Stal nierdzewna to materiał, bez którego nowoczesny przemysł spożywczy nie mógłby funkcjonować. Jest to kluczowy materiał gwarantujący bezpieczeństwo, trwałość i higienę w procesach produkcji żywności. Jego unikalne własności, takie jak odporność na korozję, łatwość w czyszczeniu oraz neutralność w kontakcie z wieloma produktami spożywczymi, sprawiają, że jest niezastąpiony w instalacjach przemysłu spożywczego. Pomimo, że wszystkie stale nierdzewne są dopuszczone do kontaktu z żywnością, wybór właściwego gatunku ma istotne znaczenie, zarówno w kontekście odporności korozyjnej, własności mechanicznych oraz prawidłowej konstrukcji.
Dlaczego stal nierdzewna to idealny wybór dla przemysłu spożywczego?
Główną zaletą stali nierdzewnej jest jej zdolność do tworzenia na powierzchni pasywnej warstwy tlenków chromu, która chroni metal przed korozją. Warstwa ta tworzy się samoczynnie w obecności tlenu, a nawet w przypadku uszkodzenia mechanicznego, jest w stanie się samoczynnie odbudować. Stal nierdzewna posiada gładką i nieporowatą powierzchnię. Dzięki temu bakterie i inne mikroorganizmy nie mają gdzie się osadzać, co znacząco ułatwia procesy czyszczenia i dezynfekcji. Materiał ten nie wchodzi w reakcje z żywnością, co oznacza, że nie zmienia jej smaku, koloru ani zapachu. Zgodnie z dyrektywą (EC) 1935/2004, materiały mające kontakt z żywnością nie mogą przenosić zanieczyszczeń, które mogłyby zaszkodzić zdrowiu lub pogorszyć właściwości organoleptycznych żywności, a stal nierdzewna doskonale spełnia te wymogi.
Główne gatunki stali nierdzewnej w stosowane w kontakcie z żywnością
Wybór odpowiedniego gatunku stali zależy od rodzaju produkowanej żywności oraz warunków środowiskowych. W zależności od zastosowania stosuje się najbardziej popularne stale austenityczne, ale w specyficznych zastosowaniach również gatunki ferrytyczne, martenzytyczne oraz stale duplex.
- Gatunek martenzytyczny (np. EN 1.4116). Stale martenzytyczne charakteryzują się bardzo wysoką twardością i odpornością na ścieranie, dzięki czemu idealnie nadają się do produkcji ostrzy noży, maszynek do mielenia mięsa i innych elementów tnących.
- Gatunek austenityczny 304 (EN 1.4301). Jest to najpopularniejszy gatunek, stanowiący podstawowy wybór w większości zastosowań. Zapewnia dobrą odporność na korozję w typowych warunkach przetwórstwa żywności, w tym w kontakcie z większością produktów mleczarskich, mięsnych i warzywnych. Gatunek jest stosowany do produkcji zbiorników, rurociągów, powierzchni roboczych i urządzeń do przetwarzania żywności.
- Gatunek austenityczny 316 (EN 1.4401/1.4404). Ten gatunek jest ulepszoną wersją stali 304, wzbogaconą o molibden. Dodatek molibdenu znacząco zwiększa odporność na korozję, zwłaszcza w środowiskach bogatych w chlorki (np. w przetwórstwie ryb) i agresywne kwasy. Stal 316 jest standardowym wyborem w browarnictwie oraz przemyśle farmaceutycznym, a także w przypadku żywności o wysokiej kwasowości.
- Gatunek ferrytyczny 430 (EN 1.4016). Stale ferrytyczne są tańszą alternatywą dla stali austenitycznych. Charakteryzują się niższą zawartością chromu i brakiem niklu, co czyni je bardziej podatnymi na korozję. W przemyśle spożywczym stosuje się je głównie do elementów, które nie mają bezpośredniego i długotrwałego kontaktu z agresywnymi substancjami, np. w obudowach maszyn, blatach kuchennych, czy sprzęcie gastronomicznym o mniejszych wymaganiach.
- Gatunek ferrytyczno-austenityczny typu duplex 2205 (EN 1.4462). Stale duplex to zaawansowana grupa stopów, które łączą w sobie strukturę austenityczną i ferrytyczną. Dzięki tej hybrydowej budowie oferują wyjątkową wytrzymałość mechaniczną i doskonałą odporność na korozję, w tym na korozję naprężeniową, szczelinową i wżerową, przewyższając gatunek austenityczny typu 1.4401. Stale duplex są stosowane w najbardziej wymagających aplikacjach, takich jak zbiorniki ciśnieniowe, wymienniki ciepła, czy rurociągi, gdzie występują ekstremalne warunki pracy oraz środowiska bogate w chlorki.
Wymagania higieniczne i standardy konstrukcyjne
Nawet najlepszy gatunek stali nierdzewnej nie zapewni higieny powierzchni, jeżeli konstrukcja elementu nie uwzględni kluczowych zasad projektowania. Poniżej kluczowe wymagania:
- gładka powierzchnia. Wykończenie powierzchni jest kluczowe, ponieważ im gładsza powierzchnia (niska wartość Ra), tym mniejsze ryzyko przylegania bakterii. Z tego powodu, powierzchnie kontaktowe urządzeń przemysłu spożywczego są polerowane, aby osiągnąć lustrzany efekt, który zapewnia maksymalną czystość i odporność korozyjną;
- konstrukcja bez szczelin. Urządzenia muszą być zaprojektowane tak, aby unikać wszelkich szczelin, ostrych kątów i trudno dostępnych miejsc, w których mogłyby gromadzić się resztki żywności. Spawy muszą być gładkie, dokładnie wyszlifowane i wypolerowane, aby nie tworzyć miejsc do rozwoju mikroorganizmów;
- prawidłowa obróbka. Elementy ze stali nierdzewnej powinny być wytwarzane w oddzielnych miejscach, aby uniknąć zanieczyszczenia cząstkami innych metali, co może prowadzić do korozji wżerowej. Podczas spawania może tworzyć się węglik chromu, co obniża odporność na korozję, dlatego zaleca się stosowanie stali niskowęglowych (np. 1.4307 i 1.4404) lub odpowiednich technik spawania.
- konserwacja. Cykliczne czyszczenie i konserwacja chemiczna są kluczowe, szczególnie w agresywnych środowiskach produkcyjnych. W kontekście konserwacji, szczególnie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, stosuje się proces derougingu. Polega on na chemicznym usunięciu rdzawego nalotu (rouging), który może pojawić się na powierzchni stali w trakcie eksplotacji, aby przywrócić jej pierwotny stan higieniczny i estetyczny. Regularne wykonywanie tych zabiegów konserwacyjnych jest gwarancją długowieczności i niezawodności urządzeń ze stali nierdzewnej, co jest kluczowe dla zachowania bezpieczeństwa i zgodności z normami w przemyśle spożywczym.
Podsumowanie
Stal nierdzewna to fundament bezpieczeństwa i efektywności w przemyśle spożywczym. Wybór gatunku powinien być podyktowany specyfiką procesów i agresywnością środowiska. Jednocześnie, odpowiednia konstrukcja, gładkie wykończenie powierzchni, regularne czyszczenie, właściwa obróbka oraz cykliczna konserwacja chemiczna są równie ważne dla zachowania najwyższych standardów higieny. Inwestycja w odpowiedni materiał to inwestycja w jakość, bezpieczeństwo i trwałość, która chroni zarówno producenta, jak i konsumenta. Więcej szczegółowych informacji na ten temat można znaleźć w broszurze „Zastosowanie Stali Odpornych Na Korozję W Przemyśle Spożywczym„. W tej publikacji omówiono wszechstronność zastosowań stali nierdzewnej w branży spożywczej i napojów. Publikacja opisuje pięć głównych grup stali nierdzewnej, ich właściwe zastosowanie, techniki obróbki oraz zasady „higienicznego” projektowania. Wskazuje również na znaczenie wykończenia powierzchni i zasad projektowania elementów. W dokumencie podkreślono, że odporność na korozję, chemiczna obojętność i nietoksyczność sprawiają, że stal nierdzewna jest idealna do kontaktu z żywnością, a gładka, niewchłaniająca powierzchnia jest łatwa w czyszczeniu i konserwacji, co jest kluczowe dla zachowania wysokich standardów higieny. Opisuje również, jak różne pierwiastki stopowe, takie jak nikiel, molibden, azot i miedź, wpływają na odporność na korozję i inne właściwości stali. Porusza także kwestie obróbki, spawania oraz przechowywania i czyszczenia stali, aby zapobiec korozji.
Literatura
[1]. Zastosowanie Stali Odpornych Na Korozję W Przemyśle Spożywczym, https://www.stalenierdzewne.pl/2015/04/25/zastosowanie-stali-odpornej-na-korozje-w-przemysle-spozywczym/
