Requisiti speciali per l'industria alimentare e delle bevande
I tubi di tipo sanitario per l'industria alimentare e delle bevande devono soddisfare requisiti fondamentalmente diversi rispetto ai tubi industriali. La preoccupazione principale non è il contenimento della pressione ma l'igiene: il tubo non deve contaminare il prodotto, deve essere pulibile per prevenire la crescita batterica e deve resistere agli aggressivi prodotti chimici di pulizia e sterilizzazione utilizzati nei processi CIP (Clean-In-Place) e SIP (Sterilize-In-Place). Qualsiasi rugosità superficiale, fessura, gamba morta o altra caratteristica che possa intrappolare i residui del prodotto diventa un potenziale sito di crescita batterica e contaminazione del prodotto.
Il quadro normativo per i tubi sanitari comprende i requisiti della Food and Drug Administration (FDA) statunitense nel 21 CFR (Codice dei regolamenti federali), che specificano i materiali accettabili per le superfici a contatto con gli alimenti. Gli standard sanitari 3-A (sviluppati da 3-A Sanitary Standards, Inc.) forniscono requisiti dettagliati di progettazione e fabbricazione per le apparecchiature utilizzate nella lavorazione lattiero-casearia e alimentare. L'European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG) pubblica linee guida per la progettazione di apparecchiature igieniche che integrano la Direttiva Macchine e le normative sul contatto alimentare in Europa.
Acciaio inossidabile per l'industria alimentare
L'acciaio inossidabile 304 (EN 1.4301) è il grado-per uso generale per la lavorazione degli alimenti e offre una buona resistenza alla corrosione per la maggior parte dei prodotti alimentari unita a un costo moderato. È adatto per prodotti lattiero-caseari (latte, panna, yogurt), bevande (birra, vino, bibite), oli commestibili e molti alimenti trasformati. La versione 304L a basso-carbonio (EN 1.4307) è preferita quando è necessaria la saldatura per prevenire la sensibilizzazione e mantenere la resistenza alla corrosione nella zona-influenzata dal calore.
L'acciaio inossidabile 316L (EN 1.4404) offre una resistenza alla corrosione superiore grazie all'aggiunta di 2-3% di molibdeno. È necessario per applicazioni che coinvolgono alimenti acidi (succhi di agrumi, prodotti a base di pomodoro, sottaceti), ambienti ad alto contenuto di cloruri (salamoia, salsa di soia) e dove vengono utilizzati prodotti chimici detergenti più forti. Il costo aggiuntivo del 316L (tipicamente il 20-30% in più rispetto al 304L) è giustificato in queste applicazioni impegnative. L'acciaio al carbonio viene raramente utilizzato a diretto contatto con gli alimenti perché la formazione di ruggine contaminerebbe il prodotto e la superficie ruvida non può essere adeguatamente pulita.
| Tipo di cibo | Grado consigliato | Motivo |
|---|---|---|
| Latticini (latte, panna) | 304L | Bassa acidità, resistenza generale alla corrosione sufficiente |
| Birra e vino | 304L | Acidità moderata, compatibile CIP |
| Succhi di agrumi | 316L | Elevata acidità, l'acido citrico richiede Mo-grado SS |
| Salamoie | 316L | La resistenza alla vaiolatura del cloruro è essenziale |
| Oli e grassi commestibili | 304L | La finitura superficiale non-corrosiva è il fattore chiave |
| Acqua purificata | 304L | Bassa conduttività, bassa corrosività |
Requisiti di finitura superficiale per tubi sanitari
La finitura superficiale interna del tubo sanitario è fondamentale per la pulibilità. Lo standard per la lucidatura meccanica è Ra inferiore o uguale a 0,8 μm (32 μin), che fornisce una superficie che può essere pulita efficacemente dai sistemi CIP. Tuttavia, anche a Ra 0,8 μm, la superficie sottoposta all’esame microscopico presenta ancora picchi e avvallamenti dove i batteri possono attaccarsi. L'elettrolucidatura (EP) riduce la ruvidità superficiale a Ra inferiore o uguale a 0,4 μm (16 μin) rimuovendo lo strato passivo e creando una superficie più liscia e uniforme. Oltre ad essere più lisce, le superfici elettrolucidate sono più resistenti alla corrosione-perché il processo rimuove il ferro libero e i contaminanti incorporati dalla superficie.
La ricerca ha dimostrato che l’adesione batterica diminuisce significativamente con superfici più lisce. A Ra > 0,8 μm, batteri come Listeria monocytogenes ed E. coli possono rimanere intrappolati nelle fessure superficiali e sopravvivere alla pulizia CIP. Le superfici elettrolucidate (Ra <0,4 μm) mostrano una ritenzione batterica sostanzialmente inferiore e sono più facili da pulire. Dopo la lucidatura, il tubo viene generalmente passivato (trattato con acido nitrico o soluzione di acido citrico) per migliorare lo strato passivo naturale di ossido di cromo, massimizzando la resistenza alla corrosione e prevenendo il rilascio di ioni metallici nel prodotto.
Requisiti CIP/SIP
I sistemi Clean-In-Place (CIP) fanno circolare soluzioni detergenti (soda caustica, acido e disinfettante) attraverso il sistema di tubazioni senza necessità di smontaggio. La superficie interna del tubo deve essere liscia e chimicamente resistente per resistere all'esposizione ripetuta a detergenti chimici aggressivi a temperature fino a 85 gradi. La disposizione dei tubi deve eliminare i tratti morti in cui la soluzione detergente non può circolare e tutti i tratti dei tubi devono essere inclinati per un drenaggio completo (tipicamente pendenza minima del 2%). Sterilize-In-Place (SIP) utilizza vapore a 120-140 gradi per sterilizzare il sistema. Il materiale del tubo deve resistere a ripetuti cicli termici senza degradazione. 304L e l'acciaio inossidabile 316L sono entrambi adatti per SIP a condizione che il tubo sia adeguatamente supportato per l'espansione termica.
Il metodo di connessione per i tubi sanitari è in genere il raccordo Tri-Clamp (morsetto sanitario), che utilizza una ghiera con guarnizione e un morsetto esterno per creare un giunto interno a filo e privo di fessure-. Questo design elimina le fessure presenti nelle connessioni filettate e i cordoni di saldatura interni presenti nelle connessioni saldate a tasca, che intrappolerebbero prodotto e batteri. Per le connessioni permanenti, la saldatura orbitale automatica con control-lavaggio di gas inerte produce un cordone di saldatura interno liscio che può essere ispezionato ed elettrolucidato per adattarsi alla finitura superficiale del tubo.
Dimensioni dei tubi sanitari
Le dimensioni dei tubi sanitari differiscono dalle dimensioni dei tubi ASME standard. Il diametro esterno del tubo sanitario è uguale alla dimensione standard del tubo corrispondente, ma lo spessore della parete è generalmente SCH 5S o 10S (parete sottile), non SCH 40 o 80. Ad esempio, il tubo sanitario da 2" ha un diametro esterno di 60,3 mm (come il tubo standard da 2") ma lo spessore della parete è di 1,65 mm (SCH 5S) rispetto a 3,91 mm (SCH 40) per il tubo standard. La parete più sottile riduce il peso e i costi e migliora il trasferimento di calore per i processi a temperatura-controllata. Le dimensioni sanitarie comuni sono 1" (25,4 mm OD), 1,5" (38,1 mm OD), 2" (50,8 mm OD diritto per alcuni standard, 60,3 mm per altri), 3" (76,2 o 88,9 mm OD) e 4" (101,6 o 114,3 mm OD). La variazione del diametro esterno tra diversi standard sanitari (DIN 11850, ISO 2037, ASTM A270) richiede un'attenta verifica al momento dell'ordine.
Standard relativi ai tubi sanitari
ASTM A270 è il principale standard statunitense per i tubi in acciaio inossidabile di grado sanitario. DIN 11850 è lo standard tedesco ampiamente utilizzato in Europa. ISO 2037 è lo standard internazionale. GB/T 14976 riguarda i tubi senza saldatura in acciaio inossidabile cinese ed è applicabile per servizi di qualità alimentare se adeguatamente specificato con la finitura superficiale richiesta. Ciascuno standard ha dimensioni esterne e spessori delle pareti leggermente diversi, quindi è essenziale specificare lo standard in vigore al momento dell'ordine. La nostra pipaConfronto degli standard(59) include riferimenti incrociati-per gli standard relativi ai tubi sanitari.
Certificazione tubi sanitari
I tubi sanitari devono essere forniti con la documentazione che dimostri la conformità dei materiali FDA (in genere attraverso il certificato del materiale che mostra che la composizione chimica soddisfa lo standard ASTM applicabile), i risultati della misurazione della finitura superficiale (valore Ra, metodo di misurazione e data), la tracciabilità del materiale (MTC con numero di calore e numero di lotto per la tracciabilità completa dalla fusione al tubo finito) e, ove richiesto, certificazione di terze parti-da parte di 3A o EHEDG per la progettazione completa del sistema.
Le nostre soluzioni F&B
ProduttorePipe fornisce tubi in acciaio inossidabile 304L e 316L per uso alimentare con finiture sanitarie. Offriamo lucidatura meccanica a Ra inferiore o uguale a 0,8 μm standard ed elettrolucidatura a Ra inferiore o uguale a 0,4 μm per applicazioni critiche. I nostri tubi sono forniti con MTC completo, certificazione di finitura superficiale e dichiarazioni di conformità FDA. Possiamo organizzare ispezioni di terze parti-per la verifica della conformità 3A o EHEDG.
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