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  • 干货分享 | 乳制品生产设备设施清洗消毒的那些事

  •  发布时间:2023-02-23 15:59:49  点击次:973  
  • 在乳制品生产过程中,乳及其制品不可避免的会残留在设备表面及管壁上。由于乳及其制品是非常好的微生物营养物质,如果不及时将其清洗掉,必然导致微生物的大量繁殖,造成严重污染。如果以污染的设备和管道来进行生产,势必对产品的质量带来严重后果,所以,清洗是乳制品生产过程中不可缺少的程序。 


    一、清洗的标准

    牛乳是大多数微生物生长繁殖的理想培养基,一旦原料乳或产品受到微生物的污染,就很容易在生产中造成严重的产品污染事故。因此,工厂内的各项清洗对所有的乳品厂来说都具有至关重要的作用。


    乳制品生产设备设施经过清洗后,应达到4种清洁程度。 
    (1)物理清洁度:以除去清洗表面的可见物。 
    (2)化学清洁度:不仅除去全部可见污物,而且还除去了肉眼不可见的,即通过尝味或嗅觉能探测出来的残留物。 
    (3)微生物清洁度:通过消毒获得。 
    (4)无菌清洁度:杀死所有微生物。 
    设备不经过物理或化学的清洗也能达到微生物清洁度。但是,先经过物理清洗后,就很容易达到微生物清洁度。 


    二、乳品设备及管道表面沉积物及其性质


    乳制品设备及管道表面沉积物与乳制品的成分密切相关,有物料沉积物、蛋白沉积物、乳结石、变质产品、杂质及其来自土壤的物质。 

     乳制品典型的沉积物及其性质:

    (1)乳糖:溶解于水,易于清洗,但焦化后清洗较困难。

    (2)脂肪:用含有表面活性剂和碱溶液的热水很容易清洗,聚酯是难以清洗掉的。 

    (3)蛋白质:最好用碱性溶液处理,酸性溶液处理效果稍差,变形蛋白则较难清洗。 
    (4)乳结石:是由矿物质、蛋白质和其他乳成分交替结合的沉积物,清洗较为困难。 
    (5)矿物质:用酸性溶液处理较好,但如果沉积并干燥在罐壁上则较难清洗。 


    三、对清洗剂的要求

    清洗的三个明显阶段: 
    (1)清洗表面上的污物沉淀被溶解; 
    (2)溶解的污物分散到洗涤剂溶液中; 
    (3)污物保持其分散状态,防止再沉积到表面上。 
    能满足上述三个明显阶段的有效和速效的洗涤剂溶液,必须是有某些化学和物理性能。


    乳品工业使用的清洗剂,最重要的性能如下: 
    (1)具有从设备表面除去有机物的能力; 
    (2)具有高度的润湿能力,能使洗涤剂渗透到污物沉淀内部,这样,就能更快和更有效的起作用; 
    (3)能把沉淀物分解成小颗粒并使其保持分散状态; 
    (4)具有溶解设备表面钙盐沉淀物的能力; 
    (5)具有把钙盐保留在溶液中的能力; 
    (6)具有中等产泡能力,在循环清洗系统中使用的洗涤剂应是低泡型的; 
    (7)无腐蚀,不会损坏设备表面; 
    (8)符合污染
    控制和安全要求。 


    四、常用洗涤剂的种类

    乳制品生产中,通常选用NaOH溶液和HNO3溶液。NaOH溶液对有机污物具有良好的溶解能力,在高温下具有良好的乳化性能(把脂肪转化成水溶液的形式),是一种有效的清洗剂,价格较低。涉及到热处理工艺时,单用碱液清洗是不够的,这时,可用酸液作为一种补充洗涤剂,并在清洗循环中组成一个独立阶段。 


    五、清洗作用理论


    在设备表面形成的沉积层呈连续的膜状,其中有不溶性蛋白质,低熔点的脂肪球,可溶性的脂肪球,可溶性的乳糖晶粒和絮状的磷酸钙。 


    如果只用冷水冲洗,水只能从沉积物表面流过,由于脂肪球的保护作用,沉积物不会被侵蚀,用热水冲洗可以取得较好效果。

     
    为了使清洗液和沉积物充分接触,必须加表面活性剂来降低清洗液的表面张力。蛋白质吸水后发生轻微膨胀,水中的碱性洗涤剂加强蛋白质的溶解,碱的PH值越高,其效果越好。碱液溶解蛋白质后,使沉积物的其他成分裸露出来。接下来表面活性剂发挥作用,将粘附在表面的脂肪球除掉,同时不溶性的磷酸钙粘附层也变松,被清洗液中的螯合剂带走。这时只需要适当的机械力冲去剩余的沉积物,并且要采用能够溶解钙的清洗剂,以便防止钙盐沉积。 

    如果用清水冲洗清洗剂洗过的表面,粘附在表面上的废液将被稀释。如果清洗剂对洗液中脏物的结合能力不强,可能会在稀释的同时,这些脏物又要结絮并重新形成沉积层。这样就破坏了清洗的目的,所以清洗剂必须具有分散脏物的能力。 


    六、清洗的分类



    清洗分为CIP和COP。CIP:Clean In Place,原位清洗/就地清洗。CIP是一种清洗方法,无需拆卸及打开设备,且几乎或完全不需要操作员参与,对工厂所有设备或管道进行清洁。在一定流量/压力的条件下,将清洁剂溶液喷射或喷洒到设备表面或在设备中循环。整个清洁过程通常由多个独立清洗步骤组成。COP:Clean Out of Place。把设备拆开来进行清洗的方法。一般指手工清洗、泡沫清洗等清洗方法,来清洗取样阀、人孔、软管、过滤网、垫圈、呼吸阀、进料管、转换件等零部件。实际清洗过程中,CIP只能完成80~90%的清洗任务,10~20%的清洗任务要靠COP来完成。 

    CIP的优点: 
    (1)安全标准高:人工流程减少,不需要员工进入缸或其它处理设备,不需要员工直接接触化学品溶液。 
    (2)卫生质量高:结果重复性好,消除人为错误。 
    (3)成本控制更加合理:生产效率提高,人力开支减少,水、能源、清洁剂、消毒剂等辅助资源控制得到提高。
     


    七、CIP原地清洗的“五步法”



    (1)用生产用水进行预冲洗:除去较大的、明显的颗粒。 
    (2)碱性清洗液循环清洗:去除残留的污垢。 

    (3)用生产用水进行中间冲洗:去除碱液。 
    (4)酸性清洗液循环清洗:溶解所结的垢。 
    (5)用生产用水进行最后冲洗:去除酸液。 


    八、影响清洗的四大因素



    (1)清洗的温度 
    在允许范围内尽量采用高温。热,本身也发挥洗净效果,但在多数情况下,热主要是与其他清洗要素并用时起协和作用。 
      

    热的清洗效果: 
    a. 促进清洗剂成分对污垢起化学反应的效果,一般化学反应是温度每升高10℃,其反应速度加倍。如NaOH对牛乳皮膜污垢的洗净,在32-85℃范围内每升高10℃,其清洗效果提高1.6倍。 
    b. 促使污垢熔融,减弱污垢与设备表面的结合而易于脱落。如常温时呈粘性状态的污垢以及呈固体状态的机油,动植物性脂肪。 
    c. 升温可增大污物成分中可溶性物质。 
    d. 升温使被清洗物体,如垫圈、板式换热器的垫圈等在升温时发生膨润现象,减弱其与污物的结合。 
    e. 清洗液密度增大,粘度降低,可减弱对搅拌流动的阻力而提高清洗液的洗净力。 
    f. 高温还有一定的杀菌效果。 


    清洗过程对热的注意事项: 
    a. 温度过高,清洗液蒸发剧烈,应避免。 
    b. 温度过高,易使蛋白质变性而凝固。 
    c. 脂肪系统的污垢遇高温强碱,可发生皂化现象。 
    d. 清洗剂成分受化学变化或分解而使洗净力降低。 
    e. 设备及管道发生热应变。 
    f. 促进对金属的腐蚀和变色。 

    所以,温度越高,清洗效果越好。对于一般的罐和管道,通常清洗温度为65-75℃,对于一些热交换设备,如巴氏杀菌机、UHT灭菌机,则对清洗温度要求更高,通常应根据设备要求并结合实际进行设定。 


    (2)清洗的机械力 
    层流时不发挥洗净效果,流速达到一定程度后呈湍流状态时,始表现出洗净效果。液体流动由层流变为湍流时的流速称为临界流速。临界流速依管径、清洗液粘度、温度、压力、管径的光洁度等而异。其中雷诺数是重要的一个指数。 
    在临界流速下的雷诺数称为临界雷诺数,根据许多研究的Re=2320,一般层流Re<2000,湍流re>4000。雷诺数超过25000时,其清洗效率急剧上升。一般清洗管路雷诺数取Re>30000,可获得良好的清洗效率。 


    (3)清洗的浓度
    设备设施的清洗效果与清洗液的酸碱浓度密切相关,浓度越高,清洗效果越好。当然,过高的浓度对设备设施的腐蚀性也越大。一般的罐和管道,碱液(NaOH溶液)浓度为1.5%-2.5%,酸液(HNO3溶液)浓度为1%-2%,就可以达到较好的清洗效果。

     
    (4) 清洗的时间
    清洗的时间越长,清洗效果越好。一般的罐和管道,碱液(NaOH溶液)循环时间10-20分钟,酸液(HNO3溶液)循环时间10-20分钟,就可以达到较好的清洗效果。 


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