Scelta materiale migliore/più economica?
Stato attuale
Attualmente ho progettato una torrefazione del caffè che utilizza principalmente i tre morsetti / tubi in acciaio inossidabile utilizzati da molti produttori di birra. Il sistema può arrivare fino a 450 gradi F (232°C) anche con aria in movimento.
Domanda
Mi chiedevo se qualcuno si è imbattuto in un materiale o sistema più economico di quello a tre morsetti? I requisiti sono di resistere a 450 gradi F (232°C) o più e di essere sicuri per gli alimenti. Il materiale attuale è l'acciaio inossidabile che funziona per la sicurezza alimentare, ma i tubi con tutti i morsetti costano fino a $ 300 circa, che è più del resto del progetto.
Quello che ho indagato finora
Ho esaminato molte materie plastiche disponibili e mentre alcune possono sopportare temperature più elevate, quelle sono generalmente più costose. Ho anche esaminato l'utilizzo di condotti HVAC, ma ho appreso che l'acciaio zincato può rilasciare gas quando riscaldato. Quindi i morsetti tri in acciaio inossidabile sono la soluzione migliore per i soldi o c'è qualcosa di più economico là fuori a cui non sto pensando?
Risposte
Nell'industria alimentare non vengono utilizzati molti materiali a causa di politiche rigorose. Quelli maggiormente utilizzati sono sicuramente gli acciai inossidabili (AISI304/316 e l'ancora migliore AISI316/L). L'altro materiale comune è il nylon. Per le applicazioni in cui è richiesto solo il contatto con gli alimenti (ad es. principalmente contenitori) vengono utilizzati anche BOPP o altre poliolefine, ma non sono comuni nella lavorazione degli alimenti.
Nel tuo caso l'acciaio inossidabile è probabilmente la scelta migliore in termini di stabilità termica, sicurezza alimentare e anche dal punto di vista estetico. Direi che il PA66 (nylon di alta qualità) potrebbe farcela ma saresti davvero al limite del limite di servizio, non lo userei prima di un buon test per gli aspetti termici.
Il PA66 sarebbe meglio dell'acciaio inossidabile? Beh, potrebbe essere più economico, ma la lavorazione è più complessa rispetto all'acciaio inossidabile e potrebbe costare di più. Non prenderei in considerazione il nylon stampato in 3D a causa delle proprietà troppo basse.
L'unica altra opzione per la sicurezza alimentare è la ceramica, fattibile se non si utilizza alcun comportamento elastico del materiale. Un altro punto è che cederà in modo fragile, non duttile come l'acciaio. D'altra parte questo potrebbe essere stampato in 3D e ancora in grado di resistere all'ambiente che hai. Dipende da quante parti stai cercando di costruire.
Suggerisco di indagare sul rame. Il rame è stato storicamente utilizzato per i turni del caffè. Il rame è sicuro per gli alimenti, a condizione che il cibo in questione non sia acido - il pH dovrebbe essere > 6. Altrimenti il rame si dissolverebbe, il rame è un metallo pesante con una certa tossicità.
Il caffè - la bevanda - è in realtà più acido di così, tuttavia nella tostatura non avrai una fase acquosa in cui il rame si dissolverà.
Il grande vantaggio del rame è che puoi sostituire le saldature con connessioni saldate. Nel tuo caso, devi saldare a fondo il rame, utilizzando una saldatura con una temperatura di liquidus > 450°C. Cerca una saldatura dichiarata sicura per le applicazioni con acqua potabile. La saldatura è generalmente più semplice ed economica della saldatura, in particolare l'acciaio inossidabile.
Le tostatrici di caffè in rame sono ancora in vendita, dovresti essere in grado di scoprire se l'acidità del caffè rappresenta effettivamente un problema.
Suggerisco l'alluminio: in grado di sopportare temperature a lungo termine e sollecitazioni fino a 600 F, economico, resistente, molto lavorabile, prontamente disponibile e per uso alimentare.