Materiale pentru echipamente din industria alimentară

Introducere

Industria alimentară reprezintă o ramură de o importanţă majoră în economia naţională şi ea prezintă o serie de particularităţi legate atât de natura materiilor prime prelucrate, cât şi a produselor finite obţinute. Materiile prime sunt majoritatea produse de natură biologică, perisabile şi degradabile.

În ultimul deceniu, la nivel mondial, industria alimentară începând cu industria de procesare, continuând cu lanţul de distribuţie şi până la prepararea alimentelor, prezintă un interes tot mai ridicat pentru efectuarea de cercetări în domeniul siguranţei alimentului. La nivelul Uniunii Europene se observă, de asemenea, o abordare integrată a acestui domeniu vast, printr-o monitarizare şi măsuri adecvate, asigurându-se, în acelaşi timp şi o fumcţionare eficientă a pieţei. Astfel, un pol de interes, ce face subiectul a numeroase cercetări multidisciplinare la nivel mondial este cel al proceselor de interfaţă ce au loc în timpul contactului dintre materialele metalice de pe lanşul de producţie şi mediile alimentare. Pe parcursul acestor etape de procesare, sunt confecţionate utilajele de procesare, rezervoarele de stocare, conductele de transport sau alte materiale destinate a intra în contact cu alimentul, sunt o sursă de substanţe chimice contaminante a produselor alimentare.[St,13]

Anumiţi cercetători, au înglobat studiile lor într-un volum numit „Introducere în stiinţa materialelor anorganice”, iar aceşia susţin că studiul materialelor a devenit în anii din urmă o parte integrată a tuturor specialiştilor de inginerie. Tema centrală a ştiinţei şi ingineriei materialelor, este conceptul potrivit căruia proprietăţile şi comportatrea unui material sunt strâns legate de structura sa internă. Drept rezultat, pentru a modifica proprietăţile materialelor, trebuie să se producă schimbări specifice în structura lor internă. De asemenea dacă prelucrarea sau condiţiile de funcţionare duc la schimbarea structurii, caracteristicile materialului sunt modificate.[Te,87]

Capitolul I. Identificarea principalelor tipuri de material

Oțelurile inoxidabile sunt materiale înalt aliate cu un conținut de 10,5% Cr, rezistente la coroziune. Aceste aliaje au o afinitate crescută pentru oxigen, formând o peliculă de oxid de crom la suprafața materialului conferindu-i acestuia inoxidabilitatea și rezistență la coroziune.

Datorită spectrului mare de utilizare și a compoziției chimice, oțelurile inoxidabile se împart în patru mari grupe : feritice, austenitice, martensitice și duplex.

• Oțelurile feritice. Oțelurile inoxidabile feritice includ clasa 430 și conțin ca principal element de aliere, cromul. Pot fi întărite prin tratament termic, se utilizează în stare recoaptă, au ductibilitate și formabilitate bună. Se utilizează pentru confecționarea plăcilor arhitecturale, la fabricarea cuvelor pentru mașinile de spălat, la fabricarea ustensilelor folosite în bucătarie (cuțite din inox, tacâmuri din inox, diferite cuve din inox , oale din inox), la confecționarea diferitelor matrițe pentru industria grea. În tabelul I.1 sunt prezentate proprietățile și compoziția chimică a oțelurilor feritice:

Tabelul I.1 Proprietățile și compoziția chimică a oțelurilor feritice

Simbol

DIN

17007 Simbolizare prescurtată

DIN 17006 C

% Si

% Mn

% Cr

% Ti

% Nb

% R0,2

[MPa] Duritate

[HB] Rm

[MPa] Proprietăți și domenii de aplicare

1.4509 X6 CrTiNb 12 0.03 1.0 1.0 17.5

19.5 0.1

0.5 0.6

0.9 ≥290 - 420

600 Componente sudate ale instalaíilor, în locuri expuse acțiunii acizilor slabi și bazelor

1.4510 X6 CrTi 17 0.08 1.0 1.0 16.0

18.0 7.0 - ≥270 - 430

600

1.4511 X6 CrNb 17 0.08 1.0 1.0 16.0

18.0 - 12.0 250 - 450

600 Înaltă rezistență în soluții fierbinți cu conținut de clor, diluate în ală

1.4512 X6 CrTi 12 0.08 1.0 1.0 10.5

12.5 6.0 - 200 - 390

560

R0,2- limita de curgere; Rm- rezistența la rupere;[1].

• Oțelurile austenitice sunt acele aliaje utilizate frecvent pentru aplicații inoxidabile. Clasele austenitice nu sunt magnetice. Aliajele cele mai frecvente sunt oțelurile austenitice de fier-crom-nichel și sunt cunoscute ca seria 300. Din cauza conținutului ridicat de Cr și Ni, sunt cele mai rezistente la coroziune din grupul otelurilor inoxidabile. Clasa "L" oferă rezistență superioară la coroziune datorită conținutului redus de carbon.

Tipul 304 are cea mai largă utilizare fiind cunoscut și ca „inox alimentar” utilizandu se la confecționarea instalațiilor alimentare, echipamentelor din industria vinului, meselor de lucru, a hotelor, în industria berii, la carmangerii și în principiu în toatedomeniile ce țin de industria alimentară. Tipul 316 este utilizat in prelucrarea chimica, industria celulozei si a hartiei, in industria alimentara cu precadere in mediile corozive. Tipul 321 este cel mai utilizat in industria petro-chimica. În tabelul I.2 sunt prezentate proprietățile și compoziția chimică a oțelulrilor austenitice: