Материалы, используемые для изготовления емкостей и трубопроводов, и их устойчивость по отношению к моющим средствам

Иногда встречающиеся на пивоваренных предприятиях старые емкости изготовлены в большинстве случаев из стали и покрыты пивной смолкой или синтетическими покрытиями, защищающими их от контакта с пивом. Эти покрытия нейтральны и, как правило, их можно подвергать обработке обычными моющими средствами. Недостатком является то, что эти покрытия время от времени необходимо обновлять, так как их повреждения могут приводить к образованию очагов загрязнения.

Без специального покрытия применяются лишь алюминиевые емкости, так как они сразу же покрываются стойким окисленным слоем, который и защищает их от коррозии.

Вместе с тем существуют некоторые особенности в обращении с теми или иными материалами, прежде всего:

· с емкостями из алюминия;

· с емкостями и трубопроводами из нержавеющей стали;

· с емкостями и трубопроводами из других материалов.

Емкости из алюминия

Алюминий является сравнительно дешевым материалом, используемым для изготовления чанов и танков, он химически нейтрален, не выделяет вкусовых веществ и не требует поэтому никакого дополнительного покрытия. В этом смысле алюминий практически идеален, но:

· алюминий восприимчив к щелочным средствам и быстро разрушается, в щелочной среде гладкая поверхность алюминия сильно изменяется - появляются очаги разъедания (из-за этого возникает опасность образования очагов загрязнения), и стенки емкости постепенно разрушаются;

· алюминий находится в конце ряда электрохимического потенциала элементов, если он входит в соприкосновение с другими металлами (например, при использовании медных трубчатых холодильников, устанавливаемых в алюминиевых чанах), то со временем алюминий разрушится, и поэтому необходимо предусмотреть, чтобы он был изолирован от других металлов;

· алюминий чувствителен к сильным кислотам и при их использовании для мойки быстро разрушается, в связи с этим он применим только при высокой чистоте (> 99,9% Al);

· алюминий очень мягок и, следовательно, восприимчив к воздействию вакуума, даже при небольшом разрежении в лагерном танке существует опасность, что танк может деформироваться!

В связи с вышеизложенным на пивоваренных предприятиях алюминий применяется все реже.

Емкости и трубопроводы из нержавеющей стали

Зачастую на пивоваренных предприятиях не имеют четкого представления о свойствах нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь в отличие от черной (ржавеющей) стали является легированной сталью с добавкой хрома, никеля, молибдена и других материалов, защищающих от коррозии (окисления) и делающих ее устойчивой к внешнему воздействию.

В Германии стали по своему составу стандартизованы по DIN 17006 и 17007 и снабжены номером материала, гарантирующим их состав. Интересующие нас типы нержавеющей стали, из которых изготавливается большинство емкостей варочного цеха, ЦКТ, насосов, трубопроводов и т. д., представлены в приведенной ниже таблице.

№ материала по DIN 17007	Сокращенное наименование по DIN 17006	Свойства и сферы применения	Устаревшее обозначение
1.4301 1.4306 1.4541 1.4550	X5 CrNi 18 10 X2 CrNi 19 11 X6 CrNiTi 18 10 X6 CrNiNb 18 10	Для воды и мало загрязненных сточных вод, пищевых продуктов и органических кислот, до величины pH в среде, равной примерно 4,5, - общее применение, может использоваться в агрессивных средах с низким содержанием хлоридов. При использовании содержащих гипохлориты моющих средств при значениях pH ниже 9,0 существует опасность сквозной коррозии	V2A
1.4401 1.4404 1.4571 1.4580	X5 CrNiMo 17 12 2 X2 CrNiMo 17 13 2 X6 CrNiMoTi 17 12 2 X6 CrNiMoNb 17 12 2	Повышенная общая коррозионная устойчивость по сравнению с сталями труппы V2A. Предпочтительно применение для химического машиностроения, повышенная коррозионная устойчивость при высоком содержании хлоридов	V4A
1.4436 1.4435 1.4438	X5 CrNiMo 17 13 3 X2 CrNiMo 18 14 3 X2 CrNiMo 18 16 4	Повышенная по сравнению с группой V4A коррозионная устойчивость против неокисляющих кислот и хлоридсодержащих агрессивных сред	V44A Supra VISA Supra NK
1.4439	X2 CrNiMoN 17 13 5	Высокая коррозионная устойчивость против неокисляющих кислот и хлоридсодержащих сред (например, морская вода, гипохлорит натрия)	ASN5W Novonox AS 175h
1.4506	X4 NiCrMoCuTi 20 18 2	Повышенная коррозионная устойчивость против серной и фосфорной кислот, применяется в химической промышленности	V16A Extra

Из таблицы видно, что обозначения V2A, V4A и т. д. (фирменные обозначения одного из изготовителей) относятся к целому ряду различных видов сталей, которые различаются как по своим свойствам, так и по сферам применения.

В настоящее время употребляются обозначения: нержавеющая (= легированная) сталь, хромо-никелевая сталь (Cr-Ni-сталь) или, для повышения точности обозначения, дается название с упоминанием номера материала.

Особо следует указать на то, что именно хромо-никелевая сталь неустойчива против хлоридсодержащих моющих и дезинфицирующих средств. Применяя содержащие гипохлорит моющие средства, следует избегать смешивания их с кислотными моющими средствами, так как в противном случае довольно скоро возникнет сквозная коррозия материала. Моющие растворы, содержащие активный хлор, также не должны храниться в хромо-никелевых емкостях.

На пивоваренном производстве большинство емкостей и трубопроводов изготовлены из:

· Cr-Ni-сталей 1.4301 или 1.4541 или

· Cr-Ni-Mo-сталей 1.4401,1.4404 или 1.4571.

Следовательно, при использовании моющих и дезинфицирующих средств для предотвращения возможного ущерба необходимо точно проверить состав этих средств и устойчивость к ним различных материалов.

При температурах выше 30°С уже при выборе материала следует учитывать возможное содержание ионов хлора (> 50 мг/л). Поскольку нержавеющая сталь не нуждается в дополнительном покрытии и не придает продукту постороннего привкуса, то существенных ограничений на ее применение не наблюдается. Главное преимущество заключается в том, что благодаря ее невосприимчивости к кислотам и щелочам такая сталь очень хорошо подходит для мойки в системах CIP, и поэтому из нее изготавливается большинство современных агрегатов. При этом важно, чтобы внутренняя поверхность емкостей была по возможности гладкой (с малой глубиной шероховатости), что позволит производить тщательную мойку и устранять все места скопления бактерий. В первую очередь это касается необходимости следующих видов обработки:

· шлифовки сварных швов;

· полировки (электрическим методом) внутренней поверхности,

Это особенно важно для всех емкостей, фильтров, насосов и трубопроводов в области низких температур, начиная с момента брожения (см. раздел 4.4.1.1). Легированные стали достигают своей коррозийной устойчивости лишь в том случае, если их поверхность металлически чиста и может образовать пассивный слой. Поэтому после аргонной сварки окисленный слой или окрашенные натеки должны быть тщательно удалены механически (при помощи щеток или шлифовальной ленты) или химически (при помощи протравливания).

Нержавеющая сталь не должна соприкасаться с другими железосодержащими материалами, поскольку ионы железа могут привести к коррозии.

Шланги и уплотнения

Большинство шлангов изготавливается изрезины. Резиновые шланги представляют определенную инфекционную опасность, так как люди всегда склонны по внешнему виду шланга судить о его внутреннем состоянии, и зачастую это приводит к большим заблуждениям.

Резиновые шланги внутри подвергаются значительно большим загрязнениям и плохо промываются (шланговая ванна). Обнаружение внутренних трещин и дефектов резиновых шлангов связано с определенными затруднениями.

Резиновые шланги можно промывать только слабощелочным раствором.Окисляющие кислоты (например, азотная) и ионы меди ускоряют старение резины. В связи с этим следует следить за тем, чтобы в одном цикле никогда не промывались резиновые шланги и, например, трубопроводы из меди.

Качество резины может быть довольно разным. Некоторые резиновые шлаги выделяют в пиво вкусовые вещества - особенно при наличии внутренних повреждений или старении резины. В связи с этим резиновые шланги следует проверять на их совместимость с продуктом.

Во избежание опасности микробиологического загрязнения пива от шлангов и поглощения кислорода, на пивоваренных предприятиях резиновые шланги постепенно вытесняются жесткой обвязкой трубопроводами.

Такими же проблематичными, как резиновые шланги, являются уплотнительные материалы, которыми снабжены соединения и арматура. Поскольку они входят в соприкосновения с пивом, то должны иметь предписанную законодательством степень чистоты и ни в коем случае не передавать в пиво вкусовые вещества.

Уплотнения изготавливаются из резиноподобных эластичных материалов, различающихся по своей твердости, прочности на растяжение и на разрыв, по устойчивости к температурному воздействию, а также по степени набухания.

К основным резиноподобным материалам с относительно высокой степенью устойчивости к воздействию химикатов и температуры относятся эластомеры на основе:

· NBR - (акрил)-нитрил-бутадиен-каучука;

· силиконовой резины;

· PTFE - политетрафторэтилена;

· EPDM - этилен-пропилен-диен-смешанного полимеризата.

Повышенной устойчивостью обладают также фтор-эластомеры.

Поскольку в циркуляционной мойке CIP со средами соприкасаются и уплотнения, то содержащиеся в моющих и дезинфицирующих средствах реагенты разъедают материал уплотнений по-разному (см. таблицу на следующей странице).

Моющие средства

В ходе мойки с поверхностей емкостей и т. п. удаляются остатки продукта и отложения - такие, как белковые вещества, смолы, масла, органические и неорганические соли, микроорганизмы. В ходе дезинфекции при помощи химического воздействия, а при стерилизации при помощи термического воздействия должна быть достигнута стерильность поверхности.

Различаются следующие виды загрязнений:

· растворимые вещества, которые удаляются в ходе процесса мойки;

· вещества, склонные к эмульгированию, но не растворимые, эти вещества следует эмульгировать;

· неэмульгируемые и нерастворимые вещества, которые должны быть сэмульгированы после смачивания.

	Сокращенное обозначение по ISO R 1629	Характерный цвет	Защищенная торговая марка
Резиноподобные эластичные материалы
Акрилнитрил-бутадиен-каучук	NBR	синий	Пербунан®
Хлорбутадиен-каучук	CR
Фтор-каучук	FPM		Неопрен®
Этилен-пропилен-диен-каучук	EPDM	черный	Витон®
Винил-метил-полисилоксан	MPQ	красный	Буна АП (ВипаАР®)
Термопластичные материалы			Силиконовый каучук
Политетрафторэтилен	PTFE
Поливинилхлорид	PVC		Тефлон®
Полиамид	PA		Нейлон®

Тип продукта	Концентрация	Температура,°С	Подходящий резиновоподобный эластичный материал
На основе щелочи (жидкий или порошкообразный)	1,5-4%	до 140°С	EPDM
На основе едкой щелочи с содержанием активного хлора (жидкий)	2,5-5%	до 70°С	(NBR), EPDM
На основе фосфорной кислоты	2,5-5%	до 90 "С	(NBR), EPDM
На основе азотной кислоты	2,5-5%	до 50°С	EPDM
На основе азотной кислоты	2,5%	до 90°С	EPDM, с ограничениями
На основе азотной кислоты	5%	до 90°С	-
Активный хлор (жидкий)	0,5%	до 60 "С	NBR, CR, EPDM
Надуксусная кислота/Н2О2	0,2-1%	до 90°С	NBR, EPDM