Dlaczego zwykła stal węglowa nie może zastąpić stali nierdzewnej 316 w pętlach grzewczych fermentacji?

Jaki jest powód, dla którego stal nierdzewna 316 nie może zastąpić konwencjonalnej stali węglowej w fermentacyjnych pętlach grzewczych? W fermentacyjnych systemach grzewczych konieczne są powtarzane cykle czyszczenia CIP naprzemiennie z kwasem-zasadą, a także długoterminowa-adaptacja do kwaśnych, słabo zasadowych i mikro-korozyjnych pożywek hodowlanych. Liczne zespoły produkcyjne starają się obniżyć koszty zaopatrzenia, zastępując stal nierdzewną 316 niedrogimi-kosztowymi rurami grzejnymi ze zwykłej stali węglowej. Jednakże taka zamiana będzie skutkować częstymi awariami sprzętu, średnim zanieczyszczeniem i poważną korozją. Podstawowe różnice w strukturze materiału, odporności na korozję i możliwości dostosowania warunków pracy fermentacji pomiędzy zwykłą stalą węglową a stalą nierdzewną 316 sprawiają, że stal węglowa jest całkowicie nieodpowiednia do scenariuszy zastosowań w pętli grzewczej fermentacji.|Wymiar wydajności|Zwykła stal węglowa|Stal nierdzewna 316L|Możliwość dostosowania aplikacji do fermentacji|| ----|----|----|----|| Zawartość stopu chromu|Poniżej 0,3%|16–18%|Stal węglowa nie posiada pasywnego zabezpieczenia antykorozyjnego|| Próg odporności na chlorki|Mniej niż 10 ppm|W granicach 50 ppm stabilnej pracy|Stal węglowa podatna na szybką korozję wżerową|| Odporność na cykl kwasowo-zasadowy CIP|Silna rdza i łuszczenie się po 3–5 cyklach|Stabilny po setkach cykli czyszczenia|316L przystosowuje się do częstego czyszczenia fermentacyjnego|| Ryzyko opadów metali|Masowe wytrącanie jonów żelaza|Śledź kwalifikowane opady|Stal węglowa powoduje średnie zanieczyszczenie|| Żywotność w fermentacji|1–3 miesiące|2–3 lata produkcja przerywana|Ogromna luka w długoterminowej stabilności|| Zgodność z GMP|Całkowicie bez kwalifikacji|Podstawowe dopuszczenie do kontaktu z żywnością|Stal węglowa nie może przejść audytu fabrycznego|Głównym powodem, dla którego zwykła stal węglowa nie może zastąpić stali nierdzewnej 316, jest brak na jej powierzchni samonaprawiającej się, bogatej w chrom warstwy pasywnej. Stal węglowa szybko się utlenia i rdzewieje w środowiskach fermentacyjnych zawierających śladowe ilości chlorków i kwasów organicznych. Medium nie może zostać odizolowane przez warstwę rdzy, a ściana rury zostanie w krótkim czasie penetrowana przez ciągłą korozję elektrochemiczną, co spowoduje wyciek z pętli grzewczej i medium zbiornika. Z drugiej strony stal nierdzewna 316L jest w stanie wytrzymać konwencjonalne czynniki korozyjne występujące podczas produkcji żywności i fermentacji, tworząc gęstą warstwę ochronną, która opiera się na składnikach ze stopów o wysokiej zawartości chromu i molibdenu. Podczas pracy rury grzewcze ze stali węglowej będą w sposób ciągły uwalniać jony żelaza i zanieczyszczenia rdzą, które zanieczyszczają szczepy fermentacyjne i gotowe produkty, powodują skażenie mikrobiologiczne i straty złomu wsadowego oraz poważnie naruszają specyfikacje produkcyjne GMP. Dotyczy to bezpieczeństwa produkcji i jakości produktu. Jednak wyjątkowo krótka żywotność zwykłej stali węglowej powoduje częstą wymianę zamknięć, wielokrotną konserwację i ciągłe ryzyko związane z jakością produktu, co skutkuje znacznie wyższymi całkowitymi kosztami operacyjnymi w porównaniu ze stalą nierdzewną 316L, pomimo jej wyjątkowo niskich kosztów zakupu. Co więcej, korozja zmęczeniowa szwów spawalniczych stali węglowej zostanie przyspieszona przez częste wahania temperatury CIP i naprzemienne czyszczenie kwasowo-zasadowe w warsztatach fermentacyjnych, co powoduje powstawanie ukrytych pęknięć, które są trudne do wykrycia.. 316Stal nierdzewna L może zachować stabilne właściwości konstrukcyjne w długotrwałych zmiennych warunkach pracy po przejściu integralnej pasywacji i spawaniu w osłonie argonu. Podsumowując, konwencjonalna stal węglowa nadaje się wyłącznie do niekorozyjnych scenariuszy ogrzewania w oczyszczonej wodzie i nie nadaje się do stosowania w żadnej standardowej pętli grzewczej fermentacji.