По назначению материалы подразделяют на 3 группы:

1. Конструкционные;

2. Теплоизоляционные;

3. Электротехнические.

1. Конструкционные материалы предназначены для изготовления деталей аппаратов (кожухов, станин, варочных сосудов, жарочных поверхностей и т.п.)

В качестве конструкционных материалов используются черные и цветные металлы, сплавы, пластмассы.

Металлы делят на черные и цветные, т.е. железо и сплавы на его основе. Остальные металлы и их сплавы – это цветные.

Чугун – это сплав железа с углеродом, а также с кремнием, марганцем, фосфором. Основная особенность его – это хорошие литейные свойства, благодаря чему он используется в качестве конструкционного материала.

Для изготовления тепловых аппаратов используется так называемый серый чугун (большая часть углерода в нем находится в виде свободно выделенного графита, что придает серый цвет поверхности излома).

В марках чугуна после букв СЧ (серый чугун), следуют цифры:

СЧ10 СЧ15 –используется для изготовления малоответственных деталей толщиной стенки до 15 мм

СЧ20 СЧ25 – более ответственные детали с δ стенки до 30 мм

СЧ30 СЧ35 – изготовление тяжелонагруженных деталей сложных форм δ стенки до 100 мм

В4 – высокопрочный чугун. (В4-35 ÷ В4100) К4–ковкий чугун.

Например, марка материала: 13Х14Н3В2ФР расшифровывается следующим образом:

– числа перед буквами (13 – это содержание углерода в сотых долях процента (0,13% без указания символа "У");

– числа после букв – это количество данного элемента в целых %:

Х – хрома 14%;

Н – никеля 3%;

В – вольфрама 2%;

Ф, Р – фосфор, ртуть.

Если в малых количествах, то содержание в цифрах этих элементов не указывается:

Ф – ванадий Г – марганец Д – медь

Р – ртуть Т – титан С – кремний

М – молибден К – кобальт Ю – алюминий

Ц – цирконий

При проектировании теплового технологические оборудования большую роль играет выбор материалов.

Выбор материалов должен производиться с учетом назначения и условий работы конструкции аппарата.

Одним из основных материалов, применяемых в оборудовании для пищевой промышленности является нержавеющая сталь. Как правило в пищевой промышленности используют в основном марки:

08Х18Н10 хром – для прочности, никель предохраняет от ржавления

12Х18Н10Т (0,12% углерода, 18% хрома, 10% никеля, + титан)

"Знаменитая" цептеровская сталь 18/10 – это обычная нержавейка, а ее название говорит лишь о том, что в ней содержится 18% хрома и 10% никеля.

Но большинство ложек и вилок из нержавейки у Вас дома сделаны именно из такой же стали. Нержавеющая сталь – это исключительно жаростойкий, ударопрочный, износоустойчивый, не подверженный коррозии и образованию ржавчины материал. Посуда, выполненная из нержавеющей стали, не требует тщательного ухода. Кроме того, нержавеющая сталь обладает бактериостатичными свойствами, то есть сцепляемость бактерий с поверхностью у нержавеющей стали является наиболее низкой по сравнению с аналогичными показателями других материалов (пластмассы, стекла, алюминия, тефлона и т.д.), исключая лишь серебро. Не случайно большинство медицинских инструментов изготавливается именно из нержавеющей стали.

Из углеродистой стали обыкновенного качества изготавливают:

• сварные корпусные детали;

• крышки;

• кожухи и другие не несущие большие нагрузки и несоприкасающиеся с пищевыми продуктами.

Для валов, шестерен, тяг, рабочих инструментов, т.е. для деталей с большими нагрузками используются качественные углеродистые и нержавеющие стали марок 45, 50, 40Х, 65Г, 20Х, 12ХН3.

Для деталей, контактирующих с пищевыми продуктами используют легированные Х12, 9ХС, 9XBT и высоколегированные коррозионностойкие и жаропрочные Х18 Н9, Х18 Н9 Т, 1Х13.

Из цветных металлов в пищевом машиностроении используют в основном алюминий и медь. Наиболее широко для изготовления тепловых аппаратов – алюминий и его сплавы. Сплавы Al с марганцем, магнием, кремнием. Al + кремний (силумин).

Из всех легких металлов алюминий характеризуется наибольшим объемом производства, занимает в мировой промышленности 2-е место после производства стали.

До конца 80-х годов XIX в. Al почти не производился и был немногим дешевле золота.

Сохранилось описание банкета, данного Наполеоном III, на котором только гости королевской крови были удостоены чести есть алюминиевыми ложками и вилками, остальные пользовались "обычными" золотыми и серебряными приборами.

Алюминий обладает достаточной прочностью, хорошей теплопроводностью, легко штампуется и прокатывается.

Из технического алюминия изготавливают коррозионностойкие емкости, трубопроводы, котлы для варки пищи, непосредственно контактирующие с пищевыми средами.

Фольгу из Al применяют в качестве упаковочного материала.

Хорошая коррозионная стойкость Al –из-за тонкой, плотной пленки оксида Al2O3 на его поверхности. Эта пленка предохраняет его от дальнейшего окисления. В едких щелочах Al быстро растворяется. Чем меньше примесей содержит Al, тем выше его коррозионная стойкость. Al хорошо деформируется и сваривается, но плохо обрабатывается резанием.

Прокаткой из него получают тонкую фольгу (как оберточный, так и теплоизолирующий).

Учебник Беляева М.И. не рекомендует использовать алюминий. Поясняется это тем, что " … алюминий накапливается в организме человека и практически не выводится из него. Наукой установлен факт, что Al, накопленный в организме человека, может стать одной из причин старческого слабоумия".

Алюминиевая посуда

В последнее время все ополчились против алюминиевой посуды. Сам алюминий до недавнего времени опасным никто не считал. Однако теперь накопилось уже достаточно научных данных, чтобы поставить это под сомнение.

По результатам опытов были установлены предельно допустимые количества алюминия, попадающего из стенок посуды в пищу. Когда же стали проверять, сколько его растворяется в реальных продуктах, оказалось, что эти нормы превышаются во много раз. Например, в кислых щах металла нашли в 70 раз больше положенного, а в клюквенном морсе и в маринаде – аж в 500! Пока компот настоится, кастрюля станет на полграмма легче. а вспомните "слизанные" наполовину общепитовские ложки и вилки! – Так может лучше вообще избавиться от алюминиевой посуды? – Зачем? Вы ничем не рискуете, если будете использовать ее для приготовления каш, макарон, картофеля, нежирного мяса. Это в кислой и щелочной среде растворимость алюминия возрастает. Поэтому готовить, а тем более хранить в алюминиевых кастрюлях щи, квашеную капусту, маринованные овощи и грибы, соленую рыбу, а также минеральную воду, молочные, молочнокислые блюда и компоты не рекомендуется!

Все сказанное в полной мере относится к одноразовым формам для выпечки и к алюминиевой фольге. В отличие от теряющих популярность кастрюль и сковородок из легкого металла, фольга находит все больше применения у хозяек. Однако, как выясняется, и в нее не каждый бутерброд можно заворачивать.

К мытью посуды из алюминия надо тоже подходить с умом. При контакте с воздухом на алюминии образуется тонкая защитная пленка, которая изолирует металл от внешней среды. Чтобы не нарушать ее, нельзя чистить поверхность посуды металлической щеткой или наждаком. Если вы все же решили отодрать многолетний нагар, то после этого лучше день – два в этой посуде ничего не готовить, пока не восстановится защитная пленка. Нежелательно также пользоваться обычным мылом, которое имеет щелочную среду.

Медь, так же как и алюминий – хорошо тянется, штампуется, вальцуется, как в горячем, так и холодном состоянии.

Для изготовления теплообменных аппаратов, ректификационных колонн и др. – используют отожженную медь.

Из сплавов на основе меди используются бронзы и латуни.

Пластмассы и некоторые другие синтетические материалы используются обычно для деталей, испытывающих средние нагрузки (шестерни, шкивы). Преимущества пластмасс – их легкость, антикоррозийность, бесшумность в работе. Недостаток – низкая термостойкость, что затрудняет использование пластмасс для теплового оборудования.

2. Теплоизоляционные материалы предназначены:

1) для снижения температуры поверхности аппаратов;

2) для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду.

Теплоизоляционные материалы должны удовлетворять следующим требованиям: иметь

• низкий коэффициент теплопроводности и теплоемкости;

• небольшую плотность;

• высокую термостойкость;

• достаточную прочность;

• низкую гигроскопичность;

• антикоррозийность;

• безвредность;

• низкую стоимость.

Т.к. практически ни один из существующих материалов не обладает всеми свойствами, то в каждом конкретном случае выбирают тот, который наиболее полно отвечает требованиям данной конструкции аппарата.

1. Альфоль;

2. Минеральная вата(шлаковата, стекловата)

3. Базальтовая Вата, картон.