Vilken påverkan som upprepad rengöring av rostfritt stål 316L inom livsmedelsindustrin har gällande dess ytegenskaper, grad av metallfrisättning och korrosionsbeteende är delvis outforskat. Vid rengöring skapar en förhöjd temperatur, olika pH-värden hos rengöringsmedlen och kloridjoner (Cl-) från kranvatten eller desinfektionsmedel en potentiellt korrosiv miljö. Felaktiga rengöringsmetoder kan öka risken för lokal korrosion, såsom gropkorrosion, vilket även påverkar metallfrisättningen under produktion och transport. Därför är det viktigt för livsmedelsindustrin att ha pålitlig information om hur upprepad rengöring påverkar ytegenskaperna, graden av metallfrisättning och förändringar i korrosionsmotstånd för att säkerställa en säker produktionsmiljö. Syftet med denna studie var att undersökta effekterna av upprepad rengöring av rostfritt stål av typ 316L som används för att processa livsmedel. Genom att undersöka effekter av de individuella rengöringsmedlen, H2O2, NaOH, HNO3, och CH3CO2OH, var för sig samt i en sekvens (relevant för industriellt bruk) tillhandahölls information om förändringar i ytoxiden relaterat till användning av de olika kemikalierna. Resultaten visar att upprepad rengöring förändrar den kemiska sammansättningen av ytoxiderna på den rostfria stålytan (XPS) efter individuell exponering för NaOH, HNO3 och den sekventiella metoden, men visade på ingen betydande skillnad efter individuell exponering för H2O2 eller CH3CO2OH. Ingen betydande förändring i ytmorfologi kunde heller observeras (LOM). En högre mängd frisatt metall observerades i NaOH, HNO3 och den sekventiella rengöringsmetoden jämfört med H2O2, och CH3CO2OH (AAS). En uppskattning av de tvättade ytornas korrosionsbeteende i kontakt med livsmedel erhölls genom elektrokemiska tester i citronsyra och artificiellt kranvatten. Resultaten visade att rostfritt stål 316L efter upprepad rengöring hade en högre benägenhet för gropkorrosion vid kontakt med artificiellt tappvatten (PDP). Skillnaden i den passiva ytoxidens elektrokemiska egenskaper hos det rengjorda rostfria stålet 316L var liten vid simulering av livsmedelskontakt (EIS). / The influence of repeated cleaning of 316L stainless steel in the food industry is not fully understood in terms of surface properties, metal migration, and corrosion behavior upon repeated contact with food stuffs during production. During cleaning, high applied temperatures, different pH of the cleaning agents, and presence of chloride ions (Cl-) from e.g. the tap water, food stuff or disinfectants create a potentially corrosive environment. Improper cleaning procedures used to clean 316L stainless steel may increase the susceptibility of localized corrosion, such as pitting corrosion, affecting the metal migration during food production and transport. Improved understanding of how repeated cleaning treatments affect the surface properties, extent of metal migration, and the corrosion performance is, hence, vital for the food industry in order to ensure a safe production environment. In this study, effects of repeated cleaning through different cleaning procedures provided by the industrial partners were investigated for 316L stainless steel (SS). The surface properties after repeated cleaning using five different cleaning procedures, four single solution procedures H2O2, NaOH, HNO3 and CH3CO2OH, and one sequential procedure including the four solutions in sequence, were further studied in the simulation of food contact using citric acid and artificial tap water. From the results it was evident that the repeated cleaning procedures changed the surface oxide composition of 316L SS (determined by means of XPS) after exposure to NaOH, HNO3 single solution cleaning and the sequential cleaning procedures but no significant changes could be observed after cleaning in H2O2 and CH3CO2OH separately. No significant difference in surface morphology was observed when comparing samples before and after repeated cleaning (by means of LOM). A higher amount of released metals was observed in the cleaning solutions from single NaOH solution, single HNO3 solution, and the sequential cleaning procedures (using AAS) compared with H2O2 and CH3CO2OH. After repeated cleaning, the electrochemical test (by means of PDP) results showed a somewhat greater tendency of 316L SS for pitting corrosion in contact with artificial tap water compared with citric acid. The observed differences in electrochemical properties of the passive film on the cleaned 316L SS was minor in the simulation of food contact applications (by means of EIS).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-342671 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Feng, Ailin |
| Publisher | KTH, Kemi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2023:303 |
Page generated in 0.002 seconds