De quel matériau (acier inoxydable) est faite la tasse thermos ?

La sécurité alimentaire est toujours un sujet de préoccupation, et la richesse des informations disponibles sur Internet permet aux consommateurs de s'informer par eux-mêmes. L'acier inoxydable est un matériau courant pour de nombreux équipements en contact avec les aliments, notamment : Tasses thermosPar souci de leur santé et de celle de leurs proches, nombreux sont ceux qui recherchent des informations techniques sur l'acier inoxydable sur Internet. Cependant, la composition et la nomenclature de l'acier inoxydable sont complexes. Il est donc inévitable de rencontrer des difficultés lors de recherches en ligne. C'est pourquoi, en m'appuyant sur mes connaissances limitées, ainsi que sur quelques références et normes nationales, je vais aborder brièvement les matériaux en acier inoxydable utilisés pour la fabrication de contenants alimentaires tels que les thermos. N'hésitez pas à signaler toute erreur ou omission et à en discuter.

Quelle est la différence entre acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316 ? Introduction au système de numérotation de l'acier inoxydable

Les désignations 304 et 316 sont fréquemment utilisées pour désigner les aciers inoxydables. L'utilisation de trois chiffres pour identifier les différentes nuances d'acier inoxydable est la pratique courante de l'American Iron and Steel Association (AISA). Ainsi, les aciers inoxydables austénitiques sont identifiés par les séries 200 et 300, tandis que les aciers inoxydables ferritiques et martensitiques sont identifiés par la série 400. Dans mon pays, la norme nationale utilise la composition élémentaire des aciers inoxydables, par exemple 06Cr19Ni10. Bien que cette méthode reflète clairement la composition élémentaire de l'acier inoxydable, les désignations à trois chiffres sont plus faciles à mémoriser et sont donc plus répandues sur le marché américain.

À ce stade, des termes techniques tels qu'austénite, martensite et ferrite refont surface. Ces termes sont de plus en plus utilisés dans la communication des entreprises, qui cherchent à donner une image sophistiquée de leurs produits et à séduire les consommateurs. En réalité, l'austénite et la martensite désignent deux structures cristallines différentes de l'acier. Ces structures différentes sont nécessairement stables à température ambiante, et leur composition chimique diffère également. Austénite et martensite sont les noms donnés par les scientifiques des matériaux qui ont découvert ces deux structures cristallines. On considère généralement que l'acier inoxydable austénitique présente une meilleure ténacité et une meilleure résistance à la corrosion, tandis que l'acier inoxydable martensitique offre une meilleure dureté. Cependant, la résistance à la corrosion est une notion relative. Elle varie selon l'environnement et ne peut être généralisée. Il convient de souligner que les aciers inoxydables 304 et 316 sont des aciers inoxydables austénitiques. Insister sur « acier inoxydable austénitique 304 » est une répétition inutile, tout comme on répète « lait produit par les vaches ». Il n'y a pas d'autre signification que celle d'impressionner les consommateurs avec un jargon professionnel.

Après avoir exposé en détail les différentes nuances d'acier inoxydable, revenons au sujet de cet article : l'acier inoxydable pour l'alimentation. Commençons par examiner les normes nationales. Mon pays a élaboré la norme GB 9684-1988 « Normes sanitaires pour la vaisselle et les récipients en acier inoxydable » en 1988, révisée en 2011 sous la forme de la norme GB 9684-2011 « Norme nationale de sécurité alimentaire : produits en acier inoxydable », puis à nouveau révisée en 2016 sous la forme de la norme GB 4806.9-2016 « Norme nationale de sécurité alimentaire : matériaux et produits métalliques destinés au contact alimentaire ».

La norme GB 4806.9-2016 « Norme nationale de sécurité alimentaire : Matériaux et produits métalliques pour le contact alimentaire » stipule clairement : « Les principales parties des récipients de vaisselle en acier inoxydable et des outils et équipements de production et de transformation des aliments doivent être fabriquées en acier inoxydable austénitique, en acier inoxydable austénitique-ferritique, en acier inoxydable ferritique ou en d’autres aciers inoxydables ; les principales parties de la vaisselle en acier inoxydable et des outils de perçage et de meulage pour les machines et équipements de production alimentaire peuvent également être fabriquées en acier inoxydable martensitique. » Il apparaît donc que l’acier inoxydable martensitique ne doit être utilisé que pour certaines pièces présentant des exigences de dureté supplémentaires. La norme définit clairement les indicateurs de migration des aciers inoxydables (c’est-à-dire la précipitation d’éléments de métaux lourds), garantissant ainsi la sécurité de la vaisselle en acier inoxydable. Cependant, elle ne spécifie pas les modèles d’acier inoxydable destinés au contact alimentaire, ce qui mériterait une attention particulière afin d’encourager la recherche et le développement de nouveaux produits en acier inoxydable et l’optimisation de leurs performances. En effet, il est plus pertinent de spécifier les performances du matériau que sa composition.

Revenons aux aciers inoxydables 304 et 316. Contrairement à l'acier inoxydable 304, l'acier inoxydable 316 contient du molybdène. On considère généralement que l'acier inoxydable 316 offre une meilleure résistance à la corrosion par les acides et les bases, mais sa dureté est relativement faible et son prix plus élevé. Cependant, la supériorité de l'acier inoxydable 316 en matière de résistance à la corrosion par rapport à l'acier inoxydable 304 se manifeste généralement dans des conditions plus extrêmes. C'est pourquoi l'acier inoxydable 316 est souvent utilisé dans certains dispositifs médicaux en contact avec des fluides corporels ou dans des produits industriels en contact avec l'eau de mer. Les différents types d'eau potable avec lesquels les thermos sont quotidiennement en contact sont très peu corrosifs, et l'acier inoxydable 304 suffit amplement. L'acier inoxydable 316, plus haut de gamme, est donc rarement nécessaire.

Est-il sans danger de mettre du lait ou d'autres boissons dans des thermos ?

On peut affirmer avec certitude que l'utilisation d'une tasse isotherme en acier inoxydable 304 pour contenir de l'eau ne présente aucun danger pour la santé. Cependant, en pratique, il est également possible d'y conserver des boissons comme du lait et des jus de fruits. Est-ce sans risque ? Certains chercheurs ont utilisé des solutions d'acide acétique et de sel pour simuler les conditions d'utilisation réelles et étudier la résistance à la corrosion de différents types d'acier inoxydable [7]. Je présenterai brièvement ces travaux.

Cette étude a d'abord exploré l'effet de différentes concentrations d'acide acétique sur la migration des métaux lourds dans l'acier inoxydable. Une solution d'acide acétique à gradient de concentration (0 à 8 %) a été préparée et différents produits en acier inoxydable ont été immergés à 25 °C pendant 24 heures. La concentration d'acide acétique du vinaigre courant est inférieure à 5 %.

Afin d’étudier l’effet du temps de trempage, les chercheurs ont utilisé une solution d’acide acétique à 4 % à 25 °C et ont prolongé le temps de trempage à 168 heures (7 jours, une semaine).

Comme il s'agit d'un thermos, le liquide qu'on y verse n'est généralement pas à température ambiante. Cette étude a exploré plus en détail les effets de différentes températures, en utilisant une solution d'acide acétique à 4 % à 25 °C, 40 °C, 50 °C et 70 °C pendant 24 heures, et à 100 °C pendant 3 heures.

Dans la réalité, on rencontre rarement des liquides acides purs, mais souvent des mélanges d'acide et de sel, et le sel accélère la corrosion. Cette étude a utilisé une solution d'acide acétique à 4 % avec différentes concentrations de chlorure de sodium pour tremper de l'acier inoxydable à 25 °C pendant 24 heures.

L'étude a révélé que pour l'acier inoxydable 304, immergé dans une solution d'acide acétique à faible concentration, à faible concentration en ions chlorure et à température ambiante, la teneur en plomb ne dépassait pas la norme. En revanche, immergé dans une solution d'acide acétique à forte concentration, à forte concentration en ions chlorure et à haute température, la quantité de plomb lixiviée dépassait largement la norme. De plus, la quantité de plomb lixiviée augmentait avec la durée d'immersion et dépassait également la norme. Pour l'acier inoxydable 304, les teneurs en chrome, cadmium, cuivre et zinc n'ont pas migré de manière significative ni dépassé la norme, quelles que soient les conditions et la durée d'immersion. La quantité de manganèse précipitée à partir de l'acier inoxydable 304 est fortement influencée par la durée d'immersion. Avec l'augmentation de la durée d'immersion, la solution d'acide acétique à 4 % dépasse la norme après une semaine d'immersion.

L'acidité et la salinité du lait et des jus étant bien inférieures à celles de la solution utilisée dans l'expérience, leur conservation dans un thermos à température ambiante ne présente aucun risque apparent. La conservation du lait et des jus à haute température ne pose pas de problème majeur. Cependant, la composition chimique du lait et des jus du commerce est relativement complexe, ce qui peut engendrer des réactions galvaniques complexes et accélérer la corrosion de l'acier inoxydable. La vitesse de réaction augmentant significativement à haute température, il est déconseillé de conserver le lait et les jus dans un thermos pendant une période prolongée. De plus, il est impossible de stériliser rigoureusement un thermos. À une température supérieure à 30 degrés, la prolifération des micro-organismes est très rapide. Même en négligeant la précipitation de métaux lourds sur l'acier inoxydable, le lait et les jus risquent de se détériorer.

Pourquoi des taches de rouille apparaissent-elles dans les tasses isothermes ?

En pratique, les consommateurs constatent encore des points de rouille sur la paroi intérieure du thermos. Quelle en est la raison ?

En combinant les recherches précédentes et les connaissances de base en chimie, l'explication la plus probable est l'absence de nettoyage efficace des récipients en acier inoxydable contenant des substances acides ou salées. Après l'évaporation de l'eau, la concentration d'acide et de sel augmente rapidement. Sous l'action combinée de ces deux éléments, l'acier inoxydable s'oxyde et se corrode, formant des points de rouille. De plus, si un thermos est particulièrement sujet à la rouille, il est légitime de se demander s'il est fabriqué avec un acier conforme aux normes. La rouille altère gravement la microstructure de la surface de l'acier. Même en grattant vigoureusement la rouille, la résistance à la corrosion est fortement compromise. Les thermos rouillés doivent être jetés et leur utilisation est fortement déconseillée.

Quel est le problème avec l'imprimé arc-en-ciel sur la paroi intérieure de la tasse thermos ?

À l'usage, certains consommateurs constateront également que le motif arc-en-ciel apparaît sur la paroi intérieure du thermos. Pourquoi ?

En général, cela est dû à un nettoyage insuffisant après utilisation, ce qui entraîne l'adhérence de taches organiques sur la paroi intérieure. Lorsque de la lumière blanche est projetée sur ces taches, une réfraction se produit. L'indice de réfraction de la lumière étant différent selon les couleurs, des reflets irisés apparaissent. Ces taches organiques peuvent accélérer la corrosion de l'acier inoxydable et favoriser la prolifération de micro-organismes. Il est donc important de les éliminer rapidement dès leur apparition.

Comment nettoyer un acier inoxydable Thermos en acier?

L'acier inoxydable étant un métal, sa résistance à la corrosion est limitée. Il est donc déconseillé d'utiliser des détergents fortement acides, alcalins ou oxydants (comme le désinfectant 84) pour le nettoyer. Privilégiez un détergent doux (liquide vaisselle, par exemple) pour nettoyer le thermos et essuyez-le.

L'article mentionné ci-dessus aborde à plusieurs reprises le problème de la précipitation des métaux lourds provenant de l'acier inoxydable. Certains parents, très soucieux de la sécurité alimentaire de leurs enfants, sont parfois excessivement exigeants. C'est pourquoi je souhaite, en conclusion, dissiper ces inquiétudes. Des chercheurs [8] ont démontré, à travers une analyse de la littérature et des études expérimentales : « L'acier inoxydable est un matériau sûr pour le contact alimentaire. À ce jour, aucun cas de cancérogénicité, d'intoxication aiguë ou chronique, de toxicité pour la reproduction, etc., n'a été rapporté. Le chrome dissous dans l'acier inoxydable est du chrome trivalent, bénéfique pour l'organisme, et aucune trace de chrome hexavalent n'a été détectée. La quantité de nickel dissous dans l'acier inoxydable est inférieure à celle du nickel pur, mais les personnes allergiques au nickel doivent éviter d'utiliser un acier inoxydable présentant une forte teneur en nickel. Le manganèse est un oligo-élément essentiel. Les besoins journaliers sont bien supérieurs à ceux du chrome et du nickel. La quantité de manganèse dissoute dans la vaisselle en acier inoxydable à haute teneur en manganèse est bien inférieure à celle apportée par les aliments, le thé et les boissons. »

Par conséquent, même si vous achetez malheureusement des produits en acier inoxydable qui ne répondent pas aux normes nationales, ou si vous utilisez occasionnellement des produits en acier inoxydable rouillés pour vos enfants, il n'y a pas lieu pour les parents de trop s'inquiéter et de « perdre le sommeil la nuit ».

En résumé, l'acier inoxydable est un matériau métallique sûr pour le contact alimentaire. Les thermos en acier inoxydable de qualité alimentaire conforme aux normes nationales, comme l'acier inoxydable 304, ne présentent aucun risque pour la santé. L'acier inoxydable 316 haut de gamme offre une résistance à la corrosion encore supérieure, mais son utilité concrète reste sujette à débat. Toutefois, la prudence demeure lors du stockage prolongé de boissons chaudes comme le lait ou les jus de fruits dans un thermos.

Après avoir conservé des boissons aux ingrédients complexes dans un thermos, celui-ci doit être nettoyé régulièrement ; un détergent doux doit être utilisé pour le nettoyage.