Из какого материала изготовлен термокружка (из нержавеющей стали)?

Безопасность пищевых продуктов всегда вызывает беспокойство, а обилие информации в интернете также дает потребителям возможность учиться самостоятельно. Нержавеющая сталь — распространенный материал для большого количества оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами, в том числе ТермосыИз-за заботы о собственном здоровье и здоровье своих семей многие друзья ищут в интернете профессиональную информацию о нержавеющей стали. Однако нержавеющая сталь имеет сложный состав и систему нумерации. Самостоятельный поиск информации неизбежно может вызвать некоторую путаницу. Здесь, опираясь на свои ограниченные знания, а также на некоторые источники и национальные стандарты, я кратко расскажу о материале из нержавеющей стали, используемом в пищевых контейнерах, таких как термокружки, для вашего ознакомления. Если у вас возникнут какие-либо неуместные моменты, пользователи сети также могут поднять их и обсудить.

В чём разница между нержавеющая сталь 304 А как насчет нержавеющей стали 316? Введение в систему нумерации нержавеющей стали.

304 и 316 — это два набора чисел, которые часто встречаются при обсуждении материалов из нержавеющей стали. Использование трех цифр для обозначения различных стандартных марок нержавеющей стали — это фактически практика Американской ассоциации производителей железа и стали. Среди них аустенитная нержавеющая сталь обозначается сериями 200 и 300; ферритная и мартенситная нержавеющая сталь — числом 400. В национальном стандарте моей страны номер нержавеющей стали обозначается содержанием элементов, например, 06Cr19Ni10. Хотя метод маркировки в моей стране интуитивно отражает элементный состав нержавеющей стали, трехзначные числа все же легче запомнить, и трехзначный метод маркировки, используемый в Соединенных Штатах, более распространен на рынке.

На этом этапе снова появляются профессиональные термины, такие как аустенит, мартенсит и феррит. Эти термины всё чаще встречаются в корпоративной рекламе, где пытаются использовать передовые термины, чтобы представить свою продукцию как передовую и ввести потребителей в заблуждение. На самом деле, аустенит и мартенсит — это разные кристаллические структуры стали. Разные кристаллические структуры должны быть стабильны при комнатной температуре, и их состав также будет различаться. Аустенит и мартенсит — это названия, данные учёными-материаловедами, открывшими эти две кристаллические структуры. Обычно считается, что аустенитная нержавеющая сталь обладает относительно лучшей ударной вязкостью и коррозионной стойкостью, в то время как мартенситная нержавеющая сталь обладает лучшей твёрдостью. Однако коррозионная стойкость — это общее понятие. В разных средах коррозионная стойкость стали будет разной, и её нельзя обобщать. Но я хотел бы подчеркнуть, что нержавеющая сталь 304 и нержавеющая сталь 316 — это аустенитные нержавеющие стали. Подчёркивание «аустенитная нержавеющая сталь 304» — это излишнее повторение, как и «молоко, производимое коровами». Другого смысла здесь нет, кроме как ошеломить потребителей профессиональными терминами.

После стольких профессиональных сведений о марках нержавеющей стали, давайте вернемся к теме статьи — нержавеющей стали для пищевой промышленности. Для начала рассмотрим национальные стандарты. В моей стране в 1988 году был разработан стандарт GB 9684-1988 «Санитарные стандарты для посуды и контейнеров из нержавеющей стали», в 2011 году он был пересмотрен до GB 9684-2011 «Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов: изделия из нержавеющей стали», а в 2016 году — до GB 4806.9-2016 «Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов: металлические материалы и изделия, контактирующие с пищевыми продуктами».

В действующем стандарте GB 4806.9-2016 «Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов: металлические материалы и изделия, контактирующие с пищевыми продуктами» четко указано: «Основные части посуды из нержавеющей стали, а также инструменты и оборудование для производства и обработки пищевых продуктов должны быть изготовлены из аустенитной нержавеющей стали, аустенитной ферритной нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали и других нержавеющих материалов; основные части посуды из нержавеющей стали, а также сверлильные и шлифовальные инструменты для оборудования и машин пищевого производства могут быть изготовлены из мартенситной нержавеющей стали». Видно, что мартенситная нержавеющая сталь не должна использоваться, за исключением некоторых деталей, к которым предъявляются дополнительные требования по твердости. Стандарт четко определяет показатели миграции материалов из нержавеющей стали (т.е. осаждения тяжелых металлов), обеспечивая безопасность посуды из нержавеющей стали. Однако стандарт не указывает конкретные модели нержавеющей стали, контактирующей с пищевыми продуктами, что следует учитывать для стимулирования исследований и разработок новых изделий из нержавеющей стали и оптимизации их характеристик. В конце концов, более научно обоснованным является определение характеристик материала, а не его состава.

Вернемся к распространенным нержавеющим сталям 304 и 316. По сравнению с нержавеющей сталью 304, нержавеющая сталь 316 содержит дополнительное количество молибдена. Считается, что нержавеющая сталь 316 обладает лучшей коррозионной стойкостью к кислотам и щелочам, но ее твердость относительно ниже, а цена выше. Однако, как видно, превосходство нержавеющей стали 316 по коррозионной стойкости по сравнению с нержавеющей сталью 304 обычно проявляется в более экстремальных условиях. Поэтому нержавеющая сталь 316 часто используется в некоторых медицинских приборах, контактирующих с биологическими жидкостями, или в промышленных изделиях, контактирующих с морской водой. Различные виды питьевой воды, с которыми ежедневно контактируют термосы, очень слабо подвержены коррозии, и нержавеющей стали 304 достаточно для удовлетворения этих требований, поэтому потребность в высококачественной нержавеющей стали 316 невелика.

Безопасно ли наливать молоко или другие напитки в термосы?

Мы можем быть уверены, что использование термостакана из нержавеющей стали 304 для хранения воды не причинит вреда организму. Однако на практике в нем также можно хранить такие напитки, как молоко и сок. Безопасно ли это? Некоторые исследователи использовали растворы уксусной кислоты и соли для имитации реальных условий эксплуатации и изучали коррозионную стойкость различных типов нержавеющей стали [7]. Я кратко расскажу об этой работе.

В данном исследовании впервые изучалось влияние различных концентраций уксусной кислоты на миграцию тяжелых металлов в нержавеющей стали. Был приготовлен градиентный раствор уксусной кислоты с концентрацией от 0 до 8%, и различные изделия из нержавеющей стали выдерживались при температуре 25°C в течение 24 часов. Концентрация уксусной кислоты в обычном уксусе составляла менее 5%.

Для изучения влияния времени замачивания исследователи использовали 4%-ный раствор уксусной кислоты при температуре 25°C и увеличили время замачивания до 168 часов (7 дней, одна неделя).

Поскольку это термос, добавляемая в него жидкость, как правило, не должна быть комнатной температуры. В данном исследовании дополнительно изучалось влияние различных температур, используя 4%-ный раствор уксусной кислоты при 25 ℃, 40 ℃, 50 ℃ и 70 ℃ в течение 24 часов, а также при 100 ℃ в течение 3 часов.

В реальной жизни мы обычно сталкиваемся не с чистыми кислыми жидкостями, а часто со смесью кислоты и соли, причем соль также ускоряет коррозию. В данном исследовании использовался 4%-ный раствор уксусной кислоты с различной концентрацией соли (хлорида натрия) для выдержки нержавеющей стали при температуре 25 ℃ в течение 24 часов.

Исследование показало, что для нержавеющей стали 304 при погружении в уксусную кислоту низкой концентрации, низкую концентрацию хлорид-ионов и комнатную температуру содержание свинца не превышало нормы; при погружении в уксусную кислоту высокой концентрации, высокую концентрацию хлорид-ионов и высокую температуру количество выщелачиваемого свинца значительно превышало норму; с увеличением времени погружения количество выщелачиваемого свинца также увеличивалось и превышало норму. Для нержавеющей стали 304 четыре элемента — хром, кадмий, медь и цинк — не подвергались явной миграции и не превышали норму при различных условиях и времени погружения. Количество марганца, осажденного из нержавеющей стали 304, в значительной степени зависит от времени выдержки. С увеличением времени выдержки 4%-ный раствор уксусной кислоты превышает норму после одной недели выдержки.

Кислотность и соленость молока и сока значительно ниже, чем в растворе, использованном в эксперименте, поэтому я считаю безопасным хранить молоко и сок в термосе при комнатной температуре. При хранении молока и сока при высоких температурах не возникнет очевидных угроз безопасности. Однако фактический химический состав продаваемого в магазинах молока и сока относительно сложен, что может привести к сложным гальваническим реакциям и ускорить коррозию нержавеющей стали. Скорость реакции значительно возрастает при высоких температурах, поэтому не рекомендуется использовать термос для длительного хранения молока и сока. Что еще важнее, невозможно обеспечить строгую стерилизацию термоса. При температуре выше 30 градусов скорость размножения микроорганизмов очень высока. Даже если не учитывать осаждение тяжелых металлов в нержавеющей стали, молоко и сок легко портятся.

Почему на термокружках появляются ржавые пятна?

В реальных условиях потребители по-прежнему сталкиваются с пятнами ржавчины на внутренней стенке термоса. В чем причина этого?

Сочетая вышеизложенные исследования и базовые химические знания, наиболее вероятная причина заключается в том, что после использования контейнеров из нержавеющей стали для хранения предметов с определенной кислотностью и соленостью не происходит эффективной очистки. После испарения воды концентрация кислоты и соли в локальной области быстро возрастает. Под совместным действием кислоты и соли стальная кружка окисляется и корродирует, образуя пятна ржавчины. Кроме того, если термокружка особенно подвержена ржавчине, необходимо усомниться в том, соответствует ли используемая сталь требованиям. После ржавления сталь серьезно повреждается на микроскопической поверхности. Даже если ржавчину соскоблить силой, коррозионная стойкость значительно снизится. Ржавые термокружки следует выбросить, и дальнейшее их использование не рекомендуется.

Что не так с радужным рисунком на внутренней стенке термоса?

В процессе использования некоторые потребители также обнаруживают, что радужный рисунок появляется на внутренней стенке термокружки. В чем причина?

В целом, это происходит из-за недостаточной тщательной очистки после использования, в результате чего органические пятна прилипают к внутренней стенке. При облучении пятен белым светом происходит преломление. Показатель преломления света разных цветов различен, что приводит к появлению радужных отпечатков. Органические пятна могут ускорять коррозию нержавеющей стали, а также способствовать размножению микроорганизмов. Их следует своевременно удалять после обнаружения.

Как почистить нержавеющую сталь Стальной термос?

Поскольку нержавеющая сталь — это металлический материал, её коррозионная стойкость ограничена, и при чистке не следует использовать сильнокислотные, щелочные или сильноокисляющие (дезинфицирующие) моющие средства. Для чистки термоса используйте более мягкое моющее средство (например, жидкость для мытья посуды) и вытрите его насухо.

В вышеупомянутой статье неоднократно упоминалась проблема осаждения тяжелых металлов из нержавеющей стали. Некоторые родители предъявляют слишком строгие требования, почти параноидально заботясь о безопасности пищевых продуктов своих детей, поэтому я также хочу в конце статьи снять лишнее напряжение. Некоторые исследователи [8] в ходе обзора литературы и экспериментальных исследований указали, что: «Нержавеющая сталь является безопасным материалом для контакта с пищевыми продуктами. До сих пор не было сообщений о канцерогенности, остром отравлении, хроническом отравлении, репродуктивной токсичности и т. д.; растворенный в нержавеющей стали хром является трехвалентным хромом, что полезно для человеческого организма, и нет сообщений об обнаружении шестивалентного хрома. Количество растворенного в нержавеющей стали никеля ниже, чем в чистом никеле, но очень небольшому числу людей, страдающих аллергией на никель, следует избегать использования нержавеющей стали с высоким содержанием никеля. Марганец является важным микроэлементом для человеческого организма. Суточная потребность намного выше, чем количество хрома и никеля. Количество марганца, растворенного в посуде из нержавеющей стали с высоким содержанием марганца, намного меньше, чем количество марганца, поступающего с пищей, чаем и напитками».

Поэтому, даже если вы, к сожалению, покупаете изделия из нержавеющей стали, не соответствующие национальным стандартам, или иногда используете ржавые изделия из нержавеющей стали для своих детей, родителям не стоит слишком беспокоиться и «терять сон по ночам».

Вкратце, нержавеющая сталь — это безопасный металлический материал, который может контактировать с пищевыми продуктами. Термосы, изготовленные из пищевой нержавеющей стали, соответствующей национальным стандартам, например, из нержавеющей стали марки 304, не представляют угрозы для здоровья. Высококачественная нержавеющая сталь марки 316 может дополнительно повысить коррозионную стойкость термоса, но вопрос о том, принесет ли это дополнительные преимущества на практике, остается открытым. Тем не менее, следует проявлять осторожность при длительном использовании термоса для хранения напитков высокой температуры, таких как молоко и сок.

После хранения напитков со сложным составом в термосе его следует своевременно мыть; для чистки следует использовать мягкое моющее средство.