La elección del material de acero inoxidable para cervecería.
El acero inoxidable se utiliza ampliamente en la industria de alimentos y bebidas debido a su resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y propiedades higiénicas. En comparación con otras áreas, como la producción de petróleo y gas, los recipientes y tuberías de elaboración de cerveza se limpian periódicamente mediante CIP (limpieza de sitio). Para obtener los mejores resultados de limpieza, es fundamental un buen tratamiento superficial de contenedores y tuberías. Desde la década de 1960, los procesos industriales de elaboración de cerveza utilizados para fabricar contenedores y tanques suelen utilizar acero inoxidable AISI 304, o AISI 316y acero inoxidable dúplex 2205. La resistencia a la corrosión de 2205 El acero inoxidable es comparable al de AISI 304 mientras que la resistencia es mayor y no es fácil producir craqueo del cloruro cuando la temperatura es superior a 60 ℃. El puré de malta, mosto y cerveza no corroen el acero inoxidable, ni siquiera en el punto de ebullición. Sin embargo, el acero inoxidable trabajado en frío es propenso a agrietarse por cloruros cuando se utiliza a temperaturas superiores a 60 ℃. En general, la solución de preparación tampoco corroe el acero inoxidable AISI 304. Sólo en la elaboración de cerveza con agua blanda se puede elegir el acero inoxidable AISI 316 debido al alto contenido de cloruro.
El agrietamiento del cloruro puede ocurrir en tubos y recipientes de paredes delgadas debido a su susceptibilidad a la tensión de tracción. Si el recipiente tiene fugas, a menudo se debe a una calidad de soldadura deficiente o a una carga de fatiga elevada. CIP (limpieza de campo) no corroe el acero inoxidable, pero en condiciones extremas puede provocar grietas por cloruro en el acero inoxidable con un alto grado de conformación en frío. Los mecanismos de falla por corrosión por fatiga y fisuración por corrosión bajo tensión son similares. Un ejemplo de corrosión por fatiga en un tanque de sacarificación es la apertura de un contenedor de granos. Después de triturar y calentar, los granos se separan del mosto y se descargan a través de la abertura del granero. El impacto y la alta carga del grano descargado producen grietas por fatiga y corrosión a lo largo del borde de soldadura en el área directamente opuesta a la boca del almacén. Las fugas en algunos lugares se deben a la mala calidad. El recipiente de mosto puede agrietarse desde el exterior hacia el interior debido al agrietamiento del cloruro y la fatiga por calor. Si hay una tensión interna de soldadura alta durante la soldadura de tubos en espiral calentados con vapor, pueden producirse grietas en toda la pared del recipiente de acero inoxidable.
Sensibilidad del acero inoxidable.
AISI 304 o acero inoxidable 316 tiene un contenido de carbono de <0,08% y puede sensibilizarse si se expone a 500 ~ 800 ℃ durante un período de tiempo determinado, lo que puede ocurrir durante la soldadura. Por lo tanto, la soldadura provoca una sensibilización de la “zona afectada por el calor” a lo largo de la soldadura.
La sensibilización conducirá a la formación de carburo de cromo en los límites de los granos, lo que resultará en una cantidad deficiente de cromo en los límites de los granos, lo que fácilmente causará corrosión intergranular del acero inoxidable en el caso de paredes de tubos gruesas (BBB 0,2 ~ 3 mm). Para evitar esta situación, a menudo elija "acero soldable": como acero de grado L, como 304L, 316L, cuyo contenido de carbono es inferior a 0,03%; Acero estabilizado con titanio: 321.316 Ti.
Tratamiento de superficies
Para la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, son importantes la calidad de la soldadura y la zona afectada por el calor, la rugosidad de la superficie y el estado de la capa protectora de óxido. El estado de la superficie del acero inoxidable es particularmente importante para la industria de alimentos y bebidas y la industria farmacéutica. Los problemas de corrosión en las cervecerías suelen deberse a condiciones superficiales irregulares. Durante la fabricación (soldadura, tratamiento térmico, esmerilado, etc.), la capa de óxido de cromo pasivado se daña, reduciendo así la resistencia a la corrosión. Si se utiliza una cantidad insuficiente de gas protector en la soldadura de acero inoxidable, se formará un color templado en caliente. Estos colores de templado térmico porosos están compuestos de varios óxidos que tienden a absorber iones como los iones de cloruro, lo que reduce la resistencia a la corrosión y no protege el metal base.
Si los contaminantes térmicos u otros tipos son inaceptables, se debe utilizar algún tipo de acabado metálico para abordarlos. El decapado o pasivación puede eliminar la capa de óxido vieja, calentar el color y otros contaminantes, permitiendo así que la película de óxido de cromo pasivado se recupere por completo. El proceso de decapado más común es sumergir tubos de acero inoxidable en una solución ácida mixta de ácido nítrico y ácido fluorhídrico, lo que también se puede lograr mediante un sistema de rociado o enjuague de tuberías. Aunque la superficie del acero inoxidable está activa después del decapado, se puede formar una película de pasivación en 24 horas debido a la reacción del cromo con el oxígeno del aire, pero en algunos casos, la pasivación se facilita químicamente mediante el uso de ácido nítrico.
Soldadura
Las soldaduras y las zonas afectadas por el calor suelen ser la causa de la corrosión. Para las cervecerías y otras industrias alimentarias, los defectos en las soldaduras, como la falta de penetración, son de suma importancia, provocando problemas de higiene y esterilización. Los ingenieros y compradores a menudo identifican condiciones de soldadura y procedimientos de soldadura inadecuados que no se pueden realizar correctamente. El resultado son soldaduras de mala calidad y condiciones superficiales en la construcción que debe completarse.
El recalentamiento térmico se produce cuando la luz se absorbe en una capa de óxido transparente, debido a los diferentes espesores de la capa de óxido. Debido a que los colores tienen diferentes coeficientes de refracción, la capa de óxido de aspecto azul sólo puede reflejar la luz azul y absorber otra luz. Las capas de óxido más gruesas tienen más agujeros que las capas de óxido delgadas totalmente transparentes; por lo tanto, las capas de óxido más gruesas reducirán la resistencia a la corrosión y la falta de adherencia del acero inoxidable. Para la mayoría de los estándares, es aceptable un color pajizo claro del calor; Todos los demás colores termorresistentes, como el rojo y el azul, son inaceptables. La industria farmacéutica no permite el mal genio.
La geometría de la soldadura será lo más regular posible. Las soldaduras calificadas no dañarán la superficie metálica del sustrato. La corrosión a menudo comienza dentro de un pequeño orificio al principio o al final de una soldadura.
En teoría, no hay pequeños agujeros, holguras ni otros bultos al principio o al final. Una buena penetración de la soldadura es muy importante. La tubería debe ser bien simétrica y el ancho de la soldadura será fijo.
Rugosidad de la superficie
La rugosidad de la superficie afecta las propiedades higiénicas y corrosivas del acero inoxidable. La resistencia a la corrosión de la superficie electropulida es la mejor, seguida de la superficie pulida mecánicamente. En general, la industria cervecera y la industria alimentaria no obligan al uso de superficies electropulidas, pero sí de dichas superficies, consiguiendo así excelentes condiciones sanitarias y de fácil limpieza. La mayoría de las tuberías se someten a un recocido brillante durante la fabricación. Debido a que el proceso de recocido brillante mejora en gran medida la calidad, el decapado dentro de tales tuberías a menudo no se realiza a menos que la superficie del material tenga un color de fondo de calor severo o esté contaminada con hierro. Las láminas de acero inoxidable suelen tener una superficie 2B y tienen un buen rendimiento superficial. En las cervecerías se utilizan con mayor frecuencia tubos de acero inoxidable de paredes delgadas, soldados rectos, con acabados 2B y, en ocasiones, con otro acabado (cepillo o pulido) en el exterior. Los tubos extruidos de acero inoxidable no se utilizan habitualmente en las cervecerías; se utilizan para fines de alta presión.
