乳制品生产软水处理系统及其运行控制

2018-12-13杨国栋尤亮亮

中国乳业 2018年11期

关键词：软水食用盐水流量

文/杨国栋尤亮亮张微

（1 四川新华西乳业有限公司；2 青岛新希望琴牌乳业有限公司）

水在乳制品加工过程中起着关键作用，必须加强质量控制。本文从软水处理的系统配置、运行控制两方面进行阐述，保证软水水质稳定，满足乳制品生产的要求。

图1 软水处理系统工作流程图

1 软水系统配置要求

软水处理系统包括过滤器、树脂罐、储水罐、泵等功能部件，工作流程图见图1。其中多介质过滤器主要填装不同粒径的石英砂，用于过滤原水中的悬浮杂质；活性炭过滤器主要吸附余氯，同时还吸附小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用；树脂罐采用钠离子交换树脂，主要用于去除原水中钙镁离子，降低出水硬度，两个并联，一个再生时一个可以产水，保证后段连续用水的要求；紫外灯杀菌器主要用于杀灭原水中的微生物；保安过滤器主要用于过滤破损流出的树脂。

2 关键控制过程

2.1 多介质、活性炭过滤器

多介质、活性炭过滤器必须配置有正洗、反洗功能，产水达到一定时间后必须进行清洗，清洗时间间隔根据原水水质而定，一般自来水作为原水时清洗周期为3～5天。清洗流量要求为：多介质过滤器正洗流量不低于产水流量，反洗流量为产水流量的1.25～1.50 倍；活性炭过滤器清洗正洗流量不低于产水流量，反洗流量为产水流量的1.00～1.25 倍。清洗时长根据出水水质（是否清澈透明）而定，一般5～10 min。

2.2 树脂罐

钠离子交换树脂主要用于去除原水中钙镁离子，是软水处理系统的关键部件，主要控制再生盐溶液的浓度，保证树脂再生效果，可用8%～10%[1]的食盐溶液进行再生，浓度过低影响再生效果，钙镁离子洗脱不完全，浓度过高可能导致产水中含盐量过高。

树脂再生盐一般使用水处理再生剂盐，但是该产品没有明确界定可用于食品生产，所以食品生产水处理再生盐一般使用《食用盐》（GB/T 5461-2016）中的未加碘食盐。

表1 乳品生产软水水质指标及监控频率表[3]

2.3 软水储罐

软水储罐主要用于储存软水，在树脂罐再生、产水流量减少或故障时可保证一段时间的车间用水。关键控制过程为储罐的卫生和食品安全方面的防护。

储罐卫生主要考虑罐内的微生物膜，特别是长时间使用后影响较大，新建系统可考虑将原位清洗（CIP，Cleaning-in-place）系统管道接入，对储罐进行清洗，主要进行碱洗去除微生物膜。若公司不具备CIP系统，可在最近位置安装简易清洗系统。清洗时间间隔一般为3 个月。控制碱浓度为1.5%～2%，清洗完成后用软水冲洗罐壁直至出水pH值成中性。

食品安全防护主要考虑上锁管理和视频监控。将人孔盖以及上储罐爬梯上锁，安装实时监控系统，并按时间间隔（一般1 周左右）进行视频抽查。

2.4 紫外灯杀菌器

主要控制紫外灯的强度，保证其强度不低于3×104μW/cm2，接触时间不低于1 s[2]。一般2 000 h更换一次可保证该强度。接触时间方面，需要根据水流量大小来设计紫外灯杀菌器的尺寸，从而满足杀菌时间的要求。

2.5 保安过滤器

主要用来过滤破损流出的树脂，其滤芯的更换周期视树脂罐的运行情况而定，一般每半年更换一次滤芯即可满足要求。

3 关键控制参数

乳制品生产软水水质主要关注3 个指标（即软水处理系统主要控制的指标），分别为硬度、细菌总数和大肠菌群（表1）。

其它指标参照《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）[3]执行。若软水处理系统原水为自来水，其它指标必须符合国家标准要求；若是其它水源，需要按照国家标准进行检测，必要时增加设备进行处理。

按照关键控制过程运行可有效保证软水水质的硬度以及微生物指标。若系统异常，微生物超标，可将系统停运排尽存水后，在系统内充入臭氧进行灭菌。一般保持系统内臭氧压力50 kPa、灭菌时间60 min，可有效杀灭微生物。而且臭氧在水中的半衰期约20 min（20 ℃），多余的臭氧分解为氧气，不存在二次污染[4]。

4 效果及收益分析

4.1 紫外灯杀菌器和保安过滤器

本系统与一般的软水处理系统相比，在软水储罐到车间用水点之间增加紫外灯杀菌器和保安过滤器，可杀灭软水内未去除的微生物，控制软水的微生物指标；过滤掉破损流出的树脂以及软水储罐内可能产生的杂质，保证车间用水水质。

4.2 自清洗系统

针对一般水处理系统存在的忽略对软水储罐清洗的问题，本系统增加就地清洗系统，可实现对软水储罐的清洗、消毒，已申请实用新型专利（申请号CN 201621196492.7）。此方案一方面能节约人工清洗成本（4 000 元/年左右），另一方面可降低安全风险，自动清洗避免了人工进罐、接触清洗液的过程，也避免人员接触储罐带来的微生物污染风险。