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第十四章 乳制品加工厂的卫生
乳制品行业在有关卫生设计卫生操作规程以及卫生标准的实施等方面一直处于食品工业中的领先地位为了确保冷藏乳制品的质量和稳定性需要实施良好卫生操作规程设备在其中具有非常重要的作用
乳制品的物理和化学性质特别是流体学性质使加工设备的自动清洗成为可能
Serberling(1983)指出下述改进有助于实施自动化清洗,
1安装焊接结构的固定管道以减少需人工清洗管道和设备数量
2基于转播逻辑专用晶体控制器小型计算机和程序逻辑控制器建立的控制体系已经能通过金属线或程序来控制复杂的清洗程序
3自动控制就地清洗CIP体系为保证常用容器阀门和管道的彻底清洗提供了方法
4气控CIP清洁阀门取代了人工清洗的塞形阀因此能遥控和或自动控制CIP的液体流量
5为CIP清洗设计了一系列加工设备均浆器板式换热器定量灌装机自动去渣离心设备
在设计和安装清洗和消毒操作的自动控制过程中采取上述改进措施整个清洗系统将产生最有效的结果
牛奶的供应源是至关重要的即使采用最有效的巴氏杀菌法也不能提高牛奶的品质消除奶源中细菌所引起的各种问题虽然巴氏杀菌法能有效杀灭致病菌和腐败微生物但这只是一种安全措施不能用来保护不卫生的奶源或不适当的卫生措施
多聚磷酸盐和合成表面活性剂对改变清洗操作以适应新材料新的清洗和灭菌设备是非常重要的这种改进使适应不同水质金属材料污垢特性的特殊清洗剂的去污效果更佳由于它们具有缓冲能力从而使腐蚀作用减到最小同时它们还开发了加强清洗剂和消毒剂之间的密切联系和相互关系的新方法从而提高了消毒过程中两个阶段的效果
第一节 致病菌的影响
虽然乳制品行业在卫生设计和卫生操作方面享有很好的声誉但是致病菌污染事件仍不断发生如1985年发生的大规模消毒牛奶沙门氏菌致病事件近来发生的其它一些食源性疾病也是因为摄食了含致病菌的乳制品造成的如含葡萄球菌的冰淇淋所引起的食物中毒不知道确切传播途径偶而突发的弯曲杆菌病受污染的干酪所引起的李斯特氏菌病后者的爆发还导致了数起致死事件结果乳制品行业不得不花费巨资收回产品这些事件使法规机构强制乳制品行业实施卫生操作规程并鼓励一些乳制品生产商提高对乳制品卫生设备的投资食物中毒事件的教训使人们更加认识到有效卫生操作规程的重要性和迫切性本书第二章已经详细讨论了各种致病菌所以本章只讨论乳制品中最常见的致病菌单核细胞李斯特菌和大肠杆菌0157:H7
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一单核细胞李斯特菌
由于在发酵和未发酵的乳制品中都发现了单核细胞李斯特菌从而促使食品生产商更加重视工厂的卫生环境和产品的安全性单核细胞李斯特菌广泛分布于自然界中并经常被带入家畜肠道中在正常的健康人群中约5%人群的粪便中含有这种微生物约5~10%的生牛奶中含有单核细胞李斯特菌从发酵不当的饲料带叶植物和土壤中都分离出单核细胞李斯特菌其中土壤更是这种细菌的贮存库
由于李斯特菌污染冰淇淋和干酪产品从而促使乳制品加工厂改善加工过程和卫生操作规程许多生产商自愿采用消毒牛奶制品的A级标准有效卫生操作规程之所以能够防止单核细胞李斯特菌污染就在于它强调在乳制品加工厂中应该增加培训加强监督提高雇员素质增加清洁工的薪水
1983年发生在美国麻萨诸塞州Massachuestts和1985年发生在洛杉矶Los Angeles
由消毒牛奶墨西哥风味软干酪引发的传染病导致美国FDA颁布了检测这些致病菌的标准方法这些事件促使乳制品行业对致病性微生物进行深入调查调查结果表明几乎所有的案例都是因加工后的二次污染而引起单核细胞李斯特菌污染的
为了控制乳制品加工设施中的单核细胞李斯特菌美国政府专门制定了有关标准其中强调必须a降低原料乳中含李斯特菌的可能性b尽可能减少加工设施周围的环境污染c改进加工方法和卫生技术以降低这种致病菌污染食品的可能性
正确设计和维修设备是实施有效卫生操作规程以控制单核细胞李斯特菌的基础关于控制这种致病菌所要求设备的结构特点见本章及本书第十五十六十七章
单核细胞李斯特菌对食品工业中的常用消毒剂十分敏感含氯100ppm含碘25~45ppm
含酸根离子200ppm和或季胺离子200ppm的消毒剂均能有效杀灭这种致病菌虽然上述浓度需要调整以适应各工厂的具体情况例如实际使用浓度可能受氧化还原因素的影响这些因素通常与水的性质和硬度有关但是具体使用浓度不能显著超过推荐浓度因为消毒剂的使用浓度过高会增加其对工人的危害性和食品受化学污染的危险性在有些情况下还会导致设备的腐蚀
在食品接触表面和干酪加工厂中不推荐使用季胺离子消毒剂因为这种消毒剂即使只有少量残留也能导致乳酸发酵剂培养物中的细菌迅速失活相比之下含酸根离子以及含碘的消毒剂最适合设备表面而且含酸根离子的消毒剂能中和清洗剂中过量的碱防止碱性金属污垢的形成由于蒸汽灭菌能耗高所以一般不使用该方法而且使用蒸汽存在形成气溶胶的潜在危险一般只能用于封闭体系同样由于热水消毒能耗高而且难以使水维持高温因此一般也不推荐使用
利用常规微生物监控方法如好氧平板计数和大肠杆菌计数参见本书第二六章在生产前检测李斯特菌控制程序的有效性但是工业上的实践经验表明最准确的检测取决于对生产环境中李斯特菌的特殊检测根据生产前对加工环境抽样检测的结果指导消毒杀菌以及各种控制李斯特菌措施的实施
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二大肠杆菌0157:H7
因为在原料乳中经常检出大量大肠杆菌0157:H7因此研究者不得不进一步研究这种微生物在乳制品中的情况这种致病菌能在酪农干酪和茄达干酪中生长但经过牛奶的巴氏杀菌而失活
Buhanan和Doyle 1997建议在不损害乳制品风味的情况下间歇热处理能控制大肠杆菌0157:H7间歇电离辐射也是一种适用于乳制品肉禽产品加工的灭菌方法大肠杆菌对辐射更加敏感钝化碎牛肉中这种致病菌的辐射巴氏杀菌剂量为1.5~3.0KGy(Clavero et al,1994)
第二节 卫生建筑的考虑
影响乳制品加工厂卫生状况的最主要因素是排水和废弃物处理下水道必须符合要求而且使用方便能及时排除暴风雨期间的雨水和清洁用水在处理设备有限的农村地区和自治区乳制品加工者必须自行配备废水处理设备充足的饮用水符合要求的排水系统和废弃物处理系统是乳制品加工厂保证卫生的基础至于其它要求见本书第十二章
一地面设计和建筑物类型
乳制品加工厂的平面布置和建筑设计往往需要经过一个或多个管理机构的批准其购买的各种设备和用具也要经各管理机构的批准
通风系统非常重要特别是加工过程中产生大量热量的地方必须能及时散热通风系统应该适合不同结构的房间具有灵活性能适应将来改变加工产品的需要空气过滤系统也是必须的特别是工厂位于重工业区的情况下同样还应该考虑有关湿度凝结物灰尘和孢子的控制问题
二对建筑物的要求
由于建筑物和设备都有可能成为污染源因此必须进行科学设计高架设备不但维修困难而且难以清洗所以应该尽量减少这种设备以避免其引起的污染地面上的输送管管道压缩机和其它设备应分开安装以便于清洁和保持卫生
其它有关设计和建筑的卫生要求如下
1所有金属建筑都应该能防止腐蚀
2管道绝缘材料必须能抗破坏抗腐蚀并能经得起频繁的清洗
3安装排水收集系统收集冷凝水
4在所有开口处安装进气口或网筛和密封窗
建筑物的装饰材料应该经久耐用墙地板天花板应该不透水地板材料应该能抵抗牛奶乳酸油脂清洗剂蒸汽和碰撞损害所以环氧化物瓦砖是最佳选择只要有合适的替代物就不选用涂料如果使用涂料必须选择符合食品加工业要求的涂料地板排水系统的设计应该注意防止昆虫的传播和不良气味水和废弃物积累于地板上不但有碍卫生而且还能导致单核细胞李斯特菌的生长因此地板应该有2.1cm/m左右的坡度
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地板的排水和通风系统有可能导致空气中微生物的传播妨碍卫生但是只要能正确设计带空气过滤器的通风系统定能改善空气的质量过滤器能除去空气中的灰尘和其它污染物避免将其吸入加工区域
正确设计和安装设备有利于清洗和减少污染过去将设备的安装视为仅次于卫生操作对生产效率有非常重要的影响关于设备卫生问题中必须注意的要求是在设备和墙壁或隔板之间能够进行卫生操作外表面容易清洗设备与地板之间能够进行有效卫生操作所有设备都应该容易接近便于清洗能够排水和消毒
第三节 乳制品加工厂的污垢性质
乳制品加工厂中的污垢主要由矿物质脂类糖类蛋白质和水构成其它污垢成份可能是灰尘润滑剂微生物清洁剂和消毒剂
附着在乳制品加工设备上的白色或灰色膜通常是乳垢和水垢如果清洗不彻底或用硬水清洗或二者皆有那么在不加热的表面上就会慢慢积累这类污垢将碳酸钠加入硬水便会析出钙盐和镁盐沉淀在清洗过程中这类沉淀物有可能粘附于设备上形成水垢膜一旦在粘附于表面的热变性蛋白质上又吸附了其它成份就会在加热表面上迅速形成乳垢这是因为牛奶中存在大量磷酸钙高温下其溶解度降低一般说来加热和未加热表面上污垢的组成有所不同不同类型的污垢需要不同的清洗方法乳垢是一种多孔沉淀物它能藏匿微生物污染并降低最终灭菌效果利用酸性清洗剂能溶解碱性矿物质并清除乳垢膜对重污垢沉积物需要采用强效清洗剂以减少污垢未加热表面上新沉积的污垢比干燥污垢或在加热表面受热后的污垢更容易清除
利用下述原理能较容易地减少污垢沉积并除去污垢
1 一般说来在排空热加工罐前后都应该立即冷却产品加热表面
2 产品转移后 必须在泡沫和其它产品干燥前进行冲洗
3 在清洗操作开始前尽可能使污垢沉积物保持潮湿
4 用温水而不是热水完成冲洗
如果牛奶酸度高污垢在超高温加热器中的沉积将增加如果加工过程中存在原料运动速度低和搅拌不良的情况这个问题就更加复杂了预热和在高温下保持一段时间可减少膜沉积
表面的性质决定了污垢清洗的难易程度腐蚀表面上的坑橡胶部件上的裂缝和抛光性能不足表面上的裂缝都有利于污垢沉积和微生物的藏匿并降低清洗剂和消毒剂的效果污垢的类型决定了清洗方法清洗剂的组成和浓度
第四节 卫生原理
清洁无菌的设备和建筑是生产加工运输卫生乳制品的基本条件整个清洗费用中支出最大的部分是劳力因此在有效卫生操作规程的实施过程中应该利用适当的清洗剂和设备争取在最短的时间内用最少的劳力有效完成清洗工作
清洁工应该知道在机械化清洗过程中利用清洗剂清洗各个设备所需的时间设备和各个加工
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区域的清洗工作应该由专人负责具体清洗任务的分配应该由办公室负责并通知到执行人员或将清洗计划以及任务分配情况公布于公告板上
一水的作用
水几乎是所有清洗剂包括用于乳制品加工厂的清洗剂的主要成分由于许多工厂的水质不理想所以应该选择能适应其水质的清洗剂或对其进行适当处理以提高清洗剂的效率减少水中悬浮物以避免其沉积于清洁设备表面尤其重要硬水使清洗过程复杂化悬浮物可溶性镁和铁必须通过处理除去对少量硬水可以在卫生操作过程中利用加入清洗剂的多价鳌合剂消除其不良影响对于硬水或硬度特别高的水通过预处理以除去或降低水的硬度较为经济
二清洗剂的作用
与其它清洗剂一样,为了达到理想的清洗效果乳制品加工厂的常用清洗剂一般都是各种化学试剂的复杂混合物在乳品卫生操作过程中清洗剂以及有关清洗方法的作用如下
1在预冲洗过程中尽可能除去各种污垢有利于提高清洗剂的效率
2适当的湿度和穿透性有助于清洗剂除去污垢
3利用脂肪皂化蛋白质胶溶和无机物分解等过程除去待清洗表面的固态或液态污物
4利用分散剂抗凝絮剂或乳化剂将污垢沉积物分散到清洗介质中
5进行有效冲洗以防止已经分散的污垢重新沉积到洁净的表面上
根据待清洗的面积准确决定清洗剂的用量一般说来价格高的清洗剂往往是最经济的因为它能节省劳力能耗和清洗剂有关清洗剂的详细讨论参见本书第七章
三清洗剂的应用
确定最适外部因素和具体应用方法有助于清洗如果采用手工清洗应该尽量避免使用强酸和强碱因为这类物质能刺激人们的皮肤而且应该重视外部因素如热和力圆满的结果取决于循环清洗的应用和是否在适当的地方进行清洗表14 1总结了清洗剂的应用方法如最适清洗剂清洗程序和清洗设备
表14-1 乳制品加工设备清洗指南
清洗区域 清洗剂 清洗介质 清洗设备
地板 一般选用能产生泡沫的清洗剂或将泡沫促进剂添加到重垢型清洗剂中
泡沫对含有高脂肪或蛋白质的沉积物采用高压低体积泡沫清洗
手提式或集中式泡沫清洗设备配有能将空气充入洗涤溶液中的泡沫喷枪
墙和天花板 同上 泡沫 同上
加工设备和运输设备
1
选用含氯的中等碱性至强碱性或非碱型清洗剂
高压低体积喷淋 手提式或集中式高压低体积清洗设备采用旋转式水力喷淋器
密闭设备 低泡沫含氯的中等碱性至强碱性清洗剂定期用酸性清洗剂作为光亮剂与中和剂
CIP
泵扇形或球状喷淋器和
CIP罐
1
包装设备可用凝胶泡沫设备进行有效清洗
摘自Stenson and Forwalter,1987
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四消毒剂的作用
清洗后应该在清洁表面上使用消毒剂以杀灭微生物在众多消毒方法中见第八章最常用于乳制品加工厂的消毒方法是蒸汽灭菌热水消毒以及使用化学消毒剂
一 蒸汽灭菌
蒸汽灭菌通过蒸汽与产品表面维持一定的接触时间以达到灭菌的目的蒸汽灭菌的有效操作过程是当聚集在设备上的冷凝水温度达80时待灭菌物品暴露于蒸汽中的时间为15min限制该方法广泛应用的缺点是难以维持稳定的高温能耗过高而且蒸汽灭菌的使用比其它消毒方法更加危险因此一般不推荐使用该方法
二 热水消毒
利用设备将热水倾注于产品表面使之与一定温度的热水接触适当的时间作为消毒剂的热水当其从设备出水口排出时温度必须达到80并能保持5min由于这种消毒方法所需的能耗高因此费用昂贵
三 化学消毒
利用泵使卤族元素化学消毒剂通常是氯或碘的化合物溶液连续经过待消毒设备至少1min
便完成了化学消毒过程这项技术要求消毒剂与产品表面充分接触正因为如此化学消毒在乳制品加工中的具体应用方法是非常重要的
在大体积机械化操作过程中利用循环体系或加压泵使消毒溶液经过清洁的输送管流经整个体系在容器或泵中配制适量的消毒溶液向体系提供少量的反馈压力以确保消毒液与输送管上部的内表面接触
对不能进行机械化作业的消毒过程通常将设备用具和零件浸泡于消毒溶液中进行消毒处理该过程一般包括浸泡2min左右然后置于清洁表面上沥干或空气中晾干
烟熏能简便而有效地实施密闭容器如罐和缸的消毒处理消毒溶液的浓度至少是常用浓度的两倍而且暴露时间必须达到5min
在喷淋消毒过程中要求消毒剂接触并润湿所有表面与烟熏消毒一样消毒溶液的浓度至少是常用浓度的两倍
如果没有机械化消毒设备对大体积敞开式容器如干酪可用消毒液刷洗刷子必须触及所有表面该方法需要很高的劳力支出
消毒后的表面不能用水冲洗否则设备和用具有可能被好氧微生物污染这些微生物能降低产品的稳定性同时还应该避免其它有可能导致消毒表面二次污染的因素
五清洗步骤
乳制品加工厂的一般清洗步骤如下
1 用聚乙烯或类似材料覆盖于电气设备上并保护其不受潮湿
2除去大体积碎物这项工作应该在产品转移期间或预冲洗前完成
3按规定的要求拆卸设备
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4预冲洗预冲洗能有效除去高达90%的可溶性物质这项操作能疏松紧密附着的污垢便于下步清洗步骤中清洗剂的穿透
5 应用清洗剂正确选择并利用加工设备和清洗设备适当调整设备的位置能简化该清洗步骤并减少污垢的积累对加热产品使用工艺规定的最低温度和最短时间能进一步减少污垢的积累实际操作中应该在排空加工容器前后冷却产品的加热表面保持污垢膜的湿润并及时用泡沫清洗其它产品用40~45水洗同时注意在清洗之前应该将产品置于加工容器中防止受清洗剂的污染
6后冲洗该步骤的作用是溶解污垢并将其冲走而且冲洗还能除去残余污垢和清洗剂防止污垢重新沉积于干净设备的表面
7 检查该步骤的作用是检查设备的表面和清洁度并改进所有不符合要求的地方
8 消毒加入消毒剂杀灭残余微生物因为只有杀死微生物才能减少加工表面和设备对产品的污染
表14-2 乳制品加工设备的手工清洗方法
设备 推荐清洗方法
重量计量罐能在厂内接受和或转移原料
牛奶排空后立即进行冲洗拆开所有阀门和其它配件清洗重量计量罐冲洗罐和配件在使用前灭菌
罐体贮罐加工罐
打开出口阀排空用少量38水冲洗数次拆卸其它配件和搅拌器刷或高压冲洗缸罐和配件在重新使用前冲洗和重新安装消毒后的配件彻底清洗人工盖阀门出口细玻璃凹陷和所有的空气管进行高压喷淋以保持罐和缸身的清洁减少表面破坏和清洁表面的污染
分批巴氏杀菌罐和热加工表面
排空产品后立即降温至49以下立即清洗用筛子疏松烧焦的产品如果不能冲洗缸则在其中灌满温水32~38以待清洗清洗方法与其它加工缸相同
缸中的盘管 虽然不经常使用但是由于盘管的一些表面难以触及所以清洗困难预冲洗后将热水灌入缸中直至覆盖住盘管的底部当所有暴露盘管洗刷完毕后添加清洗剂并旋转盘管
均质器 在设备安装前进行预冲洗拆开并清洗每个部件将干净的零件置于零件架上晾干使用前消毒和重新安装
消毒泵 使用后拆下泵头用温水38进行彻底冲洗拆下转轮并放入盛有49 ~50
清洗剂的桶内清洗进水口卸下零件和内膛刷洗转轮并将其置于篮内搁在零件桌上晾干
离心机 非CIP型设备必须用手工清洗先用38水进行冲洗直至排出水干净为止然后拆卸并冲洗中心部分和盘并放入清洗缸内为了避免损坏分离器和澄清器盘和其它容许的闭合部分应该放在不同的清洗缸内每个盘应该分开清洗冲洗并彻底晾干如果分离器只在白天间歇使用每次使用后至少应该用100L温水冲洗利用中等碱性润湿剂可提高冲洗效果
六其它清洗方法
如果不能采取机械化清洗而必须采用手工清洗时应该遵循下述原则
1清洗过程包括用37~38的水预冲洗
2清洗剂的pH值应低于10以减少其对皮肤的刺激清洗剂的温度必须保持在45利用加液刷能有效完成手工清洗操作难以清洗的填料部分和其它部份应该用拆卸清洗设备清洗以便于有效除去表面的油和其它沉积物
3 后冲洗操作应该使用37 ~38的温水然后用空气干燥
4消毒操作包括喷洒和浸泡含氯消毒剂
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表14-2对不同类型乳制品加工厂中手工清洗设备的特性进行了分类和总结
第五节 清洗设备
乳制品加工厂的清洗包括在各使用阶段后用物理方法清除所有产品接触表面的污垢然后利用消毒剂进行消毒处理虽然不与产品接触的表面不是最重要的关键因素但是也必须清洗乳制品加工厂清洗方法的变化取决于企业规模大型企业中一般利用CIP体系清洗最主要的部分
CIP清洗技术是清洗管道制乳设备大体积贮罐以及整个加工操作中绝大多数设备的标准清洗方法因为乳制品加工厂中设备的使用时间一般没有24小时所以加工设备和加工区域必须每天清洗对长时间连续使用的管道和贮存体系可减少清洗频率每隔三天清洗一次
一 CIP和再循环设备
CIP方法的有效性取决于工艺的变化如时间湿度浓度和压力应该尽量减少清洗时间和冲洗时间以节省水和清洗剂但必须保证能除去污垢实现有效清洗清洗时间的长短受温度浓度和压力的影响高效CIP体系能降低35%~40%清洗能耗
八十年代曾爆发过消毒牛奶沙门氏菌病据说是由生牛奶和消毒牛奶之间的一只CIP四通阀引起的为了防止再次发生这类事件许多乳制品加工厂在其原料接收区域安装了一只完全独立的三通阀
用于CIP设备的清洗液温度应该尽可能低但是要求在最小清洗剂使用量下仍能保持有效清洗冲洗温度也应该足够低以避免硬水形成沉积物
压力或物理作用力决定了清洗剂对清洗表面的清洗效率以及清洗体系的控制方法选择并利用一台合适的高压泵提供足够的压力或物理作用力使管道和贮罐中形成足够的湍流便可得到最高的清洗效率
乳制品加工厂的CIP操作通常分为两大类喷洒清洗和管道清洗也经常使用其它闭合回路如高温短时HTST设备
虽然用于乳制品加工厂的喷淋设备有多种类型但永久性固定安装的喷淋设备比移动式设备和旋转或振荡式设备更加经久耐用前者还具有其它优点例如没有移动部件采用不锈钢结构操作方便提供的压力变化小等等
管道清洗的原理包括将产品泵入CIP循环中某个早已确定的点产品贮存罐产品能从该点进入并经过循环回到该点从贮罐到循环泵入口循环管应该有大约2%斜度每台喷淋设备都应该配置压力和流量控制器
CIP设计中的返回弯管连接处配置的壳式和管式换热器能接入CIP管路循环中或者作为一个独立操作进行单独清洗可安装能自行排水的三管型列管式换热器板式换热器便于检修设计灵活容易适应新用途因此其应用比列管式换热器更加广泛
在CIP操作中清洗剂必须与污垢表面充分接触而且应该保持一定的浓度目前拥有的各种类型的CIP体系都很有效本书第九章详细讨论了CIP体系的基本形式有些CIP体系经改进
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后能将最后一步清洗液作为下步清洗循环的补充水并能分离和回收最初清洗液以减少废水排出量
自70年代中期开始在CIP体系中安装了能回收水和清洗溶液的单独使用装置以减少清洗循环的耗水量同时也使体系具有较高的灵活性和可靠性安装这些单独使用装置的目的是为了回收某一清洗循环中的清洗溶液和后冲洗用水将其暂时贮存起来作为下步清洗循环中预清洗阶段清洗剂与水的混合溶液重新利用与其它方法相比该方法使喷淋清洗体系的用水量减少
25%~30%清洗剂消耗量减少10%~15%由于预清洗溶液在除去污垢时把热量带入容器中因此采用这项技术使蒸汽消耗量减少12%~15%如果将CIP再循环装置用于清洗含有大量不溶性污垢的设备应该在回收体系中安装高压粗滤器离心机或沉降池以防止污垢进入循环并损害喷淋作用根据从记录图上收集的资料可审核整个CIP体系操作的正确性同时这些资料可作将来需要时之参考
二COP设备
乳制品加工厂中COP设备的推荐操作步骤如下
1预冲洗用37 ~38的水冲洗并除去重污垢
2 冲洗采用30 ~65的含氯碱性清洗液循环清洗10 12min以除去预冲洗阶段没有除去的污垢
3 后冲洗用37 ~38的水清除所有残留的污垢和清洗剂
三贮存设备的清洗
经适当设计并配置合适喷淋装置的贮存罐是实施有效喷淋清洗的必要条件带固定底座永久性安装的喷淋装置在工业中的应用比旋转和震荡式喷淋装置更加广泛由于它用不锈钢制成而且没有可移动零件因此经久耐用很少需要维修这种设备的运行不受供压变化的影响而且喷淋液能不断喷到所有待清洗的表面上采用4~10 L/min/m
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喷淋速度便能适当喷洗圆柱形和矩形罐的内表面设计的喷洗形式是在贮存罐上部三分之一处喷洗由于设备包括配置了复杂搅拌器的加热和冷却盘管因此需要特殊的喷淋形式以便于增加喷洗的压力和体积覆盖所有待清洗表面
清洗立式仓型罐需要的流速为27~60 L/m罐周长由于喷淋设备的检查和清洗工作较为困难所以在这种类型贮罐中通常使用不易阻塞的盘状喷淋器虽然大多数喷淋清洗采用标准喷淋法但是为了便于使用真空煲干燥机蒸发器和一些具有特殊加工性能的复杂容器从而采用了一些特殊装置如盘状喷淋球状喷淋和环状喷淋
清洗具有喷淋装置的大罐与清洗管道的方法不同预冲洗和后冲洗通常采用高压喷淋技术在该技术中水以每15 30秒钟喷射三次或三次以上而且在连续喷射之间罐内要完全排空这种方法在除去沉积的污垢和泡沫方面比连续冲洗更加有效而且耗水量也更小
与循环管中的污垢相比沉积于贮存罐和加工容器中的污垢在组成上的变化更大因此这类
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设备的清洗技术也是多种多样的对污垢较少的表面如牛奶和低脂牛奶副产物贮罐表面利用软水进行三次连续喷射预冲洗便可实施有效清洗也可以先用55含氯的碱性清洗剂循环清洗
5~7min再用自来水两次连续喷射后冲洗最后用酸性自来水再循环冲洗1~2min同样可以进行有效清洗对于含脂肪和总固形物较多而且粘度较大的产品可适当增加循环时间和温度
冷却表面与烧焦表面上的污垢组成不同前者含有较多的蛋白质和矿物质成份清洗烧焦表面上的污垢需要较高的清洗剂浓度和较高的温度高达82而且清洗时间必须长达60min利用热的碱性清洗剂和酸性清洗剂循环清洗也能有效清洗烧焦表面上的大量污垢
表14-3列举了各种清洗过程中常用清洗剂和消毒剂的典型浓度虽然在实际操作中会存在一些变化但是仍应该考虑推荐浓度
表14-3 各种清洗过程中常用清洗剂和消毒剂的典型浓度
清 洗 含氯清洗剂ppm 酸/酸性氯离子消毒剂ppm
牛奶贮存和运输罐
奶油浓缩牛奶冰淇淋贮罐
1,500~2,000 100
中等热处理加工容器 2,500~3,000 100~300
严重烧焦表面 4,000~5,000
0.75~1.0% NaoH
100~200
pH2.0-2.5的酸冲洗
注清洗后应该考虑用酸冲冼
清洗程序取决于生产过程中通过体系的产品性质除了上文讨论的清洗方法以外有关加工体系的推荐清洗方法如下
牛奶脱脂牛奶和低脂产品加工设备根据这些产品中的矿物质含量利用酸性清洗剂进行
20 30min循环清洗接着直接加入强碱性清洗剂再循环清洗45min左右便能有效清洗加工设备在酸性和碱性清洗剂交换清洗过程中可用冷水清洗
奶油和冰淇淋加工设备这些产品具有较高含量的脂肪和较低含量的矿物质因此首先宜采用碱性清洗剂只需循环清洗30min左右便能有效清洗加工设备碱性清洗剂的浓度范围为0.5%
1.5%苛性碱酸的加入量以控制pH2.0~2.5为宜确定再循环过程中最佳清洗温度的实用原则是以产品转移过程中的最高加工温度为参考清洗溶液的温度比它高5即可
四干酪加工区域和设备
硬干酪和半硬干酪腐败的两种主要现象是微生物通常是霉菌在表面生长和微生物在干酪内部生长且产生气体导致干酪腐败的微生物有青霉菌属Penicillium交链孢属
Alternaria曲霉属Aspergillus假丝酵母Candida丛根孢属Monilia和毛霉属
Mucor其中由青霉菌属导致的干酪腐败占80%采用空气无菌过滤对加工表面用紫外线灭菌在包装材料表面涂布抗霉菌生长的涂料等措施可减少霉菌生长繁殖肠杆菌科
Enterobacteriaceae芽孢杆菌Bacillus梭状芽孢杆菌Clostrimn和假丝酵母Candida
是一些常见的产气微生物Varnam和Sutherland 1994报道污染软干酪的微生物有革兰氏阴性菌如荧光假单胞杆菌Pseudomonas Fluorescens恶息假单胞菌P,putida和团聚肠
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杆菌Enterobacter agglomerans来自于清洗用水或添加剂中的大肠杆菌属致腹泻菌革兰氏阳性菌如单核细胞李斯特菌
牛奶应该贮存于贮存罐中贮存罐的制造材料和设计都必须以容易清洗为原则但是不能用普通清洗方法清洗的立式贮存罐应该装配CIP清洗体系而且每次清洗时必须排空首先用水冲洗以除去贮存罐中粗污垢然后用清洗液清洗再用水冲洗最后进行灭菌处理只要贮存罐的制造材料允许可以在清洗时联合使用酸性溶液一般情况下应该避免使用蒸汽灭菌优先选用化学灭菌法
与其它乳制品加工厂一样应该科学布置管道以避免消毒牛奶与没有消毒的牛奶发生交叉污染每种产品都应该有独立的CIP设备利用NaOH和HNO3作为循环清洗溶剂可同时完成清洗与灭菌Varman和Sutherland,1994
应该采用一些防腐材料如瓦片或塑料作为盐水槽的衬壁必须维持适当的盐水浓度以减少嗜盐微生物的生长干酪成熟房间的墙壁地板和天花板以及干酪贮存区域应该用含杀菌剂的溶液洗涤
由单核细胞李斯特菌金黄色葡萄球菌和结肠耶尔森氏菌导致的食源性疾病的增加引起了人们的普遍关注如果食品接触表面不干净和灭菌措施不当这些微生物便附着于表面交叉污染的食品或加工人员的身上由于不同浓度的消毒剂对微生物的影响不同所以应该通过实验确定干酪制造过程中每一加工步骤应该采用的消毒剂及其使用浓度
第六节 总结
工厂的平面布局和建筑设计影响微生物的污染和产品的安全性特别重要的是必须确保清洁的空气和卫生用水以及与乳制品接触的表面材料不与产品发生反应
乳制品加工厂中的污垢含有矿物质蛋白质脂肪糖类水灰尘润滑剂清洗剂消毒剂和微生物有效卫生操作规程能减少污垢沉积将化学试剂机械能和消毒剂的应用有机结合起来能有效除去污垢和微生物选择适当的清洗用水清洗剂清洗和消毒设备消毒剂便能实现有效清洗和消毒目前倾向于采用改进的CIP体系将最后的冲洗用水作为下轮清洗循环中清洗溶液的补充用水分离和回收最初的产品-水冲洗液从而使废弃物排放量降至最低对产品各种加工设备和加工区域进行日常微生物分析以检查针对每个加工设备所实施的清洗和消毒操作的有效性
思考题
1,为了实施有效卫生乳制品加工厂必须具备哪些建筑特征
2,乳制品加工厂在采用热水消毒时必须达到多高温度
3,怎样才能完成乳制品加工设备的化学消毒
4,乳制品加工厂的CIP操作通常分为哪两大类
5,哪种刷子最适用于清洗乳制品加工设备
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参考文献
1 Buchanan,R.L.,and M.P,Doyle,1997,Foodborne disease,Significance of Eschericia
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2 Clavero,M.R.S.,et al,1994,Inactivation of Eschericia coli O157:H7,Salmonellae,
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第十四章 乳制品加工厂的卫生
乳制品行业在有关卫生设计卫生操作规程以及卫生标准的实施等方面一直处于食品工业中的领先地位为了确保冷藏乳制品的质量和稳定性需要实施良好卫生操作规程设备在其中具有非常重要的作用
乳制品的物理和化学性质特别是流体学性质使加工设备的自动清洗成为可能
Serberling(1983)指出下述改进有助于实施自动化清洗,
1安装焊接结构的固定管道以减少需人工清洗管道和设备数量
2基于转播逻辑专用晶体控制器小型计算机和程序逻辑控制器建立的控制体系已经能通过金属线或程序来控制复杂的清洗程序
3自动控制就地清洗CIP体系为保证常用容器阀门和管道的彻底清洗提供了方法
4气控CIP清洁阀门取代了人工清洗的塞形阀因此能遥控和或自动控制CIP的液体流量
5为CIP清洗设计了一系列加工设备均浆器板式换热器定量灌装机自动去渣离心设备
在设计和安装清洗和消毒操作的自动控制过程中采取上述改进措施整个清洗系统将产生最有效的结果
牛奶的供应源是至关重要的即使采用最有效的巴氏杀菌法也不能提高牛奶的品质消除奶源中细菌所引起的各种问题虽然巴氏杀菌法能有效杀灭致病菌和腐败微生物但这只是一种安全措施不能用来保护不卫生的奶源或不适当的卫生措施
多聚磷酸盐和合成表面活性剂对改变清洗操作以适应新材料新的清洗和灭菌设备是非常重要的这种改进使适应不同水质金属材料污垢特性的特殊清洗剂的去污效果更佳由于它们具有缓冲能力从而使腐蚀作用减到最小同时它们还开发了加强清洗剂和消毒剂之间的密切联系和相互关系的新方法从而提高了消毒过程中两个阶段的效果
第一节 致病菌的影响
虽然乳制品行业在卫生设计和卫生操作方面享有很好的声誉但是致病菌污染事件仍不断发生如1985年发生的大规模消毒牛奶沙门氏菌致病事件近来发生的其它一些食源性疾病也是因为摄食了含致病菌的乳制品造成的如含葡萄球菌的冰淇淋所引起的食物中毒不知道确切传播途径偶而突发的弯曲杆菌病受污染的干酪所引起的李斯特氏菌病后者的爆发还导致了数起致死事件结果乳制品行业不得不花费巨资收回产品这些事件使法规机构强制乳制品行业实施卫生操作规程并鼓励一些乳制品生产商提高对乳制品卫生设备的投资食物中毒事件的教训使人们更加认识到有效卫生操作规程的重要性和迫切性本书第二章已经详细讨论了各种致病菌所以本章只讨论乳制品中最常见的致病菌单核细胞李斯特菌和大肠杆菌0157:H7
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一单核细胞李斯特菌
由于在发酵和未发酵的乳制品中都发现了单核细胞李斯特菌从而促使食品生产商更加重视工厂的卫生环境和产品的安全性单核细胞李斯特菌广泛分布于自然界中并经常被带入家畜肠道中在正常的健康人群中约5%人群的粪便中含有这种微生物约5~10%的生牛奶中含有单核细胞李斯特菌从发酵不当的饲料带叶植物和土壤中都分离出单核细胞李斯特菌其中土壤更是这种细菌的贮存库
由于李斯特菌污染冰淇淋和干酪产品从而促使乳制品加工厂改善加工过程和卫生操作规程许多生产商自愿采用消毒牛奶制品的A级标准有效卫生操作规程之所以能够防止单核细胞李斯特菌污染就在于它强调在乳制品加工厂中应该增加培训加强监督提高雇员素质增加清洁工的薪水
1983年发生在美国麻萨诸塞州Massachuestts和1985年发生在洛杉矶Los Angeles
由消毒牛奶墨西哥风味软干酪引发的传染病导致美国FDA颁布了检测这些致病菌的标准方法这些事件促使乳制品行业对致病性微生物进行深入调查调查结果表明几乎所有的案例都是因加工后的二次污染而引起单核细胞李斯特菌污染的
为了控制乳制品加工设施中的单核细胞李斯特菌美国政府专门制定了有关标准其中强调必须a降低原料乳中含李斯特菌的可能性b尽可能减少加工设施周围的环境污染c改进加工方法和卫生技术以降低这种致病菌污染食品的可能性
正确设计和维修设备是实施有效卫生操作规程以控制单核细胞李斯特菌的基础关于控制这种致病菌所要求设备的结构特点见本章及本书第十五十六十七章
单核细胞李斯特菌对食品工业中的常用消毒剂十分敏感含氯100ppm含碘25~45ppm
含酸根离子200ppm和或季胺离子200ppm的消毒剂均能有效杀灭这种致病菌虽然上述浓度需要调整以适应各工厂的具体情况例如实际使用浓度可能受氧化还原因素的影响这些因素通常与水的性质和硬度有关但是具体使用浓度不能显著超过推荐浓度因为消毒剂的使用浓度过高会增加其对工人的危害性和食品受化学污染的危险性在有些情况下还会导致设备的腐蚀
在食品接触表面和干酪加工厂中不推荐使用季胺离子消毒剂因为这种消毒剂即使只有少量残留也能导致乳酸发酵剂培养物中的细菌迅速失活相比之下含酸根离子以及含碘的消毒剂最适合设备表面而且含酸根离子的消毒剂能中和清洗剂中过量的碱防止碱性金属污垢的形成由于蒸汽灭菌能耗高所以一般不使用该方法而且使用蒸汽存在形成气溶胶的潜在危险一般只能用于封闭体系同样由于热水消毒能耗高而且难以使水维持高温因此一般也不推荐使用
利用常规微生物监控方法如好氧平板计数和大肠杆菌计数参见本书第二六章在生产前检测李斯特菌控制程序的有效性但是工业上的实践经验表明最准确的检测取决于对生产环境中李斯特菌的特殊检测根据生产前对加工环境抽样检测的结果指导消毒杀菌以及各种控制李斯特菌措施的实施
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二大肠杆菌0157:H7
因为在原料乳中经常检出大量大肠杆菌0157:H7因此研究者不得不进一步研究这种微生物在乳制品中的情况这种致病菌能在酪农干酪和茄达干酪中生长但经过牛奶的巴氏杀菌而失活
Buhanan和Doyle 1997建议在不损害乳制品风味的情况下间歇热处理能控制大肠杆菌0157:H7间歇电离辐射也是一种适用于乳制品肉禽产品加工的灭菌方法大肠杆菌对辐射更加敏感钝化碎牛肉中这种致病菌的辐射巴氏杀菌剂量为1.5~3.0KGy(Clavero et al,1994)
第二节 卫生建筑的考虑
影响乳制品加工厂卫生状况的最主要因素是排水和废弃物处理下水道必须符合要求而且使用方便能及时排除暴风雨期间的雨水和清洁用水在处理设备有限的农村地区和自治区乳制品加工者必须自行配备废水处理设备充足的饮用水符合要求的排水系统和废弃物处理系统是乳制品加工厂保证卫生的基础至于其它要求见本书第十二章
一地面设计和建筑物类型
乳制品加工厂的平面布置和建筑设计往往需要经过一个或多个管理机构的批准其购买的各种设备和用具也要经各管理机构的批准
通风系统非常重要特别是加工过程中产生大量热量的地方必须能及时散热通风系统应该适合不同结构的房间具有灵活性能适应将来改变加工产品的需要空气过滤系统也是必须的特别是工厂位于重工业区的情况下同样还应该考虑有关湿度凝结物灰尘和孢子的控制问题
二对建筑物的要求
由于建筑物和设备都有可能成为污染源因此必须进行科学设计高架设备不但维修困难而且难以清洗所以应该尽量减少这种设备以避免其引起的污染地面上的输送管管道压缩机和其它设备应分开安装以便于清洁和保持卫生
其它有关设计和建筑的卫生要求如下
1所有金属建筑都应该能防止腐蚀
2管道绝缘材料必须能抗破坏抗腐蚀并能经得起频繁的清洗
3安装排水收集系统收集冷凝水
4在所有开口处安装进气口或网筛和密封窗
建筑物的装饰材料应该经久耐用墙地板天花板应该不透水地板材料应该能抵抗牛奶乳酸油脂清洗剂蒸汽和碰撞损害所以环氧化物瓦砖是最佳选择只要有合适的替代物就不选用涂料如果使用涂料必须选择符合食品加工业要求的涂料地板排水系统的设计应该注意防止昆虫的传播和不良气味水和废弃物积累于地板上不但有碍卫生而且还能导致单核细胞李斯特菌的生长因此地板应该有2.1cm/m左右的坡度
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地板的排水和通风系统有可能导致空气中微生物的传播妨碍卫生但是只要能正确设计带空气过滤器的通风系统定能改善空气的质量过滤器能除去空气中的灰尘和其它污染物避免将其吸入加工区域
正确设计和安装设备有利于清洗和减少污染过去将设备的安装视为仅次于卫生操作对生产效率有非常重要的影响关于设备卫生问题中必须注意的要求是在设备和墙壁或隔板之间能够进行卫生操作外表面容易清洗设备与地板之间能够进行有效卫生操作所有设备都应该容易接近便于清洗能够排水和消毒
第三节 乳制品加工厂的污垢性质
乳制品加工厂中的污垢主要由矿物质脂类糖类蛋白质和水构成其它污垢成份可能是灰尘润滑剂微生物清洁剂和消毒剂
附着在乳制品加工设备上的白色或灰色膜通常是乳垢和水垢如果清洗不彻底或用硬水清洗或二者皆有那么在不加热的表面上就会慢慢积累这类污垢将碳酸钠加入硬水便会析出钙盐和镁盐沉淀在清洗过程中这类沉淀物有可能粘附于设备上形成水垢膜一旦在粘附于表面的热变性蛋白质上又吸附了其它成份就会在加热表面上迅速形成乳垢这是因为牛奶中存在大量磷酸钙高温下其溶解度降低一般说来加热和未加热表面上污垢的组成有所不同不同类型的污垢需要不同的清洗方法乳垢是一种多孔沉淀物它能藏匿微生物污染并降低最终灭菌效果利用酸性清洗剂能溶解碱性矿物质并清除乳垢膜对重污垢沉积物需要采用强效清洗剂以减少污垢未加热表面上新沉积的污垢比干燥污垢或在加热表面受热后的污垢更容易清除
利用下述原理能较容易地减少污垢沉积并除去污垢
1 一般说来在排空热加工罐前后都应该立即冷却产品加热表面
2 产品转移后 必须在泡沫和其它产品干燥前进行冲洗
3 在清洗操作开始前尽可能使污垢沉积物保持潮湿
4 用温水而不是热水完成冲洗
如果牛奶酸度高污垢在超高温加热器中的沉积将增加如果加工过程中存在原料运动速度低和搅拌不良的情况这个问题就更加复杂了预热和在高温下保持一段时间可减少膜沉积
表面的性质决定了污垢清洗的难易程度腐蚀表面上的坑橡胶部件上的裂缝和抛光性能不足表面上的裂缝都有利于污垢沉积和微生物的藏匿并降低清洗剂和消毒剂的效果污垢的类型决定了清洗方法清洗剂的组成和浓度
第四节 卫生原理
清洁无菌的设备和建筑是生产加工运输卫生乳制品的基本条件整个清洗费用中支出最大的部分是劳力因此在有效卫生操作规程的实施过程中应该利用适当的清洗剂和设备争取在最短的时间内用最少的劳力有效完成清洗工作
清洁工应该知道在机械化清洗过程中利用清洗剂清洗各个设备所需的时间设备和各个加工
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区域的清洗工作应该由专人负责具体清洗任务的分配应该由办公室负责并通知到执行人员或将清洗计划以及任务分配情况公布于公告板上
一水的作用
水几乎是所有清洗剂包括用于乳制品加工厂的清洗剂的主要成分由于许多工厂的水质不理想所以应该选择能适应其水质的清洗剂或对其进行适当处理以提高清洗剂的效率减少水中悬浮物以避免其沉积于清洁设备表面尤其重要硬水使清洗过程复杂化悬浮物可溶性镁和铁必须通过处理除去对少量硬水可以在卫生操作过程中利用加入清洗剂的多价鳌合剂消除其不良影响对于硬水或硬度特别高的水通过预处理以除去或降低水的硬度较为经济
二清洗剂的作用
与其它清洗剂一样,为了达到理想的清洗效果乳制品加工厂的常用清洗剂一般都是各种化学试剂的复杂混合物在乳品卫生操作过程中清洗剂以及有关清洗方法的作用如下
1在预冲洗过程中尽可能除去各种污垢有利于提高清洗剂的效率
2适当的湿度和穿透性有助于清洗剂除去污垢
3利用脂肪皂化蛋白质胶溶和无机物分解等过程除去待清洗表面的固态或液态污物
4利用分散剂抗凝絮剂或乳化剂将污垢沉积物分散到清洗介质中
5进行有效冲洗以防止已经分散的污垢重新沉积到洁净的表面上
根据待清洗的面积准确决定清洗剂的用量一般说来价格高的清洗剂往往是最经济的因为它能节省劳力能耗和清洗剂有关清洗剂的详细讨论参见本书第七章
三清洗剂的应用
确定最适外部因素和具体应用方法有助于清洗如果采用手工清洗应该尽量避免使用强酸和强碱因为这类物质能刺激人们的皮肤而且应该重视外部因素如热和力圆满的结果取决于循环清洗的应用和是否在适当的地方进行清洗表14 1总结了清洗剂的应用方法如最适清洗剂清洗程序和清洗设备
表14-1 乳制品加工设备清洗指南
清洗区域 清洗剂 清洗介质 清洗设备
地板 一般选用能产生泡沫的清洗剂或将泡沫促进剂添加到重垢型清洗剂中
泡沫对含有高脂肪或蛋白质的沉积物采用高压低体积泡沫清洗
手提式或集中式泡沫清洗设备配有能将空气充入洗涤溶液中的泡沫喷枪
墙和天花板 同上 泡沫 同上
加工设备和运输设备
1
选用含氯的中等碱性至强碱性或非碱型清洗剂
高压低体积喷淋 手提式或集中式高压低体积清洗设备采用旋转式水力喷淋器
密闭设备 低泡沫含氯的中等碱性至强碱性清洗剂定期用酸性清洗剂作为光亮剂与中和剂
CIP
泵扇形或球状喷淋器和
CIP罐
1
包装设备可用凝胶泡沫设备进行有效清洗
摘自Stenson and Forwalter,1987
15
四消毒剂的作用
清洗后应该在清洁表面上使用消毒剂以杀灭微生物在众多消毒方法中见第八章最常用于乳制品加工厂的消毒方法是蒸汽灭菌热水消毒以及使用化学消毒剂
一 蒸汽灭菌
蒸汽灭菌通过蒸汽与产品表面维持一定的接触时间以达到灭菌的目的蒸汽灭菌的有效操作过程是当聚集在设备上的冷凝水温度达80时待灭菌物品暴露于蒸汽中的时间为15min限制该方法广泛应用的缺点是难以维持稳定的高温能耗过高而且蒸汽灭菌的使用比其它消毒方法更加危险因此一般不推荐使用该方法
二 热水消毒
利用设备将热水倾注于产品表面使之与一定温度的热水接触适当的时间作为消毒剂的热水当其从设备出水口排出时温度必须达到80并能保持5min由于这种消毒方法所需的能耗高因此费用昂贵
三 化学消毒
利用泵使卤族元素化学消毒剂通常是氯或碘的化合物溶液连续经过待消毒设备至少1min
便完成了化学消毒过程这项技术要求消毒剂与产品表面充分接触正因为如此化学消毒在乳制品加工中的具体应用方法是非常重要的
在大体积机械化操作过程中利用循环体系或加压泵使消毒溶液经过清洁的输送管流经整个体系在容器或泵中配制适量的消毒溶液向体系提供少量的反馈压力以确保消毒液与输送管上部的内表面接触
对不能进行机械化作业的消毒过程通常将设备用具和零件浸泡于消毒溶液中进行消毒处理该过程一般包括浸泡2min左右然后置于清洁表面上沥干或空气中晾干
烟熏能简便而有效地实施密闭容器如罐和缸的消毒处理消毒溶液的浓度至少是常用浓度的两倍而且暴露时间必须达到5min
在喷淋消毒过程中要求消毒剂接触并润湿所有表面与烟熏消毒一样消毒溶液的浓度至少是常用浓度的两倍
如果没有机械化消毒设备对大体积敞开式容器如干酪可用消毒液刷洗刷子必须触及所有表面该方法需要很高的劳力支出
消毒后的表面不能用水冲洗否则设备和用具有可能被好氧微生物污染这些微生物能降低产品的稳定性同时还应该避免其它有可能导致消毒表面二次污染的因素
五清洗步骤
乳制品加工厂的一般清洗步骤如下
1 用聚乙烯或类似材料覆盖于电气设备上并保护其不受潮湿
2除去大体积碎物这项工作应该在产品转移期间或预冲洗前完成
3按规定的要求拆卸设备
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4预冲洗预冲洗能有效除去高达90%的可溶性物质这项操作能疏松紧密附着的污垢便于下步清洗步骤中清洗剂的穿透
5 应用清洗剂正确选择并利用加工设备和清洗设备适当调整设备的位置能简化该清洗步骤并减少污垢的积累对加热产品使用工艺规定的最低温度和最短时间能进一步减少污垢的积累实际操作中应该在排空加工容器前后冷却产品的加热表面保持污垢膜的湿润并及时用泡沫清洗其它产品用40~45水洗同时注意在清洗之前应该将产品置于加工容器中防止受清洗剂的污染
6后冲洗该步骤的作用是溶解污垢并将其冲走而且冲洗还能除去残余污垢和清洗剂防止污垢重新沉积于干净设备的表面
7 检查该步骤的作用是检查设备的表面和清洁度并改进所有不符合要求的地方
8 消毒加入消毒剂杀灭残余微生物因为只有杀死微生物才能减少加工表面和设备对产品的污染
表14-2 乳制品加工设备的手工清洗方法
设备 推荐清洗方法
重量计量罐能在厂内接受和或转移原料
牛奶排空后立即进行冲洗拆开所有阀门和其它配件清洗重量计量罐冲洗罐和配件在使用前灭菌
罐体贮罐加工罐
打开出口阀排空用少量38水冲洗数次拆卸其它配件和搅拌器刷或高压冲洗缸罐和配件在重新使用前冲洗和重新安装消毒后的配件彻底清洗人工盖阀门出口细玻璃凹陷和所有的空气管进行高压喷淋以保持罐和缸身的清洁减少表面破坏和清洁表面的污染
分批巴氏杀菌罐和热加工表面
排空产品后立即降温至49以下立即清洗用筛子疏松烧焦的产品如果不能冲洗缸则在其中灌满温水32~38以待清洗清洗方法与其它加工缸相同
缸中的盘管 虽然不经常使用但是由于盘管的一些表面难以触及所以清洗困难预冲洗后将热水灌入缸中直至覆盖住盘管的底部当所有暴露盘管洗刷完毕后添加清洗剂并旋转盘管
均质器 在设备安装前进行预冲洗拆开并清洗每个部件将干净的零件置于零件架上晾干使用前消毒和重新安装
消毒泵 使用后拆下泵头用温水38进行彻底冲洗拆下转轮并放入盛有49 ~50
清洗剂的桶内清洗进水口卸下零件和内膛刷洗转轮并将其置于篮内搁在零件桌上晾干
离心机 非CIP型设备必须用手工清洗先用38水进行冲洗直至排出水干净为止然后拆卸并冲洗中心部分和盘并放入清洗缸内为了避免损坏分离器和澄清器盘和其它容许的闭合部分应该放在不同的清洗缸内每个盘应该分开清洗冲洗并彻底晾干如果分离器只在白天间歇使用每次使用后至少应该用100L温水冲洗利用中等碱性润湿剂可提高冲洗效果
六其它清洗方法
如果不能采取机械化清洗而必须采用手工清洗时应该遵循下述原则
1清洗过程包括用37~38的水预冲洗
2清洗剂的pH值应低于10以减少其对皮肤的刺激清洗剂的温度必须保持在45利用加液刷能有效完成手工清洗操作难以清洗的填料部分和其它部份应该用拆卸清洗设备清洗以便于有效除去表面的油和其它沉积物
3 后冲洗操作应该使用37 ~38的温水然后用空气干燥
4消毒操作包括喷洒和浸泡含氯消毒剂
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表14-2对不同类型乳制品加工厂中手工清洗设备的特性进行了分类和总结
第五节 清洗设备
乳制品加工厂的清洗包括在各使用阶段后用物理方法清除所有产品接触表面的污垢然后利用消毒剂进行消毒处理虽然不与产品接触的表面不是最重要的关键因素但是也必须清洗乳制品加工厂清洗方法的变化取决于企业规模大型企业中一般利用CIP体系清洗最主要的部分
CIP清洗技术是清洗管道制乳设备大体积贮罐以及整个加工操作中绝大多数设备的标准清洗方法因为乳制品加工厂中设备的使用时间一般没有24小时所以加工设备和加工区域必须每天清洗对长时间连续使用的管道和贮存体系可减少清洗频率每隔三天清洗一次
一 CIP和再循环设备
CIP方法的有效性取决于工艺的变化如时间湿度浓度和压力应该尽量减少清洗时间和冲洗时间以节省水和清洗剂但必须保证能除去污垢实现有效清洗清洗时间的长短受温度浓度和压力的影响高效CIP体系能降低35%~40%清洗能耗
八十年代曾爆发过消毒牛奶沙门氏菌病据说是由生牛奶和消毒牛奶之间的一只CIP四通阀引起的为了防止再次发生这类事件许多乳制品加工厂在其原料接收区域安装了一只完全独立的三通阀
用于CIP设备的清洗液温度应该尽可能低但是要求在最小清洗剂使用量下仍能保持有效清洗冲洗温度也应该足够低以避免硬水形成沉积物
压力或物理作用力决定了清洗剂对清洗表面的清洗效率以及清洗体系的控制方法选择并利用一台合适的高压泵提供足够的压力或物理作用力使管道和贮罐中形成足够的湍流便可得到最高的清洗效率
乳制品加工厂的CIP操作通常分为两大类喷洒清洗和管道清洗也经常使用其它闭合回路如高温短时HTST设备
虽然用于乳制品加工厂的喷淋设备有多种类型但永久性固定安装的喷淋设备比移动式设备和旋转或振荡式设备更加经久耐用前者还具有其它优点例如没有移动部件采用不锈钢结构操作方便提供的压力变化小等等
管道清洗的原理包括将产品泵入CIP循环中某个早已确定的点产品贮存罐产品能从该点进入并经过循环回到该点从贮罐到循环泵入口循环管应该有大约2%斜度每台喷淋设备都应该配置压力和流量控制器
CIP设计中的返回弯管连接处配置的壳式和管式换热器能接入CIP管路循环中或者作为一个独立操作进行单独清洗可安装能自行排水的三管型列管式换热器板式换热器便于检修设计灵活容易适应新用途因此其应用比列管式换热器更加广泛
在CIP操作中清洗剂必须与污垢表面充分接触而且应该保持一定的浓度目前拥有的各种类型的CIP体系都很有效本书第九章详细讨论了CIP体系的基本形式有些CIP体系经改进
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后能将最后一步清洗液作为下步清洗循环的补充水并能分离和回收最初清洗液以减少废水排出量
自70年代中期开始在CIP体系中安装了能回收水和清洗溶液的单独使用装置以减少清洗循环的耗水量同时也使体系具有较高的灵活性和可靠性安装这些单独使用装置的目的是为了回收某一清洗循环中的清洗溶液和后冲洗用水将其暂时贮存起来作为下步清洗循环中预清洗阶段清洗剂与水的混合溶液重新利用与其它方法相比该方法使喷淋清洗体系的用水量减少
25%~30%清洗剂消耗量减少10%~15%由于预清洗溶液在除去污垢时把热量带入容器中因此采用这项技术使蒸汽消耗量减少12%~15%如果将CIP再循环装置用于清洗含有大量不溶性污垢的设备应该在回收体系中安装高压粗滤器离心机或沉降池以防止污垢进入循环并损害喷淋作用根据从记录图上收集的资料可审核整个CIP体系操作的正确性同时这些资料可作将来需要时之参考
二COP设备
乳制品加工厂中COP设备的推荐操作步骤如下
1预冲洗用37 ~38的水冲洗并除去重污垢
2 冲洗采用30 ~65的含氯碱性清洗液循环清洗10 12min以除去预冲洗阶段没有除去的污垢
3 后冲洗用37 ~38的水清除所有残留的污垢和清洗剂
三贮存设备的清洗
经适当设计并配置合适喷淋装置的贮存罐是实施有效喷淋清洗的必要条件带固定底座永久性安装的喷淋装置在工业中的应用比旋转和震荡式喷淋装置更加广泛由于它用不锈钢制成而且没有可移动零件因此经久耐用很少需要维修这种设备的运行不受供压变化的影响而且喷淋液能不断喷到所有待清洗的表面上采用4~10 L/min/m
2
喷淋速度便能适当喷洗圆柱形和矩形罐的内表面设计的喷洗形式是在贮存罐上部三分之一处喷洗由于设备包括配置了复杂搅拌器的加热和冷却盘管因此需要特殊的喷淋形式以便于增加喷洗的压力和体积覆盖所有待清洗表面
清洗立式仓型罐需要的流速为27~60 L/m罐周长由于喷淋设备的检查和清洗工作较为困难所以在这种类型贮罐中通常使用不易阻塞的盘状喷淋器虽然大多数喷淋清洗采用标准喷淋法但是为了便于使用真空煲干燥机蒸发器和一些具有特殊加工性能的复杂容器从而采用了一些特殊装置如盘状喷淋球状喷淋和环状喷淋
清洗具有喷淋装置的大罐与清洗管道的方法不同预冲洗和后冲洗通常采用高压喷淋技术在该技术中水以每15 30秒钟喷射三次或三次以上而且在连续喷射之间罐内要完全排空这种方法在除去沉积的污垢和泡沫方面比连续冲洗更加有效而且耗水量也更小
与循环管中的污垢相比沉积于贮存罐和加工容器中的污垢在组成上的变化更大因此这类
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设备的清洗技术也是多种多样的对污垢较少的表面如牛奶和低脂牛奶副产物贮罐表面利用软水进行三次连续喷射预冲洗便可实施有效清洗也可以先用55含氯的碱性清洗剂循环清洗
5~7min再用自来水两次连续喷射后冲洗最后用酸性自来水再循环冲洗1~2min同样可以进行有效清洗对于含脂肪和总固形物较多而且粘度较大的产品可适当增加循环时间和温度
冷却表面与烧焦表面上的污垢组成不同前者含有较多的蛋白质和矿物质成份清洗烧焦表面上的污垢需要较高的清洗剂浓度和较高的温度高达82而且清洗时间必须长达60min利用热的碱性清洗剂和酸性清洗剂循环清洗也能有效清洗烧焦表面上的大量污垢
表14-3列举了各种清洗过程中常用清洗剂和消毒剂的典型浓度虽然在实际操作中会存在一些变化但是仍应该考虑推荐浓度
表14-3 各种清洗过程中常用清洗剂和消毒剂的典型浓度
清 洗 含氯清洗剂ppm 酸/酸性氯离子消毒剂ppm
牛奶贮存和运输罐
奶油浓缩牛奶冰淇淋贮罐
1,500~2,000 100
中等热处理加工容器 2,500~3,000 100~300
严重烧焦表面 4,000~5,000
0.75~1.0% NaoH
100~200
pH2.0-2.5的酸冲洗
注清洗后应该考虑用酸冲冼
清洗程序取决于生产过程中通过体系的产品性质除了上文讨论的清洗方法以外有关加工体系的推荐清洗方法如下
牛奶脱脂牛奶和低脂产品加工设备根据这些产品中的矿物质含量利用酸性清洗剂进行
20 30min循环清洗接着直接加入强碱性清洗剂再循环清洗45min左右便能有效清洗加工设备在酸性和碱性清洗剂交换清洗过程中可用冷水清洗
奶油和冰淇淋加工设备这些产品具有较高含量的脂肪和较低含量的矿物质因此首先宜采用碱性清洗剂只需循环清洗30min左右便能有效清洗加工设备碱性清洗剂的浓度范围为0.5%
1.5%苛性碱酸的加入量以控制pH2.0~2.5为宜确定再循环过程中最佳清洗温度的实用原则是以产品转移过程中的最高加工温度为参考清洗溶液的温度比它高5即可
四干酪加工区域和设备
硬干酪和半硬干酪腐败的两种主要现象是微生物通常是霉菌在表面生长和微生物在干酪内部生长且产生气体导致干酪腐败的微生物有青霉菌属Penicillium交链孢属
Alternaria曲霉属Aspergillus假丝酵母Candida丛根孢属Monilia和毛霉属
Mucor其中由青霉菌属导致的干酪腐败占80%采用空气无菌过滤对加工表面用紫外线灭菌在包装材料表面涂布抗霉菌生长的涂料等措施可减少霉菌生长繁殖肠杆菌科
Enterobacteriaceae芽孢杆菌Bacillus梭状芽孢杆菌Clostrimn和假丝酵母Candida
是一些常见的产气微生物Varnam和Sutherland 1994报道污染软干酪的微生物有革兰氏阴性菌如荧光假单胞杆菌Pseudomonas Fluorescens恶息假单胞菌P,putida和团聚肠
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杆菌Enterobacter agglomerans来自于清洗用水或添加剂中的大肠杆菌属致腹泻菌革兰氏阳性菌如单核细胞李斯特菌
牛奶应该贮存于贮存罐中贮存罐的制造材料和设计都必须以容易清洗为原则但是不能用普通清洗方法清洗的立式贮存罐应该装配CIP清洗体系而且每次清洗时必须排空首先用水冲洗以除去贮存罐中粗污垢然后用清洗液清洗再用水冲洗最后进行灭菌处理只要贮存罐的制造材料允许可以在清洗时联合使用酸性溶液一般情况下应该避免使用蒸汽灭菌优先选用化学灭菌法
与其它乳制品加工厂一样应该科学布置管道以避免消毒牛奶与没有消毒的牛奶发生交叉污染每种产品都应该有独立的CIP设备利用NaOH和HNO3作为循环清洗溶剂可同时完成清洗与灭菌Varman和Sutherland,1994
应该采用一些防腐材料如瓦片或塑料作为盐水槽的衬壁必须维持适当的盐水浓度以减少嗜盐微生物的生长干酪成熟房间的墙壁地板和天花板以及干酪贮存区域应该用含杀菌剂的溶液洗涤
由单核细胞李斯特菌金黄色葡萄球菌和结肠耶尔森氏菌导致的食源性疾病的增加引起了人们的普遍关注如果食品接触表面不干净和灭菌措施不当这些微生物便附着于表面交叉污染的食品或加工人员的身上由于不同浓度的消毒剂对微生物的影响不同所以应该通过实验确定干酪制造过程中每一加工步骤应该采用的消毒剂及其使用浓度
第六节 总结
工厂的平面布局和建筑设计影响微生物的污染和产品的安全性特别重要的是必须确保清洁的空气和卫生用水以及与乳制品接触的表面材料不与产品发生反应
乳制品加工厂中的污垢含有矿物质蛋白质脂肪糖类水灰尘润滑剂清洗剂消毒剂和微生物有效卫生操作规程能减少污垢沉积将化学试剂机械能和消毒剂的应用有机结合起来能有效除去污垢和微生物选择适当的清洗用水清洗剂清洗和消毒设备消毒剂便能实现有效清洗和消毒目前倾向于采用改进的CIP体系将最后的冲洗用水作为下轮清洗循环中清洗溶液的补充用水分离和回收最初的产品-水冲洗液从而使废弃物排放量降至最低对产品各种加工设备和加工区域进行日常微生物分析以检查针对每个加工设备所实施的清洗和消毒操作的有效性
思考题
1,为了实施有效卫生乳制品加工厂必须具备哪些建筑特征
2,乳制品加工厂在采用热水消毒时必须达到多高温度
3,怎样才能完成乳制品加工设备的化学消毒
4,乳制品加工厂的CIP操作通常分为哪两大类
5,哪种刷子最适用于清洗乳制品加工设备
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