Какая нержавейка — пищевая? Под пищевой нержавеющей сталью подразумевается группа марок нержавейки, которая обладает высокой гигиеничностью и антибактериальными свойствами. Проще говоря, она безопасна для продуктов питания и для человека, не содержит вредных примесей и нетоксична.
Поэтому пищевую сталь активно используют в производственных отраслях, в которых важно соблюдать строгие санитарные нормы. Например, при изготовлении вин, молочной продукции, газированных напитков и т.п. Важными сферами применения являются медицина, фармацевтическая отрасль, предприятия общественного питания и ряд других направлений.
Далее поговорим о пищевой нержавейке подробнее — о технологии ее изготовления, составе, свойствах, отличиях от других металлов и особенностях применения. А также о стандартах, которые регулируют этот тип нержавеющей стали, и вероятном будущем его использования в различных областях.
Процесс изготовления пищевой нержавеющей стали
Основным сырьем в производстве пищевой нержавейки служит чугун, а также стальной металлолом. На первом этапе из чугуна варят сталь с определенным количеством углерода в составе — для нержавеющей стали это значение не должно превышать 0,08%. Встречаются стали с пониженным содержанием углерода — не более 0,03%. Они маркируются символом «L». Например, AISI 316L.
Плавка чугуна осуществляется одним из трех основных способов:
- мартеновский;
- кислородно-конверторный;
- электросталеплавильный.
На следующем этапе сталь легируется определенными компонентами. Для получения нержавеющих свойств главным компонентом является хром — его должно быть не менее 13% в составе. Другими добавками могут быть никель, молибден, кремний.
Далее выполняется процедура раскисления сплава, она заключается в удалении лишнего кислорода. Для этого в раскаленный металл добавляются вещества (например, алюминий), которые притягивают кислород, соединяются с ним и образуют шлак. Полученный шлак удаляется из сплава.
Готовые застывшие или наполовину застывшие отливки подвергают устранению окалины и химической обработке поверхности разнообразными составами. При необходимости уже готовый нержавеющий прокат проходит металлообработку: термообработку, штамповку, резку, шлифовку или полировку.
Из готовой нержавейки изготавливают следующие виды металлопроката:
- трубы;
- сортовой прокат;
- фитинги;
- фланцы;
- листы;
- рулоны и многое другое.
Состав и свойства пищевой нержавеющей стали
Чтобы считаться пищевой, нержавейка должна соответствовать следующим требованиям:
- Быть устойчивой к частому воздействию дезинфицирующих и очищающих средств, в том числе, на кислотной и щелочной основе.
- Сохранять свою структуру при высокотемпературных воздействиях.
- Быть инертной — то есть, не выделять токсичных веществ при взаимодействии с продуктами и окружающей средой.
- Иметь гладкую структуру без дефектов, чтобы микробы и грязь не могли накапливаться в неровностях.
Для соблюдения этих условий требуется определенное содержание химических элементов в составе металла. Как мы уже говорили выше, в первую очередь это хром. Только в пищевой нержавеющей стали его должно быть не менее 16-17%. Вторым по важности компонентом является никель, его должно быть не менее 8%.
Исключением является марка AISI 430 — в ней отсутствует никель, при этом сталь является пищевой. Ее применяют в слабоагрессивных средах.
Хромоникелевые марки полностью соответствуют строгим санитарным требованиям и абсолютно безвредны для продуктов питания. Для повышения их эксплуатационных свойств могут быть добавлены следующие элементы:
- Молибден — повышает коррозионную стойкость, особенно хорошо противостоит точечной коррозии.
- Титан — делает структуру нержавейки менее зернистой, повышает ее плотность, улучшает антикоррозионные свойства.
- Кремний — повышает жаропрочность и стойкость к воздействию кислот.
- Марганец — противостоит негативному воздействию серы, увеличивает прокаливаемость и износостойкость.
- Ниобий — повышает кислотостойкость.
- Кобальт — увеличивает жаропрочность и магнитную проницаемость.
Правильное соотношение элементов и гладкая поверхность делают пищевую нержавейку гигиеничной. Она не взаимодействует с пищевыми продуктами, не вносит в них посторонние вкусы, запахи и цвета.
Сравнение пищевой нержавеющей стали с другими материалами
Наряду с нержавейкой в пищевой промышленности используются другие материалы. Например, алюминий и пластик.
При сравнении алюминия и нержавеющей стали для пищевого производства можно выделить следующие параметры:
Параметр |
Алюминий |
Сталь пищевая (нержавейка) |
Вес |
Небольшой, поэтому алюминий используется для применений, где важно снизить весовую нагрузку |
Большой, что делает ее более пригодной для сложных условий эксплуатации, где легкость неважна |
Прочность |
Хороший уровень прочности по отношению к весу, для повышения прочности металл может быть анодирован |
Прочность по умолчанию выше, металл устойчив к ударам и сопротивляется интенсивным нагрузкам |
Коррозионная стойкость |
Средняя, есть ограничения по контакту с сильно агрессивными средами |
Высокая, особенно у марой стали 300 серии |
Электропроводность |
Высокая, можно использовать в электротехнике в качестве проводников |
Низкая |
Теплопроводность |
Хорошо проводит тепло, поэтому может использоваться в теплораспределительных задачах |
Низкая, можно использовать для теплоизоляции |
Термостойкость |
Слабая, деформация происходит при температуре от 350 до 450 °C |
Высокая стабильность при высокотемпературных нагрузках и резким перепадам температуры |
Обрабатываемость |
Легко поддается механической обработке |
Требует более качественного инструмента для обработки |
Свариваемость |
Неплохая, но требуется специальный подход |
Высокий уровень свариваемости — швы получаются крепкими и долговечным. Для сварочных работ подходят разные методы — TIG, MMA, MIG |
Гигиенические свойства |
В целом безопасен, но может вступать в реакцию с кислыми и солеными продуктами, меняет вкус помидоров, цитрусовых, уксуса и т.д. |
Абсолютно безопасен для продуктов питания, полностью инертен ко всем веществам и окружающей среде |
Стоимость |
Экономичен |
Цена пищевой нержавейки выше, но разница окупается в долгосрочной перспективе, т.к. сталь служит в разы дольше алюминия |
Теперь давайте сравним нержавейку и пластик. Оба материала используют для изготовления посуды и различных емкостей для хранения. Но в этих применениях у пищевой нержавейки AISI есть ряд преимуществ перед пластиком:
- Срок службы. У стали он значительно выше, чем у пластика. При этом металл не теряет свой первоначальный внешний вид, а пластик темнеет, желтеет, покрывается царапинами.
- Термостойкость. В посуде из нержавеющей стали можно готовить как на плите, так и на открытом огне. В пластиковой же посуде доступно лишь приготовление пищи в микроволновой печи.
- Устойчивость к деформации. Пластик может потерять форму или лопнуть от ударов и изменений температуры, нержавейка намного устойчивее к таким воздействиям.
- Поддержание чистоты. Гладкую поверхность нержавеющей стали легче сохранять в стерильном состоянии — ее можно чистить с помощью кислотных и щелочных растворов. Пластик же теряет красивый внешний вид от чистки такими составами.
Безопасность и гигиеничность пищевой стали
Пищевая нержавеющая сталь AISI 304 и другие ее марки соответствуют высоким стандартам безопасности и гигиены. Это возможно за счет следующих качеств:
- Защита от коррозионных воздействий, которая важна не только для сохранения работоспособности оборудования, но и для обеспечения чистоты пищевой среды. Ржавчина приводит к разрушению металла и появлению ржавой крошки, которая загрязняет среду. Также коррозионная устойчивость позволяет использовать для чистки высококонцентрированные кислотные и щелочные растворы, которые уничтожают 100% микробов.
- Гладкая поверхность без дефектов затрудняет накопление на ней загрязнений и размножение микроорганизмов.
- Инертность. Нержавейка не вступает в химические реакции с другими материалами, поэтому рабочие среды (пищевые продукты) не меняют вкусовые свойства и цвет. Кроме того, сталь не накапливает запахи.
Благодаря перечисленным свойствам из нержавейки можно изготавливать посуду — вилки, ложки, тарелки, кастрюли и сковороды. Кроме того, она отлично подходит для производства медицинского инструмента — зажимов, ножниц, иглодержателей, скальпелей и т.д.
Как ухаживать и чистить пищевую сталь
Нержавейка не требует окрашивания или дополнительного покрытия защитными растворами. Это связано с тем, что на ее поверхности образуется оксидный слой, который и защищает сталь от окисления и коррозии.
При эксплуатации нержавеющих изделий важно этот слой сохранить. Нарушить его можно только грубой физической обработкой.
Перечислим, чем нельзя пользоваться при уходе за изделиями из пищевой нержавеющей стали:
- жесткие губки из металла с напылением;
- металлические скребки и мочалки, оставляющие царапины;
- кварцевый песок;
- чистящие пасты с добавлением абразивов;
- средства для дезинфекции с содержанием хлора.
Для поддержания чистоты бытовой и медицинской мебели, кухонного оборудования и других подобных объектов следует руководствоваться следующими правилами:
- Использовать мягкие губки.
- Не допускать механических воздействий.
- Для ежедневной мойки подойдет горячий мыльный раствор с последующей протиркой насухо.
- Допускается использование метилового или денатурированного этилового спирта для удаления пятен от масла и смазки.
- Органические загрязнения можно убирать нейтральными моющими или мыльными растворами, метиловым или денатурированным этиловым спиртом, спиртовыми чистящими средствами.
- Для удаления минеральных пятен (они образуются, когда в воде много соли и она оседает на металлической поверхности) подойдет раствор воды и уксуса в соотношении 3/1.
Для технологических трубопроводов и оборудования, кроме чистки водой под давлением, часто используется CIP-мойка. В процессе СИП-мойки используются специализированные средства — высококонцентрированные препараты на основе кислот, щелочей, активного хлора и других компонентов. С их помощью легко удаляются любые бактерии и остатки от технологического процесса — белковые отложения, дрожжи, молочный и винный камень, остатки нефтепродуктов и многое другое.
Сертификация и стандарты для пищевой нержавеющей стали
В металлургии понятие «пищевая сталь» не регламентируется. Это, можно сказать, обиходное название, которое дает понять, что данный материал подходит для применения в пищевой промышленности.
Пищевая нержавейка AISI не подлежит обязательной сертификации и оценке соответствия. Но во многих случаях сертификация проводится для того, чтобы подтвердить соответствие продукции стандартам и техническим условиям, а также выявить качественные характеристики металла.
В то же время многие виды продукции, изготавливаемые из марок пищевой нержавеющей стали, подлежат декларированию в национальной системе РФ. Например, посуда и разнообразные медицинские приспособления.
При сертификации нержавейки производитель самостоятельно выбирает стандарты и нормативы, на предмет соответствия которым будут проходить испытания. Например:
- ГОСТ 5632-2014.
- ГОСТ Р 57661-2017.
- ГОСТ 5949-2018.
В целом сертификация не обязательна, но несет для производителя или дистрибьютора ряд преимуществ:
- Подтверждает качество.
- Увеличивает лояльность покупателя.
- Улучшает репутацию.
- Дает весомое преимущество при участии в тендерах или конкурсных закупках.
Будущее пищевой стали
Пищевая нержавейка и продукция из нее будут актуальны еще много десятилетий. Сместить ее может только продукция с таким же набором параметров, но с меньшей стоимостью.
Кстати, ученые постоянно ведут работы по улучшению состава нержавеющей стали и открытию новых материалов. Например:
В штате Джорджия разработана нержавеющая сталь с противомикробным покрытием. Тонкие наноструктуры из меди, нанесенные на поверхность изделий, убивают вредные бактерии, такие как кишечная палочка и стафилококк. Если технология покажет свою эффективность, она позволит сократить использование антибиотиков при обработке нержавейки, используемой на пищевых производствах и в больницах.
Нержавейка активно используется при создании композитных материалов. Например, существует композитная антибактериальная пластина из сплава меди и нержавейки. Она сочетает в себе высокую прочность и антибактериальные свойства.
Для удешевления продукции часто используется поверхностное покрытие антибактериальной нержавеющей стали. Для этого в сплав добавляют медь, цинк и или серебро. Недостаток только один — износостойкость, ведь рано или поздно слой износится, и защитные свойства будут потеряны.
Нержавеющая пищевая сталь — это востребованный материал, аналогов которого на сегодняшний день не существует. Отличные эксплуатационные свойства дополняются экологичностью — после использования материал может быть полностью переработан для повторного применения.