6.3. Дезинфицирующие средства

К дезинфицирующим средствам предъявляются те же требования, что и к моющим средствам, только вместо понятия моющего эффекта к ним применимо понятие «дезинфицирующий эффект» (по возможности - широкого спектра действия), который является решающим фактором.

В качестве дезинфицирующих средств преимущественно используются:

• галогенсодержащие средства (например, NaOCl - гипохлорит натрия, СlO₂ - хлордиоксид, Сl₂ - хлор (газообразный));

• окислители (Н₂О₂, надуксусная кислота);

• четвертичные аммонийные соединения;

• амфотензиды.

Хлорсодержащие дезинфицирующие средства образуют хлорноватую кислоту, из которой отщепляется атомарный кислород. Именно он оказывает токсическое действие на микроорганизмы.

Четвертичные аммонийные соединения присутствуют во многих дезинфицирующих средствах и являются нейтрально реагирующими катион-активными ПАВ, обладающими хорошим бактерицидным действием. Они имеют очень высокую поверхностную активность, благодаря чему обеспечивается хорошее смачивание. К их недостаткам можно отнести затруднения при смывании (проблемы с остаточным содержанием).

Надуксусная кислота применяется в 0,01-0,1%-ной концентрации. Действие этого дезинфицирующего средства основано на отщеплении атомарного кислорода, который оказывает дезинфицирующее действие, а после перехода в молекулярную форму исчезает из раствора. В этом отношении надуксусная кислота является идеальным дезинфицирующим средством, поскольку после ее применения нет необходимости удалять остатки дезинфектанта.

Однако в общем случае при мойке и дезинфекции не следует забывать о том, что применяющиеся средства переходят в сточные воды, очистка которых может представлять серьезную экономическую проблему.

Проблема особого рода для отработанной воды состоит в применении хлорсодержаищх моющих средств. Хлорсодержащие средства образуют адсорбируемые органические галогенные соединения (АОХ - Adsorbierbare organische Halogen Verbindungen), которые попадают в сточные воды (см. раздел 9.2.1) и существенно увеличивают стоимость их очистки.

В рамках данной книги невозможно перечислить все имеющиеся моющие и дезинфицирующие средства с указанием их состава и применяемой концентрации. Для этого пришлось бы сослаться на действующие на определенных предприятиях правила их применения и накопленный производственный опыт. Тем не менее следует основательно ознакомиться с каталогами предлагаемых моющих и дезинфицирующих средств, в частности для уяснения того,

• для каких целей должно применяться данное средство;

• какие рекомендуются его концентрации;

• какова совместимость материалов и какие существуют ограничения по их применению.

6.4. Проведение мойки и дезинфекции в системе cip

На небольших производствах и при работе с небольшими установками господствуют щетки и швабры, и в ближайшем будущем там не приходится ожидать существенных изменений. Однако с увеличением объема резервуаров и размеров аппаратов ручная мойка и дезинфекция становятся все менее рациональными, а затем и вовсе невозможными. Подобное развитие ведет к необходимости организации двухфункциональных производственных узлов, а именно станций мойки и дезинфекции, которые осуществляют мойку на месте при помощи стационарной установки в СIР-режиме (cleaning-in-place, то есть безразборной мойки), сокращенно - CIP. При соответствующей автоматизации установок тем самым экономится драгоценное рабочее время.

В настоящее время в пивоварении все машины и установки изначально проектируются таким образом, чтобы они были приспособлены к CIP, то есть были бы включены в циклы CIP. Тем самым современное оборудование пивоваренного производства полностью исключает мойку вручную - от варочного цеха до линии розлива. Независимо от подобного решения на каждом пивоваренном предприятии присутствуют такие элементы установок, как изгибы труб, муфты, клапаны и т. п., которые не могут быть включены в циркуляционный контур. Чтобы иметь возможность в достаточной степени мыть и дезинфицировать и эти детали, существуют специальные ванны с дезинфицирующим раствором, куда можно помещать подобные элементы. На некоторых предприятиях встречаются также удлиненные ванны для дезинфекции и обеззараживания шлангов.

Важно, чтобы концентрация растворов в этих ваннах постоянно проверялась, так как их дезинфицирующая сила со временем уменьшается, и в конце концов они могут стать питательной средой для вредной микрофлоры. Дезинфицирующие средства время от времени следует менять, чтобы предотвратить возможность приспособления (резистентности) контаминантов к какому-либо средству (это в особенности относится к четвертичным аммонийным соединениям).

Для заполнения подобных удлиненных ванн не подходит надуксусная кислота, так как она со временем разъедает резину.

Элементы дезинфекционных ванн следует располагать так, чтобы жидкостью могли быть охвачены все поверхности. Возможность образования воздушных пузырей должна быть исключена.

Станция CIP включает в себя следующие емкости (рис. 6.1);

• один танк (накопительный) для свежей воды (1);

• один танк для оборотной воды (2);

• один танк для дезинфицирующего раствора или горячей воды (3);

• один танк для раствора кислоты (4);

• один танк для щелочного раствора (5);

• один циркуляционный насос (6);

• одну станцию нагрева (7)

• а также многочисленные трубопроводы, вентили и насосы.

Из этой системы танков при помощи автоматического управления поток сред под напором закачивается в емкости и трубопроводы циркуляционной системы. Продолжительность, объем, температуры и т. п. определяются на основе производственного опыта. В качестве примера можно привести следующую последовательность операций:

• Первичное ополаскивание водой. В этих целях применяется хранящаяся в танке оборотной воды промывочная вода (ополосы) от предыдущего цикла 3-5 мин.

• Вытекание воды 1-3 мин.

• Мойка щелочным моющим раствором в режиме циркуляции при концентрации 1-2% и температуре 70°С 30-50 мин.

• Вытекание раствора щелочи 1-3 мин.

• Промежуточное ополаскивание водой 4-5 мин.

• Вытекание воды 1-3 мин.

• Мойка 1-2%-ным раствором азотной кислоты 10-15 мин.

• Вытекание раствора кислоты 1-3 мин.

• Промежуточное ополаскивание водой 2-3 мин.

• Вытекание воды 1-3 мин.

• Промывка дезинфицирующим средством 15-20 мин.

• Вытекание раствора дезинфицирующего средства 1-3 мин.

• Ополаскивание свежей водой 3-5 мин.

• Вытекание воды 1 -3 мин.

Таким образом, вся программа длится 1-2 ч.

К описанию установки CIP следует добавить также, что:

• танки СIР должны быть оснащены всеми элементами, обеспечивающими их бесперебойную работу, такими, как перелив, люк обслуживания, указатель уровня наполнения, приспособления для взятия проб, внутренней мойки, вытяжки испарений и теплоизоляции (у обогреваемых резервуаров);

• насосы, трубопроводы и арматура должны быть подобраны так, чтобы не могла возникнуть кавитация (см. раздел 10.5.1.3), следует исключить возможность ошибочного смешивания сред (с помощью соответствующей системы блокировки);

• прием и хранение химикатов должны осуществляться в соответствии с действующими предписаниями, исключая возможность нанесения ущерба, так как в данном случае речь идет о больших объемах жидкого продукта, следовательно, необходима особая осторожность;

• измерительная техника и система управления установкой CIP должны обеспечивать бесперебойную работу в определенной последовательности, важнейшими измеряемыми величинами при этом являются проводимость отдельных сред, температура и объемный расход.

При проведении безразборной мойки следует обеспечить недопустимость попадания загрязнений из одного отделения (цеха) в другие. Поэтому используются локальные станции CIP, при помощи которых может осуществляться независимая обработка отдельных агрегатов. Так, например, некоторые участки производства всегда подвергаются горячей обработке, а другие - лишь иногда. Возможное распределение локальных установок CIP может выглядеть следующим образом:

• установки для мойки варочного цеха и линии перекачки сусла;

• установки для мойки трубопроводов нефильтрованного продукта;

• установки для танков с нефильтрованным пивом;

• установки для участка фильтрованного пива и цеха розлива.

Установки для мойки варочного цеха и линии перекачки сусла обычно включают:

• танки с горячей щелочью (для мойки варочных аппаратов);

• танки с горячей щелочью (для мойки линии перекачки сусла) (они разделены из-за сильной загрязненности щелочных растворов после мойки варочных аппаратов);

• танки с раствором кислоты;

• танки с дезинфицирующими средствами (для обработки линии перекачки сусла);

• танки со свежей и оборотной водой.

Мойка аппаратов варочного цеха осуществляется в настоящее время при ограниченной концентрации щелочи (2-3%-ный раствор NaOH) и с использованием окислителей в виде добавок, которые значительно ускоряют процесс мойки и повышают ее эффективность. Благодаря последующей кратковременной промывке кислотой остатки моющего средства нейтрализуются, и емкости или трубопроводы промываются затем свежей водой.

Установки для мойки трубопроводов линии нефильтрованного пива состоят из:

• танков с горячей щелочью;

• танков с кислотой;

• танков со свежей водой (которая может также браться непосредственно из водопроводной сети);

• танков с оборотной водой;

• танков с дезинфицирующими растворами.

Трубопроводы, как и варочные аппараты, подвергаются, как правило, горячей обработке, нейтрализуются кислотой и основательно промываются свежей водой. Очень важна заключительная дезинфекция раствором надуксусной кислоты или раствором диоксида хлора.

Для мойки танков с нефильтрованным продуктом (ЦКТ) имеется несколько возможностей.

Щелочная горячая мойка

Щелочная горячая мойка является широко распространенным способом мойки танков. При этом танк промывается определенным количеством раствора щелочи (раствор едкого натра или моющего средства на базе NaOH).

Проблемы:

• NaOH в реакции с СО₂ образует нерастворимый гидрокарбонат натрия (NaHCО₃), который выделяется из раствора и делает щелочной раствор неэффективным. Следовательно, чтобы исключить потери щелочи, сначала нужно удалить СО₂. С другой стороны, инертный СО₂ важен для производства, поскольку он препятствует окислению продукта. Для удаления СО₂ предлагаются два варианта:

Вариант 1

Содержимое танка полностью вытесняется воздухом (время опорожнения < 12 ч). Подушка СО₂ надежно защищает пиво от воздействия кислорода. Если освободиться должна только часть танка, то сначала следует применить CО₂ для создания противодавления. После опорожнения давление в танке сбрасывается через конус: сначала выходит СО₂, затем воздух! После этого танк свободен от СО₂.

Вариант 2

Пустой танк продувается воздухом (путем подачи его сверху) или, что с энергетической точки зрения выгоднее, СО₂ отсасывается или вытесняется воздухом. Для этого может быть использован вентилятор высокого давления.

• В последнее время делаются попытки с помощью чистого азота (99,9%) полностью удалить из танка кислород, однако получение дешевого азота с достаточной степенью чистоты - дело будущего.

• Если закрыт вакуумный клапан, то при впрыскивании холодной воды внутри танка может возникнуть разрежение (вакуум) и танк может быстро деформироваться. Поэтому на практике прибегают обычно к образованию избыточного давления, которое затем на стадии охлаждения снижается, или к контролю уровня давления с помощью системы управления, когда в случае необходимости добавляют газ.

• Горячая обработка возможна при температуре до 90°С и более, но лишь при условии, что танк рассчитан на такую температуру. Как правило, это не так, и поэтому зачастую мойку ЦКТ производят при умеренных температурах (не выше 35°С).

Имеется также возможность приводить щелочную холодную обработку танка, что, впрочем, не дает достаточного эффекта. Предпочтительнее в этом случае сочетать шелочную и кислотную мойку.

Кислотная одностадийная мойка

Мойка в течение длительного времени только кислотными средствами не будет давать желаемого результата, так как удаление частичек загрязнений будет недостаточным, а моющий раствор будет все больше загрязняться. Преимуществом в данном случае является то, что при кислотной промывке не мешает присутствие атмосферы диоксида углерода, и тем самым отпадает необходимость предварительного устранения СО₂, что позволяет уменьшить затраты. Новейшие разработки кислотных моющих средств на базе азотной и фосфорной кислот, а также (частично) глюконовой кислоты, в сочетании с ПАВ и анти-вспенивателями позволили обеспечить основательное растворение загрязнений в танке путем кислотной мойки, а также проводить дезинфекцию в более короткие сроки. Такой вид мойки все шире внедряется для мойки форфасов. При этом для осуществления операций требуется следующее время:

• первое ополаскивание 10 мин;

• обработка кислотным раствором 60 мин;

• промежуточное ополаскивание 5 мин;

• обработка дезинфицирующим раствором 15 мин;

• ополаскивание свежей водой 10 мин.

Установки для мойки оборудования линии фильтрованного пива

К ним относится фильтр, трубопроводы, расположенные за фильтром, форфасное отделение и трубопроводы, ведущие на розлив.

Предусмотрены:

• танк для щелочного моющего средства;

• танк для кислотного моющего средства;

• танк для горячей воды (подкисленной);

• танк для воды;

• танк для дезинфицирующего с родства.

Данный участок производства особенно уязвим, поскольку образующаяся здесь контаминация пива не поддается устранению и оказывает вредное влияние на качество пива. В ходе рассмотрения проблем мойки блока розлива и укупоривания уже указывалось на необходимость их интенсивной мойки. Во избежание закрепления очагов микрофлоры на загрузочном столе и карусели блока розлива был даже разработан «микробиологический» загрузочный стол (рис. 6.2).

Пенная обработка

Особым видом мойки является пенная обработка, применяемая чаще всего для наружной очистки емкостей и установок. С ее помощью стремятся избежать недостатков других методов мойки, например:

• струя, направленная под давлением до 200 бар, попадает не только на очаги заражения, но и в шарикоподшипники, электроустройства и подвижные детали, вследствие этого туда попадает вода и стимулирует коррозию;

• с каплями разбрызгиваемой воды бактерии переносятся и обнаруживаются в других местах;

• жидкие моющие средства быстро стекают по вертикальным поверхностям и не оказывают должного воздействия (или оказывают его кратковременно).

При нанесении соответствующего средства с пеной эти недостатки устраняются. Моющая пена образуется циркуляционным насосом с давлением в 12-25 бар при помощи добавления воздуха и наносится на подлежащие очистке поверхности слоем толщиной примерно 2 мм. Иногда для образования пены бывает достаточно даже простого распыления (давление < 3 бар).

Пена распределяется и постепенно заполняет углубления и выемки. Размокшие частицы загрязнений улавливаются пеной и затем могут быть легко смыты. При этом бактерии не распыляются в окружающем пространстве, а смываются вместе с пеной. Пена хорошо видна, и ее остатки свидетельствует о недостаточном ополаскивании.

Пенная обработка хорошо себя зарекомендовала на практике.

Современное пивоваренное предприятие должно быть чистым, как дом из стекла, без грязных уголков - только в таком состоянии его можно показывать посетителям, которые ждут от производителя пива идеальной чистоты. Такая идеальная, «открытая для всех» чистота должна стать наистрожайшим правилом для всех цехов!

В CIP-установке. моющий раствор в ходе использования вбирает в себя загрязнения и поэтому применение его ограничено, Существуют две возможности.

• моющий раствор используется только дважды: один раз для окончательной мойки, второй для первичной мойки, после этого щелочь либо выбрасывают, либо

• очищают так же, как щелочь для мойки бутылок (см. раздел 5.2.1.6.3) путем отстаивания с последующим фильтрованием или иной обработкой.

Применение бывшего в употреблении моющего и дезинфицирующего растворов допустимо и целесообразно лишь в ограниченной степени. В настоящее время растет интерес к такому исполнению установок, чтобы можно было сочетать и оборотную, и потерянную мойку (рис. 6.3).

При помощи подобной установки можно:

• брать моющий раствор из оборотного танка или в обход его ГОТОВИТЬ свежий раствор непосредственно из концентрата;

• использовать моющее средство повторно или слить его (потерянная мойка);

• довести моющий раствор до нужной температуры;

• установить требуемую концентрацию моющего средства, повышение концентрации производится с помощью станции дозирования (5), в оборотном танке в этом случае содержится лишь самая слабая необходимая концентрация.

Своеобразная высокая и узкая форма буферной емкости (•-/) позволяет при минимальном наполнении получить высокое напорное давление воды, а также постоянство давления В системе мойки.