Моделирование коррозионного процесса при взаимодействии белой жести с овощными консервами


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-149-159

Полный текст:


Аннотация

При выборе металлической упаковки для овощных консервов 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 металлических упаковочных материалов пищевые продукты целесообразно заменять модельными средами – растворами органических кислот. Целью настоящей работы являлось изучение кинетики коррозии белой консервной жести электролитического лужения (ЭЖК) в модельных средах – водных растворах щавелевой (массовая доля 0,25–1,00%) и лимонной (массовая доля 0,25–1,50%) кислот, а также их смесей. Скорость равномерной коррозии измеряли методом линейного поляризационного сопротивления, питтинговой коррозии – амперометрии нулевого сопротивления. Испытания проводили при помощи коррозиметра «Эксперт-004», по двухэлектродной схеме. Для растворов щавелевой кислоты с массовой долей 0,25 и 0,50% и для всех растворов лимонной кислоты процесс характеризуется как равномерная коррозия – средние стационарные значения скоростей питтинговой коррозии в 7–11 раз меньше соответствующих значений скоростей равномерной коррозии (1,52–3,93 мкм/год и 17,42–26,56 мкм/год, соответственно). Наиболее агрессивными по отношению к ЭЖК являются растворы щавелевой кислоты с массовой долей 0,25 и 0,50% и растворы лимонной кислоты с массовой долей 0,25 и 0,50%. Исходя из этого, были выбраны двухкомпонентные растворы следующего состава: 0,25 % лимонной кислоты + 0,25% щавелевой кислоты; 0,25% лимонной кислоты + 0,50% щавелевой кислоты; 0,50% лимонной кислоты + 0,25% щавелевой кислоты; 0,50% лимонной кислоты + 0,50% щавелевой кислоты. Для этих растворов процесс характеризуется как равномерная коррозия - средние стационарные значения скоростей питтинговой коррозии в 7–10 раз меньше соответствующих значений скоростей равномерной коррозии (2,04–3,85 мкм/год и 19,56–26,93 мкм/год, соответственно). Для двухкомпонентных растворов наблюдается аддитивный эффект - средние экспериментальные значения стационарных скоростей равномерной и питтинговой коррозии соответствуют рассчитанным аддитивным значениям. Путём математической обработки экспериментальных данных было установлено, что максимальное значение стационарной скорости равномерной коррозии соответствует двухкомпонентному раствору, содержащему 0,40% лимонной кислоты и 0,30% щавелевой кислоты. Это подтверждается экспериментальными данными - среднее стационарное значение скорости равномерной коррозии для данного раствора составляет 28,18 мкм/год. По результатам исследований было установлено, что в качестве модельной коррозионной среды, имитирующей овощные консервы, целесообразно использовать раствор, содержащий 0,40% лимонной кислоты и 0,30% щавелевой кислоты, т. к. он является наиболее агрессивным.

Об авторах

О. В. Бессараб
Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования
Россия
зав. отделом, отдел тары и упаковки, Школьная ул., 19, г. Видное, Ленинский район, Московская область, 142703 Россия


Т. Ф. Платонова
Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования
к.т.н., ведущий научный сотрудник, отдел тары и упаковки, Школьная ул., 19, г. Видное, Ленинский район, Московская область, 142703 Россия


И. В. Протункевич
Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования
инженер-исследователь, отдел тары и упаковки, Школьная ул., 19, г. Видное, Ленинский район, Московская область, 142703 Россия


Список литературы

1. Семёнова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М.: Физматлит, 2010. 416 с.

2. Abdel-Rahman N.A.-G. Tin-plate Сorrosion in Canned Foods // Journal of Global Biosciences. 2015. V. 4. № 7. P. 2966–2971.

3. Андрющенко Е.А., Товстокора Н.С. Класси-фикация фруктовых соков и компотов по степени их коррозионной агрессивности // Пищевая промышлен-ность. 1986. № 11. С. 48–49.

4. 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.

5. Salt F.W., Thomas J.G.N. The anaerobic corrosion of tin in anthocyanin solutions and fruit syrups // Journal of Applied Chemistry. 1957. V. 7. № 5. P. 231–238. doi: 10.1002/jctb.5010070504

6. Платонова Т.Ф., Бессараб О.В. Исследование коррозийного взаимодействия ЭЖК с водными растворами органических кислот, содержащих антоциановые пигменты // Пищевая промышленность. 2018. № 12. С. 77–79

7. 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.2018.05.058

8. Бессараб О.В., Платонова Т.Ф. Использование пищевых добавок для повышения качества и безопасности фруктовых консервов в металлической упаковке // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3 (77). С. 170–175. doi: 10.20914/2310–1202–2018–3–170–175

9. 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.

10. Abdel-Moemin A.R. Oxalate Content of Egyptian Grown Fruits and Vegetables and Daily Common Herbs // Journal of Food Research. 2014. V. 3. № 3. P. 66–77. doi:10.5539/jfr.v3n3p66

11. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е, Кочеткова А.А., Колпакова В.В. и др. Пищевая химия. Спб: ГИОРД, 2015. 672 с.

12. Ануфриев Н.Г. Применение методов поляризационного сопротивления и амперометрии нулевого сопротивления для изучения коррозионного поведения металлов в водных средах // Практика противокоррозионной защиты. 2003. № 4. С. 10–13.

13. 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.

14. Ануфриев Н.Г. Новые возможности применения метода линейного поляризационного сопротивления в коррозионных исследованиях и на практике. // Коррозия: материалы, защита. 2012. № 1. С. 36–43.

15. Андрющенко Е.А. и др. Оценка коррозионной агрессивности консервных сред методом поляризационного сопротивления // Защита металлов. 1987. Т. 23. № 5. С. 862–865.

16. Шавырин В.А., Базаркин А.Ю., Чавчанидзе А.Ш., Тимофеева Н.Ю. Экспресс-метод коррозионных испытаний консервных банок // Продукты длительного хранения. 2009. № 3. С. 12–14.

17. Шейхет Ф.И. Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств. М.: Легкая индустрия, 1969. 324 с.

18. Семёнова М.Г., Корнев В.И. Комплексонаты кобальта (II) и никеля(II) в водных растворах щавелевой кислоты // Химическая физика и мезоскопия. 2010. Т. 12. № 1. С. 131–138.

19. Характерные и специфические реакции катионов олова. Портал медицинских лекций. URL: https://medlec.org/lek2–50007.html

20. Селезнев К.А. Аналитическая химия. Качественный полумикроанализ и количественный анализ: изд. 3-е, испр. М: Высшая школа, 1973. 246 с.

21. Кварацхелия Р.К., Кварацхелия Е.Р. О диссоциации слабых двух- и трехосновных органических кислот, участвующих в цикле Кребса // Электрохимия. 2009. Т. 45. № 2. С. 235–238.


Дополнительные файлы

1. Рисунок 7
Тема
Тип Анализ данных
Скачать (266KB)    
Метаданные
2. Рецензия лист 1
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (363KB)    
Метаданные
3. Рецензия лист 2
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (342KB)    
Метаданные

Для цитирования: Бессараб О.В., Платонова Т.Ф., Протункевич И.В. Моделирование коррозионного процесса при взаимодействии белой жести с овощными консервами. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(1):149-159. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-149-159

For citation: Bessarab O.V., Platonova T.F., Protunkevitch I.V. Modeling of the corrosion process in the interaction of tinplate with vegetable canned food. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(1):149-159. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-149-159

Просмотров: 19

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)