Ruoan valitseminen-Turvalliset metallit: syvällinen tekninen tutkimus materiaalien käyttäytymisestä nykyaikaisessa elintarviketuotannossa

Johdanto

Metallien valitseminen elintarvikekäyttöön{0}}kosketusvälineisiin ei ole niin yksinkertaista kuin "ruostumattomalta näyttävän" valinta. Elintarvikkeiden valmistusympäristöt altistavat materiaalit voimakkaalle ja usein vihamieliselle yhdistelmällehapot, suolat, puhdistuskemikaalit, lämpötilashokit, mekaaninen hankaus ja mikrobihaasteet. Tässä yhteydessä elintarvikkeiden-turvallisten metallien on täytettävä tiukat vaatimukset: ne eivät saa syövyttää, vuotaa haitallisia elementtejä, saastuttaa ruokaa tai hajota toistuvissa puhtaanapitojaksoissa.

Tämä ala{0}}artikkeli sisältää asyvällinen tekninen tutkimuskuinka metallit käyttäytyvät{0}}elintarvikkeiden käsittelyympäristöissä, miksi tietyt seokset ovat loistavia, kun taas toiset epäonnistuvat, ja kuinka insinöörit voivat optimoida metallien valinnan tiettyjä prosesseja varten. Tutkimme ruostumattomia teräksiä, alumiinia, kupariseoksia, pinnoitettuja teräksiä ja uusia teknisiä materiaaleja. Korkean teknisen laadun varmistamiseksi panostamme voimakkaastimateriaalitiede, pintakemia, jasuunnitella-hygieniaperiaatteiden mukaan-elintarvikkeiden valmistuksen kannalta välttämätön.

1. Ruoan ymmärtäminen-Yhteydenottohaasteet

Ennen metallien vertailua meidän on hahmoteltava todellisissa elintarvike{0}}valmistusympäristöissä esiintyvät uhat. Nämä tekijät vaikuttavat suoraan siihen, mitkä metallit ovat "elintarviketurvallisia".

1.1 Kemiallinen altistuminen

Ruoan ainesosat vaihtelevat dramaattisesti:

Hapot:sitruuna-, etikka-, maito-, omenahappo

Perusteet:ruokasoodaa, joitain kemiallisia nostatusaineita

Kloridit:suolaliuos, merenelävien jalostusnesteet

Sokerit:karamellisoituminen aiheuttaa tarttumista ja edistää mikrobien kasvua

Rasvat & öljyt:hapettuu ja voi vangita epäpuhtauksia

Monet näistä yhdisteistä muuttuvat aggressiivisemmiksi kuumennettaessa.

1.2 Siivous- ja sanitaatiostressi

Nykyaikaiset ruokakasvit luottavatCIP (puhdas-paikalla-)taiSIP (steriloida-paikalla-)prosesseja, jotka sisältävät:

Korkean{0}}lämpöinen vesi (70–160 astetta)

Kaustinen sooda (NaOH)

Typpi- tai peretikkahappodesinfiointiaineet

Korkeapaineiset{0}}suihkeet

Mekaaninen hankaus

Höyrysterilointi

Nämä ovat useinsyövyttävämpääkuin itse ruoka.

1.3 Mekaaniset ja lämpökuormat

Elintarvikkeiden tuotantolaitteiden on kestettävä:

Jatkuva isku ja tärinä

Nopea{0}}kuljettimen liike

Lämpötilakierto (pakastus-↔ paistojaksot)

Käsittelyn, raapimisen tai kaatumisen aiheuttama hankaus

1.4 Mikrobiongelmat ja hygieeninen suunnittelu

Metallien on tarjottava:

Ei-{0}}huokoiset pinnat

Kestää kuoppia (bakteerit piiloutuvat kuoppiin)

Sileä sähkökiillotettu viimeistely

Alhainen taipumus hiukkasten tarttumiseen

Teollisuushygieniaohjeissa (EHEDG, NSF, FDA) korostetaan pinnan sileyttä ja korroosionkestävyyttä elintarvikkeiden turvallisuuden kannalta kriittisinä.

2. Yleiskatsaus elintarvike-turvallisista metalleista

Kuusi metalliluokkaa hallitsee modernia elintarviketuotantoa:

1.304 ruostumaton teräs

2.316 ruostumatonta terästä

3.430 (ferriittistä) ruostumatonta terästä

4.Alumiini (elintarvike{0}}lejeeringit)

5.Kupari & Messinki

6.Pinnoitetut tai pinnoitetut teräkset(erityiskäyttö){0}}

Yksityiskohtainen tekninen vertailu esitetään myöhemmin, mutta ensin tarkastelemme jokaista metalliseosluokkaa tieteellisesti.

3.Ruostumaton teräs: Toimialastandardi

Ruostumaton teräs on edelleen kultastandardi vakauden, puhdistettavuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi.

3.1 Miksi ruostumaton teräs toimii niin hyvin

Kaikki ruostumattomat teräkset perustuvat ohueen kromi{0}}rikkaaseen oksidikalvoon, jota kutsutaan nimelläpassiivinen kerros:

Itse{0}}parantaminen

Estää hapen diffuusion

Estää korroosiota

Lisää hygieniaa ja puhdistettavuutta

Naarmuuntuessaan kalvo{0}}muodostuu välittömästi uudelleen hapen vaikutuksesta, minkä vuoksi ruostumaton teräs kestää vuosien pesua.

3.2 luokan 304 ruostumaton teräs

Koostumus:

18-20 % kromia

8-10,5 % nikkeliä

Rauta + pieniä elementtejä

Edut:

Erinomainen yleiskäyttöinen{0}}korroosionkestävyys

Hyvä sitkeys

Hitsattava ja helposti muotoiltava

Sähkökiillottaa hyvin hygieenisiin sovelluksiin

Missä se loistaa:

Kuivan ruoan käsittely

Leipomokoneet

Kuljetinlankahihna

Ruoan säilytystelineet

Missä se kamppailee:

kloridi{0}}raskas ympäristö

Meren antimien käsittely

Pitkäaikainen -altistuminen suolalle

3.3 luokan 316 ruostumaton teräs

Koostumus:

16-18 % kromia

10-14 % nikkeliä

2-3% molybdeeni

Themolybdeenin lisäysparantaa huomattavasti:

Pitutusvastus

Rakojen korroosionkestävyys

Hapon sietokyky

Suolaisen veden vakaus

Miksi sitä suositellaan ankarissa ympäristöissä:

316 ruostumaton on välttämätön:

Meren antimet ja suola{0}}raskaat ruoat

Fermentointisäiliöt

Happamien juomien käsittely

CIP/SIP-kemiallinen altistuminen

3.4 Ferriittinen ruostumaton teräs (430)

Koostumus:

16-18 % kromia

Vähäinen/ei nikkeliä

Magneettinen

Edut:

halvempaa

Hyvä korroosionkestävyys lievissä olosuhteissa

Ei nikkeliä (sopii nikkeli{0}}herkille sovelluksille)

Rajoitukset:

Ei yhtä korroosionkestävä kuin austeniittiset lajikkeet

Alhaisempi suorituskyky korkeassa{0}}lämpötiloissa

Ei ihanteellinen korkea{0}}happo- tai-suolainen ympäristöön

4. Alumiini elintarviketeollisuudessa

Alumiinia käytetään laajalti, mutta rajoituksin.

4.1 Edut

Kevyt

Erittäin lämpöä johtava

Hapettaa muodostaen suojaavan luonnollisen esteen

Edullinen

Ihanteellinen keittoastioille, pannuille ja tarjottimille

4.2 Rajoitukset

Reagoi happojen kanssa

Syventyy helposti kloridien alle

Pehmeä (altis lommolle, naarmuuntumiselle)

Ei sovellu raskaille laitteille tai rakenteellisille kuormille

Useimmat elintarvike{0}}käyttötarkoitukset:

Leivinpeltit

Jäähdytyslevyt

Lämmönvaihtimet

Ei--happamat elintarvikkeet-kosketusalueet

5. Kupari ja messinki

5.1 Edut

Poikkeuksellinen lämmönjohtavuus

Luonnollisesti antimikrobinen

Perinteinen käyttö panimossa ja tislauksessa

5.2 Rajoitukset

Erittäin reagoiva happojen kanssa

Korroosio voi aiheuttaa kupari-ionien huuhtoutumista

Rajoitettu hyväksyntä monissa elintarvike{0}}jalostusympäristöissä

Kuparia käytetään harvoinmoderni teollinen elintarviketuotanto, paitsi erikoisprosesseissa.

6. Päällystetyt elintarvike-turvalliset metallit

Tietyt metallit tehdään elintarviketurvallisiksi{0}}vain pinnoitettuna:

PTFE (teflon) pinnoite

Keraamiset pinnoitteet

Galvanoitu tina

Nikkeli-kromaus

Jokainen pinnoite on levitettävä virheettömästi - naarmut vaarantavat turvallisuuden.

7. Vertaileva suorituskykytaulukko

8. Tekniset ohjeet metallien valinnassa

Yhdistä metalliinympäristökemia.

Priorisoisähkökiillotettu ruostumatonhygienia{0}}kriittisillä vyöhykkeillä.

Vältä kuparia happamissa ruokaympäristöissä.

Käytä 316 ruostumatonta suolaliuos/suolaliuostoiminnoissa.

Harkitse alumiinia vain kuivissa, ei--happamissa prosesseissa.

Johtopäätös

Elintarvikkeiden valmistuksessa käytettävät metallit on valittava korroosion, hygienian ja mekaanisten vaatimusten tieteellisen ymmärryksen perusteella. Kaikkien vaihtoehtojen joukossa ruostumattomat teräkset - erityisesti304 ja 316- ovat edelleen turvallisin, kestävin ja hygieenisin yleiskäyttöinen metalli. Niiden rajoitusten ja etujen ymmärtäminen varmistaa turvallisemmat,-pidempään kestävät elintarvikkeiden-käsittelylaitteet.