Металлы и сплавы в пищевой промышленности

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное 

образовательное учреждение высшего образования 

«Казанский национальный исследовательский 

технологический университет» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ В ПИЩЕВОЙ 

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

 

Методические указания  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Казань 

Издательство КНИТУ 

2018 

УДК 664:669(07)
ББК 36:34.1я7

М54

 

Печатаются по решению методической комиссии  

факультета энергомашиностроения и технологического оборудования 

 

Рецензенты: 

доц. В. Г. Кузнецов 

доц. Н. В. Шильникова 

 
 
 
 
 
 

Составители: 

доц. А. И. Исмагилова 

Д. Р. Галимзянова 

А. О. Батраков 

 

М54

Металлы и сплавы в пищевой промышленности : методические указания / 
сост.: А. И. Исмагилова, Д. Р. Галимзянова, А. О. Батраков; 
Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : 
Изд-во КНИТУ, 2018. – 44 с.

 

Рассмотрены классификация, принципы маркировки сталей, чугунов, 

алюминия, меди, титана, никеля, сплавов, а также их микроструктура.  

Предназначены для бакалавров, обучающихся по дисциплине «Материаловедение 
в биотехнологии» (профиль подготовки «Пищевая биотехноло-
гия»).  

Подготовлены на кафедре технологии конструкционных материалов. 
 

 
 
 
 
 
 
 

УДК 664:669(07)
ББК 36:34.1я7

Лабораторная работа 1 

 
 

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ В ПИЩЕВОЙ  

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

 

Цель работы:  изучить микроструктуры цветных металлов и 

сплавов и их свойства. 

Задание: 
1. Рассмотреть классификацию и принцип маркировки сплавов 

на основе алюминия, меди, титана и никеля. 

2. Изучить микроструктуру металлов и сплавов на их основе. 
3. На основании изученного материала дать исчерпывающий 

ответ о разрешенных в пищевой промышленности металлах и сплавов 
на их основе.  

4. Сделать выводы по работе. 
Приборы и материалы, инструменты: 3 металлографических 

микроскопа; 3 комплекта набора микрошлифов (меди, латуни. бронзы, 
алюминия, силумина, дуралюмина и баббита); 15 альбомов фотогра-
фий микроструктур. 

Методика проведения лабораторной работы 
Лабораторную работу выполняют после изучения цветных ме-

таллов и сплавов, изучив структурные составляющие сплавов. На каж-
дом рабочем месте имеется один металлографический микроскоп и 
набор микрошлифов. Структурные составляющие студент определяет 
по соответствующим диаграммам состояния сплавов. Получив ком-
плект микроструктур, студент просматривает их под микроскопом, 
изучает микроструктуры и зарисовывает их в тетрадь. 

 

Теоретические положения 

 

Алюминий и алюминиевые сплавы 

 

Технический алюминий широко применяют в пищевой про-

мышленности, так как он обладает высокой коррозионной стойкостью 
в органических пищевых кислотах. 

Сплавы алюминия с медью, цинком, марганцем и кремнием 

имеют хорошие технологические свойства и обладают более высокой 

прочностью, чем алюминий. По коррозионной стойкости алюминие-
вые сплавы уступают коррозионной стойкости алюминия. 

В продовольственном машиностроении используют алюминие-

вые деформируемые сплавы АД1, АД, АМц, АМг2, АМгЗ, Д1, Д16 
(ГОСТ 4784-74), сплавы алюминиевые литейные АК12 (АЛ2), АК5 
(АЛ5), АК8 (АЛ8), (ГОСТ 1583-93). 

 

Рис.1.Микроструктура сплава АМЦ 

 

 

Рис. 2. Литейный алюминиевый сплав марки АК12 (АЛ2) (Al + 12 % Si).  
Темные иглы кремния и светлые поля тонкой смеси Al и Si (эвтектики)  

(отливки сложной формы со средней прочностью: корпуса компрессоров, 

головки цилиндров бензиновых двигателей) 

 

Алюминиевые сплавы АД, АД1, АМц, АМг2, АМгЗ, Д1 и Д16 

получили широкое применение в различных отраслях пищевой промышленности 
для изготовления технологического оборудования и 
сварных малонагруженных конструкций. 

Алюминиевокремнистые,  алюминиевомагниевые и алюми-

ниевомагниевомарганцовистые сплавы можно применять, например, 
в диффузионных и сатурационных соках и сиропах. Эти сплавы 
имеют высокую коррозионную стойкость (0,1 г/м2 • ч) и по десяти-
балльной шкале коррозионной стойкости металлов относятся к группе 
стойких материалов (балл 4). Из сплава АМгЗ изготовляют транспортные 
системы наклонных диффузионных аппаратов типа ПДС 
для сахарной промышленности и кипятильные трубы для теплообменной 
аппаратуры. 

Вред алюминия для организма человека 

Многочисленные исследования ученых разных стран доказывают: 
накапливаясь в организме, алюминий умерщвляет клетки мозга 
(парализует центральную нервную систему, вызывает дрожание головы 
и судороги), вызывает анемию и артрит (у больных артритом алюминия 
в крови в пять раз больше, чем у здоровых), угнетает выработку 
желудочных и слюнных ферментов. Также избыток поступления алю-
миния способствует развитию остеопороза (хрупкости костей) и рахи-
та, что объясняется тем, что алюминий с фосфатами в пище образуют 
нерастворимые соединения, затрудняющие усвоение фосфатов в ки-
шечнике. 

Задача современной науки – определить допустимые пределы 

воздействия деятельности человека на окружающую природу. Давно 
известен вред, который оказывают на человека тяжелые металлы: 
ртуть, кадмий, свинец. Недавно был исследован считавшийся неток-
сичным Аl, и оказалось что и этот металл, не являющийся тяжелым, 
может оказывать вредное влияние на организм человека. 

Алюминий попадет в организм человека в основном с водой. 

Из воды поступает 5–8 % алюминия. В настоящее время в технологии 
подготовки питьевой воды используют «алюминий – вещество, оказы-
вающее нейрогенное действие на организм». 

Существуют также другие источники попадания ионов алюми-

ния в организм человека, которые на данный момент изучены гораздо 
меньше. Считается, что алюминий может попасть в организм человека 
также через воздух (вдыхание паров), косметические и парфюмерные 

средства (помада, дезодоранты), лекарственные препараты, а также 
через алюминиевую посуду, в которой готовится пища.  

Бытовало мнение, что алюминий инертен, так как он защищен 

оксидной пленкой, и поэтому не оказывает вредного влияния на здо-
ровье человека. Алюминий действительно выполняет в живом орга-
низме важную биологическую роль: принимает участие в построении 
эпителиальной и соединительной тканей, участвует в процессе регене-
рации костной ткани, оказывает активирующее или ингибирующее 
действие на реакционную способность пищеварительных ферментов 
(в зависимости от концентрации в организме), участвует в обмене 
фосфора. 

Более 30 лет назад определили, что так называемый пищевой 

алюминий опасен для нашего здоровья. Московский институт гигиены 
подтвердил выводы о небезопасности алюминия. Оказывается, он из-
меняет энергообмен в клетках. Последние, в результате, теряют спо-
собность к нормальному размножению, и начинают делиться хаотич-
но, порождая опухоли.  

Алюминий обладает способностью к накоплению в организме, 

вызывая ряд тяжёлых заболеваний. Медики обнаруживают всё новые 
негативные последствия контактов с ним. Установлено, что алюминий 
отрицательно влияет на обмен веществ, особенно минеральный, на 
функцию нервной системы, воздействует на размножение и рост кле-
ток. К важнейшим клиническим проявлениям нейротоксического дей-
ствия относят нарушения двигательной активности, судороги, сниже-
ние или потерю памяти, психопатические реакции. Избыток солей 
алюминия снижает задержку кальция в организме, уменьшает адсорб-
цию фосфора, одновременно в 10–20 раз увеличивается содержание 
алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в паращитовидной 
железе. Избыток алюминия тормозит синтез гемоглобина, вызывает 
флюороз зубов и специфическое повреждение костей (костный флюо-
роз); может вызвать или усилить новообразования костей. Физически-
ми признаками отравления алюминием могут быть ломкие кости или 
остеопороз, нарушение почечной функции. 

Алюминий хорошо проводит тепло, поэтому пища в таких ка-

стрюлях готовится очень быстро. Ассортимент посуды из алюминия 
весьма разнообразен: толстостенные литые гусятницы, казаны, сково-
роды и кастрюли. Вспомогательные кухонные предметы: дуршлаги, 
вилки, ложки, фляги, миски. 

Когда-то ее производили в больших количествах, так как ее се-

бестоимость в промышленном масштабе была невысока. Однако после 
того, как учеными были установлены негативные воздействия алюми-
ния на организм человека, во многих странах мира отказались от про-
изводства посуды из алюминия. Но в России и странах СНГ есть  
26 предприятий, на которых по-прежнему выпускается алюминиевая 
посуда: это Балезинский литейно-механический завод, Белгородский 
завод металлоизделий, Каменск-уральский металлургический завод, 
Кукморский завод металлопосуды и Ступинский металлургический 
комбинат и др. 

Ионы алюминия могут попасть в организм человека через по-

суду. Во-первых, это металл нежный, он легко соскребается со стенок 
посуды. Если тщательно вытереть полотенцем алюминиевую кастрю-
лю, на нем останутся серые пятна. Можно себе представить, сколько 
ионов алюминия мы получаем, когда такая кастрюлька сильно нагре-
вается при приготовлении! То есть, очевидно, что алюминий попадет в 
организм через пищу, приготовленную в такой посуде.  

Специалисты, занимающиеся испытанием и сертификацией по-

суды, в том числе и алюминиевой, советуют ее использовать только 
для кипячения воды — все остальные вещества при высокой темпера-
туре провоцируют в алюминиевой посуде активную реакцию. Неда-
ром, алюминиевая посуда запрещена для использования в детских уч-
реждениях общепита. Так, в постановлении Главного государственно-
го санитарного врача РФ от 23 июля 2008 г. N 45 "Об утверждении 
СанПиН 2.4.5.2409-08" говорится:  

«Не допускается использование кухонной и столовой посуды 

деформированной, с отбитыми краями, трещинами, сколами, с повре-
жденной эмалью; столовые приборы из алюминия; разделочные доски 
из пластмассы и прессованной фанеры; разделочные доски и мелкий 
деревянный инвентаря с трещинами и механическими повреждения-
ми».  

Кроме того, в быту в нашей стране широко используется упа-

ковка на основе алюминия (пищевая фольга, а также широко разрек-
ламированный «ТетраПак», бумажные пакеты на основе алюминиевой 
фольги). В то же время, во всех развитых странах считают, что един-
ственный экологически чистый вид упаковки для молочных продуктов 
- стеклянная бутылка, которая позволяет сохранить все ценные свой-
ства напитков. По заявлениям учёных, алюминиевосодержащая тара 
негодна для хранения большинства продуктов, особенно круп, соли и 

сахара: мягкий металл остаётся на твёрдой поверхности, и переходит в 
пищу. При хранении или тепловой обработке продуктов, особенно 
кислых, в алюминиевой таре, содержание этого элемента в продуктах 
может возрасти почти в два раза.  

Марки алюминия 

Каждому сплаву, в составе которого есть алюминий, как и чис-

тому металлу, в соответствии с государственными стандартами каче-
ства, четко указывающие химический состав вещества, присвоена оп-
ределенная марка. Всеми ГОСТами предписывается, что как пищевой 
материал, помимо чистого первичного алюминия А5, могут использо-
ваться такие марки алюминиевых сплавов, как АК7, АК12, АК9, 
АК5М2. Для других марок применение становится возможным только 
в случае получения особого разрешения на использование материала 
от инстанций, подчиненных Министерству здравоохранения. 

ГОСТ 21631 приводит дополнительный список допустимых к 

использованию марок металлического сырья, в основе которых ис-
пользован алюминий: А0, АД1М, АД1, АВ, АВМ, АМг2, АЛ22, АЛ23. 
Эти наименования применяются в производстве ложек. 

Если на изделия, для изготовления которых использован пище-

вой алюминий, впоследствии предполагается нанесение специального 
покрытия. Их допускается производить из сплава АМц, химический 
состав которого строго регламентируется ГОСТ 4784. 

Таблица 1 

Марки материалов
Назначение

Алюминий первичный (ГОСТ 
11069-74):
АД0, АД1

Детали машин и аппаратов, непо-
средственно контактирующие с 
молоком и мясом.
Банки 
(250 
мл) 
для 
кофе-

продуктов (натуральный молотый 
кофе и кофейные напитки)
Формочки (тара) для пищевых 
продуктов (масло и др.)

Сплавы алюминиевые литейные 
(ГОСТ 1583-93):
АК12, АК8, АМг2М

Детали машин и аппаратов, непо-
средственно контактирующие с 
пищевыми средами

Сплавы алюминиевые деформи-
руемые (ГОСТ 4784-97):
АМг2,АМц, Д1

Детали молокообрабатывающих 
машин.
Сита для просушки мармелада.

В96
АМг5
Д16
АМг2

Лотки для транспортировки хлеба
Бидоны для пищевых продуктов
Инвентарь и тара для мясных по-
луфабрикатов
Детали оборудования для рыбной 
промышленности
Тарелки сепараторов.
Детали для замеса теста
Тара для консервов и пресервов

Листы из алюминия и алюминие-
вых сплавов (ГОСТ 21631-76):
АД1М, АМцМ

Бочки оборотные для хранения и 
транспортирования пива

Листы из алюминия и алюминие-
вых сплавов (ГОСТ 21631-76):
АД1М, АМг6, АК5М2, АК9, 
АК4М4

Фляги с крышками для молочных 
сгущенных продуктов
Емкости для бестарной перевозки 
муки
Хлебные формы

Фольга алюминиевая для упаков-
ки (ГОСТ 745-79)

Для упаковки кондитерских изде-
лий.
Колпачки для укупорки бутылок с 
растительным маслом (с приме-
нением пергаментной прокладки).
Формочки для упаковки вторых 
блюд с последующим их замора-
живанием при -35°С и хранением 
при -18°С

Алюминиевые сплавы с внутрен-
ним покрытием лаком (ГОСТ 
4784-97):
АМц, АМг, В95

Консервная тара
Инвентарь и тара для мясных по-
луфабрикатов

Алюминиевый сплав АМг2, по-
крытый лаком
Алюминий консервный, покры-
тый лаком
Алюминиевая лента их сплава 
АМг2, покрытая органозольным 
лаком
ЭП-5118

Банки, штампованные для мясных 
и плодоовощных консервов
Крышки СКО (ГОСТ 18-173-77)
Консервная тара для мясных, 
рыбных, овощных и фруктовых 
консервов

Достоинства и недостатки алюминия и его сплавов 

Преимущества алюминиевых сплавов: 

- легкость и прочность материала; 
- устойчивость против коррозийных процессов; 
- высокая сейсмоустойчивость; 
- повышенная огнеустойчивость; 
- ударопрочность (в том числе отсутствие искр при сильном 
ударе); 
- высокая устойчивость к низким и высоким температурам; 
- месторождения минерального боксита, из которого получают 
алюминиевые сплавы, относятся к практически неисчерпаемым 
ресурсам; 
- экологичность: отсутствие тяжелых металлов и устойчивость 
к ультрафиолетовому излучению (не выделяет вредных ве-
ществ, опасных для человека и окружающей среды); Кроме то-
го, алюминиевый лом подлежит круговой утилизации, которая 
возможна за счет того, что алюминиию cвойственно сохранять 
свои первоначальные свойства; 
- долговечность: срок службы алюминиевого сплава превышает 
80 лет. 

Недостатки алюминиевых сплавов: 

- оказывают вредное влияние на организм человека; 
- стоимость алюминиевых сплавов несколько превышает стои-
мость стальных конструкций; 
- большая вероятность прогибов, чем в стальных конструкциях, 
по причине низкого модуля упругости; 
- необходимость частого устройства температурных швов вви-
ду высокого коэффициента расширения; 
- необходимость полной изоляции поверхностей других метал-
лов обусловлена склонностью алюминия к электрохимической 
коррозии, возникающей при контакте с другими материалами. 
 

Медь и сплавы на ее основе 

Медь, и особенно медные сплавы, широко применяют в раз-

личных отраслях пищевой промышленности. Сплавы обладают высо-
кой коррозионной стойкостью в различных средах пищевых произ-
водств и после серебра имеют наивысшие теплопроводность и элек-
трическую проводимость.