Toidu valimine-Ohutud metallid: materjalide käitumise põhjalik tehniline uurimine kaasaegses toidutootmises

Sissejuhatus

Toiduga{0}}kontaktseadmete jaoks metallide valimine ei ole nii lihtne kui selle valimine, mis näeb välja roostevaba. Toiduainete tootmiskeskkonnad puutuvad kokku materjalidega intensiivse ja sageli vaenuliku kombinatsioonigahapped, soolad, puhastuskemikaalid, temperatuurišokid, mehaaniline hõõrdumine ja mikroobsed väljakutsed. Selles kontekstis peavad toidu{1}}kindlad metallid vastama rangetele nõuetele: need ei tohi korrodeeruda, leotada kahjulikke elemente, saastada toitu ega laguneda korduvate sanitaartsüklite käigus.

See alam-artikkel pakub asügav tehniline uuriminekuidas metallid toidu{0}}töötlemiskeskkondades käituvad, miks teatud sulamid on suurepärased, samas kui teised ebaõnnestuvad ja kuidas insenerid saavad optimeerida metallide valikut konkreetsete protsesside jaoks. Uurime roostevaba terast, alumiiniumi, vasesulameid, kaetud teraseid ja uusi konstrueeritud materjale. Kõrge tehnilise kvaliteedi tagamiseks pöörame suurt tähelepanumaterjaliteadus, pinna keemia, jahügieenipõhimõtteid järgides-toiduainete tootmiseks hädavajalikud.

1. Toidu mõistmine-Kontaktidega seotud väljakutsed

Enne metallide võrdlemist peame välja tooma tõelistes toiduainete{0}}tootmiskeskkondades esinevad ohud. Need tegurid mõjutavad otseselt seda, millised metallid kvalifitseeruvad "toidu-ohututeks".

1.1 Keemiline kokkupuude

Toidu koostisosad on dramaatiliselt erinevad:

Happed:sidrun-, äädik-, piim-, õunhape

Alused:söögisoodat, mõningaid keemilisi kergitusaineid

Kloriidid:soolalahused, mereandide töötlemise vedelikud

Suhkrud:karamelliseerimine põhjustab adhesiooni ja soodustab mikroobide kasvu

Rasvad ja õlid:oksüdeeruvad ja võivad saasteaineid kinni püüda

Paljud neist ühenditest muutuvad kuumutamisel agressiivsemaks.

1.2 Puhastamise ja kanalisatsiooniga seotud stress

Kaasaegsed toidutaimed toetuvadCIP (puhas-kohas-)võiSIP (steriliseerige-kohas-)protsessid, mis hõlmavad:

Kõrge{0}}temperatuuriga vesi (70–160 kraadi)

Seebikivi (NaOH)

Lämmastik- või peräädikhappe desinfektsioonivahendid

Kõrgsurvepihustid

Mehaaniline puhastamine

Auruga steriliseerimine

Need on sagelisöövitavamkui toit ise.

1.3 Mehaanilised ja termilised koormused

Toidu tootmise seadmed peavad vastu pidama:

Pidev löök ja vibratsioon

Kiire{0}}konveieri liikumine

Temperatuuritsüklid (külmutamise ↔ küpsetustsüklid)

Käsitsemisel, kraapimisel või ümberkukkumisel tekkinud hõõrdumine

1.4 Mikroobiprobleemid ja hügieeniline disain

Metallid peavad pakkuma:

Mitte{0}}poorsed pinnad

Vastupidavus aukudele (bakterid peidavad end aukudesse)

Siledad elektropoleeritud viimistlused

Madal kalduvus osakeste adhesioonile

Tööstushügieeni juhised (EHEDG, NSF, FDA) rõhutavad pinna siledust ja korrosioonikindlust kui toiduohutuse seisukohalt üliolulist.

2. Toidu-ohutute metallide ülevaade

Kaasaegses toiduainetööstuses domineerivad kuus metalliklassi:

1.304 roostevaba teras

2.316 roostevaba teras

3.430 (ferriit) roostevaba teras

4.Alumiinium (toidu{0}}sulamid)

5.Vask ja messing

6.Kaetud või plaaditud teras(eriotstarbeline kasutus-)

Üksikasjalik tehniline võrdlus esitatakse hiljem, kuid kõigepealt uurime iga sulamikategooriat teaduslikult.

3.Roostevaba teras: Tööstusstandard

Roostevaba teras jääb oma stabiilsuse, puhastatavuse ja korrosioonikindluse tõttu kullastandardiks.

3.1 Miks roostevaba teras nii hästi töötab?

Kõik roostevabad terased toetuvad õhukesele kroomi{0}}rikkale oksiidkilele, mida nimetataksepassiivne kiht:

Enese-tervendamine

Hoiab ära hapniku difusiooni

Takistab korrosiooni

Suurendab hügieeni ja puhastatavust

Kriimustuse korral moodustub kile{0}}hapniku juuresolekul koheselt uuesti, mistõttu võib roostevaba teras taluda aastaid pesu.

3.2 klassi 304 roostevaba teras

Koostis:

18–20% kroomi

8–10,5% niklit

Raud + väikesed elemendid

Eelised:

Suurepärane üldotstarbeline{0}}korrosioonikindlus

Hea sitkus

Keevitatav ja kergesti vormitav

Elektropoleerimine sobib hästi hügieenilisteks rakendusteks

Kus see suurepärane:

Kuivtoidu töötlemine

Pagaritööstuse masinad

Konveiertraadi lint

Toiduhoidla riiulid

Kus see võitleb:

Kloriidi{0}}rohke keskkond

Mereandide töötlemine

Pikaajaline kokkupuude soolaga-

3.3 klassi 316 roostevaba teras

Koostis:

16–18% kroomi

10-14% niklit

2-3% molübdeeni

Themolübdeeni lisamineparandab oluliselt:

Torkekindlus

Lõhede korrosioonikindlus

Happetaluvus

Merevee stabiilsus

Miks seda eelistatakse karmides keskkondades:

316 roostevaba on asendamatu:

Mereannid ja soola{0}}rasked toidud

Kääritusmahutid

Happeliste jookide töötlemine

CIP/SIP keemiline kokkupuude

3.4 Ferriitne roostevaba teras (430)

Koostis:

16–18% kroomi

Madal/ei ole niklit

Magnetiline

Eelised:

Odavam

Hea korrosioonikindlus kergetes tingimustes

Niklit ei sisalda (sobib nikli{0}}tundlikele rakendustele)

Piirangud:

Pole nii korrosioonikindel kui austeniitklassid

Madalam kõrge{0}}temperatuuri jõudlus

Pole ideaalne kõrge{0}}happe- või-soolasisaldusega keskkondades

4. Alumiinium toiduainete tootmises

Alumiiniumi kasutatakse laialdaselt, kuid piirangutega.

4.1 Eelised

Kerge

Kõrge soojusjuhtivusega

Oksüdeerub, moodustades kaitsva loodusliku barjääri

Taskukohane

Ideaalne kööginõude, pannide ja kandikute jaoks

4.2 Piirangud

Reageerib hapetega

Mõjub kergesti kloriidide alla

Pehme (aldis mõlkima, kriimustama)

Ei sobi rasketele seadmetele ega konstruktsioonikoormustele

Enamik toiduainete{0}}klassi kasutusalasid:

Küpsetusplaadid

Jahutusplaadid

Soojusvahetid

Mitte-happelise toidu-kontaktipiirkonnad

5. Vask ja messing

5.1 Eelised

Erakordne soojusjuhtivus

Looduslikult antimikroobne

Traditsiooniline kasutamine õlle valmistamisel ja destilleerimisel

5.2 Piirangud

Väga reageeriv hapetele

Korrosioon võib põhjustada vase ioonide leostumist

Piiratud heakskiit paljudes toidu{0}}töötlemiskeskkondades

Vaske kasutatakse harvakaasaegne tööstuslik toiduainete tootmine, välja arvatud eriprotsessides.

6. Kaetud toit-Ohutud metallid

Teatud metallid on toidu{0}}ohutuks muudetud ainult siis, kui need on kaetud:

PTFE (teflon) kate

Keraamilised katted

Galvaniseeritud plekk

Nikkel{0}}kroomimine

Iga kattekiht tuleb peale kanda veatult - kriimustused ohustavad ohutust.

7. Võrdleva jõudluse tabel

8. Tehnilised juhised metallide valimiseks

Sobitage metall kokkukeskkonnakeemia.

Esikohale seadaelektropoleeritud roostevabahügieeni{0}}kriitilistes tsoonides.

Vältige vaske happelises toidukeskkonnas.

Kasutage 316 roostevaba terast soolalahuse/soolvee toimingutes.

Kaaluge alumiiniumi ainult kuivade, mitte{0}}happeliste protsesside puhul.

Järeldus

Metallid toiduainete tootmises tuleb valida korrosiooni-, hügieeni- ja mehaaniliste nõuete teadusliku arusaama alusel. Kõikide valikute hulgas on eriti roostevaba teras -304 ja 316- on endiselt kõige ohutum, vastupidavam ja hügieenilisem metall, mida kasutatakse üldiselt. Nende piirangute ja eeliste mõistmine tagab ohutumad ja kauem -kestvad toidu-töötlemisseadmed.