Какие металлы используются в пищевой промышленности

В пищевой промышленности активно используются нетоксичные металлы и сплавы, которые не вступают в химическую реакцию с продуктами питания. От полимеров и других материалов металлы выгодно отличаются устойчивостью к температурным, химическим и физическим воздействиям, а также долговечностью. В статье расскажем, какие металлы и сплавы используются в пищевой промышленности. 

Роль металла в пищевой отрасли

Металл – универсальный материал, который можно использовать для создания емкостей и оборудования. Он используется практически на каждом этапе производства продуктов питания, начиная от обычных ножей и заканчивая сложным оборудованием. Для каких целей могут быть использованы металлы или сплавы: 

• Трубопроводы для транспортировки жидких продуктов, например, молока. Чаще всего используются трубы из нержавеющей стали. 
• Печи и камеры для термообработки продуктов. Для этих целей применяется жаропрочная сталь. 
• Емкости для нагрева продуктов – кастрюли, сковороды. Может использоваться пищевая нержавейка, алюминий, медь.
• Ножи, мельницы и мешалки для рубки и перемешивания ингредиентов. Как правило, применяется углеродистая сталь с высокой прочностью.
• Мойки, краны и другое оборудование, которое регулярно вступает в контакт с водой. 
• Упаковка для хранения и транспортировки – контейнеры, цистерны, консервные банки. Чаще всего они делаются из пищевого алюминия, оцинкованной стали. 
• Фольга в качестве упаковочного материала. 

Таким образом, для производства оборудования и упаковки используется большая часть сортамента металлопроката – трубы, листы, плиты, фольга, ленты и проч. 

Преимущества использования металла на пищевом производстве

Кроме металла, используют стекло, поливинилхлорид, полистирол, полиолефины, полипропилен и другие полимеры. Но у металлов и сплавов есть ряд преимуществ, которые делают его незаменимым для большинства элементов оборудования: 

• Невосприимчивость к коррозии и долговечность. 
• Прочность, неподверженность механическим воздействиям, давлению.
• Химическая инертность – пищевые металлы не вступают в реакцию с продуктами питания и жидкостями, соответственно, не меняя их свойств.
• Стерильность. Поверхности металлов поддаются стерилизации. Они препятствуют размножению грибка, плесени или бактерий.
• Широкий температурный диапазон использования. 
• Стойкость к агрессивным средам, кислотам и щелочам. 
• Экологичность – металл создается из природной руды, повторно используется, а затем перегнивает без вреда природе. 
• Безопасность для здоровья. Даже при нагреве или контакте с агрессивными средами металл остается полностью безопасным. 
• Простота ухода за металлической посудой и оборудованием. Чистящие средства отлично подходят для любого металла. 

Виды металлов, которые используются в пищевой промышленности

Рассмотрим особенности металлов, которые используются в отрасли. Чаще всего это:

• нержавеющая сталь;
• алюминий;
• медь;
• чугун;
• свинец и олово;
• цинк. 

Пищевая нержавейка

Нержавеющая сталь занимает лидирующую позицию в отрасли, благодаря своей прочности – 600 МПа. Самое главное отличие пищевой нержавейки от обычной в том, что в составе сплава нет токсичных примесей. Таким образом, даже при нагреве сталь не выделяет опасных веществ. Также пищевые марки имеют высокую устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что делает их пригодными к эксплуатации практически на любых производственных циклах.

Чтобы сталь не окислялась и не взаимодействовала с продуктами, на ее поверхности образуется прочная оксидная пленка. Она создается за счет легирования хромом. Даже при нагреве емкости или сильном охлаждении нержавейка не теряет своих свойств. 

Из пищевой нержавеющей стали производят резервуары для воды, емкости для хранения и нагрева продуктов, трубопроводы, рабочие поверхности, печи и многое другое. Используют марки: 

• AISI 304 с большим содержанием хрома и никеля.
• AISI 316 и AISI 316L с включением молибдена до 3%..
• AISI 316Ti с примесью марганца и молибдена.
• AISI 321 с увеличенным процентом марганца.

Пищевой алюминий

При прочности в 250 МПа алюминий является достаточно надежным материалом. При этом, по сравнению с нержавейкой, у него намного больше теплопроводность – 205 Вт/м·К в сравнении с 16 Вт/м·К. Сплавы алюминия восприимчивы к сильным кислотам, поэтому не используются там, где подходят кислотостойкие сплавы. Также алюминий не пригоден для сильного нагрева – его точка плавления ниже, чем у стали, и тем более ниже, чем у жаропрочной нержавейки. 

Зато алюминий отлично показал себя как материал для посуды, емкостей для хранения, тар для транспортировки и как упаковочный материал. Для производства станков и оборудования используется листовой алюминий, для трубопроводов – трубы из алюминия. Очень часто можно встретить алюминиевые детали и в быту, а не только на производстве. Так на кухне могут появиться мясорубки, соковыжималки из алюминия и, конечно, посуда. 

Но чаще всего алюминий используют для упаковки товаров. Для этого идеально подходит алюминиевая фольга – она прочная, не пропускает кислород, влагу и бактерии, сохраняет продукцию свежей. Фольгированные упаковки есть на молочной продукции, мясной, бакалее. 

Большое преимущество алюминия – это его химическая инертность. Благодаря прочной оксидной пленке, которая всегда появляется на его поверхности сразу после металлообработки, частички алюминия совсем не вступают в реакцию с продуктами и жидкостями, не меняют их вкус. 

Среди марок пищевого алюминия и алюминиевых сплавов можно выделить: А5, АК7, АК9, АК12, АД1, АД1М.

Пищевая медь

Медь, предназначенная для применения в пищевой промышленности, хорошо очищена от примесей. В ней точно нет кадмия или свинца. Из-за отсутствия разных присадок пищевая медь не имеет магнитных свойств, в то время как техническая может магнитится. 

Медь очень хорошо проводит тепло. Она равномерно нагревается и имеет высокую теплопроводность – 398 т/м·К. Именно поэтому часто можно встретить медную кухонную утварь. Несмотря на то, что она несколько дороже, чем, например, алюминиевая, ее используют повсеместно: в быту, в кафе и ресторанах, на пищевых производствах. 

При регулярном нагреве пищевая медь покрывается патиной – на поверхности посуды образуется оксидная пленка. Она не только делает кухонную утварь эстетически привлекательной, под старину, но и дополнительно защищает поверхность от физических и химических воздействий. 

Еще одно положительное свойство меди – ее антибактериальный эффект. На медной поверхности не уживаются микробы и бактерии, плесень и грибки. Ее легко дезинфицировать, она поддается чистке практически любыми моющими средствами. 

Кроме посуды, столовых приборов и прочей кухонной утвари, медные листы и плиты используются также для производства сплошных нагревательных поверхностей, например, печей, гриля. 

Пищевая марка меди – М1. В ней максимальное количество чистой меди, и минимальное – примесей. 

Пищевой чугун

Чугун имеет хорошую теплопроводность и устойчивость к высоким температурам. Он долго нагревается, а потом также долго и равномерно отдает тепло, что делает его незаменимым для изготовления емкостей для приготовления пищи. Чугун невосприимчив к кислотам, имеет хорошую прочность и долговечность. Основной минус – большой вес. 

Чугун отлично подходит для изготовления котелков, сковородок, но используется преимущественно в быту, а не в производственных целях. Для пищевого производства чугун слишком тяжел и менее стерилен, чем другие металлы, например, нержавейка. 

Свинец и олово

Свинец и олово – мягкие металлы, которые оптимально подходят для создания пломб. На пищевом производстве крайне важно поддерживать сроки годности, учитывать время вскрытия продуктов и дату упаковки. Поэтому на производственных цехах и складах используют специальное оборудование – пломбираторы. А вот сами пломбы делают, преимущественно, из свинца и олова. При этом сами металлы не вступают в непосредственный контакт с продуктами, они прикасаются только к упаковке. 

Цинк

Цинк применяется для оцинковки металлических емкостей, в частности консервных банок. Оцинковка предотвращает появление коррозии, продлевает срок хранения продуктов, а также увеличивает жесткость металла. Также оксид цинка применяется в качестве добавки к пище – но это уже территория химии, а не металлургии. 

Металл использовался и продолжает использоваться на пищевых производствах повсеместно, как самый долговечный, стерильный, гипоаллергенный и химически инертный материал.