Способ определения эффективности моющего средства

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ

<" 690379 (61) Дополнительное к авт. свиа-ву— (22) Заявлено 16.12.76 (21) 2434122/23-04 с присоединением заявки №(23) Приоритет (51) М. Кл

6 01 М 33/00

Государственный иомитет

СССР оо делам изобретений н открытий

Опубликовано о51079 Бюллетень № 37 (53) УДК 661.185 (088.8) Дата опубликования описания 05.10.79 (72) Авторы изобретения

В. В. Молочников, И. М. Кулешова и Л. И. Тукан

Всесоюзный научно-исследовательский институт молочной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

МОЮЩЕГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к молочной, и может быть использовано при проверке пригодности моющего средства для удаления молочного пригара с рабочей поверхности теплообменных аппаратов и установления оптимальных режимов мойки (концентрации моющего средства, температуры и продолжительности его воздействия).

В настоящее время для тепловой обработки молока применяют теплообменные аппараты (пастеризаторы, стерилизаторы, вакуум-выпарные установки), при эксплуатации которых на стенках образуется пригар. Отложения молочного пригара на рабочих поверхностях технологического оборудования приводят к снижению производительности аппаратов, ухудшению теплопередачи, к уменьшению живого сечения теплообменников. Поэтому периодически (один раз в смену для пастеризаторов и один раз в су ки для стерилизаторов и вакуум-аппаратов) пригар удаляют путем циркуляционной мойки щелочным и кислым моющими растворами; Удаление пригара — трудоемкий, продолжительный процесс, занимающий до 30% рабочего времени, так как он представляет собой плотную структуру, состоящую иэ белка (50 — 60%), минеральных солей (20-30%) и жира (10 — 20 o).

Рабочий моющий раствор должен гарантировать полное удаление всех компонентов пригара.

Известен способ определения эффективности моющего средства для молочного оборудования, кроме теплообменных аппаратов, который состоит в установлении его эмульгирующей способности по отношению к жиру fl). Этот способ не применим для пригара, поскольку основной цементирующей частью его структуры является белок, а не жир.

Эффективность моющего средства для удаления пригара определяют эмпирически на основании результатов мойки аппаратов рабочими моющими растворами иелосредственно на производстве (2). После мойки аппарат разбирают и оценивают качество мойки на основании визуального осмотра и микробиологических анализов (минимальная продолжительность их 18 — 24 час) .

В случае некачественной мойки аппарат собирают и моют повторно.

69037

Та бл ица 1.

Растворнтель (в %) минеральной части пригара при концентрации растворителя

Растворители

0,5%

1,0%

2,0%

Трилон Б

Сульфаминовая кислота

Азотная кислота

85,5 1 3,8

73,8 1 2,5

85,9 12,8

8,2 10,7

87,9 1,6

90,9 т2,2

Описанный способ обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего он продолжителен (на мойку, разборку и сборку пастеризаторов и стерилизаторов на молзаводах затрачивается до 3 — 4 час, вакуум-выпариых аппаратов — 5 до 5 — 6; результаты микробиологических анализов получают через сутки).

Известен также способ определения эффективности моющего средства, применяемого для мойки молочного оборудования, путем воздействия моющего средства на моделированное загрязнение (сметана + 10% сажи), нанесенное на пластину. Пластину моют, вставив в специальную трубку, и определяют моющий эффект на основе визуальной оценки чистоты по определенной щкале оценки качества мойки (3}. Этим способом определяют эффективность моющих средств предназначенных для удаления загрязнений, образованных холодным молоком и молочными продуктами.

Однако этот способ не обеспечивает определения эффективности смывания пригара в теплообменных аппаратах, так как молочный при25 гар имеет специфическую структуру и химический состав, существенно отличающиеся от моделированного загрязнения. Кроме того, его недостатком является длительность, сложность и неточ; ность визуальной оценки.

Целью изобретения является ускорение и зо упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что и способе определения эффективности моющего средства, применяемого для мойки молочного >борудования, путем воздействия моющего сред-. З»

Ства на объект, содержащий белок и минераль.нуя соль, с последующим определением результата воздействия, согласно изобретению, после

9 4 окончания воздействия определяют степень гидролиза белка и дополнительно воздействуют на трехзамешенный фосфат кальция с определением факта его растворения.

Воздействие моющего средства на объект желательно осуществлять при температуре 70—

85 C в течение 15 — 20 мин и в качестве объекта использовать молочный белок, творог, сухое молоко или частицы молочного пригара.

Воздействие иа трехзамещенный фосфат кальция (трикальцийфосфат} испытуемым раствором объясняется тем, что в молочном пригаре кроме белковой составляющей и жировой, легко змульгируемой поверхностно-активными вещест. вами, содержатся нерастворимые в воде минеральные соли, для удаления которых применяют растворы азотной и сульфаминовой кислот.

Установлено, что растворимость минеральной части пригара идентична растворимости трехзамещенного фосфата кальция. Так, 0,5%-ный раствор сульфаминовой кислоты обеспечивает растворимость трикальцийфосфата 72,8% (см. таблицу 2). Идентичную растворимость трехзамещенного фосфата кальция обеспечивает и раствор натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона *Б"). Проверкой установлено, что моющие вещества, растворяющие трехзамещенный фосфат кальция на 75 — 90%, практически полностью растворяют минеральную часть пригара.

Таким образом, эффективность моющего средства оценивают не по смываемости загряз- нения, а по его гидролитической и растворяющей способности.

В табл. 1 приведена растворимость минеральной части пригара, В табл. 2 дана растворимость трехэамещенного

1фосфата кальция

690379

Таблица2.

Растворители

Растворимость (в %) трехзамещенного фосфата

1 кальция при концентрации растворителя

1,0% 2,0%

Трилон Б

Сульфаминовая кислота

Азотная кислота

78,9 2,6 85,4 2,2

72,3 13,1

72,8 i 2,5

82,9 2,8

8,2i0,8

Вода

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Берут навеску белкового молочного продукта (творог, сухое молоко) или пригара — образца загрязнения из теплообменного аппарата— и добавляют к нему 50-кратный объем 1 — 3%ного водного раствора;испытуемого; средства, нагревают при температуре 70 — 85 С в течение

15-20 мин и определяют степень гидролиза белка по нарастанию в субстрате аминного азота.

Зо

Одновременно берут навеску трехэамещенного фосфата кальция (1 — 2 г) добавляют 1 — 3%-ный раствор средства, нагре ают при 70-85 С в течение 15 — 20 мин и определяют степень растворения трикальцийфосфата (весовым методом).

Средство пригодно для мойки теплообменных аппаратов, если степень пщролиза белка составляет 11 — 14%, а степень растворения трехзамещенного фосфата кальция — 75 — 90%.

Пример 1. В стеклянный стакан емкостью 150 мл помещают 2 г (по сухой массе) молочного пригара иэ пастериэатора, добавляют

100 мл горячего (75 С) испытуемого моющего раствора (3%-ного раствора "Синтрола") и выдерживают 15 мии нри 75 С, перемешивая раствор. Субстрат охлаждают и центрифугируют

20 мин при 2000 об/мин. Фугат сливают и фильтруют через бумажный фильтр. К 1 мл фильтра. та, разбавленного дистиллированной водой и аце50 татным буфером (1:30:5) до рН 5,3, добавляют

0,5 мл 3%-ного раствора (в метилцеллозольве). индикатора-хингидрина и кипятят 15 мин на водяной бане, К охлажденному окрашенному раствору приливают 5 мл 50%-ного изопрояилового

SS спирта и определяют оптическую плотность окрашенного раствора на ФЭКН-57 при длине световой волны 520 — 550 нм. Количество аминного азота устанавливают по предварительно построенной кривой для стандартного раствора лейцина в концентрации 2,5 х 10 М. Степень гидролиза вычисляют по отношению к количеству аминного азота, полученного в условиях полного гидролиэа (кипячение 20 ч в 18 o-ном растворе едкой щелочи). При этом для полного гидролиза белка молочного пригара оптическая плотность раствора составляет Е = 0,8; количество аминного азота в гидролиэате — 1,629 мг/мл, а степень гидролиэа условно — 100%; соответственно (для условий примера 1) оптическая плотность Е, = 0,42; количество аминного азота в гидролизате — 0,211 мг/мп, а степень гидролиза — 12 95%.

К 2 r трехзамещенного фосфата кальция добавляют 100 мл горячего моющего раствора (3%-ного "Синтрола") и выдерживают в термостате при температуре 75 С в течение 15 мин при перемешивании. Нерастворившийся осадок . отфильтровывают через предварительно высушенный и взвешенный бумажный фильтр, высушивают до постоянного веса при 105 С, взвеши-. вают и определяют степень растворимости. При этом вес нерастворившегося осадка 0,3630 г, растворимость 82%.

Пример 2. В стеклянный стакан емкостью 150 мл помещают 2 г (по сухой массе) жирного творога, добавляют 100 мл горячего

3%-ного раствора моющей смеси "Синтрол", выдерживают 15 мин при 75 С. Затем действуют так, как указано в примере 1. При этом оптическая плотность раствора (при полном гидролизе белка творога) Е = 0,825; количество аминного азота 1,632 мг/мл; степень гидролиза условно 100%; соответственно для условий примера 2 оптическая плотность Е = 0,39; количество аминного азота в гидролизате 0,201 мг/мл, степень

69037

ЦНИИПИ Заказ 5955/41 Тираж 1090

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 гидролиза 12,2%; растворимость трикальцийфосфата — 83,1%.

Пример 3. В стеклянный стакан помещают 2 г сухого молока, добавляют 100 мл горячего 3%-ного раствора "Синтрол", выдерживают 15 мин при 75 С. Затем действуют как в примере 1. При этом получают следующие данные; оптическая плотность раствора, полученного при полном гидролизе белка сухого молока, Е = 0,78; количество аминного азота гидролиэа- 10 та 1,610 мг/мл; степень гидролиза условно—

100%; соответственно для условий примера 3 получают следующее: оптическая плотность Е,=

= 0,370; количество аминного азота в гидролизате 0,185 мг/мл; степень гидролиза 11,5%; раст-1 воримость трикальций фосфата 80,5%.

Пример 4. В стеклянный стакан помещают 2 г молочного пригара (по сухой массе), добавляют 100 мл горячего раствора моющего средства "Вимол" (2%-ной концентрации), вы- 2о держивают 15 мин при 75 С. Затем действуют как в примере 1. При этом получают следлощие данные: оптическая плотность при полном гидролизе белка пригара Е = 0,778; количество аминного азота 1.,605 мг/мл; степень гидролиза услов- 5 но 100%. Соответственно для условий примера 4 получают: оптическую плотность Е = 0,270; ко1 личество аминного азота в гидролизате 0,120, мг/мл; степень гидролиза 7,4%, растворимость трикальцийфосфата 9,8%.

Из зависимости степени гидролиза белковой части пригара из пастеризатора от концентрации различных моющих веществ при 75" С следует, что степень гидролиза, равную 11-14%, обеспечивают только 0,5 — 1,2%-ные растворы едкой щелочи — каустической соды. Прочие растворы щелочных солей не обеспечивают установленную степень пщролиза, Производственная проверка показала, что концентрация 0,5 — 1,0% едкой щелочи в моющем." растворе эффективна для

4О смывания органических загрязнений-из пастеризатора. Следовательно, моющие растворы, обеспечивающие установленную степень гидролиза (11 — 14%), в том числе исследуемый, согласно примерам 1, 2 и 3, пригодны для смывания ор- 4> ганических (белковых) загрязнений с поверхности теплообменных аппаратов (пастеризаторов)

Взятое в примерах 1 — 3 моющее средство "Синтрол" обеспечивает также растворимость трикальцийфосфата на 80 — 85%, т.е. это средство эффек- о тивно при смывании загрязнений из теплообменных аппаратов. Полученные данные об эффек9 8 тивности растворов Синтрол" были подтверждены производственными испытаниями.

Таким образом, проверяемый на эффективность раствор "Синтрол", обладает необходимой гидролитической и растворяющей способностями и является эффективным моющим средством, а раствор моющего средства "Вимол", представляющий собой смесь солей щелочных металлов с ПАВ, дает низкую степень гидролиза белка и растворимость трикальцикфосфата и неэффективен при смывании загрязнений из теплообменных аппаратов.

Использование предлагаемого способа определения эффективности средства для удаления загрязнений из теплообменных аппаратов в молочной промышленности обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность оценки эффективности средства до его применения для мойки аппаратов; ускорение определения эффективности средства; сокращение трудовых и энергетических затрат.

Формула изобретения

1. Способ определения эффективности моющего средства, применяемого для мойки молочного оборудования, путем воздействия моющего средства на объект, содержащий белок и минеральную соль, с последующюю определением результата воздействия, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения способа, после окончания воздействия определяют степень гидролиза белка и дополнительно воздействуют на трехзамещенный фосфат кальция с определением факта его растворения, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие моющего средства на объект осуществляют при температуре 70-85 Ñ в течение 15 — 20 мин и в качестве объекта используют молочный белок, творог, сухое молоко или частицы молочного пригара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дэвис Дж. Г. Лабораторный контроль в молочном производстве. М., "Пищепромиздат", 1960, с. 30-32.

2. Временная инструкция по мойке и дезинфекции оборудования на предприятиях молочной промышленности. М., Минмясопром, 1955.

3. Алагеэян P. Г. Мойка и дезинфекция мо-, .лочного оборудования. М., ЦИНТИ Пищепром, 1966, с. 7.