Le choix du matériau inox pour brasserie
L'acier inoxydable est largement utilisé dans l'industrie alimentaire et des boissons en raison de sa résistance aux températures élevées, de sa résistance à la corrosion et de ses propriétés hygiéniques. Contrairement à d’autres domaines tels que la production pétrolière et gazière, les cuves et les conduites de brassage de bière sont régulièrement nettoyées par CIP (site cleaning). Afin d’obtenir les meilleurs résultats de nettoyage, un bon traitement de surface des conteneurs et des tuyaux est essentiel. Depuis les années 1960, les procédés industriels de brassage de la bière utilisés pour fabriquer des contenants et des cuves utilisent souvent de l'acier inoxydable AISI 304, ou AISI 316, et acier inoxydable duplex 2205. La résistance à la corrosion de 2205 l'acier inoxydable est comparable à celui de AISI 304 tandis que la résistance est plus élevée et qu'il n'est pas facile de produire des fissures de chlorure lorsque la température est supérieure à 60 ℃. Le malt, le moût et la bière écrasés ne corrodent pas l'acier inoxydable, même au point d'ébullition. Cependant, l'acier inoxydable travaillé à froid est sujet à la fissuration des chlorures lorsqu'il est utilisé à une température supérieure à 60 ℃. En général, la solution de brassage ne corrode pas non plus l'acier inoxydable AISI 304. Uniquement pour le brassage de la bière à l'eau douce, l'acier inoxydable AISI 316 peut être choisi en raison de sa teneur élevée en chlorure.
Des fissures de chlorure peuvent se produire dans les tubes et récipients à paroi mince en raison de leur sensibilité aux contraintes de traction. Si la cuve fuit, cela est souvent dû à une qualité de soudage inférieure aux normes ou à une charge de fatigue élevée. Le CIP (nettoyage sur site) ne corrode pas l'acier inoxydable, mais dans des conditions extrêmes, il peut provoquer des fissures de chlorure sur l'acier inoxydable avec un degré élevé de formage à froid. Les mécanismes de rupture par corrosion par fatigue et par fissuration par corrosion sous contrainte sont similaires. Un exemple de corrosion par fatigue dans une cuve de saccharification est l'ouverture d'un silo à grains. Après brassage et chauffage, les grains sont séparés du moût et évacués par l'ouverture de la grange à grains. L'impact et la charge élevée du grain déchargé produisent des fissures de corrosion par fatigue le long du bord de soudure dans la zone directement opposée à l'entrée de l'entrepôt. Les fuites à certains endroits sont dues à une mauvaise qualité. Le récipient à moût peut se fissurer de l'extérieur vers l'intérieur en raison de la fissuration du chlorure et de la fatigue thermique. S'il existe une contrainte interne de soudage élevée lors du soudage de tuyaux en spirale chauffés à la vapeur, des fissures peuvent se produire sur toute la paroi de la cuve en acier inoxydable.
Sensibilité de l'acier inoxydable
AISI 304 ou Acier inoxydable 316 a une teneur en carbone < 0,081 TP3T et peut être sensibilisé s'il est exposé à 500 ~ 800 ℃ pendant une période de temps donnée, ce qui peut survenir pendant le soudage. Par conséquent, le soudage provoque une sensibilisation de la « zone affectée thermiquement » le long de la soudure.
La sensibilisation conduira à la formation de carbure de chrome aux joints de grains, ce qui entraînera un chrome médiocre aux joints de grains, facile à provoquer une corrosion intergranulaire de l'acier inoxydable dans le cas d'une paroi de tube épaisse (BBB 0,2 ~ 3 mm). Afin d'éviter cette situation, choisissez souvent des « aciers soudables » : comme l'acier de qualité L, comme 304L, 316L, dont la teneur en carbone est inférieure à 0,03% ; Acier stabilisé au titane : 321 316 Ti.
Traitement de surface
Pour la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, la qualité de la soudure et la zone affectée thermiquement, la rugosité de la surface et l'état de la couche d'oxyde protectrice sont importants. L’état de surface de l’acier inoxydable est particulièrement important pour l’industrie agroalimentaire et l’industrie pharmaceutique. Les problèmes de corrosion dans les brasseries sont souvent causés par des conditions de surface inégales. Lors de la fabrication (soudage, traitement thermique, meulage, etc.), la couche d'oxyde de chrome passivée est endommagée, réduisant ainsi la résistance à la corrosion. Un gaz protecteur insuffisant utilisé dans le soudage de l’acier inoxydable entraînera la formation d’une couleur de trempe à chaud. Ces couleurs poreuses de trempe thermique sont composées de divers oxydes qui ont tendance à absorber des ions tels que les ions chlorure, réduisant ainsi la résistance à la corrosion et ne protégeant pas le métal de base.
Si les phénomènes thermiques ou autres types de contaminants sont inacceptables, une sorte de finition métallique doit être utilisée pour y remédier. Le décapage ou la passivation peuvent éliminer l'ancienne couche d'oxyde, réchauffer la couleur et d'autres contaminants, permettant ainsi au film d'oxyde de chrome passivé de récupérer complètement. Le processus de décapage le plus courant consiste à immerger les tubes en acier inoxydable dans une solution acide mixte d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique, ce qui peut également être réalisé par un système de pulvérisation ou de rinçage des canalisations. Bien que la surface de l'acier inoxydable soit active après décapage, un film de passivation peut se former dans les 24 heures en raison de la réaction du chrome avec l'oxygène de l'air, mais dans certains cas, la passivation est chimiquement facilitée par l'utilisation d'acide nitrique.
Soudage
Les soudures et les zones affectées par la chaleur sont souvent à l'origine de corrosion. Pour les brasseries et autres industries alimentaires, les défauts des soudures, tels que le manque de pénétration, sont d'une importance capitale, provoquant des problèmes d'hygiène et de stérilisation. Les ingénieurs et les acheteurs identifient souvent des conditions de soudage inappropriées et des procédures de soudage qui ne peuvent pas être exécutées correctement. Il en résulte des soudures de mauvaise qualité et des états de surface dans la construction qui doit être réalisée.
Le réchauffage thermique est provoqué par l’absorption de la lumière dans une couche d’oxyde transparente, en raison des différentes épaisseurs de la couche d’oxyde. Étant donné que les couleurs ont des coefficients de réfraction différents, la couche d'oxyde d'apparence bleue ne peut que réfléchir la lumière bleue et absorber l'autre lumière. Les couches d'oxyde plus épaisses ont plus de trous que les couches d'oxyde minces entièrement transparentes. Par conséquent, des couches d'oxyde plus épaisses réduiront la résistance à la corrosion et la non-adhérence de l'acier inoxydable. Pour la plupart des normes, une couleur paille claire du retour de chaleur est acceptable ; Toutes les autres couleurs de chauffage telles que le rouge et le bleu sont inacceptables. L'industrie pharmaceutique n'autorise pas la trempe à chaud.
La géométrie de la soudure doit être aussi régulière que possible. Les soudures qualifiées n'endommageront pas la surface métallique du substrat. La corrosion commence souvent à l’intérieur d’un petit trou d’épingle au début/fin d’une soudure.
Théoriquement, il n’y a pas de petits trous d’épingle, de jeu ou autres bosses au début/fin. Une bonne pénétration de la soudure est très importante. La tuyauterie doit être bien symétrique et la largeur de la soudure doit être fixe.
Rugosité de surface
La rugosité de la surface affecte les propriétés hygiéniques et anticorrosion de l'acier inoxydable. La résistance à la corrosion de la surface électropolie est la meilleure, suivie par la surface polie mécaniquement. En général, l'industrie de la bière et l'industrie alimentaire n'imposent pas l'utilisation de surfaces électropolies, mais de telles surfaces permettent d'obtenir ainsi d'excellentes conditions sanitaires et un nettoyage facile. La plupart des tuyaux sont recuits brillants lors de la fabrication. Étant donné que le processus de recuit brillant améliore considérablement la qualité, le décapage à l'intérieur de ces tuyaux n'est souvent pas effectué à moins que la surface du matériau ne présente une couleur fortement due à la chaleur ou soit contaminée par du fer. Les tôles d'acier inoxydable ont souvent une surface 2B, elles ont de bonnes performances de surface. Dans les brasseries, on utilise le plus souvent des tuyaux en acier inoxydable à paroi mince et soudés directement, avec des finitions 2B et parfois une autre finition (brosse ou polissage) à l'extérieur. Les tubes extrudés en acier inoxydable ne sont pas couramment utilisés dans les brasseries ; ils sont utilisés à des fins à haute pression.
