日本在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域用鈦開發(fā)

鈦材雖然是優(yōu)良的食品和醫(yī)藥工業(yè)用材，但用量極少，目前這方面的市場(chǎng)幾乎都被SUS 316L不銹鋼所占領(lǐng)。2009年9月日本鈦協(xié)會(huì)為了擴(kuò)大鈦在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域的市場(chǎng)，成立了潔凈工作組(WG)。由食品機(jī)械廠家、制管廠家、鈦加工廠家、經(jīng)銷商、檢測(cè)分析單位等20個(gè)企業(yè)組成的WG列出了鈦進(jìn)入潔凈市場(chǎng)必經(jīng)解決的問(wèn)題是:①潔凈鈦管的尺寸標(biāo)準(zhǔn)化;②鈦表面的耐蝕性及潔凈性;③鈦制潔凈配管接頭的配備;④給鈦制潔凈設(shè)備配備閥門、泵等。

WG在2009年和2010年的工作內(nèi)容有:制訂鈦管的潔凈標(biāo)準(zhǔn);編制新的面向食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)的技術(shù)資料;試制鈦潔凈配管接頭樣件。這些工作得到了日本鈦協(xié)會(huì)的經(jīng)費(fèi)支持。

為了制訂TIS標(biāo)準(zhǔn)，在WG內(nèi)成立了標(biāo)準(zhǔn)草案制訂委員會(huì)。草案已于2011年1月提出，現(xiàn)正在審查中。JIS H4630“鈦及鈦合金無(wú)縫管”以及 JIS H4635“鈦及鈦合金焊接管”中規(guī)定鈦及鈦合金的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，JIS G3447“不銹鋼潔凈管”標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了外徑、壁厚及長(zhǎng)度等尺寸標(biāo)準(zhǔn)。

WG進(jìn)行了鈦的耐蝕性和潔凈試驗(yàn)。首先進(jìn)行了鈦材在食品工業(yè)中高溫腐蝕環(huán)境下的耐蝕性。為此，先用400#砂紙研磨鈦板和SUS 316L不銹鋼板，再進(jìn)行電解拋光，然后用60℃的3%食鹽水(加入醋酸將pH值調(diào)至3)進(jìn)行噴霧腐蝕。以噴霧8 h后干燥16 h作為一個(gè)腐蝕周期，反復(fù)進(jìn)行30次個(gè)周期。測(cè)試結(jié)果表明，SUS 316L不銹鋼板在5個(gè)周期后生銹，而鈦板在30個(gè)周期后也沒有發(fā)生腐蝕。

另外鈦材在高溫純水中有輕微的金屬離子溶出，但不影響高溫水的性狀。當(dāng)鈦材用在食品加熱時(shí)，沒有特別的味變。

潔凈設(shè)備有時(shí)需要曝露在高溫水蒸氣中進(jìn)行滅菌處理。因此，把用400#砂紙拋光的鈦板暴露在120℃的過(guò)熱蒸氣中，以觀察表面變化情況。5 h后取出鈦板，經(jīng)觀察，表面無(wú)變化。

WG還進(jìn)行了鈦在拋光后表面粗糙度的測(cè)定及SEM觀察。鑒于目前潔凈不銹鋼是用400#砂紙研磨或電解拋光處理表面的，因此用JIS 2類冷軋鈦板及市售SUS 316L 2B不銹鋼板進(jìn)行了表面粗糙度和SEM觀察。結(jié)果表明，經(jīng)400#砂紙研磨后兩種材質(zhì)均可見研磨條紋，RZ為 0.3 μm，Ra為 0.04 μm;而再經(jīng)電解拋光后，研磨條紋消失，但粗糙度均未改善。

WG還進(jìn)行了鈦材和不銹鋼的沾污潔凈性比較試驗(yàn)。在鈦和SUS 316L試驗(yàn)片上噴涂牛乳，干燥后，在純水中用超聲波清洗8 min，擦拭后測(cè)定表面污染物。經(jīng)測(cè)試，鈦片和SUS 316L不銹鋼片表面均未檢出沾污。目前WG已經(jīng)將潔凈鈦管的TIS標(biāo)準(zhǔn)草案提交給技術(shù)委員會(huì)，正在等待批準(zhǔn)。已將試驗(yàn)結(jié)果及文獻(xiàn)調(diào)研報(bào)告匯總作為協(xié)會(huì)資料，并出版了《鈦在食品、醫(yī)藥工業(yè)的運(yùn)用性》一書。

日本鈦協(xié)會(huì)在鈦潔凈市場(chǎng)開發(fā)過(guò)程中的準(zhǔn)備階段已經(jīng)結(jié)束，今后將以這些結(jié)果為基礎(chǔ)，與用戶企業(yè)及相關(guān)的公共管理部門接觸，并募集新會(huì)員，進(jìn)一步推進(jìn)市場(chǎng)開發(fā)活動(dòng)。