Curs IV Materiale

  • Upload
    bmt69

  • View
    48

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

curs

Citation preview

  • 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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    3/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    3

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    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.

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    5/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    6/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    7/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    Compoziiile chimice ale oelurilor inoxidabile uzuale n industria alimen

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    8/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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
  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    9/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    MANGAN SILICIU

    AZ

    COBALT FOSFOR SULF

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    10/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    11/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    12/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    13/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    14/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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:

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    15/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

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

    creterea rezisteneilaoboseal termic

    NIOBIU

    - Continuare -

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    16/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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 .

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    17/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    18/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    19/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    20/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    21/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    22/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    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.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    23/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    SULF

    Atunci cnd este adugat n cantit

    mbunteteprelucrabilitatea.

  • 5/19/2018 Curs IV Materiale

    24/24

    Materiale pentru echipamente din industria alimentar

    CUPRU

    Cuprul este prezent, n mod nor

    inoxidabile ca un element rezidual.

    Cu toate acestea, se adaug n compozi

    pentru a cretecaracteristicile derezistenl