¿Elección de material mejor/más barata?
Estado actual
Actualmente, he diseñado una tostadora de café que utiliza principalmente las abrazaderas/tubos triples de acero inoxidable que utilizan muchos cerveceros. El sistema puede alcanzar hasta 232 °C (450 °F) incluso con aire en movimiento.
Pregunta
Me preguntaba si alguien ha encontrado un material o sistema más barato que el de abrazadera triple. Los requisitos son soportar 450 grados F (232 °C) o más, y ser apto para alimentos. El material actual es acero inoxidable que funciona para la seguridad de los alimentos, pero las tuberías con todas las abrazaderas cuestan hasta $ 300 más o menos, lo que es más que el resto del proyecto.
Lo que he investigado hasta ahora
Observé muchos plásticos disponibles y, aunque algunos pueden soportar calores más altos, generalmente son más caros. También miré el uso de conductos HVAC, pero aprendí que el acero galvanizado puede liberar gases cuando se calienta. Entonces, ¿son las abrazaderas triples de acero inoxidable la mejor solución por el dinero o hay algo más barato que no estoy pensando?
Respuestas
En la industria alimentaria no se utilizan muchos materiales debido a políticas estrictas. Los más utilizados son definitivamente los aceros inoxidables (AISI304/316 y el aún mejor AISI316/L). El otro material común es el nailon. Para aplicaciones en las que solo se requiere contacto con alimentos (es decir, principalmente contenedores), también se utilizan BOPP u otras poliolefinas, pero no son comunes en el procesamiento de alimentos.
En su caso, el acero inoxidable es probablemente la mejor opción en términos de estabilidad térmica, seguridad alimentaria y también desde el punto de vista estético. Diría que PA66 (nylon de alto grado) podría lograrlo, pero estaría realmente al borde del límite de servicio, no lo usaría antes de realizar una buena prueba de los aspectos térmicos.
¿Sería PA66 mejor que inoxidable? Bueno, podría ser más barato, pero el mecanizado es más complejo que con acero inoxidable y puede costar más. No consideraría el nailon impreso en 3D debido a sus propiedades demasiado bajas.
Las únicas otras opciones para la seguridad alimentaria son las cerámicas, esto es factible si no está utilizando ningún comportamiento elástico del material. Otro punto es que fallará de manera quebradiza, no dúctil como el acero. Por otro lado, esto podría imprimirse en 3D y aún así ser capaz de resistir el entorno que tiene. Depende de cuántas partes estés buscando construir.
Sugiero investigar el cobre. Históricamente, el cobre se ha utilizado para listas de café. El cobre es seguro para los alimentos, siempre que el alimento en cuestión no sea ácido; el pH debe ser > 6. De lo contrario, el cobre se disolvería, el cobre es un metal pesado con cierta toxicidad.
El café, la bebida, es en realidad más ácido que eso, sin embargo, al tostarlo, no tendrá una fase acuosa en la que se disuelva el cobre.
La gran ventaja del cobre es que puede reemplazar las soldaduras con conexiones soldadas. En su caso, necesita soldar el cobre con una soldadura fuerte con una temperatura de liquidus > 450°C. Busque una soldadura declarada segura para aplicaciones de agua potable. Generalmente, soldar es más fácil y económico que soldar, especialmente acero inoxidable.
Los tostadores de café hechos de cobre todavía se venden, debería poder averiguar si la acidez del café realmente representa un problema.
Sugiero aluminio: capaz de soportar temperaturas a largo plazo y con estrés de hasta 600 F, barato, fuerte, muy maquinable, fácilmente disponible y de calidad alimentaria.