李子青
摘要:在食品机械加工的过程中,由于其原材料、生产环境以及加工机械设计等客观因素,往往会导致食品加工机械的腐蚀,这不仅会严重影响到企业的正常生产,还会关系到食品的卫生安全。文章就在食品机械加工易出现的腐蚀种类进行客观分析,并提出一些相应的解决办法,以供交流。
关键词:腐蚀;食品机械;防腐分析
中图分类号: TS203文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)19-0026-02
1食品加工机械中常见的腐蚀形态
腐蚀形态可分为两种:局部腐蚀和全面腐蚀。而局部腐蚀还可细分为:缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、点蚀等多种形态。
我们从食品机械加工的生产实践中观察、分析得出,全面腐蚀易于发现、易于控制,而局部腐蚀不易发现,从而也不易被控制。由腐蚀引发的各种生产事故统计得出,80%以上的事故是由局部腐蚀引发的。故此,局部腐蚀的危害性要远远大于全面腐蚀。
1.1全面腐蚀
全面腐蚀指在食品加工生产过程中,由于机械加工设备中的金属材料以及某些相关的介质发生了一系列的各种化学反应,导致了设备中一些金属部件的机械性能受到不同程度的损伤、变薄,失去相应的作用。多表现在机械设备整体、均匀的腐蚀。由于加工机械受到腐蚀,这就容易使被腐蚀所产生的化学产物进入食品中去,引发食品安全隐患。
1.2缝隙腐蚀
缝隙腐蚀指发生于食品加工机械中的各类接缝处的腐蚀,如螺钉、焊接缝点、铆接点等连接中的缝隙。这就容易造成在食品加工过程中的食品残渣作为腐蚀介质进入缝隙中,从而引发腐蚀。
1.3应力腐蚀
应力腐蚀即应力腐蚀断裂,其引发的断裂多发生在双重作用下的局部腐蚀。其发生必备的条件:首先,加工机械在特定环境下发生腐蚀;其次,加工机械受到热应力或是物料应力等足够大的外力作用;再次,加工机械中的特定部件。由这三种条件共同作用的结果,才会导致应力腐蚀断裂的发生。应力腐蚀对食品加工机械破坏性、危害性最大的腐蚀。如果预防不当,极可能会严重影响企业正常的生产工作。
1.4电偶腐蚀
电偶腐蚀也就是电化学腐蚀,其产生原因是在电解物质的充分作用以及不同电势下发生的金属电解的腐蚀。此种腐蚀常发生于机械运行环境比较潮湿的情况下。
1.5点蚀
点蚀也被称为孔蚀,其显著特征就是在金属表面出现小而深的洞状腐蚀。金属的钝化能力比较强,同时介质的流速比较大、温度较高,这样的环境极易出现点蚀现象。虽然这种腐蚀对机械整体影响不大,但其蚀孔容易造成机械壁穿孔,从而引发泄漏现象,造成不必要的损失。
1.6腐蚀疲劳
腐蚀疲劳是腐蚀性介质与交变应力共同作用而对机械产生的一种腐蚀形式,往往为造成机械金属的龟裂形式的裂缝。腐蚀疲劳在食机加工机械存在、发生十分普遍。在生产活动中,交变应力的循环频率越低、应力比越大的,发生腐蚀疲劳的机率就越低,反之,则越高。
2食品加工机械的有效防腐措施
2.1食品加工机械制造选材的防腐措施
在食品加工机械的制造过程中,一定要对材料进行科学、合理的甄选。在选材上一定要符合食品加工机械的机械性、卫生性与防腐蚀性相统一的原则。我们要从选材上做好一切防腐的基础工作。
2.1.1金属材料
首先,不锈钢材料。不锈钢具有防腐性能高、机械性能优越、易于加工塑形和连接等特点,是食品加工机械生产制造中的首选材料。但是由于不锈钢材料的成本较高,所以在食品加工机械生产制造过程中,应从科学使用及合理替代两个方面出发去考虑不锈钢材料在制造中的应用。科学使用体现在:充分保证不锈钢材料用于与食品物料接触的部位及零件上。而合理替代则体现在:与食品物料接触不上的各个部件以及承载部件上。这样可以大大地降低制造成本,同时,仍需要做好这些材料的表面防腐处理工作。其次,其他金属材料。在食品加工机械的制造过程中,还会用到含铬、镍、锌等金属材料。其中,含铬的金属材料防腐作用性能比较强。但是,某些金属化合物有致毒机理,如含锌的金属化合物。这就需要在制造过程中,不可直接用于可以接触到食品物料的部件之上。再次,金属部件表层的防腐处理。金属材料的表层防腐处理也是极其重要的关键环节。主要防腐处理方法有:电镀、塑料喷涂、氧化、珐琅等。与食品直接接触的金属部分宜采用电镀和塑料喷涂方法处理。目前比较适用的塑料喷涂的材料有:聚乙烯、聚氯乙烯、氟塑料环氧树脂等,其对食品介质的综合稳定性相对来讲比较好。
2.1.2非金属材料
在食品加工机械制造对非金属材料的选材中,一定要满足化学性质的稳定、耐腐蚀、强度高、易加工等特性,同时,还要充分考虑到非金属材料的无毒性、卫生性、化学稳定性等。切忌所选取的材料能与食品发生化学反应而污染食品,导致生产出来的食品出现质量问题。
2食品加工机械的整体结构的合理设计
对食品加工机械的整体结构的设计是否科学、合理,直接会影响到应力、缝隙、接触等腐蚀的发生率,所以在食品加工机械设计的同时,要考虑到未来生产时的防腐问题:第一,力求机械结构设计得更合理、更简单,方便维护人员进行检修及调试;第二,合理设计关键、易腐零件的位置,着重于其密封性、通风性;第三,充分利用圆滑设计,加强对凹槽、缝隙部位的防磨、防水处理;第四,在减少或是降低零件应拉力的同时,还要在管路中增大转弯半径,加厚易损部位,以防止在管路的转弯处形成磨损及空泡腐蚀;第五,为防止接触、缝隙腐蚀,还应在设备的接口处采用绝缘隔离层。
3食品加工机械的表面处理
首先,在设计及制造工艺上尽量合理采用相同性质的金属相连接,则可以充分避免化学电池的形成。另外,如果在机械制造设计或生产工艺上要求必须采用异种、不同性质的金属作为连接的时候,我们可以在用量较少的金属部件的表层进行绝缘处理,这样就完全可以最大程度地降低化学电池的形成,避免电偶腐蚀,而使连接处得到充分的保护。其次,还可以运用覆盖法,以避免大部分的电偶腐蚀。就是运用涂层保护的方法,将金属和非金属材料表面进行不同形式的涂层处理。尤其是连接的接触面比较大时的处理,防腐效果最好。
随着食品加工现代机械化应用的越来越普遍,由于机械制造的原材料、生产环境以及加工机械设计等客观因素,往往会导致食品加工机械的腐蚀,这不仅会严重影响到正常生产,还会关系到食品的卫生安全。文章就在食品机械加工中易出现腐蚀的种类进行客观分析,并从选材、设计等方面提出一些相应的解决办法,以供交流。
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(责任编辑:王书柏)