食品机械的腐蚀机理与合理选材
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摘 要：近年来，食品机械行业得到了很大的发展，在食品机械行业发展的过程中，也出现了很多的问题，很多的食品机械不能满足食品工业的生产需要，出现了机械腐蚀的情况，我国的食品机械在发展中和国外先进水平相比是存在着很大的差距。食品机械在很多的方面都要进行改进，尤其在选材和防腐蚀方面。
关键词：食品机械；腐蚀；选材
食品是人类生存中必不可少的，食品行业的发展对人们的生活水平和经济的发展都是有很大的影响的。在进行食品加工中，食品机械是必备的设备，食品机械在设计、制造、选材和防腐蚀方面都要进行很多的研究，只有这样才能更好的使食品生产技术得到提高。食品机械在使用的过程中非常容易出现腐蚀的情况，对出现的腐蚀情况一定要进行很好的研究，找到食品机械腐蚀的机理，然后对食品机械应该采取何种金属材料进行制造找到解决的方法。
在进行食品生产过程中，进行生产的物料在性质上是存在着很大的差异的，很多材料是带有酸性的，有些则是带有碱性的，有些物料本身就是酸的，或者是碱的，这样在进行食品生产过程中，这样物料都会给生产的机械带来一定的影响。很多的生产物料在生产的时候要和机械直接进行接触，这样非常有可能对金属材料产生腐蚀作用。很多的食品在生产过程中要处于水、盐、高温的情况进行生产，这样就使得生产机械出现恶劣的工作环境下，这样就加快金属的腐蚀速度。对生产物料进行更好的掌握，可以更好的掌握腐蚀的机理，找到更合理的选材，同时也可以针对生产进行有效的防腐措施。预防和控制各种物料对食品机械设备的腐蚀是食品机械防腐的重点。食品生产过程中物料对机械设备进行腐蚀主要是通过化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
1.1 化学腐蚀
化学腐蚀主要针对的是金属表面和非电解质发生的纯化学反应引起的损坏。化学腐蚀主要发生在干燥以及非电解质溶液中，它的反应特点是金属表面的原子和非电解质中的氧化剂发生氧化还原反应，形成腐蚀产物。在化学腐蚀过程中，电子的传递在金属和氧化剂之间，这样在腐蚀中是不会出现电流的。食品工业中用来储存和运输液态非电解质的设备受到的腐蚀通常都是化学腐蚀。食品生产过程中经常会出现物料的分解情况，在这个过程中会出现二氧化碳和氧化物，这样也会引起金属的化学腐蚀情况。在化学腐蚀中，高温情况下的气体腐蚀是最严重的。
1.2 电化学腐蚀
电化学腐蚀是机械金属表面和电解质溶液发生的电化学反应引起的损坏，在反应的过程中会出现电流。在电化学反应中要有至少一个阳极反应和一个阴极反应。阳极反应是一个氧化的过程，阴极反应是一个还原的过程。在金属腐蚀中出现的电化学反应和原电池的反应是非常相似的，同样会发生多相的氧化还原反应。将同一种金属浸入到不同的溶液中是会出现不同的电位，在有介质的容器中，电化学腐蚀的强度是比化学腐蚀更加严重的，同时危害也更加大。金属在潮湿的情况会出现大气的腐蚀，同样在酸碱溶液中也是会出现腐蚀的，不同的金属在接触了不同的溶液时出现的电化学腐蚀情况也是不同的。食品机械在使用的过程中会常常在潮湿的空气中，同时也会和酸碱溶液接触，这样都会导致电化学腐蚀的发生。
1.3 影响腐蚀的因素
食品机械在生产过程中会有很多的因素导致腐蚀情况的出现，首先是金属材料因素，在进行食品机械制造的时候，通常使用的金属材料都是合金结构材料，在制造过程中使用纯金属的情况非常少见，同时也是因为纯金属的材料在制造过程中成本是非常高的。使用合金结构制造出来的食品机械在耐腐蚀方面是非常差的。金属的表面越粗糙，其耐腐蚀性就越差，粗糙的金属表面会存在着缝隙处，这样非常容易接触空气，也非常容易受到液体的腐蚀。机械在制造的时候，要求一定要保持表面的光滑，同时也保证表面的平整性。这样不仅仅是为了保证机械的美观性，同时也是为了提高材料的耐腐蚀性，在进行食品生产的时候也能保证食品的卫生情况。金属材料出现变形的情况也是非常常见的，在这种情况下，受到腐蚀的时候损坏情况会出现增大的情况。其次是腐蚀介质的因素，食品介质的浓度、稠度和性质度机械的耐腐蚀性都是有很大影响的，在食品生产过程中，很多的食品天添加剂是有明确规定的，食品添加剂在浓度上出现问题以后导致金属腐蚀情况的加重。
金属在不同介质在酸性、中性和碱性中发生的腐蚀过程各不相同。例如，铁在碱性溶液中较稳定，而在酸性和中性溶液中不稳定；铝在酸性和碱性溶液中不稳定，但在中性溶液中稳定。食品生产中无论是酸性或碱性反应生成的产物都具有腐蚀性。最后是设备结构因素，不合理的结构会导致内应力、受热不均匀，出现局部过热的情况，异种金属相互接触、间隙、槽孔、死角、不致密性等不利因素，促使产生腐蚀源或使腐蚀扩展。因此，合理正确的结构设计是控制腐蚀的一种有效措施。
2 食品机械的合理选材
制造食品机械的材料不仅仅要满足机械的性能，同时要保证食品生产过程中对环境的要求，要保证食品生产的卫生情况，在耐腐蚀方面要非常的主要，因此，在食品机械制造中，对材料要非常主要。
2.1 金属材料的选用
食品机械中很多的材料都是不锈钢材的，这种材料可以更好的抵抗食品介质的腐蚀，同时在食品生产中有很好的性能。在进行机械生产中，不锈钢材料在进行加工和焊接的时候，性能是非常好的，不锈钢材料逐渐成为了金属材料的首要选择。但是这种材料在使用的时候，价格是非常昂贵的，这样在进行机械制造的过程中，就要减少不锈钢材料的用量，而且可以主要在与食品物料接触的零件上使用。在进行食品机械制造的时候，对于设备承载负荷的构件可以采用普通的铸铁来进行生产。机械制造过程中将普通的碳钢材料进行耐腐蚀处理，可以更好的降低生产成本。在进行表面防腐蚀处理的时候，采用的方法是有很多的，主要有电镀、氧化、磷化、油漆、塑料喷涂、金属喷镀、珐琅层等。机械中与食品直接进行接触的部分可以采用塑料喷涂的方式来进行，在喷涂材料上可以选择环氧树脂、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，这些材料在进行食品生产的时候稳定性是非常好的。这样可以更好的保证食品生产不会受到影响。
2.2 非金属材料的选用
在食品机械中，非金属材料的选用，是降低设备生产成本的又一有效途径。选材时必须满足刚强度、化学稳定性、耐腐蚀性、加工性能的要求，同时必须考虑食品生产所用介质的卫生要求，尤其是直接与食品接触的材料应保证对人体无毒害，且无异味，不得与食品发生化学反应，造成食品污染。目前，食品机械常用的非金属材料有，陶瓷、搪瓷、玻璃钢、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂等，陶瓷承受挤压应力的能力较承受拉伸应力的能力强，对高温无机酸和有机酸的作用稳定，对苛性碱、氢氟酸的作用不稳定，搪瓷的耐腐蚀性好，且具备较高的机械性能，但是搪瓷设备不能遭激冷，设备激冷时会造成搪瓷层破裂。破璃钢适宜于制造食品机械的防护罩等结构。各种聚合物多用来作保护性涂层。
3 结束语
食品生产过程中，机械是必备的生产工具，但是，机械在使用的过程中经常会出现腐蚀的情况，机械出现腐蚀的情况不仅仅会影响生产的效率，同时对食品的卫生情况也会进行影响。针对食品机械出现腐蚀的问题，要进行分析，找到腐蚀出现的机理，然后对机械的制造材料进行改进，这样更能保证食品生产的安全。
参考文献
[1]倪永泉.实用防腐蚀技术[M].北京：化学工业出版社，1993.
[2]H・E毕勒.合理的防腐蚀设计[M].北京：化学工业出版社，1990.