Aus welchem ​​Edelstahlmaterial besteht der Thermobecher?

Lebensmittelsicherheit ist stets ein besorgniserregendes Thema, und die Fülle an Informationen im Internet bietet Verbrauchern die Möglichkeit, sich selbst zu informieren. Edelstahl ist ein gängiges Material für eine Vielzahl von Geräten, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, darunter ThermosbecherAus Sorge um ihre eigene Gesundheit und die ihrer Familien suchen viele im Internet nach Fachinformationen zu Edelstahl. Edelstahl hat jedoch eine komplexe Zusammensetzung und ein eigenes Nummerierungssystem. Bei der eigenständigen Informationssuche ist es daher unvermeidlich, dass man auf Schwierigkeiten stößt. Basierend auf meinem begrenzten Wissen und unter Einbeziehung einiger Referenzen und nationaler Normen möchte ich Ihnen hier kurz die Eigenschaften von Edelstahl für Lebensmittelbehälter wie Thermoskannen erläutern. Sollten Sie Unklarheiten feststellen, freue ich mich über Ihre Anmerkungen und Diskussionen.

Was ist der Unterschied zwischen Edelstahl 304 und Edelstahl 316? Einführung in das Edelstahl-Nummerierungssystem

304 und 316 sind zwei häufig verwendete Bezeichnungen für Edelstahl. Die Verwendung dreistelliger Nummern zur Kennzeichnung verschiedener Edelstahlsorten entspricht der Praxis der American Iron and Steel Association. Austenitischer Edelstahl wird mit den Nummern der 200er- und 300er-Serie, ferritischer und martensitischer Edelstahl mit der Nummer 400 gekennzeichnet. Die in meinem Land übliche Edelstahlbezeichnung gibt die Elementzusammensetzung an, z. B. 06Cr19Ni10. Obwohl die Kennzeichnung in meinem Land die Elementzusammensetzung von Edelstahl intuitiv wiedergibt, sind dreistellige Nummern letztendlich einprägsamer, und die dreistellige Kennzeichnung der USA ist am Markt verbreiteter.

An dieser Stelle tauchen wieder Fachbegriffe wie Austenit, Martensit und Ferrit auf. Diese Begriffe werden zunehmend in der Unternehmenspropaganda verwendet, um Produkte durch hochtrabende Formulierungen fortschrittlicher erscheinen zu lassen und Verbraucher zu blenden. Tatsächlich handelt es sich bei Austenit und Martensit um unterschiedliche Kristallstrukturen von Stahl. Unterschiedliche Kristallstrukturen sind bei Raumtemperatur stabil, und ihre Stahlzusammensetzungen unterscheiden sich entsprechend. Austenit und Martensit sind die Namen der Materialwissenschaftler, die diese beiden Kristallstrukturen entdeckt haben. Allgemein gilt, dass austenitischer Edelstahl eine höhere Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, während martensitischer Edelstahl härter ist. Korrosionsbeständigkeit ist jedoch ein allgemeiner Begriff. Je nach Umgebung variiert die Korrosionsbeständigkeit von Stahl und lässt sich nicht verallgemeinern. Ich möchte aber betonen, dass es sich bei Edelstahl 304 und 316 um austenitischen Edelstahl handelt. Die ständige Wiederholung von „austenitischem Edelstahl 304“ ist überflüssig, ähnlich wie die Verwendung des Begriffs „Milch, die von Kühen produziert wird“. Es gibt keine andere Bedeutung, als die Konsumenten mit Fachbegriffen zu beeindrucken.

Nach all den fachlichen Informationen zu Edelstahlsorten kommen wir nun zum eigentlichen Thema des Artikels zurück: Edelstahl für Lebensmittel. Betrachten wir zunächst die nationalen Normen. Mein Land hat 1988 die Norm GB 9684-1988 „Hygienische Standards für Edelstahlgeschirr und -behälter“ erlassen, sie 2011 zur Norm GB 9684-2011 „Nationaler Lebensmittelsicherheitsstandard: Edelstahlprodukte“ überarbeitet und diese 2016 erneut zur Norm GB 4806.9-2016 „Nationaler Lebensmittelsicherheitsstandard: Metallische Werkstoffe und Produkte für den Lebensmittelkontakt“ aktualisiert.

Die aktuelle Norm GB 4806.9-2016 „Nationaler Lebensmittelsicherheitsstandard: Metallwerkstoffe und -produkte für den Lebensmittelkontakt“ legt eindeutig fest: „Die Hauptbestandteile von Edelstahlgeschirrbehältern sowie von Werkzeugen und Geräten für die Lebensmittelproduktion und -verarbeitung sollten aus austenitischem Edelstahl, austenitisch-ferritischem Edelstahl, ferritischem Edelstahl oder anderen Edelstahlsorten gefertigt sein; die Hauptbestandteile von Edelstahlgeschirr sowie Bohr- und Schleifwerkzeuge für Maschinen und Anlagen der Lebensmittelproduktion können auch aus martensitischem Edelstahl bestehen.“ Daraus geht hervor, dass martensitischer Edelstahl nur für Teile mit zusätzlichen Härteanforderungen verwendet werden sollte. Die Norm enthält klare Bestimmungen zu den Indikatoren für die Migration von Edelstahlwerkstoffen (d. h. die Ausscheidung von Schwermetallelementen) und gewährleistet so die Sicherheit von Edelstahlgeschirr. Allerdings spezifiziert die Norm keine spezifischen Edelstahlsorten für den Lebensmittelkontakt. Dies sollte stärker berücksichtigt werden, um die Forschung und Entwicklung neuer Edelstahlprodukte sowie die Leistungsoptimierung zu fördern. Schließlich ist es wissenschaftlich sinnvoller, die Materialeigenschaften als die Zusammensetzung zu spezifizieren.

Zurück zu den gängigen Edelstahlsorten 304 und 316. Im Vergleich zu 304 enthält 316 zusätzlich Molybdän. Man geht allgemein davon aus, dass 316 eine bessere Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen aufweist, allerdings ist seine Härte geringer und der Preis höher. Die überlegene Korrosionsbeständigkeit von 316 gegenüber 304 zeigt sich jedoch meist unter extremeren Bedingungen. Daher wird 316 häufig für medizinische Geräte, die mit Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen, oder für Industrieprodukte, die mit Meerwasser in Berührung kommen, verwendet. Die verschiedenen Arten von Trinkwasser, mit denen Thermoskannen täglich in Kontakt kommen, sind hingegen nur schwach korrosiv, und 304 genügt den Anforderungen. Daher besteht hier kaum Bedarf an hochwertigem 316.

Ist es sicher, Milch oder andere Getränke in Thermoskannen zu füllen?

Wir können sicher sein, dass die Verwendung eines Thermobechers aus Edelstahl 304 zur Aufbewahrung von Wasser keine gesundheitlichen Schäden verursacht. Im Alltag können darin jedoch auch Getränke wie Milch und Saft aufbewahrt werden. Ist das unbedenklich? Einige Forscher haben Essigsäure- und Salzlösungen verwendet, um die realen Einsatzbedingungen zu simulieren und die Korrosionsbeständigkeit verschiedener Edelstahlsorten zu untersuchen [7]. Ich werde diese Arbeit kurz erläutern.

Diese Studie untersuchte erstmals den Einfluss unterschiedlicher Essigsäurekonzentrationen auf die Migration von Schwermetallen in Edelstahl. Dazu wurde eine Essigsäure-Gradientenlösung mit Konzentrationen von 0–8 % hergestellt und verschiedene Edelstahlprodukte 24 Stunden lang bei 25 °C darin eingeweicht. Die Essigsäurekonzentration von handelsüblichem Essig liegt unter 5 %.

Um den Einfluss der Einweichzeit zu untersuchen, verwendeten die Forscher eine 4%ige Essigsäurelösung bei 25°C und verlängerten die Einweichzeit auf 168 Stunden (7 Tage, eine Woche).

Da es sich um einen Thermobecher handelt, hat die eingefüllte Flüssigkeit in der Regel keine Raumtemperatur. In dieser Studie wurden daher die Auswirkungen verschiedener Temperaturen untersucht. Dazu wurde eine 4%ige Essigsäurelösung 24 Stunden lang bei 25 °C, 40 °C, 50 °C und 70 °C sowie 3 Stunden lang bei 100 °C erhitzt.

Im Alltag begegnen wir meist nicht reinen Säuren, sondern oft Gemischen aus Säure und Salz. Salz beschleunigt zudem die Korrosion. In dieser Studie wurde Edelstahl 24 Stunden lang bei 25 °C in einer 4%igen Essigsäurelösung mit unterschiedlichen Natriumchloridkonzentrationen eingeweicht.

Die Studie ergab, dass der Bleigehalt von Edelstahl 304 bei Einwirkung von Essigsäure niedriger Konzentration, niedriger Chloridionenkonzentration und Raumtemperatur den Grenzwert nicht überschritt. Bei Einwirkung von Essigsäure hoher Konzentration, hoher Chloridionenkonzentration und hoher Temperatur überschritt die ausgelaugte Bleimenge den Grenzwert deutlich. Mit zunehmender Einwirkzeit stieg die ausgelaugte Bleimenge ebenfalls an und überschritt den Grenzwert. Die vier Elemente Chrom, Cadmium, Kupfer und Zink zeigten bei Edelstahl 304 unter verschiedenen Einwirkbedingungen und -zeiten keine nennenswerte Migration und überschritten die Grenzwerte nicht. Die Menge des aus Edelstahl 304 ausgefällten Mangans wird stark von der Einwirkzeit beeinflusst. Nach einer Woche Einwirkzeit in 4%iger Essigsäurelösung wurde der Grenzwert überschritten.

Der Säure- und Salzgehalt von Milch und Saft ist deutlich niedriger als der der im Experiment verwendeten Lösung. Daher halte ich es für unbedenklich, Milch und Saft in einer Thermoskanne bei Raumtemperatur aufzubewahren. Auch bei höheren Temperaturen bestehen keine offensichtlichen Sicherheitsrisiken. Die tatsächliche chemische Zusammensetzung handelsüblicher Milch und Säfte ist jedoch relativ komplex, was zu komplexen galvanischen Reaktionen führen und die Korrosion von Edelstahl beschleunigen kann. Da die Reaktionsgeschwindigkeit bei hohen Temperaturen deutlich zunimmt, ist es nicht empfehlenswert, Milch und Saft über längere Zeit in einer Thermoskanne aufzubewahren. Hinzu kommt, dass eine vollständige Sterilisation der Thermoskanne unmöglich ist. Bei Temperaturen über 30 Grad vermehren sich Mikroorganismen sehr schnell. Selbst wenn man die Ausfällung von Schwermetallen im Edelstahl außer Acht lässt, können Milch und Saft leicht verderben.

Warum bilden sich Rostflecken auf Thermoskannen?

Im praktischen Gebrauch stellen Verbraucher immer noch Rostflecken an der Innenwand des Thermosbechers fest. Woran liegt das?

Die Kombination der oben genannten Forschungsergebnisse mit grundlegenden chemischen Kenntnissen legt nahe, dass Edelstahlbehälter nach der Verwendung mit säure- und salzhaltigen Substanzen nicht effektiv gereinigt werden können. Nach dem Verdunsten des Wassers steigt die Konzentration von Säure und Salz im betroffenen Bereich rapide an. Unter dem Einfluss dieser Stoffe oxidiert und korrodiert der Edelstahlbecher und bildet Rostflecken. Ist ein Thermobecher besonders rostanfällig, sollte zudem geprüft werden, ob der verwendete Stahl den Anforderungen entspricht. Rost beeinträchtigt die Mikrostruktur der Stahloberfläche erheblich. Selbst durch kraftvolles Abkratzen des Rosts wird die Korrosionsbeständigkeit deutlich reduziert. Rostige Thermobecher sollten entsorgt und nicht weiterverwendet werden.

Was ist mit dem Regenbogenmuster an der Innenwand des Thermosbechers nicht in Ordnung?

Im praktischen Gebrauch werden einige Verbraucher feststellen, dass der Regenbogenaufdruck auch an der Innenwand des Thermosbechers erscheint. Woran liegt das?

Im Allgemeinen liegt dies daran, dass das Gerät nach Gebrauch nicht gründlich gereinigt wird und sich organische Flecken an der Innenwand festsetzen. Trifft weißes Licht auf diese Flecken, kommt es zur Lichtbrechung. Da sich die Brechungsindizes von Licht unterschiedlicher Farben unterscheiden, entstehen Regenbogeneffekte. Organische Flecken können die Korrosion von Edelstahl beschleunigen und Mikroorganismen einen Nährboden bieten. Sie sollten daher nach ihrer Entdeckung umgehend entfernt werden.

Wie man Edelstahl reinigt Stahlthermoskanne?

Da Edelstahl ein Metall ist, ist seine Korrosionsbeständigkeit begrenzt. Verwenden Sie daher zur Reinigung keine stark sauren, alkalischen oder stark oxidierenden Reinigungsmittel (z. B. Desinfektionsmittel). Reinigen Sie die Thermoskanne stattdessen mit einem milden Reinigungsmittel (z. B. Geschirrspülmittel) und trocknen Sie sie anschließend ab.

Der obige Artikel erwähnte mehrfach das Problem der Ausfällung von Schwermetallen aus Edelstahl. Manche Eltern legen großen Wert auf die Lebensmittelsicherheit ihrer Kinder und sind fast schon paranoid. Daher möchte ich am Ende des Artikels unnötige Spannungen abbauen. Einige Forscher [8] wiesen durch Literaturrecherchen und experimentelle Untersuchungen darauf hin: „Edelstahl ist ein sicheres Material für den Lebensmittelkontakt. Bisher liegen keine Berichte über Karzinogenität, akute oder chronische Vergiftungen, Reproduktionstoxizität usw. vor. Das in Edelstahl gelöste Chrom liegt als dreiwertiges Chrom vor, das für den menschlichen Körper unbedenklich ist. Es gibt keine Berichte über den Nachweis von sechswertigem Chrom. Die Menge an Nickel, die in Edelstahl gelöst ist, ist geringer als die von reinem Nickel. Dennoch sollten Personen mit einer Nickelallergie Edelstahl mit hohem Nickelgehalt meiden. Mangan ist ein essentielles Spurenelement für den menschlichen Körper. Der tägliche Bedarf ist deutlich höher als der Bedarf an Chrom und Nickel. Die Menge an Mangan, die in manganreichem Edelstahlgeschirr gelöst ist, ist viel geringer als die Manganmenge, die über Lebensmittel, Tee und Getränke aufgenommen wird.“

Selbst wenn Sie also versehentlich Edelstahlprodukte kaufen, die nicht den nationalen Normen entsprechen, oder gelegentlich rostige Edelstahlprodukte für Ihre Kinder verwenden, besteht für Eltern kein Grund zur großen Sorge und schlaflose Nächte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Edelstahl ein sicheres Metall ist, das mit Lebensmitteln in Kontakt kommen kann. Thermoskannen aus lebensmittelechtem Edelstahl, der den nationalen Standards entspricht (z. B. Edelstahl 304), stellen keine Gesundheitsgefährdung dar. Hochwertiger Edelstahl 316 kann die Korrosionsbeständigkeit der Thermoskanne zwar weiter verbessern, ob dies jedoch im praktischen Gebrauch zusätzliche Vorteile bietet, ist Ansichtssache. Dennoch ist Vorsicht geboten, wenn man in einer Thermoskanne heiße Getränke wie Milch und Saft über längere Zeit aufbewahrt.

Nach der Aufbewahrung von Getränken mit komplexen Inhaltsstoffen in einer Thermoskanne sollte diese rechtzeitig gereinigt werden; zur Reinigung sollte ein mildes Reinigungsmittel verwendet werden.