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。
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。
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。
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。
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