乳品生产线CIP清洗技术优化及节能效果分析

2022-01-20其布日其其格白惠玲

现代食品 2021年23期

◎ 其布日其其格，李勇，白惠玲

（1.新疆天润生物科技股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830088；2.新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆乌鲁木齐 830011)

在乳制品生产加工过程中微生物污染是影响产品质量的主要因素，如果不进行彻底清洗在设备表面及管壁上的残留物，必然会产生微生物污染，引起产品变质[1]。清洗定位系统（Cleaning in Place，CIP)是乳制品生产过程中不可缺少的程序，CIP又称清洗定位或定位清洗，是不需要拆卸设备、管道、阀件，对工厂所有设备或管道进行彻底清洁的技术，广泛用于饮料、乳品、果汁、果浆、果酱以及酒类等机械化程度较高的食品饮料生产线[2]。其原理是采用复合碱性清洗剂和复合酸性清洗剂清除物体表面污垢，借助化学清洗剂对污染物进行化学转化、溶解、剥离以达到脱脂、除锈和去污的目的。常规CIP清洗程序为水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗，清洗时间较长、生产技术效率低、能源消耗和污染物排放压力较大。采用免酸冷消毒技术对乳制品生产常规CIP清洗系统进行改进，可采取以下措施。①利用免酸洗代替常规的CIP清洗，改进后的清洗程序为水洗→碱洗→水洗，根据生产规模和洗液的使用方式选择单批次使用CIP系统、重复使用式CIP系统及多重使用式CIP系统，降低生产成本并减少污水处理压力。②在清洗过程中采用冷消毒代替热消毒。冷消毒是在杀菌过程中食品温度不升高或升幅有限的一种安全、高效杀菌方法，不仅有利于保持食品功能成分的生理活性，还有利于保持色、香、味及营养成分。冷消毒对所有微生物有效，稀释后一般无毒，不受水硬度影响，在设备表面形成薄膜，浓度易测定、易计量，从而达到节能增效的效果[3]。

1 免酸洗和冷消毒CIP程序

1.1 免酸清洗和加强清洗

启动免酸洗程序，先对除杀菌机和无菌罐外的所有设备进行7 d免酸洗程序，为达到清洗目的，可在第8 d实行酸碱洗，相当于一次加强洗。然后再循环使用单碱清洗。每次清洗完毕，进行效果验证，进行微生物涂抹实验，同时测定管壁的pH。

1.2 冷消毒

使用的伏泰消毒液浓度为0.13%～0.26%，所有待消毒设备应严格按照连续一周执行冷消毒，再进行一次热消毒，每次执行完毕需经ATP涂抹检测验证，微生物残留符合要求后方可执行下一步生产过程的方案执行。清洗标准应遵循以下2点。①气味。清新、无异杂味，对于特殊的处理过程或特殊阶段容许有轻微的气味但不影响到最终产品的安全和自身品质。②视觉。清洗表面光亮，无积水、无膜、无污垢或其他。

经过CIP处理后，设备的生产处理能力明显改变，卫生指标微生物指标达到相关要求，不能造成产品其他卫生指标的提高。

2 免酸洗后清洗效果验证

2.1 过水不彻底导致碱残留的判定

滴几滴指示剂（酚酞指示剂）在设备表面，若溶液变粉红，则说明设备上有碱残留，设备在碱洗后过水不彻底。

2.2 碱性污垢的判定

滴几滴磷酸溶液于设备上的污垢上，如果有气泡放出，则说明污垢为碳酸盐类水硬度较大；2～3 min后用水冲洗，若污垢被除掉，则说明污垢是碱性的，设备需进行酸性产品清洗中和。

2.3 蛋白质膜的判定

滴几滴着色剂（考马斯亮蓝）于设备表面的污垢上，静止1～2 min，用冲洗液（乙酸和乙醇1：1混合物）彻底冲洗，用饮用水轻轻冲洗，如有蓝色层存在，说明污垢为蛋白质类污垢，用含氯碱性清洗剂清洗。

3 CIP清洗后残留分析

3.1 酸性污垢的判定

滴几滴30% NaOH于设备表面的污垢上，2～3 min 后用水冲洗，若污垢能除去，则说明污垢为酸性污垢，设备可以用碱性产品清洗。

3.2 镁/铁垢层的判定

放2～3粒铁试剂于事先润湿的表面，用水润湿颗粒，静置1～2 min，如果表面含有铁或/镁，颗粒会变为橙色，应在冲洗污垢层时除去。

3.3 脂肪垢层的判定

如果表面有白腻的感觉和表面挂水珠，则该垢层很可能是脂肪垢，用含润湿剂的洁净布擦洗表面区域，然后用水冲洗，若油腻感和表面挂的水珠减少，则说明该污垢层为脂肪垢。

4 清洗效果验证

通过污垢性质，进行ATP涂抹验证，结果菌落总数≥150 CFU·mL-1，视为不合格，需要重新清洗[4]。

5 工艺调整和改进

蛋白质和脂肪含量较高的原料奶，生产超高温灭菌乳UHT段内管表面残留的奶垢坚硬，元素分析发现奶垢是以无机物为主的复合结构，传统清洗工艺中的碱无法起到针对性作用。对清洗工艺进行优化，调整UHT段预处理段的酸洗频次和UHT段的清洗浓度、清洗时间、清洗温度以改变污物的物理状态，加速化学反应速度，同时增大污物的溶解度，便于清洗时杂质溶液脱落，从而提高清洗效果、缩短清洗时间[5]。