Le titane dans l'industrie alimentaire

Pertinence

Les dernières technologies de l’industrie alimentaire nécessitent l’utilisation de matériaux de structure alternatifs, le remplacement et l’amélioration des unités obsolètes. La spécificité des équipements alimentaires modernes nécessite de nombreux matériaux extrêmement rares: métaux non ferreux, aciers inoxydables, etc. Il est très difficile d’en satisfaire le besoin. Les machines et équipements sont généralement constitués d’aciers faiblement alliés, qui présentent une faible résistance sous l’action d’environnements alimentaires agressifs. Cela entraîne une diminution significative de la stabilité opérationnelle de l'équipement, une augmentation des coûts matériels pour les réparations. La protection contre la corrosion des métaux dans l’industrie alimentaire est d’une importance primordiale.

Caractéristiques technologiques

La technologie de préparation des aliments est un processus biochimique complexe. Exigences sanitaires et hygiéniques très strictes pour les équipements. Le non-respect peut entraîner une perte importante d’aliments précieux ou un changement de qualité. A la lumière de ces problèmes, le titane est un matériau presque idéal qui répond à toutes les exigences. L'étude de la faisabilité économique de l’utilisation d’alliages de titane a été réalisée à l’Institut de recherche scientifique et de conception expérimentale de toute l’Union en génie alimentaire (VNIIEKI prodmash), à l’Institut de métallurgie de l’Académie des sciences de l’URSS et à l’Institut du titane, un certain nombre des instituts industriels et SKB.

Expérience utilisateur comparée

L’industrie alimentaire et l’ingénierie alimentaire ont accumulé une vaste expérience dans la fabrication et l’exploitation d'équipements en alliage de titane. Il existe un grand nombre d’exemples tirés de la pratique étrangère sur l’utilisation à long terme de divers équipements en titane dans l’industrie alimentaire. Par exemple, aux États-Unis, le titane est utilisé pour produire des chaudières utilisées pour préparer de la saumure, des produits à base de tomates et des sauces. Des tests ont montré que le titane n’est pas affecté par les acides alimentaires. Les réfrigérateurs en titane permettent de réduire la consommation de fluides frigorigènes et d’utiliser des pressions élevées. La société «Heinz» (USA) possède une vaste expérience dans l’utilisation du titane dans l’industrie alimentaire. Environ trois cents marques de différents alliages de nickel et d’acier inoxydable ont été comparées. Mais dans les industries de conserves conventionnelles, ils ont montré peu d’endurance lorsqu’ils étaient exposés à des solutions industrielles contenant du chlorure de sodium et de l’acide acétique.

Quincaillerie en titane

À la suite des tests effectués, de nouvelles recommandations ont été élaborées pour le stockage et le transport de produits alimentaires, ainsi que pour la fabrication d'équipements de transformation de légumes utilisant des alliages de titane. À l'époque soviétique, l’utilisation du titane était largement répandue dans l’industrie du vin. L’Institut du titane, l’Institut de recherche de toute l’Union sur la vinification et la viticulture «Magarach», ainsi que l’Institut de recherche et de conception expérimentale de toute l’Union sur l’ingénierie alimentaire ont déterminé une liste d'équipements en titane, à savoir :

· centrifugeuses, récipients pour le stockage et le vieillissement, ainsi que le traitement des matériaux viticoles ;

réservoirs de mesure;

· capacités de transport ;

barils;

distributeurs;

dispositifs destinés au traitement ;

filtres.

Les produits fabriqués en alliages de titane et ayant passé de nombreux tests devraient également inclure des disques qui coupent le chocolat; roues de soufflante turbo pour pomper le gaz saturateur; têtes de machines de remplissage de lait en poudre de titane pressée; tamis de maltage dans l’industrie brassicole et bien plus encore.

Effet économique

Le côté positif de l’utilisation de conteneurs en titane a donné ses avantages: son poids a considérablement diminué, l’efficacité des opérations de chargement et de déchargement a augmenté, la résistance du conteneur a augmenté et les coûts de transport, de réparation et d’entretien ont diminué. Ces avantages se sont reflétés dans l’effet économique global de la production. Pour les réservoirs en titane d’une capacité de 25 m ³, des recommandations d’utilisation et une documentation technique ont été élaborées en usine. Le vieillissement et le transport de divers vins fins et spiritueux nécessitent l’utilisation de conteneurs multifonctionnels. Les livraisons de ces réservoirs sont effectuées à l'étranger et donnent un effet technique et économique important. En 1969, les dix premiers conteneurs industriels pour le stockage de l’esprit et de la couleur du cognac ont été fabriqués à l’usine de brandy de Tbilissi de l’usine de Samtrest. Leur exploitation se poursuit jusqu'à nos jours. Plus tard, l’usine de construction de machines Smelyansky a développé des dessins et une documentation technique pour des conteneurs de différentes capacités pour les produits viticoles.

Zeer

Il s’agit d’une structure soudée à section trapézoïdale équilatérale, constituée de tiges assemblées sur la circonférence. Absolument tous les détails du zeer sont en titane grade VT1−0. L'étude a été réalisée par l’usine d'équipements de vinification de Simferopol, où les cheminées étaient en alliage de titane. La production de produits valorisables à partir de déchets occupe un volume important de la production industrielle en vinification. La production d’acide tartrique se caractérise par la présence de milieux agressifs. Pour cela, un appareil à vide en alliage de titane a été fabriqué, qui a été testé avec succès dans l’atelier d’acide tartrique de l’usine de production de Tbilissi Samtrest. Pendant plusieurs années de fonctionnement, l’absence de corrosion du matériau et de calamine a été prouvée. Cela améliore considérablement le transfert de chaleur et augmente le rendement de la solution évaporée d’un facteur 3. Le produit résultant est de haute concentration et de qualité.

Pipelines

Toutes les industries de l’industrie alimentaire utilisent une énorme quantité de produits liquides qui nécessitent un transport, une filtration et un pompage. Auparavant, les canalisations en verre fabriquées à la cave de Vinogradny étaient largement utilisées. Ils sont hygiéniques, pratiques, mais ne répondent pas toujours aux exigences de fonctionnement. En raison des fluctuations de température, ils sont détruits et nécessitent un nettoyage plus fréquent, car ils sont recouverts de précipitations. Mais l’industrie ne s’arrête pas là, de nombreux kilomètres de canalisations ont été réalisées en titane, très économique, ne nécessitant aucun entretien pendant de nombreuses années d’utilisation. L’Institut du titane et l’usine mécanique de Nezhensky ont mis en production des prototypes d’un cylindre de ventilateur en titane pour la presse VPO-20. L'équipement en titane est fourni sous forme d’ensemble: canalisations et vannes, pompes et filtres. Certes, il s’agit d’un équipement assez coûteux, mais son coût élevé se traduit par une longue durée de vie, la fiabilité et également l’inertie biologique du matériau à partir duquel il est fabriqué. Un exemple est l’usine d’hydrolyse de la ville de Khorsk, dans le territoire de Khabarovsk, où des vannes en titane fabriquées en 1969 à l’usine de Penztyazhpromarmatura sont exploitées avec succès à ce jour.

Séparateurs

L’augmentation des performances des séparateurs de liquide pour la séparation des systèmes multiphases (jus de fruits, suspension de levure, vin, milieux nutritifs dans l’industrie médicale) est directement liée à l’augmentation de la vitesse de rotation du tambour et de son diamètre. Avec une augmentation des forces centrifuges, des contraintes peuvent survenir dans des pièces pouvant entraîner leur destruction. Étant donné que le titane a une densité deux fois moindre que celle de l’acier et une marge de sécurité plus élevée, son utilisation pour la production de tels séparateurs est beaucoup plus opportune. Cela est particulièrement vrai dans la production d’amidon, où les milieux liquides sont très corrosifs. Par conséquent, dans cette production, il est préférable d’utiliser des tambours séparateurs de liquide en alliages de titane, en remplaçant par eux les séparateurs en acier inoxydable existants.

Industrie du poisson

Des usines de transformation flottantes entières sont impliquées dans la transformation du poisson. Tous les mécanismes des machines directement liés au traitement sont en contact permanent avec l’eau de mer, ils doivent donc avoir une résistance particulière à la corrosion. L’utilisation de mécanismes en alliages de titane dans cette production est une solution idéale.

industrie sucrière

Cette industrie possède une vaste expérience dans l’application d'équipements et de pipelines en titane. Les tubes en titane, qui sont utilisés dans les évaporateurs, avec leur fonctionnement à long terme ont prouvé non seulement la haute résistance à la corrosion du matériau, mais ont également permis d’augmenter la concentration de la solution acide, qui est utilisée pour le détartrage périodique. Cela a permis de réduire les temps d’arrêt de l'équipement et les coûts de main-d'œuvre.

Autres industries

À l’usine d’acide citrique de Belgorod, des évaporateurs en alliages de titane sont utilisés depuis trois ans. Pendant cette période de fonctionnement, ils ne se sont pas corrodés et n’ont pas nécessité de réparation. À l’usine de maïs de Beslan, un équipement capacitif est exploité avec succès, composé de titane de qualité VT1−0. À la distillerie de Melitopol, une colonne de carbone en titane VT1−0 fonctionne avec succès, conçue pour filtrer la vodka. Il a été spécialement conçu à ces fins par le Titanium Institute. En outre, l’Institut du titane, en collaboration avec l’Institut de Leningrad «Rospishchepromavtomatika», a conçu, fabriqué, testé et transféré à des têtes de lavage de production de masse en alliage de titane VT1−0. Ils peuvent nettoyer presque n’importe quel récipient en quelques minutes. L’utilisation d’un alliage de titane pourrait assurer la légèreté de la tête, sa résistance exceptionnelle aux solutions désinfectantes. Titanium Institute en collaboration avec l’Institut technologique d’Odessa. Lomonosov, une construction a été développée à partir d’un alliage de titane pour le sherry des vins dans un ruisseau, ou accélérer la maturation du sherry. Et comme ce procédé est trop sensible à la moindre présence d’ions étrangers, l’utilisation du titane à ces fins s’est avérée la plus acceptable, de sorte que le sherry produit n'était que de haute qualité.

Production d’huiles essentielles

Des spécialistes de l’Institut des cultures d’huiles essentielles de Simferopol, en collaboration avec l’Institut du titane, ont développé et fabriqué une colonne pilote pour la production d’huile d’iris à partir de l’alliage de titane VT1−0. Cela était dû à la nécessité d’améliorer la qualité des produits manufacturés, car l’ancienne colonne en acier ne pouvait pas répondre aux exigences de la production.

Fournisseur

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