Parimad toidu{0}}ohutud metallid toiduainete tootmiseks

Sissejuhatus

Toidutööstuses on metallmaterjale kõikjal. Tugevate, hügieeniliste ja ohutute seadmete ehitamine nõuab metallide hoolikat valikut alates konveierikorvidest kuni traatriiuliteni, segamislabadest kuni riiuliteni. Ei piisa, kui metall on toiduainete töötlemise keskkonnas tugev või odav -, vaid metall peab olema katoidu-ohutu, mis tähendab, et see ei leosta kahjulikke aineid, ei lagune puhastustingimustes ega anna toidule -maitseid, lõhnu ega värve.

Tuntud -toidu-traadi- ja lehtmetallist-toodete tootja Marlin Steeli sõnul peab toidu-ohutu metall vastama mitmele kriitilisele kriteeriumile.

1. Ohutus (mitte-toksiline ja mitte-reaktiivne)

2. Vastupidavus ja korrosioonikindlus

3. Mitteimav-(ei hoia kinni toitu, baktereid)

4.Mehaaniline tugevus, mis talub korduvat puhastamist

5. Sile, puhastatav pind, mis on vastupidav täppidele, kriimustustele ja muudele kahjustustele

Selles artiklis uurime kõige sagedamini kasutatavaid-toidu{0}}ohutuid metalle toidu-töötlemisseadmete tootmisel, tuginedes suuresti Marlin Steeli juhistele ning laiemale materjaliteadusele ja regulatiivsetele kaalutlustele. Käsitleme eeliseid, piiranguid, asjakohaseid standardeid ja praktilisi soovitusi-lisaks üksikasjaliku võrdlustabeli.

1. Toidu-ohutute metallide regulatiivsed ja ohutuskaalutlused

Enne konkreetsetesse metallidesse sukeldumist on oluline mõista regulatiivset ja ohutusmaastikku.

1.1 FDA juhised ja toit{1}}Kontaktpinnad

Ameerika Ühendriikides jõustab FDA eeskirjad tagamaks, et toiduga{0}}kontaktpindadel kasutatavad materjalid on ohutud. Per Marlin Steel, FDAToidu reegelnõuab, et:

Nõudes ja toiduga{0}}kontaktseadmetes kasutatavad materjalid ei tohi lubada kahjulike ainete migratsiooni.

Nad ei tohi edasi andavärvid, lõhnad või maitsedtoidule.

Seega peab metall ise olema mitte ainult keemiliselt stabiilne, vaid ka saastumise vältimiseks säilitama oma pinna terviklikkuse korduval kasutamisel ja puhastamisel.

1.2 Rahvusvahelised ja riiklikud materjalistandardid

Erinevates riikides või piirkondades on toiduga kokkupuutuvate metallide{0}}standardid. Näiteks:

sisseHiina, riiklik standardGB 4806.9-2016reguleerib "toiduga kokkupuutuvaid metallmaterjale ja -tooteid", täpsustades nõudeid, nagu elementide migratsioon, korrosioonikindlus ja pinna kvaliteet.

Euroopas regulatsioonid naguEL 1935/2004reguleerida toiduga kokkupuutuvaid materjale{0}} ja nõuda raskmetallide metallpindadelt migreerumise testimist.

Need regulatiivsed raamistikud tähendavad, et materjalide valik ei seisne ainult mehaanilises jõudluses: keemiline ühilduvus, pinnaviimistlus ja puhastuskäitumine on kõik olulised.

2. Peamised toiduained-Ohutud metallid toiduainete tootmiseks

Siin on toiduainete{0}}töötlemisseadmete valmistamisel kõige sagedamini kasutatavad-toidukindlad metallid koos üksikasjaliku aruteluga nende tugevuste ja piirangute kohta.

2.1 Roostevaba terasSulamid

Roostevaba teras on toiduainete töötlemise tööhobune. Selle mehaanilise tugevuse, korrosioonikindluse ja puhastatava pinna kombinatsioon muudab selle ideaalseks traatvormide, riiulite, korvide ja konstruktsiooniraamide jaoks.

2.1.1 Hinne304 roostevaba teras

Kirjeldus ja koostis: 304 roostevaba teras (nimetatakse ka 18/8 roostevabaks) on austeniitsest roostevabast terasest sulam, mis sisaldab ligikaudu 18% kroomi ja 8–10% niklit.

Eelised: Suurepärane korrosioonikindlus paljudes keskkondades, vastupidavus, hea keevitatavus ja võime elektropoleerida väga sileda ja hügieenilise pinna saamiseks. Marlin Steel kasutab oma toidu-traadiriiulites, kärudes ja korvides sageli 304.

Piirangud: Kuigi 304 on üldiselt vastupidav, võib see kannatadapittingvõipragude korrosioonkloriidi-rikkas või soolases keskkonnas (nt soolases toidus), eriti seisvates tingimustes.

2.1.2 klassi 316 roostevaba teras

Kirjeldus ja koostis: 316 roostevaba teras on suurema niklisisaldusega ja sisaldab molübdeeni, mis parandab oluliselt vastupidavust kloriididele ja hapetele.

Eelised: Suurepärane korrosioonikindlus (eritihappeline või soolalahustoidukeskkond), kõrgel{0}}temperatuuril tugevus ja mehaaniline vastupidavus. Marlin Steel märgib, et 316 sobib-toiduainete töötlemise rakendustele, mis vajavad vastupidavust soolale või happele.

Rakendused: Ideaalne toiduga -kontaktpindadele, kus puututakse kokku soola, soolvee või happeliste koostisosadega (nt mereandide töötlemine, marineerimine, soolveepaagid).

Mehaaniline kasu: See säilitab struktuuri ja on korrosioonikindel isegi korduvate puhastustsüklite ja kõrgete temperatuuride korral.

2.1.3 klassi 430 roostevaba teras (ferriit)

Kirjeldus ja koostis: 430 roostevaba teras on ferriitne (magnetiline) roostevaba sulam; selles on kroomi, kuid väga vähe või üldse mitte niklit, mistõttu on see soodsam kui 316.

Eelised: Hea vastupidavuspingekorrosioonipragunemine, eriti oksüdeerivas keskkonnas. Marlin Steeli sõnul saab 430 kasutada, kui tegemist on pikaajalise kokkupuutega kergelt happeliste või väävlit sisaldavate toiduainetega.

Piirangud: Madalam korrosioonikindlus võrreldes 316-ga, eriti redutseerivate hapetega. Lisaks ei ole 430 nii kergesti elektropoleeritav ülisiledateks pindadeks kui 304 või 316, mis võib mõjutada hügieenilist puhastamist.

2.1.4 Muud roostevaba terase klassid

Spetsiifilisemates või kõrgekvaliteedilistes{0}}rakendustes võivad ettevõtted kasutada muid roostevaba terase sorte (nt 330 roostevaba terast, mida Marlin Steel pakub ka teatud vormide jaoks). Need võivad pakkuda paremat stabiilsust kõrgel-temperatuuril või muid kohandatud omadusi, kuigi 304 ja 316 jäävad toiduga{6}}kontaktseadmetes domineerima.

2.1.5 Pinnatöötlused: elektropoleerimine ja passiveerimine

Elektropoleerimine: Marlin Steeli põhiline viimistlustehnika{0}}toidukvaliteediga traattoodete jaoks. See silub mikroskoopilisi karedaid kohti, vähendab pragusid ja kõrvaldab võimalikud bakterilõksud.

Passiveerimine: suurendab roostevaba terase korrosioonikindlust, moodustades õhukese kaitsva oksiidikihi. Marlin Steel pakub nende roostevabast terasest komponentide passiveerimist.

Katted: Kuigi alumine roostevaba teras tagab põhilise ohutuse ja tugevuse, pakub Marlin Steel ka üle{0}}katteid, nagu antimikroobsed katted ja PTFE (Teflon®), et parandada toimivust teatud keskkondades.

2.2 Alumiinium

Eelised: Kerge, suhteliselt odav, hea soojusjuhtivusega ja hea vastupidavus teatud korrosioonivormidele. Marlin Steel tuvastab, et alumiinium on tavaline toiduainete -kvaliteediga metall selle lehtmetalli-ja traat-vormide jaoks.

Rakendused: kasutatakse sageli mitte-happelise toiduga-kontaktsetes seadmetes, nagu küpsetusplaadid, soojusvahetid või mõned konstruktsioonikomponendid.

Piirangud:

Korrosioon: Madala pH (happelise) või kõrge -kloriidisisaldusega tingimustes võib alumiinium korrodeeruda või leostuda.

Mehaaniline tugevus: üldiselt madalam tõmbetugevus võrreldes roostevaba terasega, mis võib muuta selle raskemaks -või suure -pingega traadi-vormiga rakendusteks. Marlin Steel märgib konkreetselt, et alumiinium "ei saa purunemata liiga palju jõudu võtta".

Pinnapealsed kaalutlused: Alumiiniumpinnad tuleb hoolikalt konstrueerida ja töödelda, et muuta need hügieeniliseks -oksüdeeritud või kare alumiinium võib toiduosakesi kinni püüda või baktereid hoida.

2.3 Vask ja vasesulamid

Eelised: Suurepärane soojusjuhtivus, antimikroobsed omadused (teatud vormides) ja pikaajaline traditsioon toiduseadmetes (eriti õlle valmistamisel ja destilleerimisel).

Piirangud:

Happetundlikkus: Marlin Steeli sõnul ei tohi vaske ja vasesulameid (nt messingit) kasutada kokkupuutel toiduga, mille pH on alla 6 (nagu puuviljamahl, äädikas, vein), kuna happed söövitavad vaske agressiivselt.

Leostumisrisk: Kui vask korrodeerub, võivad ioonid leostuda toitu.

Erijuhtumid: on erandeid -, näiteks vaske kasutatakse tavaliselt traditsioonilisesõlle pruulimine, eriti eel-{0}}kääritamise ja kääritamise etappides, kuna sellel on antimikroobsed ja soojus{1}}ülekande omadused.

Järeldus: Vase kasutamine toiduainete-kontaktrakendustes on piiratud madala-happesisaldusega ja selle kasutamine suuremahulises-toiduainete tootmises on piiratud.

2.4 Malm

FDA piirang: Marlin Steel rõhutab sedamalmei peeta üldiselt toiduks-tootmiseks ohutuks, välja arvatud väga spetsiifilistes kontekstides: "ainult toiduvalmistamispindadele, kui nõud on osakatkematultprotsess toidu valmistamisest kuni teenindamiseni."

Arutluskäik: Ilma kaitsva viimistluseta on malm kalduvus oksüdeeruda/roostetada, mis võib saastada toitu. Sellisena ei vasta see paljudele{1}}toiduga kokkupuute ohutuse kriteeriumidele, kui seda hoolikalt ei juhita.

LOE VEEL:Õigusaktide järgimine ja kvaliteedi tagamine: toiduainete{0}}ohutute metallide vastavus ülemaailmsetele toidutootmisstandarditele

3. Võrdlev analüüs – toidu-ohutud metallid

Suhteliste eeliste mõistmiseks on siin võrdlustabel:

4. Toidu{1}}töötlemisrakenduste materjalivaliku juhised

Õige metalli valimine sõltub paljudest teguritest. Siin on mõned peamised kaalutlused.

4.1 Keskkond ja toidukeemia

Happesus (pH): Happeliste toitude (puuviljamahlad, äädikad) töötlemisel vajate metalli, mis talub happelist - 316 roostevaba terast, samas kui vask on riskantne.

Sool / kloriidid: Suure -soolasisaldusega toiduained või soolvees vajavad korrosiooni-kindlad metallid. 316 roostevaba või korralikult töödeldud roostevabast terasest komponendid on ideaalsed.

Temperatuur: Kõrge{0}}kuumusega küpsetuspinnad võivad eelistada malmi või roostevaba terast, kuid kõrgel-temperatuuril puhastamisel (nt CIP-Clean In Place) võidab tavaliselt roostevaba teras.

4.2 Mehaanilised nõuded

Koormus-laager: Raskete traatriiulite või konstruktsioonitugede jaoks valige tugevam materjal, nagu 304 või 316 roostevaba.

Paindlikkus: õhukeste juhtmete või õrnade raamide moodustamisel võib alumiinium või roostevaba traat olla parem.

4.3 Puhastamine ja kanalisatsioon

Puhastamise sagedus: Pinnad, mis vajavad sagedast puhastamist, peavad olema väga korrosiooni- ja kahjustuskindlad.

Pinnaviimistlus: Elektropoleeritud roostevaba teras pakub siledamaid pindu, vähendades mikroobide adhesiooni.

Katted: Marlin Steeli toetatud antimikroobsete katete (nt PTFE, FEP) kasutamine võib aidata vähendada bakterite{2}}kuhjumist.

4.4 Nõuetele vastavus

Veenduge, et valitud materjal vastaks asjakohastele{0}}toiduohutuse eeskirjadele (nt FDA, EL, riiklikud standardid).

Vajadusel taotlege migratsiooni- või leostumisandmeid.

Täpsustage, et viimistlus (nt elektrooniline poleerimine) säilitaks pärast puhastustsükleid metallpinna terviklikkuse.

4.5 Kulukaalutlused

Kuigi roostevaba 316 pakub suurepärast korrosioonikindlust, on selle hind kõrgem. Alumiinium võib säästa kaalu ja kulusid, kuid kompromissid pikaealisuse ja keemilise stabiilsuse osas peavad olema tasakaalus.

5. Marlin Steeli lähenemine toidule-turvaline metallitööstus

Marlin Steel, kes tugineb oma ajaveebi ja tooteportfelli põhjal, kirjeldab toidu{0}}traadi ja lehtmetalli{1}}tootmise parimaid tavasid.

5.1 Kasutatud materjalid

Marlin Steel toodab kohandatud traatvorme, korve, nagid ja kärusid304 ja 316 roostevaba teras, elektropoleeritud kanalisatsiooni jaoks.

Need töötavad soovi korral ka muude metallidega -, sealhulgas alumiiniumi, vase, messingi ja muude terase klassidega.

5.2 Viimistlused ja katted

Marlin pakub üle 40 viimistluse/katte:

Elektropoleerimine- loob sileda ja puhastatud pinna

Passiveerimine- parandab roostevaba terase korrosioonikindlust

Teflon® (PTFE)- mittenakkuv, hüdrofoobne

FEP (fluoritud etüleenpropüleen)- keemiline vastupidavus (kuigi madalam maksimaalne temperatuur kui PTFE-l)

Antimikroobsed katted- pärsib bakterite kasvu

5.3 Valmistamisvõimalused

Marlin saab moodustada traati, mille läbimõõt on alates0,003 tolli (0,076 mm)kuni0,625 tolli (15,88 mm).
Nende lehtmetalli valmistamine ulatub paksustest alates0,03 tolli (0,76 mm)kuni3 tolli (76,2 mm)-, mis võimaldab laias valikus konstruktsiooni- ja toiduainete töötlemise osi.

6. Väljakutsed ja riskid toidu-ohutute metallide kasutamisel

Isegi ideaalsete materjalide korral seisavad toiduainete tootmise seadmed silmitsi tõeliste{0}}maailma väljakutsetega.

6.1 Korrosioon ja augud

Kloriidist{0}}indutseeritud süvendid: Isegi roostevaba teras (nt 304) võib kloriidide või soolase toidu kõrge kontsentratsiooniga kokku puutudes kannatada punktkorrosiooni all.

Lõhede korrosioon: Halvasti kavandatud keevisliited või alad, kuhu võib kinni jääda toit või niiskus, võivad kiiremini korrodeeruda.

6.2 Metalli leostumine / migratsioon

Metallid nagu nikkel, kroom või muud mikroelemendid võivad leostuda, kui pind on kahjustatud või pole korralikult viimistletud.

Madala migratsiooni tagamiseks on vaja testida halvimatel{0}}juhul kokkupuutetingimustes (nt happesus, kõrge temperatuur).

6.3 Pinna karedus ja mikroobide hulk

Karedad või kriimustatud pinnad hoiavad kinni toiduosakesed ja bakterid.

Elektropoleerimine, passiveerimine ja katmine aitavad, kuid keevisõmblused, ühenduskohad või traadi ristumiskohad on endiselt haavatavad.

6.4 Mehaaniline kulumine ja väsimus

Traatkorve ja kärusid käsitletakse korduvalt, kukutatakse maha, puhastatakse ja löötakse - materjalid peavad vastu pidama väsimusele.

Alumiinium, olles pehmem, võib kergemini deformeeruda või kriimustada kui roostevaba teras.

6.5 Puhastamine-Koha-(CIP) stress

CIP-süsteemides kasutatakse sageli tugevaid pesuaineid, kõrget temperatuuri ja kõrget rõhku. Materjal peab sellele keemilisele ja mehaanilisele pingele korduvalt vastu pidama.

7. Toidu-ohutud metallide esilekerkivad trendid ja uuendused

Tulevikku vaadates võivad toidutootmisseadmete tulevikku kujundada mitmed{0}}toiduainete ohutute metallmaterjalide trendid.

7.1 Täiustatud pinnakatted ja pinnatehnika

Antimikroobsed pinnakatted: Lisaks PTFE-le ja FEP-le on uudsed antimikroobsed katted (nt sisseehitatud metalliioonid, nano--struktureeritud pinnad) muutumas levinumaks.

Iseparanevad{0}}katted: Väiksemaid kriimustusi ise{0}}parandavate katete uurimine võib veelgi vähendada mikroobide tekkeriski.

7.2 Kerged toidu-kvaliteediga sulamid

Hübriidsulamid: alumiiniumi kombineerimine korrosioonikindlate{0}}pinnatöötluste või legeerelementidega, et parandada vastupidavust.

Uued roostevabad sulamid: Roostevaba dupleks- või super{0}}austeniitsete teraste arendused, mis tasakaalustavad tugevust, korrosioonikindlust ja kulusid.

7.3 Lisatootmine (3D-printimine)

Metallist AM: Roostevabast-terasest osade (nt traat-vormiriiulid või võrk) 3D-printimine võib võimaldada keeruka sisegeomeetriaga kohandatud kujundusi, säilitades samal ajal toiduohutuse.

Pinna viimistlus: järeltöötlus (nt elektrooniline poleerimine) on AM-osade jaoks hügieeninõuete täitmiseks kriitilise tähtsusega.

7.4 Jätkusuutlikkus ja ringlussevõtt

Roostevaba ja alumiiniumi taaskasutus: Nii roostevaba teras kui ka alumiinium on hästi taaskasutatavad, mis aitab vähendada keskkonnamõju.

Elutsükli disain: Insenerikomponendid, mis tagavad pika eluea ja lihtsa puhastamise, vähendavad jäätmeid ja pikendavad seadmete vahetustsükleid.

8. Juhtumiuuringud ja rakendused

Siin on mõned konkreetsed, hüpoteetilised, kuid realistlikud stsenaariumid, mis illustreerivad, kuidas toidu{0}}ohutuid metalle kasutatakse toidu-tootmisseadmetes.

Juhtumiuuring 1: mereandide töötlemise rest

Keskkond: soolvees-leotatud värsked mereannid (kõrge soolasisaldus), sagedased pesemised

Metalli valik: 316 roostevabast terasest traadist korv / riiul

Lõpeta: Elektropoleeritud ja passiveeritud

Põhjendus: 316 pakub parimat vastupidavust soola-indutseeritud korrosioonile; elektropoleerimine tagab siledad pinnad ja passiveerimine suurendab vastupidavust.

Juhtumiuuring 2: pagarikonveier / jahutusrest

Keskkond: kõrgel{0}}temperatuuril kuivad tooted; harv kokkupuude happega

Metalli valik: 304 roostevaba teras

Lõpeta: elektropoleeritud või naturaalne (olenevalt maksumusest)

Põhjendus: 304 on tugev, kulutõhus-ja töötab hästi mitte-söövitavas, kuivas-küpsetuskeskkonnas.

Juhtumiuuring 3: õlletehase kääritamistraadi puur/mähis

Keskkond: Õlle valmistamise protsess; eel{0}}kääritamine; temperatuuri tsükkel; reaktiivne virre

Metalli valik: vask või vasesulam (valitud mitte-happeliste kontrollitud sammude jaoks)

Põhjendus: Ajalooliselt kasutatud õlle valmistamiseks; vase soojusülekande omadused aitavad temperatuuri reguleerida; kuid kuna virre võib olla kergelt happeline, tuleb kasutamist hoolikalt hinnata või puhverdada.

Juhtumiuuring 4: happelise puuviljamahla töötlemine

Keskkond: Puuviljamahl (madal pH), pastöriseerimine, CIP

Metalli valik: 316 roostevabast terasest torustik, nagid ja seadmed

Lõpeta: täielikult elektropoleeritud; kõik keevisõmblused passiveeritud

Põhjendus: madal pH + puhastustsüklid nõuavad suurt vastupidavust; 316 minimeerib leostumise ja takistab aukude tekkimist.

9. Soovitused tootjatele

Tuginedes parimatele tavadele ja toiduainete{0}}ohutute metallide teadusele, on siin konkreetsed soovitused toiduainetööstuse disaineritele, inseneridele ja tootjatele.

Kontrollige oma protsessikeemiat

Kaardista pH, soolasisaldus, puhastuskemikaalid ja temperatuuritsüklid.

Määrake materjalid ette

Valige kokkupuutetingimuste põhjal varakult roostevaba teras (304 vs 316).

Disain puhastatavusele

Minimeerige pragusid, eemaldage surnud tsoonid, optimeerige keevisõmblusi ja täpsustage elektropoleeritud pindu.

Kasutage sertifitseeritud{0}}toidukvaliteediga materjale

taotleda materjalide sertifikaate; vajadusel kaaluge migratsiooni- või leostumise testimist.

Hoolduse ja elutsükli plaan

Valige materjalid, mis taluvad CIP-tsükleid, mehaanilist pinget ja puhastamist ilma lagunemiseta.

Vajadusel kaaluge katteid

Hügieeni parandamiseks või kleepumise vähendamiseks kasutage elektropoleerimist, antimikroobseid katteid või PTFE/FEP-i.

Tasakaalukulu vs jõudlus

Kuigi 316 võib maksta rohkem, võib see pikas perspektiivis raha säästa, vähendades asendamist või hooldust.

Tuleviku-tõend

Pidage meeles jätkusuutlikkust: eelistage taaskasutatavaid metalle ja disaini, mis tagab seadmete pika eluea

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

Järeldus

Validesõige toidu-ohutu metalltoiduainete{0}}tootmisseadmed on hügieenilise disaini, tooteohutuse ja pikaajalise{1}}vastupidavuse nurgakivi. Materjali omaduste, regulatiivsete nõuete ja protsessitingimuste hoolika kaalumise kaudu saavad insenerid valida sulamid, mis tasakaalustavad jõudlust, kulusid ja ohutust.

Roostevaba teras (304, 316, 430)on oma tugevuse, korrosioonikindluse ja puhastatavuse tõttu kõige levinumad{0}}toidule ohutud metallid.

Alumiiniumistpakub kaalu ja kulu eeliseid, kuid sellel on piirangud happelises või soolases keskkonnas.

Vask, kuigi see on kasulik mõnes traditsioonilises või erirakenduses, vajab oma reaktsioonivõime tõttu hoolikat kasutamist.

Malmon toiduainete tootmises kitsas roll, mis on suuresti piiratud küpsetuspindadega.

Lisaks mitteväärismetallide valikule on pinnatöötlused (elektropoleerimine, passiveerimine, antimikroobsed katted) ja hea tehniline disain olulised, et pinnad püsiksid korduval kasutamisel puhtad, mittetoksilised ja vastupidavad.

Näiteks Marlin Steel rakendab neid parimaid tavasid, kasutades elektropoleeritud roostevaba traati ja pakkudes laias valikus toiduainete töötlemiseks kohandatud viimistlusi.

Kuna toiduainete tootmine areneb-koos jätkusuutlikkuse, täiustatud kanalisatsiooni ja kohandamise suundumustega,-jääb metalli valik ja selle töötlemisviis kriitilise tähtsusega. Tootjad, kes investeerivad õigetesse metallidesse-ning õigesse viimistlusse ja disaini-, saavad pikaajalist-kasu seadmete pikaealisuse, tooteohutuse ja eeskirjade järgimise osas.