乳品生產線CIP清洗技術優化及節能效果分析

2022-01-20 06:31:44其布日其其格白惠玲

現代食品 2021年23期

◎ 其布日其其格，李勇，白惠玲

（1.新疆天潤生物科技股份有限公司，新疆烏魯木齊 830088；2.新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院，新疆烏魯木齊 830011)

在乳制品生產加工過程中微生物污染是影響產品質量的主要因素，如果不進行徹底清洗在設備表面及管壁上的殘留物，必然會產生微生物污染，引起產品變質[1]。清洗定位系統（Cleaning in Place，CIP)是乳制品生產過程中不可缺少的程序，CIP又稱清洗定位或定位清洗，是不需要拆卸設備、管道、閥件，對工廠所有設備或管道進行徹底清潔的技術，廣泛用于飲料、乳品、果汁、果漿、果醬以及酒類等機械化程度較高的食品飲料生產線[2]。其原理是采用復合堿性清洗劑和復合酸性清洗劑清除物體表面污垢，借助化學清洗劑對污染物進行化學轉化、溶解、剝離以達到脫脂、除銹和去污的目的。常規CIP清洗程序為水洗→堿洗→水洗→酸洗→水洗，清洗時間較長、生產技術效率低、能源消耗和污染物排放壓力較大。采用免酸冷消毒技術對乳制品生產常規CIP清洗系統進行改進，可采取以下措施。①利用免酸洗代替常規的CIP清洗，改進后的清洗程序為水洗→堿洗→水洗，根據生產規模和洗液的使用方式選擇單批次使用CIP系統、重復使用式CIP系統及多重使用式CIP系統，降低生產成本并減少污水處理壓力。②在清洗過程中采用冷消毒代替熱消毒。冷消毒是在殺菌過程中食品溫度不升高或升幅有限的一種安全、高效殺菌方法，不僅有利于保持食品功能成分的生理活性，還有利于保持色、香、味及營養成分。冷消毒對所有微生物有效，稀釋后一般無毒，不受水硬度影響，在設備表面形成薄膜，濃度易測定、易計量，從而達到節能增效的效果[3]。

1 免酸洗和冷消毒CIP程序

1.1 免酸清洗和加強清洗

啟動免酸洗程序，先對除殺菌機和無菌罐外的所有設備進行7 d免酸洗程序，為達到清洗目的，可在第8 d實行酸堿洗，相當于一次加強洗。然后再循環使用單堿清洗。每次清洗完畢，進行效果驗證，進行微生物涂抹實驗，同時測定管壁的pH。

1.2 冷消毒

使用的伏泰消毒液濃度為0.13%～0.26%，所有待消毒設備應嚴格按照連續一周執行冷消毒，再進行一次熱消毒，每次執行完畢需經ATP涂抹檢測驗證，微生物殘留符合要求后方可執行下一步生產過程的方案執行。清洗標準應遵循以下2點。①氣味。清新、無異雜味，對于特殊的處理過程或特殊階段容許有輕微的氣味但不影響到最終產品的安全和自身品質。②視覺。清洗表面光亮，無積水、無膜、無污垢或其他。

經過CIP處理后，設備的生產處理能力明顯改變，衛生指標微生物指標達到相關要求，不能造成產品其他衛生指標的提高。

2 免酸洗后清洗效果驗證

2.1 過水不徹底導致堿殘留的判定

滴幾滴指示劑（酚酞指示劑）在設備表面，若溶液變粉紅，則說明設備上有堿殘留，設備在堿洗后過水不徹底。

2.2 堿性污垢的判定

滴幾滴磷酸溶液于設備上的污垢上，如果有氣泡放出，則說明污垢為碳酸鹽類水硬度較大；2～3 min后用水沖洗，若污垢被除掉，則說明污垢是堿性的，設備需進行酸性產品清洗中和。

2.3 蛋白質膜的判定

滴幾滴著色劑（考馬斯亮藍）于設備表面的污垢上，靜止1～2 min，用沖洗液（乙酸和乙醇1：1混合物）徹底沖洗，用飲用水輕輕沖洗，如有藍色層存在，說明污垢為蛋白質類污垢，用含氯堿性清洗劑清洗。

3 CIP清洗后殘留分析

3.1 酸性污垢的判定

滴幾滴30% NaOH于設備表面的污垢上，2～3 min 后用水沖洗，若污垢能除去，則說明污垢為酸性污垢，設備可以用堿性產品清洗。

3.2 鎂/鐵垢層的判定

放2～3粒鐵試劑于事先潤濕的表面，用水潤濕顆粒，靜置1～2 min，如果表面含有鐵或/鎂，顆粒會變為橙色，應在沖洗污垢層時除去。

3.3 脂肪垢層的判定

如果表面有白膩的感覺和表面掛水珠，則該垢層很可能是脂肪垢，用含潤濕劑的潔凈布擦洗表面區域，然后用水沖洗，若油膩感和表面掛的水珠減少，則說明該污垢層為脂肪垢。

4 清洗效果驗證

通過污垢性質，進行ATP涂抹驗證，結果菌落總數≥150 CFU·mL-1，視為不合格，需要重新清洗[4]。

5 工藝調整和改進

蛋白質和脂肪含量較高的原料奶，生產超高溫滅菌乳UHT段內管表面殘留的奶垢堅硬，元素分析發現奶垢是以無機物為主的復合結構，傳統清洗工藝中的堿無法起到針對性作用。對清洗工藝進行優化，調整UHT段預處理段的酸洗頻次和UHT段的清洗濃度、清洗時間、清洗溫度以改變污物的物理狀態，加速化學反應速度，同時增大污物的溶解度，便于清洗時雜質溶液脫落，從而提高清洗效果、縮短清洗時間[5]。