淺談常溫奶加工工廠清洗控制

文/龔 靜

（重慶市天友乳業股份有限公司）

牛奶中營養豐富，是大多數微生物生長繁殖的理想培養基，常溫奶加工工廠如果設備清洗不徹底，存在清洗死角，必然會導致大批量或者零星的酸脹包，因此常溫奶加工工廠一定要做好清洗控制。本文介紹了原位清洗（CIP）過程中清洗劑、清洗時間、清洗溫度、清洗濃度、清洗流量的控制細節，及其它需要注意的問題。

1 清洗劑

隨著復合清洗劑的普及，很多工廠從使用單一的NaOH和HNO3轉向使用復合清洗劑。復合清洗劑質量要求高，重金屬受控，更符合食品安全要求。復合清洗劑因為添加了鰲合劑、表面活性劑、消泡劑，表面張力降低，清洗劑滲入污垢內部的能力更強，污垢懸浮性能更好，減少了泡沫的產生，因此清洗效果較好，特別是能夠處理一些難處理的污垢。同時，復合清洗劑對密封件也有一定的保護作用。

2 清洗溫度

一般來講，溫度越高，分子運動越快，化學分子與污垢接觸的機會越多，化學反應越快，清洗效果也越好。溫度每升高10℃，化學反應速度會提高1.5～2倍。常溫奶加工工廠通常手工清洗溫度為45～50 ℃，普通設備CIP清洗溫度為60～80 ℃，超高溫（UHT）設備采用100～140 ℃清洗。溫度的檢測點應安裝在清洗液的回流管線上。

3 清洗時間

清洗時間受清洗劑種類、清洗劑濃度、溫度、污垢類型等因素影響。清洗劑與污垢接觸時間越長，清洗效果越好，但相應的生產效率會受影響。

常溫奶加工工廠用到的UHT設備、無菌罐、無菌包裝機設備自動化程度都非常高，采用程序控制整個清洗流程，需要清楚清洗程序每一個步驟的目的。需要注意的是，從總體時間來看，堿洗、酸洗的時間都滿足要求，但是由于閥組開啟或關閉的組合、設備正洗或反洗、單頭沖或多頭沖等設計，可能導致某些閥腔或管路的清洗時間偏短，遇到此類情況，可以適當延長清洗時間。另外，設備的復雜度可能會影響水沖洗的效果，越復雜的設備需要沖洗的時間越長，因此要區別對待。

4 清洗濃度

依據布朗運動原理，濃度越高，單位體積內清洗液分子數越多，與污垢的反應機會越多，清洗效果越好，但需兼顧清洗成本、設備材質以及污水負荷等問題。實際運行過程中，濃度通常采用電導儀來監控，電導儀安裝需要注意避免清洗液中氣泡對檢測結果的影響，為了保證電導儀的準確性，需要定期校準。殺菌機可以增加均勻添加清洗劑的裝置，在添加時每間隔一定時間泵送一定量的清洗液，在較短的時間內混合均勻。為了保證清洗液的有效濃度和潔凈度，清洗站的清洗液需要定期排放，清洗站的罐也需要定期清洗。

5 清洗流量

清洗過程的物理清洗作用主要受清洗流量影響。增加清洗流量，可提高清洗效果。液體在管道中的流動特征分為層流、湍流或兩者的過渡階段，而湍流形態提供的機械力最大，清洗效果最佳。經驗表明，DN80以下管道流速達1.5 m/s以上流動形態為湍流，而DN100以上管道流速達2.5 m/s以上流動形態為湍流，根據相應的管道大小可計算出清洗所需的流量。

保證清洗流量主要從設備設計、參數設定2 個方面考慮。設備設計要注意避免清洗死角，即在正常CIP程序內管道內部液體流速非常低或無法到達的部位。一般來講，工廠管路安裝過程中不可避免會出現一些T型管路，管道內部流速低的那一端距離越長越容易形成死角，假定流速低的管路長度為L，管徑為D，當L/D＞1.5時即為死角。另外，特別要注意設備上的變徑，從小管徑變徑成大的閥腔時，清洗液流量可能會不足；灌裝閥閥桿與灌裝管之間的間隙太小可能導致清洗液流量不足；常溫酸奶翻冷板片可能會因為背壓不足導致換向后前幾張板片清洗液流量不足。在設備設計方面還需要避免清洗液的殘留。無菌罐要設置好壓縮空氣的壓力，保證無菌罐要有500 kg左右的積液，積液太多會導致罐清洗不干凈，積液太少會導致后續管路出現空管，氣泡會影響清洗效果。可以使用在線或超聲波流量計來監控各段的清洗流量和流速。

6 其它注意問題

（1） 設備的密封件由于老化或材質問題可能會出現裂紋、孔隙、破損等問題，這時牛奶會滲漏到密封里，從而成為清洗死角。由于滅菌的熱傳導有一定的距離限制，導致滅菌不徹底，生產過程中有牛奶從密封處隨機滲出污染產品，導致零星壞包。另外，密封與被密封的管道接口的內徑大小差別不能超過0.4 mm，如果超過0.4 mm就可能形成清洗死角。密封的安裝需要注意手法，防止安裝不到位或用力過猛導致破損。

（2） 設備表面狀況會直接影響到清洗效果。不銹鋼管道出現裂紋、毛刺、點蝕等情況，都有可能形成清洗死角，特別是焊接處、超高溫殺菌機列管管道支撐處，可以使用內窺鏡進行檢查。無菌設備與牛奶接觸表面的粗糙度Ra值不得大于1.6 μm，否則可能出現清洗死角。部分工廠生產的產品中會添加食鹽，Cl-會對超高溫滅菌機管路造成腐蝕，導致表面粗糙度偏高，可以使用表面粗糙度儀進行檢測。

（3） 常溫奶加工設備多數有蒸汽障壁，蒸汽障壁開啟時間長、溫度高，產品中蛋白質含量高都會導致閥頭或閥腔結構嚴重破損，因此在產品一定的情況下，在保證產品質量安全的前提下，盡可能縮短障壁開啟的時間、降低障壁的溫度。

（4） 在確定清洗方案時要考慮產品的特性，如巧克力牛奶等調制乳結垢比純牛奶結垢嚴重，會增加后續清洗的難度；常溫酸奶由于黏度高、膠體多，在翻冷板片、無菌罐十字閥組、無菌罐末端閥組、包裝機灌裝閥處存在清洗不徹底的情況。

（5） 熱回收水在保證衛生的前提下可以用于CIP首次沖水，但由于熱回收水的溫度比較高，而首次沖水的溫度如果超過60 ℃，會導致牛奶中蛋白質變性，增加后續清洗的難度。

（6） 除了關注CIP清洗之外，對于一些手工清洗的部件及手工也不容易清洗的部件，需要選用合適的清洗工具和清洗劑，可以選擇泡沫清洗劑。

（7） UHT非正常停機時要特別注意管道堵塞，可以在清洗后拆卸檢查。

（8） 必要時可以根據生產安排定期開展加強清洗，適當延長清洗時間，或提高清洗濃度和溫度。

常溫奶加工工廠需要制定定期拆檢設備的計劃，包括各類設備的拆檢頻次、每次拆檢的部件和評判標準，按照計劃來拆檢設備，驗證清洗效果。除了肉眼查看、聞滋氣味、用手觸摸是否有油膩或粗糙，還可以通過涂抹檢測微生物、檢測設備清洗后殘留水樣微生物、熒光檢測儀和蛋白質殘留試紙等方式來驗證清洗效果。