Introducció
La fabricació d'aliments és fonamentalment un repte d'enginyeria{0}}de materials. A diferència d'altres indústries, les superfícies-de contacte amb aliments s'han de combinarintegritat estructural, resistència química, seguretat microbiana, icompliment normatiu. Aquest article examina els metalls-segurs per als aliments específicament des de la perspectiva de l'enginyeria de materials, centrant-se enmecanismes de corrosió, comportament d'acabat superficial, durabilitat del sanejament, inormes de compliment.
1. Què fa que un metall sigui "segur-alimentari"?
D'acord amb els estàndards globals de-seguretat dels aliments (FDA, UE 1935/2004, GB 4806.9), un metall-en contacte amb aliments ha de:
No allibera substàncies tòxiques
Resistir la corrosió sota l'ús previst
Mantenir la integritat estructural
Tenir una superfície llisa i netejable
Resistent a productes químics i temperatures durant el sanejament
2. Ciència de la corrosió en ambients alimentaris
La corrosió és la major amenaça per a la seguretat i la vida útil dels metalls. En el processament d'aliments, dominen quatre formes:
2.1 Corrosió general
Es produeix quan els àcids o els productes químics de neteja eliminen el metall de manera uniforme.
2.2 Corrosió per picades
Especialment perillós perquè les fosses alberguen bacteris.
Els acers inoxidables fallen aquí quan s'hi exposenclorurs.
2.3 Corrosió per escletxes
Es produeix a:
Juntes metàl·liques superposades
Males soldadures
Zones reblades
2.4 Corrosió galvànica
Es produeix quan es toquen metalls diferents en presència d'humitat.
3. Neteja de superfícies i enginyeria higiènica
La seguretat alimentària depèn en gran mesura de l'acabat de la superfície.
3.1 La importància de Ra (rugositat)
L'equip-de qualitat alimentària normalment requereix:
Ra < 0,8 μm
< 0.4 μm for high-hygiene zones
3.2 Electropolit
Electropolit:
Elimina la micro-rugositat
Millora la resistència a la corrosió
Redueix l'adhesió bacteriana
Millora la neteja
3.3 Passivació
La passivació reomple l'òxid de crom a les superfícies inoxidables.
4. Anàlisi detallada dels metalls-segurs dels aliments
4.1 Acers inoxidables austenítics (304, 316)
Aquests aliatges són preferits pels seus:
Alta resistència a la corrosió
Soldabilitat
Formabilitat
Capa passiva estable
4.2 FerríticAcer inoxidable (430)
S'utilitza quan s'ha de controlar la sensibilitat o el cost del níquel.
4.3 Aliatges d'alumini
Útil on el pes importa però limitat per l'acidesa.
4.4 Coure i llautó
Antimicrobià però químicament reactiu.
4.5 Acers xapats i revestits
S'ha d'inspeccionar acuradament per evitar fallades del recobriment.
5. Taula comparativa: Comportament a la corrosió en ambients alimentaris
|
Metall |
Resistència a l'àcid |
Resistència al clorur |
Durabilitat química CIP |
Risc de Pitting |
Notes |
|
Excel·lent |
Excel·lent |
Excel·lent |
Baixa |
El millor per a condicions dures |
|
|
Bé |
Mitjana |
Bé |
Mitjana |
Rendiment equilibrat |
|
|
430 inoxidable |
Fira |
Baixa |
Fira |
Mitjà-Alt |
Ús en condicions suaus |
|
Alumini |
Pobre |
Pobre |
Fira |
Alt |
Eviteu els aliments àcids |
|
Coure/llautó |
Pobre |
Molt pobre |
Pobre |
Alt |
Ús limitat |
|
Acer revestit |
Varia |
Varia |
Varia |
Depèn del recobriment |
Eviteu rascades |
6. Requisits reglamentaris i proves de materials
6.1 Normativa global
FDA 21 CFR: Toxicitat, migració, neteja
UE 1935/2004: No ha d'alterar la composició dels aliments
GB 4806.9–2016: proves de migració de-metalls pesats
Normes NSF/ANSI: Sanejament d'equips alimentaris
6.2 Proves de contacte amb aliments
Materials sotmesos a:
Prova de migració àcida
Migració-d'aigua destil·lada
Proves de lixiviació a -alta temperatura
Mesures de rugositat superficial
Proves de corrosió-spray salina
7. Estratègies de disseny d'enginyeria
7.1 Eviteu les esquerdes
Utilitzeu soldadures a tope, no juntes solapades.
7.2 Trieu el grau inoxidable correcte
316 per àcid / sal
304 per a propòsits-generals
430 per a equips de baix risc-presupost-
7.3 Acabats i inspecció
Electropolit
Passiva
Inspeccioneu les soldadures amb augment
8. Exemples de casos pràctics
Bastidors de fleca
Utilitzeu inoxidable 304 amb electropoliment.
Equips de processament de marisc
Utilitzeu exclusivament inoxidable 316.
Processament de refrescos
El pH baix requereix acer inoxidable 316 o revestit.
LLEGIR MÉS:Escollir els metalls-segurs dels aliments: una exploració tècnica profunda del comportament dels materials en la fabricació moderna d'aliments
Conclusió
La selecció de metalls-segurs per als aliments requereix una avaluació acurada de la ciència de la corrosió, el disseny higiènic, l'acabat de la superfície i les normes reguladores. Sota aquests criteris,L'acer inoxidable 316 segueix sent el material més fiableper als ambients alimentaris més durs, mentre que304 inoxidableofereix un rendiment excel·lent per a ús general.