14.1 Maschinell- und produktionsbedingte Kontaminationen

14.1.1 Metallischer Abrieb und Korrosion

Maschinelle Materialkomponenten können durch Korrosion und Abrieb (abrasiver Verschleiß) in die Produkte gelangen. Verschleiß ist ein nicht erwünschter mechanischer Abnutzungsprozess, bei dem es zu einem Materialabtrag der Oberflächenstruktur kommt. Die fortschreitende Abnutzung wird durch Prozessschritte wie Schleifen, Rollen, Schlagen, Kratzen sowie durch chemische und thermische Beanspruchungen besonders verursacht. Hierdurch gelangen verschiedenste Materialfasern und Metallpartikel aber auch Farbbestandteile, Kunststoffe und andere Oberflächenbeschichtungen in das Produkt. (360) Besonders anfällig für Abrieb sind natürlich in erster Linie bewegliche Maschinenteile (z. B. Systeme zur Zerkleinerung wie Mühlen und Walzen, aber auch Lager und Turbinen). Chemisch-thermische Prozesse können jedoch auch aus Förderleitungen und Behältern (Metall-)Bestandteile herauslösen.

Werden in den Produktionsprozessen stahlhaltige Mahlwerkzeuge eingesetzt, kann dies vor allem zu einer Kontamination durch Chrom, Nickel und Eisen führen. Aus Messinglegierungen werden Kupfer und Zink freigesetzt. Auch Schwermetalle wie Blei können aus verschiedenen maschinellen Komponenten eingetragen werden. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist die Qualität und Härte des verwendeten Materials. Kunststoff-Polymere, aber auch Metalle haben im Gegensatz zu Keramiken üblicherweise eine deutlich geringere Härte und sind deutlich verschleißanfälliger. Korrosive Prozesse, minderwertiges Material oder überalterte (brüchige) Maschinenbestandteile beschleunigen den Abrieb enorm.

Neben den maschinellen Komponenten selbst spielt auch das Verarbeitungsprodukt eine erhebliche Rolle für den Eintrag von Abriebmaterialien. Kakaobohnen, -kernbruch und -pulver sind z. B. stark schleißende Produkte. Das Vermahlen von Kakao erfolgt über zwei Stufen. Hier werden im ersten Verarbeitungsschritt Schlagmessermühlen zur Vermahlung von Kakaobruch eingesetzt. Dabei handelt es sich um Prallmühlen mit schnell umlaufendem Rotor und einem Spaltsieb als Mahlbahn. Lediglich Partikel, die kleiner als die Spaltbreite sind, können den Mahlraum verlassen. In der zweiten Stufe des Verarbeitungsprozesses wird die vorgemahlene Kakaomasse in Rührwerkskugelmühlen fein vermahlen. Das Aneinandereiben der Kugeln an den Rührarmen oder Rührscheiben sowie die Reibung an der Gehäusewand führen zu Verschleiß und weiterem Metallabrieb und -eintrag in das Endprodukt. Bei Untersuchungen diverser Schokoladen mit einem Kakaoanteil von 43 % bis 73 % wurden Metallkontaminationen eindeutig festgestellt. (361,362)

Die maximalen Mengen metallischen Abriebs, welche in Lebensmitteln vorkommen dürfen, sind durch die EU-Verordnung 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die möglicherweise mit Lebensmitteln in Kontakt kommen können, festgelegt. Diese basiert auf den vom EDQM (European Directorate for the Quality of Medicines & Health Care) festgelegten Grenzwerten für Metalle und Legierungs­bestandteile (jeweils pro Kilogramm Lebensmittel). Der Grenzwert für Eisen beträgt 40 mg, für Chrom 0,2 mg und für Kobalt 0,02 mg. Für Wolfram wurde bisher kein Grenzwert festgelegt. Die in den verschiedenen Schokoladen nachgewiesenen Metallmengen überschritten die genannten Grenzwerte deutlich. Für Eisen lagen die gemessenen Werte zwischen 51 und 160 mg, für Chrom zwischen 0,6 und 3,35 mg, für Kobalt zwischen 0,16 und 0,91 mg sowie für Wolfram zwischen 0,14 und 1,64 mg. Somit lag der Eintrag von Eisen mit Faktor 3,5 bis 4 noch im unteren Überschreitungs­bereich, während der Grenzwert von Kobalt mit Faktor 8 bis 45 am deutlichsten überschritten wurde. Um den Eintrag in das Produkt zu senken, wird empfohlen, den Energieeinsatz zu minimieren und kleinere Siebe zu verwenden. (361,362)

Für eine Übersicht der durch maschinelle Prozesse eingetragene Kontaminanten siehe Kapitel 14.