انتخاب غذا{0}}فلزات ایمن: کاوش فنی عمیق رفتار مواد در تولید مواد غذایی مدرن

مقدمه

انتخاب فلزات برای مواد غذایی{0}}تجهیزات تماس به سادگی انتخاب چیزی نیست که "به نظر ضد زنگ به نظر برسد." محیط های تولید مواد غذایی مواد را در معرض ترکیبی شدید و اغلب خصمانه قرار می دهنداسیدها، نمک ها، مواد شیمیایی پاک کننده، شوک های دما، سایش مکانیکی و چالش های میکروبی. در این زمینه، فلزات ایمن مواد غذایی-باید الزامات سختگیرانه را برآورده کنند: آنها نباید خورده شوند، عناصر مضر را شسته، مواد غذایی را آلوده کنند، یا تحت چرخه های بهداشتی مکرر تخریب نشوند.

این زیر-مقاله یککاوش فنی عمیقرفتار فلزات در محیط‌های{0}فرآوری مواد غذایی، چرایی برتری آلیاژهای خاص در حالی که برخی دیگر از کار می‌افتند، و مهندسان چگونه می‌توانند انتخاب فلز را برای فرآیندهای خاص بهینه کنند. ما فولادهای ضد زنگ، آلومینیوم، آلیاژهای مس، فولادهای پوشش داده شده و مواد مهندسی شده در حال ظهور را بررسی می کنیم. برای اطمینان از کیفیت فنی بالا، ما به شدت روی آن تمرکز می کنیمعلم مواد, شیمی سطح، وطراحی-برای-اصول بهداشتیبرای تولید مواد غذایی ضروری است.

1. درک غذا{1}}چالش‌های تماس

قبل از مقایسه فلزات، باید تهدیداتی را که در محیط‌های{0}}تولید مواد غذایی واقعی یافت می‌شوند، ترسیم کنیم. این عوامل مستقیماً بر فلزات تأثیر می‌گذارند که «غذا{2}}ایمن باشند».

1.1 قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی

مواد غذایی به طور چشمگیری متفاوت است:

اسیدها:اسیدهای سیتریک، استیک، لاکتیک، مالیک

پایه ها:جوش شیرین، برخی از مواد شیمیایی

کلریدها:نمک نمک، مایعات پردازش غذاهای دریایی

قندها:کاراملی شدن باعث چسبندگی و رشد میکروبی می شود

چربی ها و روغن ها:اکسید می شود و می تواند آلاینده ها را به دام بیندازد

بسیاری از این ترکیبات هنگام گرم شدن تهاجمی تر می شوند.

1.2 استرس نظافت و بهداشت

گیاهان غذایی مدرن متکی هستندCIP (پاک-در محل-)یاSIP (استریل کردن-در محل-)فرآیندهایی که شامل:

آب با دمای{0}بالا (70-160 درجه)

سود سوزآور (NaOH)

ضدعفونی کننده های اسید نیتریک یا پراستیک

اسپری{0}فشار بالا

شستشوی مکانیکی

استریلیزاسیون با بخار

اینها اغلب هستندخورنده تراز خود غذا

1.3 بارهای مکانیکی و حرارتی

تجهیزات تولید مواد غذایی باید مقاومت کنند:

ضربه و لرزش مداوم

حرکت نوار نقاله با سرعت بالا-

چرخه دما (یخ زدن ↔ چرخه پخت)

سایش ناشی از دست زدن، خراشیدن یا غلت خوردن

1.4 نگرانی های میکروبی و طراحی بهداشتی

فلزات باید ارائه دهند:

سطوح غیر متخلخل-

مقاومت در برابر سوراخ شدن (باکتری ها در چاله ها پنهان می شوند)

پرداخت های صاف با الکترو پولیش شده

تمایل کم برای چسبندگی ذرات

دستورالعمل‌های بهداشت صنعتی (EHEDG، NSF، FDA) بر صافی سطح و مقاومت در برابر خوردگی به‌عنوان ضروری برای ایمنی مواد غذایی تأکید دارند.

2. مروری بر مواد غذایی-فلزات ایمن

شش طبقه فلزی بر تولید مواد غذایی مدرن تسلط دارند:

1.فولاد ضد زنگ 304

2.فولاد ضد زنگ 316

3.فولاد ضد زنگ 430 (فریتی).

4.آلومینیوم (غذایی-آلیاژهای درجه)

5.مس و برنج

6.فولادهای روکش شده یا آبکاری شده(استفاده ویژه-هدف)

یک مقایسه فنی دقیق بعدا ارائه می شود، اما ابتدا هر دسته آلیاژ را به صورت علمی بررسی می کنیم.

3.فولاد ضد زنگ: استاندارد صنعت

فولاد ضد زنگ به دلیل پایداری، تمیزی و مقاومت در برابر خوردگی، استاندارد طلایی باقی می ماند.

3.1 چرا فولاد ضد زنگ بسیار خوب کار می کند

همه فولادهای ضد زنگ متکی به یک لایه نازک اکسید کروم-به ناملایه غیرفعال:

خود{0}}درمانی

از انتشار اکسیژن جلوگیری می کند

از خوردگی جلوگیری می کند

بهداشت و تمیزی را افزایش می دهد

اگر خراشیده شود، فیلم بلافاصله در حضور اکسیژن دوباره-تشکیل می‌شود، به همین دلیل است که ضدزنگ می‌تواند سال‌ها شستشو را تحمل کند.

فولاد ضد زنگ 3.2 درجه 304

ترکیب:

18 تا 20 درصد کروم

8-10.5٪ نیکل

آهن + عناصر جزئی

مزایا:

مقاومت در برابر خوردگی عمومی{0}}منظور عالی

چقرمگی خوب

قابل جوش و به راحتی شکل می گیرد

برای کاربردهای بهداشتی به خوبی الکتروپلی می شود

جایی که عالی می شود:

فرآوری مواد غذایی خشک

ماشین آلات نانوایی

تسمه نقاله

قفسه های نگهداری مواد غذایی

جایی که مبارزه می کند:

محیط‌های سنگین{0}}کلرید

فرآوری غذاهای دریایی

قرار گرفتن در معرض طولانی مدت-نمک

فولاد ضد زنگ 3.3 درجه 316

ترکیب:

16-18٪ کروم

10-14٪ نیکل

2 تا 3 درصد مولیبدن

راافزودن مولیبدنبه شدت بهبود می یابد:

مقاومت حفره ای

مقاومت در برابر خوردگی شکاف

تحمل اسید

پایداری آب شور

چرا برای محیط های خشن ترجیح داده می شود:

316 ضد زنگ برای موارد زیر ضروری است:

غذاهای دریایی و نمک-غذاهای سنگین

مخازن تخمیر

فرآوری نوشیدنی های اسیدی

قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی CIP/SIP

3.4 فولاد ضد زنگ فریتی (430)

ترکیب:

16-18٪ کروم

کم/بدون نیکل

مغناطیسی

مزایا:

ارزان تر

مقاومت در برابر خوردگی خوب در شرایط ملایم

بدون نیکل (مناسب برای برنامه‌های حساس به نیکل-)

محدودیت ها:

به اندازه گریدهای آستنیتی در برابر خوردگی مقاوم نیست

عملکرد دمای{0}}بالا پایین‌تر

برای محیط‌های{0}}با اسید یا زیاد{1}}نمک ایده‌آل نیست

4. آلومینیوم در تولید مواد غذایی

آلومینیوم به طور گسترده استفاده می شود اما با محدودیت هایی.

4.1 مزایا

سبک وزن

رسانایی حرارتی بالا

اکسید می شود تا یک سد طبیعی محافظ تشکیل دهد

مقرون به صرفه

ایده آل برای وسایل آشپزی، تابه و سینی

4.2 محدودیت ها

با اسیدها واکنش نشان می دهد

به راحتی زیر کلریدها سوراخ می شود

نرم (مستعد ایجاد دندانه، خراشیدگی)

برای تجهیزات سنگین یا بارهای ساختاری مناسب نیست

بیشتر موارد استفاده از مواد غذایی-:

سینی های پخت

صفحات خنک کننده

مبدل های حرارتی

مناطق تماس غیر-غذای اسیدی-

5. مس و برنج

5.1 مزایا

هدایت حرارتی استثنایی

به طور طبیعی ضد میکروبی است

استفاده سنتی در دم کردن و تقطیر

5.2 محدودیت ها

نسبت به اسیدها بسیار واکنش پذیر است

خوردگی می تواند باعث شستشوی یون مس شود

تأییدیه محدود در بسیاری از محیط‌های{0}}فرآوری غذا

مس به ندرت در آن استفاده می شودتولید مواد غذایی صنعتی مدرن، به جز در فرآیندهای تخصصی.

6. مواد غذایی پوشش داده شده-فلزات ایمن

برخی از فلزات برای غذا{0}}فقط زمانی ایمن می شوند که پوشش داده شوند:

روکش PTFE (تفلون).

پوشش های سرامیکی

قلع آبکاری شده

نیکل-روکش کروم

هر پوشش باید بدون عیب و نقص اعمال شود - خراش ایمنی را به خطر می اندازد.

7. جدول عملکرد مقایسه ای

8. دستورالعمل های مهندسی برای انتخاب فلزات

فلز را مطابقت دهیدشیمی محیطی.

اولویت بندی کنیدضد زنگ الکترو پولیش شدهدر مناطق بحرانی-بهداشتی.

از مصرف مس در محیط های غذایی اسیدی اجتناب کنید.

از 316 ضد زنگ در عملیات نمکی / آب نمک استفاده کنید.

آلومینیوم را فقط برای فرآیندهای خشک و غیر اسیدی-در نظر بگیرید.

نتیجه گیری

فلزات در تولید مواد غذایی باید بر اساس درک علمی از خوردگی، بهداشت و نیازهای مکانیکی انتخاب شوند. در میان همه گزینه ها، فولادهای ضد زنگ - به ویژه304 و 316- ایمن ترین، بادوام ترین و بهداشتی ترین فلزات برای استفاده عمومی باقی می مانند. درک محدودیت‌ها و مزایای آن‌ها تضمین می‌کند که تجهیزات فرآوری مواد غذایی ایمن‌تر و طولانی‌تر{-دوام داشته باشند.