Материалы, применяемые для изготовления оборудования предприятий общественного питания

Материалы, которые применяются для изготовления оборудования предприятий общественного питания, должны обеспечивать его надежность при минимальных габаритах и массе. Материалы непосредственно контактирующие с пищевыми продуктами, должны соответствовать требованиям санитарного надзора.

Такие материалы не должны подвергаться коррозии в результате контакта с пищевыми продуктами, кроме того, они должны легко очищаться от остатков продуктов и не разрушаться под влиянием моющих средств.

По назначению материалы могут быть подразделены на три группы: конструкционные, теплоизоляционные и электротехнические.

В качестве конструкционных материалов применяют черные, цветные металлы, сплавы, пластмассы и другие синтетические материалы.

К черным металлам относятся железо и его сплавы, важными из которых являются чугун и стали.

Чугун представляет собой высокоуглеродистый сплав железа с углеродом. Углерода в чугуне содержится от 2 до 4,5%. Марки чугуна составлены следующим образом: первые буквы обозначают название чугуна (СЧ – серый чугун), первые две цифры – предел прочности на растяжение в кг/мм², вторые две цифры – предел прочности на изгиб в кг/мм². Например, для изготовления корпусных деталей механического оборудования, испытывающих небольшие нагрузки, применяют чугун марок СЧ 15-32, СЧ 21-40, СЧ 35-56; конфорки плит изготовляют обычно из чугуна СЧ 18-36 и СЧ 21-40.

Сталь – это сплав железа с углеродом. Углерода в стали обычно содержится от 0,04 до 2,0%. В качестве добавок используют марганец (0,1 – 1,0%), кремний (до 0,4%) и др. Сплавы с указанными пределами изменения состава называются углеродистой сталью. По качеству эти сплавы подразделяются на сталь углеродистую обыкновенного качества и сталь углеродистую качественную.

Из стали углеродистой обыкновенного качества изготовляют сварные корпусные детали, крышки, кожухи и другие детали, не несущие больших нагрузок и не соприкасающиеся с пищевыми продуктами.

Чтобы придать железоуглеродистым сплавам определенные свойства, к ним добавляют различные элементы. Так, при добавлении хрома повышается твердость и прочность сплавов; при добавлении никеля – прочность,

пластичность и устойчивость к коррозии; молибдена и вольфрама – твердость и жароустойчивость; кремния – прочность, коррозионная стойкость; марганца – прочность, износоустойчивость и твердость.

В зависимости от основных свойств качественные стали и сплавы можно подразделить на три группы:

- коррозийонно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью к электрохимической и химической коррозии (щелочной, кислотной, соленой, атмосферной и др.);

- жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью к химическому разрушению в газовых средах при температурах выше 550° С; эти стали и сплавы могут работать в ненагруженном или слабо нагруженном состояниях;

- жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие достаточной термостойкостью.

Те или иные качественные стали и сплавы применяются в зависимости от условий эксплуатации, величины нагрузки, наличия или отсутствия контакта с пищевыми продуктами. Так, для изготовления деталей, испытывающих большие нагрузки (валы, шестерни, тяги, рабочие инструменты), применяются качественные углеродистые и нержавеющие стали марок 45, 50, 40Х, 65Г, 15, 20Х, I2ХНЗ. Для изготовления деталей машин и аппаратов, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами, применяется сталь легированная конструкционная марок 20Х и 40Х, сталь инструментальная легированная марок Х12, 9ХС и 9ХВТ, стали и сплавы высоколегированные коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные марок Х18Н9, Х18Н9Т, 1Х13 и др.

Из цветных металлов для изготовления оборудования предприятий общественного питания наиболее широко применяются алюминий и его сплавы (с марганцем, магнием и кремнием). Собственно алюминий применяется для изготовления посуды и деталей аппаратов, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами. Для этих же целей применяют сплавы алюминия с кремнием (силумины). Для лужения стальных деталей непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами, используется олово.

Пластмассы и некоторые другие синтетические материалы используют для изготовления деталей, испытывающих средние нагрузки (шестерни, шкифы). Преимущество пластмасс – в их легкости, антикоррозийности, бесшумности в работе, технологичности. Однако пластмассы обладают низкой термостойкостью, что затрудняет использование их для теплового оборудования.

Теплоизоляционные материалы применяются для уменьшения потерь тепла в окружающую среду и снижения температуры наружных поверхностей тепловых аппаратов.

Теплоизоляционные материалы бывают минерального (асбест, глина, кизельгур, гипс), растительного (пробка, древесные опилки, измельченный торф) и животного (шерсть, шелк, войлок) происхождения.

По конструктивному оформлению все теплоизоляционные материалы можно подразделить на четыре группы: засыпные (перлит в засылке, минеральная вата, торфяная крошка); пластичные (асбозурит, совелит мастичный); оберточные гибкие (асботкань, маты и войлок из минеральной ваты, строительный войлок); формовочные (скорлупы, цилиндры и плиты из минеральной ваты, сегменты и торфоплиты, плиты перлитовые).

Теплоизоляционные материалы должны отвечать следующим требованиям: иметь низкие коэффициенты теплопроводности и теплоемкости, небольшую плотность, высокую термостойкость, достаточную прочность, низкую гигроскопичность, биостойкость, антикоррозийность, безвредность, а также быть удобными при монтаже и дешевыми.

Электротехнические материалы могут быть подразделены на две основные группы: материалы с высоким удельным сопротивлением и электроизоляционные.

Материалы с высоким удельным сопротивлением предназначены для изготовления собственно нагревательных элементов, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую. Помимо высокого удельного сопротивления (1,0 – 1,5 Ом·мм²/м), такие материалы должны иметь высокую температуру плавления, незначительный температурный коэффициент линейного расширения, быть стойкими к окислению при сильном и продолжительном нагревании в воздушной среде, выдерживать высокие температуры и резкие колебания ее без изменения механических свойств. Этим требованиям отвечают так называемые нихромы – сплавы никеля с хромом и фехрали – железохромалюминиевые сплавы. В зависимости от марки нихрома оптимальная рабочая температура его колеблется в пределах от 950 до 1250°С; для фехрали эта температура находится в пределах от 650 до 900° С. Широкое распространение получили нихромы, так как фехраль хотя и дешевле нихрома, но более хрупка в нагретом состоянии, и поэтому чаще выходит из строя.

Электроизоляционные материалы не должны содержать веществ, которые при температуре 900 – 1100°С могут вступать в химические реакции с нагревательными элементами. Кроме эго, они должны обладать высокой электрической и механической прочностью, иметь хорошую теплопроводность и малую влагопоглощаемость, обладать способностью противостоять резким колебаниям температуры. Этим требованиям отвечают периклаз (плавленая окись магния), кварцевый песок, шамот (прокаленная и измельченная огнеупорная глина), слюда, кварцевое стекло, фарфор и керамика.

Максимальной рабочей температурой является: для периклаза – 1400 – 1700° С, шамота – 1400 – 1500, фарфора – 500 – 600° С.