Kas yra maisto{0}}nerūdijantis plienas?
Maisto{0}}nerūdijantis plienas yra bet koks nerūdijančio plieno lydinys, atitinkantis saugaus, pakartotinio sąlyčio su maisto produktais reikalavimus. Sąvoka „maisto-klasė“ nėra medžiagos specifikacija - tai reglamentuojanti klasifikacija, reiškianti, kad medžiagą įvertino ir patvirtino atitinkama institucija (JAV FDA, ES EFSA/ES Komisija, Kinijoje CFDA).
Nerūdijantis plienas yra dominuojanti medžiaga maisto perdirbimo įrangoje visame pasaulyje, ji sudaro daugiau nei 90 % visų su maistu besiliečiančių paviršių perdirbant maistą. Priežastys yra aiškios:
Ne{0}}toksiškas ir inertiškas:Nerūdijantis plienas nereaguoja su maistu, neišplauna kenksmingų medžiagų, nekeičia maisto produktų skonio, spalvos ar kvapo.
Atsparus korozijai-:Pasyvioji chromo oksido (Cr2O3) plėvelė ant nerūdijančio plieno užtikrina nuolatinę apsaugą nuo korozijos net esant rūgščioms maisto aplinkoms.
Valomas ir dezinfekuojamas:Nerūdijančio plieno paviršius iki mikrobiologinio lygio galima nuvalyti naudojant standartines CIP (valymas-vietoje) chemines medžiagas - kaustinę soda (NaOH 1-2%), azoto rūgštį (HNO3 0.5-1%) ir 120-140C garus.
Patvarus ir{0}}atsparus smūgiams:Skirtingai nuo plastiko ar padengto anglinio plieno, nerūdijantis plienas neskilinėja, neskilinėja, nesilupa ir nesuyra dėl pasikartojančio terminio ir mechaninio įtempimo.
Temperatūrai{0}}atsparus:Nerūdijantis plienas išlaiko savo savybes nuo -40C (šaldytų maisto produktų laikymui) iki +300C (kepimo krosnyse) nedeformuodamas ir nesugadindamas medžiagos.
Perdirbama:Nerūdijantis plienas yra 100 % perdirbamas, neprarandant kokybės -, tai svarbu tvarumui ir įmonių ESG ataskaitoms.
Austenitinis nerūdijantis plienas
Austenitinis nerūdijantis plienas (300-serija) yra maisto pramonės standartas. Austenitinė kristalų struktūra (-centrinis kubinis paviršius, FCC) užtikrina nemagnetines savybes, puikų lankstumą ir puikų atsparumą korozijai. Austenito šeimoje maisto perdirbime dominuoja dvi rūšys:
1 lentelė: 304L ir 316L - Cheminė sudėtis, PREN ir maisto saugos reikšmė
| Turtas | 304L (UNS S30403) | 316L (UNS S31603) | Kodėl tai svarbu maisto saugai |
Kristalinė struktūra
| Austenitas (FCC)
| Austenitas (FCC)
| Ne{0}}magnetinis; jokio streso{1}}sukelto martensito esant maisto apdorojimo temperatūrai; plastiškas ir formuojamas
|
Chromas (Cr)
| 18-20%
| 16-18%
| Cr sudaro pasyviąją plėvelę Cr2O3; nerūdijančio plieno klasifikacijai reikalingas mažiausiai 10,5 %; 18-20% 304L užtikrina puikų bendrą atsparumą korozijai
|
Nikelis (Ni)
| 8-12%
| 10-14%
| Ni stabilizuoja austenitinę struktūrą; neleidžia virsti trapiu martensitu; pagerina formuojamumą ir suvirinamumą
|
Molibdenas (Mo)
| 0% (nenurodyta)
| 2.0-3.0%
| PAGRINDINIS SKIRTUMAS: Mo užtikrina atsparumą duobėms ir plyšiams korozijai chloridinėje (druskos) aplinkoje; 316L turi 2-3 kartus didesnį atsparumą duobėms nei 304L maisto produktuose, kurių sudėtyje yra druskos
|
Anglies (C) maks
| 0.030%
| 0.030%
| Itin-mažas anglies kiekis apsaugo nuo suvirinimo HAZ jautrinimo; „L“ žymėjimas reiškia, kad anglies kiekis yra mažesnis nei 0,03 % -, kritinis suvirintoje maisto įrangoje
|
PREN (atsparumas įdubimams)
| 18-22
| 24-30
| 316L PREN yra 30-50 % didesnis nei 304L; tiesiogiai koreliuoja su druskos turinčių maisto produktų atsparumu įdubimams
|
Magnetinis pralaidumas
| <1.02 (essentially non-magnetic)
| <1.02 (essentially non-magnetic)
| Ne{0}}magnetiniai - svarbūs metalo detektorių sistemoms maisto perdirbimo linijose; magnetiniai intarpai sukelia klaidingus atmetimus
|
Santykinė kaina (lapas)
| 1,0x (pagrindinis)
| 1.2-1.4x
| 316L kainuoja 20-40% daugiau nei 304L dėl Mo ir didesnio Ni; bet naudojant 304L, kur reikia 316L, ilgainiui kainuoja 5-10 kartų daugiau (pakeitimas + užteršimas)
|
Maisto perdirbimo rinkos dalis
| ~70-80% maisto įrangos
| ~20-30% maisto įrangos
| 304L yra numatytasis pasirinkimas; 316 l yra skirtas druskai, rūgščiai ir aukštos{2} temperatūros maistui
|
Nerūdijančio plieno maisto saugos reguliavimo sistema
Maisto{0}}nerūdijantis plienas turi atitikti reguliavimo reikalavimus kiekvienoje rinkoje, kurioje parduodamas maisto produktas. Keturios pagrindinės reguliavimo sistemos yra šios:
2 lentelė. Pasaulinės maisto saugos taisyklės, reglamentuojančios nerūdijantį plieną, naudojamą sąlyčiui su maistu
| reglamentas | Jurisdikcija | Taikymo sritis | Pagrindiniai nerūdijančio plieno reikalavimai | Patvirtinti pažymiai | Bandymo metodas |
FDA 21 177 2600 CFR
| Jungtinės Valstijos
| Su maistu besiliečiantys paviršiai - guminiai ir plastikiniai gaminiai; nerūdijantis plienas, nurodytas pagal GRAS (bendrai pripažintas kaip saugus)
| Nerūdijantis plienas yra GRAS, skirtas liestis su maistu; neturi išskirti kenksmingų medžiagų; sudėtis turi atitikti AISI/UNS paskirtį; nerūdijančiam plienui nėra specialios migracijos ribos (išimtis dėl inertiškumo)
| Visos AISI 300 serijos (304, 304L, 316, 316L, 321); taip pat 17-4PH stalo įrankiams
| Nerūdijančiam plienui nereikia atlikti specialaus migracijos bandymo (GRAS išimtis); savanoriškas NSF/ANSI 51 laikymasis
|
ES reglamentas 1935/2004/EB
| Europos Sąjunga (27 valstybės narės)
| Su maistu besiliečiančių medžiagų pagrindų reglamentas
| Medžiagos neturi perkelti sudedamųjų dalių į maistą tiek, kad galėtų kelti pavojų žmonių sveikatai, sukelti nepriimtinus sudėties pokyčius arba pabloginti juslines savybes; reikalaujama atitikties deklaracijos (DoC)
| Visos EN 10088-2 atitinkančios austenito klasės (1.4301/304, 1.4307/304L, 1.4401/316, 1.4404/316L)
| EN 13887:2004 migracijos bandymai; ICP-MS arba AAS konkretaus elemento išleidimui; reikalaujama atitikties deklaracijos
|
ES 2023/915 (pakeičia 2021/1317)
| Europos Sąjunga
| Specifinės išsiskyrimo ribos (SML) metalams iš medžiagų, kurios liečiasi su maistu
| Nikelio SML=0.14 mg/kg maisto; Chromas (Cr III) SML=nenurodytas (mažas toksiškumas); Chromas (Cr VI)=neaptinkamas; Geležies SML=nenurodyta (esminė maistinė medžiaga); Molibdeno SML=0.12 mg/kg maisto
| Tas pats kaip 1935/2004; Ni ir Mo išsiskyrimas iš 316L turi būti patikrintas, jei maistas yra rūgštus
| EN 13887; maistinis modelinis tirpalas (3 % acto rūgštis – rūgštiems maisto produktams; 10 % etanolis – vandeniniams maisto produktams; alyvuogių aliejus – riebiems maisto produktams); 10 dienų 40C arba 2val 70C
|
GB 4806.9-2016
| Kinija
| Nacionalinis su maistu besiliečiančių metalinių medžiagų ir gaminių maisto saugos standartas
| Nerūdijantis plienas turi atitikti GB 4806.9 sudėties ir migracijos ribas; Cr išsiskyrimas < 2,0 mg/kg; Ni išsiskyrimas < 1,0 mg/kg; Mn išsiskyrimas < 0,6 mg/kg; reikalauja atitikties sertifikato kiekvienai partijai
| 1,4301 (304), 1,4307 (304L), 1,4401 (316), 1,4404 (316L); taip pat kiniškos klasės 06Cr19Ni10 (304 ekv.) ir 022Cr17Ni12Mo2 (316L ekv.)
| GB 31604.1 migracijos testas; 4% acto rūgšties modelinis tirpalas; 24 val. 40 C temperatūroje ilgalaikiam kontaktui{4}}; 0,5 val. esant 95 °C karštam-užpildymui
|
AS 2070-1999 (pakeista 2021 m.)
| Australija
| Maisto{0}}nerūdijantis plienas, skirtas maisto perdirbimo įrangai
| Nerūdijantis plienas vamzdeliams turi atitikti AS 1528 seriją; reikalingas medžiagos sertifikatas; atsekamumas nuo malūno iki įrangos gamintojo; valomumo paviršiaus apdailos reikalavimai
| 304, 304 l, 316, 316 l pagal AS 1528.1
| Nėra specialaus migracijos bandymo; atitiktis AS 1528.1 vamzdžių specifikacijoms; vizualinis ir matmenų patikrinimas; PMI patvirtinimas gavus
|
Nikelio išleidimas
Nikelis (Ni) yra griežčiausiai reguliuojamas elementas, išsiskiriantis iš nerūdijančio plieno, kai tai liečiasi su maistu. ES specifinė nikelio išsiskyrimo riba (SML) yra 0,14 mg/kg maisto - viena iš griežčiausių ribinių verčių reglamentuojant sąlytį su maistu. Įjautrinimas nikeliu paveikia maždaug 10–15 % visos populiacijos (dažniau moterims dėl juvelyrinių dirbinių poveikio) ir gali sukelti alerginį kontaktinį dermatitą.
3 lentelė. Nikelio išsiskyrimas iš 304 l ir 316 l nerūdijančio plieno susilietus su maistu - Palyginimas su ES specifine migracijos riba (SML)
| Maisto tipas / būklė | Ni išsiskyrimas nuo 304L (mg/kg) | Ni išsiskyrimas nuo 316L (mg/kg) | ES SML (0,14 mg/kg) atitiktis | Paaiškinimas |
Vanduo (neutralus pH, 24h, 40C)
| <0.01
| <0.01
| Abu PREITA
| Neutralus pH - netirpsta pasyvioji plėvelė; Ni išleidimas nereikšmingas
|
Obuolių sultys (pH 3,5, 24h, 40C)
| 0.08-0.18
| 0.04-0.09
| 304L: KARBINIS; 316L: PRIEŠ
| Rūgštus maistas ištirpina nedidelį kiekį Cr2O3 plėvelės; 304L išskiria daugiau Ni dėl mažesnės Cr+Mo apsaugos
|
Pomidorų padažas (pH 4,2, 2h, 95C)
| 0.05-0.12
| 0.02-0.06
| Abu PASS (trumpas kontaktas)
| Aukšta temperatūra + rūgštis padidina Ni išsiskyrimą; trumpas kontaktinis laikas riboja bendrą migraciją
|
Actas (5 % acto rūgšties, pH 2,4, 24 val., 40 C)
| 0.15-0.35
| 0.06-0.15
| 304L: FAIL; 316L: KARBINIS
| Stipriai rūgštus + ilgas kontaktas - 304L viršija Ni SML; 316L riba; rekomenduoju 316L su pasyvavimu
|
Sojų padažas (pH 4,8, 3% NaCl, 24h, 40C)
| 0.10-0.20
| 0.04-0.08
| 304L: KARBINIS; 316L: PRIEŠ
| Chlorido + rūgšties derinys; 316L Mo kiekis atsparus chlorido įdubimui; Ni išsiskyrimas sumažintas
|
Sūrymas (3 % NaCl, pH 7, 24 val., 40 C)
| 0.02-0.05
| 0.01-0.03
| Abu PREITA
| Neutralaus pH sūrymas; chlorido duobių atsiradimo rizika yra svarbiausia, o ne Ni išsiskyrimas; 316L pageidautina dėl atsparumo duobėms
|
Citrinų sultys (pH 2,0, 24h, 40C)
| 0.20-0.45
| 0.08-0.18
| 304L: FAIL; 316L: PASS (su paraštėmis)
| Labai rūgštus + citrinų rūgštis sudaro chelatus Ni; 304L žymiai viršija SML; Rekomenduojama 316L
|
Alus (pH 4,0–4,5, 24 val., 20 C)
| <0.05
| <0.03
| Abu PREITA
| Švelniai rūgštus; žema temperatūra; abi klasės yra priimtinos alaus daryklos įrangai
|
Atsparumas korozijai - 304L ir 316L maisto perdirbimo aplinkoje
Maisto perdirbimo įrangos korozija yra ne tik priežiūros problema -, tai ir maisto saugos problema. Dėl korozijos pažeistų nerūdijančio plieno paviršių į maistą išskiriami metalo jonai (Fe, Cr, Ni, Mo), susidaro šiurkštūs paviršiai, kuriuose kaupiasi bakterijos, ir galiausiai sugenda įranga bei užteršiami produktai.
4 lentelė. Penki maisto perdirbimo korozijos mechanizmai - 304L vs 316L rizikos vertinimas
| Korozijos mechanizmas | Maisto aplinka | 304L Rizika | 316L Rizika | Prevencijos strategija |
Vienoda korozija
| Rūgštus maistas (actas, citrusiniai vaisiai, pomidorai); CIP cheminės medžiagos (HNO3, NaOH)
| Maža norma (0,01–0,05 mm per metus daugumoje maisto produktų); stiprių rūgščių (pH) padidėjimas<2)
| Labai mažas rodiklis (0,005-0,02 mm/metus); Mo sumažina rūgšties poveikį
| Pasirinkite 316L pH<4.0; avoid prolonged contact with strong acids at elevated temperature
|
Taškinė korozija
| Maisto produktai, kurių sudėtyje yra- druskos (sūrymas, sojos padažas, jūros gėrybės, sūris); CIP chlorido likučiai
| HIGH RISK - pitting initiates at Cl- > 200 ppm above 50C; PREN 18-22 inadequate for >500 ppm Cl-
| MAŽA RIZIKA - Mo 2-3 % padidina PREN iki 24-30; įdubimas prasideda tik virš 1000-2000 ppm Cl- esant 50C
| Naudokite 316 l visiems maisto procesams, kurių sudėtyje yra druskos; CIP nuplaukite RO vandeniu po šarminio plovimo, kad pašalintumėte chlorido likučius
|
Plyšių korozija
| Tarpinės, varžtinės jungtys, atraminiai žiedai, sandarinimo kišenės maisto įrangoje
| VIDUTINĖ RIZIKA - plyšio korozija prasideda esant Cl- > 100 ppm ankštuose plyšiuose, aukštesnėje nei 40C
| MAŽA RIZIKA - Mo slopina plyšio korozijos atsiradimą; 316L atlaiko iki 500-1000 ppm Cl-in plyšių
| Suprojektuoti higienines jungtis pagal EHEDG dokumentą. 8; naudoti elastomero tarpiklius (EPDM arba PTFE); vengti pluošto tarpiklių; nurodykite 316L visoms sandarioms jungtims druskos aplinkoje
|
Įtempių korozijos įtrūkimai (SCC)
| Hot salt solutions (brine >60C); garais-šildomo maisto įranga; autoklavus
| DIDĖLĖS RIZIKOS - SCC 304L aukštesnėje nei 60C temperatūroje, kai Cl- > 10 ppm (itin žema riba); katastrofiško gedimo režimas
| MAŽOS RIZIKOS - 316L SCC slenkstis yra Cl- > 1 000 ppm esant 60 °C temperatūrai; Mo + didesnis Ni slopina SCC
| Visiems kaitinamiems druskos procesams naudokite 316L; Niekada nenaudokite 304 l garų -šildomose sūrymo sistemose ar autoklavuose
|
Tarpgranulinė korozija (IGC)
| Ne{0}}L klasės suvirinimo HAZ (304 vs 304L); netinkamas terminis apdorojimas
| 304 (C iki 0,08 %) suvirinimo HAZ yra jautrinamas; 304L (C < 0,03%) yra atsparus
| 316 (C iki 0,08%) yra įjautrintas; 316L (C < 0,03%) yra atsparus
| Visada nurodykite "L" klasę (C < 0,03%) suvirintų maisto produktų įrangai; niekada nenaudokite ne-L klasės suvirintoms konstrukcijoms; patikrinkite anglies kiekį gamyklos bandymo ataskaitoje
|
304L ir 316L pasirinkimas pagal maisto tipą
5 lentelė: Maisto naudojimo matrica - 304L ir 316L pasirinkimas pagal maisto kategoriją, pH, chloridą ir temperatūrą
| Maisto kategorija | Tipiškas pH | Cl- Turinys (ppm) | Temperatūra | Rekomenduojamas laipsnis | Priežastis |
Pienas ir pieno produktai (pasterizuoti)
| 6.5-6.8
| <50
| 4-75C (pasterizavimas)
| 304L
| beveik neutralus{0}} pH; labai mažas chlorido kiekis; 304L pilnai pakanka; 316L, nurodyta tik sūrio sūdymo talpykloms
|
Sūrio sūrymas (8–22 % NaCl sūrymas)
| 5.0-5.5
| 50,000-130,000
| 8-14C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Ekstremalus chloridas; 304L duobių per kelias savaites; 316L mažiausiai; apsvarstykite 2205 dupleksą didelėms sūdymo talpoms
|
Alaus darykla (alus, misa, fermentacija)
| 4.0-4.5
| <100
| 0-100C (alaus darykla)
| 304L
| Švelniai rūgštus; mažas chlorido kiekis; 304L yra alaus daryklos rezervuarų ir vamzdynų pramonės standartas
|
Vynas (fermentacija, brandinimas)
| 3.0-3.8
| 50-200
| 12-25C
| 304L priimtinas; Pageidautina 316L
| Vidutinė rūgštis + šiek tiek chlorido iš dirvožemio; 316 l, pageidautina ilgalaikio -senėjimo bakams; 304L priimtinas trumpam-kontaktui
|
Actas (5-20% acto rūgšties)
| 2.0-3.0
| 50-500
| 25-35C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Stipri rūgštis; 304L viršija Ni migracijos ribą ES; Atitikimui reikalingas 316L
|
Sojų padažo fermentacija
| 4.2-4.8
| 30 000–60 000 (NaCl)
| 25-40C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Didelė druska + švelni rūgštis; 304L duobių per savaites; Ne mažiau kaip 316 l fermentacijos bakams
|
Jūros gėrybių perdirbimas (šviežias/šaldytas)
| 6.0-7.0
| 5,000-30,000
| 0-4C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Didelis chlorido kiekis jūros vandenyje; 316L būtinas net esant žemai temperatūrai; tarpiklių plyšių korozijos rizika
|
Pomidorų perdirbimas (pasta, padažas)
| 3.8-4.4
| 100-500
| 50-95C
| Pageidautina 316L
| Rūgštis + vidutinio stiprumo chloridas + aukšta temperatūra; 316L suteikia maržą; 304L gali būti priimtinas trumpam-kontaktui (konservavimo linijos<30 min)
|
Citrusinių vaisių sulčių perdirbimas
| 2.0-3.5
| 50-200
| 5-50C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Stipriai rūgštus (citrinų rūgštis); 304L Ni išmetimas viršija ES SML; Reikalingas 316L
|
Kepyklėlė (maišymas, grūdinimas, kepimas)
| 5.5-7.0
| <100
| 20-250C
| 304L
| Beveik{0}}neutralus; mažas chlorido kiekis; 304L pakanka visai kepyklos įrangai
|
Konservavimas (garų retorta, autoklavas)
| 4.0-7.0
| 200-2,000
| 100-135C (retorta)
| Pageidautina 316L
| High temperature + steam + some chloride; 304L SCC risk at >60C, kai Cl- > 10 ppm; 316L saugiau
|
Mėsos perdirbimas (sūrymo įpurškimas)
| 5.5-6.5
| 10,000-80,000
| 0-4C
| 316 l (PRIVALOMA)
| Didelio druskos tirpalo įpurškimas; 304L duobutis žemoje temperatūroje; Reikalingas 316L
|
Konditerijos gaminiai (cukrus, šokoladas)
| 5.0-7.0
| <50
| 20-80C
| 304L
| Beveik{0}}neutralus; mažas chlorido kiekis; 304L standartinis; 316 l karamelei (rūgštinė)
|
Farmacijos / biotechnologijos (švarios patalpos)
| 5.0-7.0
| <10 (WFI water)
| 20-80C
| 316 l (PRIVALOMA)
| ASME BPE-2024 reikalauja 316L (UNS S31603) visiems proceso kontaktiniams paviršiams; 304L neleidžiama
|
Paviršiaus apdaila ir valomumas
Paviršiaus apdaila yra tokia pat svarbi kaip lydinio klasė, kad būtų laikomasi maisto saugos. Grubus nerūdijančio plieno paviršius (Ra > 1,0 um) sulaiko maisto likučius, kaupia bakterijas ir atsparus standartiniam CIP (švarus--vietoje) valymui. Reguliuojančios institucijos (EHEDG, 3-A SSI, ASME BPE) nustato maksimalų su maistu besiliečiančių paviršių paviršiaus šiurkštumą.
6 lentelė. Maisto-nerūdijančio plieno - nerūdijančio plieno paviršiaus apdailos reikalavimai - Ra vertės, taikymas ir teisinis priimtinumas
| Paviršiaus apdaila | Ra vertė (um) | Aprašymas | Taikymas maistui | Teisinis priėmimas | Valomumo įvertinimas |
2B (šaltai valcuotas-, atkaitintas, marinuotas)
| 0.4-1.0
| Standartinė malūno apdaila; sklandžiai, bet su matoma riedėjimo tekstūra
| Bendras maisto perdirbimas (cisternos, bunkeriai, latakai), kai išvaizda nėra svarbi
| Priimtinas EHEDG, jei Ra < 0,8 um; 3-A SSI reikalauja Ra < 0,8 um
| Geras - tinka daugeliui maisto produktų; netinka pieno produktų CIP
|
Ne. 4 (mechaniškai poliruotas)
| 0.4-0.8
| 180-240 grūdėtumo juostinis poliravimas; vienoda kryptinė apdaila
| Standartinė maisto perdirbimo įranga; darbiniai paviršiai; konvejerio rėmai
| EHEDG priimtas, kai Ra < 0,8 um; 3-Priimtas SSI; labiausiai paplitusi maistinė apdaila
| Geras - pramonės standartas, skirtas liestis su maistu; kryptinis poliravimas padeda valyti, jei orientacija atitinka srauto kryptį
|
BA (šviesiai atkaitintas)
| 0.1-0.3
| Ryški, veidrodinė{0}}atkaitinimo vandenilio atmosferoje apdaila
| Pieno įranga; farmacija/biotechnologijos; didelio{0}}valomumo programos
| Pageidautina EHEDG, kai Ra < 0,4 um; ASME BPE SF1 (Ra 0,4 um maks.) arba SF0 (Ra 0,25 um maks.)
| Puikus - labai sklandus; minimalus bakterijų sukibimas; idealiai tinka CIP sistemoms
|
Elektropoliruotas (EP)
| 0.1-0.4
| Elektrocheminis poliravimas pašalina paviršiaus smailes; chromu{0}}prisodrintas paviršius
| Pieno produktai (itin-švarūs); farmacijos; biotechnologijos (ASME BPE SF0); aseptinis užpildymas
| Pageidautina EHEDG; ASME BPE SF0 (Ra < 0,25 um) farmacijai; FDA priimtina bet kokiam sąlyčiui su maistu
| Puikus - lygiausias paviršius; chromu{1}}prisodrinta pasyvioji plėvelė; mažiausias bet kokios apdailos bakterijų sukibimas
|
Ne{0}} (karštai valcuotas, atkaitintas, marinuotas)
| 1.0-3.0
| Šiurkšti, nuobodu malūno apdaila; matoma riedėjimo skalė
| NE TIK SU MAISTO KONTAKTUI - tik struktūrinėms atramoms
| NĖRA priimtina liestis su maistu pagal EHEDG; 3-A SSI; ASME BPE; pažeidžia Ra < 0,8 um reikalavimą
| Prastas - per šiurkštus, kad liestųsi su maistu; bakterijų įstrigimas; valymo gedimas
|
Ne. 8 (veidrodžio poliravimas)
| <0.05
| Veidrodinis-patinka; itin sklandžiai; kosmetinė apdaila
| Dekoratyvinės aplikacijos; ribotas naudojimas maistui (brangus; lengvai subraižomas)
| Atitinka visus Ra reikalavimus, bet nėra įprastai nurodytas maisto perdirbimui (kaina)
| Puikus lygumas, bet lengvai subraižomas; nerekomenduojama esant dideliam{0}}dėvėjimosi sąlyčiui su maistu
|
Maisto{0}}nerūdijančio plieno suvirinimas ir gamyba
Maistinio -nerūdijančio plieno įrangos suvirintos jungtys turi atitikti du reikalavimus: (1) struktūrinio vientisumo (nėra įtrūkimų, poringumo ar nepilno prasiskverbimo) ir (2) higieniško valomumo (lygus, be duobių vidinis paviršius be įtrūkimų ar oksidacijos likučių). Antrasis reikalavimas būdingas tik maistiniam-suvirinimui ir dažnai jį sunkiau pasiekti.
7 lentelė. Suvirinimo parametrai ir maistas-304 l ir 316 l nerūdijančio plieno kokybės reikalavimai
| Parametras | 304L Suvirinimas | 316L Suvirinimas | Maisto-pažymėjimo reikalavimas |
Užpildas metalas
| ER308L (AWS A5.9)
| ER316L (AWS A5.9)
| Turi atitikti arba viršyti netauriųjų metalų Cr ir Mo; ER316L užpildas ant 316L netauriojo metalo yra privalomas; niekada nenaudokite ER308L ant 316L netauriojo metalo
|
Apsauginės dujos (TIG)
| 100 % Ar; 8-12 l/min
| 100 % Ar; 8-12 l/min
| Argono ekranavimas būtinas; atgalinis išvalymas vamzdžio/indo viduje, kad paviršius liestųsi su maistu; deguonies turi būti<0.1% in purge gas
|
Nugaros valymas (vidinis paviršius)
| Privaloma suvirinimo siūlėms, kurios liečiasi su maistu
| Privaloma suvirinimo siūlėms, kurios liečiasi su maistu
| Atgalinis prapūtimas su 100% Ar arba N2-Ar mišiniu, kad būtų išvengta vidinės oksidacijos; cukravimas (juodasis oksidas) ant su maistu besiliečiančio paviršiaus NEGALIMA
|
Interpass temperatūra
| <150C
| <150C
| Žemas tarpinis pralaidumas apsaugo nuo karbido kritulių ir iškraipymų; maisto įranga dažnai turi plonas sieneles (1,5{1}}3 mm) – iškraipymo valdymas yra labai svarbus
|
Šilumos įvedimas
| 0,5-1,5 kJ/mm
| 0,5-1,5 kJ/mm
| Mažas šilumos kiekis sumažina HAZ plotį ir karbido kritulių kiekį; naudoti karoliukus (be pynimo)
|
Vidinis suvirinimo profilis
| Flush or slightly concave; no undercut; no root concavity >0,5 mm
| Tas pats kaip 304L
| EHEDG reikalingas lygus vidinis suvirinimo profilis; be įtrūkimų, be oksidų, be įpjovų; ASME BPE reikalingas suvirinimo vidinis paviršius Ra < 0,8 um SF1 arba < 0,4 um SF0
|
Po{0}}virinimo siūlės valymas
| Marinavimas (HNO3 + HF pasta arba purškimas) + pasyvinimas (HNO3 20-30%)
| Marinavimas + pasyvavimas (tas pats kaip 304L)
| Beicuojant pašalinamas karščio atspalvis (oksidas) ir suvirinimo nuosėdos; pasyvavimas atkuria Cr2O3 pasyviąją plėvelę; ABU yra privalomi maistinių-suvirinimo siūlių atveju; ASTM A380 ir ASTM A967 nurodo procedūras
|
Suvirinimo patikrinimas (maisto{0}}klasė)
| Vaizdinis (100 %) + PT (mažiausiai 10 %) + RT už kodą
| Vaizdinis (100 %) + PT (mažiausiai 10 %) + RT už kodą
| 100% vizualinis visų su maistu besiliečiančių siūlių vaizdas; PT plyšių aptikimui; RT slėgio{1}}suvirinimo siūlėms; vamzdžių suvirinimo siūlių vidinė boreskopinė patikra
|
Autogeninis orbitinis suvirinimas - Auksinis maisto standartas-Vamzdžių suvirinimo siūlės
Maistiniams- vamzdeliams (ASME BPE, AS 1528.1 arba EN 2037) orbitinis TIG suvirinimas (autogeninis - be užpildo) yra aukso standartas. Orbitinis suvirinimas sukuria nuoseklius, kartojamus suvirinimo siūles su minimaliu šilumos įvedimu, be užpildo metalo užteršimo ir lygaus vidinio suvirinimo profilio, atitinkančio EHEDG ir ASME BPE reikalavimus. Pagrindiniai orbitinio suvirinimo maistinių-vamzdžių parametrai yra šie:
8 lentelė: Orbitinis TIG ir rankinis TIG suvirinimas maistui{1}}Nerūdijančio plieno vamzdeliai
| Parametras | Orbitinis TIG (autogeninis) | Rankinis TIG (su užpildu) | Maisto{0}}Pažymių įvertinimas |
Vamzdžio OD diapazonas
| 6–168 mm (nuo 1/4 colio iki 6–5/8 colio)
| Bet kokio dydžio
| Orbita pageidaujama, kai vamzdžio OD < 168 mm; rankinis TIG, skirtas didesniems indams ir{1}}nestandartinės geometrijos
|
Sienelės storis
| 0,7–3,0 mm (autogeninis)
| 1,5 mm ir daugiau
| Autogeninis apribotas iki plonos{0}}sienos; storesnėms sekcijoms reikalingas užpildas (ER308L arba ER316L)
|
Volframo elektrodas
| 2,0-3,2 mm; Ce-W arba Th-W; smailus (30 laipsnių)
| 2,4-3,2 mm
| Švarus volframas kritinis; keisti kas 8-10 suvirinimo siūlių; šlifuoti tik išilgai (niekada perimetru)
|
Lanko ilgis
| 0,5–1,5 mm (automatinis valdymas)
| 1-3 mm (rankinis valdymas)
| Nuoseklus lanko ilgis=nuoseklus įsiskverbimas; orbital suteikia automatinį valdymą
|
Sukimosi greitis
| 3–12 aps./min (užprogramuotas)
| N/A (rankinis sukimas)
| Užprogramuotas sukimasis=nuoseklus suvirinimo profilis; rankinis sukimas suteikia kintamumą
|
Vidaus prapūtimo dujos
| 100 % Ar arba 95 % Ar + 5 % H2 (buvusios dujos)
| 100% Ar
| H2 prapūtimo dujose sumažina vidinę oksidaciją (blizgantis vidinis paviršius); 5 % H2 yra saugus ir veiksmingas plonasieniams vamzdeliams
|
Vidaus suvirinimo spalva
| Sidabro iki šviesaus šiaudų (priimtina); nuo mėlynos iki juodos (atmesti)
| Sidabro iki šviesaus šiaudų
| Juoda arba pilka vidinė suvirinimo siūlė=oksidacija=NEPRIimtina liestis su maistu; reikia iš naujo-sūdyti arba pašalinti suvirinimo siūlę
|
Suvirinimo ID šiurkštumas
| Ra < 0,8 um (SF1 vienam ASME BPE); Ra < 0,4 um (SF0 vaistams)
| Ra 0,8-1,5 um tipiškas
| Orbitinė autogeninė pasiekia Ra < 0,5 um; rankinis TIG su užpildu, paprastai Ra 0,8-1,5 um – gali reikėti vidinio poliravimo
|
Maisto{0}}nerūdijančio plieno standartai ir specifikacijos
9 lentelė. Maisto standartai ir specifikacijos-nerūdijančio plieno - pasaulinė atskaitos matrica
| Standartinis | Pilnas vardas | Taikoma | Pagrindiniai maisto produktų{0}}klasių reikalavimai | Pirmenybė |
ASTM A240/A240M
| Standartinė chromo ir chromo{0}}nikelio nerūdijančio plieno plokštės, lakšto ir juostelės specifikacija
| 304L ir 316L lakštas/lėkštė maisto įrangos gamybai
| Chemija (304L: Cr 18-20%, Ni 8-12%; 316L: Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%); mechaninės savybės (UTS, YS, El); paviršiaus apdaila; lygumas
| PRIVALOMA
|
ASTM A312/A312M
| Standartinė besiūlių ir suvirintų austenitinių nerūdijančio plieno vamzdžių specifikacija
| 304L ir 316L vamzdis maisto proceso vamzdynams
| Chemija; mechaninės savybės; hidrotestas; matmenų tolerancijos; paviršiaus apdaila pagal ID
| PRIVALOMA vamzdynams
|
ASME BPE-2024
| Biologinio apdorojimo įranga
| 316 l vamzdeliai, jungiamosios detalės ir indai, skirti farmacijos ir biotechnologijų maistui
| UNS S31603 privalomas; SF0 (Ra < 0,25 um) arba SF1 (Ra < 0,4 um); orbitinio suvirinimo reikalavimai; medžiagų atsekamumas pagal SMD (tiekėjo medžiagų deklaracija)
| PRIVALOMA farmacijai / biotechnologijoms
|
AS 1528.1-2021
| Maisto perdirbimo nerūdijančio plieno vamzdžiai ir jungiamosios detalės
| 304L ir 316L vamzdeliai Australijos maisto pramonei
| Chemija pagal AS 1528.1; vidinio paviršiaus apdaila (Ra < 0,8 um); suvirinimo siūlių priėmimo kriterijai; medžiagų sertifikavimas pagal AS 1528.2
| PRIVALOMA Australijos projektams
|
EN 10088-2:2023
| Nerūdijantis plienas - Techninės lakštų / plokščių ir juostelių pristatymo sąlygos
| 304L (1.4307) ir 316L (1.4404) ES maisto įrangai
| Chemija; mechaninės savybės; paviršiaus apdailos žymėjimai (2B, 2R/BA, Nr. 4); matmenų tolerancijos
| PRIVALOMA ES projektams
|
3-A SSI (3-A sanitariniai standartai)
| Įvairūs maisto įrangos standartai (pvz., 3-A 01-08 rezervuarams, 3-A 02-09 siurbliams)
| Maisto perdirbimo įranga JAV ir tarptautiniu mastu
| Medžiaga: 304L arba 316L vienam AISI; paviršiaus apdaila Ra < 0,8 um; nėra 90 laipsnių vidinių kampų (min 6mm spindulys); nėra sriegių produkto sąlyčio zonoje; visiškai nusausinamas dizainas
| PRIVALOMA JAV pieno ir maisto perdirbimo įrangai
|
EHEDG dokumentas. 8
| Higienos įrangos projektavimo kriterijai
| Visa maisto perdirbimo įranga (visuotiniai nurodymai)
| Medžiaga: austenitinis nerūdijantis plienas (304L arba 316L); paviršius Ra < 0,8 um (metalas); nėra negyvų kojų; visiškai nusausinamas; valomas CIP; nėra įtrūkimų gaminio kontaktiniuose paviršiuose
| REKOMENDUOJAMA (geriausia pasaulinė praktika)
|
FDA 21 177 2600 CFR
| Su maistu besiliečiančios medžiagos - Gumos ir plastiko gaminiai; nerūdijantis plienas po GRAS
| Su maistu besiliečiantys paviršiai JAV
| Nerūdijantis plienas yra GRAS; neturi išskirti kenksmingų medžiagų; sudėtis pagal AISI/UNS; savanoriškas NSF/ANSI 51 laikymasis
| PRIVALOMA JAV rinkai
|
ES 1935/2004/EB
| Su maistu besiliečiančių medžiagų pagrindų reglamentas
| Visos su maistu besiliečiančios medžiagos ES
| Reikalinga atitikties deklaracija; neturi kelti pavojaus sveikatai; neturi keisti maisto sudėties ar organoleptinių savybių
| PRIVALOMA ES rinkai
|
GB 4806.9-2016
| Nacionalinis maisto saugos standartas - Su maistu besiliečiančios metalinės medžiagos ir gaminiai
| Visi su maistu besiliečiantys metalai Kinijoje
| Cr išsiskyrimas < 2,0 mg/kg; Ni išsiskyrimas < 1,0 mg/kg; Mn išsiskyrimas < 0,6 mg/kg; atitikties sertifikatas kiekvienai partijai
| PRIVALOMA Kinijos rinkai
|
304L ir 316L maisto perdirbimo įrangoje
10 lentelė. Bendrų sąnaudų palyginimas - 304L ir 316 L maisto perdirbimo įrangoje
| Kaštų faktorius | 304L | 316L | Įtaka maisto saugos sprendimui |
Medžiagos kaina (lakštas, už kg)
| 2,80–3,50 USD/kg (2026 m.)
| 3,50–5,00 USD/kg (2026 m.)
| 316L yra 20-40% brangesnis už kg; Mo (40–60 USD/kg) ir didesnis Ni kiekis skatina priemoką
|
Medžiagos kaina (vamzdis DN50, už metrą)
| 15–25 USD/m
| 22–35 USD/m
| 316 l vamzdžių priemoka yra 40-50 % dėl didesnių vamzdžių-gamybos sąnaudų lydiniams, kuriuose yra Mo
|
Suvirinimo kaina (už metrą suvirinimo)
| ER308L užpildas: 8–12 USD/m
| ER316L užpildas: 10–15 USD/m
| 316L užpildo metalas yra 25-40% brangesnis; abiejų rūšių suvirinimo darbo sąnaudos yra vienodos
|
Marinavimas ir pasyvavimas (už m2)
| 5–8 USD/m2
| 5–8 USD/m2
| Tas pats procesas abiem klasėms; kaina priklauso nuo darbo ir cheminių medžiagų, o ne{0}}priklauso nuo medžiagų
|
Elektropoliravimas (už m2)
| 15–25 USD/m2
| 15–25 USD/m2
| Tas pats procesas abiem klasėms; 316 l gali prireikti šiek tiek ilgesnio EP laiko (Mo sulėtina tirpimo greitį)
|
Tarnavimo laikas naudojant neutralų{0}}pH, žemą-Cl- maistą (pieno, alaus darykla)
| 15-25 metų
| 20-30+ metų
| Abu tinkami; 304 l yra ekonomiškas- pasirinkimas
|
Labai{0}}sūdyto maisto (sūrymo, sojos padažo, jūros gėrybių) naudojimo laikas
| 1–5 metai (duobių gedimas)
| 20-35+ metų
| 316L yra privalomas; 304L pakeitimo kaina pašalina pradinį 20–40% medžiagų sutaupymą per 2–5 metus
|
Tarnavimo laikas stipriai rūgštiniame maiste (actas, citrusiniai vaisiai, pomidorai)
| 3-8 metai (uniforma + Ni išleidimas)
| 15-30+ metų
| 316L reikalingas EU Ni migracijos atitikčiai; 304L gali pažeisti ES 2023/915 rūgščiuose maisto produktuose
|
Maisto produktų užteršimo pavojus
| VIDUKAS (duobės druskos / rūgščioje aplinkoje išskiria metalo jonus)
| LABAI MAŽAS
| 316L sumažina užteršimo riziką; vieno produkto susigrąžinimas kainuoja 10 000–1 000 USD,000+ priklausomai nuo produkto ir rinkos
|
Reguliavimo neatitikties{0}} rizika
| AUKŠTAS ES rūgštiems maisto produktams (Ni SML viršijimas); AUKŠTAS Kinijoje daug{0}}sūriems maisto produktams
| LOW visose pagrindinėse rinkose
| 316L užtikrina atitiktį visoms reguliavimo sistemoms; 304L gali prireikti kiekvienu konkrečiu-atvejo-perkėlimo bandymu
|
Bendra gyvavimo ciklo kaina (25 metai, neutralus{1}}pH maistas)
| LOWEST (304L yra optimalus)
| 20-40% didesnis (jokios naudos viršija 304L)
| 304L yra teisingas ekonomiškas pasirinkimas neutralaus-pH, mažo-chlorido maisto produktams
|
Bendra gyvavimo ciklo kaina (25 metai, druska / rūgštus maistas)
| LABAI DIDELIS (daugelis pakeitimų + užteršimo rizika)
| LOWEST (vienas diegimas; nulis pakeitimo)
| 316L yra teisingas ekonominis pasirinkimas druskos / rūgščių maisto produktams; 304L gyvavimo ciklo kaina yra 5–10 kartų didesnė
|
Dažnai užduodami klausimai
Kl.: ar 304 nerūdijantis plienas yra maisto{1}}klasės?
A: Taip, 304 ir 304 l yra maistinės- klasės. Jie yra plačiausiai naudojami maisto -nerūdijančio plieno rūšys, sudarančios maždaug 70-80 % visos maisto perdirbimo įrangos. 304L (UNS S30403, C < 0,03 %), kuriai teikiama pirmenybė 304 (UNS S30400, C < 0,08 %), nes sumažina anglies dioksido kiekio suvirinimo maistą. HAZ. Abu yra GRAS pagal FDA 21 CFR 177.2600 ir atitinka ES 1935/2004 dėl neutralaus -pH, mažo{21}}chlorido sąlyčio su maistu. Tačiau 304 l NETINKA didelės-druskos ar stipriai rūgštiems maisto procesams – naudokite 316 l.
Klausimas: Ar 316 nerūdijantis plienas yra geresnis nei 304 maistui?
A: Tai priklauso nuo maisto. Neutralaus-pH ir mažai chloro turinčių maisto produktų (pieno, alaus daryklų, kepyklų) 316 l nesuteikia reikšmingo pranašumo prieš 304 l ir kainuoja 20-40 % daugiau. Maisto procesams, kuriuose yra druskos, rūgščių ar aukštoje temperatūroje (sūdymas, sojos padažas, jūros gėrybės, citrusiniai vaisiai, actas), 316 l yra žymiai geresnis, nes jame esantis 2–3 % molibdenas užtikrina atsparumą duobėms ir plyšiams, kurių 304 l trūksta. Teisingas klausimas yra ne „kas geriau“, o „kas tinka šiam konkrečiam maisto procesui“.
Kl.: Ką „L“ reiškia 304L ir 316L?
A: „L“ reiškia „mažai anglies dioksido“. 304L didžiausias anglies kiekis yra 0,030 %, palyginti su 0,08 % standartiniame 304. 316L yra didžiausias 0,030 %, palyginti su 0,08 % standartiniame 316. Mažas anglies kiekis apsaugo nuo įjautrinimo - chromo karbidų (Cr23C6) nusodinimo per grūdelių suvirinimo ribą (6}5}0}0,5°C). Kai chromas yra surištas į karbidus, jis negali sudaryti apsauginės Cr2O3 pasyviosios plėvelės, sukuriant siaurą chromo išeikvotą zoną ("įjautrintą" HAZ), kuri yra jautri tarpkristalinei korozijai. Visai suvirintai maisto įrangai visada nurodykite „L“ klasę.
Kl.: Ar galiu naudoti 201 nerūdijantį plieną, o ne 304L maisto įrangai?
A: Nerekomenduojama. 201 (UNS S20100) yra žemo-nikelio austenitinio laipsnio (Ni 1-5,5%, Mn 5,5-7,5%, Cr 16-18%), kuris buvo sukurtas kaip mažesnės-kainos FDA yra žymiai mažesnė už 3014 3GRDA. prastesnis atsparumas korozijai (PREN ~16-18, palyginti su 18-22, kai 304L) ir prastesnis atsparumas duobėms. 201 taip pat turi didesnį mangano kiekį, dėl kurio padidėja Ni ekvivalentas, bet lydinys tampa jautrus įtempių sukeltai martensito transformacijai (susidaręs tampa magnetinis). Maistinėms reikmėms 201 nerekomenduojama – 10–20 % vienam kilogramui išlaidų sutaupymas nėra pateisinamas dėl sumažėjusio atsparumo korozijai ir galimo produkto užteršimo.
Kl.: kokia paviršiaus apdaila reikalinga maistiniam{0}}nerūdijančiam plienui?
A: Minimali paviršiaus apdaila, kuri liečiasi su maistu, yra Ra 0,8 um (už EHEDG ir 3-A SSI). Tai atitinka No. 4 (mechaniškai poliruotas) arba 2B (atkaitintas ir marinuotas) apdailą. Pieno įrangai, farmacijai ir biotechnologijoms reikalingas Ra 0,4 um arba didesnis (BA arba elektropoliruota apdaila). Pirkimo užsakyme visada nurodykite Ra vertę. Vien tik „poliruotas“ ar „šlifuotas“ nėra specifikacija.
K: Ar nerūdijantis plienas išplauna chemines medžiagas į maistą?
A: Nerūdijantis plienas yra viena iš inertiškiausių su maistu besiliečiančių medžiagų. Neutralaus-pH vandeninio maisto produktuose metalų jonų (Fe, Cr, Ni) išsiskyrimas iš nerūdijančio plieno yra nereikšmingas (<0.01 mg/kg). In acidic foods (pH <4.0), small amounts of nickel may be released: 304L can release 0.15-0.45 mg/kg Ni in strongly acidic foods (exceeding the EU SML of 0.14 mg/kg), while 316L releases 0.04-0.18 mg/kg (generally within the SML). The Cr released is Cr(III), which is an essential nutrient, not Cr(VI). Stainless steel does not release any organic chemicals, plasticisers, or BPA - a significant advantage over plastic food contact materials.
Kl .: Kaip patikrinti nerūdijančio plieno atitiktį maisto saugai?
A: Du pagrindiniai testai yra šie: (1) Sudėties patikrinimas - naudokite nešiojamąjį XRF (pXRF), kad patvirtintumėte klasę (304L prieš 316L), matuodami Cr, Ni, Mo kiekį. Tai užtrunka 10-30 sekundžių vienam skaitymui. (2) Migracijos bandymas - pagal EN 13887 (ES) arba GB 31604.1 (Kinija), naudojant 4 % acto rūgštį kaip maistinį modelinį tirpalą, 24 valandas 40 °C temperatūroje (ilgas -laikas sąlytis) arba 0,5 val. 95 °C temperatūroje (karštas{19}užpildas). ICP-MS arba AAS analizuokite modelinį tirpalą Ni, Cr, Mn, Fe ir Mo koncentracijai. Palyginkite rezultatus su reglamentuojamomis SML. Įprastiniams maisto saugos auditams pakanka sudėties patikros (XRF). Perėjimo bandymas reikalingas tik naujos įrangos kvalifikacijai arba teisės aktų pateikimui.
K: Kodėl 316L yra privalomas farmaciniams maisto produktams, bet ne visam maistui?
A: ASME BPE-2024 įpareigoja 316L (UNS S31603) visai biologinio apdorojimo įrangai apdoroti kontaktinius paviršius, nes farmacijos ir biotechnologijų taikymas reikalauja didžiausio įmanomo atsparumo korozijai ir valomumo. Loginis pagrindas yra toks: (1) farmacijos procesuose dažnai naudojamos agresyvios valymo cheminės medžiagos (NaOH 1-2%, HNO3 0.5-1%, garai 120-140C); (2) produkto užterštumas turi būti iš esmės nulinis – bet koks metalo jonų išsiskyrimas gali pakeisti vaisto gaminį; (3) 316L suteikia saugos ribą, kurios 304L nėra. Bendram maisto perdirbimui (pieno, alaus daryklos, kepyklos) 304L užtikrina tinkamą našumą mažesnėmis sąnaudomis, o reguliavimo sistemos (FDA, EU 1935/2004) leidžia 304L liestis su maistu.
