مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی مسئله‌ای است که هنگام انتخاب تجهیزات و ابزارهای کاربردی در کارخانه‌های مواد غذایی مطرح می‌گردد. اگر در این صنعت فعالیت دارید، حتماً با این دو نوع استیل آشنا هستید ولی آیا می‌دانید برای شما کدام یک مناسب‌تر است؟
هر دو از محبوب‌تریناستیل های ضدزنگ هستند، اما تفاوت‌های مهمی هم دارند که عملکردشان در محیط‌های غذایی را متاثر می‌کند. استیل ۳۰۴ با قیمت مناسب و کارایی بالایی که دارد کاربرد وسیع پیدا کرده است، اما استیل ۳۱۶ بیشتر به خاطر مقاومتش به خوردگی و مخصوصاً در محیط‌های اسیدی و شور کاربرد پیدا می‌کند.
اگر به این دو گرید استیل در صنعت غذا نیاز دارید برای اطلاعات بیشتر و خرید با شماره ۰۲۱۹۱۰۳۰۶۴۵ تماس بگیرید. در ادامه این دو نوع استیل را از نظر ترکیب شیمیایی، مقاومت، مزایا و معایب مقایسه می‌کنیم.
ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی استیل ۳۰۴ و 316 در صنایع غذایی
گریدهای استیل سری 300، به‌ویژه استیل ۳۰۴ و 316، با مقاومت خوب به خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب و خواص بهداشتی‌شان در صنایع غذایی کاربرد گسترده‌ای دارند. در واقع تفاوت اصلی این دو گرید استیل به علت ترکیب شیمیایی مختلف آن‌هاست که رفتار فیزیکی و عملکردشان در محیط‌های صنعتی را متفاوت کرده است.
ترکیب شیمیایی استیل ۳۰۴ و 316
در مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی از نظر ترکیب شیمیایی دیدیم که گرید 304 شامل مقادیر قابل توجهی کروم (Cr) و نیکل (Ni) است. این ترکیب، تشکیل لایه اکسیدی پایدار روی سطح را تسهیل کرده و از اکسیداسیون جلوگیری می‌کند. بااین‌حال، نبود عنصر مولیبدن (Mo) در محیط‌های کلریدی (مثل آب‌نمک و سس‌های اسیدی)، مقاومتش به خوردگی را کم کرده است. طبق گفته سایت مایتی‌نِست (یک وب‌سایت تخصصی در این حوزه):
«18/8 و 18/10: این دو رایج‌ترین گریدهای استیل ضد زنگ مورد استفاده در تهیه غذا و سرو آن هستند که با نام استیل نوع 304 (گرید 304) شناخته می‌شوند و بخشی از سری 300 محسوب می‌شوند. عدد اول، 18، میزان کروم موجود را نشان می‌دهد و عدد دوم مقدار نیکل را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، استیل ضد زنگ 18/8شامل 18٪ کروم و 8٪ نیکل است.»
این سایت در ادامه می‌گوید:
«نیکل همچنین مقاومت به خوردگی استیل ضد زنگ را افزایش می‌دهد. بنابراین، هرچه میزان نیکل بیشتر باشد،استیل ضد زنگ در برابر خوردگی مقاوم‌تر خواهد بود.»
در مقابل، استیل ۳۱۶ حاوی 2-3 درصد مولیبدن علاوه بر 16-18 درصد کروم و 10-14 درصد نیکل است. این مقدار مولیبدن در محیط‌های کلریدی و اسیدی، پایداری لایه اکسیدی را بالا برده و مقاومت به خوردگی حفره‌ای و شیاری را افزایش می‌دهد. بنابراین، تجهیزاتی که در تماس با موادی مانند آب‌لیمو، سرکه و محصولات دریایی قرار دارند، معمولاً از استیل 316 ساخته می‌شوند.
خواص فیزیکی استیل ۳۰۴ و 316
مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی نشان می‌دهد که هر دو گرید از نوع آستنیتی بوده و در شرایط آنیل فاقد خاصیت مغناطیسی هستند. اما چون استیل 316 ساختار پایدارتری دارد، مقاومت دمایی‌اش بیشتر است و در دمای 800-900 درجه سانتی‌گراد دچار رسوب کاربید کمتری می‌شود. همچنین، استیل 316 سخت‌تر و مقاوم‌تر از استیل 304 است، اما هر دو قابلیت ماشین‌کاری و شکل‌پذیری مشابهی دارند.
جدول مقایسه‌ای بین خواص فیزیکی و شیمیایی استیل ۳۰۴ و ۳۱۶
|
ویژگی |
استیل 304 |
استیل 316 |
|
ترکیب شیمیایی (وزنی) |
||
|
کروم (Cr) |
18-20% |
16-18% |
|
نیکل (Ni) |
8-10.5% |
10-14% |
|
مولیبدن (Mo) |
- |
2-3% |
|
کربن (C) |
≤ 0.08% |
≤ 0.08% |
|
منگنز (Mn) |
≤ 2% |
≤ 2% |
|
سیلیسیم (Si) |
≤ 1% |
≤ 1% |
|
فسفر (P) |
≤ 0.045% |
≤ 0.045% |
|
گوگرد (S) |
≤ 0.03% |
≤ 0.03% |
|
خواص فیزیکی |
||
|
ساختار کریستالی |
آستنیتی |
آستنیتی |
|
چگالی (g/cm³) |
7.93 |
7.98 |
|
نقطه ذوب (°C) |
1400-1450 |
1370-1400 |
|
سختی (HB) |
123 |
149 |
|
استحکام کششی (MPa) |
515-720 |
515-690 |
|
استحکام تسلیم (MPa) |
≥ 205 |
≥ 205 |
|
ازدیاد طول (%) |
70 |
60 |
|
هدایت حرارتی (W/m.K) |
16.2 |
14.6 |
|
مقاومت الکتریکی (Ω·m) |
0.72×10⁻⁶ |
0.74×10⁻⁶ |
|
مغناطیسی بودن |
غیر مغناطیسی (در شرایط آنیل) |
غیر مغناطیسی (در شرایط آنیل) |
|
مقاومت به خوردگی |
مقاوم |
بسیار مقاوم (مخصوصاً در محیط‌های کلریدی) |
به‌طور خلاصه، انتخاب بین این دو به شرایط محیط‌تان بستگی دارد؛ اگر اولویت شما مقاومت به خوردگی است، استیل 316 و برای کاربردهای عمومی، استیل 304 اقتصادی‌تر و مناسب خواهد بود.
مزایا و معایب استفاده از استیل ۳۰۴ و 316 در صنایع غذایی
کاربرد استیل در صنایع غذایی به خواص بهداشتی، مقاومت بالا و دوام طولانی‌مدت آن برمی‌گردد. اما برای انتخاب درست بین استیل 304 و 316 ابتدا لازم است شرایط محیطی و نوع مواد غذایی مصرفی را مشخص کنید.
مزایا و معایب استیل ۳۰۴ در صنایع غذایی
با مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی می‌توان فهمید که چون در استیل ۳۰۴ مولیبدن وجود ندارد، قیمتش نسبت به استیل 316 اقتصادی‌تری است. با شکل‌پذیری و جوش‌پذیری عالی‌اش خیلی راحت قابل خمکاری، جوشکاری و ماشین‌کاری است. همچنین مقاومت خوبش در برابر خوردگی عمومی آن را فقط برای مواد غذایی با اسیدیته پایین و بدون نمک‌های خورنده مناسب می‌کند. اما حساسیتی که به خوردگی حفره‌ای دارد باعث شده در محیط‌های حاوی کلرید (مانند آب‌نمک، سس‌های اسیدی و محصولات دریایی) دچار خوردگی موضعی گردد. همچنین تحت تاثیر مواد شیمیایی قوی و شوینده‌ها و اسیدهای صنعتی، خیلی زود لگ شده و آسیب می‌بیند.
مزایا و معایب استیل ۳۱۶ در صنایع غذایی
مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی به مزایای استیل ۳۱۶ در مقاومت بسیار بالای آن به خوردگی حفره‌ای و شیاری اشاره دارد. مقاومتی که از وجود مولیبدن ناشی می‌شود و 316 را برای محیط‌های اسیدی و شور ایده‌آل می‌کند. همچنین دوام بیشتر و هزینه‌های کم تعمیر و نگهداری گرید 316 به‌خصوص در خطوط تولید مواد غذایی دریایی، ترشیجات و لبنیات واقعاً ستودنی است. پایداری بهداشتی بهترش هم احتمال انتقال آلودگی‌های فلزی به مواد غذایی کمتر می‌کند. با این‌حال ترکیب شیمیایی غنی‌تر استیل 316 هزینه تولیدش را بالا می‌برد. همچنین سختی بیشترش، ماشین‌کاری، برشکاری و جوشکاری آن را نسبت به 304 کمی سخت‌تر می‌کند.
کاربردهای متداول ورق استیل ۳۰۴ و 316 در صنعت غذا
درست است که پرکاربردترین متریال شناخته شده برای صنایع غذایی ورق استیل ۳۰۴ و 316 هستند. اما آن‌ها در مواجهه با شرایط محیط مختلف مشابه هم عمل نمی‌کنند. همین باعث شده کاربردشان با هم فرق داشته باشد.
کاربردهای استیل ۳۰۴ در صنعت غذا
• مخازن ذخیره و فرآوری مواد غذایی: برای نگهداری شیر، روغن، آرد، غلات و شکر از استیل ۳۰۴ استفاده می‌شود، زیرا این مواد خاصیت خورندگی شدیدی ندارند.
• کانترها و تجهیزات آشپزخانه صنعتی: میزهای کار، سینک‌ها، قفسه‌های نگهداری مواد اولیه و تجهیزات بسته‌بندی اغلب از ورق 304 ساخته می‌شوند، زیرا هم مقاوم است و هم به راحتی تمیز می‌شود.
• لوله‌کشی صنایع غذایی و نوشیدنی: برای انتقال مایعاتی مانند شیر، آبمیوه و سس‌هایی که فاقد کلرید بالا هستند، ورق 304 انتخاب خوبی است.
• دستگاه‌های پخت و پز صنعتی: اجاق‌ها، فرهای صنعتی و دیگ‌های بخار که در تماس با حرارت هستند، معمولاً از گرید 304 ساخته می‌شوند.
کاربردهای استیل ۳۱۶ در صنعت غذا
• خطوط تولید مواد غذایی شور و اسیدی: استیل ۳۱۶ که خیلی به خوردگی مقاوم است برای تولید سس‌های اسیدی (مثل سس گوجه‌فرنگی، سرکه)، ترشیجات، محصولات دریایی و آب‌نمک، انتخاب می‌شود.
• مخازن و لوله‌کشی صنایع لبنی و نوشیدنی‌های تخمیری: در فرآوری ماست، دوغ و آبمیوه‌های اسیدی، استیل 316 به‌کار می‌رود که دچار خوردگی ناشی از اسیدهای طبیعی نمی‌شود.
• تجهیزات پردازش گوشت و ماهی: دستگاه‌های برش، آسیاب و فرآوری گوشت و محصولات دریایی که در تماس با نمک و رطوبت بالا هستند از استیل 316 ساخته می‌شوند تا زنگ نزنند.
• تجهیزات شست‌وشوی صنعتی: در محیط‌هایی که نیاز به استفاده از شوینده‌های قوی یا آب داغ برای ضدعفونی تجهیزات وجود دارد، استیل 316 توانایی تحمل شیمیایی بالا را دارد.
مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی از نظر کاربرد نشان می‌دهد که استیل ۳۰۴ بیشتر کاربردهای عمومی دارد و برای محیط‌های معمولی مناسب‌تر است. اما در محیط‌های مرطوب، شور یا اسیدی، استیل 316 دوام می‌آورد و کاربرد مطمئن‌تری دارد.
مقایسه مقاومت استیل ۳۰۴ و 316 در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
خوردگی و زنگ‌زدگی در صنایع غذایی یک چالش جدی است که برای انتخاب مواد اولیه حتماً باید لحاظ شود. استیل ۳۰۴ و 316 هر جزو استیل های زنگ‌نزن آستنیتی هستند و چون کروم (Cr) و نیکل (Ni) دارند، یک لایه اکسیدی محافظ روی سطح خود تشکیل می‌دهند که آن‌ها را به خوردگی مقاوم می‌کند. با این حال، تفاوتی که این دو گرید در ترکیب شیمیایی‌شان دارند، به‌ویژه وجود مولیبدن (Mo) در استیل 316، اصلی‌ترین تفاوت‌شان را در محیط‌های خورنده رقم زده است.
مقاومت در برابر خوردگی عمومی
در محیط‌های معمولی صنایع غذایی که شامل تماس با آب، هوا، روغن‌های گیاهی و مواد غیرخورنده است، استیل ۳۰۴ و 316 عملکردی مشابه دارند. لایه اکسیدی آن‌ها در برابر زنگ‌زدگی پایدار باقی می‌ماند و خوردگی خاصی ایجاد نمی‌شود.
مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای و شیاری (Pitting & Crevice Corrosion)
خوردگی حفره‌ای زمانی رخ می‌دهد که کلریدها (مانند نمک) به سطح استیل نفوذ کرده و باعث تخریب موضعی می‌شوند. استیل ۳۰۴ در تماس با نمک و محلول‌های کلریدی مستعد ایجاد حفره‌های ریز و زنگ‌زدگی موضعی است. اما استیل 316 با داشتن 2-3٪ مولیبدن، مقاومت بهتری در این شرایط نشان می‌دهد و مانع ایجاد حفره‌های خوردگی می‌گردد.
مقاومت در برابر خوردگی بین‌دانه‌ای (Intergranular Corrosion)
این نوع خوردگی در دماهای بالا (حدود 450-850 درجه سانتی‌گراد) و در شرایطی که کاربیدهای کروم رسوب می‌کنند، رخ می‌دهد. هر دو گرید در صورت عملیات حرارتی نامناسب مستعد این خوردگی هستند، اما با نسخه‌های L (مانند L304 و L316) که میزان کربن پایین‌تری دارند، می‌توان این مشکل را کاهش داد.
مقاومت در برابر محیط‌های اسیدی و قلیایی
مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی نشان داد در شرایطی که تجهیزات استیلی با اسیدهایی مانند سرکه، آب‌لیمو و سس‌های ترش یا مواد شوینده قوی صنعتی در تماس هستند، استیل 316 پایداری شیمیایی بهتری دارد. در حالی که گرید 304 در تماس طولانی‌مدت با اسیدها اغلب دچار تخریب سطحی می‌شود.
نکات بهداشتی و استانداردهای مرتبط با استیل ۳۰۴ و 316 برای صنایع غذایی
برای حفظ استانداردهای بهداشتی در تجهیزات استیل صنایع غذایی، می‌بایست اصول نظافت و نگهداری آن را رعایت کنید. در صورت عدم رعایت، احتمال رشد باکتری‌ها و کاهش عمر مفید تجهیزات افزایش می‌یابد. در ادامه، سه نکته خیلی مهم برای حفظ کیفیت و دوام استیل را بررسی می‌کنیم:
استفاده از شوینده‌های غیر کلریدی
کلریدها باعث خوردگی حفره‌ای (Pitting Corrosion) در استیل می‌شوند، به‌ویژه در استیل ۳۰۴ که مقاومت کمتری نسبت به این عامل دارد. شوینده‌های حاوی هیپوکلریت سدیم (مانند سفیدکننده‌های قوی) ممکن است سطح استیل را تخریب کرده و باعث لکه‌دار شدن آن شوند. استفاده از شوینده‌های ملایم و فاقد کلرید، همراه با آب گرم، بهترین روش برای تمیز کردن آن است.
رعایت روش‌های CIP (شستشو در محل)
با سیستم Cleaning in Place (CIP) می‌توان تجهیزات استیلی را بدون نیاز به جداسازی قطعات نظافت کرد. این روش شامل شست‌وشو با آب داغ، بخار و مواد شوینده مناسب است و باعث کاهش خطر آلودگی میکروبی و افزایش بهره‌وری در خطوط تولید صنایع غذایی می‌شود.
جلوگیری از تماس با محیط‌های اسیدی و نمکی
محیط‌های اسیدی (مانند سرکه، آب‌لیمو و فرآورده‌های تخمیری) و نمکی پ به مرور زمان باعث خوردگی استیل ۳۰۴ می‌شوند. در این شرایط، استفاده از استیل 316 توصیه می‌شود، زیرا با وجود مولیبدن، مقاومت بیشتری در برابر این مواد دارد.
سخن پایانی
از مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی پی بردیم که کاربرد استیل 316 با مقاومت بیشترش در مقابل خوردگی مخصوصاً در محیط‌های اسیدی و شور، بیشتر است. بسیاری از کارخانه‌های تولید محصولات لبنی، نوشیدنی‌های تخمیری و فرآورده‌های دریایی به سمت جایگزینی تجهیزات 304 با 316 رفته‌اند تا عمر مفید دستگاه‌های خود را افزایش دهند. با این حال، برای کاربردهای عمومی‌تر، استیل 304 همچنان پرطرفدارترین انتخاب است. اگر شما هم در این زمینه نیاز به ورق استیل صنایع غذایی دارید، برای اطلاعات بیشتر و خرید با شماره ۰۲۱۹۱۰۳۰۶۴۵ تماس بگیرید.
سؤالات متداول
1. تفاوت‌های اصلی بین استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ چیست؟
استیل ۳۰۴ نیکل و کروم دارد، اما ۳۱۶ علاوه بر این دو، حاوی ۲-۳٪ مولیبدن است. این تفاوت باعث می‌شود ۳۱۶ در برابر خوردگی ناشی از نمک، اسیدها و مواد شیمیایی قوی‌تر عمل کند، درحالی‌که ۳۰۴ ارزان‌تر بوده و برای محیط‌های معمولی مناسب‌تر باشد.
2. کدام گرید استیل برای صنایع غذایی مناسب‌تر است؟
اگر محیط کاری شامل آب‌نمک، مواد اسیدی مثل آب‌لیمو و سرکه یا دماهای بالا باشد، استیل ۳۱۶ انتخاب بهتری است. اما برای تجهیزاتی که در تماس با مواد خوراکی کم‌خورنده مثل شیر، آرد و روغن هستند، گرید ۳۰۴ کافی و اقتصادی‌تر است.
3. مزایای استفاده از استیل ۳۱۶ در تجهیزات غذایی چیست؟
طبق مقایسه استیل 304 و 316 در صنایع غذایی، مقاومت بالا به زنگ‌زدگی و خوردگی، افزایش طول عمر تجهیزات، کاهش ریسک آلودگی فلزی در غذا و تحمل بهتر مواد شیمیایی و شست‌وشوی مداوم از مهم‌ترین مزایای استیل ۳۱۶ هستند.
منابع
1- https://sreemetaliks.com/blog/unveiling-the-chemical-composition-of-304-grade-stainless-steel
2- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4284091/
3- https://www.kloecknermetals.com/blog/304-stainless-steel-vs-316/
4- https://www.steeltd.com/news/why-304-stainless-steel-remains-the-go-to-material-for-the-food-industry.html
5- https://www.leafscore.com/eco-friendly-kitchen-products/stainless-steel-cookware-pros-cons/
6- https://themeshcompany.com/the-benefits-of-using-316-grade-stainless-steel-for-food-grade-applications/
7- https://www.bhansalioverseas.com/blog/the-applications-of-stainless-steel-304-sheet-in-the-food-processing-industry/
8- https://sites.google.com/view/marketclarity/market-analysis/316-stainless-steel-market-by-application