vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2019-4-71-76vguit-2361Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyИсследование коррозионного взаимодействия между белой консервной жестью и модельными средами, имитирующими томатопродуктыInvestigation of corrosion interaction between white tin cans and model media simulating tomato productshttps://orcid.org/0000-0001-7485-0698БессарабО. В.BessarabO. V.

зав. отделом, ст. научный сотрудник, отдел тары и упаковки, Школьная ул., д. 78, г. Видное, Ленинский р-н, Московская обл., 142703, Россия

head of laboratory, senior researcher, packaging laboratory, Shkolnaya st., 78, Vidnoe place, Leninskiy district, Moscow region, 142703 Russia

upakovka@vniitek.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6395-0749ПлатоноваТ. Ф.PlatonovaT. F.

к.т.н., ведущий научный сотрудник, отдел тары и упаковки, Школьная ул., д. 78, г. Видное, Ленинский р-н, Московская обл., 142703, Россия

Cand. Sci. (Engin.), leader reseacher, packaging laboratory, Shkolnaya st., 78, Vidnoe place, Leninskiy district, Moscow region, 142703 Russia

platokora@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8567-9320ПротункевичИ. В.ProtunkevitchI. V.

инженер-исследователь, отдел тары и упаковки, Школьная ул., д. 78, г. Видное, Ленинский р-н, Московская обл., 142703, Россия

researcher engineer, packaging laboratory, Shkolnaya st., 78, Vidnoe place, Leninskiy district, Moscow region, 142703 Russia

irina.protunkevitch@ya.ruВНИИТеК – филиал «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАНРоссияRussian Research Institute of Canning Technology – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian Federation, ВНИИ ТК – филиал «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАНRussian FederationRussian Research Institute of Canning Technology – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian Federation2019061220198147176Copyright © Бессараб О.В., Платонова Т.Ф., Протункевич И.В., 20202020Бессараб О.В., Платонова Т.Ф., Протункевич И.В.Bessarab O.V., Platonova T.F., Protunkevitch I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2361

При выборе металлической упаковки для консервов из томатов и в томатной заливке целесообразно учитывать их коррозионную агрессивность, т.к. коррозия внутренней поверхности является одним из факторов, оказывающих влияние на качество продукции в процессе хранения. Для рационализации коррозионных испытаний металлической упаковки и материалов целесообразным является использование модельных сред вместо пищевых продуктов. При этом следует учитывать, что ввиду наличия в составе продуктов веществ, оказывающих влияние на скорость коррозии, коррозионная агрессивность модельной среды и продукта может различаться. Исследовали кинетику коррозии белой консервной жести (ЭЖК) в томатном соке и водном растворе, содержащем щавелевую и лимонную кислоту. Состав модельной среды (0,4% лимонной кислоты + 0,3% щавелевой кислоты) был выбран на основании результатов предыдущих исследований. Скорость равномерной коррозии ЭЖК измеряли методом поляризационного сопротивления, скорость питтинговой коррозии – амперометрией нулевого сопротивления. Измерения проводили при помощи коррозиметра «Эксперт-004» в автоматическом режиме. Масса оловянного покрытия на контактной поверхности ЭЖК – 5,5–5,7 г/м2. По результатам проведённых исследований было установлено, что кинетика скорости равномерной и питтинговой коррозии ЭЖК при взаимодействии с томатным соком аналогична кинетике процесса при взаимодействии с модельной средой. Как для модельной среды, так и для томатного сока коррозионный процесс имеет равномерный характер – средние стационарные значения скоростей питтинга в 7,5-7,6 раз ниже, чем соответствующие значения для равномерной коррозии (для модельной среды – 2,73 и 20,46 мкм/год; для томатного сока – 1,12 и 8,54 мкм/год). При этом коррозионная агрессивность по отношению к ЭЖК для томатного сока в 2,4 раза меньше, чем для модельной среды. Таким образом, двухкомпонентную модельную среду, содержащую 0,4 % лимонной и 0,3 % щавелевой кислоты, целесообразно использовать для коррозионных испытаний металлической упаковки и материалов с учётом поправочного коэффициента.

When choosing metal packaging for canned tomatoes and in tomato pouring, it is advisable to take into account their corrosiveness, since corrosion of the inner surface is one of the factors affecting the quality of products during storage. To rationalize corrosion testing of metal packaging and materials, it is advisable to use model media instead of food products. It should be borne in mind that, due to the presence in the composition of products of substances that affect the corrosion rate, the corrosiveness of the model environment and the product may vary. The corrosion kinetics of canned tinplate (ELC) in tomato juice and in an aqueous solution containing oxalic and citric acid was studied. The composition of the model medium (0.4% citric acid + 0.3% oxalic acid) was selected based on the results of previous studies. The uniform corrosion rate of ELC was measured by the polarization resistance method, the pitting corrosion rate was measured by zero resistance amperometry. The measurements were carried out using an Expert-004 corrosion meter in automatic mode. The mass of the tin coating on the contact surface of the ELC is 5.5–5.7 g/m2. According to the results of the studies, it was found that the kinetics of the rate of uniform and pitting corrosion of the ELC when interacting with tomato juice is similar to the kinetics of the process when interacting with a model medium. For both the model environment and tomato juice, the corrosion process is uniform - the average stationary pitting rates are 7.5-7.6 times lower than the corresponding values for uniform corrosion (for the model environment – 2.73 and 20.46 ?m/year; for tomato juice - 1.12 and 8.54 ?m/year). At the same time, the corrosiveness with respect to ELC for tomato juice is 2.4 times less than for a model medium. Thus, it is advisable to use a two-component model medium containing 0.4% citric and 0.3% oxalic acid for corrosion testing of metal packaging and materials, taking into account the correction factor.

белая консервная жестьскорость коррозииравномерная коррозияпиттинговая коррозияметод поляризационного сопротивленияамперометрия нулевого сопротивлениямодельная средащавелевая кислоталимонная кислотатоматный сокtinplatecorrosion rateuniform corrosionpitting corrosionpolarization resistance methodzero-resistance amperometrymodel mediaoxalic acidcitric acidtomato juiceReferencesSalunkhe D.K., Jadhav S.J., Yu M.H. Quality and Nutritional Composition of Tomato Fruit as Influenced by Certain Biochemical and Physiological Changes // Plant Foods for Human Nutrition. 1974. V. 24. № 1–2. P. 85–113. doi: 10.1007/BF01092727Salunkhe D.K., Jadhav S.J., Yu M.H. Quality and Nutritional Composition of Tomato Fruit as Influenced by Certain Biochemical and Physiological Changes. Plant Foods for Human Nutrition. 1974. vol. 24. no. 1–2. pp. 85–113. doi: 10.1007/BF01092727Чавчанидзе А.Ш. Защита металлических тарных материалов от коррозии // Пищевая промышленность, 2010. № 6. С. 20–21.Chavchanidze A.Sh. Protection of metal tare materials from corrosion. Food industry. 2010. no. 6. pp. 20–21 (in Russian).Abdel-Rahman N.A.-G. Tin-plate Сcorrosion in Canned Foods // Journal of Global Biosciences. 2015. V. 4. № 7. P. 2966–2971.Abdel-Rahman N.A.-G. Tin-plate Сcorrosion in Canned Foods. Journal of Global Biosciences. 2015. vol. 4. no. 7. pp. 2966–2971.Шавырин В.А., Товстокора Н.С., Чавчанидзе А.Ш., Тимофеева Н.Ю. и др. Соответствие между десятибалльной шкалой коррозионной стойкости металлических тарных материалов и классификацией консервов по степени коррозионной агрессивности // Практика противокоррозионной защиты. 2011. № 1. С. 56–60.Shavyrin V.A., Tovstokora N.S., Chavchanidze A.Sh., Timofeeva N.Ju. et al. Correlation between a scale of one to ten for corrosion resistance metallic packing materials and classification of canned food ranking in terms of its corrosion activity. Praktika protivokorrozionnoj zashhity. 2011. no. 1. pp. 56–60. (in Russian).Allman A., Jewell E., de Vooys A., Hayes R. et al. Food packaging simulant failure mechanisms in next generation steel packaging // Packaging Technology and Science. 2019. V. 32. №. 9. P. 441–455. doi: 10.1002/pts.2448Allman A., Jewell E., de Vooys A., Hayes R. et al. Food packaging simulant failure mechanisms in next generation steel packaging. Packaging Technology and Science. 2019. vol. 32. no. 9. pp. 441–455. doi: 10.1002/pts.2448Robertson G.L. Food Packaging: Principles and Practice, Third Edition. CRC Press, 2012. 773 p.Robertson G.L. Food Packaging: Principles and Practice, Third Edition. CRC Press, 2012. 773 p.Haruna K., Obot I.B., Ankah N.K., Sorour A.A. et al. Gelatin: A green corrosion inhibitor for carbon steel in oil well acidizing environment // Journal of Molecular Liquids. 2018. V. 264. P. 515–525. doi: 10.1016/j.molliq.2018.05.058Haruna K., Obot I.B., Ankah N.K., Sorour A.A. et al. Gelatin: A green corrosion inhibitor for carbon steel in oil well acidizing environment. Journal of Molecular Liquids. 2018. vol. 264. pp. 515–525. doi: 10.1016/j.molliq.2018.05.058Zumelzu E., Cabezas C., Leufuman A., Llanos M. et al. Effect of sugar food products on the integrity of tinplate containers // Acta Alimentaria. 2000. V. 29. № 4. P. 367–375. doi: 10.1556/AAlim.29.2000.4.7Zumelzu E., Cabezas C., Leufuman A., Llanos M. et al. Effect of sugar food products on the integrity of tinplate containers. Acta Alimentaria. 2000. vol. 29. no. 4. pp. 367–375. doi: 10.1556/AAlim.29.2000.4.7Бессараб О.В., Платонова Т.Ф., Протункевич И.В. Коррозионная агрессивность растворов щавелевой кислоты, имитирующих овощные консервы // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: пищевые и биотехнологии. 2018. Т. 6. № 4. С. 67–73. doi: 10.14529/food180409Bessarab O.V., Platonova T.F., Protunkevich I.V. Corrosion aggressiveness of oxalic acid solutions simulating canned vegetables. Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology. 2018. vol. 6. no. 4. pp. 67–73. doi: 10.14529/food180409 (in Russian).Бессараб О.В., Платонова Т.Ф., Протункевич И.В. Моделирование коррозионного процесса при взаимодействии белой жести с овощными консервами // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 1 (79). С. 149–159. doi: 10.20914/2310–1202–2019–1–149–159Bessarab O.V., Platonova T.F., Protunkevich I.V. Modeling of the corrosion process in the interaction of tinplate with vegetable canned food. Proceedings of VSUET. 2019. vol. 81. no. 1 (79). pp. 149–159. doi: 10.20914/2310–1202–2019–1–149–159 (in Russian).Ануфриев Н.Г. Применение методов поляризационного сопротивления и амперометрии нулевого сопротивления для изучения коррозионного поведения металлов в водных средах // Практика противокоррозионной защиты. 2003. № 4 (30). С. 10–13.Anufriev N.G. Application of polarization resistance and zero-resistance amperometria methods for investigation of corrosion metal conduct in water media. The practice of corrosion protection. 2003. no. 4 (30). pp. 10–13. (in Russian).Чавчанидзе А.Ш., Ракоч А.Г., Тимофеева Н.Ю., Базаркин А.Ю. Электрохимические исследования коррозионной стойкости металлических материалов в пищевых средах // Коррозия: материалы и защита. 2008. № 12. С. 10–16.Chavchanidze A.Sh., Rakoch A.G., Timofeeva N.Ju., Bazarkin A.Ju .Electrochemical studies of the metal materials corrosion resistance in food. Corrosion: materials and protection. 2008. no. 12. pp. 10–16. (in Russian).Ануфриев Н.Г. Новые возможности применения метода линейного поляризационного сопротивления в коррозионных исследованиях и на практике // Коррозия: материалы, защита. 2012. № 1. С. 36–43.Anufriev N.G. New opportunities for application of the linear polarization resistance method in corrosion researches and in practice. Corrosion: materials and protection, 2012. no. 1. pp. 36–43. (in Russian).Andryushchenko E.A., Kotlov Y.G., Polyakov S.G., Robsman G.I. et al. Evaluation of the corrosion aggressiveness of pre-serving media by the polarization resistance method // Protection Of Metals. 1988. V. 23. № 5. P. 636–638.Andryushchenko E.A., Kotlov Y.G., Polyakov S.G., Robsman G.I. et al. Evaluation of the corrosion aggressiveness of pre-serving media by the polarization resistance method. Protection Of Metals. 1988. vol. 23. no. 5. pp. 636–638.Шавырин В.А., Чавчанидзе А.Ш., Тимофеева Н.Ю. Экспресс-метод коррозионных испытаний консервных банок // Продукты длительного хранения. 2009. № 3. С. 12–14.Shavyrin V.A. Bazarkin A.Ju., Chavchanidze A.Sh., Timofeeva N.Ju. Express method of cans corrosion testing. Produkty dlitel'nogo hranenija. 2009. no. 3. pp. 12–14. (in Russian).Шейхет Ф.И. Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств. Москва: Легкая индустрия, 1969. 324 с.Shejhet F.I. Materials Science for Chemicals, Dyes, and Detergents. Moscow, Legkaja industrija, 1969. 324 p. (in Russian).Характерные и специфические реакции катионов олова. URL: https://medlec.org/lek2–50007.htmlCharacteristic and specific reactions of tin cations. Available at: https://medlec.org/lek2–50007.html (in Russian).Che Y., Han Z., Luo B., Xia D. et al. Corrosion Mechanism Differences of Tinplate in Aerated and Deaerated Citric Acid Solution // International Journal of Electrochemical Science. 2012. V. 7. P. 9997–10007.Che Y., Han Z., Luo B., Xia D. et al. Corrosion Mechanism Differences of Tinplate in Aerated and Deaerated Citric Acid Solution. International Journal of Electrochemical Science. 2012. vol. 7. pp. 9997–10007.Umoren S.A., Obot I.B., Madhankumar A., Gasem Z.M. Performance evaluation of pectin as ecofriendly corrosion inhibitor for X60 pipeline steel in acid medium: Experimental and theoretical approaches // Carbohydrate Polymers. 2015. V. 124. P. 280–291. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.02.036Umoren S.A., Obot I.B., Madhankumar A., Gasem Z.M. Performance evaluation of pectin as ecofriendly corrosion inhibitor for X60 pipeline steel in acid medium: Experimental and theoretical approaches. Carbohydrate Polymers. 2015. vol. 124. pp. 280–291. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.02.036

The authors declare that there are no conflicts of interest present.