microbik.ru
  1 2 3 4 5
Глава 3. "Закономерности процесса растворения белково-жировых отложений под влиянием различных видов и концентраций щелочных электролитов и ПАВ". Результаты экспериментов, представленные на рис. 3., свидетельствуют о недостаточной степени гидролиза 32-40% белково-жировой фракции молочных отложений (БЖО) даже такими сильными электролитами, как гидроксид натрия и метасиликат натрия, перборат натрия и тринатрийфосфат (А). Еще ниже этот показатель установлен для комплексообразующих веществ (Б). Однако при совместном их использовании с гидроксидом натрия степень растворения БЖО резко возрастала (до 64%), что указывало на эффект сов-местного влияния химических компонентов на отложения (кривая 1, рис.3, Б).

Математическая обработка экспериментальных данных позволила получить уравнение, с помощью которого появилась возможность управлять процессом гидролиза белковой части молочного загрязнения путем выбора электролита и его концентрации в зависимости от физико-химического состояния белковой фракции молочного отложения в каждом конкретном случае.

Слабощелочные электролиты, такие, как бикарбонат, карбонат, и фосфаты натрия, обладающие низкой константой диссоциации, способны только к растворению нативного белка. Степень растворения БЖО этими электролитами даже в концентрации (7,0-10,0)% составляла менее 15,0%.

В результате проведенных исследований по комплексообразующей способности было установлено рациональное количественное содержание их в рецептурах моющих средств: 12,0-15,0% триполифосфата натрия, или 1,5-2,0% Трилона А, или 2,5-3,5% Трилона Б, или 0,8-1,2% пирофосфата натрия.




А




1

Б

5

3

4

3

2



Уравнение регрессии для электролитов и комплексонов: Y= a+bx+cx2

Где для А: 1.Гидроксид натрия: а=25,07, b=42,79, с=-26,43, r=0,996; 2. Перборат натрия: а=15,46; b=45,67; с=-37,62; r=0,989; 3. Метасиликат натрия: а=15,48; b=31,57; с=-20,7; r=0,995; 4. Перкарбонат натрия: а=14,07; b=34,88; с=-24,76; r=0,999; 5.Тринатрийфосфат: а=11,7; b=30,24; с=-17,62; r=0,995; 6. Карбонат натрия: а=7,97; b=18,6; с=-12,86; r=0,997; 7. Бикарбонат натрия: а=6,4; b=15,3; с=-10,2; r=0,997; 8. Сульфат натрия: а=4,34; b=6,7; с=-4,5; r=0,994.

Где для Б: 1.Смесь гидроксида натрия и комплексона: а=38,3; b=48,25; с=-13,21; r=0,985; 2. Трилон А: а=14,8; b=32,2; с=-24,05; r=0,998; 3.Пирофосфат натрия: а=10,97; b=32,5; с=-20,5; r=0,998; 4.Триполифосфат натрия: а=7,0; b=33,99; с=-24,4; r=0,999; 5.Трилон Б: а=8,07; b=10,3; с=-4,9; r=0,998.


Рис. 3 Зависимость степени растворения белково-жировых отложений от видов щелочных электролитов (А) и комплексообразующих веществ (Б) и их

концентраций (Т const = 50оС)

Однако при использовании некоторых из них в виде смеси 7 (карбоната, силиката и сульфата натрия) в соотношении 1:1:1 степень растворения БЖО установлена на уровне 42-45%. А в комплексе этих трех солей натрия с фосфатом натрия (смесь 8) достигался дополнительный эффект растворения БЖО, что в конечном итоге составляло 52-54% и вновь подтверждало наши выводы о проявлении эффекта совместного действия щелочных солей на белок и жир молочного происхождения (рис.4). При создании моющих композиций эти соли могут быть использованы в качестве наполнителей, выполняя роль сорастворителя белка, буфера или антикоррозианта.

Таким образом, исследования показали, что в порошкообразных средствах целесообразно использовать рациональные сочетания смесей щелочных солей натрия в зависимости от поставленной задачи. Это позволит за счет проявления синергизма повысить эффективность растворения БЖО. Дополнительный импульс растворения их обеспечивается буферностью карбоната натрия и нивелированием влияния солей жесткости воды комплексообразователями, а также повышением щелочности при наличии в растворах метасиликата натрия.


Где: 1-сульфат Na; 2-карбонат Na; 3-триполифосфат Na; 4-тринатрийфосфат;

5-силикат Na; 6-карбонат Na:сульфат Na (1:1);

7-карбонат Na:сульфат Na:силикат Na (1:1:1);

8-карбонат Na:сульфат Na:силикат Na:триполифосфат Na (1:1:1:0,5)
Рис. 4 Степень растворения белково-жировых отложений в зависимости от концентрации щелочных солей натрия и их соотношений
В результате исследований ПАВ, выпускаемых отечественной химической промышленностью, установлено, что эмульгирующая способность их по отношению к исследуемой смеси жиров составляла 68-92% в зависимости от вида ПАВ и их концентраций (рис.5). Наиболее высокая степень эмульгирования выявлена у анионных ПАВ (АПАВ), однако они обладают высокой пенообразующей способностью: для большинства из них 1%-ные растворы имеют соотношения начальной высоты пены к высоте пены через 5 минут (Н05), равными 15-26/10-17 см. При указанных показателях пенообразующей способности применение моющих средств, содержащих АПАВ, неприемлемо в циркуляционных системах мойки с высокими скоростями моющей жидкости. В этом случае альтернативой могут служить некоторые неионогенные ПАВ (НПАВ), не уступающие АПАВ по эмульгирующей способности, или рациональные соотношения их с АПАВ или четвертично-аммониевыми соединениями (ЧАС). Но по эмульгирующей способности последние уступают НПАВ и АПАВ на 28-32%, что необходимо учитывать при составлении композиций ПАВ. Полученные результаты эксперимента по определению эмульгирующей способности ряда ПАВ подчиняются следующему уравнению:


ab+cxd Y- степень растворения смеси жиров (1:1), %; Y, где а, b; с и d –числовые коэффициенты при

b+xd r=0,992-0,999.
Где: 1-Сульфонол (40%); 2-Сульфонат-паста; 3-Лаурилсульфат натрия; 4-Синтанол ДС-10; 5-Неонол; 6-Синтанол ДТ-7; 7-Окись алкилдиметиламина; 8-Синтанол АЛМ; 9-Синтамид-5; 10-Оксифос Б; 11-Катамин АБ

Рис.5 Зависимость степени растворения смеси жиров (1:1) от вида ПАВ и их концентраций
В целом эффективность технологических решений по санитарной обработке оборудования зависит от его индивидуальных особенностей, типа отложений, степени их адгезии с поверхностью. Поэтому с учетом различной избирательной способности и активности химических соединений по отношению к отложениям композиционный подбор моющих средств следует осуществлять экспериментально для каждого конкретного случая, опираясь на выявленные в ходе исследований общие закономерности.

Глава 4. "Усовершенствование технологических режимов мойки ёмкостного оборудования и трубопроводов при различных условиях их эксплуатации на предприятиях молочной промышленности". К ёмкостному оборудованию относятся резервуары, ванны длительной пастеризации, заквасочники, кристаллизаторы, творожные и сыродельные ванны, маслоизготовители, смесители различного назначения, автомолцистерны. Повсеместное применение для мойки оборудования водопроводной воды с повышенной карбонатной жесткостью в интервале 7,0 - 20 мг-экв/л и моющих агентов в виде гидроксида или карбоната натрия является причиной отложения на поверхности оборудования минерализовавшегося загрязнения (молочного камня). Поэтому постоянно возникает необходимость дополнительных циклов проведения мойки кислотными растворами. В связи с этим актуальной задачей явилось создание способов и средств санитарной обработки оборудования, нивелирующих указанный недостаток. Принимая во внимание результаты, представленные в главе 3, в качестве моющей основы для решения поставленной задачи были использованы щелочные соли натрия, в том числе и комплексообразователи. Исследования по подбору ПАВ, обладающих требуемой эмульгирующей и смачивающей способностями, а также пониженным пенообразованием предполагаемого моющего средства позволило выявить наиболее рациональное по этим показателям неионогенное ПАВ, в частности, синтанол ДС-10.

Путем экспериментов с различными соотношениями щелочных солей натрия и вышеуказанным ПАВ в определенном интервале концентраций был создан ряд образцов моющих средств с повышенной комплексообразующей способностью. В соответствии с результатами математической обработки получена модель, представленная на рис. 6.

Вид уравнения регрессии:

ab+cxd Y- степень растворения БЖЗ, %;

Y , где а, b; с и d –числовые коэффициенты

b+xd при r = 0,997-0,999.



Рис. 6 Сравнительная характеристика степени растворения белково-жировых отложений от концентраций различных соотношений электролитов и ПАВ.
По результатам исследований физико-химических и эксплуатационных характеристик (степени растворения БЖЗ, эмульгирования смеси жиров, пенообразования и коррозионной способности) созданных рецептур моющих средств была выявлена наиболее рациональная, положенная в основу нового моющего средства "РОМ-АЦ-1". На рис.7 отражен эффект совместного воздействия смеси компонентов на степень растворения белково-жировых отложений. Растворимость их в растворах средства "РОМ-АЦ-1" на 30-50% выше, чем в отдельно взятых щелочных солях натрия (карбонате, силикате, триполифосфате и пр.) Зависимость этого показателя от концентрации растворов всех исследованных щелочных компонентов и средства "РОМ-АЦ-1" составляет 15-17%.

Рис. 7 Сравнительная характеристика степени растворения белково-жировых отложений от концентраций щелочных электролитов и растворов "РОМ-АЦ-1" (контроль-вода)

Специфика мойки таких видов ёмкостного оборудования, как ванны ВДП, заквасочники, резервуары для производства ряженки, ёмкости и трубопроводы заключается в удалении с их поверхностей отложений денатурированного белка, образующегося при соприкосновении с горячим молоком или молокосодержащим продуктом. Поэтому для их мойки традиционно используют растворы гидроксида натрия. Однако из-за слабой моющей способности этого компонента и повышенной жесткости используемой воды на поверхностях оборудования так же, как и в предыдущем случае, происходит постепенное образование молочного камня, но с более высокой степенью адгезии, что ухудшает микробиологические показатели и качества мойки, и качества продукта. По результатам предварительных исследований установлено, что для предотвращения его образования необходимо применение растворов моющих средств с рН не менее 12,0-12,9 ед., имеющих высокую степень диссоциации и активные добавки в виде комплексонов и ПАВ. Путем экспериментов был создан ряд образцов порошкообразного средства, в качестве щелочной основы которых были использованы гидроксид натрия и его соли. Рациональным выбором ПАВ явился блоксополимерный ПАВ с низкой пенообразующей способностью, устойчивостью к солям жесткости воды и температурам мойки свыше 60оС. Требуемое качество мойки достигалось при концентрации МС "РОМ-АЦ-1" 0,8-1,0% и продолжительности мойки 15-20 минут при температуре растворов 45-60оС.

По результатам определения степени растворения БЖО определена наиболее рациональная рецептура, положенная в основу нового моющего средства "Стекломой", определены его физико-химические и эксплуатационные характеристики для разработки ТУ на производство. На рис 8 представлены результаты эксперимента по определению степени растворения БЖО растворами разработанного средства "Стекломой" и составляющими его компонентами.
Рис. 8 Сравнительная характеристика степени растворения БЖО от концентраций щелочных электролитов и растворов средства "Стекломой".

В результате производственной апробации были отработаны технологические режимы мойки ёмкостного оборудования: концентрация растворов- 0,5-1,2%, температура их – 45-60оС и продолжительность мойки – 15-20 минут. На рис. 9 в виде циклограммы показано преимущество технологических режимов мойки оборудования с применением новых разработанных рецептур моющих средств "РОМ-АЦ-1" и "Стекломой" и традиционно используемых карбоната и гидроксида натрия. Таким образом, на базе проведенных исследований выявлены предпосылки для разработки рациональной технологии мойки ёмкостного оборудования и трубопроводов в зависимости от их назначения и условий эксплуатации с помощью моющих средств "РОМ-АЦ-1" и "Стекломой", на которые получены авторское свидетельство и патент. Применение средства "РОМ-АЦ-1" предупреждает образование на поверхности оборудования минерализовавшегося осадка из солей жесткости воды. А использование средства "Стекломой" позволяет в одну стадию удалить с поверхностей оборудования отложения частично денатурированных фракций молочного белка.


1-промывка водой; 2- щелочная мойка растворами карбоната или гидроксида натрия; 3- кислотная мойка; 4- дезинфекция; 5- щелочная мойка растворами моющих средств "РОМ-АЦ-1" или "Стекломой".
Рис. 9 Циклограммы двух способов санитарной обработки ёмкостного оборудования и трубопроводов: А-общепринятого; Б – предлагаемого.

Глава 5. "Научное обоснование и разработка технологии одновременной мойки и дезинфекции ёмкостного и специализированного оборудования путем создания рецептур моющих средств с дезинфицирующим действием". Для мойки оборудования, загрязненных молочными и растительными жировыми фракциями, необходимы моющие средства, содержащие в своём составе кроме щелочных агентов, бактерициды и вещества, обеспечивающие поверхностям антистатические свойства. Исследованиями степени устойчивости микроорганизмов E. Coli и Staphylococcus aureus установлено, что этим требованиям в полной мере отвечают бактерициды из класса четвертичных аммониевых солей (ЧАС). При этом ЧАС - катамин АБ (алкилбензилдиаммоний хлорид) обладает бактерицидностью по отношению к кишечной палочке и золотистому стафилококку в концентрации 0,005% при температуре не менее 20оС и экспозиции более 10 минут. В присутствии неионогенных ПАВ бактерицидность катамина АБ усиливается и проявляется по отношению к тем же микроорганизмам в концентрации 0,001 % при температуре 60оС и экспозиции 3 минуты. Для применения в циркуляционных системах мойки предпочтение отдано низкопенным НПАВ из классов блоксополимеров и оксифосов. Однако по степени гидролиза смеси молочного и растительного жиров (1:1) они значительно уступали НПАВ из класса неонолов и синтанолов (на 10-17%). Путем экспериментов было выявлено соотношение катамина АБ и неионогенного ПАВ – неонола (2,5:1 соответственно), которое позволило добиться одновременно и требуемой степени гидролиза жира, и низкого пенообразования без ущерба биоцидной активности этой смеси ПАВ. Эмульгирующая способность её в зависимости от концентрации составляла 78-85%. На базе полученных данных была создана рациональная рецептура, положенная в основу нового вида моюще-дезинфицирующего средства "МД-1". Щелочной основой его является комплекс натриевых солей в рациональном соотношении, а дезинфицирующую роль выполняет указанное выше соотношение двух ПАВ. В таблице 1 представлены результаты исследований средства "МД-1" по отношению к 7-ми штаммам патогенной микрофлоры. Из всех исследуемых культур микроорганизмов наиболее устойчивой по отношению к препарату "МД-1" оказалась Pseidomonas aeruginosa.


<< предыдущая страница   следующая страница >>