بخشی از مقاله
مروري برجديدترين دستاوردهاي مهندسي خوردگي در صنايع غذايي
چکيده :
خسارات ناشي از خوردگي بيش از ١٦ برابر خسارات ناشي از بلاياي طبيعي در سال مي باشد .اگر چه خوردگي اجتناب ناپذير است ، ولي هزينه آن را به مقدار زيادي مي توان کاهش داد. مهندسي خوردگي کار برد دانش وفن يا هنر جلوگيري يا کنترل خوردگي به روش اقتصادي و مطمئن مي باشد.معمولاترکيبات بازدارنده براي محيط زيست خطرناکندو اثرات مخربي براي موجودات زنده داشته و به شدت سرطان زا هستند. امروزه تلاش دانشمندان بر استفاده از ترکيبات بازدارنده طبيعي معطوف شده است .برخي عصاره هاي گياهي به عنوان بازدارنده خوردگي فلزات بررسي شدند.عصاره هاي انجير هندي که از خانواده کاکتوس است به عنوان ترکيب ضد خورنده استفاده مي شود. اثر ضد خورندگي آن به دليل تشکيل فيلم بر سطوح فلزي است .
تانن هاي گياهي ترکيبات طبيعي و غير سمي اند که ارزان بدست مي آيندو به ويژه براي ممانعت از خوردگي آهن و استيل موفق عمل مي کنند.اوژنول يکي از ترکيبات اصلي روغن ميخک است که از اواخر قرن ١٩ به عنوان طعم دهنده در صنايع غذايي و دارويي استفاده مي شوداخيرا به عنوان يک ممانعت کننده خوردگي فلزات در محيط هاي اسيدي شناخته شده است .
کليد واژه :مهندسي خوردگي ، صنعت غذا، بازدارنده هاي گياهي
مقدمه :خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يک ماده در اثر واکنش با محيطي که درآن قرار دارد تعريف مي کنند. برخي اعتقاد دارند که اين تعريف بايد محدود به فلزات باشد ولي غالبا بايستي هم فلزات و هم غير فلزات نظير سراميک ها، پلاستيک ها ، لاستيک و مواد غير فلزي ديگر را نيز در نظرگرفت . خوردگي مي تواند سريع يا کند انجام شود .فولاد زنگ نزن در حالت حساس شده به وسيله اسيد پلي تيونيک ظرف چند ساعت به شدت خورده مي شود .ريل هاي راه آهن معمولا به آهستگي زنگ مي زنندو سرعت زنگ زدن آن قدر نيست که بر کارايي آنها درطي ساليان اثري بگذارد.
استاندارد ايزو 8044 خوردگي ر بدين شکل تعريف مي کند:
"واکنش فيزيکي – شيميايي متقابل بين فلز و محيط اطرافش که معمولا داراي طبيعت الکتروشيميايي است و نتيجه اش تغيير در خواص فلزمي باشد. اين تغييرات خواص ممکن است منجر به از دست رفتن عملکرد فلز، محيط يا دستگاهي شود که اين دو، قسمتي از آن را تشکيل مي دهند ."
محيط هاي خورنده :عملا کليه محيط ها خورنده هستند ولي قدرت خوردگي آنها متفاوت است .مثال هايي در اين مورد عبارتند : از هواو رطوبت ،آب هاي تازه ، مقطر، نمک دار،و معدني، آتمسفرهاي روستائي، شهري و صنعتي، بخار و گازهاي ديگر نظير کلر، آمونياک ، سولفور هيدروژن ،دي اکسيدگوگردو گازهاي سوختني، اسيد هاي معدني مثل اسيد کلريدريک ، سولفوريک ونيتريک ، اسيدهاي آلي مثل اسيد نفتنيک ، استيک ،و فرميک ، قليائي ها، خاک ها، حلال ها، روغن نباتي و نفتي ، انواع و اقسام محصولات غذائي .
به طور کلي مواد "معدني " خورنده تر از مواد " آلي "هستند. درجه حرارت هاو فشارهاي بالاتر معمولا باعث ايجاد شرايط خوردگي شديدتري مي شوند.بسياري از فرايند هاو عمليات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگي غير ممکن يا غيراقتصادي مي باشد.
هزينه هاي خوردگي :
خوردگي يکي از موارد معدودي است که اثر خود را نه تنها در مراحل طراحي ، ساخت و توليدو بهره برداري نمايان ميسازد، بلکه مبالغ عظيمي را نيز در مرحله حفاظت و نگهداري به خود اختصاص ميدهد .
از آنجا که خوردگي پديده اي تخريبي است ، هزينه هايي در پي دارد. اين هزينه ها در دو دسته مستقيم و غير مستقيم (پيامدهاي مستقيم ) هستندکه دسته دوم بسيار بيشتر از نخستين است .طبق آمار سال ١٩٩٧، خسارات ناشي از بلاياي طبيعي در ايالت متحده شامل سيل ، طوفان ، زمين لرزه و غيره سالانه ١٧ ميليارد دلاربوده است .اين در حالي است که خسارات ناشي از خوردگي ٢٧٦ ميليارد دلاربرآورد شده است .ملاحظه مي شودکه خسارات ناشي از خوردگي بيش از ١٦ برابر خسارات ناشي از بلاياي طبيعي بوده است .
آسيب شناسي خوردگي و روش هاي جلوگيري از آن :
خوردگي ممکن است نتيجه انتخاب ناصحيح مواد، تغييرات در محيط و يا عملي که به طور ناخواسته در موقع ساخت برروي فلز انجام شده و يا نتيجه نصب غلط باشد. با شناخت انواع خوردگي و عواملي که هريک را به وجود مي آورند مي توان مناسب ترين را در جهت کم کردن قدرت تخريبي خوردگي انتخاب کرد که خود باعث کاهش هزينه هاي تاسيسات مي شود. هيچ ماده اي از خطر خوردگي در امان نيست . هر ماده اي تا حدي خورده مي شود. نکته مهم تطبيق يک محيط با مواد مناسب مي باشد.
معمولا موادي که در برابر خوردگي مقاومند گران تر از موادي هستند که زود خورده مي شوند. کلا ٥ نوع خوردگي وجود دارد:
خوردگي عمومي يا يکپارچه ، خوردگي گالوانيک يا شيميايي ( pitting)، خوردگي بين دانه اي ، تنشي ، بيولوژيک
معمولا خوردگي در ابتدا توسط يکي از انواع فوق شروع مي شود ولي پس از شروع ، همه آنها در توسعه خوردگي شرکت مي کنند.
حفاظت فلزات در برابر خوردگي فلزات :براي اين کار ما سه روش پيش رو داريم :
١- ايجاد پوشش و قراردادن ماده اي بين محيط و فلز
٢- سلسله اعمالي را که به آن ها نام اعمال الکتروشيميايي مي دهند روي فلز انجام دهيم تا خوردگي کم يا هيچ گردد.
٣- موادي را درون فلز افزايش دهيم تا سرعت خوردگي کم شود که از اين مواد با عنوان کندکننده هاي خوردگي ياد مي شود.
استفاده از ترکيبات گياهي به عنوان بازدارنده هاي خوردگي :
معمولا ترکيبات بازدارنده براي محيط زيست خطرناکندو اثرات مخربي براي موجودات زنده داشته و به شدت سرطان زا هستند
. امروزه تلاش دانشمندان بر استفاده از ترکيبات بازدارنده طبيعي معطوف شده است . گياهان منبع غني از مولکول هاي فعالند.
برخي عصاره هاي گياهي به عنوان بازدارنده خوردگي فلزات بررسي شدند.عصاره هاي انجير هندي که از خانواده کاکتوس است به عنوان ترکيب ضد خورنده استفاده مي شود. اثر ضد خورندگي آن به دليل تشکيل فيلم بر سطوح فلزي است . تاثير ممانعت کنندگي آن بر خوردگي سطوح برنزي تاييد شده است .
تانن هاي گياهي ترکيبات طبيعي و غير سمي اند که ارزان بدست مي آيندو به ويژه براي ممانعت از خوردگي آهن و استيل موفق عمل مي کنند.
در تحقيق دانشمندان مراکشي در سال ٢٠٠٨ بررسي اثر اوژنول بر خوردگي تيتانيوم انجام شدو مشخص شد که داراي اثر حفاظتي در برابر خوردگي فلورايد است .تيتانيوم و آلياژهايش به طور گسترده در دندانپزشکي به عنوان ماده مقاوم به خوردگي استفاده مي شود . اوژنول يکي از ترکيبات اصلي روغن ميخک است که از اواخر قرن ١٩ به عنوان طعم دهنده در صنايع غذايي و دارويي استفاده مي شود .اخيرا به عنوان يک ممانعت کننده خوردگي فلزات در محيط هاي اسيدي شناخته شده است .
در مطالعه afidah a.rahim و همکاران اثر تانن هاي شاپسند به عنوان بازدارنده خوردگي در محيط اسيدي بررسي و تاييد شد . مونومرهاي فلاونوئيدي رفتار جالبي با خاصيت ممانعت از خوردگي کاتديک در شرايط اسيدي به ويژه براي استيل ها دارند.
کارايي تانن ها به عنوان بازدارنده هاي کاتديک با افزايش Ph کاهش مي يابد .
مهندسي خوردگي
مهندسي خوردگي کار برد دانش وفن يا هنر جلوگيري يا کنترل خسارت ناشي از خوردگي به روش اقتصادي و مطمئن مي باشد. براي اين که مهندس خوردگي به خوبي از عهده وظايف خود برآيد ، بايستي بااصول خوردگي و عمليات مبارزه با آن ، خواص شيميايي، متالو رژي، فيزيکي و مکانيکي مواد، آزمايشات خوردگي، ماهيت محيط هاي خورنده ، قيمت مواد اوليه ، نحوه ساخت و توليد کامپيوتروطراحي قطعات آشنا باشد .پيشگويي آهنگ خرابي تجهيزات در اثر خوردگي و تخمين هزينه هاي آن عنصري نامعين است که ميتوان با استفاده از سيسستم هاي مديريت خوردگي تا حدودي آن را کنترل نمود. مديريت خوردگي با هدف صيانت از سرمايه ، مسئوليت کنترل خوردگي و روش هاي پايش و حفاظت تاسيسات در تمامي موارد رابرعهده داردو همواره از ابزار وروش هاي پيشرفته در رسيدن به اين مقصود بهره ميگيرد.
