Una ricerca sperimentale sulle cessioni dell'Acciaio Inossidabile
Andrea Soria
Sirio Aliberti - Calamandrana (Asti)
La Sirio Aliberti ha intrapreso una ricerca sperimentale con lo scopo di valutare
la resistenza alla corrosione dell acciaio inossidabile non tanto da una prospettiva
di integrità dell'impianto, quanto come entità di cessione di metalli al liquido contenuto.
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Premessa
Nel campo alimentare, ed in particolar modo nello stoccaggio di liquidi quali vino, birra, latte e bevande in genere, l'acciaio inossidabile austenitico ha ottenuto un impiego sempre crescente.
La principale ragione di questa profonda e capillare diffusione è legata alle caratteristiche di resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile, unita alla sua "igienicità".
Con questo termine si intende un materiale che presenta una notevole compattezza superficiale priva di porosità, un'elevata resistenza agli urti, alle sollecitazioni meccaniche e termiche, l'assenza di rivestimenti protettivi fragili e deteriorabili e ottima pulibilità con bassa ritentività batterica.
L'acciaio inossidabile è generalmente associato alla sua capacità di resistenza alla corrosione: questa caratteristica non è incondizionata, bensì legata alle condizioni operative in cui viene impiegato.
Nello stoccaggio dei vini si sono verificati saltuari episodi di corrosione profonda, generalmente causati dalle condizioni ambientali in cui erano impiegati i serbatoi.
La Sirio Aliberti ha sviluppato un sistema di progettazione e costruzione finalizzato alla realizzazione di una gamma di serbatoi, vinificatori e autoclavi che associno alla funzionalità d'uso il massimo rispetto per il prodotto contenuto (Figura 1).
A tal proposito l'azienda ha intrapreso una ricerca sperimentale, nell'ambito della tesi di laurea svolta dal sottoscritto, con lo scopo di valutare la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile non tanto da una prospettiva di integrità dell'impianto, quanto come entità di cessione di metalli al liquido contenuto.
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Figura 1 - Lavorazioni di finitura superficiale su fondi (Sirio Aliberti) |
L'importanza dell'integrità del liquido alimentare e l'assenza di contaminazioni è un aspetto fondamentale e più importante rispetto ad un problema di semplice corrosione del serbatoio. In campo enologico, anche se è molto diffuso l'uso di contenitori in acciaio inossidabile austenitico, non esistono condizioni operative standard, poiché all'interno dei "serbatoi" possono essere compiute varie lavorazioni, quali la vinificazione, la fermentazione o il semplice stoccaggio del prodotto finito. |
La ricerca condotta ha considerato, in particolar modo, gli aspetti legati allo stoccaggio dei vini, ritenendo dunque che il contatto prolungato del vino con l'acciaio inossidabile possa costituire una situazione più gravosa rispetto al contatto di breve durata, ma in condizioni ambientali più severe, come avviene nel processo di vinificazione durante il quale viene solitamente aggiunta anidride solforosa.
Nelle prove sperimentali si sono seguite modalità riconducibili alle ricerche effettuate dal professor Di Caprio nei primi anni Settanta, prese poi come riferimento per la normativa italiana ed europea circa il contatto di alimenti con l'acciaio inossidabile. |
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Figura 2 -
Grafico con l'andamento della cessione di ferro (blu), manganese (rosso),
cromo (giallo), nickel(nero) in funzione del tempo per serie di campioni in acciaio AlSl 304
con rapporto superficie/volume pari a 0,62 cm-1. |
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Figura 3 -
Grafico con l'andamento della cessione di fèrro (blu), manganese (rosso),
cromo (giallo), nickel (nero) in fimzione del tempo per serie di campioni in acciaio AlSI316
con rapporto superficie/volume pari a 0,62 cm-1. |
Risultati della ricerca
La sperimentazione si è svolta immergendo dei campioni di acciaio inossidabile, di tipo AlSI 304 e AlSI 316 con varie finiture, all'interno di contenitori in vetro contenenti un liquido di prova, composto da acqua, alcool ed acido acetico, per diverse tempistiche comprese tra i 15 e i 90 giorni. Successivamente, è stato analizzato il liquido per rilevare le quantità cedute delle componenti dell'acciaio inossidabile, quali ferro, cromo, nichel, manganese e allo stesso tempo si è effettuata un'analisi al microscopio elettronico delle superfici immerse.
Questa procedura ha permesso di ricavare grafici di andamento della cessione, in relazione al tempo (Figure 2-3), al tipo di materiale, alla presenza di saldature e alla finitura superficiale.
L'analisi dei risultati ottenuti è molto articolata, ma brevemente si possono dare alcune indicazione estraibili dalla ricerca sperimentale. |
| I valori di cessione specifica e globale, ottenuti considerando i rapporti volume/superficie per i serbatoi enologici, sono sempre modesti e mai oltre i limiti fissati dalla normativa in materia.
1 campioni sottoposti a saldatura presso la Sirio Aliberti, hanno evidenziato cessioni di pari entità con gli stessi non saldati. Tutto ciò sottolinea l'importanza della qualità del procedimento di saldatura, che, se opportunamente realizzato, non comporta un peggioramento del fenomeno della cessione. L'uso dell'acciaio inossidabile di tipo AlSI 316. che ha una resistenza maggiore ai fenomeni di corrosione rispetto al AlSI 304, non causa necessariamente un comportamento migliore per quanto riguarda la cessione. Infatti l'acciaio AlSI 316 può essere coinvolto da una leggera corrosione generalizzata di tutta la superficie, senza attacchi localizzati. Da un punto di vista corrosionistieo ha quindi una buona resistenza, intesa come assenza di aree particolarmente colpite che possono compromettere la funzionalità del serbatoio, ma allo stesso tempo manifesta valori di cessione del tutto simili o maggiori rispetto all'acciaio inossidabile AlSI 304. Il suo impiego, nei casi in cui non sono presenti condizioni ambientali rilevanti dal punto di vista di una possibile corrosione del serbatoio (per esempio vicinanza al mare), non genera alcun benefìcio ma solo un'in-giustifìcato aumento di costo. |
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