Tại sao thép carbon thông thường không thể thay thế thép không gỉ 316 cho vòng gia nhiệt lên men?

Lý do mà thép không gỉ 316 không thể thay thế cho thép carbon thông thường trong các vòng gia nhiệt lên men là gì? Các chu trình làm sạch xen kẽ axit-axit CIP lặp đi lặp lại, cũng như khả năng thích ứng- lâu dài với môi trường nuôi cấy có tính axit, kiềm yếu và vi-ăn mòn vi mô là cần thiết cho hệ thống gia nhiệt lên men. Nhiều nhóm sản xuất cố gắng giảm chi phí mua sắm bằng cách thay thế thép không gỉ 316 bằng các ống gia nhiệt bằng thép cacbon thông thường có chi phí thấp. Tuy nhiên, sự thay thế này sẽ dẫn đến hư hỏng thiết bị thường xuyên, ô nhiễm môi trường và ăn mòn nghiêm trọng. Sự khác biệt cơ bản về cấu trúc vật liệu, khả năng chống ăn mòn và khả năng thích ứng với điều kiện làm việc lên men giữa thép cacbon thông thường và thép không gỉ 316 khiến thép cacbon hoàn toàn không phù hợp cho các kịch bản ứng dụng vòng gia nhiệt lên men.|Thứ nguyên hiệu suất|Thép Carbon thông thường|Thép không gỉ 316L|Khả năng thích ứng ứng dụng lên men|| ----|----|----|----|| Nội dung hợp kim crom|Dưới 0,3%|16%–18%|Thép carbon thiếu khả năng chống ăn mòn thụ động|| Ngưỡng kháng clorua|Dưới 10 trang/phút|Trong vòng 50 ppm hoạt động ổn định|Thép cacbon dễ bị ăn mòn rỗ nhanh|| Kháng chu kỳ axit-bazơ CIP|Rỉ sét và bong tróc nghiêm trọng sau 3–5 chu kỳ|Ổn định sau hàng trăm chu kỳ làm sạch|316L thích ứng với việc làm sạch quá trình lên men thường xuyên|| Nguy cơ kết tủa kim loại|Kết tủa ion sắt khối lượng|Theo dõi lượng mưa đủ điều kiện|Thép carbon gây ô nhiễm trung bình|| Cuộc sống phục vụ trong quá trình lên men|1–3 tháng|Sản xuất gián đoạn 2–3 năm|Khoảng cách lớn về sự ổn định lâu dài|| Tuân thủ GMP|Hoàn toàn không đủ tiêu chuẩn|Tuân thủ cấp thực phẩm cơ bản|Thép carbon không thể vượt qua kiểm toán nhà máy|Lý do cốt lõi tại sao thép carbon thông thường không thể thay thế thép không gỉ 316 là do thiếu lớp màng thụ động giàu crom tự sửa chữa trên bề mặt của nó. Thép carbon sẽ bị oxy hóa và rỉ sét nhanh chóng trong môi trường lên men có chứa vết clorua và axit hữu cơ. Môi trường không thể bị cô lập bởi lớp rỉ sét và thành ống sẽ bị ăn mòn điện hóa liên tục trong một thời gian ngắn xuyên qua, dẫn đến rò rỉ vòng gia nhiệt và môi trường bể. Ngược lại, thép không gỉ 316L có khả năng chịu được các yếu tố ăn mòn thông thường trong sản xuất thực phẩm và lên men bằng cách hình thành một lớp màng bảo vệ dày đặc phụ thuộc vào các thành phần hợp kim crôm và molypden cao. Trong quá trình vận hành, các ống gia nhiệt bằng thép cacbon sẽ liên tục thải ra các ion sắt và tạp chất rỉ sét, gây ô nhiễm các chủng lên men và thành phẩm, gây ô nhiễm vi khuẩn và thất thoát phế liệu theo lô, đồng thời vi phạm nghiêm trọng các thông số kỹ thuật sản xuất của GMP. Điều này liên quan đến an toàn sản xuất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, tuổi thọ sử dụng cực ngắn của thép cacbon thông thường dẫn đến việc thay thế đóng cửa thường xuyên, bảo trì nhiều lần và rủi ro về chất lượng sản phẩm liên tục, dẫn đến chi phí vận hành toàn diện cao hơn đáng kể so với thép không gỉ 316L, mặc dù chi phí mua sắm cực kỳ thấp. Hơn nữa, quá trình ăn mòn mỏi của các đường hàn bằng thép cacbon sẽ được tăng tốc do sự dao động nhiệt độ CIP thường xuyên và việc làm sạch axit-bazơ xen kẽ trong xưởng lên men, dẫn đến hình thành các khuyết tật vết nứt ẩn khó phát hiện. Tóm lại, thép carbon thông thường chỉ thích hợp cho các tình huống gia nhiệt không ăn mòn trong nước tinh khiết và không thích hợp để sử dụng trong bất kỳ vòng gia nhiệt lên men tiêu chuẩn nào.