Curs IV Materiale

5/19/2018 Curs IV Materiale

1/24

MATERIALE PENTRUECHIPAMENTEDIN INDUSTRIA ALIMENTARA

Universitatea tefan cel Mare din SuceavaFacultatea de Inginerie Alimentar

Departamentul de Tehnologii Alimentare, Sigurana Produciei Alimentare i a Med

Silviu-Gabriel STROE

[email protected]

Medii alimentare i rolulelementelorde aliereasupraproprietilor fizico-chimice ale oelurilor inoxidabileutilizate n industria alimentar


2/24

Scop - de a furniza noiuni generale privind rolul elementelor deoelurileinoxidabile destinate a intrancontact cu mediile alimentare

Obiective:

1. Cunoaterea condiiilorde lucru din industriacrnii;

2. Cunoaterea rolului elementelor de aliere ale principalelormrciinoxidabile din industriacrnii.

Materiale pentru echipamente din industria alimentar

Scopul i obiectivele cursului 4


3/24


3


4/24

Medii alimentare i parametriiacestora la procesarea industrial

O identificarei studiere a mediilorcorosiventlnite n industria alimentartrebuie s fie fcut n funcie deprincipalele domenii de procesare a

produselor alimentare, fiind luate nstudiusituaiile extreme de pe fluxul defabricaie, n care parametrii de lucru seaflpe nivelul minim, respectiv maxim.



5/24


innd seama de valorile extreme ale parametrilortemperaturprocesarea industrial a alimentelor i de procesele tehnologice ccontactntrealiajele metaliceialimente, se desprindurmtoareleconc

-temperatura estecuprins ntre 2C i 100C, o valoare extreme f

sterilizarea laptelui (135C);-pH-ul esten aproape toatesituaiile acid, cu valori cuprinsentre 2,8cele mai periculoase din punct de vedere al coroziunii fiindntlnite n iaoetului;

-timpul,n funcie de tipul de aliment procesat, este cuprinsntre ctesterilizarea laptelui)i cteva zeci de minute. n procesele tehnolog

timpi de ordinul zilelor, nu estentlnitun contactntreun aliaj metaliciToate procesele tehnologice, indiferent de natura lor, imp

alimentare agitaten raport cusuprafeele metalice cu careintr n copoate considera agitarea mediului ca factor favorizant al procesului de m


6/24



7/24


Compoziiile chimice ale oelurilor inoxidabile uzuale n industria alimen


8/24


CARBON CROM

MOLIBDEN NIOBIU

http://www.ptable.com/?lang=ro#Writeup/Wikipedia
http://www.ptable.com/?lang=ro#Writeup/Wikipediahttp://www.ptable.com/?lang=ro#Writeup/Wikipediahttp://www.ptable.com/?lang=ro#Writeup/Wikipedia


9/24


MANGAN SILICIU

AZ

COBALT FOSFOR SULF


10/24


CARBONCarbonul este un elementul chimic nemetalic ce

aliajele metalice feroase. Carbonul este un foarte p

formare a austeniteiidecretereaduritii oelurilor.n oelurile i n o x i d a b i l e a u s t e n it i c e , fer i t ice i d

meninutla nivelurisczutepentrupstrarea proprietilon oelurile m a r t e n s i t i c e , carbonul se adaug ca e

cantiti variabile de la 0,15% la 1,2% pentru ambunclire irevenire.

P ri n c ip a lu l r o l a l c a rb o n u l u i n oelurile inoxidasporirii rezistenei la coroziune. n cazul n care esteelement separat(carbur de crom), acesta poate avea

asupra rezistenei la coroziune prin reducerea cromconsecin, reducerea cantitii de crom disponibilerezistenei la coroziune. Aceast influen negativ prcirea prea lent a aliajului. Consecina este o precarburii de crom,aceast precipitareavnd loc la limiteunde selocalizeaz icoroziunea (coroziuneaintergranu


11/24


Cromul este principalul element de a

inoxidabile

Principalele proprieti care evideniaz inoxidabile,i anume, rezistena l a c o r o z i u n e decrom.Rezistenaacestor aliaje metalice la efectele ccorosivi estedeterminat de abilitatea acestuia de

aderent, insolubil la produii de reacie, deci, protector cu grosimi foarte mici, de ordinul a 1,0-2,0

coroziune la nivele neglijabile. Pentru formarea

aliajele Fe-C trebuies aib unconinutde crom de Rezistena la coroziune aoelurilor inoxidabiler

spontan a unui film foarte subire protector, pelementul chimic principaln formareai stabilizareCreterea coninutului de crom, de la minim 10,5%pentru oelurile inoxidabile, la 17% sau 20% mstabilitatea filmului pasiv. Acest film foartesubire seinstantaneu n contact cu oxigenul din aer sau mediului sau prin prezena unor particule abraztotdeauna ruperea acestui strat, n cazurile cproduce, are loc o auto-refacere cu condiia prezsuprafaametalului.

CROM


12/24


NICHEL

Nichelul este al doilea element de aliere din coce dproprietatea de inoxidabilitate

n oelurile inoxidabile, nichelul nu are nici un efectpasiv protector, darexercit un efect benefic n specisulfuric.

Datorit nichelului,oelurile inoxidabile austenitice,

Fe-Cr-Ni(Mo),prezint caliti deosebite de ductilitateproprieti pstrndu-sepnla temperaturi criogenice.Nichelul crete rezistena la coroziune n cazul a

nicheln comparaie cu cele pebaz de fier atuncicnabsent sau distrus la nivel local.

Cai cromul, nichelul are capacitatea de refacere aprezena de cloruri. Prin urmare, aceste dou elemefolosite n multe din oelurile inoxidabile destinate a produsele alimentare. Cu toate acestea,cantiti mici dedin echipamentele de prelucrare a materiilor prime alim

alimente,existndnevoia de informaredac aceast migefecte nocive asuprasntii umane.

Testele au artat c migraia nichelului din odescrete cu timpulctre valori minime (de obicei subtoate clasele deoeluri.


13/24


MOLIBDENMolibdenul este folosit ca element de a

inoxidabilentr-un procent depn la 8%, ntre2-4%.

Chiari astfel de procente mici de moimportante n mbuntirea rezistenei cloruri,att naliajeleFe-Crct i n celeFe

Molibdenul are capacitatea de a red

efectului oxidant al mediilor precumi asistratului pasiv.

Cai cromuli nichelul, molibdenul arerefacere a filmului protector n prezena urmare, folosirea molibdenului ca element d

din oelurile inoxidabile este recomandatintr ncontact cu produsele alimentare.


14/24


NIOBIU n oelurile micro-aliate, mecanismelor de formare a aliajelor e

precipitrifine de carburi (NbC).

Este bine cunoscut faptulc n oeluadugarea de niobiu p rev in e r is ci n t e r g r a n u l a r e n zonele afectate terpreveni acest lucru se adaug n acantiti suficiente, n funcie de cocarboniazot (laoelurileinoxidabile fer

Concentraia teoretic de niobiunestabilizarea complet a oelurilor se bcalcul stoichiometric conformrelaiei:


15/24


n oelurile inoxidabile feritice,adugeste una din cele mai frecvente m

creterea rezisteneilaoboseal termic

NIOBIU

- Continuare -


16/24


TITAN

Titanul este un element chimic foarte reac

precipitate stabilen faz lichid n prezenaazotuTitanul este folosit, cel mai adesea, p

oelurilor, concentraia sa fiinddeterminat stoichio

Cu toate acestea, n unele situaiiconcentraiimai mari de titan pentru stabilizarea codeoarece titanul reacioneaz cu sulfurileformntitan, Ti2S. n practic, nivelul general acceptstabilizriitotale aoelurilorinoxidabile esteobinu

Titanul mbuntete, de asemenea, rezistprin ciupituri, deoarece formarea Ti2Sstabil s-a dorol, spre deosebire de sulfurile de mangan care au

coroziune.n oelurile slab aliate, t i t a n u l a r e tenc u c a rb o n u l , a zo t u l i o x i g e n u l , atuncicnd st i t a n u l crete d u r a b i l i t a t ea .


17/24


TITAN

+

NIOBIU

Titanul iniobiul ca elemente stabilizatoarElementele de stabilizare suntadugate n

sau Fe-Cr-Ni-(Mo) pentru a preveni s e n s i b i li z

intragranular.

Rolul acestor elemente de stabilizare este d

preferin cu carbonul n aliajele Fe-Cr-Ni-(Mo)azotulnaliajele Fe-Cr-(Mo).

Stabil izareadual a t i t an u l u i i n i o b i u l u i oproprieti mecanice privind sudabilitatea, acesputea fi legat de o dimensiune mai bun agrumodificare a naturiiimorfologiei de precipitare.

Concentraia optim pentruobinerea uneistdatdeecuaia:

Avantajele acestei duble stabilizri poate precipitatul de Tii N, formatn faz lichid, favuneigranulaiimai fine custructur echiaxial.


18/24


MANGAN Proprietile manganul fac ca acesta aliajele inoxidabile ca dezoxidant. Atuncicnoelul topit, manganul reacioneaz cu ooxidul de mangan (MnO). Manganul s

asemenea, cu sulful,formndsulfura de manPe lng combinarea cu oxigenul i

influeneaz i comportarea oelului, prezcrescnddurabilitatea.

Oconcentraie a manganului de 12-15% devin austenit ic prinrcirela temperatura

Manganul este adesea ntlnit ca elemtoate tipurile deoeluri (oeluri carbon sau inasigurarea dezoxidrii i pentru a preveincluziuni desulfur de fier, care pot detercoroziune.


19/24


SILICIU

n concentraii mici, siliciul confer o d uoelurilor.

n mod curent sunt adugate concentraii cupru oelurilor cu molibden pentru creterecoroziunenacid sulfuric.

Siliciul este uzualadugat pentru capacitatrezistenla oxidareiroluluisustabilizator al

n oelurile inoxidabile austenitice, unconin

nucrete n mod obligatoriurezistena la corozca r b u r a r e a la temperaturi ridicate.


20/24


AZOT n oelurile inoxidabile austenitice i ceazotulcrete rezistenala coroziunelocalpsauintergranular. Acest lucru sedatoreaz

Cr2Nnlocul Cr23C6.Concentraii sczute, de aproximativ oelurile inoxidabile austenitice, sunt intscopul reducerii la minim a riscului senstimpul tratamentului termic sausudriilor.


21/24


COBALT

A l i a j e le c o b a l t -c r o m sunt utilizaten aplicaii unmecanice mari,ct ica biomateriale.

Aliajele Co-Crsunt utilizaten medii cu temperarezistente la fluaji oboseal. Din aceste consideren

n aplicaiile unde sunt necesare proprieti bune oboseal.

A l i a j e le C o - C r- M o sunt considerate materialeimplanturi, pentru rezistena lor foarte bun, acecaracteristicile lor mecanice curezistenala coroziun

Osurs de cobaltn produsele alimentare este contactul produselor alimentare cu elemente dinstiunde sunt regsite cantiti mici de oxid de neutralizarea nuanei glbui care rezult din preacestea, sau pentrumbuntirea aderenei emailudeoel.

Rezistena medie la coroziune este


22/24


FOSFOR

Fosforul este, de obicei adugat mprepentru a mbuntiprelucrabilitatean oeluri

Fosforul, n cantiti mici, crete rezisten

mecanicei rezistenla coroziune.

Cercetri experimentale arat c fosfor

oeluriinoxidabile austeniticecretedurabilita

Adaosurile de fosfor sunt practicate pentendinade fisuraren timpulsudrii.


23/24


SULF

Atunci cnd este adugat n cantit

mbunteteprelucrabilitatea.


24/24


CUPRU

Cuprul este prezent, n mod nor

inoxidabile ca un element rezidual.

Cu toate acestea, se adaug n compozi

pentru a cretecaracteristicile derezistenl

Documents

Curs IV Materiale