Z jakiego materiału jest wykonany kubek termiczny?

Bezpieczeństwo żywności jest zawsze tematem budzącym niepokój, a bogate informacje dostępne w internecie dają konsumentom możliwość samodzielnego zgłębienia tematu. Stal nierdzewna jest powszechnym materiałem stosowanym w wielu urządzeniach mających kontakt z żywnością, w tym Kubki termiczneW trosce o zdrowie własne i swoich rodzin, wielu znajomych szuka w internecie profesjonalnej wiedzy na temat stali nierdzewnej. Stal nierdzewna ma jednak złożony skład i system numeracji. Nie da się uniknąć pewnych nieporozumień, jeśli będziesz szukać informacji samodzielnie. Korzystając z mojej ograniczonej wiedzy, w połączeniu z kilkoma odniesieniami i normami krajowymi, pokrótce omówię materiał ze stali nierdzewnej, z którego wykonane są pojemniki na żywność, takie jak kubki termiczne. Jeśli znajdziesz jakieś niestosowne uwagi, internauci również mogą je zgłosić i omówić.

Jaka jest różnica pomiędzy stal nierdzewna 304 i stali nierdzewnej 316? Wprowadzenie do systemu numeracji stali nierdzewnej

304 i 316 to dwa zestawy liczb, które często pojawiają się w dyskusjach na temat stali nierdzewnej. Używanie trzech cyfr do identyfikacji różnych standardowych gatunków stali nierdzewnej jest praktyką Amerykańskiego Stowarzyszenia Żelaza i Stali (American Iron and Steel Association). Wśród nich, stal nierdzewna austenityczna jest oznaczana serią 200 i 300; stal nierdzewna ferrytyczna i martenzytyczna – liczbą 400. Numer stali nierdzewnej używany w normie krajowej mojego kraju jest oznaczony zawartością pierwiastków, na przykład 06Cr19Ni10. Chociaż metoda znakowania w moim kraju może intuicyjnie odzwierciedlać skład pierwiastkowy stali nierdzewnej, liczby trzycyfrowe są w końcu łatwiejsze do zapamiętania, a trzycyfrowa metoda znakowania stosowana w Stanach Zjednoczonych jest powszechniej stosowana na rynku.

W tym momencie ponownie pojawiają się terminy fachowe, takie jak austenit, martenzyt i ferryt. Terminy te coraz częściej pojawiają się w propagandzie korporacyjnej, próbującej używać zaawansowanych terminów, aby ich produkty wydawały się zaawansowane i aby klienci popadali w przepaść. W rzeczywistości austenit i martenzyt to różne struktury krystaliczne stali. Różne struktury krystaliczne muszą być stabilne w temperaturze pokojowej, a ich skład stali również będzie różny. Austenit i martenzyt to nazwiska materiałoznawców, którzy odkryli te dwie struktury krystaliczne. Powszechnie uważa się, że austenityczna stal nierdzewna charakteryzuje się stosunkowo lepszą wytrzymałością i odpornością na korozję; podczas gdy martenzytyczna stal nierdzewna charakteryzuje się lepszą twardością. Jednak odporność na korozję to pojęcie ogólne. W różnych środowiskach odporność stali na korozję będzie różna i nie można jej uogólniać. Chciałbym jednak podkreślić, że stal nierdzewna 304 i 316 to austenityczne stale nierdzewne. Podkreślanie „austenitycznej stali nierdzewnej 304” jest zbędnym powtórzeniem, podobnie jak „mleko produkowane przez krowy”. Nie ma innego celu, jak tylko oszołomić konsumenta profesjonalną terminologią.

Mając na uwadze tak obszerną wiedzę fachową na temat gatunków stali nierdzewnej, wróćmy do tematu artykułu, czyli stali nierdzewnej do kontaktu z żywnością. Przyjrzyjmy się najpierw normom krajowym. Mój kraj opracował normę GB 9684-1988 „Normy sanitarne dla naczyń stołowych i pojemników ze stali nierdzewnej” w 1988 roku, znowelizował ją do GB 9684-2011 „Krajowy standard bezpieczeństwa żywności: Wyroby ze stali nierdzewnej” w 2011 roku, a następnie do GB 4806.9-2016 „Krajowy standard bezpieczeństwa żywności: Materiały i wyroby metalowe do kontaktu z żywnością” w 2016 roku.

Obowiązujący obecnie standard GB 4806.9-2016 „Krajowy Standard Bezpieczeństwa Żywności: Materiały i wyroby metalowe do kontaktu z żywnością” wyraźnie stanowi: „Główne części pojemników na naczynia ze stali nierdzewnej oraz narzędzi i urządzeń do produkcji i obsługi żywności powinny być wykonane z austenitycznej stali nierdzewnej, austenitycznej ferrytycznej stali nierdzewnej, ferrytycznej stali nierdzewnej i innych materiałów ze stali nierdzewnej; główne części naczyń ze stali nierdzewnej oraz narzędzia wiertnicze i szlifierskie do maszyn i urządzeń do produkcji żywności mogą być również wykonane z martenzytycznej stali nierdzewnej”. Widać zatem, że martenzytyczna stal nierdzewna nie powinna być stosowana, z wyjątkiem niektórych części, które mają dodatkowe wymagania dotyczące twardości. Norma jasno określa wskaźniki migracji materiałów ze stali nierdzewnej (tj. wytrącania się pierwiastków metali ciężkich), zapewniając bezpieczeństwo naczyń ze stali nierdzewnej. Norma nie określa jednak konkretnych modeli stali nierdzewnej do kontaktu z żywnością, co powinno być bardziej brane pod uwagę w celu wspierania badań i rozwoju nowych produktów ze stali nierdzewnej oraz optymalizacji ich wydajności. W końcu bardziej naukowe jest określenie właściwości materiału niż jego składu.

Wróćmy do popularnej stali nierdzewnej 304 i stali nierdzewnej 316. W porównaniu ze stalą nierdzewną 304, stal nierdzewna 316 zawiera dodatkowy molibden. Powszechnie uważa się, że stal nierdzewna 316 będzie miała lepszą odporność na korozję kwasową i alkaliczną, ale twardość stali nierdzewnej 316 jest stosunkowo niska, a cena wyższa. Możemy jednak również zauważyć, że wyższość stali nierdzewnej 316 w zakresie odporności na korozję w porównaniu ze stalą nierdzewną 304 jest zazwyczaj wykazywana w bardziej ekstremalnych warunkach. Dlatego stal nierdzewna 316 jest często stosowana w niektórych urządzeniach medycznych mających kontakt z płynami ustrojowymi lub produktach przemysłowych mających kontakt z wodą morską. Różne rodzaje wody pitnej, z którymi kubki termiczne mają kontakt na co dzień, są bardzo odporne na korozję, a stal nierdzewna 304 jest wystarczająca, aby spełnić te wymagania, więc nie ma potrzeby stosowania wysokiej jakości stali nierdzewnej 316.

Czy wlewanie mleka lub napojów do kubków termicznych jest bezpieczne?

Możemy być pewni, że używanie kubka termicznego ze stali nierdzewnej 304 do przechowywania wody nie spowoduje żadnych szkód dla organizmu. Jednak w praktyce możliwe jest również przechowywanie w nim napojów, takich jak mleko i soki. Czy jest to bezpieczne? Niektórzy badacze wykorzystali roztwory kwasu octowego i soli do symulacji rzeczywistego środowiska użytkowania i zbadali odporność na korozję różnych rodzajów stali nierdzewnej [7]. Krótko omówię tę pracę.

W niniejszym badaniu najpierw zbadano wpływ różnych stężeń kwasu octowego na migrację pierwiastków metali ciężkich w stali nierdzewnej. Przygotowano gradientowy roztwór kwasu octowego o stężeniu 0–8%, a następnie różne produkty ze stali nierdzewnej moczono w temperaturze 25°C przez 24 godziny. Stężenie kwasu octowego w occie wynosi poniżej 5%.

Aby zbadać wpływ czasu moczenia, naukowcy użyli 4% roztworu kwasu octowego w temperaturze 25°C i wydłużyli czas moczenia do 168 godzin (7 dni, jeden tydzień).

Ponieważ jest to kubek termiczny, dodawany do niego płyn zazwyczaj nie ma temperatury pokojowej. W niniejszym badaniu zbadano dodatkowo wpływ różnych temperatur, stosując 4% roztwór kwasu octowego w temperaturach 25°C, 40°C, 50°C i 70°C przez 24 godziny oraz 100°C przez 3 godziny.

W rzeczywistości zazwyczaj nie mamy do czynienia z czystymi, kwaśnymi cieczami, ale często z mieszaniną kwasu i soli, która również przyspiesza korozję. W niniejszym badaniu wykorzystano 4% roztwór kwasu octowego o różnym stężeniu soli (chlorku sodu) do moczenia stali nierdzewnej w temperaturze 25°C przez 24 godziny.

Badanie wykazało, że w przypadku stali nierdzewnej 304, po zanurzeniu w kwasie octowym o niskim stężeniu, niskim stężeniu jonów chlorkowych i temperaturze pokojowej, zawartość ołowiu nie przekraczała normy; po zanurzeniu w kwasie octowym o wysokim stężeniu, wysokim stężeniu jonów chlorkowych i wysokiej temperaturze, ilość wypłukiwanego pierwiastka ołowiu znacznie przekraczała normę; wraz ze wzrostem czasu zanurzenia, ilość wypłukiwanego pierwiastka ołowiu również wzrastała i przekraczała normę. W przypadku stali nierdzewnej 304, cztery pierwiastki: chrom, kadm, miedź i cynk nie uległy wyraźnej migracji ani nie przekroczyły normy w różnych warunkach zanurzenia i czasie. Ilość manganu wytrącającego się ze stali nierdzewnej 304 jest w dużym stopniu zależna od czasu moczenia. Wraz ze wzrostem czasu moczenia, 4% roztwór kwasu octowego przekracza normę po jednym tygodniu moczenia.

Kwasowość i zasolenie mleka i soku są znacznie niższe niż roztworu użytego w eksperymencie, dlatego uważam, że przechowywanie mleka i soku w temperaturze pokojowej w termosie jest bezpieczne. Nie będzie oczywistych zagrożeń dla bezpieczeństwa podczas przechowywania mleka i soku w wysokich temperaturach. Jednak rzeczywisty skład chemiczny komercyjnie dostępnego mleka i soku jest stosunkowo złożony, co może powodować złożone reakcje ogniw galwanicznych i przyspieszać korozję stali nierdzewnej. Szybkość reakcji znacznie wzrasta w wysokich temperaturach, dlatego nie zaleca się długotrwałego przechowywania mleka i soku w termosie. Co ważniejsze, nie można ściśle sterylizować termosu. W temperaturze powyżej 30 stopni tempo reprodukcji mikroorganizmów jest bardzo szybkie. Nawet jeśli nie weźmiemy pod uwagę wytrącania się pierwiastków metali ciężkich w stali nierdzewnej, mleko i sok łatwo ulegają zepsuciu.

Dlaczego na kubkach termicznych pojawiają się plamy rdzy?

Podczas użytkowania konsumenci nadal napotykają plamy rdzy na wewnętrznej ściance kubka termicznego. Co jest tego przyczyną?

Łącząc powyższe badania z podstawową wiedzą chemiczną, najbardziej prawdopodobną przyczyną jest to, że po użyciu pojemników ze stali nierdzewnej do przechowywania przedmiotów o określonej kwasowości i zasoleniu, nie ma możliwości skutecznego czyszczenia. Po odparowaniu wody stężenie kwasu i soli w okolicy gwałtownie wzrasta. Pod wpływem jednoczesnego działania kwasu i soli, kubek ze stali nierdzewnej utlenia się i koroduje, tworząc plamy rdzy. Ponadto, jeśli kubek termiczny jest szczególnie podatny na rdzewienie, należy się zastanowić, czy jest wykonany ze stali spełniającej wymagania. Po zardzewieniu stali mikroskopijna struktura powierzchni ulegnie poważnemu uszkodzeniu. Nawet jeśli rdza zostanie usunięta siłą, odporność na korozję znacznie się zmniejszy. Zardzewiałe kubki termiczne należy wyrzucić i nie zaleca się ich dalszego użytkowania.

Co jest nie tak z tęczowym nadrukiem na wewnętrznej ściance kubka termicznego?

Podczas użytkowania niektórzy konsumenci zauważą również, że na wewnętrznej ściance kubka termicznego pojawia się tęczowy nadruk. Jaka jest tego przyczyna?

Ogólnie rzecz biorąc, dzieje się tak, ponieważ nie jest ona starannie czyszczona po użyciu, a plamy organiczne przylegają do wewnętrznej ścianki. Pod wpływem białego światła plamy załamują się. Współczynniki załamania światła w różnych barwach są różne, co powoduje powstawanie tęczowych nadruków. Plamy organiczne mogą przyspieszać korozję stali nierdzewnej i sprzyjać rozwojowi mikroorganizmów. Należy je usuwać w odpowiednim czasie po ich wykryciu.

Jak czyścić stal nierdzewną Termos stalowy?

Ponieważ stal nierdzewna jest materiałem metalowym, jej odporność na korozję jest ograniczona, a do czyszczenia nie należy używać silnych detergentów kwasowych, zasadowych ani utleniających (dezynfekujących). Wystarczy użyć łagodniejszego detergentu (płynu do mycia naczyń itp.) do umycia termosu i wytrzeć go do sucha.

W powyższym artykule wielokrotnie wspominano o problemie wytrącania się metali ciężkich ze stali nierdzewnej. Niektórzy rodzice często mają surowe standardy, wręcz paranoicznie dbając o bezpieczeństwo żywności swoich dzieci, dlatego chcę na końcu artykułu rozwiać niepotrzebne wątpliwości. Niektórzy badacze [8] wskazali poprzez przegląd literatury i badania eksperymentalne, że: „Stal nierdzewna jest bezpiecznym materiałem do kontaktu z żywnością. Jak dotąd nie było żadnych doniesień o rakotwórczości, ostrym zatruciu, przewlekłym zatruciu, toksyczności reprodukcyjnej itp.; Cr rozpuszczony w stali nierdzewnej jest trójwartościowym Cr, który jest korzystny dla organizmu ludzkiego, i nie ma doniesień o wykryciu sześciowartościowego Cr. Ilość Ni rozpuszczonego w stali nierdzewnej jest niższa niż czystego Ni, ale bardzo niewielka liczba osób uczulonych na Ni powinna unikać używania stali nierdzewnej o wysokim rozpuszczaniu Ni. Mn jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym dla organizmu ludzkiego. Dzienne zapotrzebowanie jest znacznie wyższe niż ilość Cr i Ni. Ilość Mn rozpuszczonego w naczyniach ze stali nierdzewnej o wysokiej zawartości Mn jest znacznie mniejsza niż ilość Mn dostarczana przez żywność, herbatę i napoje.”

Dlatego nawet jeśli kupisz produkty ze stali nierdzewnej, które nie spełniają norm krajowych, lub okazjonalnie będziesz używać zardzewiałych produktów ze stali nierdzewnej dla swoich dzieci, rodzice nie muszą się zbytnio martwić i „nie spędzać snu z powiek”.

Podsumowując, stal nierdzewna to bezpieczny materiał metalowy, który może mieć kontakt z żywnością. Kubki termiczne wykonane ze stali nierdzewnej dopuszczonej do kontaktu z żywnością, spełniającej normy krajowe, takie jak stal nierdzewna 304, nie stanowią zagrożenia dla zdrowia. Wysokiej jakości stal nierdzewna 316 może dodatkowo zwiększyć odporność termosu na korozję, ale to, czy przyniesie to dodatkowe korzyści w praktyce, pozostaje kwestią otwartą. Należy jednak zachować ostrożność podczas długotrwałego przechowywania w termosie napojów o wysokiej temperaturze, takich jak mleko i soki.

Po przechowywaniu w termosie napojów zawierających złożone składniki należy go regularnie czyścić, stosując do czyszczenia łagodny detergent.