在通用机械产业领域,食品机械占有较大比例,约为18%,因为与人体健康息息相关,所以对其材料性能有一些特殊要求。首先,要保证所加工的食品质量完全符合国内和国际各项有关标准条款,不允许有腐蚀等溶出金属离子,否则,不仅在味觉上感到变质,有异味,影响食欲,而且食用以后,还可能产生过敏性反应,甚至出现一些较大的疾病。钛的抗腐蚀性很强,且有较好的生物相容性,是值得信赖的安全的食品机械金属材料,不用担心微生物腐蚀。其次,如果机械因磨损而产生微粒或粉末,人吃了对身体也无伤害,即便变成了氧化物如TiO2,不但对人体无害,还有益,因为氧化钛是一种有益的食品添加剂。
钛对高盐分物质、强酸性物质都有相当强的抗蚀性,所以可用钛材制造与此类溶液接触的器械,如槽罐、配管、搅拌螺旋桨、阀门、加料斗等,酿造浆油的器具都可以用钛制备。在制备啤酒和果汁液工艺过程中需要进行加热和冷却,其装备可用钛薄板制造。在制盐工艺过程中,溶液盐分含量高,且以一定速度流动,即使纯钛器械也会在间隙处产生腐蚀,此时需用耐接缝间隙腐蚀的Ti-0.15Pd合金等。
钛是酿造设备的当家材料。在酒类产品中,酿造罐是用钛制的。日本大吟酒业有限公司在酿酒过程中,最初采用木制大桶。之所以没有用铁桶,因为有铁离子存在,不但口味不佳,且呈微黄色。为了追求味美,桶外面包有具有冷却作用的大罐,初期铁离子浓度为0.063×10-6,温度30℃;为了比较,还使用了304不锈钢桶。试用6个月后,结果表明,纯钛罐内的酒的铁离子浓度没有任何要化,而不锈钢桶装的酒的铁离子却达到0.355×10-6,为原来浓度的5.6倍余。
日本山梨萄萄酒酿造有限公司在酿造红葡萄酒时采用不锈钢304和纯钛TP340容器储存20个月后进行了分析,其结果如图。在钛罐中,Ti的最大析出量0.03mg/L,其他金属没有溶解的;在不锈钢罐内,Fe的溶出为1mg/L,Cr的为0.066mg/L,Ni的为0.03mg/L。一般葡萄酒中的金属含量如表所示。直到现在,金属对葡萄酒味觉的影响尚不明晰。据法国品酒师的意见,纯钛容器酿造的酒达到完美程度比其他容器所用时间短一些,苏联和俄罗斯也用钛大罐酿造葡萄酒。
用金属容器酿造红葡萄酒时金属离子的析出
元素 | 酒中含量,mg/L | 注,mg/L |
K | 450~1800,白葡萄酒低温发酵时少 | 德国葡萄酒450~1350 |
Na | <100 | 日本,0~4.2 |
Mg | 葡萄酒100~240,红葡萄酒50~165 | 日本,白酒平均75,红酒平均86 |
Ca | 10~210 | 日本,白酒平均94,红酒平均129 |
Mn | 0.5~15,红葡萄酒多 | 日本,白酒平均1.2,红酒平均1.7 |
Fe | 4~10 | |
Cu | 0.01~5 | 日本,白酒0.1,红酒0~1.3 |
Al | 1~3 | |
Pb | 0.25~0.4 | |
Zn | <5 | 日本,白酒平均0.9,红酒平均0.7 |