Prečo obyčajná uhlíková oceľ nemôže nahradiť nehrdzavejúcu oceľ 316 pre fermentačné vykurovacie slučky?

Aký je dôvod, že nehrdzavejúca oceľ 316 nemôže byť nahradená konvenčnou uhlíkovou oceľou vo fermentačných vykurovacích slučkách? Pre fermentačné vykurovacie systémy sú potrebné opakované kyslé-zásadité CIP čistiace cykly, ako aj-dlhodobá adaptácia na kyslé, slabo alkalické a mikro-korozívne kultivačné médiá. Početné výrobné tímy sa snažia znížiť obstarávacie náklady nahradením nehrdzavejúcej ocele 316 lacnými-bežnými vykurovacími rúrami z uhlíkovej ocele. Toto nahradenie však povedie k častým poruchám zariadenia, kontaminácii média a silnej korózii. Zásadné rozdiely v štruktúre materiálu, odolnosti voči korózii a prispôsobivosti pracovných podmienok fermentácie medzi bežnou uhlíkovou oceľou a nehrdzavejúcou oceľou 316 spôsobujú, že uhlíková oceľ je úplne nevhodná pre scenáre aplikácie fermentačnej vykurovacej slučky.|Výkonnostný rozmer|Obyčajná uhlíková oceľ|316L nehrdzavejúca oceľ|Prispôsobivosť aplikácie fermentácie|| ----|----|----|----|| Obsah zliatiny chrómu|Menej ako 0,3 %|16 % – 18 %|Uhlíkovej oceli chýba pasívna antikorózna ochrana|| Prahová hodnota odolnosti voči chloridom|Menej ako 10 ppm|Stabilná prevádzka do 50 ppm|Uhlíková oceľ náchylná na rýchlu bodovú koróziu|| CIP Acid-Base Cycle Resistance|Silná hrdza a odlupovanie po 3–5 cykloch|Stabilný po stovkách čistiacich cyklov|316L sa prispôsobí častému fermentačnému čisteniu|| Riziko zrážania kovov|Hmotnostné vyzrážanie iónov železa|Vysledovať kvalifikované zrážky|Uhlíková oceľ spôsobuje stredné znečistenie|| Životnosť pri fermentácii|1–3 mesiace|2–3 roky prerušovaná výroba|Obrovský rozdiel v dlhodobej stabilite|| Dodržiavanie GMP|Úplne bez výhrad|Vyhovuje základnej potravinárskej kvalite|Uhlíková oceľ nemôže prejsť auditom závodu|Hlavným dôvodom, prečo obyčajná uhlíková oceľ nemôže nahradiť nehrdzavejúcu oceľ 316, je nedostatok samoopravného pasívneho filmu bohatého na chróm na jej povrchu. Uhlíková oceľ bude rýchlo oxidovať a hrdzavieť vo fermentačných prostrediach, ktoré obsahujú stopy chloridov a organických kyselín. Médium nemôže byť izolované vrstvou hrdze a stena rúrky bude v krátkom čase preniknutá kontinuálnou elektrochemickou koróziou, čo vedie k úniku vykurovacej slučky a média nádrže. Naopak, nehrdzavejúca oceľ 316L je schopná odolávať konvenčným korozívnym faktorom pri výrobe potravín a fermentácii vytvorením hustého ochranného filmu, ktorý sa spolieha na zložky s vysokým obsahom chrómu a zliatiny molybdénu. Počas prevádzky budú vykurovacie rúrky z uhlíkovej ocele nepretržite uvoľňovať ióny železa a hrdzavé nečistoty, ktoré budú znečisťovať fermentačné kmene a hotové produkty, spúšťať mikrobiálnu kontamináciu a stratu šrotu a vážne porušovať výrobné špecifikácie GMP. Ide o bezpečnosť výroby a kvalitu výrobkov. Ultra krátka životnosť bežnej uhlíkovej ocele však vedie k častej výmene uzáveru, opakovanej údržbe a neustálemu riziku kvality produktu, čo vedie k výrazne vyšším komplexným prevádzkovým nákladom ako pri nehrdzavejúcej oceli 316L, a to aj napriek jej extrémne nízkym obstarávacím nákladom. Únavová korózia zvarov z uhlíkovej ocele sa navyše urýchli častým kolísaním teploty CIP a striedavým čistením na báze kyseliny vo fermentačných dielňach, čo bude mať za následok vznik skrytých defektov trhlín, ktoré je náročné odhaliť. 316Nehrdzavejúca oceľ L si dokáže udržať stabilnú štrukturálnu výkonnosť v dlhodobých striedavých pracovných podmienkach po tom, čo prešla integrálnou pasiváciou a zváraním argónovým štítom. Záverom možno konštatovať, že konvenčná uhlíková oceľ je vhodná výhradne pre scenáre nekorozívneho ohrevu v čistenej vode a nie je vhodná na použitie v žiadnej štandardnej fermentačnej vykurovacej slučke.