食品機械的腐蝕機理與合理選材

摘 要：近年來，食品機械行業得到了很大的發展，在食品機械行業發展的過程中，也出現了很多的問題，很多的食品機械不能滿足食品工業的生產需要，出現了機械腐蝕的情況，我國的食品機械在發展中和國外先進水平相比是存在著很大的差距。食品機械在很多的方面都要進行改進，尤其在選材和防腐蝕方面。

關鍵詞：食品機械；腐蝕；選材

食品是人類生存中必不可少的，食品行業的發展對人們的生活水平和經濟的發展都是有很大的影響的。在進行食品加工中，食品機械是必備的設備，食品機械在設計、制造、選材和防腐蝕方面都要進行很多的研究，只有這樣才能更好的使食品生產技術得到提高。食品機械在使用的過程中非常容易出現腐蝕的情況，對出現的腐蝕情況一定要進行很好的研究，找到食品機械腐蝕的機理，然后對食品機械應該采取何種金屬材料進行制造找到解決的方法。

1 食品機械的腐蝕機理

在進行食品生產過程中，進行生產的物料在性質上是存在著很大的差異的，很多材料是帶有酸性的，有些則是帶有堿性的，有些物料本身就是酸的，或者是堿的，這樣在進行食品生產過程中，這樣物料都會給生產的機械帶來一定的影響。很多的生產物料在生產的時候要和機械直接進行接觸，這樣非常有可能對金屬材料產生腐蝕作用。很多的食品在生產過程中要處于水、鹽、高溫的情況進行生產，這樣就使得生產機械出現惡劣的工作環境下，這樣就加快金屬的腐蝕速度。對生產物料進行更好的掌握，可以更好的掌握腐蝕的機理，找到更合理的選材，同時也可以針對生產進行有效的防腐措施。預防和控制各種物料對食品機械設備的腐蝕是食品機械防腐的重點。食品生產過程中物料對機械設備進行腐蝕主要是通過化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。

1.1 化學腐蝕

化學腐蝕主要針對的是金屬表面和非電解質發生的純化學反應引起的損壞。化學腐蝕主要發生在干燥以及非電解質溶液中，它的反應特點是金屬表面的原子和非電解質中的氧化劑發生氧化還原反應，形成腐蝕產物。在化學腐蝕過程中，電子的傳遞在金屬和氧化劑之間，這樣在腐蝕中是不會出現電流的。食品工業中用來儲存和運輸液態非電解質的設備受到的腐蝕通常都是化學腐蝕。食品生產過程中經常會出現物料的分解情況，在這個過程中會出現二氧化碳和氧化物，這樣也會引起金屬的化學腐蝕情況。在化學腐蝕中，高溫情況下的氣體腐蝕是最嚴重的。

1.2 電化學腐蝕

電化學腐蝕是機械金屬表面和電解質溶液發生的電化學反應引起的損壞，在反應的過程中會出現電流。在電化學反應中要有至少一個陽極反應和一個陰極反應。陽極反應是一個氧化的過程，陰極反應是一個還原的過程。在金屬腐蝕中出現的電化學反應和原電池的反應是非常相似的，同樣會發生多相的氧化還原反應。將同一種金屬浸入到不同的溶液中是會出現不同的電位，在有介質的容器中，電化學腐蝕的強度是比化學腐蝕更加嚴重的，同時危害也更加大。金屬在潮濕的情況會出現大氣的腐蝕，同樣在酸堿溶液中也是會出現腐蝕的，不同的金屬在接觸了不同的溶液時出現的電化學腐蝕情況也是不同的。食品機械在使用的過程中會常常在潮濕的空氣中，同時也會和酸堿溶液接觸，這樣都會導致電化學腐蝕的發生。

1.3 影響腐蝕的因素

食品機械在生產過程中會有很多的因素導致腐蝕情況的出現，首先是金屬材料因素，在進行食品機械制造的時候，通常使用的金屬材料都是合金結構材料，在制造過程中使用純金屬的情況非常少見，同時也是因為純金屬的材料在制造過程中成本是非常高的。使用合金結構制造出來的食品機械在耐腐蝕方面是非常差的。金屬的表面越粗糙，其耐腐蝕性就越差，粗糙的金屬表面會存在著縫隙處，這樣非常容易接觸空氣，也非常容易受到液體的腐蝕。機械在制造的時候，要求一定要保持表面的光滑，同時也保證表面的平整性。這樣不僅僅是為了保證機械的美觀性，同時也是為了提高材料的耐腐蝕性，在進行食品生產的時候也能保證食品的衛生情況。金屬材料出現變形的情況也是非常常見的，在這種情況下，受到腐蝕的時候損壞情況會出現增大的情況。其次是腐蝕介質的因素，食品介質的濃度、稠度和性質度機械的耐腐蝕性都是有很大影響的，在食品生產過程中，很多的食品天添加劑是有明確規定的，食品添加劑在濃度上出現問題以后導致金屬腐蝕情況的加重。

金屬在不同介質在酸性、中性和堿性中發生的腐蝕過程各不相同。例如，鐵在堿性溶液中較穩定，而在酸性和中性溶液中不穩定；鋁在酸性和堿性溶液中不穩定，但在中性溶液中穩定。食品生產中無論是酸性或堿性反應生成的產物都具有腐蝕性。最后是設備結構因素，不合理的結構會導致內應力、受熱不均勻，出現局部過熱的情況，異種金屬相互接觸、間隙、槽孔、死角、不致密性等不利因素，促使產生腐蝕源或使腐蝕擴展。因此，合理正確的結構設計是控制腐蝕的一種有效措施。

2 食品機械的合理選材

制造食品機械的材料不僅僅要滿足機械的性能，同時要保證食品生產過程中對環境的要求，要保證食品生產的衛生情況，在耐腐蝕方面要非常的主要，因此，在食品機械制造中，對材料要非常主要。

2.1 金屬材料的選用

食品機械中很多的材料都是不銹鋼材的，這種材料可以更好的抵抗食品介質的腐蝕，同時在食品生產中有很好的性能。在進行機械生產中，不銹鋼材料在進行加工和焊接的時候，性能是非常好的，不銹鋼材料逐漸成為了金屬材料的首要選擇。但是這種材料在使用的時候，價格是非常昂貴的，這樣在進行機械制造的過程中，就要減少不銹鋼材料的用量，而且可以主要在與食品物料接觸的零件上使用。在進行食品機械制造的時候，對于設備承載負荷的構件可以采用普通的鑄鐵來進行生產。機械制造過程中將普通的碳鋼材料進行耐腐蝕處理，可以更好的降低生產成本。在進行表面防腐蝕處理的時候，采用的方法是有很多的，主要有電鍍、氧化、磷化、油漆、塑料噴涂、金屬噴鍍、琺瑯層等。機械中與食品直接進行接觸的部分可以采用塑料噴涂的方式來進行，在噴涂材料上可以選擇環氧樹脂、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，這些材料在進行食品生產的時候穩定性是非常好的。這樣可以更好的保證食品生產不會受到影響。

2.2 非金屬材料的選用

在食品機械中，非金屬材料的選用，是降低設備生產成本的又一有效途徑。選材時必須滿足剛強度、化學穩定性、耐腐蝕性、加工性能的要求，同時必須考慮食品生產所用介質的衛生要求，尤其是直接與食品接觸的材料應保證對人體無毒害，且無異味，不得與食品發生化學反應，造成食品污染。目前，食品機械常用的非金屬材料有，陶瓷、搪瓷、玻璃鋼、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、環氧樹脂等，陶瓷承受擠壓應力的能力較承受拉伸應力的能力強，對高溫無機酸和有機酸的作用穩定，對苛性堿、氫氟酸的作用不穩定，搪瓷的耐腐蝕性好，且具備較高的機械性能，但是搪瓷設備不能遭激冷，設備激冷時會造成搪瓷層破裂。破璃鋼適宜于制造食品機械的防護罩等結構。各種聚合物多用來作保護性涂層。

3 結束語

食品生產過程中，機械是必備的生產工具，但是，機械在使用的過程中經常會出現腐蝕的情況，機械出現腐蝕的情況不僅僅會影響生產的效率，同時對食品的衛生情況也會進行影響。針對食品機械出現腐蝕的問題，要進行分析，找到腐蝕出現的機理，然后對機械的制造材料進行改進，這樣更能保證食品生產的安全。

參考文獻

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