本发明属于不锈钢表面处理领域,具体涉及一种酸洗钝化膏及不锈钢食品储罐的酸洗钝化工艺。
背景技术:
1、304或316奥氏体不锈钢储罐广泛应用在乳制品、白酒、果汁饮料等食品行业。储罐容积规格从几立方米至几千立方米不等,大多利用成品钢板在现场焊接组装而成。板材在经过打磨或焊接后,原有的钝化膜被破坏,需进行再钝化处理。另外,不锈钢储罐在使用过程中,因结构设计或盛装介质影响,不锈钢会发生锈蚀。通常采用酸洗钝化膏对焊缝及周围材料进行酸洗钝化,处理后的表面将变得更加光滑、干净,并形成致密的钝化膜,防止焊缝生锈。
2、其次,不锈钢储罐在使用过程中因储存环境影响或因施工过程由于质量控制不到位,奥氏体不锈钢材料与碳钢材料一旦直接接触就有可能会发生渗碳反应而产生锈蚀,在此情况下也需进行酸洗钝化处理。大型酿酒企业常用不锈钢储罐储酒,当对储罐进行打磨除锈时会产生火花,非常容易造成燃爆安全,安全风险高。由于不能在储酒罐上进行动火作业,因此在对不锈钢储酒罐实施打磨除锈作业时会比较困难,通常可使用一体化的酸洗钝化膏来解决上述问题,该酸洗钝化膏一方面可对不锈钢材料锈蚀部分进行除锈;另一方面除锈钝化后可在不锈钢材料表面重新形成钝化膜,防止返锈。
3、为满足消费者对健康和环保的需求,食品行业对不锈钢钝化膏的安全性和环保性提出了更高要求。常见的酸洗钝化膏采用了羊毛脂、硬脂酸盐(镁、钙、铝盐)等作为增粘剂,该产品具有微臭,在水、乙醇或乙醚中不溶,对人体有副作用,主要包括有过敏反应、胃肠道不适、皮肤刺激、肝脏损伤和肾脏损伤等。同时由于其水溶性和清洗性不好,容易残留在储罐上而进入盛装的食品中,给食品安全造成隐患。
4、常见的酸洗钝化膏用纤维素、羊毛脂及其衍生物、含苯环缓蚀剂、十二烷基苯磺酸钠、edta、重铬酸钾、多聚磷酸钠等作为缓蚀剂、表面活性剂等添加剂,这些物质可能会对人体或环境带来危害,如皮肤过敏、癌症、生物雌性化等,同时,这些物质的生物降解性差,对水体造成富营养化,废水很难处理,容易对土壤、水质造成严重污染,存在环境安全隐患。
5、由于常见的酸洗钝化膏中主要含硝酸、氢氟酸等强酸,且酸洗钝化处理后也不能有残留物带入食品,这对奥氏体不锈钢食品储罐的酸洗钝化处理工艺提出了更高的要求。以上两种应用场景在使用酸洗钝化膏后均需对储罐进行彻底清洗,传统的清洗方式为手工抹洗或高压水枪冲洗,清洗时易存在死角导致清洗的检测结果具有偶然性,清洗的工艺具有不可复制性,清洗效果无法验证。对于大型企业,储罐多,工作量大,传统清洗方法不能满足清洗的质量控制要求,亟需开发新的清洗方法,提高清洗工艺的稳定性。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是现有酸洗钝化膏的环保和安全性不足,在不锈钢食品储罐的酸洗钝化中应用时,无法满足消费者对健康和环保的需求的问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一方面,本发明提供一种不锈钢酸洗钝化膏,由以下重量份的组分组成:酸性除锈剂18-30%、含氟活化剂30-50%、钝化剂15-30%、调粘剂0.2-5%、缓蚀剂0.2-5%、渗透剂1-10%、金属螯合剂1-5%,水余量。
3、进一步的是,所述膏体呈透明浆状,粘度为18-40pa.s,用于酸洗钝化工艺产生的清洗水在自然条件下60天内生物降解率不低于95%。
4、进一步的是,所述酸性除锈剂为硝酸、硝酸羟胺、硫酸、磷酸和柠檬酸中的至少一种。
5、进一步的是,所述含氟活化剂为nh4f、nh4hf2、hf、lif、naf、nahf2、kf、khf2、mgf2、baf2、nif2、cof2、znf2、snf2和bf3中的至少一种。
6、进一步的是,所述钝化剂为(nh4)2zrf6、na2zrf6、k2zrf6、bazrf6、mgzrf6、(nh4)2sif6、na2sif6、k2sif6、basif6和mgsif6中的至少一种。
7、进一步的是,所述调粘剂为明胶、魔芋胶、果冻琼脂、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、刺槐豆胶和瓜尔胶中的至少一种。
8、进一步的是,所述渗透剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、十二烷基胺聚氧乙烯醚双季铵、十二烷基三甲基氯化铵、α-磺基脂肪酸甲酯、烷基糖多苷、葡萄糖酰胺、醇醚羧酸盐、单烷基磷酸酯、烷基葡萄糖酰胺和脂肪酸甲酯乙氧基化物中的至少一种。
9、进一步的是,所述缓蚀剂为有机胺类和有机酸按官能团物质量1︰1混合的混合物。
10、进一步的是,所述有机胺类为咪唑啉及其咪唑啉类衍生物、正丁胺、正己胺、正癸胺、月桂胺、六亚甲基四胺和乙二醇胺中的至少一种。
11、进一步的是,所述有机酸为辛酸、月桂酸、油酸、羟基乙叉二膦酸、植酸、单宁酸、柠檬酸和葡萄糖酸中的至少一种。
12、进一步的是,所述金属螯合剂为谷氨酸-n,n二乙酸四钠盐剂、乙二胺二琥珀酸、二乙基三乙酸、亚氨基二琥珀酸、冬氨酸二乙氧基琥珀酸、甲基甘氨酸二乙酸、聚天冬氨酸、羟乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。
13、更进一步的是,上述不锈钢酸洗钝化膏,由以下重量份的组分组成:硝酸24-26%、nh4hf238%、(nh4)2zrf616%、果冻琼脂2.0%、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐4.5%、月桂胺-植酸1:1的混合物1.5%、冬氨酸二乙氧基琥珀酸2.5%、水余量。
14、更进一步的是,上述不锈钢酸洗钝化膏,由以下重量份的组分组成:硝酸20%、柠檬酸6%、mgf214%、khf224%、(nh4)2sif617%、瓜尔胶2.5%、烷基糖多苷1.8%、六亚甲基四胺-油酸1:1的混合物2-3%、聚天冬氨酸1.8%、水余量。
15、更进一步的是,上述不锈钢酸洗钝化膏,由以下重量份的组分组成:硝酸22%、磷酸5%、khf227%、mgf210%、(nh4)2zrf616%、卡拉胶1.4%、脂肪酸甲酯乙氧基化物1.2%、烷基咪唑啉季铵盐-羟基乙叉二膦酸1:1的混合物1.6%、乙二胺二琥珀酸3.5%、水余量。
16、另一方面,本发明提供一种不锈钢食品储罐的酸洗钝化工艺,包括如下步骤:
17、s1.将上述不锈钢酸洗钝化膏均匀涂抹于不锈钢食品储罐的待清洁部位,厚度为1~3mm;
18、s2.酸洗钝化5-30分钟后将钝化膏清除;
19、s3.视不锈钢食品储罐待清洁部位的锈蚀程度,重复s1-s2步骤2-3次;
20、s4.用食用苏打水中和不锈钢食品储罐酸洗钝化后的部位;
21、s5.采用cip自动清洗系统喷射清洗;
22、s6.对清洗水的水质进行分析,检测合格后,用压缩空气干燥不锈钢食品储罐。
23、本发明的有益效果是:本发明为了克服现有酸洗钝化膏环保和安全性不足的现状,研制了一种绿色环保型的酸洗钝化膏,可用于乳制品、酒类、果汁、调味品等不锈钢食品储罐的酸洗钝化。本发明的酸洗钝化膏中选用生物降解性好的植物调粘剂和渗透剂;为了进一步高效除锈和钝化,在钝化膏中加入生物降解性好的金属螯合剂和缓蚀剂,既可以高效去除基体表面的氧化皮、铁锈,避免金属过腐蚀,还能生成耐蚀性良好的不锈钢钝化膜。本发明不锈钢食品储罐的酸洗钝化工艺的选用生物降解性好的酸洗钝化膏,同时采用cip自动清洗系统全方位无死角地清洗,既解决了粘附在不锈钢表面有机质清洗难的问题,又解决了清洗水的难降解以及清洗不彻底、钝化效果差的问题,满足了食品卫生和环境安全的要求。
24、本发明处理工艺操作简便,成本低,可在不同规格的储罐上通用,工艺可以得到重复验证。同时,由于实施时可不在储罐区进行打磨的情况下对储装罐区的奥氏体不锈钢储罐进行除锈作业,可在储酒罐区等火灾危险性大的场所作业,大大减少了实施的安全风险。
1.不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于,由以下重量份的组分组成:酸性除锈剂18-30%、含氟活化剂30-50%、钝化剂15-30%、调粘剂0.2-5%、缓蚀剂0.2-5%、渗透剂1-10%、金属螯合剂1-5%,水余量;膏体呈透明浆状,粘度为18-40pa.s,用于酸洗钝化工艺产生的清洗水在自然条件下60天内生物降解率不低于95%。
2.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于:所述调粘剂为明胶、魔芋胶、果冻琼脂、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、刺槐豆胶和瓜尔胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于:所述渗透剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、十二烷基胺聚氧乙烯醚双季铵、十二烷基三甲基氯化铵、α-磺基脂肪酸甲酯、烷基糖多苷、葡萄糖酰胺、醇醚羧酸盐、单烷基磷酸酯、烷基葡萄糖酰胺和脂肪酸甲酯乙氧基化物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于:所述金属螯合剂为谷氨酸-n,n二乙酸四钠盐剂、乙二胺二琥珀酸、二乙基三乙酸、亚氨基二琥珀酸、冬氨酸二乙氧基琥珀酸、甲基甘氨酸二乙酸、聚天冬氨酸、羟乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。
7.根据权利要求1~6任一项所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于,由以下重量份的组分组成:硝酸24-26%、nh4hf238%、(nh4)2zrf616%、果冻琼脂2.0%、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐4.5%、月桂胺-植酸1:1的混合物1.5%、冬氨酸二乙氧基琥珀酸2.5%、水余量。
8.根据权利要求1~6任一项所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于,由以下重量份的组分组成:硝酸20%、柠檬酸6%、mgf214%、khf224%、(nh4)2sif617%、瓜尔胶2.5%、烷基糖多苷1.8%、六亚甲基四胺-油酸1:1的混合物2-3%、聚天冬氨酸1.8%、水余量。
9.根据权利要求1~6任一项所述的不锈钢酸洗钝化膏,其特征在于,由以下重量份的组分组成:硝酸22%、磷酸5%、khf227%、mgf210%、(nh4)2zrf616%、卡拉胶1.4%、脂肪酸甲酯乙氧基化物1.2%、烷基咪唑啉季铵盐-羟基乙叉二膦酸1:1的混合物1.6%、乙二胺二琥珀酸3.5%、水余量。
10.不锈钢食品储罐的酸洗钝化工艺,其特征在于,包括如下步骤: