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  • 干貨分享 | 乳制品生產設備設施清洗消毒的那些事

  •  發布時間:2023-04-07 09:42:17  點擊次:166  
  • 在乳制品生產過程中,乳及其制品不可避免的會殘留在設備表面及管壁上。由于乳及其制品是非常好的微生物營養物質,如果不及時將其清洗掉,必然導致微生物的大量繁殖,造成嚴重污染。如果以污染的設備和管道來進行生產,勢必對產品的質量帶來嚴重后果,所以,清洗是乳制品生產過程中不可缺少的程序。 


    一、清洗的標準

    牛乳是大多數微生物生長繁殖的理想培養基,一旦原料乳或產品受到微生物的污染,就很容易在生產中造成嚴重的產品污染事故。因此,工廠內的各項清洗對所有的乳品廠來說都具有至關重要的作用。


    乳制品生產設備設施經過清洗后,應達到4種清潔程度。 
    (1)物理清潔度:以除去清洗表面的可見物。 
    (2)化學清潔度:不僅除去全部可見污物,而且還除去了肉眼不可見的,即通過嘗味或嗅覺能探測出來的殘留物。 
    (3)微生物清潔度:通過消毒獲得。 
    (4)無菌清潔度:殺死所有微生物。 
    設備不經過物理或化學的清洗也能達到微生物清潔度。但是,先經過物理清洗后,就很容易達到微生物清潔度。 


    二、乳品設備及管道表面沉積物及其性質


    乳制品設備及管道表面沉積物與乳制品的成分密切相關,有物料沉積物、蛋白沉積物、乳結石、變質產品、雜質及其來自土壤的物質。 

     乳制品典型的沉積物及其性質:

    (1)乳糖:溶解于水,易于清洗,但焦化后清洗較困難。

    (2)脂肪:用含有表面活性劑和堿溶液的熱水很容易清洗,聚酯是難以清洗掉的。 

    (3)蛋白質:最好用堿性溶液處理,酸性溶液處理效果稍差,變形蛋白則較難清洗。 
    (4)乳結石:是由礦物質、蛋白質和其他乳成分交替結合的沉積物,清洗較為困難。 
    (5)礦物質:用酸性溶液處理較好,但如果沉積并干燥在罐壁上則較難清洗。 


    三、對清洗劑的要求

    清洗的三個明顯階段: 
    (1)清洗表面上的污物沉淀被溶解; 
    (2)溶解的污物分散到洗滌劑溶液中; 
    (3)污物保持其分散狀態,防止再沉積到表面上。 
    能滿足上述三個明顯階段的有效和速效的洗滌劑溶液,必須是有某些化學和物理性能。


    乳品工業使用的清洗劑,最重要的性能如下: 
    (1)具有從設備表面除去有機物的能力; 
    (2)具有高度的潤濕能力,能使洗滌劑滲透到污物沉淀內部,這樣,就能更快和更有效的起作用; 
    (3)能把沉淀物分解成小顆粒并使其保持分散狀態; 
    (4)具有溶解設備表面鈣鹽沉淀物的能力; 
    (5)具有把鈣鹽保留在溶液中的能力; 
    (6)具有中等產泡能力,在循環清洗系統中使用的洗滌劑應是低泡型的; 
    (7)無腐蝕,不會損壞設備表面; 
    (8)符合污染
    控制和安全要求。 


    四、常用洗滌劑的種類

    乳制品生產中,通常選用NaOH溶液和HNO3溶液。NaOH溶液對有機污物具有良好的溶解能力,在高溫下具有良好的乳化性能(把脂肪轉化成水溶液的形式),是一種有效的清洗劑,價格較低。涉及到熱處理工藝時,單用堿液清洗是不夠的,這時,可用酸液作為一種補充洗滌劑,并在清洗循環中組成一個獨立階段。 


    五、清洗作用理論


    在設備表面形成的沉積層呈連續的膜狀,其中有不溶性蛋白質,低熔點的脂肪球,可溶性的脂肪球,可溶性的乳糖晶粒和絮狀的磷酸鈣。 


    如果只用冷水沖洗,水只能從沉積物表面流過,由于脂肪球的保護作用,沉積物不會被侵蝕,用熱水沖洗可以取得較好效果。

     
    為了使清洗液和沉積物充分接觸,必須加表面活性劑來降低清洗液的表面張力。蛋白質吸水后發生輕微膨脹,水中的堿性洗滌劑加強蛋白質的溶解,堿的PH值越高,其效果越好。堿液溶解蛋白質后,使沉積物的其他成分裸露出來。接下來表面活性劑發揮作用,將粘附在表面的脂肪球除掉,同時不溶性的磷酸鈣粘附層也變松,被清洗液中的螯合劑帶走。這時只需要適當的機械力沖去剩余的沉積物,并且要采用能夠溶解鈣的清洗劑,以便防止鈣鹽沉積。 

    如果用清水沖洗清洗劑洗過的表面,粘附在表面上的廢液將被稀釋。如果清洗劑對洗液中臟物的結合能力不強,可能會在稀釋的同時,這些臟物又要結絮并重新形成沉積層。這樣就破壞了清洗的目的,所以清洗劑必須具有分散臟物的能力。 


    六、清洗的分類



    清洗分為CIP和COP。CIP:Clean In Place,原位清洗/就地清洗。CIP是一種清洗方法,無需拆卸及打開設備,且幾乎或完全不需要操作員參與,對工廠所有設備或管道進行清潔。在一定流量/壓力的條件下,將清潔劑溶液噴射或噴灑到設備表面或在設備中循環。整個清潔過程通常由多個獨立清洗步驟組成。COP:Clean Out of Place。把設備拆開來進行清洗的方法。一般指手工清洗、泡沫清洗等清洗方法,來清洗取樣閥、人孔、軟管、過濾網、墊圈、呼吸閥、進料管、轉換件等零部件。實際清洗過程中,CIP只能完成80~90%的清洗任務,10~20%的清洗任務要靠COP來完成。 

    CIP的優點: 
    (1)安全標準高:人工流程減少,不需要員工進入缸或其它處理設備,不需要員工直接接觸化學品溶液。 
    (2)衛生質量高:結果重復性好,消除人為錯誤。 
    (3)成本控制更加合理:生產效率提高,人力開支減少,水、能源、清潔劑、消毒劑等輔助資源控制得到提高。
     


    七、CIP原地清洗的“五步法”



    (1)用生產用水進行預沖洗:除去較大的、明顯的顆粒。 
    (2)堿性清洗液循環清洗:去除殘留的污垢。 

    (3)用生產用水進行中間沖洗:去除堿液。 
    (4)酸性清洗液循環清洗:溶解所結的垢。 
    (5)用生產用水進行最后沖洗:去除酸液。 


    八、影響清洗的四大因素



    (1)清洗的溫度 
    在允許范圍內盡量采用高溫。熱,本身也發揮洗凈效果,但在多數情況下,熱主要是與其他清洗要素并用時起協和作用。 
      

    熱的清洗效果: 
    a. 促進清洗劑成分對污垢起化學反應的效果,一般化學反應是溫度每升高10℃,其反應速度加倍。如NaOH對牛乳皮膜污垢的洗凈,在32-85℃范圍內每升高10℃,其清洗效果提高1.6倍。 
    b. 促使污垢熔融,減弱污垢與設備表面的結合而易于脫落。如常溫時呈粘性狀態的污垢以及呈固體狀態的機油,動植物性脂肪。 
    c. 升溫可增大污物成分中可溶性物質。 
    d. 升溫使被清洗物體,如墊圈、板式換熱器的墊圈等在升溫時發生膨潤現象,減弱其與污物的結合。 
    e. 清洗液密度增大,粘度降低,可減弱對攪拌流動的阻力而提高清洗液的洗凈力。 
    f. 高溫還有一定的殺菌效果。 


    清洗過程對熱的注意事項: 
    a. 溫度過高,清洗液蒸發劇烈,應避免。 
    b. 溫度過高,易使蛋白質變性而凝固。 
    c. 脂肪系統的污垢遇高溫強堿,可發生皂化現象。 
    d. 清洗劑成分受化學變化或分解而使洗凈力降低。 
    e. 設備及管道發生熱應變。 
    f. 促進對金屬的腐蝕和變色。 

    所以,溫度越高,清洗效果越好。對于一般的罐和管道,通常清洗溫度為65-75℃,對于一些熱交換設備,如巴氏殺菌機、UHT滅菌機,則對清洗溫度要求更高,通常應根據設備要求并結合實際進行設定。 


    (2)清洗的機械力 
    層流時不發揮洗凈效果,流速達到一定程度后呈湍流狀態時,始表現出洗凈效果。液體流動由層流變為湍流時的流速稱為臨界流速。臨界流速依管徑、清洗液粘度、溫度、壓力、管徑的光潔度等而異。其中雷諾數是重要的一個指數。 
    在臨界流速下的雷諾數稱為臨界雷諾數,根據許多研究的Re=2320,一般層流Re<2000,湍流re>4000。雷諾數超過25000時,其清洗效率急劇上升。一般清洗管路雷諾數取Re>30000,可獲得良好的清洗效率。 


    (3)清洗的濃度
    設備設施的清洗效果與清洗液的酸堿濃度密切相關,濃度越高,清洗效果越好。當然,過高的濃度對設備設施的腐蝕性也越大。一般的罐和管道,堿液(NaOH溶液)濃度為1.5%-2.5%,酸液(HNO3溶液)濃度為1%-2%,就可以達到較好的清洗效果。

     
    (4) 清洗的時間
    清洗的時間越長,清洗效果越好。一般的罐和管道,堿液(NaOH溶液)循環時間10-20分鐘,酸液(HNO3溶液)循環時間10-20分鐘,就可以達到較好的清洗效果。 



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