Stale nierdzewne w maszynach spożywczych
Stale żaroodporne i stale nierdzewne są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym ze względu na ich wyjątkowe właściwości, które spełniają rygorystyczne wymagania higieniczne, trwałości i odporności na korozję. Oto szczegóły dotyczące ich zastosowania:
Najczęściej stosowane gatunki stali nierdzewnych to:
- AISI 304 (1.4301): Podstawowa stal nierdzewna odporna na korozję, stosowana w środowiskach mniej agresywnych. Używana w produkcji zbiorników, rur, mieszadeł i urządzeń do kontaktu z żywnością.
- AISI 316 (1.4401): Zawiera dodatek molibdenu, co zwiększa odporność na korozję, szczególnie w środowiskach kwaśnych, słonych lub bogatych w chlorki. Stosowana w urządzeniach do przetwórstwa mleka, soków i produktów rybnych.
- AISI 430 (1.4016): Ekonomiczna stal ferrytowa, stosowana w mniej wymagających aplikacjach, np. w obudowach urządzeń kuchennych.
Cechy stali nierdzewnych:
- Wysoka odporność na korozję (także w kontakcie z kwasami organicznymi).
- Łatwość utrzymania w czystości, zgodność z normami higienicznymi (np. HACCP).
- Biokompatybilność (bezpieczna dla zdrowia).
- Odporność na utlenianie w niskich temperaturach obróbki.
Stale żaroodporne w maszynach spożywczych
Stale żaroodporne są stosowane w częściach maszyn narażonych na wysokie temperatury, np. w piekarnikach przemysłowych, suszarniach czy instalacjach do termicznego przetwarzania żywności.
Najczęściej stosowane gatunki to:
- AISI 310S (1.4845): Wysoka odporność na utlenianie w temperaturach do 1150°C, co sprawia, że idealnie nadaje się do pieców przemysłowych i innych urządzeń pracujących w ekstremalnym cieple.
- AISI 309 (1.4828): Nieco niższa odporność na temperaturę (do 1000°C), ale równie skuteczna w środowiskach wysokotemperaturowych.
- H23N18 (1.4833): Polska stal żaroodporna, odporna na wysokie temperatury i korozję.
Cechy stali żaroodpornych:
- Odporność na działanie wysokich temperatur (bez deformacji i utraty właściwości mechanicznych).
- Odporność na utlenianie i ścieranie w agresywnych środowiskach.
- Trwałość w kontakcie z parą wodną i gazami powstającymi podczas procesów termicznych.
Wymagania normatywne w przemyśle spożywczym
- Normy EN i ASTM: Gwarantują odpowiednią jakość stali dla kontaktu z żywnością.
- Certyfikaty ISO 9001 i ISO 22000: Potwierdzają spełnienie wymagań jakościowych i higienicznych.
- Odporność na korozję wg testu ASTM A262.
Zastosowania w produkcji maszyn spożywczych
- Zbiorniki i rurociągi: Stale nierdzewne (304, 316) zapewniają odporność na kwasy i łatwość czyszczenia.
- Elementy grzewcze: Stale żaroodporne (310S, H23N18) do pieców i suszarek.
- Osłony i obudowy: Stale nierdzewne o wysokiej odporności na czynniki mechaniczne i chemiczne.
- Części mechaniczne: Noże, mieszadła, wałki – wykonane ze stali nierdzewnych hartowanych.
Porównanie właściwości stali nierdzewnych i żaroodpornych dla zastosowań w maszynach spożywczych
1. Stale nierdzewne (np. AISI 304, 316, 430)
| Cecha | AISI 304 | AISI 316 | AISI 430 |
|---|---|---|---|
| Odporność na korozję | Wysoka (kontakt z wodą, kwasami) | Bardzo wysoka (odporna na chlorki) | Średnia (do suchych środowisk) |
| Zastosowania | Zbiorniki, rury, mieszadła | Urządzenia do kwasów i soli | Obudowy, osłony |
| Cena | Umiarkowana | Wyższa | Niska |
| Obróbka | Dobra | Dobra | Ograniczona |
| Odporność na temp. | Do 870°C | Do 870°C | Do 600°C |
2. Stale żaroodporne (np. AISI 310S, 309, H23N18)
| Cecha | AISI 310S | AISI 309 | H23N18 |
|---|---|---|---|
| Odporność na temp. | Do 1150°C | Do 1000°C | Do 1100°C |
| Odporność na korozję | Bardzo wysoka | Wysoka | Wysoka |
| Zastosowania | Piece przemysłowe, grille | Suszarnie, linie do wypieku | Zbiorniki w wysokiej temp. |
| Cena | Wysoka | Umiarkowana | Umiarkowana |
| Obróbka | Trudna | Średnia | Średnia |
Szczegółowe dane i zastosowania
AISI 304 (1.4301)
- Skład chemiczny: ~18% Cr, ~8% Ni.
- Zastosowania: Uniwersalna stal spożywcza do produkcji mieszadeł, blach, rur, wanien, urządzeń mleczarskich i browarniczych.
- Odporność na korozję: W środowiskach nieagresywnych (woda, środki spożywcze o neutralnym pH).
AISI 316 (1.4401)
- Skład chemiczny: ~16% Cr, ~10% Ni, ~2% Mo.
- Zastosowania: Do kwasów organicznych, soli, produktów fermentacji (np. solanki, kiszonki).
- Odporność: Wyższa niż AISI 304 w środowiskach agresywnych (kwasy owocowe, sole).
AISI 430 (1.4016)
- Skład chemiczny: ~16-18% Cr.
- Zastosowania: Ekonomiczna stal do elementów konstrukcyjnych i obudów. Ograniczona odporność na korozję.
- Uwagi: Stal ferrytowa, trudniejsza w spawaniu.
AISI 310S (1.4845, 1.4841)
- Skład chemiczny: ~25% Cr, ~20% Ni.
- Zastosowania: Piece piekarnicze, linie do pasteryzacji.
- Właściwości: Odporność na utlenianie w wysokich temperaturach.
- https://www.alfa-tech.com.pl/stale-wysokostopowe-o-specjalnych-wlasnosciach-stal-zaroodporna-i-zarowytrzymala-h25n20s2/
H23N18 (1.4833)
- Skład chemiczny: ~23% Cr, ~18% Ni.
- Zastosowania: Zbiorniki do podgrzewania mleka, gorąca para wodna.
- Właściwości: Wysoka odporność na wysokie temperatury i agresywne środowiska gazowe.
Przykłady zastosowań w maszynach spożywczych
Linie do wypieku chleba i ciast:
- Stale żaroodporne: AISI 310S do elementów grzewczych i pieców.
- Stale nierdzewne: AISI 304 lub 316 do części stykających się z ciastem.
Zbiorniki do mleka:
- Stale nierdzewne: AISI 316 ze względu na odporność na środowisko kwaśne i kontakt z chlorkami.
Urządzenia do kiszenia i solenia:
- Stale nierdzewne: AISI 316 (kwasoodporna, odporna na chlorki).
Przetwórstwo mięsa:
- Stale nierdzewne: AISI 304 do noży, taśm transportujących i mieszadeł.
Właściwości mechaniczne wybranych gatunków stali nierdzewnych
| Właściwość | AISI 304 (1.4301) | AISI 316 (1.4401) | AISI 430 (1.4016) |
|---|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie (Rm) | 500–700 MPa | 500–700 MPa | 450–600 MPa |
| Granica plastyczności (Rp₀,₂) | ≥ 200 MPa | ≥ 200 MPa | ≥ 280 MPa |
| Wydłużenie przy zerwaniu (A₅) | ≥ 40% | ≥ 40% | ≥ 22% |
| Twardość (HB) | ≤ 215 | ≤ 215 | ≤ 183 |
Przykłady zastosowań w przemyśle spożywczym
- Zbiorniki fermentacyjne: Wykonane ze stali AISI 316, zapewniają odporność na korozję w środowiskach kwaśnych i zasadowych.
- Taśmy transportujące: Stal AISI 304 jest idealna ze względu na wysoką wytrzymałość i łatwość w czyszczeniu.
- Piecowe elementy grzewcze: Stale żaroodporne, takie jak AISI 310S, są stosowane w komponentach narażonych na wysokie temperatury.