สแตนเลสสตีลเกรดอาหาร: สูงกว่า 316L - ผิวสัมผัส การทำความสะอาด และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ FDA และ EU

สแตนเลสสตีลเกรดอาหาร: สูงกว่า 316L - ผิวสัมผัส การทำความสะอาด และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ FDA และ EU

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับพื้นผิวที่สัมผัสอาหารเป็นสิ่งสำคัญที่มีผลต่อความปลอดภัย ความสะอาด ประสิทธิภาพในการดำเนินงาน และการปฏิบัติตามข้อกำหนด ถึงแม้ว่าสแตนเลส 316L (มักเรียกกันว่า "เกรดอาหาร" หรือ "เกรดทะเล") จะมีชื่อเสียงในเรื่องความต้านทานการกัดกร่อน แต่การเลือกใช้วัสดุชนิดนี้เป็นเพียงขั้นตอนแรกเท่านั้น

การออกแบบที่ถูกสุขลักษณะที่แท้จริงนั้นต้องคำนึงมากกว่าแค่เกรดของโลหะผสม มันรวมถึงคุณภาพของผิวสัมผัส เทคนิคในการผลิต และความสามารถในการทำความสะอาดอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย ถังที่ผลิตจากวัสดุ 316L แต่ตกแต่งผิวได้ไม่ดี อาจก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าวัสดุ 304 ที่ตกแต่งผิวได้อย่างสมบูรณ์แบบ

บทความนี้เจาะลึกถึงปัจจัยที่มักถูกมองข้ามซึ่งกำหนดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารอย่างแท้จริง ได้แก่ คุณภาพของพื้นผิว การทำความสะอาด และวิธีการเข้าใจและปฏิบัติตามข้อบังคับสำคัญขององค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) และข้อบังคับของสหภาพยุโรป

ภาคที่ 1: พื้นฐานของโลหะผสม - เหตุใด 304 และ 316L จึงเป็นที่นิยมเลือกใช้

ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจกันว่าเหตุใดเหล็กกล้าไร้สนิมแบบออสเทนไนติกจึงเป็นทางเลือกอันดับแรก

• ความต้านทานการกัดกร่อน: พวกมันสร้างชั้นออกไซด์โครเมียมที่ช่วยป้องกันสนิม และทนต่อกรด ด่าง และคลอรีดที่พบในผลิตภัณฑ์อาหารและสารทำความสะอาด

• ไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี: ไม่ทำให้เกิดรสชาติ กลิ่น หรือสีในผลิตภัณฑ์อาหาร

• ความแข็งแรงและความทนทาน: ทนต่อแรงกระแทก แรงเสียดทาน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกิดขึ้นระหว่างการทำความสะอาด (CIP - Clean-in-Place)

• ง่ายต่อการแปรรูป: สามารถเชื่อม ดัดโค้ง และขัดเงาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

304 กับ 316L: แนวทางเบื้องต้น

• 304 (1.4301): เหล็กกล้าไร้สนิทเกรดอาหารที่ใช้ได้ทั่วไป มีคุณสมบัติยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่มีค่า pH เป็นกลาง (เช่น เบียร์ นม และสินค้าแห้ง) และในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ในระดับต่ำ

• 316L (1.4404): การอัพเกรด ด้วยการเพิ่ม มอลิบดีนัม (2-3%) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านทานการกัดกร่อนแบบเป็นจุดจากคลอไรด์อย่างมาก (เช่น เกลือ น้ำเกลือ สารทำความสะอาดเช่น น้ำยาฟอกขาว) ในรุ่น "L" (คาร์บอนต่ำ) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโครงสร้างที่ต้องเชื่อมโลหะ เพื่อป้องกันการเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกและป้องกันการกัดกร่อนที่จุดเชื่อม

การเลือกโลหะผสมก็เหมือนกับการเลือกผ้าใบให้เหมาะสม แต่การลงสีและการตกแต่งขั้นสุดท้ายต่างหากที่กำหนดประโยชน์ใช้สอย

ส่วนที่ 2: บทบาทสำคัญของการตกแต่งพื้นผิว

การมองผิวเหล็กกล้าไร้สนิทในระดับกล้องจุลทรรศน์จะเห็นลักษณะเป็นยอดเขาและหุบเขา วัตถุประสงค์ของการตกแต่งเพื่อความสะอาดคือการลดพื้นที่หุบเขาเหล่านี้ให้น้อยที่สุด เพื่อไม่ให้แบคทีเรียหลบซ่อนจากสารทำความสะอาดและเจริญเติบโตได้

การวัดค่าพื้นผิวหลังการตกแต่ง:
ค่าพื้นผิวหลังการตกแต่งจะถูกวัดอย่างเป็นปริมาณโดย Ra (ค่าความหยาบเฉลี่ย) ซึ่งแสดงในหน่วยไมโครนิ้ว (μin) หรือไมโครเมตร (μm) โดยเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของยอดสูงสุดและจุดต่ำสุดเมื่อเทียบกับเส้นฐาน

• Ra ยิ่งต่ำ = พื้นผิวยิ่งเรียบเนียน

ประเภทพื้นผิวหลังการตกแต่งทั่วไปและวัตถุประสงค์การใช้งาน:

เหตุใดการขัดเงาด้วยไฟฟ้าจึงเป็นทางเลือกที่เหนือกว่า:

• การทำให้พื้นผิวเรียบในระดับจุลภาค: มันจะขจัดยอดแหลมออกเป็นลำดับแรก ทำให้พื้นผิวเรียบกว่าที่สามารถทำได้ด้วยวิธีทางกลใด ๆ

• การลบคม/ลบเศษแตกร้าว: ขจัดเศษโลหะขนาดเล็กที่เกิดจากการกลึงออก

• ทำให้เป็นเฉื่อย: เพิ่มประสิทธิภาพของชั้นออกไซด์โครเมียม ช่วยเสริมความต้านทานการกัดกร่อน

• ไม่มีทิศทาง: สร้างพื้นผิวที่สมดุลสมบูรณ์แบบ โดยไม่มีร่องที่อาจเป็นที่หลบซ่อนของแบคทีเรีย

ส่วนที่ 3: การทำความสะอาดและการออกแบบที่ถูกสุขลักษณะ

การทดสอบขั้นสุดท้ายสำหรับพื้นผิวที่สัมผัสอาหารคือความง่ายในการทำความสะอาดและฆ่าเชื้อ

• รอยแยกและมุม: ทางตัน มุมแหลม และรอยเชื่อมที่ตกแต่งไม่เรียบ เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของ ลิสเทอเรีย , E. coli , และ ซาลโมเนลลา จุลินทรีย์ รอยต่อทุกชิ้นส่วนต้องต่อเนื่องกัน และรอยเชื่อมต้อง ขัดและขัดเงาให้เรียบเนียนเท่ากับหรือดีกว่าวัสดุบริเวณรอบๆ .

• ระบายน้ำได้เอง: พื้นผิวต้องถูกจัดวางในลักษณะที่สามารถระบายน้ำได้เอง เพื่อป้องกันการเกิดน้ำขังหรือเศษอาหารค้าง

• ห้ามใช้กาว: โดยทั่วไปห้ามใช้กาวบนพื้นผิวที่สัมผัสอาหารโดยตรง เนื่องจากกาวอาจแตกร้าวและเป็นที่หลบซ่อนของแบคทีเรีย

ส่วนที่ 4: การเข้าใจกรอบระเบียบข้อบังคับ: FDA กับ EU

"Food grade" ไม่ได้เป็นมาตรฐานเดียว ความสอดคล้องตามข้อกำหนดขึ้นอยู่กับตลาดของคุณ

1. สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA)
FDA กำหนดกฎระเบียบผ่าน มาตรา 21 แห่งประมวลกฎหมายระเบียบข้อบังคับของรัฐบาลกลาง (CFR)

• 21 CFR 175.300: ครอบคลุมองค์ประกอบของสารเคลือบและกาว

• 21 CFR 176.170: ครอบคลุมองค์ประกอบของกระดาษและแผ่นกระดาษแข็ง

• 21 CFR 177.1520: ข้อบังคับหลักสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม

CFR 177.1520 ระบุอะไรบ้าง?
มันระบุว่า สแตนเลสสตีลภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้ปลอดภัยสำหรับการสัมผัสอาหาร อย่างไรก็ตาม มัน ไม่ได้บังคับให้ใช้อัลลอยด์เฉพาะ (เช่น 316L) แต่ระบุว่าสามารถใช้อัลลอยด์ออสเทนนิติกหลายชนิด (รวมถึง 304 และ 316) ได้ โดยต้องตรงตามข้อกำหนดทั่วไปเกี่ยวกับองค์ประกอบ

ข้อกำหนดที่ FDA ถือว่าเป็นเงื่อนไขสำคัญคือ วัสดุต้อง " เหมาะสมกับการใช้งานที่กำหนด " และไม่ปล่อยสารที่เป็นอันตรายออกมา การทนทานต่อการกัดกร่อนและคุณภาพของพื้นผิวจึงกลายเป็นข้อกำหนดโดยปริยาย หากพื้นผิวของ 304 เกิดการกัดกร่อนและมีโลหะปนเปื้อนในอาหาร ก็จะถือว่าไม่เป็นไปตามข้อกำหนด

2. ระเบียบข้อบังคับของสหภาพยุโรป (EU)
กรอบระเบียบข้อบังคับของ EU มีความชัดเจนมากกว่า และถูกควบคุมโดย ระเบียบข้อบังคับ EC ฉบับที่ 1935/2004 และเฉพาะเจาะจงมากยิ่งขึ้นคือ ระเบียบข้อบังคับของสหภาพยุโรป (EC) ฉบับที่ 2023/2006 ว่าด้วยการปฏิบัติในการผลิตที่ดี (GMP) .

มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดสำหรับวัสดุที่สัมผัสกับอาหารคือ:

• ใบรับรองวัสดุ EN 10204 3.1: นี่คือ ข้อกำหนดบังคับ . เป็นการรับรองจากโรงงานผลิตเหล็กว่าองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของวัสดุนั้นตรงตามเกรดที่กำหนด (เช่น 1.4404) และได้รับการทดสอบและตรวจสอบแล้ว

• EN 10088-3: มาตรฐานที่กำหนดเงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับการส่งมอบเหล็กกล้าไร้สนิม รวมถึง 1.4404 (316L)

สหภาพยุโรปมีแนวทางการกำกับดูแลที่เชิงรุกมากกว่า โดยใช้ "รายชื่อที่อนุญาต" และใบรับรอง 3.1 คือหลักฐานที่แสดงถึงความสอดคล้องของคุณ

ตารางสรุป: ความแตกต่างที่สำคัญด้านความสอดคล้อง

รายการตรวจสอบเบื้องต้นสำหรับการกำหนดเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดอาหาร

1. ประเมินสภาพแวดล้อม: อุปกรณ์จะต้องเผชิญกับคลอรีด (เกลือ, สารทำความสะอาด, น้ำทะเล, หรืออากาศจากทะเล) หรือไม่ ควรเลือกใช้ 316L แทน 304

2. ระบุการตกแต่งพื้นผิวอย่างมีปริมาณ: อย่าระบุเพียงแค่ "#4 polish" ให้ระบุ "#4 polish สูงสุด 32 μin (0.8 μm) Ra" ไว้ในแบบร่างของคุณ สำหรับบริเวณสำคัญ ให้ระบุว่า "Electropolished ให้ได้ค่าความหยาบพื้นผิวสูงสุด 15 μin (0.4 μm) Ra"

3. กำหนดมาตรฐานการผลิตที่มีสุขลักษณะ: กำหนดให้รอยเชื่อมต้องเชื่อมทะลุทั้งชิ้นงาน มีความต่อเนื่อง ขัดให้เรียบเนียน และขัดเงาให้ตรงกับพื้นผิวของวัสดุพื้นฐาน หลีกเลี่ยงการมีมุมอับ (dead legs) รอยร้าว และรอยแยกต่าง ๆ

4. เรียกร้องให้มีเอกสารประกอบที่เหมาะสม:

   • สำหรับสหรัฐอเมริกา: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้จัดจำหน่ายให้ ใบรับรองความสอดคล้อง (CoC) ระบุว่าเป็นไปตามข้อกำหนด FDA 21 CFR 177.1520

   • สำหรับสหภาพยุโรป: กำหนดให้ต้องมีใบรับรอง EN 10204 3.1 สำหรับวัตถุดิบทุกชนิด

5. พิจารณาการขัดเงาด้วยไฟฟ้า (Electropolishing): สำหรับเครื่องจักรที่ความสะอาดมีความสำคัญสูงสุด (เช่น โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์จากนม และยา) ควรจัดสรรงบประมาณสำหรับการขัดเงาด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการรับประกันพื้นผิวที่สามารถทำความสะอาดได้และเป็นไปตามข้อกำหนด

สรุป

การกำหนดให้ใช้ "สแตนเลสเกรดอาหาร" เป็นการเน้นความแม่นยำเป็นหลัก แม้ว่าเกรด 316L จะเป็นจุดเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยม แต่การปฏิบัติตามข้อกำหนดและความปลอดภัยที่แท้จริงเกิดจากการผสมผสานอย่างระมัดระวังของ:

• โลหะผสมที่เหมาะสม สำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมี

• พื้นผิวเรียบเนียนและปราศจากรูพรุนที่สามารถวัดค่าได้

• การผลิตที่มีสุขลักษณะเพื่อกำจุดที่อาจกักเก็บจุลินทรีย์

• เอกสารที่เหมาะสม เพื่อพิสูจน์ทั้งหมดนี้ต่อหน่วยงานกำกับดูแล

ด้วยการมองให้กว้างกว่าเกรดของวัสดุ และเน้นที่ระบบนิเวศของวัสดุทั้งหมด คุณจะมั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ที่คุณผลิตหรือจัดหาไม่เพียงแต่เป็นไปตามข้อกำหนดในทางทฤษฎี แต่ยังมีความปลอดภัยโดยแท้จริงและสร้างมาเพื่อความทนทานยาวนาน