Zašto obični ugljični čelik ne može zamijeniti nehrđajući čelik 316 za grijaće petlje za fermentaciju?

Koji je razlog zašto se nehrđajući čelik 316 ne može zamijeniti konvencionalnim ugljičnim čelikom u petljama za grijanje fermentacije? Za sustave fermentacijskog grijanja neophodni su ponavljani ciklusi CIP čišćenja s kiseli-bazom, kao i dugoročna-prilagodba na kisele, slabo alkalne i mikro-korozivne medije kulture. Brojni proizvodni timovi nastoje smanjiti troškove nabave zamjenom nehrđajućeg čelika 316 jeftinim običnim grijaćim cijevima od ugljičnog čelika. Međutim, ova će zamjena rezultirati čestim kvarovima opreme, srednjim onečišćenjem i ozbiljnom korozijom. Temeljne razlike u strukturi materijala, otpornosti na koroziju i prilagodljivosti radnih uvjeta fermentacije između običnog ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika 316 čine ugljični čelik potpuno neprikladnim za scenarije primjene petlje grijanja fermentacije.|Dimenzija izvedbe|Obični ugljični čelik|316L nehrđajući čelik|Prilagodljivost primjene fermentacije|| ----|----|----|----|| Sadržaj legure kroma|Ispod 0,3%|16%–18%|Ugljični čelik nema pasivnu zaštitu od korozije|| Prag otpornosti na klorid|Manje od 10 ppm|Unutar 50 ppm stabilan rad|Ugljični čelik sklon brzoj rupičastoj koroziji|| CIP otpornost na kiselo-bazni ciklus|Jaka hrđa i ljuštenje nakon 3–5 ciklusa|Stabilan nakon stotina ciklusa čišćenja|316L prilagođava se čestom čišćenju fermentacije|| Rizik od taloženja metala|Masa taloženja iona željeza|Trace kvalificirane oborine|Ugljični čelik uzrokuje srednje onečišćenje|| Životni vijek u fermentaciji|1–3 mjeseca|2–3 godine povremena proizvodnja|Ogroman jaz u dugoročnoj stabilnosti|| Usklađenost s GMP|Potpuno nekvalificirani|Sukladno osnovnim prehrambenim standardima|Ugljični čelik ne može proći tvorničku reviziju|Osnovni razlog zašto obični ugljični čelik ne može zamijeniti nehrđajući čelik 316 je nedostatak samopopravljajućeg pasivnog filma bogatog kromom na njegovoj površini. Ugljični čelik brzo će oksidirati i hrđati u sredinama fermentacije koje sadrže kloride i organske kiseline u tragovima. Medij se ne može izolirati slojem hrđe, a stijenka cijevi će biti probijena kontinuiranom elektrokemijskom korozijom u kratkom razdoblju, što će rezultirati istjecanjem grijaće petlje i medija spremnika. Suprotno tome, nehrđajući čelik 316L sposoban je izdržati konvencionalne korozivne čimbenike u proizvodnji hrane i fermentaciji stvaranjem gustog zaštitnog filma koji se oslanja na komponente legure s visokim sadržajem kroma i molibdena. Tijekom rada, grijaće cijevi od ugljičnog čelika neprestano će otpuštati ione željeza i nečistoće hrđe, što će zagaditi sojeve fermentacije i gotove proizvode, izazvati mikrobnu kontaminaciju i gubitke šaržnog otpada te ozbiljno kršiti GMP proizvodne specifikacije. To se odnosi na sigurnost proizvodnje i kvalitetu proizvoda. Međutim, iznimno kratak životni vijek običnog ugljičnog čelika rezultira čestim zamjenama zatvarača, opetovanim održavanjem i kontinuiranim rizicima kvalitete proizvoda, što rezultira značajno višim operativnim troškovima od nehrđajućeg čelika 316L, unatoč iznimno niskim troškovima nabave. Nadalje, zamorna korozija zavarenih šavova ugljičnog čelika ubrzat će se čestim CIP temperaturnim fluktuacijama i naizmjeničnim kiselinsko-baznim čišćenjem u fermentacijskim radionicama, što će rezultirati stvaranjem skrivenih nedostataka pukotina koje je teško otkriti. 316L nehrđajući čelik može održati stabilnu strukturnu izvedbu u dugotrajnim izmjeničnim radnim uvjetima nakon podvrgavanja integralnoj pasivizaciji i argonu zavarivanje štita. Zaključno, konvencionalni ugljični čelik je isključivo prikladan za nekorozivne scenarije grijanja u pročišćenoj vodi i nije prikladan za upotrebu u bilo kojoj standardnoj petlji grijanja fermentacije.