孫繼豐,楊 淼
(沈陽歐施盾新材料科技有限公司,沈陽 110136)
全面腐蝕是指在食品機械使用過程中全面、整體的腐蝕。造成這種現(xiàn)象的原因是食品機械金屬材料與一些介質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),致使機械性能受損。機械全面腐蝕會產(chǎn)生一些化學(xué)物質(zhì),這些有害物質(zhì)不可避免地進入到食品加工過程中,這會導(dǎo)致食品安全隱患。需要指出的是,全面腐蝕的概率微乎其微,企業(yè)應(yīng)有效避免這類現(xiàn)象的發(fā)生。
電偶腐蝕的本質(zhì)也就是電化學(xué)腐蝕。電偶腐蝕的原理是在電解物質(zhì)的催化下,不同電勢的金屬發(fā)生腐蝕。電勢較低的腐蝕較快,電勢較高的腐蝕較慢。電偶腐蝕在食品機械腐蝕中比較多見,這是因為食品加工環(huán)境所導(dǎo)致的,假若食品加工機械處于潮濕狀態(tài)中就容易產(chǎn)生電偶腐蝕。電偶腐蝕的動力就是電勢,不僅如此,金屬部件的陰陽極面積也是其中一項重要因素,小陽極或大陰極都有可能導(dǎo)致電偶腐蝕。如果電偶腐蝕得不到及時處理,時間久了,機械金屬層會越來越薄,會對食品加工機械造成一定的影響。
縫隙腐蝕是指食品機械各種縫隙中的腐蝕。食品加工過程中,食物殘渣難免會殘存在食品機械縫隙中,這些介質(zhì)如果沒有得到及時處理,就會引發(fā)金屬縫隙腐蝕??p隙腐蝕如果不及時處理,不僅會對食品安全產(chǎn)生影響,也會影響食品機械的運轉(zhuǎn)。
點蝕又稱小孔腐蝕,是指食品機械表面并沒有出現(xiàn)大面積的腐蝕,但會出現(xiàn)較為明顯的小且深的小孔洞的腐蝕。從金屬的腐蝕原理來看,金屬的鈍化能力強,介質(zhì)溫度過高,都容易出現(xiàn)點蝕。除此之外,金屬縫隙內(nèi)部、覆蓋雜質(zhì)的表面以及加工材料的焊渣都會導(dǎo)致點蝕。點蝕的面積雖然較小,對整個食品機械的運轉(zhuǎn)暫時沒有什么影響,但是,如果放任這些小面積的腐蝕,點蝕會順著孔洞向下漫延,最終穿過機械引發(fā)泄露。
應(yīng)力腐蝕也稱應(yīng)力腐蝕斷裂。引發(fā)應(yīng)力腐蝕有以下幾個必要條件:第一,機械在特定環(huán)境才會引發(fā)腐蝕;第二,加工機械受到熱應(yīng)力或物料應(yīng)力等較大的外力作用;第三,加工機械中的特定部件。這三個條件缺一不可,只有當它們共同作用在機械上,才會引發(fā)應(yīng)力腐蝕斷裂。應(yīng)力腐蝕斷裂是食品機械腐蝕中破壞性最強、危害性最大的一種腐蝕,一旦引發(fā)應(yīng)力腐蝕,會對整個企業(yè)的正常運行帶來惡劣的影響。
腐蝕疲勞的作用原理是在交變應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)的雙重作用下出現(xiàn)的一種機械腐蝕形式,這種腐蝕形態(tài)是機械腐蝕中常見的形態(tài)。影響它形成的因素為交變應(yīng)力的循環(huán)頻率低,在彎曲交變應(yīng)力時更容易引發(fā)腐蝕疲勞。腐蝕疲勞一旦出現(xiàn),人們會在機械金屬表面發(fā)現(xiàn)一些龜裂現(xiàn)象。機械交變能力越大,腐蝕疲勞的現(xiàn)象就越嚴重。
用于食品加工的機械在材料選擇方面的要求是極為嚴格的,選材必須遵循科學(xué)、合理的、符合國家相關(guān)法律法規(guī)的原則精挑細選,同時也要考慮機械的性能以及是否衛(wèi)生、防腐蝕,務(wù)必做好選材工作,以減少機械腐蝕的發(fā)生。
2.1.1 金屬材料
在選取材料時,既要考慮材料的安全性能,也要兼顧企業(yè)的生產(chǎn)成本。不銹鋼材料具有很多的優(yōu)良性能,表面的薄且密的富鉻氧化膜使不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能,即使埋在地下也同樣具有優(yōu)良的耐腐蝕性。不銹鋼適應(yīng)溫度的能力極強,無論是高溫還是低溫,都不會釋放出有害的物質(zhì)。不銹鋼材料安全無毒,極耐腐蝕,是食品加工機械的最佳選擇。但不銹鋼材料造價較高,在食品加工機械上,企業(yè)可以把不銹鋼材料安裝在直接接觸食品的部位上,保障食品生產(chǎn)的安全。在考慮企業(yè)造價成本這一問題時,可以用其它材料安裝在食品接觸不到的零部件上。當然,對這些部位也一定要做好食品安全工作,對材料的防腐處理要牢記于心,這不僅可確保食品的安全,也能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。
在食品機械加工過程中,還會應(yīng)用到其他金屬材料,每種金屬材料各有自己的性能,選材時一定要把這些因素都考慮在內(nèi)。比如,含鋅的金屬化合物有致毒機理,使用時不可將這類物質(zhì)直接接觸在食品上。
對金屬部件的防腐蝕處理也不容忽視,防腐處理方法包含電鍍、塑料噴涂、氧化、琺瑯等。
2.1.2 非金屬材料
非金屬材料的選擇原則與金屬材料相同,既要考慮材料的安全性能,還有考慮其耐腐蝕性,生產(chǎn)中做到無論高溫還是低溫,都不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)。選取材料時還要考慮到這種材料會不會與企業(yè)所生產(chǎn)的食物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而引發(fā)食品安全問題。
無論選取的材料有多么耐高溫、耐腐蝕,多么衛(wèi)生、安全性能多高,倘若沒有人工維護,不及時對食品加工機械表面進行定期防腐處理,機械都會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,因此食品機械表面的日常維護至關(guān)重要。
食品加工機械是直接接觸食物的,因此要根據(jù)接觸部位的不同選擇不同的處理方式。塑料噴漆是一種有效的防腐措施。在機械防腐層和食品表面之間進行塑料噴漆可以形成一道保護膜,保護食品機械免于腐蝕。但是在操作過程中,一定要注意避免涂抹與金屬表面有相同化學(xué)材質(zhì)的物質(zhì),以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生有毒物質(zhì)。同時,在機械連接的地方可以采用電鍍處理或者圖層處理,食品接觸不到的機械部位可以采用絕緣辦法。
機械結(jié)構(gòu)設(shè)計也是食品加工機械設(shè)計中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)??茖W(xué)合理地設(shè)計可以有效減少腐蝕的發(fā)生。在設(shè)計過程中,盡可能避免機械過于復(fù)雜,有助于對機械的維護修理。同時,在細節(jié)上應(yīng)考慮周全,在機械的彎曲處對材料的選取更應(yīng)慎重,應(yīng)加大彎曲處材料的厚度,避免過度磨損造成機械損壞,這也能有效避免介質(zhì)在高速流動中引發(fā)的腐蝕。容易發(fā)生縫隙腐蝕的地方盡量做到嚴絲合縫。應(yīng)充分選取密封性極高的材料,并注重日常維護保養(yǎng)。機械設(shè)計的整體性更是不容忽視,應(yīng)避免出現(xiàn)由于應(yīng)力過大導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象,還要盡量避免應(yīng)力過于集中而導(dǎo)致機械的某些部位出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
全社會對食品安全問題的關(guān)注度極高,食品生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)都不應(yīng)有一絲一毫的疏忽。在使用食品加工機械過程中,難免會出現(xiàn)各種腐蝕問題。企業(yè)管理者要提高自身的道德素養(yǎng),時刻牢記食品安全是第一位的,從食品加工機械的材料選取到日常使用中的維護、機械表面的處理以及機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計都應(yīng)嚴格把關(guān),確保食品安全。