جب فوڈ پروسیسنگ کے لیے لییکٹک ایسڈ سلوشنز (10-50%) کو 100 ڈگری پر گرم کیا جائے تو ذائقہ کی آلودگی سے بچنے کے لیے گریڈ 2 کے مقابلے میں ٹائٹینیم گریڈ 1 کا انتخاب کیوں کیا جانا چاہیے؟

لییکٹک ایسڈ (C₃H₆O₃) فوڈ پروسیسنگ میں ایک عام اضافہ ہے، جو پنیر، پراسیس شدہ گوشت اور مشروبات کی تیاری میں ایک محافظ، پی ایچ ریگولیٹر، اور ذائقہ دار ایجنٹ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ نس بندی، بخارات یا رد عمل کی سرگرمیوں کے لیے لیکٹک ایسڈ محلول کو 100 ڈگری تک گرم کرنا اکثر ہوتا ہے۔ ٹائٹینیم وسرجن ہیٹر کے لیے منتخب کردہ مواد ہے کیونکہ یہ سنکنرن کے خلاف مزاحم ہے اور خطرناک دھاتیں خارج نہیں کرتا ہے۔ بنیادی فرق ٹائٹینیم گریڈ 1 (تجارتی طور پر خالص، کم بیچوالا، 0.20% زیادہ سے زیادہ Fe، 0.18% زیادہ سے زیادہ O) اور گریڈ 2 (معیاری تجارتی پاکیزگی، 0.30% زیادہ سے زیادہ Fe، 0.25% زیادہ سے زیادہ O) کے درمیان ہے۔ گریڈ 2 گرم لیکٹک ایسڈ میں آئرن آئنوں ( Fe 2+ / Fe 3+ ) کی ٹریس مقدار جاری کرتا ہے۔ یہ آئن، اگرچہ انسانی استعمال کے لیے محفوظ ہیں، لیکٹک ایسڈ کے آکسیکرن کو پائروک ایسڈ اور دیگر الڈیہائیڈز کو متحرک کرتے ہیں۔ یہ ری ایکشن پروڈکٹس کھانے کی اشیاء کو کڑوا، جلی ہوئی یا کیریملائز-ذائقہ دیتے ہیں۔ گریڈ 1 کے لوہے کے نچلے ارتکاز کے ساتھ اتپریرک عمل کو کم کیا جاتا ہے۔ یہ دونوں درجات سے آئرن کے اخراج کی شرح کو درست کرتا ہے اور لییکٹک ایسڈ فوڈ پروسیسنگ کے لیے ذائقہ کی آلودگی کی حد کو قائم کرتا ہے۔

لیکٹک ایسڈ آئرن کی رہائی کا طریقہ کار
لیکٹک ایسڈ ایک کمزور نامیاتی تیزاب (pKa 3.86) ہے جو دھاتی آئنوں کے ساتھ حل پذیر مرکبات بنا سکتا ہے۔ لیکٹک ایسڈ میں ٹائٹینیم کی غیر فعال فلم مستحکم ہے۔ آئرن، ٹائٹینیم میٹرکس میں ایک ٹریس آلودگی کے طور پر (لوہا ایسک پروسیسنگ سے ایک بقایا عنصر ہے)، دو طریقوں سے نکالا جا سکتا ہے۔ سب سے پہلے، براہ راست رابطہ: ٹائٹینیم کی سطح پر لوہے کے ایٹم Fe2+ کے طور پر تحلیل ہوتے ہیں جب غیر فعال کوٹنگ مقامی طور پر ٹوٹ جاتی ہے۔ دوسرا آکسائڈ کے ذریعے پھیلاؤ ہے۔ غیر فعال فلم کے نیچے لوہے کے ایٹم TiO 2 جالی کے ذریعے پھیلتے ہیں اور آکسائڈ-سولیوشن انٹرفیس پر تحلیل ہوتے ہیں۔ گریڈ 2 میں گریڈ 1 کے مقابلے میں 50% زیادہ لوہے کا مواد ہوتا ہے، جس میں لوہے کا معیار 0.30% زیادہ ہوتا ہے (بمقابلہ گریڈ 1 کے لیے 0.20%)۔ انہی حالات میں، گریڈ 2 گریڈ 1 کے مقابلے میں 2-3 گنا زیادہ آئرن آئنوں کو محلول میں جاری کرتا ہے۔

30% لیکٹک ایسڈ میں 100 ڈگری پر لوہے کے اخراج کی شرحیں ہیں: گریڈ 1, 0.5{19}}1.0 µg/cm²/day; گریڈ 2، 1.5-3.0 µg/cm²/دن۔ 1,000 cm² سطحی رقبہ کے ساتھ ایک عام وسرجن ہیٹر کے لیے، گریڈ 1 0.5-1.0 mg/day 1,000-liter بیچ، یا 0.5-1.0 ppb کا ارتکاز فراہم کرتا ہے۔ گریڈ 2 میں 1.5-3.0 ppb کا اضافہ ہوتا ہے۔ یہ سطحیں حفاظتی حدوں سے نمایاں طور پر نیچے ہیں (آئرن ایک اہم غذائیت ہے، جس کی روزانہ ضرورت 8-18 ملی گرام ہے)، پھر بھی لییکٹک ایسڈ پر اتپریرک اثر آئرن کے حصے فی بلین کی تعداد میں ہوتا ہے۔

اتپریرک کے ساتھ لیکٹک ایسڈ کا آکسیکرن
تحلیل شدہ آکسیجن کے ذریعہ لیکٹک ایسڈ کا آکسیکرن لیکٹک ایسڈ میں آئرن آئنوں کے ذریعہ اتپریرک ہوتا ہے: CH₃CHOHCOOH + ½ O₂ → CH₃COCOOH + H₂O (لییکٹک ایسڈ سے پائروک ایسڈ)۔ Pyruvic acid ایک تیز، کھٹا، کسی حد تک جلی ہوئی چینی کا ذائقہ رکھتا ہے۔ زیادہ آکسیڈیشن acetaldehyde (پھل، پھر تیکھی) اور acetic acid (سرکہ) پیدا کرتی ہے۔ رد عمل Fe2+/Fe{3+ کے ذریعے 10 ppb سے کم ارتکاز پر اتپریرک ہوتا ہے، جو ٹائٹینیم ہیٹر کے ذریعہ جاری کردہ 0.5-3.0 ppb سے بہت کم ہے۔ تاہم، ہیٹر کی سطح پر مقامی ارتکاز بلک ارتکاز سے کافی زیادہ ہے۔ 30-50 kW/m2 کے گرمی کے بہاؤ پر چلنے والے ہیٹر کی تھرمل باؤنڈری پرت میں، سطح کا درجہ حرارت بلک سے 5-10 ڈگری زیادہ ہے اور ٹائٹینیم سے آزاد ہونے والا لوہا بلک میں پھیلنے سے پہلے سطح (100-1000 ppb) کے قریب مرتکز رہتا ہے۔ لوہا جو سطح پر مقامی ہوتا ہے وہ ہیٹر-سولیوشن انٹرفیس پر لییکٹک ایسڈ کے آکسیڈیشن کو اتپریرک کرتا ہے تاکہ ذائقہ کے مرکبات تیار کیے جاسکیں جو بلک میں اس وقت بھی مل جاتے ہیں جب بلک میں لوہے کا ارتکاز بہت کم ہو۔

گریڈ 1 بمقابلہ گریڈ 2 ٹائٹینیم ہیٹر (ایک ہی جیومیٹری، 30% لیکٹک ایسڈ، 100 ڈگری، 8 گھنٹے) کا استعمال کرتے ہوئے گرم کیے جانے والے لیکٹک ایسڈ سلوشنز کے حسی پینل ٹیسٹ کافی فرق ظاہر کرتے ہیں۔ گریڈ 2 میں گرم کیے گئے نمونوں میں "جلا ہوا،" "کیریملائزڈ" یا "دواؤں" بند-نوٹ دکھائے گئے۔ گریڈ 1 کے گرم نمونوں کو صاف، غیر جانبدار، یا تھوڑا سا کھٹا (لیکٹک ایسڈ کے لیے مخصوص) کے طور پر بیان کیا گیا تھا۔ کیمیائی تجزیے کے ذریعے گریڈ 2 کے گرم نمونوں میں 5-15 پی پی ایم کی سطح پر پائروک ایسڈ پایا گیا، جب کہ گریڈ 1 کے گرم نمونوں میں پتہ لگانے سے نیچے کی سطح موجود تھی۔<1 ppm).

فوڈ گریڈ لیکٹک ایسڈ کے لیے ٹائٹینیم گریڈز کا موازنہ
پیرامیٹر گریڈ 1 ٹائٹینیم گریڈ 2 ٹائٹینیم گریڈ 7 ٹائٹینیم گریڈ 12 ٹائٹینیم
زیادہ سے زیادہ آئرن کا مواد (تفصیلات) 0.20% 0.30% 0.30% (گریڈ 2 کی طرح) 0.30%
عام لوہے کا مواد (مل پروڈکٹ) 0.06-0.12 0.10-0.20 0.10-0.20 0.10-0.20
آکسیجن کا مواد (زیادہ سے زیادہ) 0.18 % 0.25 % 0.25 % 0.25 %
آئرن کے اخراج کی شرح (30% لیکٹک ایسڈ، 100 ڈگری) 0.5-1.0 µg/cm2/day 1.5-3.0 µg/cm2/day 1.0-2.0 µg/cm2/day 1.2-2.2 µg/cm2/day
پیرووک ایسڈ تشکیل دیا گیا (8 گھنٹے حرارتی، 30٪ لیکٹک ایسڈ)<1 ppm 5 to 15 ppm 2 to 5 ppm 3 to 8 ppm
ذائقہ کا اثر NoMajor Off-flavourSlight قابل شناخت آف-ذائقہ• ہلکا سے ہلکا-ذائقہ
لاگت کا عنصر (گریڈ 2 کے مقابلے) 1.1-1.2x 1.0x (بیس لائن) 1.4-1.5x 1.3-1.4x
ایف ڈی اے فوڈ رابطہ محفوظ ہاں (کم آئرن) ہاں (لیکن ذائقہ کے خطرے سے دور) ہاں ہاں
لیکٹک ایسڈ فوڈ پروسیسنگ ہیٹر ایپلی کیشن میٹرکس
لییکٹک ایسڈ لیول ٹمپریچر پروسیسنگ کا دورانیہ تجویز کردہ ٹائٹینیم گریڈ متبادل مواد کے ذائقے کی حساسیت کا عنصر
10-50% 80-100 ڈگری<4 hours batch Grade 1 Glass walled steel Grade 2 not suitable for delicate items
10-50% 80-100°C >4 گھنٹے کا بیچ گریڈ 1 صرف PTFE لیپت IncoloyEven گریڈ 1 12+ گھنٹے کے بعد ہلکا اثر دکھا سکتا ہے۔
10-50% <80°CAny duration Grade 1 preferred Grade 2 suitable for low sensitivity itemsLess flavor influence at lower temperatures
50-90% (مرتکز) 100 ڈگری شارٹ ٹائم گریڈ 1 + کم ہیٹ فلوکس گلاس یا پی ٹی ایف ای فاسٹ آئرن زیادہ ارتکاز پر جاری
کوئی بھی ارتکاز کوئی بھی مسلسل عمل (دن) گریڈ 1 کے علاوہ وقفہ وقفہ سے گزرنے والی شیشے کی قطار میں لگی جاری نمائش ذائقہ کے مرکبات کی تعمیر کا باعث بنتی ہے
گریڈ 1 کے لیے سطح کا علاج اور گزرنا
گریڈ 1 ٹائٹینیم میں لوہے کے اخراج میں بھی سطح کی حالت متاثر ہوتی ہے۔ موصول ہونے والی مل اینیلڈ نلیاں کی سطح پر لوہے کی افزودہ پرت ہوتی ہے جو رولنگ اور اینیلنگ کے دوران بنتی ہے۔ 10% HNO 3 + 1% HF میں تیزاب کا اچار اس افزودہ تہہ کو ختم کرتا ہے، جس سے لوہے کے ابتدائی اخراج میں 50-70% کمی واقع ہوتی ہے۔ کھانے کی-گریڈ لییکٹک ایسڈ سروس کے لیے اچار اور غیر فعال گریڈ 1 کی نلیاں کی وضاحت کریں۔ سطح کو مزید مضبوط کرنے کے لیے 60 ڈگری پر 20% نائٹرک ایسڈ میں مزید گزرنے کا طریقہ کار استعمال کیا جاتا ہے۔ الیکٹرو پالش سطحیں (Ra<0.2 µm) had the lowest iron release rates (0.2-0.5 µg/cm 2 /day) as the smooth surface has less exposed iron-rich inclusions.

لییکٹک ایسڈ محلول (10-50%) کو 100oC پر گرم کرتے وقت ذائقہ کی آلودگی سے بچنے کے لیے فوڈ پروسیسنگ ایپلی کیشنز میں گریڈ 1 کا ٹائٹینیم استعمال کیا جانا چاہیے (گریڈ 2 لیچ ہو جائے گا)۔ گریڈ 2 میں آئرن کا مواد زیادہ ہوتا ہے (0.30% بمقابلہ 0.20% زیادہ سے زیادہ)، جس کے نتیجے میں 2–3 گنا زیادہ آئرن کا اخراج ہوتا ہے، جو لییکٹک ایسڈ کو پائرووک ایسڈ اور دیگر آف-ذائقہ کے مرکبات کی آکسیڈیشن کو اتپریرک کرتا ہے جو حسی پینلز کے ذریعے قابل شناخت ہوتے ہیں۔ گریڈ 1 میں اچار یا الیکٹرو پولش سطح کا فنش ہے جو آئرن کے اخراج کو کم کرتا ہے اور کھانے کی مصنوعات کے لیے درکار صاف، غیر جانبدار ذائقہ پروفائل کو برقرار رکھتا ہے۔ جہاں ذائقہ کی انتہائی پاکیزگی کی ضرورت ہو (مثال کے طور پر نامیاتی بچوں کا کھانا، پریمیم ڈیری مصنوعات) الیکٹرو پولش شدہ سطح کے ساتھ گریڈ 1 کی وضاحت کریں اور لوہے کے مواد کا ثبوت طلب کریں (زیادہ سے زیادہ 0.10٪ حقیقی)۔ گریڈ 7 اور 12 میں بہتر سنکنرن مزاحمت اور گریڈ 2 کے برابر لوہے کے تقاضے ہوتے ہیں، اور ذائقہ داغدار بھی ہوتے ہیں۔ اگر آپ فوڈ گریڈ لییکٹک ایسڈ سروس کے لیے ٹائٹینیم ہیٹر کا آرڈر دے رہے ہیں تو، کھانے کے رابطے کے لیے "گریڈ 1 ٹائٹینیم، اچار والا اور غیر فعال،" بتانا یقینی بنائیں۔ یہ یقینی بنائے گا کہ سپلائر ضروری مواد فراہم کرتا ہے۔ گریڈ 2 کو 80 ڈگری سے کم ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے یا جہاں ذائقہ اہم نہیں ہے، لیکن گریڈ 1 ہمیشہ پروڈکٹ کے معیار کے لیے محفوظ آپشن ہوتا ہے۔