На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
Режимы мойки зависят от видов ее объектов. Например, для сырья различной консистенции применяют неодинаковые режимы мойки (жесткий либо мягкий); для тары, оборудования, инвентаря и других объектов режим мойки выбирают по виду загрязнения.
Поверхность сырья, тары, инвентаря, оборудования и производственных помещений может быть загрязнена частицами как минерального, так и органического происхождения.
Сырье обычно загрязнено частицами почвы, песка, а также соком поврежденного сырья, причем в кабачках, огурцах и других овощах песок может находиться даже в подкожном слое.
Тара обычно загрязнена частицами минерального происхождения, пылью, в том числе и стеклянной. Поверхность жестяной тары, как правило, покрыта пылью и минеральными маслами.
На поверхности оборотной стеклянной тары обычно находятся сложные загрязнения, состоящие из жидкой и твердой фаз: частицы консервируемого продукта, жиры (чаще растительное масло), которые при длительном хранении и высыхании образуют прочную пленку. Отдельные компоненты жидкой фазы загрязнений, содержащей, например, углеводы и жиры, адсорбируются входящей в загрязнение твердой фазой.
Сложной по составу может быть и твердая фаза загрязнения, включающая в себя частицы кварца, оксида железа, угля или плодов, овощей, животных тканей и т. д. Твердая фаза загрязнения обычно имеет различную дисперсность, что влияет на адгезионную силу сцепления частиц загрязнения с отмываемой поверхностью.
Состав загрязнений обусловливает разнообразие их механических свойств, различие в силе сцепления с тарой и, следовательно, в скорости разрушения моющим раствором и неодинаковое влияние на эти свойства химического, механического и физического воздействий.
Важное значение имеет соотношение жидкой и твердой фаз загрязнения. Если относительное количество жидкой фазы мало, последняя может прочно адсорбироваться на твердых частицах и образовавшийся комплекс будет вести себя подобно однородным твердым загрязнениям. В противном случае обе фазы загрязнения существуют независимо одна от другой, несмотря на то, что находятся в смеси.
Загрязнения любого состава — как минеральные, так и органические и комбинированные — всегда содержат микроорганизмы, в том числе и болезнетворные. Наличие в загрязнениях белков и влаги способствует быстрому размножению и развитию микроорганизмов, поэтому всю тару перед наполнением консервируемым продуктом, а также сырье перед технологической обработкой моют. Инвентарь, оборудование и помещения после мойки дезинфицируют для подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Совокупность процессов мойки и дезинфекции называют санитарной обработкой.
Характеристика процесса мойки консервной тары
Рекомендации и последовательность проведения мойки и санитарной обработки, требования, предъявляемые к отмываемым поверхностям, бактериологическая чистота используемой воды, а также активность моющего и дезинфицирующего растворов определяются соответствующими технологическими инструкциями.
Общая технологическая схема процесса мойки консервной тары включает в себя следующие операции.
Предварительный подогрев: рабочая среда — вода температурой 30...40°С, продолжительность операции 1...2 мин. Цель ее — предотвращение термического боя стеклотары путем снятия термических напряжений ступенчатым подогревом в пределах допустимого температурного перепада для данного вида стекла. Для стекла, из которого изготовлены стеклянные бутылки, допускается температурный перепад 30°С, для стеклотары, обжигаемой в процессе изготовления, — 40°С.
Отмочка: рабочая среда — моющий раствор температурой 70..,95°С, продолжительность операции 6... 12 мин. Цель ее — обеспечить условия для физико-химического взаимодействия между загрязнениями и моющим раствором.
Шприцевание, или струйная обработка отмываемых поверхностей моющим раствором, или механическое воздействие на загрязнения: рабочая среда — моющий раствор температурой 70...95°С, продолжительность операции 1...2 мин. Цель ее — отделить загрязнения от поверхности.
Шприцевание оборотной водой или предварительное ополаскивание: рабочая среда — рециркулирующая вода с частичной заменой ее чистой водой температурой 70...95°С, продолжительность операции 2...4 мин. Цель ее — удалить с отмываемых поверхностей загрязнения путем механического воздействия и снять с поверхности химические вещества, входящие в состав моющего раствора.
Шприцевание чистой проточной водой или чистое ополаскивание: рабочая среда — чистая питьевая вода температурой 30...60°С, продолжительность операции 1...2 мин. Цель ее — окончательно удалить химические вещества и загрязнения с отмываемых поверхностей.
Обработка паром: рабочая среда — острый водяной пар температурой 100...105°С, продолжительность операции 0,5...1 мин. Цель ее — подавить жизнедеятельность микроорганизмов — стерилизация, применяют в основном при мойке деревянной и стеклянной тары.
Сушка отмытой тары: рабочая среда — горячий воздух температурой 105°С, скорость не менее 5 м/с. Операцию проводят только при мойке тары из дерева.
Консервное сырье, тару и крышки СКО обычно моют чистой водой, причем сырье — холодной, а крышки и тару — горячей. Оборотную тару, оборудование и помещения обрабатывают моющими растворами. Их получают растворением в воде одного или нескольких моющих средств (детергентов). Моющие растворы не должны оказывать вредного влияния на здоровье обслуживающего персонала и разрушающего действия на материалы, из которых изготовлены тара и моечные машины.
С помощью моющих растворов обеспечивают активное и полное протекание следующих процессов: смачивание подвергающихся мойке поверхностей, диспергирование загрязнений (набухание, пеп- тизация и дробление белковых веществ, омыление жиров); стабилизация отделившихся от поверхности загрязнений в моющем растворе (грязенесущая способность моющего раствора).
Смачивание отмываемых поверхностей зависит от поверхностного натяжения моющего раствора и межфазного натяжения на границе жидкость — твердое тело, газ — твердое тело. Чем меньше поверхностное натяжение моющего раствора, тем лучше смачивание и тем эффективнее мойка.
Поверхностное натяжение воды как основы моющего раствора довольно высокое и при 20°С достигает 72,75-Ю-3 Н/м, при 90°С снижается до 60-10~3 Н/м и только при критической температуре 374,2°С равно нулю. Однако воспользоваться тепловым снижением поверхностного натяжения воды в больших пределах невозможно, так как при 95...100°С она цревращается в пар.
В промышленности применяют два метода уменьшения поверхностного натяжения воды или моющего раствора: тепловой и введение поверхностно-активных веществ (ПАВ). При растворении в воде молекулы ПАВ, обладая полярностью, ориентированно адсорбируются на поверхности раздела, причем концентрация их при этом в 1000 раз выше, чем в самом моющем растворе. В результате накапливания данных веществ на поверхностях значительно снижается поверхностное натяжение раствора, увеличивается его смачивающая способность, что способствует отделению загрязнений от твердых поверхностей. С увеличением концентрации ПАВ поверхностное натяжение раствора падает до некоторого наименьшего значения, оставаясь в дальнейшем практически постоянным.
Для мойки используют различные моющие средства, которые можно разделить на 4 группы:
анионактивные, к которым относятся обычные мыла и сульфомыла; образующийся при диссоциации этих средств в воде поверхностно-активный ион заряжен отрицательно; эти средства применяются преимущественно в щелочной среде;
катионактивные, в которых при диссоциации образуется положительный ион ПАВ, чаще всего ион замещенного аммония; эти вещества — сильные дезинфицирующие средства, их применяют в кислой среде;
амфолитные, которые, диссоциируя в воде, в зависимости от условий и среды обладают анионактивными и катионактивными свойствами; в кислом растворе амфолитные средства ведут себя как катионактивные, а в щелочном — как анионактивные;
неионогенные, которые в водном растворе не диссоциируют.
Диспергирование загрязнений моющим раствором зависит в основном от наличия в нем щелочей и ПАВ. Жировая и белковая части загрязнения эмульгируют в основном благодаря щелочам и определенным ПАВ.
Стабилизация отделившихся от поверхности загрязнений также в основном определяется наличием в моющем растворе ПАВ.
Диспергированные частицы загрязнений адсорбируют на своей поверхности молекулы ПАВ, которые сориентированы так, что частица загрязнения представляет собой поляризованную мицеллу. Вследствие того что мицеллы имеют одинаковые заряды, не происходит агрегатирования и осаждения частиц на отмываемую поверхность.
На качество моющего раствора значительно влияет жесткость воды. В воде жесткостью свыше 7,14 мг-экв/л расход щелочных моющих средств значительно больше, чем в воде, жесткость которой ниже указанного предела. Поэтому для моющего раствора рекомендуется использовать умягченную воду либо конденсат. Если применяют воду без предварительного умягчения, то для моющих растворов пригодна вода жесткостью не более 7,14 мг-экв/л.
В зависимости от вида отмываемых поверхностей в состав моющего раствора должны входить разные вещества: эмульгирующие жиры и омыляющие жирные кислоты — едкая щелочь; пеп- тизирующие белки и снижающие жесткость воды — тринатрийфосфат и др.; предотвращающие коррозию металла машин — жидкое стекло и ПАВ. Количество каждого вещества определяется видом и свойством отмываемых поверхностей. Так, при мойке поверхностей из алюминия едкая щелочь из составов должна быть исключена.
Щелочность моющих растворов, применяемых в консервной промышленности, должна быть в пределах рН 14.
Чистота отмываемых поверхностей определяется по отсутствию следов загрязнений, моющих средств и по количеству микроорганизмов на отмытых поверхностях. На внутренней поверхности отмытой тары перед заполнением ее продуктом допускается наличие не более 500 клеток микроорганизмов независимо от объема, на отмытых металлических поверхностях оборудования и инвентаря — не более 100 клеток микроорганизмов на 1 см2. Присутствие щелочей проверяют фенолфталеином, следы хлора устанавливают по запаху.
На практике чистоту отмываемых поверхностей, сырья и тары определяют визуально по отсутствию видимых загрязнений и полной смачиваемости отмываемых поверхностей.
Дезинфекцию отмытых поверхностей после мойки проводят 5%-ным осветленным раствором хлорной извести, содержащей 100...400 мг активного хлора на 1 л раствора, либо 0,5%-ным раствором едкой щелочи, либо хлорамином.
Хлорная известь при соприкосновении с воздухом окисляется, и ее активность снижается, поэтому после 2...4 ч пребывания на дезинфицируемых поверхностях ее удаляют чистой проточной водой. Дальнейшее нахождение осветленного раствора хлорной извести на металлических поверхностях нецелесообразно, так как на микроорганизмы он не действует и только разрушает поверхности из черного металла.
После отмочки механическое воздействие на загрязнение можно оказывать различными способами: щетками, двухфазными струями и жидкостными струями.
Жидкостные струи применяют чаще всего благодаря простоте устройств, с помощью которых их получают: цилиндрических насадок или отверстий в тонкой стенке. Насадки других форм из-за трудностей изготовления не используют, хотя силовые характеристики их значительно лучше, чем цилиндрических.
Струя, истекающая из насадки, делится на три участка: компактный, раздробленный и распыленный. Для силового воздействия на загрязнения интерес представляет компактный участок, длина его для струи воды, истекающей в воздух, равна примерно 150 диаметрам струи.
С уменьшением диаметра отверстия истечения жидкости удельная энергия струи возрастает. Поэтому диаметр насадки определяется двумя показателями: местным сопротивлением фильтра для очистки рециркулирующей воды или моющего раствора; допускаемым снижением удельной энергии размыва загрязнения. Рециркулирующую воду или моющий раствор, в которые попало загрязнение, необходимо фильтровать в потоке через сменные фильтры. Степень очистки или размеры отверстия сеток фильтров для рециркулируемых жидкостей зависят от диаметра насадки, причем для обеспечения свободного прохода через насадку или отверстие в тонкой стенке размер частиц загрязнения должен быть в 3 раза меньше диаметра отверстия.
Практика показывает, что диаметры отверстий истечения струй должны быть 1,5...2,5 мм. Если диаметр отверстия истечения меньше 1,5 мм, необходимо использовать моющий раствор тонкой очистки, полученный на фильтрующих перегородках с отверстиями, диаметр которых меньше 0,5 мм. Такие перегородки имеют большое местное сопротивление, поэтому за наименьший диаметр струй для мойки принимают 1,5 мм. В отверстиях диаметром 1,5...2,5 мм удельная энергия размыва уменьшается на 30%, при диаметре 3,5 мм — на 50%. В результате этого при одном и том же расходе жидкости целесообразно применять несколько насадок с минимальным диаметром истечения. При постоянном напоре одной насадке диаметром 2,5 мм по расходу жидкости эквивалентны три насадки диаметром 1,5 мм, а количество загрязнения, удаленного тремя насадками диаметром 1,5 мм, в 1,5 раза больше, чем при использовании одной насадки диаметром 2,5 мм, т. е. для мойки целесообразно применять не одну насадку с отверстием большого диаметра, а несколько — с минимально допустимым диаметром отверстия.
Классификация машин для мойки сырья
Классификация машин для мойки тары
По законам гидравлики с повышением напора у насадки увеличиваются скорость истечения, а следовательно, и энергия струи. Однако количество удаленного загрязнения не соответствует этим законам. Каждому диаметру насадки соответствует оптимальный напор жидкости у насадки, выше которого интенсивность размыва загрязнения снижается. Таким образом, размыв загрязнения при давлении выше оптимального нецелесообразен. Для насадок диаметром 1,5...2,5 мм целесообразен напор 0,12...0,2 МПа.
При подаче струи под напором, находящимся в целесообразных пределах и под углом 90°, ею размывается пятно диаметром, равным примерно 10 диаметрам струи. С увеличением диаметра насадки диаметр размываемого пятна уменьшается. При напорах выше целесообразного струя жидкости при встрече с отмываемой поверхностью не растекается, а отражается и размывает пятно диаметром, равным диаметру струи. При напорах ниже целесообразного процесс размыва малоэффективен.
Независимо от угла между осью струи и отмываемой поверхностью из насадки или отверстия в тонкой стенке в единицу времени истекает одинаковое количество жидкости, а поэтому и количество смытого загрязнения одинаково. Такая закономерность наблюдается при угле между струей и отмываемой поверхностью 5...90°. При угле, меньшем 5°, часть струи проскакивает мимо плоскости и не размывает загрязнение, т. е. закономерность процесса размыва загрязнения нарушается. С изменением угла подачи струи форма размытого пятна изменяется от круга при 90° до вытянутого эллипса при угле 5°.
Струя жидкости быстрее всего размывает загрязнение на площади, равной площади поперечного сечения струи, а затем растекается и размывает пятно с поперечником, равным примерно 10 диаметрам струи. Дальнейшее увеличение размываемого пятна идет очень медленно, интенсивность процесса во времени резко снижается. Рациональное использование энергии струи, истекающей в одну точку, состоит в воздействии струи в течение не более 40...60 с, после чего струю необходимо сдвинуть относительно поверхности.
Классификации моечных машин приведены на схемах выше.
Моющие машины должны соответствовать следующим технологическим требованиям: универсальность работы, обеспечение чистоты отмываемых объектов, минимальный расход воды и энергии, исключение порчи сырья или боя и деформации тары, механизированные загрузка и выгрузка, простота изготовления и обслуживания, малые металлоемкость и масса, непрерывность работы и возможность использования в поточных технологических линиях, безопасность обслуживания.
