حفاظت از خوردگی در کارخانجات تولید مواد غذایی و دارویی
در صنایع فرآوری مواد غذایی به دلیل وجود مواد شیمیایی، سطوح بتنی معمول که بر پایه سیمان می باشند، مقاومت دائم نداشته و در برابر حملات شیمیایی خورده خواهند شد. لذا کلیه سطوح بتنی شامل کف ها، کانال ها، مخزن ها و دیوارها می بایست در مقابل بارهای شیمیایی حفاظت گردند.
برخلاف خوردگی شدید در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی به دلیل وجود اسیدها و قلیاهای قوی، در صنایع غذایی، خوردگی در حد بسیار بالا نمی باشد. به خصوص در صنایع تولید لبنیات و آب میوه با اسیدهای آلی مانند اسید استیک، اسید لاکتیک و اسید سیتریک سرو کار داریم. در صنایع غذایی احتمال وجود مواد قلیایی و پاک کننده های اکسید کننده نیز وجود دارد.
صنایع غذایی و دارویی را می توان به شرح ذیل تقسیم بندی نمود:
- صنایع تولید گوشت، مرغ و ماهی
- صنایع تولید سوسیس و کالباس
- صنایع تولید شیر و لبنیات
- صنایع کنسروسازی
- صنایع تولید قند و شکر
- صنایع تولید روغن های خوراکی
- صنایع تولید نوشابه های غیر الکلی و آب میوه
- صنایع تولید ماکارونی و شیر خشک
- صنایع تولید شکلات و بیسکوییت
- صنایع تولید مواد دارویی
پوشش های توصیه شده برای صنایع غذایی
دو نوع پوشش برای سطوح کف و دیواره ها در صنایع غذایی توصیه می شود، استفاده از کاشی ضد اسید مقاوم ترین و مناسب ترین پوشش برای سطوح بتنی بوده و راه حل اول می باشد و پوشش پیشنهادی دوم، پوشش های رزینی (رزین لاینینگ) یکپارچه با قابلیت تراز شدن خودکارهستند.
پوشش های اجرا شده می بایست به جز برخورداری از مقاومت های شیمیایی در مقابل تنش های حرارتی و مکانیکی نیز مقاومت داشته باشند. در صنایع فرآوری مواد غذایی، ویژگی های بهداشتی و زیبایی نیز باید مدنظر قرار گرفته شود.
الزامات سطح زیر کار:
به طور کلی سطوح بتنی زیر کار، قبل از اجرای پوشش ها می بایست بر اساس استاندارد DIN 28052 طراحی و اجرا شوند. سطوح بتنی می بایست مسلح بوده و دارای مقاومت های لازم فشاری، کششی و خمشی باشند.
سطوح باید طوری طراحی شوند که بدون ترک بوده و هیچ گاه بر روی آنها ترک به وجود نیاید. به همین دلیل در سطوح بزرگ پیش بینی درزهای انبساط و اجرایی، لازم و ضروری است. شیب سطوح به سمت مسیرهای خروجی شامل کانال ها و مخزن ها باید حداقل 5/1 % باشد (به دلیل شستشوی دائم در این نوع از صنایع).
اجرای پوشش های حفاظتی
از پوشش های حفاظتی جهت سطوح کف و دیواره ها در صنایع مواد غذایی به دو روش اجرا می شوند:
- کاشی کاری ضد اسید با استفاده از کاشی های ضد اسید و ملات بر پایه رزین
- پوشش های رزینی یکپارچه و بدون درز بر پایه رزین های سینتتیک
کاشی کاری با ملات بر پایه رزین
در کاشی کاری ضد اسید، استفاده از کاشی های ضد اسید با ضخامت کم (20 میلیمتر) توصیه شده که با استفاده از ملات های رزینی مانند ملات اپوکسی ضد اسید، ملات ضد اسید فوران و یا فنلیک نصب و بند کشی می شود. لایه حایل یا بازدارنده که در زیر کاشی کاری ضد اسید اجرا می شود را در بسیاری از واحدها در صورت استفاده از ملات های مناسب نصب و بندکشی، می توان حذف کرد.
استفاده از ملات بر پایه رزین فوران در صنایع تولید شیر و لبنیات بسیار معمول می باشد. در صورت استفاده از این ملات می بایست قبل از اجرای کاشی کاری ضد اسید با این ملات ازیک پرایمر و یا در صورتی که هزینه مهم نباشد، از اجرای لایه ممبران استفاده نمود.
ملات بر پایه رزین درزگیر
در خصوص بسیاری از صنایع غذایی و دارویی، استفاده از پوشش های رزینی مانند پوشش های بر پایه رزین اپوکسی و پلی اورتان توصیه می شود. از مزایای این نوع پوشش ها، درزگیر بودن آنها است که در صنایع تولید دارو بسیار مهم می باشد. در کارخانجات تولید دارو، سطوح کف و دیواره هاباید تا حد امکان بدون درز باشند تا از تجمع آلودگی ها در آنها جلوگیری شود و در عین حال تمیز کردن آنها نیز راحت باشد. پوشش های اپوکسی و پلی اورتان دارای این خصیصه بوده و استفاده از آنها در کف سالن های تولید و انبارها در کارخانجات دارویی الزامی است.
کاشی کاری ضد اسید با ملات بر پایه رزین
در یک کاشی کاری ضد اسید در کف، دیواره ها و کانال های کارخانجات تولید مواد غذایی، استفاده از هر سه پارامتر یک سیستم کاشی کاری ضد اسید توصیه می شود. ممکن است در برخی از کارخانجات تغییراتی در لایه های مورد استفاده ایجاد شود ولیکن پایه سیستم کاشی کاری ضد اسید باید حفظ شود.
استفاده از کاشی های ضد اسید با ضخامت 20 میلیمتر اکیدا توصیه می گردد. استفاده از کاشی های ضد اسید دارای لعاب و یا کاشی های ضد اسید با ضخامت کمتر از 20 میلیمتر به دلیل تنش های مکانیکی و صدمات فیزیکی موجود در برخی از کارخانجات مانند کارخانجات تولید شیر و لبنیات ترجیحا توصیه نمی گردد.
از چه ملات های برای کاشی کاری ضد اسید استفاده می شود؟
ملات های مورد استفاده جهت نصب و بندکشی کاشی ها می بایست تا حد امکان از یک پایه باشد. ملات های مورد استفاده در این نوع از صنایع بیشتر بر پایه رزین های اپوکسی، فوران و پلی استر غیر اشباع می باشند:
ملات سیمانی
استفاده از ملات های سیمانی اکیدا ممنوع می باشد. ولیکن در برخی از کارخانجات به دلیل صرفه جویی در هزینه ها، از ملات های سیمانی استفاده می نمایند. در صورت استفاده از این نوع ملات ها، فقط و فقط برای نصب کاشی ها می توان از آنها استفاده نمود. استفاده از ملات های سیمانی در بندها اکیدا ممنوع است.
ملات بر پایه رزین فوران
استفاده از ملات ها بر پایه رزین فوران زمانی که مواد شیمیایی قوی و متوسط وجود دارد، توصیه می شود. این گروه از ملات ها در برابر اکثر مواد شمیایی خورنده مقاوم می باشند ولیکن ضعف آنها در برابر مواد اکسید کننده است.
از مزایای بسیار خوب ملات ضد اسید فوران، مقاومت آنها در برابر اسید های آلی است که در کارخانجات تولید لبنیات و نیز تولید سرکه و آب لیمو وجود دارد. زمانیکه ملات فوران فقط داخل بندکشی ها استفاده می‌گردد و ملات پایه سیمانی می‌باشد، ضد اسید ساختن ملات اجرایی، قبل از پر کردن بندها با ملات فوران ضروری است.
ملات‌های پایه رزین اپوکسی
از ملات های بر پایه رزین های اپوکسی نیز جهت نصب و بندکشی کاشی های ضد اسید در کارخانجات تولیدی استفاده می شود. از خصوصیت های بارز ملات‌های اپوکسی، چسبندگی بسیار بالای آنها به سطوح می باشد. البته مقاومت های شیمیایی آنها نسبت به ملات های فوران پایین تر بوده و در شرایط حاد از آنها استفاده نمی شود.
به دلیل عدم وجود انقباض پلیمری و یا کاهش حجم ملات های اپوکسی، ترک در آنها کمتر به وجود می آید. در برخی از شرایط می توان در صورتی که از ملات اپوکسی جهت نصب و بندکشی کاشی ها استفاده می شود، لایه حایل یا بازدارنده را حذف نمود که در کاهش هزینه های مواد و اجرا تاثیر گذار خواهد بود.
ملات پلی استر غیر اشباع
از ملات‌های بر پایه رزین پلی استر غیر اشباع، زمانی که مواد اکسید کننده به مقدار زیاد وجود داشته باشد، استفاده می گردد. این گروه از ملات ها در برابر اسیدها مقاومت خوبی دارند ولیکن در برابر مواد قلیایی و اسیدهای آلی در درازمدت از بین می روند. ضعف ملات های پلی استر غیر اشباع انقباض پلیمری آنها می باشد.
استفاده از لایه بازدارنده
در کارخانجات تولیدی مواد شیمیایی، به دلیل عدم وجود مواد خورنده به مقدار زیاد، حساسیت کمتری نسبت به استفاده از لایه حایل یا بازدارنده وجود دارد.
در صورتی که از ملات پایه رزین اپوکسی استفاده شود و بارهای شیمیایی نیز کم باشد می توان فقط از یک پرایمر بر روی بتن و سپس پاشیدن سیلیس بر روی آن استفاده نمود. فقط داخل کانال ها و مخازن که مواد به صورت دائم وجود دارند، از یک لایه رزینی مسلح شده با الیاف و یا یک ورق ترموپلاستیک در زیر کاشی کاری ضد اسید استفاده کرد.
در صورت وجود بارهای شیمیایی به مقدار بیش از حد استاندارد، استفاده از لایه حایل در سطوح کف نیز توصیه می شود که می تواند پوشش مسلح شده با الیاف بر پایه رزین های اپوکسی و یا پوشش بر پایه پلی اورتان باشد که در دیواره ها نیز تا ارتفاع 30 سانتی متر اجرا می‌گردد.
کاشی کاری در کف چگونه اجرا می‌شود؟
روش کاشی کاری ضد اسید در کف به صورتی است که ابتدا کاشی ها با ملات مورد نظر نصب شده و پس از خشک شدن کامل، بندها تمیز شده و سپس با ملات پر می شوند. فواصل بندکشی 5 تا 8 میلیمتر می باشد و ملات نصب در صورتیکه رزینی باشد، ضخامت آن 5 میلیمتر است.
در صورتیکه بارهای شیمیایی به مقدار کم باشد و نیز شستشوی دائم در کف وجود نداشته باشد، می توان کاشی کاری ضد اسید را در بستر سیمانی انجام داده و فقط بندها را با ملات های رزینی مقاوم پر نمود. اما در صورتی که بارهای شیمیایی بیش از حد استاندارد باشد، استفاده از ملات رزینی جهت نصب کاشی ها و نیز اجرای لایه حایل ضروری است.
در خصوص کانال ها و مخزن ها، استفاده از سیستم کامل کاشی کاری ضد اسید اکیدا توصیه می شود.
پوشش های رزینی یکپارچه و درزگیر
پوشش های رزینی یکپارچه بر پایه رزین های اپوکسی، وینیل استر، پلی استر غیر اشباع و پلی اورتان معمولا پوشش هایی هستند که می توان از آنها به عنوان یک پوشش حفاظتی جهت سطوح بتنی در کارخانجات تولید مواد غذایی و دارویی استفاده نمود. این گروه از پوشش ها به صورت های مختلف بر روی سطوح بتنی اجرا می شوند که به شرح ذیل خواهند بود:
- با استفاده از غلتک، قلم مو یا اسپری به صورت رنگ، لایه آب بند و پرایمر
- با استفاده از شانه های مخصوص به صورت خود تراز (self-leveling)
- با استفاده از ماله و شمشه (Troweling or Screed)
- مسلح شده با الیاف شیشه ای و سینتتیک (Laminating)
نوع رزین مورد استفاده بستگی به مواد خورنده موجود داشته و نوع روش اجرایی و نیز ضخامت پوشش بستگی به تنش های مکانیکی موجود دارد.
استفاده از روش خود تراز (self-leveling)
معمولا در صورت استفاده از پوشش های بر پایه رزین های اپوکسی و پلی اورتان، استفاده از روش(self-leveling) توصیه می شود که در سالن های تولید دارو بسیار متداول است. در داخل ترکیب رزینی و سخت کننده آن از دانه بندی های مختلف انواع فیلرها که بیشتر پایه سیلیسی دارند، جهت افزایش مقاومت های فشاری، استفاده می شود.
استفاده از الیاف شیشه ای و سینتتیک (Laminating)
استفاده از پوشش های بر پایه رزین های وینیل استر و پلی استر غیر اشباع معمولا با استفاده از الیاف می باشد. چرا که رزین های فوق دارای انقباض (shrinkage) بوده و استفاده از الیاف باعث جلوگیری از ترک خوردن در آنها می شود. ضمن اینکه زمانی از رزین های فوق استفاده می شود که نیاز به مقاومت بالای شیمیایی است، پس استفاده از الیاف و به خصوص نوع سوزنی آن، از نفوذ مواد خورنده به سطح زیر کار جلوگیری می نماید.
استفاده از روش های ماله یا شمشه کشی (Troweling or Screed)
در برخی از سالن های تولیدی در کارخانجات صنایع غذایی به دلیل شستشوی دائم با آب و نیز در برخی دیگر به دلیل وجود ترکیبات روغنی، سطوح ایجاد شده با پوشش های رزینی به دلیل صاف بودن بسیار خطرناک بوده و باعث سر خوردن افراد می شود لذا در چنین مواقعی پوشش های فوق را به صورت مضرس اجرا می نمایند.
در صورتی که دمای کارکرد زیاد باشد، روش ماله کشی و شمشه کشی با ضخامت بالاتر از 5 میلیمتر به دلیل اختلاف ضریب انبساط حرارتی بتن زیر کار و پوشش شمشه کشی شده، باعث ایجاد ترک در لایه ماله کشی و یا شمشه کشی شده می گردد. در این حالت استفاده از پوشش رزینی با ضخامت کمتر از 3 میلیمتر مقاومت حرارت بالاتری دارند ولیکن مقاومت مکانیکی آنها کمتر از روش اجرایی به صورت ماله کشی و یا شمشه کشی است.
بالاترین مقاومت حرارتی پوشش های شمشه کشی شده 60 درجه سانتی گراد می باشد. در صورت بالاتر بودن تا 100 درجه سانتی گراد و در عین حال نیاز به پوششی به مقاومت مکانیکی بالاتر از پوشش های رزینی با ضخامت کمتر از 3 میلیمتر، می توان از پوشش های شمشه کشی استفاده نمود که ضریب انبساط حرارتی آن به بتن نزدیک تر باشد که این کار با استفاده از تغییر در دانه بندی فیلرهای داخل پوشش شمشه کشی شده میسر می گردد. به عنوان مثال در کارخانجات تولید شیرینی در زیر تابه های شکر جوشان و یا کارخانجات سوسیس سازی در زیر تابه های جوشان از این روش استفاده می گردد.
ضخامت ترکیب بدون درز وابسته به الزامات مکانیکی و شیمیایی می باشد. پوشش های دیوار معمولا پوشش های مسلح شده به ضخامت یک تا دو میلیمتر می باشند که سطوحی صاف و در عین حال قابل تمیز شدن راحت و دارای مقاومت شیمیایی را ارائه می کنند. بر روی کف ها و دیوارهای با شرایط سخت و مرطوب خورنده و نیز مسیرهای فاضلاب، کانال ها و گودال ها باید شمشه کشی رزین سینتتیک 5 میلی متری اجرا شود.
به طور کلی در سالن های تولیدی و انبارهای مربوط به صنایع غذایی که تنش های شیمیایی، مکانیکی و حرارتی کم باشد و در عین حال نیاز به پوشش هایی باشد که قابل تمیز کردن باشد و امکان تجمع آلودگی در آن ها وجود نداشته باشد، استفاده از پوشش های رزینی به صورت خود تراز و یا ماله کشی شده توصیه می شود. در سطوح کف پوشش های با ضخامت 3 تا 5 میلیمتر(خود تراز) و 5 تا 50 میلیمتر (ماله کشی و شمشه کشی) و در سطوح دیواره که ضخامت 1 تا 2 میلیمتر دارند (استفاده از غلتک) پیشنهاد می گردد.
