在乳制品加工过程中，就地清洗(CIP)回流管道失效
乳制品特别容易变质和细菌的快速生长,使clean-in-place (CIP)系统对成本效益的卫生操作至关重要。CIP系统乳制品加工必须满足特定的温度、循环时间和化学浓度的要求，以有效地防止有害微生物的污染。然而,有效清洗所需要的化学物质也会导致腐蚀，除非系统使用了适当的设计和合金。当氯化物和其他腐蚀性存在时，CIP系统组件可能发生腐蚀。
适当的系统设计
适当的系统设计确保避免低排放区域和积水的情况。在低排放区域滞留的残余水或残余产品的存在可能导致微生物的形成，最终导致点蚀。
适合乳制品加工的合金
新的不锈钢技术提供更大的耐蚀性比现有的一些类型研究人员指出，304L和316L不锈钢更容易产生点蚀——金属表面出现的小孔最终会导致材料开裂(Street etal .， 2015，第251页)。专家建议使用超奥氏体不锈钢等合金AL-6XN®在使用氯化物的应用中(Davis 1994，第169页)。
腐蚀的情况
在一个奶酪加工厂的案例中，管理者发现了一个非常普遍的问题:奶酪CIP系统中使用的氯化物造成的腐蚀。仅使用了8个月后，他们的CIP系统就在低流量和滞流区域的回流管道出现了腐蚀迹象，这是由于系统设计问题造成的，因为这些区域的液体被困住了。操作人员在清洗循环测试后发现，管道表面有一处灰色的粘稠物，从而检测到了腐蚀。他们用保护材料清洗并涂敷管道，为了提高清洗能力，他们将CIP循环的清洗剂浓度提高到1%。
工程师们随后在流量较低的304L CIP回流管中观察针孔泄漏。他们用316L不锈钢替换了泄漏的部件，这个部件在失效前使用了三个月。
的情况汇总
- 原来的304 l设备:任职8个月
- 在304管道的低点观察到销钉孔泄漏，这是由于系统设计造成的，液体可能被截留
- 替代316 l设备:任职3个月
- 管道清洗和涂敷
- 清洗剂:0.4% -1%溶液
- 管子表面出现了灰色的黏液
发现和测试
公司联系雷电竞了CSI，对腐蚀的原因和程度进行了准确的诊断，并确认了化学成分的组成。
视觉检查
虽然目视检查可以揭示腐蚀发生的位置，但也可以直接检查腐蚀发生的位置需要附加分析来确定腐蚀的类型、程度和原因。在右侧的图像中可以看到304L返回管道以及替换它们的316L返回管道的点蚀。点蚀发生在液体为陷阱的低点d.管材外径(OD)表面有大量凹坑，有部分凹坑一直贯穿管壁。
进一步的测试要求
进行了进一步的测试CSI下属实验室利用x射线辐射确定了金属的化学成分。特性确认为304和304L从原管。
三维成像显示，表面实际上受到腐蚀和大量的氯化物和硫存在的影响。硫的存在可能是硫酸盐还原菌引起微生物腐蚀的标志。
Microbial-induced腐蚀
微生物引起的腐蚀(麦克风)是细菌、藻类或真菌等生物生长在低流量或不流动的液体中与不锈钢(在这里是不锈钢)之间的反应，会导致点蚀或更糟。
麦克风可以通过加工设备或CIP系统除非植物采取措施避免其原因，否则不会在几天或几周内发生。MIC通常发生在冷却水系统、管道、容器和储罐中，其表面下腐蚀可能比表面点蚀更广泛。300系列不锈钢等材料特别容易受到MIC的影响。
结论
外观检查:管外直径表面有大量凹坑;有些坑洞穿过了墙。根据证据，破坏符合生物影响点蚀机理。
在坑周围观察到的腐蚀产物的数量表明，由于系统设计，在流体不能充分流动以防止腐蚀性物质作用于管道的地方形成坑。在管道满负荷运行的操作条件下，腐蚀产物不可能形成并停留在原位。
生物体中食品加工是否与管道材料相互作用，造成腐蚀环境。使用这个术语腐蚀从最广泛的意义上说，微生物可以引起腐蚀
- 微生物的副产品如酸、硫化氢或氨的化学侵蚀。
- 金属的直接腐蚀。
建议
CSI建议使用含6%钼的超奥氏体合金(AL-6XN®合金)作为直接解决方案，因为，AL-6XN®比300系列更耐微生物诱导腐蚀。
一个长期的解决方案将包括重新设计系统，以避免低排放区域和停滞状态。在最初的测试中，低排放区域的滞留水或残留产品的存在可能是微生物形成的原因，最终导致点蚀。
可能还需要额外的酸洗，以消除乳垢的形成。巴氏杀菌器和其他含有受热面的设备(称为“热部件”)可能需要与系统的非加热部件(如容器和管道)分开的清洗程序。
与腐蚀有关的费用
的食物工艺师学会与腐蚀有关的各种成本，包括管道或其他表面的污垢或堆积无用物质的费用。腐蚀污垢是一种特殊类型的化学反应污垢，与增加的维护和燃料成本，以及损失的生产时间成本有关(Goode等，2013,p. 123-124)。
具体的工程师应该如何考虑在腐蚀性乳制品加工环境中较便宜的300系列不锈钢的真实成本?
从运营和财务的角度来看，耐腐蚀是设计时最重要的考虑因素。在决定食品加工设备时，应考虑停机时间和维修成本，特别是当产品含有腐蚀性成分时，如奶酪加工中使用的氯化物。更有效的设计应该包括使用AL-6XN®超级合金的耐腐蚀部件。
要算出腐蚀的真实成本，需要加上直接和间接成本。食品加工公司在设计食品加工设施时必须权衡操作和财务优势。
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| 初始投资(材料成本) | 25369美元 | 101479 .20美元 |
| 停机时间+拆除+ 替换安装成本* |
96000美元 | |
| 替代材料成本* | 25369美元 | |
| 总数 | 146738美元 | 101479 .20美元 |
上面所示的成本比较是一个精确的近似值。实际数字因应用、腐蚀事件的数量和程度而有很大差异。
请注意
在选择铝合金(如AL-6XN)时，可用性常常是一个决定因素。一个产品不仅要满足应用的技术标准，而且要以所有必要的形式，如板材、板材、管材、管材、棒材和配件(包括卫生和商业等级)，被放在货架上才能完成一个项目。
加快抗腐蚀工作
- 执行完整的诊断腐蚀的最初迹象
更聪明地工作以对抗腐蚀
- 在选择低成本的替代品之前，计算出真正的腐蚀成本。
加强抗腐蚀工作
- 使用以下方法改善腐蚀管理耐腐蚀设备。
参考文献
刘玉玲(2002)，《不锈钢》。ASM专业手册。ASM国际。手册委员会。俄亥俄州材料园:ASM国际。
古德，K. R.，阿斯特里亚杜，K.，罗宾斯，P. T.， & Fryer, P. J.(2013)。按清洗类型分类的食品和饮料工业的污垢和清洗研究。食品科学和食品安全的综合评论12。食品工艺学研究所。doi: 10.1111 / 1541 - 4337.12000。
Steven R. Street, Na Mi, Angus J. M. C. Cook, Haval B. Mohammed-Ali, Liya Guo, Trevor Rayment和Alison J. Davenport。(2015)。304L不锈钢的大气点蚀:高浓度氯溶液的作用。法拉第讨论180,251 -265。
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