Perché il normale acciaio al carbonio non può sostituire l'acciaio inossidabile 316 per i circuiti di riscaldamento della fermentazione?

Qual è il motivo per cui l'acciaio inossidabile 316 non può essere sostituito con l'acciaio al carbonio convenzionale nei circuiti di riscaldamento della fermentazione? Per i sistemi di riscaldamento della fermentazione sono necessari cicli ripetuti di pulizia alternata di acido-base CIP, nonché l'adattamento a lungo-termine ai terreni di coltura acidi, debolmente alcalini e micro-corrosivi. Numerosi team di produzione tentano di ridurre le spese di approvvigionamento sostituendo l'acciaio inossidabile 316 con tubi riscaldanti ordinari in acciaio al carbonio a basso-costo. Tuttavia, questa sostituzione comporterà frequenti guasti alle apparecchiature, contaminazione media e grave corrosione. Le differenze fondamentali nella struttura del materiale, nella resistenza alla corrosione e nell'adattabilità delle condizioni di lavoro della fermentazione tra l'acciaio al carbonio ordinario e l'acciaio inossidabile 316 rendono l'acciaio al carbonio del tutto inadatto per gli scenari applicativi del circuito di riscaldamento della fermentazione.|Dimensione prestazionale|Acciaio al carbonio ordinario|Acciaio inossidabile 316L|Adattabilità dell'applicazione della fermentazione|| ----|----|----|----|| Contenuto di leghe di cromo|Sotto lo 0,3%|16%–18%|L'acciaio al carbonio è privo di protezione anticorrosione passiva|| Soglia di resistenza al cloruro|Meno di 10 ppm|Entro 50 ppm funzionamento stabile|Acciaio al carbonio soggetto a rapida corrosione per vaiolatura|| Resistenza al ciclo acido-base CIP|Forte ruggine e scrostatura dopo 3–5 cicli|Stabile dopo centinaia di cicli di pulizia|316L si adatta a frequenti pulizie di fermentazione|| Rischio precipitazione metalli|Precipitazione di massa di ioni ferro|Traccia precipitazioni qualificate|L'acciaio al carbonio provoca una contaminazione media|| Durata utile in fermentazione|1–3 mesi|2–3 anni di produzione intermittente|Enorme divario nella stabilità a lungo termine|| Conformità GMP|Completamente non qualificato|Conforme al settore alimentare di base|L'acciaio al carbonio non può superare l'audit di fabbrica|Il motivo principale per cui l’acciaio al carbonio ordinario non può sostituire l’acciaio inossidabile 316 è la mancanza di una pellicola passiva autoriparante ricca di cromo sulla sua superficie. L'acciaio al carbonio si ossida e arrugginisce rapidamente negli ambienti di fermentazione che contengono tracce di cloruro e acido organico. Il mezzo non può essere isolato dallo strato di ruggine e la parete del tubo verrà penetrata dalla corrosione elettrochimica continua in un breve periodo, con conseguente perdita del circuito di riscaldamento e del mezzo del serbatoio. Al contrario, l'acciaio inossidabile 316L è in grado di resistere ai fattori corrosivi convenzionali nella produzione di alimenti e nella fermentazione formando una densa pellicola protettiva che fa affidamento su componenti ad alto contenuto di cromo e molibdeno. Durante il funzionamento, i tubi di riscaldamento in acciaio al carbonio rilasciano continuamente ioni di ferro e impurità di ruggine, che inquineranno i ceppi di fermentazione e i prodotti finiti, provocheranno contaminazione microbica e perdite di scarti di lotti e violeranno gravemente le specifiche di produzione GMP. Ciò riguarda la sicurezza della produzione e la qualità del prodotto. Tuttavia, la vita utile estremamente breve dell’acciaio al carbonio ordinario comporta frequenti sostituzioni delle chiusure, ripetute manutenzioni e continui rischi per la qualità del prodotto, con conseguenti costi operativi complessivi significativamente più elevati rispetto all’acciaio inossidabile 316L, nonostante i costi di approvvigionamento estremamente bassi. Inoltre, la corrosione per fatica dei cordoni di saldatura dell'acciaio al carbonio sarà accelerata dalle frequenti fluttuazioni della temperatura CIP e dalla pulizia alternata acido-base nei laboratori di fermentazione, con conseguente formazione di difetti nascosti che sono difficili da rilevare. 316L l'acciaio inossidabile può mantenere prestazioni strutturali stabili in condizioni di lavoro alternate a lungo termine dopo essere stato sottoposto a trattamento di passivazione integrale e saldatura con schermo ad argon. In conclusione, l’acciaio al carbonio convenzionale è appropriato esclusivamente per scenari di riscaldamento non corrosivi in ​​acqua purificata e non è adatto per l’uso in nessun circuito di riscaldamento di fermentazione standard.