É seguro utilizar aços inoxidáveis austeníticos Cr-Mn na indústria alimentícia? Uma revisão sistemática

Authors

  • Leonardo de Vargas Pellegrini
  • Cínthia Gabriely Zimmer

DOI:

https://doi.org/10.55905/oelv22n1-095

Keywords:

aços inoxidáveis Cr-Mn, aço inoxidável com baixo teor de níquel, contato alimentar, corrosão, mapeamento científico bibliométrico, indústria alimentícia

Abstract

Na indústria alimentícia os aços inoxidáveis Cr-Ni são amplamente reconhecidos por suas propriedades satisfatórias frente às condições de serviço. Por razões de custo, eles vêm sendo substituídos pelas ligas Cr-Mn. Aliado a isso, novas composições químicas dessa família surgiram e estão sendo comercializadas, porém, elas não se enquadram nos padrões de normas técnicas internacionais. Assim, esse artigo tem o objetivo de apresentar uma revisão sistemática sobre a utilização de aços inoxidáveis Cr-Mn em ambientes comumente encontrados na indústria alimentícia. Para tanto, foi feita uma pesquisa bibliométrica utilizando a técnica de science mapping aliada ao bibliometrix. As buscas foram realizadas nas bases de dados da Web of Science e Scopus utilizando as palavras-chave: "chromium-manganese stainless steel" OR "Cr-Mn" OR "low-nickel stainless steel" OR "non-standard stainless steel" OR "borderline stainless steel" OR "counterfeit stainless steel" OR "AISI 201" e “corrosion” OR "food contact" OR pitting OR "weight loss" OR "simulated food" OR "acetic acid". Resultaram dessa busca 268 artigos, publicados entre os anos de 2005 e 2023, os quais foram analisados. Em suma, verificou-se que os aços Cr-Mn normatizados têm demonstrado seu uso seguro para aplicações na indústria alimentícia. Quanto às ligas Cr-Mn não normatizadas foram encontrados poucos artigos relacionados ao uso no ramo alimentício. No entanto, esses estudos apontaram que essas novas ligas apresentam restrições em ambientes corrosivos, precisando ter cautela em aplicações na indústria alimentícia. 

References

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA (ANVISA). Resolução RDC no 20, de 22 de março de 2007. Utensílios, Tampas e Equipamentos Metálicos em Contato com Alimentos". Diário Oficial da União, Brasília, DF, 26 mar. 2007. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/documents/33916/390501/ALIMENTOS%2BRESOLU%25C3%2587%25C3%2583O%2B%2BRDC%2BN%25C2%25BA.%2B20%252C%2BDE%2B22%2BDE%2BMAR%25C3%2587O%2BDE%2B2007..pdf/d04ac5a7-f1c9-4eb5-98c1-989cede53650>. Acesso em: 20 jun. 2017.

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA (ANVISA), 10 nov. 2014. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/duvidas-frequentes-materiais-em-contato-com-alimentos>. Acesso em: 14 ago. 2023.

APERAM (Brasil); INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS. Comparativo Inox 304 x Inox 201: Ensaio de corrosão em água sanitária (Hipoclorito de sódio a 2,5%). In: Cuidados com “Série 200” (1% Níquel). [S. l.], 14 ago. 2023. Disponível em: https://inoxdeverdade.com.br/ensaio-de-corrosao-em-agua-sanitaria/. Acesso em: 14 ago. 2023.

ASTM INTERNATIONAL. ASTM A240/A240M-20: Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications. 2020. Disponível em: https://compass.astm.org/document/?contentCode=ASTM%7CA0240_A0240M-23%7Cen-US. Acesso em: 08/10/2023.

BALDAM, R. Science Mapping (Bilbiometria) with R Studio, Bibliometrix and international indexes. Portal Eletrônico UFES 2020. Disponível em: https://prppg.ufes.br/conteudo/workshop-de-science-mapping-bibliometria-para-fins-cientificos . Acesso em: 10/08/2023.

BANSOD, A. V.; PATIL, A. P.; MOON, A. P.; SHUKLA, Sourabh. Microstructural and Electrochemical Evaluation of Fusion Welded Low Nickel and 304 ASS at Different Heat Input. Journal of Materials Engineering and Performance, [s. l.], v. 26, ed. 12, p. 5847–5863, 15 nov. 2017. DOI 10.1007/s11665-017-3054-3. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s11665-017-3054-3. Acesso em: 25 ago. 2023.

BANSOD, A. V.; PATILB, A. P.; VERMAC, J.; SHUKLAB, S. Microstructure, Mechanical and Electrochemical Evaluation of Dissimilar low Ni SS and 304 SS using Different Filler Materials. Materials Research, [s. l.], v. 22, ed. 1, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-0203. Disponível em: https://www.scielo.br/j/mr/a/HxWRPvT4Sfyy83sKzTtr9ph/?lang=en. Acesso em: 25 ago. 2023.

BANSOD, A. V.; PATIL, A. P.; SHUKLA, S. Electrochemical evaluation of cr-mn austenitic stainless steel in aqueous sulphuric acid and influence of thiocyanate ions. Anti-Corrosion Methods and Materials, [s. l.], v. 67, ed. 3, p. 281-293, 17 abr. 2020. DOI https://doi.org/10.1108/ACMM-11-2019-2210. Disponível em: https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/ACMM-11-2019-2210/full/html. Acesso em: 25 ago. 2023.

CHARLES, Jacques. The new 200-series: An alternative answer to Ni surcharge? Dream or nightmare?. Proc. of the Fifth Stainless Steel Science and Market Congress, [s. l.], 2005. Disponível em: www.euro-inox.org 24.02.2010. Acesso em: 8 out. 2023.

CHU, K.H. et al. Chloride stress corrosion cracking of a non-standard, ‘Borderline’ Chromium-Manganese stainless steel – Problems of counterfeits and substandard materials. Engineering Failure Analysis, [s. l.], v. 127, 23 jun. 2021. DOI https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105562. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1350630721004234. Acesso em: 14 ago. 2023.

CoE, 2013. Council of Europe, Metals and alloys used in food contact materials and articles, a practical guide for manufacturers and regulators, ISBN: 978-92-871-7703-2. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare (EDQM).

DAI, Peiyuan et al. A new numerical model to predict welding-induced sensitization in SUS304 austenitic stainless steel joint. Journalofmaterialsresearchandtechnolog, [s. l.], v. 17, p. 234-243, 2022. DOI https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.01.015. Disponível em:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422000151. Acesso em: 14 set. 2023.

DALIPI, R.; BORGESE, L.; CASAROLI, A.; BONIARDI, M.; FITTSCHEN, U.; TSUJI, K.; DEPERO, L.E. Study of metal release from stainless steels in simulated food contact by means of total reflection X-ray fluorescence. Journal of Food Engineering, [s. l.], v. 173, p. 85-91, 2016. DOI https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.10.045. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877415300467. Acesso em: 25 ago. 2023.

FAJARDO, S.; BASTIDAS, D.M.; CRIADO, M.; BASTIDAS, J.M. Electrochemical study on the corrosion behaviour of a new low-nickelstainless steel in carbonated alkaline solution in the presence ofchlorides. Electrochimica Acta, [s. l.], v. 129, p. 160-170, 20 maio 2014. DOI https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.02.107. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013468614004216. Acesso em: 27 ago. 2023.

FENG, Xingguo et al. Corrosion behavior of deformed low-nickel stainless steel in groundwater solution. Engineering Failure Analysis, [s. l.], v. 98, p. 49-57, 2019. DOI https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.073. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1350630718307386. Acesso em: 25 ago. 2023.

GABER, G. A.; MOHAMED , L. Z.; JÄRVENPÄÄ, Antti; HAMADA, Atef. Enhancement of corrosion protection of AISI 201 austenitic stainless steel in acidic chloride solutions by Ce-doped TiO2 coating. Surface & Coatings Technology, [s. l.], v. 423, 14 ago. 2021. DOI https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127618. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897221007921. Acesso em: 14 ago. 2023.

GAO, Yuxin; ZHENG, Shaomei. Effect of plasma nitriding temperatures on characteristics of aisi 201 austenitic stainless steel. Surface Review and Letters, [s. l.], v. 23, ed. 1, 6 out. 2015. DOI 10.1142/S0218625X15500845. Disponível em: https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S0218625X15500845. Acesso em: 14 ago. 2023.

INDUSTRIAL SPECIALTIES MFG. & IS MED SPECIALTIES. Food Safety Regulations and Food Contact Materials. 17. ed. [S. l.], 2019. Disponível em: www.industrialspec.com/images/files/food-contact-materials-fda-nsf-and-other-standards.pdf. Acesso em: 24 set. 2023.

ITÁLIA. [Constituição (21/09/1973)]. Hygienic conditions of packaging, containers and articles intended to come into contact with foodstuffs or with substances of human use.: Decreto ministeriale. [S. l.: s. n.], 1973. Disponível em: https://www.fao.org/faolex/results/details/en/c/LEX-FAOC009972. Acesso em: 4 out. 2023.

LIU, Guangming; LIU, Yuanyuan; CHENG, Yawen; LI, Jin; JIANG, Yiming. The Intergranular Corrosion Susceptibility of Metastable Austenitic Cr–Mn–Ni–N–Cu High-Strength Stainless Steel under Various Heat Treatments. Materials, [s. l.], v. 12, ed. 9, 2019. DOI 10.3390/ma12091385. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31035439/. Acesso em: 25 ago. 2023.

LIU, Lele; ZHANG, Hao; BI, Hongyun; CHANG, E.; LI, Moucheng. Corrosion behavior of cold-rolled metastable CreMneNieN austenitic stainless steel in acidic NaCl solution. Journal of materials research and technology, [s. l.], v. 19, p. 278-288, 13 maio 2022. DOI https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.05.054. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422007153. Acesso em: 25 ago. 2023.

MAZINANIAN, N.; WALLINDER, I. O.; HEDBERG, Y. Comparison of the influence of citric acid and acetic acid as simulant for acidic food on the release of alloy constituents from stainless steel AISI 201. Journal of Food Engineering, [s. l.], v. 145, p. 51-63, 23 ago. 2014. DOI https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.08.006. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0260877414003367. Acesso em: 14 ago. 2023.

MAZINANIAN, N.; HERTING, G.; WALLINDER, I. O.; HEDBERG, Y. Metal release and corrosion resistance of different stainless steel grades in simulated food contact. Corrosion, [s. l.], v. 72, p. 775–790, 2016. DOI https://doi.org/10.5006/2057. Disponível em: https://meridian.allenpress.com/corrosion/article/72/6/775/199087/Metal-Release-and-Corrosion-Resistance-of. Acesso em: 24 ago. 2023.

MOU, Liming et al. News Insights on Intergranular Corrosion Resistance Mechanism of Type 304 Austenitic Stainless Steel by Adjusting Carbon Contents. Journal of Materials Research and Technology, [s. l.], v. 26, p. 666-680, 2023. DOI https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.07.220. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785423017490. Acesso em: 14 set. 2023.

NSF INTERNATIONAL. Norma NSF/ANSI 51-1997: Food Equipment Materials. 1997.

OSHIMA, Takayuki; HABARA, Yasuhiro; KURODA, Kotaro. Efforts to Save Nickel in Austenitic Stainless Steels. ISIJ International, [s. l.], v. 47, ed. 3, p. 359–364, 11 jan. 2007. DOI https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359. Disponível em: https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/47/3/47_3_359/_article. Acesso em: 14 ago. 2023.

RAO, V. S.; SINGHAL, L. K. Electrochemical and Surface Analytical Approach to Passive Film on 200 Series Stainless Steels Formed in Sulfuric Acid. ISIJ International, [s. l.], v. 49, ed. 12, p. 1902–1906, 2009. DOI https://doi.org/10.2355/isijinternational.49.1902. Disponível em: https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/49/12/49_12_1902/_article/-char/ja/. Acesso em: 25 ago. 2023.

RAO, V. S.; SINGHAL, L.K. Corrosion Behavior of Cr-Mn-Ni Stainless Steel in Acetic Acid Solution. Corrosion Science, [s. l.], v. 66, ed. 8, 1 ago. 2010. DOI https://doi.org/10.5006/1.3479954. Disponível em: https://meridian.allenpress.com/corrosion/article-abstract/66/8/085004/162671/Corrosion-Behavior-of-Cr-Mn-Ni-Stainless-Steel-in?redirectedFrom=fulltext. Acesso em: 24 ago. 2023.

SECRETARIA DE PLANEJAMENTO ORÇAMENTO E GESTÃO (Rio Grande do Sul). Atlas socieconômico do Rio Grande do Sul: Metalurgia e Máquinas e Equipamentos. 4. ed. Porto Alegre: [s. n.], 2019. Atlas. Disponível em: https://atlassocioeconomico.rs.gov.br/metalurgia-e-maquinas-e-equipamentos. Acesso em: 24 ago. 2023.

SECRETARIA DE PLANEJAMENTO ORÇAMENTO E GESTÃO (Rio Grande do Sul). Atlas socieconômico do Rio Grande do Sul: Produtos alimentícios e bebidas. 4. ed. Porto Alegre: [s. n.], 2019. Atlas. Disponível em: https://atlassocioeconomico.rs.gov.br/produtos-alimenticios-e-de-bebidas

TAIWADE , R. V.; PATRE , S. J.; PATIL, A. P. Studies on Welding and Sensitization of Chrome–Manganese Austenitic Stainless Steel. Transactions of the Indian Institute of Metals, [s. l.], v. 64, p. 513–518, 1 dez. 2011. DOI DOI 10.1007/s12666-011-0077-6. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s12666-011-0077-6. Acesso em: 25 ago. 2023.

TANG, Peng; LIU, Qian-nan; YANG, Xue-xuan. Comparative Study on Microstructure and Properties of the Cr–Mn–Ni Stainless Steel and the Cr–Ni Stainless Steel. Physics of Metals and Metallography, [s. l.], v. 123, ed. 14, p. 1557–1565., 19 out. 2022. DOI https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-0203. Disponível em: https://www.scielo.br/j/mr/a/HxWRPvT4Sfyy83sKzTtr9ph/?lang=en. Acesso em: 14 ago. 2023.

VASHISHTHA, Himanshu; TAIWADE, R. V.; SHARMA, Sumitra. Effect of acetic acid on corrosion behavior of AISI 201, 304 and 430 stainless steels. International Journal of Materials Research, [s. l.], v. 108, ed. 5, p. 406-415, 2017. DOI https://doi.org/10.3139/146.111493. Disponível em: https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/146.111493/html. Acesso em: 24 ago. 2023.

Published

2024-01-18

How to Cite

Pellegrini, L. de V., & Zimmer, C. G. (2024). É seguro utilizar aços inoxidáveis austeníticos Cr-Mn na indústria alimentícia? Uma revisão sistemática. OBSERVATÓRIO DE LA ECONOMÍA LATINOAMERICANA, 22(1), 1801–1827. https://doi.org/10.55905/oelv22n1-095

Issue

Section

Articles