Zakaj običajno ogljikovo jeklo ne more nadomestiti nerjavečega jekla 316 za fermentacijske grelne zanke?

Kaj je razlog, da nerjavečega jekla 316 ni mogoče nadomestiti z običajnim ogljikovim jeklom v fermentacijskih grelnih zankah? Za sisteme fermentacijskega ogrevanja so potrebni ponavljajoči se kislinsko-bazični izmenični čistilni cikli ter dolgoročna-prilagajanje na kisla, šibko alkalna in mikro-jedka gojišča. Številne proizvodne ekipe si prizadevajo zmanjšati nabavne stroške z zamenjavo nerjavečega jekla 316 z poceni-cenovnimi navadnimi grelnimi cevmi iz ogljikovega jekla. Vendar pa bo ta zamenjava povzročila pogoste okvare opreme, srednjo kontaminacijo in močno korozijo. Zaradi temeljnih razlik v strukturi materiala, odpornosti proti koroziji in prilagodljivosti delovnih pogojev fermentacije med navadnim ogljikovim jeklom in nerjavnim jeklom 316 je ogljikovo jeklo popolnoma neprimerno za scenarije uporabe fermentacijske ogrevalne zanke.|Razsežnost uspešnosti|Navadno ogljikovo jeklo|316L nerjaveče jeklo|Prilagodljivost uporabe fermentacije|| ----|----|----|----|| Vsebnost kromove zlitine|Pod 0,3 %|16 %–18 %|Ogljikovo jeklo nima pasivne protikorozijske zaščite|| Prag odpornosti na klorid|Manj kot 10 ppm|Znotraj 50 ppm stabilno delovanje|Ogljikovo jeklo, nagnjeno k hitri luknjičasti koroziji|| CIP kislinsko-bazična odpornost|Močna rja in luščenje po 3–5 ciklih|Stabilen po več sto ciklih čiščenja|316L se prilagaja pogostemu fermentacijskemu čiščenju|| Tveganje padavin kovin|Masno obarjanje železovih ionov|Sledi kvalificiranim padavinam|Ogljikovo jeklo povzroča srednje onesnaženje|| Življenjska doba v fermentaciji|1–3 mesece|2–3 leta prekinitvena proizvodnja|Velika vrzel v dolgoročni stabilnosti|| Skladnost z GMP|Popolnoma nekvalificiran|Skladno z osnovno hrano|Ogljikovo jeklo ne more prestati tovarniške revizije|Glavni razlog, zakaj običajno ogljikovo jeklo ne more nadomestiti nerjavečega jekla 316, je pomanjkanje samopopravljivega, s kromom bogatega pasivnega filma na njegovi površini. Ogljikovo jeklo bo hitro oksidiralo in rjavelo v okoljih fermentacije, ki vsebujejo sledove klorida in organske kisline. Medija ni mogoče izolirati s plastjo rje, steno cevi pa bo v kratkem času predrla stalna elektrokemična korozija, kar bo povzročilo puščanje grelne zanke in medija rezervoarja. Nasprotno pa je nerjaveče jeklo 316L sposobno vzdržati običajne korozivne dejavnike pri proizvodnji hrane in fermentaciji z oblikovanjem gostega zaščitnega filma, ki je odvisen od komponent z visoko vsebnostjo kroma in molibdenove zlitine. Med delovanjem bodo grelne cevi iz ogljikovega jekla nenehno sproščale železove ione in nečistoče rje, kar bo onesnažilo fermentacijske seve in končne izdelke, sprožilo mikrobno kontaminacijo in izgube šaržnih ostankov ter resno kršilo proizvodne specifikacije GMP. To je v zvezi z varnostjo proizvodnje in kakovostjo izdelkov. Vendar pa izjemno kratka življenjska doba navadnega ogljikovega jekla povzroči pogosto zamenjavo zapiral, ponavljajoče se vzdrževanje in stalna tveganja kakovosti izdelka, kar ima za posledico bistveno višje splošne operativne stroške kot nerjaveče jeklo 316L, kljub izjemno nizkim nabavnim stroškom. Poleg tega bo korozija zaradi utrujenosti varilnih šivov iz ogljikovega jekla pospešena s pogostimi temperaturnimi nihanji CIP in izmenično kislinsko-bazičnim čiščenjem v fermentacijskih delavnicah, kar bo povzročilo nastanek skritih napak v razpokah, ki jih je težko odkriti. 316Nerjavno jeklo L lahko ohrani stabilno strukturno zmogljivost v dolgotrajnih izmeničnih delovnih pogojih po obdelavi z integrirano pasivizacijo in argonom ščitno varjenje. Skratka, konvencionalno ogljikovo jeklo je izključno primerno za nekorozivne scenarije ogrevanja v prečiščeni vodi in ni primerno za uporabo v nobeni standardni fermentacijski ogrevalni zanki.