grado técnico cumplen con las regulaciones especificadas en 21 CFR 178.3620. Los aceites minerales USP son los aceites blancos minerales más altamente refinados que todos los demás.

Lubricantes Sintéticos – Las bases lubricantes sintéticas H1 son por lo general polialfaolefinas (PAO). Comparadas con los aceites blancos minerales, poseen una resistencia a la oxidación significativamente mayor y un amplio rango en cuanto a temperaturas de operación se refiere. Otras bases lubricantes sintéticas aprobadas como H1 son las Polialquilenglicol (PAG). Estas son cada vez más usadas en aplicaciones a alta temperatura.

Los dimetilpolisiloxanos (siliconas) con una viscosidad por encima de los 300 centiStokes (cSt)7 son también utilizados como lubricantes H1. Las siliconas tienen mayor resistencia a la oxidación y a la degradación térmica que las bases lubricantes PAO y PAG

Aditivos y Espesantes Aceptados como Grado Alimenticio

A menudo, las bases lubricantes no son capaces de cumplir los severos requisitos exigidos en los ambientes de trabajo donde se procesan alimentos. Para mejorar las características de desempeño de las bases lubricantes, se utilizan aditivos mezclados en su formulación. La concentración de los antioxidantes, inhibidores de corrosión, antidesgaste, y extrema presión está limitada en la norma 21 CFR 178.3570.

Las grasas son lubricantes a los cuales se les ha añadido un agente espesante en su formulación. Entre los espesantes para grasas aprobados están el estearato de aluminio, complejo de aluminio, arcillas o bentonita y poliurea. El complejo de aluminio es el espesante de grasa H1 más común. Puede soportar altas temperaturas y es resistente al barrido por agua, las cuales son propiedades muy importantes en aplicaciones donde se procesan alimentos. Las grasas con espesantes a base de sulfonato de calcio no han sido presentadas para aprobación ante el USDA o el FDA, pero han sido aprobadas en Canadá para contacto incidental con alimentos.8

Selección de Máquinas que Requieren Lubricantes Grado Alimenticio

Seleccionar el uso de lubricantes H1 o H2 puede ser un reto. Un lubricante usado en una banda transportadora que se mueve sobre la línea por donde va el alimento debe ser un lubricante categoría H1. Sin embargo, una banda transportadora moviéndose por debajo de la línea por donde va el alimento no necesariamente debe ser segura, y puede utilizar un lubricante H2.

De acuerdo con el programa de Análisis de Riesgo y Punto de Control Crítico (HACCP) implementado por el USDA, cada punto de lubricación debe ser evaluado desde el punto de vista de la posible ocurrencia de una contaminación. La mayoría de las grandes empresas fabricantes de alimentos han comenzado a usar el sistema HACCP, pero en sus planes no siempre reconocen la importancia de un diagnóstico de lubricación. Un número importante de proveedores de lubricantes ofrecen la realización de una parte del estudio de lubricación.
Debido a que los lubricantes H1 están limitados por el tipo de aditivos y en el pasado usaban bases lubricantes minerales, en ciertas aplicaciones no brindan la protección adecuada, además de tener una vida más corta. Ahora que se utilizan los sintéticos, algunos lubricantes H1 tienen un desempeño que supera a los aceites no grado alimenticio. Esto es muy significativo, ya que permite la consolidación y evita una contaminación cruzada accidental entre lubricantes H1 con H2 y la contaminación de lubricantes H2 con alimentos.

Otros Temas Relacionados con Lubricantes Grado Alimenticio

El uso de lubricantes grado alimenticio H1 no reemplaza las actividades de diseño y mantenimiento. Los lubricantes H1 son aprobados solamente para un contacto mínimo, incidental. Si una planta usa lubricantes grado alimenticio, el FDA limita la contaminación por lubricación a 10 partes por millón – esto es 0.001 por ciento.

Además, el proceso de certificación del lubricante no incluye auditorias de planta y toma de muestras para asegurar la formulación; es una comparación estricta de la formulación contra la lista de productos aprobados. Richard Pinchin, quien trabajó con Shell International y es uno de los profesionales que apoyan un proceso de certificación más riguroso, señaló en una reunión del NLGI: “Conozco de cinco casos en los últimos tres años en donde la clasificación de grado alimenticio no se justifica”.1

Conclusión

Es un aspecto crítico para la seguridad del alimento y la confiabilidad de la maquinaria conocer las diferencias entre lubricantes H1, H2 y H3, y seleccionar el lubricante correcto. Como una fuente de información adicional, el sitio Web de NSF suministra los requisitos que deben cumplir los lubricantes para poder ser productos grado alimenticio y permite el libre acceso para obtener información de los lubricantes certificados como grado alimenticio enwww.nsf.org/usda/psnclistings.asp.

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.