不锈钢管在福州食品行业的应用
因为不锈钢管的环境卫生特性很好,因而变成食品类及饮品工业生产应用十分普遍的原材料。与别的行业对比,如原油和燃气生产制造,表层情况是十分关键的。不但抗腐蚀,并且非常环境卫生和无黏附的特性决策着必须的表层情况。1、啤酒厂应用的不锈钢管的特性
1.1啤酒酿造加工工艺啤酒酿造加工工艺的关键是制麦芽糖的谷类,传统式上放麦籽,但还可以用麦子或黑麦。很多葡萄酒应用麦籽麦芽糖和其他类型麦芽糖的化合物。当使谷类出芽时造成麦芽糖,随后在窑内风干,有时要历经烤制。出芽全过程造成很多的酶。依据烤制的水平,麦芽糖的色调将变深,明显危害葡萄酒的色调和口味。麦芽糖被损坏,使谷粒裂开,提升他们的面积,裂开的谷粒与壳分离出来。获得的谷类在器皿中与开水混和,该加工工艺被称作“糖化”。在这里全过程中,麦芽糖内的纯天然酶溶解将绝大多数木薯淀粉变为糖,它在发醇全过程中起着关键的功效。糖化一般 要用一到两个小时,在这段时间,依据常用麦芽糖的类型、它的改性材料水平和啤酒厂技术员的期待维持在不一样的溫度(等候周期时间)激话不一样的酶。这种酶的激话是将谷类的木薯淀粉转换为发醇的糖原,如麦芽糖浆。一般 糖化桶有一个打槽的“假底”或别的的多管方式,它起过滤装置的功效,可以将液體与谷类分离出来。糖化溫度维持在49~55℃(120~130℉)使各种各样蛋白激话,它能够溶解蛋白,不然会使葡萄酒越来越浑浊。最终,应用65~71℃(149~160℉)的糖化维持溫度将麦芽糖中的木薯淀粉转换为糖,随后在啤酒酿造加工工艺中添加酵母发酵。这里,液體被称作啤酒麦芽。啤酒麦芽与酒花一起烧开,有时候与别的调料如百里香或糖一起烧开。烧开加工工艺的功效是完毕发醇全过程、凝固蛋白、同分异构酒花环氧树脂,使麦汁萃取并被杀菌。酒花将香辛料、香气和苦涩味送到葡萄酒中。在烧开完毕后,添加酒花的啤酒麦芽被放到一个被称作“漩涡池”的器皿中沉定使它回应,随后回应的啤酒麦芽被制冷。自此,啤酒麦芽被迁移到一个发醇器皿中,器皿里加有酵母菌或带有酵母菌的“柏植物油脂”。根据一种称为糖酵解的加工工艺酵母菌将麦芽糖浆转换成乙醇、二氧化碳和别的一氧化氮合酶。一到三个礼拜后,新鮮的(或“生的”)葡萄酒流到调整罐里。调整一个星期到几个月后,葡萄酒经常必须开展过虑,除掉酵母菌和细颗粒物。随后“鲜艳”的葡萄酒随时随地能够供货或包裝。所述提及的全部器皿和管路要按时选用CIP(当场清理)清理。喷嘴喷2%氢氧化钠溶液,80~90℃,目地是对机器设备开展清理和除菌。为了更好地得到 好的清理实际效果,器皿和管路优良的表层情况是十分重要的。
1.2原材料挑选直至上世纪50年代,器皿和管路的选料还主要是合金铜。从上世纪六十年代起,工业生产经营规模的啤酒酿造全过程中合金铜所有被不锈钢管替代,主要是AISI304,有时候应用AISI316。老葡萄酒师注重用铜而不愿意用不锈钢管,觉得铜可使葡萄酒的口味更强,以致于过去几十年中在不锈钢储罐中应用铜棒。殊不知,这类叫法从没被鉴酒工作组确认过,因而,上世纪八十年代起基本上已不应用铜棒。一个让人很感兴趣的发展趋势是经济实用不锈钢316(LDX)的出現,用以生产制造器皿和储槽。这种LDX不锈钢管的耐蚀性能与AISI304非常;殊不知他们的抗压强度高过304,并且在溫度高过60℃时不易造成氟化物裂开。出示的铝合金成份也较为划算(见表1)。规范不锈钢316和6%Mo铝合金在啤酒厂或大部分别的食品类和饮品领域中基本上从来不应用。
1.3原材料特性糖化的麦芽糖、麦芽汁和葡萄酒不浸蚀不锈钢管,乃至在熔点都不浸蚀。可是,冷拉后的不锈钢管在60℃之上应用时非常容易造成氟化物裂开。一般 ,酿制液都不浸蚀AISI304不锈钢管。仅仅在啤酒酿造应用软化水时,因为氟化物成分非常高,很有可能会造成挑选AISI316不锈钢管。假如由于种种原因如降水或清理工作中造成保温材料湿冷,关键在高溫管路和器皿外界会出現这类难题。因为厚壁管的生产工艺流程,管道的外界遭受的是拉申地应力。啤酒厂常用原材料性能指标层面的难题主要是粉层的氟化物裂开。LDX不锈钢管可出示更合理和更经济发展的解决方法,主要是用以制做器皿。防止氟化物裂开的另一方面是维持高溫管路和器皿外边的保温材料干躁。针对器皿,改善焊接方法和防止高的热应力便会防止出现氟化物裂开难题。假如器皿产生泄露,他们经常是因为电焊焊接品质达不上规定或高疲惫负载造成的。CIP(当场清理)对不锈钢管不造成浸蚀,可是在极端化标准下,对冷成形水平高的不锈钢管很有可能会造成氟化物裂开。与晶间腐蚀裂开无效原理类似的是疲惫浸蚀。糖化罐里疲惫浸蚀的一个案例是谷粒仓口。糖化和加温后,谷粒与啤酒麦芽分离出来,根据谷粒仓口排出来。排出来的谷粒造成的冲击性和高荷载顺着正对着仓口的地区的焊接边造成疲惫浸蚀裂痕。一些地区产生泄露是因为工作质量差而造成的。一个案例是因为氟化物裂开和热疲惫造成麦芽汁器皿由外到内出現裂开。蒸气加温螺旋管电焊焊接时若存有很高的电焊焊接热应力,则很有可能造成围绕不锈钢储罐壁的裂开。
1.4不锈钢管的敏化性AISI304或316不锈钢管的碳成分<0.08%,假如在给出時间内曝露在500~800℃会产生敏化。这类状况在电焊焊接全过程中很有可能会产生,因而,电焊焊接会造成沿焊接的“热危害区”的敏化。假如造成敏化,在位错会产生炭化铬,进而造成位错的贫铬,这类全过程非常容易使不锈钢管在壁厚偏厚(>2~3毫米)的状况下造成应力腐蚀。为防止这类状况,经常挑选“可电焊焊接的钢材牌号”:·L级钢材牌号,比如304L,316L,他们的碳成分低于0.03%。·钛防老化钢材牌号:321,1.4541,1.4571,316Ti。这种钢材牌号始于法国,一直用得很少,不象L级钢材牌号应用得愈来愈多。
1.5表层情况和金属表面处理针对不锈钢管耐蚀性能有三种表层特点很重要:焊接品质和热危害区、粗糙度及其防御性空气氧化层的情况。不锈钢管的表层情况是关键难题,尤其是针对食品类、饮品工业生产和制药业工业生产。啤酒厂浸蚀环境卫生难题经常是因为表层情况凹凸不平而导致的。在制作过程中(电焊焊接、热处理工艺、碾磨等),钝化处理铬空气氧化层遭受损害进而减少抗腐蚀工作能力。不锈钢的焊接应用的维护汽体不够可能产生热回火系颜色。这种热回火系颜色由各种各样金属氧化物构成,不可以维护最底层的常规金属材料。他们還是多孔结构的,通常会消化吸收正离子,如氯离子含量,进而减少耐蚀性能。假如热回火系颜色或其他类型的空气污染物是不能接纳的,务必选用某类金属表层解决来处理。酸洗钝化或钝化处理是一种有机化学解决方式,它可以除去旧的空气氧化层,热回火系颜色和别的空气污染物,从而使钝化处理铬空气氧化膜彻底恢复。常见的酸洗工艺是浸入在氰化钠和盐酸的混和酸溶液中。用一种稀释液的氰化钠可将不锈钢管表层钝化处理。酸洗钝化能够是浸入在酸洗池中,还可以是喷雾器或管道冲洗系统软件来进行。尽管酸洗钝化后,不锈钢管表层是特异性的,因为铬与空气中的氧反映,在二十四小时可以转化成一层钝化处理膜,但在一些状况下,钝化处理是根据应用氰化钠用有机化学方式促使的。别的定压比热回火系颜色比较严重的环境污染也会减少耐蚀性能。在其中最普遍的是碳素钢(置入铁或分散铁)环境污染,他们会造成点浸蚀。应用氰化钠开展不锈钢管有机化学钝化处理也可以除去这种置入的铁颗粒物。
1.6电焊焊接状况焊接和热危害区经常是浸蚀起止源。针对啤酒厂和别的食品产业,关键的是焊接缺点,比如未熔透,造成环境卫生和除菌难题。技术工程师和购方经常指出不适度的电焊焊接标准和不可以恰当实行的电焊焊接程序流程。那样的結果是在务必进行的构造制做中出現低品质的焊接和表层情况。热回火系颜色是因为光被消化吸收到全透明的空气氧化层中,因为空气氧化层的薄厚不一样而造成的。因为颜色的映射指数不一样,看起来是深蓝色的空气氧化层只有反射面深蓝色的光,消化吸收别的光。偏厚的空气氧化层比彻底全透明的薄空气氧化层有大量的孔,因而,偏厚的空气氧化层可能减少不锈钢管的耐蚀性和不黏附性。针对大部分规范,浅麦草色的热回火系颜色是能够接纳的;别的全部热回火系颜色比如红色和蓝色全是不能接纳的。别的更严苛的规范,如制药业工业生产,压根不允许有热回火系颜色。焊接的几何图形样子理应尽量标准。达标的焊接不容易断掉常规金属材料自身的表层。浸蚀经常起源于一条焊接起止/完毕处的细微针眼內部。理论上,起止/完毕处压根沒有细微针眼、松散或别的凹凸不平。优良的电焊焊接熔透十分关键。管路务必非常好地对正,焊接的总宽务必是固定不动的。金属表面处理通常应造成高宽比的高度重视,而适合的焊接几何图形样子和不出現孔隙度和熔透不够这种不规律性也一样关键。
1.7粗糙度粗糙度对不锈钢管的环境卫生特性和浸蚀的造成有非常大的危害。化学抛光表层的耐蚀性最好是,次之是研磨抛光表层。这类表层情况被用在医药业和别的标准化规定的工业生产中。一般 状况下,葡萄酒领域和食品产业不专业特定应用(电解法)打磨抛光表层。殊不知,有时要应用这类表层,进而完成出色的卫生状况和非常容易清理。大部分管路在生产制造全过程中开展明亮淬火。因为明亮淬火工艺会进一步提高品质,这类管路的內部酸洗钝化经常已不开展,除非是原材料表层存有比较严重的热回火系颜色或遭受铁环境污染。不锈钢管金属薄板经常具备2B生产加工表层,他们拥有 优良的表层特性。在啤酒厂最常应用的是厚壁直焊焊接钢管,2B生产加工表层,有时外界是此外一种表层生产加工(刷光或抛光)。因为挤压成型壁厚厚表层呈不光滑“橘皮”状,经常要开展酸洗钝化。不锈钢管挤压成型管在啤酒厂不常见,他们用以髙压主要用途。
1.8结果在啤酒酿造全过程中,器皿和管路很有可能在超低温也很有可能在达到熔点的溫度下工作中。在一般葡萄酒生产制造中,麦芽汁和糖化的谷类不容易浸蚀AISI304不锈钢管。一般状况下,酿制液都不浸蚀AISI304不锈钢管。仅有酿造葡萄酒选用软化水时,酿制液含非常高的氟化物时候造成采用AISI316不锈钢管。CIP全过程都没有腐蚀。殊不知,在高过60℃时的地区内应用时很有可能会造成氟化物裂开或浸蚀疲惫。假如那样,冷加工不锈钢或直缝钢管或焊接周边可能出現这类状况。假如管路和器皿由外到内的保温材料返潮,经常会产生这类状况。针对环境卫生、易清理和耐蚀性能,最好的表层情况是十分关键的。除开一般 是能够接纳的淡黄色,焊接也不允许出現有热回火系颜色。假如管路用稀有气体适度地吹扫,会获得那样的色调。适合的焊接几何图形样子也十分关键。器皿应用经济实用不锈钢316(LDX)能够缓解净重和节约成本。经济实用不锈钢316比AISI304不锈钢管更耐氟化物裂开。经济实用不锈钢316用以生产制造啤酒厂器皿让人十分很感兴趣。假如生产制造加工工艺适当,不锈钢设备的使用寿命基本上能够无尽长。
2、乳品业和别的食品行业用不锈钢管的特性乳品业和别的食品类制造业中不锈钢管的应用所遭遇的绝大部分挑戰是与换热器和纯天然地下水相关,如河水。和酿造厂一样,绝大部分食品类有关产业链经常地应用热物质。商品是运用蒸气开展加温的或运用水开展制冷的。在处理方式中应用加温和冷却循环水的缘故是与食品类和饮品的提前准备,巴氏消毒和灭菌相关。因而常常碰到晶间腐蚀裂痕等难题。一般来说,食品工业对规范不锈钢管,如AISI304或316沒有非常的浸蚀功效。殊不知该领域内的生产加工方式类型多种多样,因此 ,大家发觉有很多不一样种类的常见故障原理。比如:⑴不锈钢管制牛乳换热器内的腐蚀/浸蚀。⑵高溫标准下乳酸菌和别的柠檬酸导致的匀称浸蚀。⑶地下水或河水导致的微生物菌种浸蚀。⑷晶间腐蚀裂痕,主要是“氟化物裂痕”。⑸震动导致的浸蚀疲惫。2.1乳品业平板式换热器在下面的案例中,乳清、牛乳和加工工艺水为根据用1.4401不锈钢管生产制造的平板式换热器开展解决的,为了更好地防止在造成泄露时环境污染食品类,加工工艺水的压力尽量最少。当产生泄露时,泄露是造成在工作压力点,在工作压力点金属薄板互相撞击。泄露原理是横剖面较薄的一部分在工作压力点被磨蚀、浸蚀后造成疲惫裂痕引发。横断面的金相分析显微镜研究表明,沒有造成晶间腐蚀裂痕。因为底压是在加工工艺水侧,再再加工作压力起伏和液體流动性的震动,腐蚀/浸蚀就造成在该侧。防止金属薄板物理学撞击的方式是:-更改工作压力和工作压力起伏。-扩大金属薄板间的间隔。
2.2河水导致的微生物菌种浸蚀食品行业一般 应用河水。为了更好地降低应用饮用水,食品有限公司一般 有备用深水井。食品工业企业要对河水开展相对的解决。最重要的污水处理方式之一是对河水除铁设备。往往对水开展除铁设备是为了更好地使食品类的口感更强,并防止在对包裝和生产设备开展清除和清洗后机器设备生锈。地下水和河水还带有一些种类的微生物菌种的功效。河水中的铁成分非常高,会使与铁有关的病菌活跃性,导致比较严重的浸蚀。这类病菌不论是在有氧运动還是在厌氧发酵标准下都很活跃性。有氧运动标准下的与铁有关的病菌能使亚铁离子空气氧化,而在厌氧发酵标准下的与铁有关的病菌使亚铁离子降低。这二种反映最后分类于微生物菌种浸蚀(MIC)。水里很有可能还活跃性有别的微生物菌种,如盐酸复原菌,产酸菌。在同样的细胞外基质中,很有可能活跃性有需氧菌和(在下面的)绿脓杆菌。将来大家也要探讨MIC的原理。
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