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第七章 清洗剂
清洗剂是用于清洗工作的化合物例如用于地面高压清洗和墙壁清洗就地清洗CIP等工作理想清洗剂必须具备经济无毒无腐蚀不结块不易染尘易于测定或计量易于完全溶解贮藏稳定等特性
一般应根据待清洗的设备和清洗范围选择不同的清洗剂选取各种化合物并将其配成一种令人满意的清洗剂需要专业知识和专门技术清洗剂的选择主要考虑待清除污物的性质水的特性采用的清洗方法待清洗的面积以及清洗设备等因素
第一节 污物的特性
食品中潜在的化学污染源是那些在食品生产和制备过程中使用的化合物其中包括清洗剂消毒剂杀虫剂灭鼠剂和空气清新剂这些物质作为食品污染的传递载体可能会污染设备器具或食品接触表面例如只要使用带明显餐具清洗剂味道的玻璃杯就可以感觉到这一点采用喷雾或蒸汽形式使用杀虫剂灭鼠剂空气清新剂和脱臭剂有时也会污染食品如果采用涂料型或固体杀虫剂可相对减少这类污染其它潜在的化学污染物还有颗粒状物质
建立严格的卫生管理制度并在生产和清洗过程中监督执行就能有效防止化学污染除了一般性问题和细节需要注意之外实施卫生操作规程可防止用于食品的容器玻璃金属塑料纸张纸板和异物引起的污染只要全体雇员改掉粗心和不整洁的个人习惯就可以减少甚至消除污染
一物理特性
污物是处于不适当位置的物质由污垢和灰尘有机物质组成食品经营和加工设施中有时可以引入有机物例如切割板上的脂肪沉积物移动传送带上的润滑油沉积物以及沉积在加工设备上的其它有机物
根据去除污物的清洗方法将其分成以下几类
1溶于不含清洗剂的水或其它溶剂中的污物这类污物能溶解在自来水和其它不含清洗剂的溶剂中具体包括无机盐糖淀粉和矿物质通常处理这类污物不存在任何技术问题因为将它们除去仅仅是一种溶解行为
2溶于含增溶剂或清洗剂溶液中的污物酸溶性污物可溶解在pH<7.0的酸性溶液中这类沉积物包括Fe
2
O
3
铁锈ZnCO
3
草酸钙金属氧化物Fe和Zn不锈钢膜层水垢由各
108
种碱性清洗剂与不具有碳酸硬度水中化学成分之间的反应而形成的沉淀物硬水水垢CaCO
3
和
MgCO
3
及奶垢加热时水垢和牛奶表层发生相互作用在金属表面形成的沉淀碱溶性污物可溶于pH>7.0的介质中脂肪酸血液蛋白质和其它有机沉积物在碱性溶液中可溶在碱性条件下脂类和碱反应生成肥皂这一反应称为皂化肥皂是可溶的能作为残留污物的增溶剂和分散剂
3不溶于清洗剂的污物这类污物不溶于常用清洗液中必须使其从吸附表面上散开然后悬浮在清洗介质中
污物的分类还取决于清除污物时所使用的清洗剂类型对某种清洗剂而言它属于某一类但对另一种清洗剂而言它可能属于另一类例如在使用水相清洗体系时糖能溶于水但在干洗工业上采用有机溶剂时糖是不可溶的因此它就属于另一类了选择合适的溶剂和正确的清洗剂在去除污物时是很重要的表7-1总结了各种污物的溶解特性无机类污物可以进一步分类酸性清洗剂最适于清除无机沉积物碱性清洗剂在清除有机沉积物时更有效如果将它们细分很容易确定每种污物的特性和最有效的清洗剂表7-2列出了污物亚类的分类并列举了一些沉积物的例子
表7-1 各种污物的溶解特性
污物的种类 溶解特性 去除难易程度 加热时表面发生的变化
单价盐 溶于水酸 易到难 与难去除的其它组分相互作用
糖 溶于水 易 焦糖化且难以去除
脂类 不溶于水溶于碱 难 发生聚合且难以去除
蛋白质 不溶于水微溶于酸溶于碱
很难 发生变性而且极难去除
表7-2 污物沉积物的分类
污物种类 污物亚类 沉积物实例
无机污物 硬水沉积物
金属沉积物
碱性沉积物
CaCO
3
和MgCO
3
普通的铁锈其它氧化物
便用碱性清洗剂后因不进行适当冲洗而留下的膜层
有机污物 食品沉积物
石油沉积物
非石油沉积物
食物残留
润滑油工业润滑脂和其它润滑产品
动物脂和植物油
就本质而言污物沉积物的特性很复杂如果出现有机污物被无机污物沉积覆盖或相反情形时其特性就更加复杂因此为了最有效地除去污物沉积正确鉴定沉积物的种类和使用最有效清洗剂或合成化合物是很重要的有时为了除去无机和有机沉积混合物不得不采用含有一种以上清洗剂的两步清洗程序表7-3 列举了清除前面讨论的各类污物所需清洗剂的种类
109
表7-3 污物的种类与相应清洗剂
污物种类 所需清洗剂
无机污物 酸性清洗剂
有机污物
非石油类
石油类
碱性清洗剂
溶剂型清洗剂
二化学特性
污物的表面吸附性能受其化学和物理性质的影响例如表面张力润湿能力以及与吸附表面的化学反应性物理特性包括颗粒大小形状和密度有些污物靠粘附力或分散力附着于表面有些污物与被吸附颗粒的表面活性部位结合表面活性剂可降低二者之间的吸附力因为表面活性剂能降低污物的表面能从而削弱污物和吸附表面之间的结合
污物的物理特性也会影响其吸附强度吸附强度与环境湿度和污物与表面的接触时间直接相关此外吸附力还取决于污物的几何形状颗粒大小物体表面不规则程度和增塑性不规则表面和裂缝中的机械截留使污物在设备和其它表面沉积下来
第二节 表面特性对污物沉积过程的影响
在选择清洗剂和清洗方法时应该充分考虑各种表面特性表7-4很明显设备和建筑材料将影响污物沉积过程及其清洗要求
表7-4 食品加工厂中各种材料表面的特性
材料 特性 预防措施
木材 水分脂和油难以保养能被碱软化能被苛性碱破坏
不卫生的木材不应作为材料可用不锈钢聚乙烯和橡胶材料代替木材
黑色金属 酸性清洗剂和氯化清洗剂能加速其锈蚀 这些金属易生锈所以常常需要镀锡或电镀清洗这类表面应该用中性清洗剂
锡 能被强碱和酸性清洗剂腐蚀 锡表面不应与食品接触
混凝土 能被酸性物质和清洗剂腐蚀 混凝土应该是密积的能防酸不染尘可用酸性砖代替
玻璃 光滑不可渗透可被强碱性清洗剂腐蚀 应该用中等碱性或中性清洗剂清洗
漆 表面质量取决于用强碱性清洗剂腐蚀的方法
采用某些符合食品加工厂要求的食品用漆
橡胶 应该是非多孔性无弹性的不受碱性清洗剂影响易受有机溶剂和强酸腐蚀
橡胶切割板常发生弯曲这种表面将使刀片钝化
不锈钢 抗腐蚀表面光滑不可渗透除非发生腐蚀高温下抗氧化易于清洗无磁性
费用昂贵有些种类的不锈钢易受卤素的腐蚀
110
卫生专管员应该相当熟悉食品设施中不同设备和不同区域内使用涂料的特性并且应该知道哪些清洗用化学制品能与表面作用如果企业内管理小组对清洗剂和表面材料的使用不熟悉应该聘请有关顾问或有声望的清洗剂供应商提供技术帮助包括推荐化学制品和卫生程序
第三节 污物的吸附特性
一污物的清除
沉积在裂缝罐缝和其它不规则区域的污物特别是那些清洗剂难以到达区域的污物都很难除去从表面除去污物的难易程度取决于表面的光滑度硬度多孔性和润湿性等表面特性将污物从表面除去一般包括三个步骤Anon.,1976
首先将污物从材料表面或被清洗设备的表面分离可利用高压水蒸汽空气和洗气的机械作用分离污物也可通过改变污物的化学性质例如碱和脂肪酸反应形成肥皂或者不改变污物的化学性质例如利用表面活性剂降低清洗介质的表面张力使其能与污物更紧密地接触
将污物从表面分离时必须采用清洗剂使污物和表面完全润湿清洗剂能降低污物与表面的结合能使污物松散和分离提高清洗剂和水的温度或采用旨在除去表面重垢沉积物的高压喷雾方式能降低结合力同时提高节能效率
第二个步骤是将污物分散在清洗溶液中分散指用清洗溶液将污物稀释的过程如果清洗介质保持足够的稀释度而且污物在介质中的溶解量不超过最高限度那么溶解在清洗溶液中的污物就可以分散开来使用新鲜的清洗溶液能促进污物的分散
有些污物从清洗表面松散后不能溶解在清洗介质中关于不可溶污物的分散较为复杂重要的是需要将污物变成更小的颗粒或微滴以便于将其从待清洗表面上除去在实际操作中通过搅动高压水或洗气提供机械能使污物分散成小颗粒以补充清洗剂的作用清洗剂能降低活化能它与机械能共同作用将污物变成小颗粒并从表面分离
第三个步骤是防止已经分散的污物重新沉积及时将分散溶液从清洗表面除去可减少重新沉积减少重新沉积的其它方法还有在分散液仍与表面结合时要不断搅动以阻止分散污物的重新沉积抑制清洗剂和污物中水的反应需注意的是清洗剂中存在的肥皂或者脂肪皂化形成的肥皂会产生硬水沉积物含螯合剂的软水可减少形成这种沉积物的可能性冲洗或漂洗表面以消除聚集在表面的残留溶液和分散的污物保持良好的污物分散性以避免其重新截留于待清洗表面上
111
表面活性剂吸附在污物颗粒表面使颗粒带有与其相同的电荷由于带同种电荷颗粒间的相互排斥作用抑制了污物聚集成更大颗粒的趋势同时覆盖着表面活性剂的颗粒和覆盖着表面活性剂的待清洗表面之间也存在同样的排斥作用因此可以将污物在表面的重新沉积减小到最低程度
清洗体系通常包括提供机械能的设备降低表面吸附污物自由能的清洗剂以及用于杀灭与沉积污物结合之微生物的消毒剂能否成功地除去污物取决于清洗程度选用的清洗剂水质的好坏是否将高压用于清洗介质是否用机械搅拌以及清洗剂和介质的温度等因素
二清洗介质的作用
水是除去污物过程中使用最广泛的清洗介质其它清洗介质包括空气和有机溶剂空气主要用于除去包装材料灰尘及其它不能用水作为介质的碎片有机溶剂主要用于除去润滑剂和其它类似的石油制品
水作为清洗介质的主要作用包括1漂洗以除去大体积污物颗粒2润湿或软化表面上必需除去的污物3将清洗剂传送到待清洗区域4使污物悬浮在介质中5从清洗表面移去悬浮的污物6漂洗以除去清洗区域内残留的清洗剂7将消毒剂传送到清洗区域
作为清洗介质的水必须符合一定的要求一般要求水不含微生物清澈无色无腐蚀性无矿物质常称为软水硬水中含有矿物质可能会干扰某些清洗剂的作用从而降低清洗效率有些清洗剂与硬水的相互作用会产生相反的效果
第四节 清洗剂的特性
食物微粒和其它碎片提供了微生物繁殖所需的营养素在清洗操作中由于氯化清洗剂和消毒剂的作用被抵消因而不能渗透或接触到微生物结果使微生物受到保护因此要完全除去污物必须通过机械能和清洗剂的共同作用才能清除污垢并杀灭微生物
一清洗剂的作用
清洗剂的主要作用是降低水的表面张力使污物移出并松散下来成为悬浮的污物颗粒同时立即将其冲走在一个完整的清洗过程中需要采用消毒剂以杀灭清洗中暴露出来的残余微生物
112
历史最为悠久且广为人知的一种清洗剂是肥皂由于其清洗效果不好能与硬水反应形成不溶性凝胶如浴缸中形成的污垢圈因此在食品加工和经营业中很少使用碱性皂对清洗的作用在于它能悬浮脂油和工业润滑剂等水不溶性物质的颗粒从而将其除去虽然脂或油悬浮后很容易通过冲洗除去但是残留的膜层仍然存在水不溶性物质与肥皂相互作用而悬浮的过程称为乳化
在乳化过程中清洗剂与水和污物相互作用图7-1说明了清洗剂分子中溶于水的亲水部分和溶于污物的疏水部分当清洗剂分子将污物包围并形成胶束时就得到悬浮的污物颗粒图7-
2
图7-1 离子型表面活性剂分子 图7-2 通过形成胶束而悬浮的污物颗粒
二影响清洗效果的因素
影响清洗效果的因素Anon.,1996如下
时间Time与清洗表面的接触时间
作用Action表面产生的物理作用力速度或流动性
浓度Concentration清洗剂的用量
温度Temperature清洗溶液的能热量
水Water用于配制清洗液
人员Individual从事清洗操作的工人
性质Nature污物的组成
113
表面Surface待清洗物质的表面特性
上述因素都是与清洗有关的重要因素可用它们的首字母TACTWINS加以概括
三有关清洗剂的术语
清洗剂是由多种化合物组成的制剂每个制造清洗剂的公司都有自己的品牌和代号本文主要介绍配制清洗剂的各种试剂并没有推荐或批注任何品牌的产品选择清洗剂的最佳原则是同类清洗即酸性污物采用酸性清洗剂碱性污物采用碱性清洗剂
若要进一步熟悉清洗剂的性质有必要了解下述术语
1螯合剂一种常用于清洗剂的添加剂通过与具有硬度的组分以及钙盐镁盐结合抑制其在设备表面的沉积这类试剂也能结合其它离子
2乳化一种复杂的行为能将油和脂肪物理分解成能分散于介质中的小颗粒虽然污物仍然存在但其物理尺寸减小了
3胶溶指蛋白质污物表面的碱性物质反应形成部分可溶性物质然后进一步形成胶状溶液的过程
4漂洗能力指清洗剂最大限度除去表面污物的能力
5皂化碱性物质在不溶性污物如动物脂和植物油表面形成可溶性肥皂的过程
6多价螯合剂一种与清洗剂混合的无机成分用于防止硬水中某些离子形成不稳定盐类沉淀如果存在碱性化合物或在高温下这些不稳定盐会分解加热后许多碱性清洗剂效果更佳但高温清洗液有助于形成CaCO
3
和MgCO
3
沉淀通常称之为垢螯合剂是一种化学试剂在溶液中螯合Ca
2+
和Mg
2+
防止其与清洗剂形成不溶液性凝结物进而沉淀析出
7表面活性剂一种复杂的分子当其与清洗剂混合时能降低水的表面张力使污物沉积物与清洗介质的接触更加紧密
8悬浮指清洗剂将污物颗粒松散悬浮并保持在溶液中的过程
9水硬度指水中CaCl
2
MgCl
2
硫酸盐和碳酸氢盐等盐类的含量永久性硬度通常指水中
CaCl
2
MgCl
2
和硫酸盐的含量这些盐相当稳定在多数条件下可溶清洗时出现的问题最少暂时性硬度指水中Ca(HCO
3
)
2
和Mg(HCO
3
)
2
的含量这些盐相对可溶但不稳定在不稳定条件下会在设备热交换器及水器皿上形成白色沉积物水的总硬度为永久性硬度和暂时性硬度之和
10水软化除去水中Ca Mg离子或使其失活的过程利用螯合作用即加沉淀剂如
Na
3
PO
4
使Ca Mg离子形成不溶性盐而沉淀析出或利用商业水软化剂通过离子交换作用取代
Ca Mg离子以达到软化水的目的
114
11浸润渗透由表面活性剂产生的作用由于表面活性剂特殊的化学结构使其浸润或渗透污物沉积物并使沉积物逐渐从表面松散下来
第五节 清洗剂的分类
食品工业中使用的多数清洗剂属于混合物将各成分混合起来得到一种具有一定特性和多种清洗功能的产品在食品经营业和加工厂中最常用清洗剂的类型如下
一碱性清洗剂
在食品卫生中常用pH描述清洗溶液的性质pH是氢离子浓度的负对数值pH7~14的溶液称为碱性溶液而pH0~7则称为酸性溶液pH0~pH7酸性逐渐下降至pH7为中性pH从
7~14碱性逐渐增强根据碱性清洗剂的特性可将其分成几个亚类
一强碱性清洗剂
这类清洗剂具有很强的溶解能力和腐蚀性能使皮肤烧伤溃烂结疤接触时间过长可能会使组织长期受损吸入烟或雾状强碱性清洗剂会使呼吸道受损强碱性清洗剂和水混合会发生吸热反应产生的热量能使溶液煮沸或蒸发爆沸的腐蚀性化合物可能会溅到附近员工的身上
强碱性清洗剂有NaOH烧碱和具有高N
2
O SiO
2
值的硅酸盐加入硅酸盐可减少NaOH腐蚀性并提高其渗透和漂洗效果这类清洗剂常用于除去商业用炉和烟熏室中的重型污物但对于除去矿物质几乎无效NaOH具有很强的杀菌能力蛋白质溶解性和反絮凝/乳化性质因而适用于除去重型污物但是鉴于NaOH可能会给人和设备带来危害所以不能作为手工清洗剂使用
二重垢型碱性清洗剂
这类化合物有一定的溶解能力一般有轻微的腐蚀性或者无腐蚀性但长时间与身体接触可能会除去皮肤上的必需油脂使皮肤容易被感染
这类清洗剂的活性成分为硅酸钠一种良好的缓冲剂六甲基磷酸钠偏磷酸钠碳酸钠和磷酸钠其中磷酸钠因其良好的污物乳化能力而广为人知加入亚硫酸盐可以使镀锡和镀锡表面少受腐蚀这些清洗剂通常和高压或其它机械化学系统一起使用能有效去除油脂但对于控制矿物质沉积物毫无作用碳酸钠是最早作为碱性清洗剂使用的一种化合物,主要作为缓冲剂使用硼沙也可作为缓冲剂加入碳酸钠价格相对较低在许多配方中作为缓冲剂广泛应用于重垢型清洗剂和手工清洗剂中
三中等碱性清洗剂
115
中等碱性清洗剂常存在于溶液中用于手工清洗轻度污染区中等碱性清洗剂有重碳酸盐倍半碳酸盐焦磷酸四盐磷酸调节剂螯合剂和烷基芳香基磺酸盐表面活性剂这些化合物有良好的水软化能力但不能控制矿物质沉积物
表7—5总结了各种常用碱性清洗剂的特征乳化性去污性和腐蚀性
表7—5 常用碱性清洗剂的清洗特征
碱性清洗剂 0.5%溶液的pH 去污性* 腐蚀性* 乳化性*
氢氧化钠(烧碱)
原硅酸钠
倍半硅酸钠
硅酸钠
磷酸钠
碳酸钠(苏打)
焦磷酸四钠
倍半碳酸钠
三聚磷酸钠
四磷酸钠
碳酸氢钠
12.7
12.6
12.6
12.0
11.8
11.3
10.1
9.7
8.8
8.4
8.2
2.5
3.0
2.0
3.8
3.5
1.5
3.5
1.3
2.0
3.0
1.5
3.5
4.0
3.2
0.8
4.0
4.0
3.0
3.2
2.0
1.0
2.3
2.0
3.0
2.5
4.0
2.8
2.8
0.0
2.5
0.0
0.0
1.5
*以4.0为基组 0表示无该项性质 4表示该项性质很好
摘自Anon,1976
二酸性清洗剂
酸性清洗剂用于去除表面结垢的物质和溶解矿物质沉积物这类清洗剂在去除因使用碱性清洗剂或其它清洗剂而形成的矿物质沉积物时特别有效存在于水中的部分矿物质在加热到80以上时会沉积下来粘附于金属表面形成锈或白垢酸性清洗剂能与这些沉积物中的矿物质发生化学反应使矿物质溶于水而易于去除
有机酸如柠檬酸酒石酸氨基磺酸和葡萄糖酸也是很好的水软化剂这些有机酸易于漂洗不会腐蚀或刺激皮肤虽然无机酸也能有效去除并控制矿物质沉积物但他们对皮肤的腐蚀性强且有刺激性酸性清洗剂是一种专一型清洗剂并非在各种情况下都有效在去除油脂和蛋白质引起的污物时酸性清洗剂并不能与碱性清洗剂一样有效碱性清洗剂能降低有机污物的化学结合从而减少截留力和粘滞力而酸性清洗剂则不具备这种功能
一强酸性清洗剂
这类清洗剂对混凝土多数金属和植物都有腐蚀作用有些清洗剂在加热时能产生腐蚀性有毒气体吸入可引起肺部溃烂在清洗操作中用强酸性清洗剂去除蒸汽发生设备锅炉和一些加工设备中的表面结壳物以及矿物质形成的垢如果溶液温度太高矿物垢又重新沉积在清洗设备上形成一层失去光泽或白色的膜
116
食品工厂清洗操作中所用的强酸性清洗剂有盐酸或盐酸化的氢氟酸氨基磺酸硫酸和磷酸因为硫酸和硝酸有腐蚀性所以一般不用于手工清洗中可以利用一些腐蚀抑制剂来降低清洗剂的腐蚀性例如硝酸溶液的抑制剂为铬酸钾盐酸的抑制剂为丁胺
磷酸和氢氟酸都能使某些金属清洗和光亮但氢氟酸会腐蚀不锈钢而且使用时常产生氢气操作比较危险磷酸在美国清洗剂工业中使用广泛相对来说磷酸的腐蚀性较低能与许多表面活性剂互溶而且可用于手工和重垢清洗过程中
二中等酸性清洗剂
这类化合物具有中等程度的腐蚀性可能会导致过敏反应有些酸性清洗剂会伤害皮肤和眼睛中等酸性清洗剂有乙酰丙酸羟基乙酸乙酸和葡萄糖酸可在中等酸性清洗剂中加入润湿剂和腐蚀抑制剂例如2—萘喹啉吖啶9—苯基吖啶用于手工清洗中的有机酸的价格比其它酸性清洗剂贵这些中等酸性清洗剂也可作为水软化剂使用
三溶剂性清洗剂
溶剂性清洗剂通常用于维修过程中以去除石油类污物和工业润滑油一般情况下应该严格控制其使用
一活性氯清洗剂
Wyman 1996年曾报道活性氯清洗剂如NaClO KClO能有效除去碳水化合物和蛋白质污物因为活性氯能与这些物质剧烈反应使其发生化学改性容易与其它组分作用当清洗表面上的污物由某种形式的淀粉或蛋白质组成的食品引起时使用活性氯清洗剂特别有效同时活性氯清洗剂还能有效去除表面的霉菌
许多碳水化合物可以通过交联形式的化合键使许多大分子结合在一起(Wyman 1996在这种情况下大分子化合物不能溶解因而难以将其从表面清除下来据Wyman 1996报道根据热学知识在加热条件下碳水化合物的交联度增加结果使清洗工作更加复杂活性氯清洗剂能打断交联的化学键使污物变成小分子而且溶解性更大的化合物从而提高了清洗的速度和效率
活性氯例如次氯酸盐能进攻结构庞大复杂的碳水化合物分子使其分解成分子小更易于溶解和去除的衍生物Wyman 1996因为活性氯反应很快只要使部分分子发生改变就可以达到改变污物性质使其容易去除的目的只有少数活性氯具有有效清洗的能力
当NaClO和碳水化合物反应时前者能降低淀粉的分子量并提高其溶解能力在多数情况下反应速度随温度升高而增加次氯酸盐在pH8.5时是一种有效的生物杀菌剂在采用这种化合
117
物作清洗剂时pH8比pH10时反应速度更快当pH较低时许多次氯酸盐以次氯酸的形式存在而次氯酸比次氯酸盐能更快地分散细菌和碳水化合物残留从而加快了清洗反应的速度
蛋白质通过大分子中的化学键而交联.由于分子中的某些原子比其它原子有更强的吸引电子的能力,从而产生了氢键.此反应导致了分子间的静电作用,使得蛋白质的去除变得更加复杂(Wyman
1996)而且,由于氢键的相互作用导致蛋白质的溶解度降低.活性氯清洗剂和不溶性蛋白质反应,使蛋白质分子中的二硫键迅速氧化并降解,从而易于溶解或分散就提高蛋白质溶解度而言降解反应不必彻底少量次氯酸盐就能去除较多的蛋白质
当这类分子与次氯酸盐反应时氨基化合物中与氮相连的氢离子能被氯取代Wyman 1996
假设这是与蛋白质发生反应的结果用氯取代与氮键合的氢就可以减少氢键的形成从而提高蛋白质的溶解度根据这一假设可进一步解释为什么活性氯能降解蛋白质并使其溶解易于从污物表面去除或者至少解释了为什么活性氯能使蛋白质变性从而加速二者之间的反应结果去除蛋白质但是次氯酸清洗剂不具备贮存稳定性制成后应尽快使用不能放置太久以免失效
二合成清洗剂
合成清洗剂中主要成分所起的作用与肥皂一样——乳化油脂润滑油只是不发生形成凝结物的反应肥皂的亲水末端在硬水中能形成凝结物但合成清洗剂的亲水末端则没有这个特性合成清洗剂的有效性在于化学结构中的氢能降低溶液的表面张力增强颗粒的润湿性防止污物颗粒絮凝并促进其悬浮Anon 1976
润湿剂可分成以下三类
1 阳离子型润湿剂如季铵一般将其视为消毒剂而不是润湿剂因为这类清洗剂都是强杀菌剂润湿效果较差在水溶液中他们产生带正电荷的活性离子
2 阴离子型润湿剂它在溶液中形成带负电荷的活性离子因其能与碱性清洗剂相溶具有良好的润湿性所以阴离子型润湿剂经常作为清洗剂的润湿剂使用与阳离子型润湿剂不同的是阴离子型润湿剂没有杀菌能力
3 非离子型润湿剂 在水溶液中不带电荷因此他们在酸性和碱性条件下都有效这类润湿剂对清洗剂产生的肥皂水也有作用其主要问题是产生泡沫使排水和污水体系中的清洗更加复杂要使清洗剂发挥作用并不一定要起泡非离子型润湿剂的优点是它不受水硬度的影响润湿剂作为清洗剂的组成成分起着重要的作用多数润湿剂具有较强的乳化能力分散能力和润湿能力他们无腐蚀无刺激一般易于从其它表面上冲去
合成清洗剂的性质受分子中溶于水的部分亲水部分和不溶于水的部分疏水部分的影响表7—6总结了各种合成清洗剂的性质
118
表7—6 合成清洗剂的性质
合成清洗剂的类型 表面活性 稳定性
阴离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
肥皂类
硫酸化乙醇
硫酸烯
磺化油
硫酸单甘酯
硫酸酰胺
烷芳基聚乙醚硫酸盐
好
极好
好
差
好
好
极好
一般
一般
好
好
好
好
好
极好
较好
好
差
好
好
较好
无
一般
一般
较好
一般
差
极好
好
一般
一般
一般
一般
好
极好
差
一般/好
一般
好
好
好
好
烷基磺酸盐 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
Petronates
Nytron
磺酸酰胺
硫代琥珀酸
磺酸醚
烷芳基磺酸盐
杂环磺酸盐
差
好
极好
好
极好
极好
好
好
一般
好
一般
好
一般
一般
差
较好
较好
好
极好
极好
好
较好
极好
极好
极好
好
好
极好
好
极好
极好
极好
好
好
极好
一般
好
极好
极好
好
好
极好
阳离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
三胺
杂环磺酸盐
季胺盐
一般
一般
好
一般
好
好
一般
一般
好
差
差
一般
好
好
一般
差
好
差
非离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
脂肪酸胺冷凝物
乙烯氧化脂肪酸
烷芳基聚乙醚乙醇
环氧乙烷脂肪醇冷凝物
极好
差
极好
差
较好
极好
极好
好
好
极好
极好
好
差
一般
好
极好
好
一般
一般
极好
差
极好
极好
极好
混合型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
硫醚
普鲁兰
差
差
好
好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
摘自:Anon.,1976
三碱性皂
皂类是脂肪酸和碱性化合物反应产生的羧酸碱性盐大多数商业用皂由脂肪酸系列的月桂酸
C12到硬脂酸C18环烷酸松香和单价碱如Na
+
K
+
NH4
+
或铵盐制得因为皂类在硬水中的清洗效果不佳在酸性溶液中一般会失活因此在工业清洗中用得并不多
四酶类清洗剂
随着人们对有关细菌吸附知识的增加在选择清洗剂时应优先考虑使用酶类清洗剂将污物分解成小碎片同时破坏污物的吸附部位最终将其从表面去除这些清洗剂属于蛋白质一类一般要求在不高于60的条件下使用它们在降解蛋白质时对碱性侧基的作用力最大这类清洗剂不含氯或磷而且比含氯消毒剂的腐蚀性小将来可能会广泛应用于食品工业中它们还能降低
119
污水的pH酶类清洗剂的缺点是它们是液体清洗剂需要安装喷射装置同时还要设计一个两步活化程序它们并不象含氯消毒剂那样适用于各种污物的清洗过程
四民用清洗剂中磷酸盐的替代品
美国许多州政府禁止在民用清洗剂中使用磷酸盐但是推荐使用的磷酸盐替代品如碳酸盐和柠檬酸盐却达不到人们所期望的去污效果Lovingood 等报道1987未经复配的液体清洗剂和用磷酸盐复配的粉状清洗剂在去除污垢和保持白度方面都优于用碳酸盐复配的粉状清洗剂虽然用碳酸盐复配的清洗剂价格便宜但其在清洗过程中易产生沉积物聚集在洗净的物品上部分聚集在洗衣机上特别是在硬水作清洗介质时这种现象更为严重因此其使用效果并不令人满意
一溶剂清洗剂
溶剂清洗剂是具有溶解污垢沉积物能力的醚或乙醇类物质这些化合物常用于清洗石油制品如润滑油和润滑脂所形成的污垢由于大部分有机污垢能被碱性清洗剂皂化因此常用碱性或中性清洗剂清洗有机污垢吸附在设备上的有机污垢一般都采用溶剂清洗剂这类污垢常常不是直接出现在加工设备的表面而是在设备的内部
溶剂清洗剂由石油产品中各种易挥发物质以及润湿剂水质软化剂和其它添加剂制成重垢型溶剂清洗剂不与水混溶因此在加入水时常形成乳状液虽然某些低溶剂含量的溶剂清洗剂在与水混合后仍然具有去除润滑脂的作用但是重垢型溶剂清洗剂在使用时一般不加水
二清洗助剂
清洗助剂是添加于清洗剂中用于保护敏感表面或提高化合物清洗性能的某些添加剂
三保护助剂
1酸性化合物
酸性化合物常用于合成清洗剂中清洗对碱敏感的表面如涂层或涂料的表面以及某些轻金属污垢的去除过程中下述酸性化合物都可用于保护对碱敏感的表面
磷酸能有效除去锈迹和金属碎屑并钝化金属表面常用于涂漆前对金属进行清洗
草酸在不破坏金属本身的前提下能非常有效地除去由铁氧化物形成的锈迹由于草酸能与硬水中的物质反应形成一种有毒沉淀物——草酸钙因此在使用之前必须采取一些预防措施
柠檬酸虽然不会形成有毒化合物但在去除铁锈的方面不及草酸有效
120
葡萄糖酸通过螯合作用去除强碱和蛋白质膜而且不产生毒性后果常作为水质调节剂使用
硫酸氢钠常用于重垢粉状酸性清洗剂中价格便宜
2保护性胶体和悬浮剂
亲水性胶体具有防止颗粒重新沉积于清洗表面上的作用一般称之为保护性胶体增稠剂和悬浮剂其中包括明胶胶质淀粉硫酸钠纤维素羟甲基纤维素其它一些具有保护作用的试剂如下
弱碱高硅化合物如玻璃态或胶态硅酸酯硅酸盐铬酸钠和明胶这些物质能阻止锡和铝的附着
铬酸钠或铬酸氢钠四硼酸钠和硝酸钠可用于中性清洗体系中这些化合物是防止钢铁腐蚀的有效抑制剂
硅酸钠或胶态硅酸酯可保护玻璃及搪瓷表面使其免受苛性碱的浸蚀
亚硫酸钠氟代硅酸钠和亚硫酸氢钠都是清洗体系中的还原剂这些化合物通过去除溶解于清洗液中的氧气而保护锡和锡板表面
第六节 清洗助剂
有多种助剂能保护敏感表面或提高化合物的清洗性能下面将介绍某些常用的清洗助剂
一螯合剂
螯合剂通过螯合作用与镁离子和钙离子络合形成新的化合物从而有效降低与水硬度有关的成分形成污垢沉积物的作用螯合剂由聚磷酸盐或有机胺衍生物组成各种磷酸盐在热稳定性润湿和漂洗能力对水的调节能力硬度及螯合能力等方面有所不同
清洗剂由表面活性剂和增效助剂组成增效助剂通过控制那些可能降低表面活性剂效能的清洗溶液的性质来提高清洗剂的清洗效果一般认为磷酸盐是一种很好的助剂 尤其是在重垢型清洗剂中磷酸盐在清洗剂中通过以下几方面发挥其作为增效助剂的作用
增强润湿性提高清洗剂的最终清洗效果
在不产生危害的前提下为有效清洗提供所必须的碱度
由于具有缓冲能力能保持清洗溶液所需的适当碱性
通过降解作用乳化油及润滑脂类形成的污垢并最终使其离开需清洗的表面
疏松污垢防止污垢的悬浮物再次沉积到清洁表面上
使矿物质保持溶解状态避免其再沉积到待清洗物上同时达到软化水质的效果
121
降低清洗表面的细菌数目
某些聚磷酸盐具有一些特殊的性质如焦磷酸钠具有非常好的缓冲能力胶溶性质及有限的螯合能力焦磷酸四钠虽然不像高级磷酸盐那样具有螯合钙的能力但在温度高于60
0
C和强碱性溶液中却非常稳定
三聚磷酸钠和四聚磷酸钠螯合钙的能力优于焦磷酸钠但是当温度高于60
0
C或更高时容易转变成正磷酸盐或焦磷酸盐而失效六偏磷酸钠是一种有效的钙螯合剂但它螯合镁的能力有限无定形磷酸盐处于复杂的玻璃态螯合钙的能力特别强
有机螯合剂一般用于水质调节剂中在螯合钙镁和减少污垢聚集方面比磷酸盐更为有效最常用的有机螯合试剂是乙二胺四乙酸盐这种螯合剂在温度高于60
0
C以及长时间保存的溶液中都是稳定的当pH值升高时乙二胺四乙酸盐的螯合性能也随之提高这类螯合剂也可用于机械润滑油的配料中
二表面活性剂
表面活性剂的作用就是帮助清洗剂和消毒剂移动到待清洗的表面上尽管表面活性剂的主要功能是润湿穿透但是它的一些清洗特性如乳化抗絮凝粒子悬浮也有助于提高清洗效果
由于表面活性剂具有多种性质因此被划分在合成清洗剂中对于助剂根据它们的润湿性及其在溶液中的活性成分将其划分为三类1阳离子表面活性剂在溶液中能解离出带正电荷的离子可作为优良的杀菌剂使用但其去污性能不好2阴离子表面活性剂在溶液中能解离并产生带负电荷的离子可作为优良的清洗剂但其杀菌性不好3非离子表面活性剂在溶液中不产生正离子或负离子也不具有杀菌作用但是其润湿和穿透性能却很优良此外两性离子表面活性剂随溶液的pH值不同可带正电荷或负电荷
阴离子表面活性剂的结构通式是Q-X
-
M
+
这里的Q代表分子的疏水部分X
-
代表阴离子或亲水部分M
+
代表溶液中的反离子分子中的疏水部分一般是具有C
n
H
2n+1
形式的烃链用R表示
Q代表烷基取代的芳香族分子酰胺醚脂肪酸氧乙烯化的乙醇苯胺或烯烃两种最常用的阴离子表面活性剂是肥皂和直链烷基苯磺酸盐
当阳离子表面活性剂溶于水中时其疏水部分便构成了阳离子的一部分而阴离子表面活性剂的疏水部分在水溶液中则构成阴离子的一部分阳离子类型的表面活性剂通常由叔胺与卤代烷反应形成季胺盐而得到的R
1
R
2
R
3
+R
4
X R
1
R
2
R
3
R
4
N
+
+X
-
R取代基中至少要有一个是疏水的如氯化二甲基胺它还是一种杀菌剂
122
非离子表面活性剂中的亲水部分通常由一个或多个乙烯氧化物的聚合物构成的其疏水部分可以是几种基团中的任何一种不过其中有一种是阴离子类型的疏水和亲水部分之间的连接可以是醚基团酰胺或酯基团其它类型的非离子表面活性剂是链烷醇酰胺或氧化胺
两性离子表面活性剂的作用由分子中两种不同性能的基团所引起的最基本的两性离子表面活性剂是烷基甜菜碱的衍生物吡咯的衍生物磺酸胺和硫酸化的脂肪胺
表面活性剂的某些特性如
至少溶解于一相液态体系中
具有两种相反溶解趋势的两亲结构如亲水亲油或疏水
表面活性剂分子中的离子在相界面上形成定向单分子层
表面活性剂在相界面上的平衡浓度大于其在各相溶液中的浓度
当溶质在溶液体相中的浓度超某一限定值时可形成胶束这种现象是每个溶质-溶剂体系的基本特性
具有一个或多个基本功能如去污润湿起泡乳化增溶分散破乳和消泡
第七节 擦洗剂
擦洗剂又称之为化学研磨剂一般由惰性或温和的碱性物质制造而成这些研磨剂常同各种肥皂一起使用擦洗时用刷子或金属海绵状物作为工具中性擦洗剂与酸性清洗剂复配后常用于去除碱性沉积物和外层已结壳的物质在对不锈钢进行清洗时为了避免刮伤使用擦洗清洗剂时应格外谨慎
一弱碱性擦洗剂
这类擦洗剂由温和的碱性物质制造常用于去除轻微的污垢所选用的化合物一般是四硼酸钠和碳酸氢钠这些化合物的去污能力和乳化能力都是有限的
二中性擦洗剂
这类化合物通常是从泥土中得到的包括火山灰浮石石英粉和长石一般用于配制手工擦洗和擦洗操作中使用的粉状物或浆状物中
三水质调节剂
123
对于大多数清洗剂来说水是最基本的清洗介质水中含有数量不等的钙镁和其它碱金属一般在硬水中这些物质能降低清洗剂的有效性特别是碳酸氢盐类清洗剂并导致沉淀物的形成这些沉淀物可成为有机碎屑和微生物的聚集点结果使清洗更难满足有效卫生的要求表7—7列出了美国地质局USGS对水硬度的定义
表7-7 美国地质局对水硬度的规定
硬度 单位mg/l
很硬 180
硬 120~180
中等硬 60~120
软 0~60
如果不得不用硬水清洗那么使用水质软化剂解决问题比使用螯合剂更为经济可行除极个别情况外使用时热水所形成的片状物比冷水要少得多但是在82°C下使用硬水时形成的片状物最大
第八节 清洗剂的选择
清洗剂的选择取决于污垢的类型正如前文强调的那样必须坚持同类清洗的原则一般来说常用的碱性清洗剂能最有效地去除有机污垢而脂肪和蛋白质的严重沉积则需要使用重垢型碱性清洗剂矿物质沉积物和其它类型的污垢一般不能用碱性清洗剂去除而需要使用酸性清洗剂最常使用的清洗-消毒剂是磷酸盐与有机氯的复合物下文将讨论在决定选用何种类型清洗剂最为有效时必须考虑的一些重要因素表7-8 列出了清洗剂的合理使用以及各种污垢的预防
一污垢沉积
待去除污垢的量对所使用清洗剂的碱度和酸度有很大的影响同时也决定了选用何种表面活性剂和螯合剂才能达到最佳清洗效果清洁程度还受需去除的污垢量以及所使用清洗剂的类型影响
污垢沉积物的种类决定了应该使用何种清洗剂污垢的性质决定了需要使用何种保护助剂和清洗助剂这些助剂的使用对最终清洗效果有较大的影响
二清洗剂溶液的温度和浓度
随着清洗剂溶液的温度和浓度的提高清洗剂的活性也随之提高但是在极端温度55
和使用浓度超过制造商或供应商所推荐的量时可能会引起污垢沉积物中的蛋白质变性从而降低污垢的去除率
124
表7-8 常用清洗剂的组成
相对效能
组成 乳化 皂化 润湿 分散 悬浮 水
软化
矿物质
沉积物的控制
漂洗
起泡性 非腐蚀性 非刺激
常用碱
苛性钠 C A C C C C D D C D D
硅酸钠 B B C B C C C B C B D
苏打粉 C B C C C C D C C C D
磷酸三钠 B B C B B A D B C C
+
C
-
复合磷酸盐
四磷酸钠 A C C A A B B A C AA A
三聚磷酸钠 A C C A A A B A C AA B
六磷酸钠 A C C A A B B A C AA A
焦磷酸四钠 B B C B B A B A C AA B
有机物
螯合剂 C C C C C AA A A C AA A
润湿剂 AA C AA A B C C A
A
AAA A A
有机试剂 C C C C C A AA B C A A
矿物质酸 C C C C C A AA C C D D
注A=很好B=较好C=好D=不好
资料来源Anon.,1979,
三清洗时间
随着清洗剂同污垢直接作用时间的增加待清洗表面会变得更为洁净清洗剂的使用方法及其特性决定了清洗过程所需要的时间
四机械作用力
在搅拌和高压喷雾过程中所使用机械性能的大小直接影响到清洗剂的穿透作用以及表面污垢的物理分离过程搅拌有助于污垢的去除本书第九章将深入讨论机械能机械设备在污垢去除过程中的作用
第九节 加工和贮存过程中的预防措施
清洗剂的错误使用会给健康和安全带来威胁为了正确使用这些化学品卫生工作人员应经过专门培训并配备合适的安全保护服装手套靴子眼镜等而且美国安全局MSDS
要求具体操作的雇员必须充分了解物料安全资料与图表上的内容
大多数清洗剂液状清洗剂除外本身都具有吸湿性当其暴露在外时会吸收水分这样产品就容易失效或在容器内结块因此使用后容器必须重新密封以防止污染并避免清洗剂与水分接触
125
清洗剂必须贮存在远离工厂交通要道的地方并且该处的地面和空气都必须保持干燥同时还需要保持适宜温度以防止液状产品冻结贮存的地方必须配备底板滑道或贮存架以便使贮存容器脱离地面为了避免失窃贮存库还应该上锁
为了便于重新排列及指出产品销售中的不正常情况应考虑使用库存表为了尽可能减少产品的浪费以及确保得到足够的待用清洗剂工厂管理部门应任命专人负责清洗剂的控制和供应这个工作人员应熟悉每一步清洗操作以便在任何特定清洗操作或清洗设备的执行过程中指导其它雇员进行正确的操作
有时清洗剂的正确选用与适当使用是十分复杂的清洗剂供应商可能会提供产品选用及使用方面的专门指导明确的指导可确保在不破坏待清洗表面的前提下有效发挥产品的作用供应商对清洗剂使用过程进行的指导一般是评述性的从不同供应商处得到的清洗剂最好不要混合使用
食品工厂内不同区域需要使用不同的清洗液大型工厂一般购买一些基本清洗剂然后将其定量调配成一批高浓度清洗液为了满足全厂各种特殊工作的需要许多加工厂需要12~15种不同的基本清洗剂混合后成清洗液小型工厂则常成批购买调配好的清洗剂
不论各种清洗剂是如何加工和调配的加工时必须谨慎对待这些物质对于操作人员来说剧烈的化学清洗剂可引起灼伤中毒刺激皮肤发炎及其它一些问题由于使用比较剧烈的清洗剂已成为一种趋势清洗过程中的伤害事故也有所提高
一碱性伤害
不论是固体还是液体强碱性清洗剂对身体各个组织都有腐蚀作用特别是对眼部常用的应急措施是避免同这类化学品接触这类物质造成的伤害一般包括灼伤和严重溃疡而且最终会留下伤痕长时间接触其稀释溶液也会对组织造成破坏性影响稀释溶液会使皮肤逐渐脱去表面的皮脂层从而使易受伤害的组织直接暴露给过敏素或其它刺激性物质应该知道干燥粉状或粒状清洗剂有可能进入手套或鞋子中而引起严重的灼伤吸入含有强碱性清洗剂的灰尘或其它浓缩溶液产生的烟雾会对上呼吸道及肺部组织造成伤害
许多碱性物质在与水混合时可发生剧烈反应混合时的反应热能使温度升高到沸点以上这样就会出现大量具有危害性的烟雾和蒸汽
二酸性清洗剂的危害
一氨基磺酸
126
这种酸性清洗剂是一种晶体使用安全便于贮存而且裂解产生的危害性也最小但是必须清楚的是如果它被加热到裂解温度就会产生一种有毒的含硫氧化物所以其贮存应远离火源
二乙酸
这种酸能侵害皮肤而且对眼睛特别有害它比清洗剂中其它常用酸更加容易引发火灾应贮存在专门存放易燃物品的地方
三柠檬酸
这种化合物是一种比较安全的酸虽然长期接触有可能发生过敏性反应但它造成的火灾危害是非常轻微的当其加热到裂解温度时常会喷出酸性烟雾
四盐酸
这种酸的误用很容易造成伤害过去曾经报道如果与这种酸接触的时间为八小时空气中该酸蒸汽的最大允许浓度为5ppm在与该酸的短暂接触中35ppm就会刺激喉咙它能与锡锌和镀锌的涂层反应这种酸常用于去除金属设备的污垢它还具有松解物质的外层结构带走污垢和着色层的能力盐酸通过蚀刻作用使水泥地面变得粗糙从而得到防滑的表面在用热水或蒸汽加热或与其接触时这种酸会产生具有毒性和腐蚀性的氯化氢气体
五硫酸钠和磷酸钠
如果长期接触这些清洗剂会刺激皮肤并造成化学灼伤这些物质的水溶液具有很强的酸性溅入眼中后如果不及时冲洗就会伤害眼睛
六磷酸
这种酸常用于金属清洗剂和增亮剂中在浓缩状态下磷酸和硫酸能去除组织表面的水分因此对皮肤和眼睛的腐蚀性很强加热时磷酸会放出三氧化二磷的有毒烟雾将其与其它化学物质结合作为金属清洗剂使用时为了将危害降到最低限度应该尽可能地少量使用
七氢氟酸
在清洗剂中加入氢氟酸有助于清洗和增亮金属少量氢氟酸就能有效清洗金属铝纯氢氟酸能严重刺激和腐蚀皮肤及粘液膜吸入这种物质的蒸汽会引起呼吸道溃疡因此尽管这种物质的使用量极小使用时也需小心谨慎受热时它会喷射出腐蚀性很强的氟化物气体而且该气体能与蒸汽反应产生一种有毒的腐蚀性烟雾通常这种物质的使用量很小如果大剂量使用它将与金属容器反应并产生氢气该物质必须贮存于安全环境下如那些存放易燃液体的地方
127
含这种物质的酸性清洗剂不像其在碱性介质中那样迅速伤及皮肤和眼睛一旦发生严重的伤害只有与这种物质接触很多的人才能意识到受伤的程度有多大这种酸可穿透皮肤的油脂保护层并进入比较深的地方这种情况下无论怎样清洗也不会有显著的效果氢氟酸特别具有危害性因为在其造成严重伤害之前人们很难意识到其危害性也很难发现受伤的迹象吸入氟化物可能会伤及骨骼组织该酸不能与其它酸混合因为这样将造成严重后果并且需要特殊治疗
三肥皂与合成清洗剂
一般情况下用于提高这些物质清洗效果的化学助剂大多是一些碱性化合物强碱和强碱性物质有时被称之为苛性碱但是准确地说他们的通用名应该是碱碱可乳化脂肪油脂和其它类型的污垢从而除去这些物质家庭清洗用的肥皂和清洗剂的pH通常在8.0~9.5与这些物质持续接触会造成皮肤脱脂但是在一般情况下它们还是安全的由于这类清洗剂具有吸附作用去除皮肤的天然油脂层或者同皮肤的油脂层反应从而提高了皮肤对化学物质的敏感性但是在一般情况下是不会伤害皮肤的pH为6的一些弱酸性清洗剂皮肤的pH也为6能用于去除身体表面的吸附性油脂这些手用肥皂通常含有可避免皮肤脱脂但能悬浮脂类污垢的溶剂
四保护性设施
卫生工作人员应该穿上齐膝高的防水靴子以保证脚部不被弄湿裤腿应穿在靴子外面以防止靴子中进入粉状物质热水或剧烈的清洗液保护性设施随溶液的强度及使用方法的不同而变化如果需要进行架空清洗时喷雾和刷涂的形式分散清洗剂以便于就应该具有保护性盖子和长手套以防止清洗剂溅落到手臂上此外还应穿长围裙针对某些特殊的接触类型即清洗剂在混合或使用时会产生烟雾或气体应配有适当的保护呼吸的设施监督者应明确呼吸设施的尺寸和型号并且要确保这类设施的正确使用和保养
即使处理那些比较温和的表面活性剂也应戴上化学眼罩或护目眼镜当平均pH值为9.0
时普通手用肥皂的强度也会严重刺激眼睛尽管普遍认为这些物质是相对温和的由于化学反应皮肤的脱脂作用或两者兼而有之持续接触比较温和的清洗溶液也会产生刺激作用不戴防护眼睛镜的人不应在有危险化学品的地方工作
五混合和使用
128
在混合干燥的固体清洗剂时必须戴上围裙眼罩橡胶手套及防尘面罩只有那些有经验并经过良好训练的人员才能对清洗剂进行混合和分散处理卫生管理人员应该懂得清洗成分的化学功能并向工人宣传预防事故的知识他们应该知道每种单一成分的危害以及混合时可能发生的反应同时还应了解投入使用的新型化合物的安全信息应该向工人们指出清洗剂不是一些简单的肥皂而是需要采取保护措施的剧烈的有潜在危险的化学品保护设施使用后必须进行清洗
大多数清洗液只能用冷水混合也有一些必须用热水才能溶解在溶液中的物质这些物质仅限于那些同水混合时不发生放热反应的物质混合时应加入冷水使溶液保持在沸点以下或保持在产生难闻蒸汽的温度以下
所有清洗剂都应在推荐浓度下使用干燥固体清洗剂一旦混合或复合完毕就应该立即贮存于专门容器内并且标明它的通用名称配料注意事项及推荐浓度一名称职的管理人员是十分重要的因为工人常常有这样的想法如果少量使用效果是好的那么多用一些效果更好结果导致清洗剂的使用浓度超过安全使用范围工人们应该懂得一旦清洗成分复合完毕就不要把他们再与其它化学品混合在一起这点是很重要的应该事先警告他们不要把固体化学物质放在外衣中带回去或把它同不明化学物混合在一起
六贮存和运输
清洗剂配料和批量复合的清洗剂必须存放在上锁的贮存库中并在有关人员的监督下分配库存控制系统应该有助于监督并发现分配中的不足之处
大批量的清洗剂应存放在根据这种配料的特性而专门设计的地方易于反应的碱性和酸性物质应分别存放所有的批量物质都应存放在防火的地方盖子应保持在适当的密闭状态尤其是容器内配有自动搅拌装置时特殊的化学品应该有醒目的警告标志
装有碱性物质的容器应该保持在高密封状态下因为这类物质常常会吸收空气中的水分开启后应尽可能快地重新密封以保护这些物质不受空气湿度的影响
七化学灼伤的急救
当雇员身上喷洒到清洗剂时应立即用大量的水冲洗通常要持续冲洗15~20分钟不要用相反pH的物质去中和已污染的皮肤或衣物这类物质也许会因本身具有的特性而使情况更加恶化
工人可用事先存放于密封容器中的缓冲溶液对眼睛进行处理如果当时不能弄到水那么这种缓冲液可用来稀释并洗去眼睛中的化学物质一旦发生眼睛接触事故应该立即采取紧急措
129
施在持续冲洗15~20分钟后受伤的员工应该找医生检查一下眼睛尽管这些紧急措施都能做到也不能轻视眼睛接触事故应该强制执行配戴防护眼镜的要求特别是在不能立即得到冲洗水的地方
直到除去所有的化学物质后才能对受伤的雇员解除急救或医务护理接触化学物品后急救的速度是最重要的因素严重灼伤的雇员可能会忙乱失措因而需要帮助对于处理化学物品灼伤事故迅速冲洗掉皮肤上的化学品包括除去被污染衣物上的化学品是影响急救的最重要因素如果冲洗不彻底则与不冲洗的效果差不多化学灼伤淋浴设施或洗眼站都是最好的水源至于其它类型的水源不论清洁与否在紧急时都可使用在工人可能接触到腐蚀性化学品的区域都应该有充足的水源普通喷头或花园用管式喷雾喷嘴都不能达到冲去化学品所需的高速必须有充足的水可供使用较为令人满意的是那种人一踏上踏板或通过其它简易控制的操作能很快达到最大水量的淋浴设施
每位涉及到化学品接触问题的雇员都应该熟知下述要点
1,任何接触到剧烈化学品的人都必须能得到其它人的帮助
2,立即在最近水源处对受伤雇员进行冲洗淋浴冲洗是最好的方法其它水源也可以应该把眼睛撑开且在有必要的情况下可以用大量的水冲洗
3,除去所有受污染的衣物
4,经过初步冲洗后如果附近有更好的水源应迅速过去继续仔细冲洗身体的其它部分持续时间至少15分钟用水对受害者进行充分冲洗后下一步的急救护理工作应使伤害减少到最低限度外行人不要试图采用那些他们不熟悉或不能确信的措施
5,若受伤者处于忙乱失措或受惊状态应立即使他安定下来将他安置在担架上用温暖的衣服盖好并转移到医务室
6,化学灼伤应该让具有该类灼伤专门知识的医生医治最轻微的化学灼伤情况除外有些化学品可能含有内在的毒性作用当皮肤被化学品腐蚀后往往存在着细菌感染的危险
八皮肤炎的预防
厂医肩负的主要责任是确定雇员是否容易发生皮肤过敏并在此基础上为其推荐一个合适的工作岗位当皮肤炎突然在工作岗位上的雇员中间蔓延时应该立即将已感染的雇员送到有经验的医生那儿进行检查和测定以确定他们是否对某种特定的物质敏感如果敏感性已经有所提高那么医生可决定让已感染的工人脱离所接触的物质应将清洗操作中所使用的化学物质列成表格
130
并张贴在急救现场和管理者的办公室里表格上应该附注接触化学品后必须采取的各种医疗措施同时还应该明确列出地方医生及医务中心的地址
第十节 总结
有效卫生清洗规程应包括污垢沉积知识以及在某些特定清洗过程中能够合理选择适当的清洗剂污垢的性质决定了能够使用的最佳清洗剂的种类一般说来酸性清洗剂对于非有机沉积物的去除是非常有效的而碱性清洗剂则适用于去除非石油类的有机污垢溶剂类清洗剂适用于去除石油类污垢
清洗剂的主要功能是降低水的界面张力从而使污垢松散易于将其冲洗掉清洗助剂包含在清洗剂中其目的在于保护敏感表面或提高清洗性能掌握被清洗剂灼伤事故的处理方法和知识对降低清洗剂对雇员的潜在危害是十分重要的如果雇员被喷溅到清洗剂应立即用大量水将患部冲洗干净
思考题
1 在食品加工设施的清洗过程中污垢意味着什么
2 清洗剂是如何发挥作用的
3,什么是乳化
4 什么是螯合
5 在食品加工设施的清洗过程中悬浮意味着什么
6 什么是表面活性剂
7 什么是金属螯合剂
8 什么是增效助剂
9 什么是清洗助剂
10 在所使用的清洗剂中哪两种酸性清洗剂最安全
11 喷溅到清洗剂的雇员应采取什么样的治疗措施
12 使用清洗剂时应注意些什么
参考文献
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GuelpH and Meat Packers Council of Canada,
131
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第七章 清洗剂
清洗剂是用于清洗工作的化合物例如用于地面高压清洗和墙壁清洗就地清洗CIP等工作理想清洗剂必须具备经济无毒无腐蚀不结块不易染尘易于测定或计量易于完全溶解贮藏稳定等特性
一般应根据待清洗的设备和清洗范围选择不同的清洗剂选取各种化合物并将其配成一种令人满意的清洗剂需要专业知识和专门技术清洗剂的选择主要考虑待清除污物的性质水的特性采用的清洗方法待清洗的面积以及清洗设备等因素
第一节 污物的特性
食品中潜在的化学污染源是那些在食品生产和制备过程中使用的化合物其中包括清洗剂消毒剂杀虫剂灭鼠剂和空气清新剂这些物质作为食品污染的传递载体可能会污染设备器具或食品接触表面例如只要使用带明显餐具清洗剂味道的玻璃杯就可以感觉到这一点采用喷雾或蒸汽形式使用杀虫剂灭鼠剂空气清新剂和脱臭剂有时也会污染食品如果采用涂料型或固体杀虫剂可相对减少这类污染其它潜在的化学污染物还有颗粒状物质
建立严格的卫生管理制度并在生产和清洗过程中监督执行就能有效防止化学污染除了一般性问题和细节需要注意之外实施卫生操作规程可防止用于食品的容器玻璃金属塑料纸张纸板和异物引起的污染只要全体雇员改掉粗心和不整洁的个人习惯就可以减少甚至消除污染
一物理特性
污物是处于不适当位置的物质由污垢和灰尘有机物质组成食品经营和加工设施中有时可以引入有机物例如切割板上的脂肪沉积物移动传送带上的润滑油沉积物以及沉积在加工设备上的其它有机物
根据去除污物的清洗方法将其分成以下几类
1溶于不含清洗剂的水或其它溶剂中的污物这类污物能溶解在自来水和其它不含清洗剂的溶剂中具体包括无机盐糖淀粉和矿物质通常处理这类污物不存在任何技术问题因为将它们除去仅仅是一种溶解行为
2溶于含增溶剂或清洗剂溶液中的污物酸溶性污物可溶解在pH<7.0的酸性溶液中这类沉积物包括Fe
2
O
3
铁锈ZnCO
3
草酸钙金属氧化物Fe和Zn不锈钢膜层水垢由各
108
种碱性清洗剂与不具有碳酸硬度水中化学成分之间的反应而形成的沉淀物硬水水垢CaCO
3
和
MgCO
3
及奶垢加热时水垢和牛奶表层发生相互作用在金属表面形成的沉淀碱溶性污物可溶于pH>7.0的介质中脂肪酸血液蛋白质和其它有机沉积物在碱性溶液中可溶在碱性条件下脂类和碱反应生成肥皂这一反应称为皂化肥皂是可溶的能作为残留污物的增溶剂和分散剂
3不溶于清洗剂的污物这类污物不溶于常用清洗液中必须使其从吸附表面上散开然后悬浮在清洗介质中
污物的分类还取决于清除污物时所使用的清洗剂类型对某种清洗剂而言它属于某一类但对另一种清洗剂而言它可能属于另一类例如在使用水相清洗体系时糖能溶于水但在干洗工业上采用有机溶剂时糖是不可溶的因此它就属于另一类了选择合适的溶剂和正确的清洗剂在去除污物时是很重要的表7-1总结了各种污物的溶解特性无机类污物可以进一步分类酸性清洗剂最适于清除无机沉积物碱性清洗剂在清除有机沉积物时更有效如果将它们细分很容易确定每种污物的特性和最有效的清洗剂表7-2列出了污物亚类的分类并列举了一些沉积物的例子
表7-1 各种污物的溶解特性
污物的种类 溶解特性 去除难易程度 加热时表面发生的变化
单价盐 溶于水酸 易到难 与难去除的其它组分相互作用
糖 溶于水 易 焦糖化且难以去除
脂类 不溶于水溶于碱 难 发生聚合且难以去除
蛋白质 不溶于水微溶于酸溶于碱
很难 发生变性而且极难去除
表7-2 污物沉积物的分类
污物种类 污物亚类 沉积物实例
无机污物 硬水沉积物
金属沉积物
碱性沉积物
CaCO
3
和MgCO
3
普通的铁锈其它氧化物
便用碱性清洗剂后因不进行适当冲洗而留下的膜层
有机污物 食品沉积物
石油沉积物
非石油沉积物
食物残留
润滑油工业润滑脂和其它润滑产品
动物脂和植物油
就本质而言污物沉积物的特性很复杂如果出现有机污物被无机污物沉积覆盖或相反情形时其特性就更加复杂因此为了最有效地除去污物沉积正确鉴定沉积物的种类和使用最有效清洗剂或合成化合物是很重要的有时为了除去无机和有机沉积混合物不得不采用含有一种以上清洗剂的两步清洗程序表7-3 列举了清除前面讨论的各类污物所需清洗剂的种类
109
表7-3 污物的种类与相应清洗剂
污物种类 所需清洗剂
无机污物 酸性清洗剂
有机污物
非石油类
石油类
碱性清洗剂
溶剂型清洗剂
二化学特性
污物的表面吸附性能受其化学和物理性质的影响例如表面张力润湿能力以及与吸附表面的化学反应性物理特性包括颗粒大小形状和密度有些污物靠粘附力或分散力附着于表面有些污物与被吸附颗粒的表面活性部位结合表面活性剂可降低二者之间的吸附力因为表面活性剂能降低污物的表面能从而削弱污物和吸附表面之间的结合
污物的物理特性也会影响其吸附强度吸附强度与环境湿度和污物与表面的接触时间直接相关此外吸附力还取决于污物的几何形状颗粒大小物体表面不规则程度和增塑性不规则表面和裂缝中的机械截留使污物在设备和其它表面沉积下来
第二节 表面特性对污物沉积过程的影响
在选择清洗剂和清洗方法时应该充分考虑各种表面特性表7-4很明显设备和建筑材料将影响污物沉积过程及其清洗要求
表7-4 食品加工厂中各种材料表面的特性
材料 特性 预防措施
木材 水分脂和油难以保养能被碱软化能被苛性碱破坏
不卫生的木材不应作为材料可用不锈钢聚乙烯和橡胶材料代替木材
黑色金属 酸性清洗剂和氯化清洗剂能加速其锈蚀 这些金属易生锈所以常常需要镀锡或电镀清洗这类表面应该用中性清洗剂
锡 能被强碱和酸性清洗剂腐蚀 锡表面不应与食品接触
混凝土 能被酸性物质和清洗剂腐蚀 混凝土应该是密积的能防酸不染尘可用酸性砖代替
玻璃 光滑不可渗透可被强碱性清洗剂腐蚀 应该用中等碱性或中性清洗剂清洗
漆 表面质量取决于用强碱性清洗剂腐蚀的方法
采用某些符合食品加工厂要求的食品用漆
橡胶 应该是非多孔性无弹性的不受碱性清洗剂影响易受有机溶剂和强酸腐蚀
橡胶切割板常发生弯曲这种表面将使刀片钝化
不锈钢 抗腐蚀表面光滑不可渗透除非发生腐蚀高温下抗氧化易于清洗无磁性
费用昂贵有些种类的不锈钢易受卤素的腐蚀
110
卫生专管员应该相当熟悉食品设施中不同设备和不同区域内使用涂料的特性并且应该知道哪些清洗用化学制品能与表面作用如果企业内管理小组对清洗剂和表面材料的使用不熟悉应该聘请有关顾问或有声望的清洗剂供应商提供技术帮助包括推荐化学制品和卫生程序
第三节 污物的吸附特性
一污物的清除
沉积在裂缝罐缝和其它不规则区域的污物特别是那些清洗剂难以到达区域的污物都很难除去从表面除去污物的难易程度取决于表面的光滑度硬度多孔性和润湿性等表面特性将污物从表面除去一般包括三个步骤Anon.,1976
首先将污物从材料表面或被清洗设备的表面分离可利用高压水蒸汽空气和洗气的机械作用分离污物也可通过改变污物的化学性质例如碱和脂肪酸反应形成肥皂或者不改变污物的化学性质例如利用表面活性剂降低清洗介质的表面张力使其能与污物更紧密地接触
将污物从表面分离时必须采用清洗剂使污物和表面完全润湿清洗剂能降低污物与表面的结合能使污物松散和分离提高清洗剂和水的温度或采用旨在除去表面重垢沉积物的高压喷雾方式能降低结合力同时提高节能效率
第二个步骤是将污物分散在清洗溶液中分散指用清洗溶液将污物稀释的过程如果清洗介质保持足够的稀释度而且污物在介质中的溶解量不超过最高限度那么溶解在清洗溶液中的污物就可以分散开来使用新鲜的清洗溶液能促进污物的分散
有些污物从清洗表面松散后不能溶解在清洗介质中关于不可溶污物的分散较为复杂重要的是需要将污物变成更小的颗粒或微滴以便于将其从待清洗表面上除去在实际操作中通过搅动高压水或洗气提供机械能使污物分散成小颗粒以补充清洗剂的作用清洗剂能降低活化能它与机械能共同作用将污物变成小颗粒并从表面分离
第三个步骤是防止已经分散的污物重新沉积及时将分散溶液从清洗表面除去可减少重新沉积减少重新沉积的其它方法还有在分散液仍与表面结合时要不断搅动以阻止分散污物的重新沉积抑制清洗剂和污物中水的反应需注意的是清洗剂中存在的肥皂或者脂肪皂化形成的肥皂会产生硬水沉积物含螯合剂的软水可减少形成这种沉积物的可能性冲洗或漂洗表面以消除聚集在表面的残留溶液和分散的污物保持良好的污物分散性以避免其重新截留于待清洗表面上
111
表面活性剂吸附在污物颗粒表面使颗粒带有与其相同的电荷由于带同种电荷颗粒间的相互排斥作用抑制了污物聚集成更大颗粒的趋势同时覆盖着表面活性剂的颗粒和覆盖着表面活性剂的待清洗表面之间也存在同样的排斥作用因此可以将污物在表面的重新沉积减小到最低程度
清洗体系通常包括提供机械能的设备降低表面吸附污物自由能的清洗剂以及用于杀灭与沉积污物结合之微生物的消毒剂能否成功地除去污物取决于清洗程度选用的清洗剂水质的好坏是否将高压用于清洗介质是否用机械搅拌以及清洗剂和介质的温度等因素
二清洗介质的作用
水是除去污物过程中使用最广泛的清洗介质其它清洗介质包括空气和有机溶剂空气主要用于除去包装材料灰尘及其它不能用水作为介质的碎片有机溶剂主要用于除去润滑剂和其它类似的石油制品
水作为清洗介质的主要作用包括1漂洗以除去大体积污物颗粒2润湿或软化表面上必需除去的污物3将清洗剂传送到待清洗区域4使污物悬浮在介质中5从清洗表面移去悬浮的污物6漂洗以除去清洗区域内残留的清洗剂7将消毒剂传送到清洗区域
作为清洗介质的水必须符合一定的要求一般要求水不含微生物清澈无色无腐蚀性无矿物质常称为软水硬水中含有矿物质可能会干扰某些清洗剂的作用从而降低清洗效率有些清洗剂与硬水的相互作用会产生相反的效果
第四节 清洗剂的特性
食物微粒和其它碎片提供了微生物繁殖所需的营养素在清洗操作中由于氯化清洗剂和消毒剂的作用被抵消因而不能渗透或接触到微生物结果使微生物受到保护因此要完全除去污物必须通过机械能和清洗剂的共同作用才能清除污垢并杀灭微生物
一清洗剂的作用
清洗剂的主要作用是降低水的表面张力使污物移出并松散下来成为悬浮的污物颗粒同时立即将其冲走在一个完整的清洗过程中需要采用消毒剂以杀灭清洗中暴露出来的残余微生物
112
历史最为悠久且广为人知的一种清洗剂是肥皂由于其清洗效果不好能与硬水反应形成不溶性凝胶如浴缸中形成的污垢圈因此在食品加工和经营业中很少使用碱性皂对清洗的作用在于它能悬浮脂油和工业润滑剂等水不溶性物质的颗粒从而将其除去虽然脂或油悬浮后很容易通过冲洗除去但是残留的膜层仍然存在水不溶性物质与肥皂相互作用而悬浮的过程称为乳化
在乳化过程中清洗剂与水和污物相互作用图7-1说明了清洗剂分子中溶于水的亲水部分和溶于污物的疏水部分当清洗剂分子将污物包围并形成胶束时就得到悬浮的污物颗粒图7-
2
图7-1 离子型表面活性剂分子 图7-2 通过形成胶束而悬浮的污物颗粒
二影响清洗效果的因素
影响清洗效果的因素Anon.,1996如下
时间Time与清洗表面的接触时间
作用Action表面产生的物理作用力速度或流动性
浓度Concentration清洗剂的用量
温度Temperature清洗溶液的能热量
水Water用于配制清洗液
人员Individual从事清洗操作的工人
性质Nature污物的组成
113
表面Surface待清洗物质的表面特性
上述因素都是与清洗有关的重要因素可用它们的首字母TACTWINS加以概括
三有关清洗剂的术语
清洗剂是由多种化合物组成的制剂每个制造清洗剂的公司都有自己的品牌和代号本文主要介绍配制清洗剂的各种试剂并没有推荐或批注任何品牌的产品选择清洗剂的最佳原则是同类清洗即酸性污物采用酸性清洗剂碱性污物采用碱性清洗剂
若要进一步熟悉清洗剂的性质有必要了解下述术语
1螯合剂一种常用于清洗剂的添加剂通过与具有硬度的组分以及钙盐镁盐结合抑制其在设备表面的沉积这类试剂也能结合其它离子
2乳化一种复杂的行为能将油和脂肪物理分解成能分散于介质中的小颗粒虽然污物仍然存在但其物理尺寸减小了
3胶溶指蛋白质污物表面的碱性物质反应形成部分可溶性物质然后进一步形成胶状溶液的过程
4漂洗能力指清洗剂最大限度除去表面污物的能力
5皂化碱性物质在不溶性污物如动物脂和植物油表面形成可溶性肥皂的过程
6多价螯合剂一种与清洗剂混合的无机成分用于防止硬水中某些离子形成不稳定盐类沉淀如果存在碱性化合物或在高温下这些不稳定盐会分解加热后许多碱性清洗剂效果更佳但高温清洗液有助于形成CaCO
3
和MgCO
3
沉淀通常称之为垢螯合剂是一种化学试剂在溶液中螯合Ca
2+
和Mg
2+
防止其与清洗剂形成不溶液性凝结物进而沉淀析出
7表面活性剂一种复杂的分子当其与清洗剂混合时能降低水的表面张力使污物沉积物与清洗介质的接触更加紧密
8悬浮指清洗剂将污物颗粒松散悬浮并保持在溶液中的过程
9水硬度指水中CaCl
2
MgCl
2
硫酸盐和碳酸氢盐等盐类的含量永久性硬度通常指水中
CaCl
2
MgCl
2
和硫酸盐的含量这些盐相当稳定在多数条件下可溶清洗时出现的问题最少暂时性硬度指水中Ca(HCO
3
)
2
和Mg(HCO
3
)
2
的含量这些盐相对可溶但不稳定在不稳定条件下会在设备热交换器及水器皿上形成白色沉积物水的总硬度为永久性硬度和暂时性硬度之和
10水软化除去水中Ca Mg离子或使其失活的过程利用螯合作用即加沉淀剂如
Na
3
PO
4
使Ca Mg离子形成不溶性盐而沉淀析出或利用商业水软化剂通过离子交换作用取代
Ca Mg离子以达到软化水的目的
114
11浸润渗透由表面活性剂产生的作用由于表面活性剂特殊的化学结构使其浸润或渗透污物沉积物并使沉积物逐渐从表面松散下来
第五节 清洗剂的分类
食品工业中使用的多数清洗剂属于混合物将各成分混合起来得到一种具有一定特性和多种清洗功能的产品在食品经营业和加工厂中最常用清洗剂的类型如下
一碱性清洗剂
在食品卫生中常用pH描述清洗溶液的性质pH是氢离子浓度的负对数值pH7~14的溶液称为碱性溶液而pH0~7则称为酸性溶液pH0~pH7酸性逐渐下降至pH7为中性pH从
7~14碱性逐渐增强根据碱性清洗剂的特性可将其分成几个亚类
一强碱性清洗剂
这类清洗剂具有很强的溶解能力和腐蚀性能使皮肤烧伤溃烂结疤接触时间过长可能会使组织长期受损吸入烟或雾状强碱性清洗剂会使呼吸道受损强碱性清洗剂和水混合会发生吸热反应产生的热量能使溶液煮沸或蒸发爆沸的腐蚀性化合物可能会溅到附近员工的身上
强碱性清洗剂有NaOH烧碱和具有高N
2
O SiO
2
值的硅酸盐加入硅酸盐可减少NaOH腐蚀性并提高其渗透和漂洗效果这类清洗剂常用于除去商业用炉和烟熏室中的重型污物但对于除去矿物质几乎无效NaOH具有很强的杀菌能力蛋白质溶解性和反絮凝/乳化性质因而适用于除去重型污物但是鉴于NaOH可能会给人和设备带来危害所以不能作为手工清洗剂使用
二重垢型碱性清洗剂
这类化合物有一定的溶解能力一般有轻微的腐蚀性或者无腐蚀性但长时间与身体接触可能会除去皮肤上的必需油脂使皮肤容易被感染
这类清洗剂的活性成分为硅酸钠一种良好的缓冲剂六甲基磷酸钠偏磷酸钠碳酸钠和磷酸钠其中磷酸钠因其良好的污物乳化能力而广为人知加入亚硫酸盐可以使镀锡和镀锡表面少受腐蚀这些清洗剂通常和高压或其它机械化学系统一起使用能有效去除油脂但对于控制矿物质沉积物毫无作用碳酸钠是最早作为碱性清洗剂使用的一种化合物,主要作为缓冲剂使用硼沙也可作为缓冲剂加入碳酸钠价格相对较低在许多配方中作为缓冲剂广泛应用于重垢型清洗剂和手工清洗剂中
三中等碱性清洗剂
115
中等碱性清洗剂常存在于溶液中用于手工清洗轻度污染区中等碱性清洗剂有重碳酸盐倍半碳酸盐焦磷酸四盐磷酸调节剂螯合剂和烷基芳香基磺酸盐表面活性剂这些化合物有良好的水软化能力但不能控制矿物质沉积物
表7—5总结了各种常用碱性清洗剂的特征乳化性去污性和腐蚀性
表7—5 常用碱性清洗剂的清洗特征
碱性清洗剂 0.5%溶液的pH 去污性* 腐蚀性* 乳化性*
氢氧化钠(烧碱)
原硅酸钠
倍半硅酸钠
硅酸钠
磷酸钠
碳酸钠(苏打)
焦磷酸四钠
倍半碳酸钠
三聚磷酸钠
四磷酸钠
碳酸氢钠
12.7
12.6
12.6
12.0
11.8
11.3
10.1
9.7
8.8
8.4
8.2
2.5
3.0
2.0
3.8
3.5
1.5
3.5
1.3
2.0
3.0
1.5
3.5
4.0
3.2
0.8
4.0
4.0
3.0
3.2
2.0
1.0
2.3
2.0
3.0
2.5
4.0
2.8
2.8
0.0
2.5
0.0
0.0
1.5
*以4.0为基组 0表示无该项性质 4表示该项性质很好
摘自Anon,1976
二酸性清洗剂
酸性清洗剂用于去除表面结垢的物质和溶解矿物质沉积物这类清洗剂在去除因使用碱性清洗剂或其它清洗剂而形成的矿物质沉积物时特别有效存在于水中的部分矿物质在加热到80以上时会沉积下来粘附于金属表面形成锈或白垢酸性清洗剂能与这些沉积物中的矿物质发生化学反应使矿物质溶于水而易于去除
有机酸如柠檬酸酒石酸氨基磺酸和葡萄糖酸也是很好的水软化剂这些有机酸易于漂洗不会腐蚀或刺激皮肤虽然无机酸也能有效去除并控制矿物质沉积物但他们对皮肤的腐蚀性强且有刺激性酸性清洗剂是一种专一型清洗剂并非在各种情况下都有效在去除油脂和蛋白质引起的污物时酸性清洗剂并不能与碱性清洗剂一样有效碱性清洗剂能降低有机污物的化学结合从而减少截留力和粘滞力而酸性清洗剂则不具备这种功能
一强酸性清洗剂
这类清洗剂对混凝土多数金属和植物都有腐蚀作用有些清洗剂在加热时能产生腐蚀性有毒气体吸入可引起肺部溃烂在清洗操作中用强酸性清洗剂去除蒸汽发生设备锅炉和一些加工设备中的表面结壳物以及矿物质形成的垢如果溶液温度太高矿物垢又重新沉积在清洗设备上形成一层失去光泽或白色的膜
116
食品工厂清洗操作中所用的强酸性清洗剂有盐酸或盐酸化的氢氟酸氨基磺酸硫酸和磷酸因为硫酸和硝酸有腐蚀性所以一般不用于手工清洗中可以利用一些腐蚀抑制剂来降低清洗剂的腐蚀性例如硝酸溶液的抑制剂为铬酸钾盐酸的抑制剂为丁胺
磷酸和氢氟酸都能使某些金属清洗和光亮但氢氟酸会腐蚀不锈钢而且使用时常产生氢气操作比较危险磷酸在美国清洗剂工业中使用广泛相对来说磷酸的腐蚀性较低能与许多表面活性剂互溶而且可用于手工和重垢清洗过程中
二中等酸性清洗剂
这类化合物具有中等程度的腐蚀性可能会导致过敏反应有些酸性清洗剂会伤害皮肤和眼睛中等酸性清洗剂有乙酰丙酸羟基乙酸乙酸和葡萄糖酸可在中等酸性清洗剂中加入润湿剂和腐蚀抑制剂例如2—萘喹啉吖啶9—苯基吖啶用于手工清洗中的有机酸的价格比其它酸性清洗剂贵这些中等酸性清洗剂也可作为水软化剂使用
三溶剂性清洗剂
溶剂性清洗剂通常用于维修过程中以去除石油类污物和工业润滑油一般情况下应该严格控制其使用
一活性氯清洗剂
Wyman 1996年曾报道活性氯清洗剂如NaClO KClO能有效除去碳水化合物和蛋白质污物因为活性氯能与这些物质剧烈反应使其发生化学改性容易与其它组分作用当清洗表面上的污物由某种形式的淀粉或蛋白质组成的食品引起时使用活性氯清洗剂特别有效同时活性氯清洗剂还能有效去除表面的霉菌
许多碳水化合物可以通过交联形式的化合键使许多大分子结合在一起(Wyman 1996在这种情况下大分子化合物不能溶解因而难以将其从表面清除下来据Wyman 1996报道根据热学知识在加热条件下碳水化合物的交联度增加结果使清洗工作更加复杂活性氯清洗剂能打断交联的化学键使污物变成小分子而且溶解性更大的化合物从而提高了清洗的速度和效率
活性氯例如次氯酸盐能进攻结构庞大复杂的碳水化合物分子使其分解成分子小更易于溶解和去除的衍生物Wyman 1996因为活性氯反应很快只要使部分分子发生改变就可以达到改变污物性质使其容易去除的目的只有少数活性氯具有有效清洗的能力
当NaClO和碳水化合物反应时前者能降低淀粉的分子量并提高其溶解能力在多数情况下反应速度随温度升高而增加次氯酸盐在pH8.5时是一种有效的生物杀菌剂在采用这种化合
117
物作清洗剂时pH8比pH10时反应速度更快当pH较低时许多次氯酸盐以次氯酸的形式存在而次氯酸比次氯酸盐能更快地分散细菌和碳水化合物残留从而加快了清洗反应的速度
蛋白质通过大分子中的化学键而交联.由于分子中的某些原子比其它原子有更强的吸引电子的能力,从而产生了氢键.此反应导致了分子间的静电作用,使得蛋白质的去除变得更加复杂(Wyman
1996)而且,由于氢键的相互作用导致蛋白质的溶解度降低.活性氯清洗剂和不溶性蛋白质反应,使蛋白质分子中的二硫键迅速氧化并降解,从而易于溶解或分散就提高蛋白质溶解度而言降解反应不必彻底少量次氯酸盐就能去除较多的蛋白质
当这类分子与次氯酸盐反应时氨基化合物中与氮相连的氢离子能被氯取代Wyman 1996
假设这是与蛋白质发生反应的结果用氯取代与氮键合的氢就可以减少氢键的形成从而提高蛋白质的溶解度根据这一假设可进一步解释为什么活性氯能降解蛋白质并使其溶解易于从污物表面去除或者至少解释了为什么活性氯能使蛋白质变性从而加速二者之间的反应结果去除蛋白质但是次氯酸清洗剂不具备贮存稳定性制成后应尽快使用不能放置太久以免失效
二合成清洗剂
合成清洗剂中主要成分所起的作用与肥皂一样——乳化油脂润滑油只是不发生形成凝结物的反应肥皂的亲水末端在硬水中能形成凝结物但合成清洗剂的亲水末端则没有这个特性合成清洗剂的有效性在于化学结构中的氢能降低溶液的表面张力增强颗粒的润湿性防止污物颗粒絮凝并促进其悬浮Anon 1976
润湿剂可分成以下三类
1 阳离子型润湿剂如季铵一般将其视为消毒剂而不是润湿剂因为这类清洗剂都是强杀菌剂润湿效果较差在水溶液中他们产生带正电荷的活性离子
2 阴离子型润湿剂它在溶液中形成带负电荷的活性离子因其能与碱性清洗剂相溶具有良好的润湿性所以阴离子型润湿剂经常作为清洗剂的润湿剂使用与阳离子型润湿剂不同的是阴离子型润湿剂没有杀菌能力
3 非离子型润湿剂 在水溶液中不带电荷因此他们在酸性和碱性条件下都有效这类润湿剂对清洗剂产生的肥皂水也有作用其主要问题是产生泡沫使排水和污水体系中的清洗更加复杂要使清洗剂发挥作用并不一定要起泡非离子型润湿剂的优点是它不受水硬度的影响润湿剂作为清洗剂的组成成分起着重要的作用多数润湿剂具有较强的乳化能力分散能力和润湿能力他们无腐蚀无刺激一般易于从其它表面上冲去
合成清洗剂的性质受分子中溶于水的部分亲水部分和不溶于水的部分疏水部分的影响表7—6总结了各种合成清洗剂的性质
118
表7—6 合成清洗剂的性质
合成清洗剂的类型 表面活性 稳定性
阴离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
肥皂类
硫酸化乙醇
硫酸烯
磺化油
硫酸单甘酯
硫酸酰胺
烷芳基聚乙醚硫酸盐
好
极好
好
差
好
好
极好
一般
一般
好
好
好
好
好
极好
较好
好
差
好
好
较好
无
一般
一般
较好
一般
差
极好
好
一般
一般
一般
一般
好
极好
差
一般/好
一般
好
好
好
好
烷基磺酸盐 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
Petronates
Nytron
磺酸酰胺
硫代琥珀酸
磺酸醚
烷芳基磺酸盐
杂环磺酸盐
差
好
极好
好
极好
极好
好
好
一般
好
一般
好
一般
一般
差
较好
较好
好
极好
极好
好
较好
极好
极好
极好
好
好
极好
好
极好
极好
极好
好
好
极好
一般
好
极好
极好
好
好
极好
阳离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
三胺
杂环磺酸盐
季胺盐
一般
一般
好
一般
好
好
一般
一般
好
差
差
一般
好
好
一般
差
好
差
非离子型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
脂肪酸胺冷凝物
乙烯氧化脂肪酸
烷芳基聚乙醚乙醇
环氧乙烷脂肪醇冷凝物
极好
差
极好
差
较好
极好
极好
好
好
极好
极好
好
差
一般
好
极好
好
一般
一般
极好
差
极好
极好
极好
混合型 起泡性 乳化性 去垢性 酸性 碱性 水
硫醚
普鲁兰
差
差
好
好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
极好
摘自:Anon.,1976
三碱性皂
皂类是脂肪酸和碱性化合物反应产生的羧酸碱性盐大多数商业用皂由脂肪酸系列的月桂酸
C12到硬脂酸C18环烷酸松香和单价碱如Na
+
K
+
NH4
+
或铵盐制得因为皂类在硬水中的清洗效果不佳在酸性溶液中一般会失活因此在工业清洗中用得并不多
四酶类清洗剂
随着人们对有关细菌吸附知识的增加在选择清洗剂时应优先考虑使用酶类清洗剂将污物分解成小碎片同时破坏污物的吸附部位最终将其从表面去除这些清洗剂属于蛋白质一类一般要求在不高于60的条件下使用它们在降解蛋白质时对碱性侧基的作用力最大这类清洗剂不含氯或磷而且比含氯消毒剂的腐蚀性小将来可能会广泛应用于食品工业中它们还能降低
119
污水的pH酶类清洗剂的缺点是它们是液体清洗剂需要安装喷射装置同时还要设计一个两步活化程序它们并不象含氯消毒剂那样适用于各种污物的清洗过程
四民用清洗剂中磷酸盐的替代品
美国许多州政府禁止在民用清洗剂中使用磷酸盐但是推荐使用的磷酸盐替代品如碳酸盐和柠檬酸盐却达不到人们所期望的去污效果Lovingood 等报道1987未经复配的液体清洗剂和用磷酸盐复配的粉状清洗剂在去除污垢和保持白度方面都优于用碳酸盐复配的粉状清洗剂虽然用碳酸盐复配的清洗剂价格便宜但其在清洗过程中易产生沉积物聚集在洗净的物品上部分聚集在洗衣机上特别是在硬水作清洗介质时这种现象更为严重因此其使用效果并不令人满意
一溶剂清洗剂
溶剂清洗剂是具有溶解污垢沉积物能力的醚或乙醇类物质这些化合物常用于清洗石油制品如润滑油和润滑脂所形成的污垢由于大部分有机污垢能被碱性清洗剂皂化因此常用碱性或中性清洗剂清洗有机污垢吸附在设备上的有机污垢一般都采用溶剂清洗剂这类污垢常常不是直接出现在加工设备的表面而是在设备的内部
溶剂清洗剂由石油产品中各种易挥发物质以及润湿剂水质软化剂和其它添加剂制成重垢型溶剂清洗剂不与水混溶因此在加入水时常形成乳状液虽然某些低溶剂含量的溶剂清洗剂在与水混合后仍然具有去除润滑脂的作用但是重垢型溶剂清洗剂在使用时一般不加水
二清洗助剂
清洗助剂是添加于清洗剂中用于保护敏感表面或提高化合物清洗性能的某些添加剂
三保护助剂
1酸性化合物
酸性化合物常用于合成清洗剂中清洗对碱敏感的表面如涂层或涂料的表面以及某些轻金属污垢的去除过程中下述酸性化合物都可用于保护对碱敏感的表面
磷酸能有效除去锈迹和金属碎屑并钝化金属表面常用于涂漆前对金属进行清洗
草酸在不破坏金属本身的前提下能非常有效地除去由铁氧化物形成的锈迹由于草酸能与硬水中的物质反应形成一种有毒沉淀物——草酸钙因此在使用之前必须采取一些预防措施
柠檬酸虽然不会形成有毒化合物但在去除铁锈的方面不及草酸有效
120
葡萄糖酸通过螯合作用去除强碱和蛋白质膜而且不产生毒性后果常作为水质调节剂使用
硫酸氢钠常用于重垢粉状酸性清洗剂中价格便宜
2保护性胶体和悬浮剂
亲水性胶体具有防止颗粒重新沉积于清洗表面上的作用一般称之为保护性胶体增稠剂和悬浮剂其中包括明胶胶质淀粉硫酸钠纤维素羟甲基纤维素其它一些具有保护作用的试剂如下
弱碱高硅化合物如玻璃态或胶态硅酸酯硅酸盐铬酸钠和明胶这些物质能阻止锡和铝的附着
铬酸钠或铬酸氢钠四硼酸钠和硝酸钠可用于中性清洗体系中这些化合物是防止钢铁腐蚀的有效抑制剂
硅酸钠或胶态硅酸酯可保护玻璃及搪瓷表面使其免受苛性碱的浸蚀
亚硫酸钠氟代硅酸钠和亚硫酸氢钠都是清洗体系中的还原剂这些化合物通过去除溶解于清洗液中的氧气而保护锡和锡板表面
第六节 清洗助剂
有多种助剂能保护敏感表面或提高化合物的清洗性能下面将介绍某些常用的清洗助剂
一螯合剂
螯合剂通过螯合作用与镁离子和钙离子络合形成新的化合物从而有效降低与水硬度有关的成分形成污垢沉积物的作用螯合剂由聚磷酸盐或有机胺衍生物组成各种磷酸盐在热稳定性润湿和漂洗能力对水的调节能力硬度及螯合能力等方面有所不同
清洗剂由表面活性剂和增效助剂组成增效助剂通过控制那些可能降低表面活性剂效能的清洗溶液的性质来提高清洗剂的清洗效果一般认为磷酸盐是一种很好的助剂 尤其是在重垢型清洗剂中磷酸盐在清洗剂中通过以下几方面发挥其作为增效助剂的作用
增强润湿性提高清洗剂的最终清洗效果
在不产生危害的前提下为有效清洗提供所必须的碱度
由于具有缓冲能力能保持清洗溶液所需的适当碱性
通过降解作用乳化油及润滑脂类形成的污垢并最终使其离开需清洗的表面
疏松污垢防止污垢的悬浮物再次沉积到清洁表面上
使矿物质保持溶解状态避免其再沉积到待清洗物上同时达到软化水质的效果
121
降低清洗表面的细菌数目
某些聚磷酸盐具有一些特殊的性质如焦磷酸钠具有非常好的缓冲能力胶溶性质及有限的螯合能力焦磷酸四钠虽然不像高级磷酸盐那样具有螯合钙的能力但在温度高于60
0
C和强碱性溶液中却非常稳定
三聚磷酸钠和四聚磷酸钠螯合钙的能力优于焦磷酸钠但是当温度高于60
0
C或更高时容易转变成正磷酸盐或焦磷酸盐而失效六偏磷酸钠是一种有效的钙螯合剂但它螯合镁的能力有限无定形磷酸盐处于复杂的玻璃态螯合钙的能力特别强
有机螯合剂一般用于水质调节剂中在螯合钙镁和减少污垢聚集方面比磷酸盐更为有效最常用的有机螯合试剂是乙二胺四乙酸盐这种螯合剂在温度高于60
0
C以及长时间保存的溶液中都是稳定的当pH值升高时乙二胺四乙酸盐的螯合性能也随之提高这类螯合剂也可用于机械润滑油的配料中
二表面活性剂
表面活性剂的作用就是帮助清洗剂和消毒剂移动到待清洗的表面上尽管表面活性剂的主要功能是润湿穿透但是它的一些清洗特性如乳化抗絮凝粒子悬浮也有助于提高清洗效果
由于表面活性剂具有多种性质因此被划分在合成清洗剂中对于助剂根据它们的润湿性及其在溶液中的活性成分将其划分为三类1阳离子表面活性剂在溶液中能解离出带正电荷的离子可作为优良的杀菌剂使用但其去污性能不好2阴离子表面活性剂在溶液中能解离并产生带负电荷的离子可作为优良的清洗剂但其杀菌性不好3非离子表面活性剂在溶液中不产生正离子或负离子也不具有杀菌作用但是其润湿和穿透性能却很优良此外两性离子表面活性剂随溶液的pH值不同可带正电荷或负电荷
阴离子表面活性剂的结构通式是Q-X
-
M
+
这里的Q代表分子的疏水部分X
-
代表阴离子或亲水部分M
+
代表溶液中的反离子分子中的疏水部分一般是具有C
n
H
2n+1
形式的烃链用R表示
Q代表烷基取代的芳香族分子酰胺醚脂肪酸氧乙烯化的乙醇苯胺或烯烃两种最常用的阴离子表面活性剂是肥皂和直链烷基苯磺酸盐
当阳离子表面活性剂溶于水中时其疏水部分便构成了阳离子的一部分而阴离子表面活性剂的疏水部分在水溶液中则构成阴离子的一部分阳离子类型的表面活性剂通常由叔胺与卤代烷反应形成季胺盐而得到的R
1
R
2
R
3
+R
4
X R
1
R
2
R
3
R
4
N
+
+X
-
R取代基中至少要有一个是疏水的如氯化二甲基胺它还是一种杀菌剂
122
非离子表面活性剂中的亲水部分通常由一个或多个乙烯氧化物的聚合物构成的其疏水部分可以是几种基团中的任何一种不过其中有一种是阴离子类型的疏水和亲水部分之间的连接可以是醚基团酰胺或酯基团其它类型的非离子表面活性剂是链烷醇酰胺或氧化胺
两性离子表面活性剂的作用由分子中两种不同性能的基团所引起的最基本的两性离子表面活性剂是烷基甜菜碱的衍生物吡咯的衍生物磺酸胺和硫酸化的脂肪胺
表面活性剂的某些特性如
至少溶解于一相液态体系中
具有两种相反溶解趋势的两亲结构如亲水亲油或疏水
表面活性剂分子中的离子在相界面上形成定向单分子层
表面活性剂在相界面上的平衡浓度大于其在各相溶液中的浓度
当溶质在溶液体相中的浓度超某一限定值时可形成胶束这种现象是每个溶质-溶剂体系的基本特性
具有一个或多个基本功能如去污润湿起泡乳化增溶分散破乳和消泡
第七节 擦洗剂
擦洗剂又称之为化学研磨剂一般由惰性或温和的碱性物质制造而成这些研磨剂常同各种肥皂一起使用擦洗时用刷子或金属海绵状物作为工具中性擦洗剂与酸性清洗剂复配后常用于去除碱性沉积物和外层已结壳的物质在对不锈钢进行清洗时为了避免刮伤使用擦洗清洗剂时应格外谨慎
一弱碱性擦洗剂
这类擦洗剂由温和的碱性物质制造常用于去除轻微的污垢所选用的化合物一般是四硼酸钠和碳酸氢钠这些化合物的去污能力和乳化能力都是有限的
二中性擦洗剂
这类化合物通常是从泥土中得到的包括火山灰浮石石英粉和长石一般用于配制手工擦洗和擦洗操作中使用的粉状物或浆状物中
三水质调节剂
123
对于大多数清洗剂来说水是最基本的清洗介质水中含有数量不等的钙镁和其它碱金属一般在硬水中这些物质能降低清洗剂的有效性特别是碳酸氢盐类清洗剂并导致沉淀物的形成这些沉淀物可成为有机碎屑和微生物的聚集点结果使清洗更难满足有效卫生的要求表7—7列出了美国地质局USGS对水硬度的定义
表7-7 美国地质局对水硬度的规定
硬度 单位mg/l
很硬 180
硬 120~180
中等硬 60~120
软 0~60
如果不得不用硬水清洗那么使用水质软化剂解决问题比使用螯合剂更为经济可行除极个别情况外使用时热水所形成的片状物比冷水要少得多但是在82°C下使用硬水时形成的片状物最大
第八节 清洗剂的选择
清洗剂的选择取决于污垢的类型正如前文强调的那样必须坚持同类清洗的原则一般来说常用的碱性清洗剂能最有效地去除有机污垢而脂肪和蛋白质的严重沉积则需要使用重垢型碱性清洗剂矿物质沉积物和其它类型的污垢一般不能用碱性清洗剂去除而需要使用酸性清洗剂最常使用的清洗-消毒剂是磷酸盐与有机氯的复合物下文将讨论在决定选用何种类型清洗剂最为有效时必须考虑的一些重要因素表7-8 列出了清洗剂的合理使用以及各种污垢的预防
一污垢沉积
待去除污垢的量对所使用清洗剂的碱度和酸度有很大的影响同时也决定了选用何种表面活性剂和螯合剂才能达到最佳清洗效果清洁程度还受需去除的污垢量以及所使用清洗剂的类型影响
污垢沉积物的种类决定了应该使用何种清洗剂污垢的性质决定了需要使用何种保护助剂和清洗助剂这些助剂的使用对最终清洗效果有较大的影响
二清洗剂溶液的温度和浓度
随着清洗剂溶液的温度和浓度的提高清洗剂的活性也随之提高但是在极端温度55
和使用浓度超过制造商或供应商所推荐的量时可能会引起污垢沉积物中的蛋白质变性从而降低污垢的去除率
124
表7-8 常用清洗剂的组成
相对效能
组成 乳化 皂化 润湿 分散 悬浮 水
软化
矿物质
沉积物的控制
漂洗
起泡性 非腐蚀性 非刺激
常用碱
苛性钠 C A C C C C D D C D D
硅酸钠 B B C B C C C B C B D
苏打粉 C B C C C C D C C C D
磷酸三钠 B B C B B A D B C C
+
C
-
复合磷酸盐
四磷酸钠 A C C A A B B A C AA A
三聚磷酸钠 A C C A A A B A C AA B
六磷酸钠 A C C A A B B A C AA A
焦磷酸四钠 B B C B B A B A C AA B
有机物
螯合剂 C C C C C AA A A C AA A
润湿剂 AA C AA A B C C A
A
AAA A A
有机试剂 C C C C C A AA B C A A
矿物质酸 C C C C C A AA C C D D
注A=很好B=较好C=好D=不好
资料来源Anon.,1979,
三清洗时间
随着清洗剂同污垢直接作用时间的增加待清洗表面会变得更为洁净清洗剂的使用方法及其特性决定了清洗过程所需要的时间
四机械作用力
在搅拌和高压喷雾过程中所使用机械性能的大小直接影响到清洗剂的穿透作用以及表面污垢的物理分离过程搅拌有助于污垢的去除本书第九章将深入讨论机械能机械设备在污垢去除过程中的作用
第九节 加工和贮存过程中的预防措施
清洗剂的错误使用会给健康和安全带来威胁为了正确使用这些化学品卫生工作人员应经过专门培训并配备合适的安全保护服装手套靴子眼镜等而且美国安全局MSDS
要求具体操作的雇员必须充分了解物料安全资料与图表上的内容
大多数清洗剂液状清洗剂除外本身都具有吸湿性当其暴露在外时会吸收水分这样产品就容易失效或在容器内结块因此使用后容器必须重新密封以防止污染并避免清洗剂与水分接触
125
清洗剂必须贮存在远离工厂交通要道的地方并且该处的地面和空气都必须保持干燥同时还需要保持适宜温度以防止液状产品冻结贮存的地方必须配备底板滑道或贮存架以便使贮存容器脱离地面为了避免失窃贮存库还应该上锁
为了便于重新排列及指出产品销售中的不正常情况应考虑使用库存表为了尽可能减少产品的浪费以及确保得到足够的待用清洗剂工厂管理部门应任命专人负责清洗剂的控制和供应这个工作人员应熟悉每一步清洗操作以便在任何特定清洗操作或清洗设备的执行过程中指导其它雇员进行正确的操作
有时清洗剂的正确选用与适当使用是十分复杂的清洗剂供应商可能会提供产品选用及使用方面的专门指导明确的指导可确保在不破坏待清洗表面的前提下有效发挥产品的作用供应商对清洗剂使用过程进行的指导一般是评述性的从不同供应商处得到的清洗剂最好不要混合使用
食品工厂内不同区域需要使用不同的清洗液大型工厂一般购买一些基本清洗剂然后将其定量调配成一批高浓度清洗液为了满足全厂各种特殊工作的需要许多加工厂需要12~15种不同的基本清洗剂混合后成清洗液小型工厂则常成批购买调配好的清洗剂
不论各种清洗剂是如何加工和调配的加工时必须谨慎对待这些物质对于操作人员来说剧烈的化学清洗剂可引起灼伤中毒刺激皮肤发炎及其它一些问题由于使用比较剧烈的清洗剂已成为一种趋势清洗过程中的伤害事故也有所提高
一碱性伤害
不论是固体还是液体强碱性清洗剂对身体各个组织都有腐蚀作用特别是对眼部常用的应急措施是避免同这类化学品接触这类物质造成的伤害一般包括灼伤和严重溃疡而且最终会留下伤痕长时间接触其稀释溶液也会对组织造成破坏性影响稀释溶液会使皮肤逐渐脱去表面的皮脂层从而使易受伤害的组织直接暴露给过敏素或其它刺激性物质应该知道干燥粉状或粒状清洗剂有可能进入手套或鞋子中而引起严重的灼伤吸入含有强碱性清洗剂的灰尘或其它浓缩溶液产生的烟雾会对上呼吸道及肺部组织造成伤害
许多碱性物质在与水混合时可发生剧烈反应混合时的反应热能使温度升高到沸点以上这样就会出现大量具有危害性的烟雾和蒸汽
二酸性清洗剂的危害
一氨基磺酸
126
这种酸性清洗剂是一种晶体使用安全便于贮存而且裂解产生的危害性也最小但是必须清楚的是如果它被加热到裂解温度就会产生一种有毒的含硫氧化物所以其贮存应远离火源
二乙酸
这种酸能侵害皮肤而且对眼睛特别有害它比清洗剂中其它常用酸更加容易引发火灾应贮存在专门存放易燃物品的地方
三柠檬酸
这种化合物是一种比较安全的酸虽然长期接触有可能发生过敏性反应但它造成的火灾危害是非常轻微的当其加热到裂解温度时常会喷出酸性烟雾
四盐酸
这种酸的误用很容易造成伤害过去曾经报道如果与这种酸接触的时间为八小时空气中该酸蒸汽的最大允许浓度为5ppm在与该酸的短暂接触中35ppm就会刺激喉咙它能与锡锌和镀锌的涂层反应这种酸常用于去除金属设备的污垢它还具有松解物质的外层结构带走污垢和着色层的能力盐酸通过蚀刻作用使水泥地面变得粗糙从而得到防滑的表面在用热水或蒸汽加热或与其接触时这种酸会产生具有毒性和腐蚀性的氯化氢气体
五硫酸钠和磷酸钠
如果长期接触这些清洗剂会刺激皮肤并造成化学灼伤这些物质的水溶液具有很强的酸性溅入眼中后如果不及时冲洗就会伤害眼睛
六磷酸
这种酸常用于金属清洗剂和增亮剂中在浓缩状态下磷酸和硫酸能去除组织表面的水分因此对皮肤和眼睛的腐蚀性很强加热时磷酸会放出三氧化二磷的有毒烟雾将其与其它化学物质结合作为金属清洗剂使用时为了将危害降到最低限度应该尽可能地少量使用
七氢氟酸
在清洗剂中加入氢氟酸有助于清洗和增亮金属少量氢氟酸就能有效清洗金属铝纯氢氟酸能严重刺激和腐蚀皮肤及粘液膜吸入这种物质的蒸汽会引起呼吸道溃疡因此尽管这种物质的使用量极小使用时也需小心谨慎受热时它会喷射出腐蚀性很强的氟化物气体而且该气体能与蒸汽反应产生一种有毒的腐蚀性烟雾通常这种物质的使用量很小如果大剂量使用它将与金属容器反应并产生氢气该物质必须贮存于安全环境下如那些存放易燃液体的地方
127
含这种物质的酸性清洗剂不像其在碱性介质中那样迅速伤及皮肤和眼睛一旦发生严重的伤害只有与这种物质接触很多的人才能意识到受伤的程度有多大这种酸可穿透皮肤的油脂保护层并进入比较深的地方这种情况下无论怎样清洗也不会有显著的效果氢氟酸特别具有危害性因为在其造成严重伤害之前人们很难意识到其危害性也很难发现受伤的迹象吸入氟化物可能会伤及骨骼组织该酸不能与其它酸混合因为这样将造成严重后果并且需要特殊治疗
三肥皂与合成清洗剂
一般情况下用于提高这些物质清洗效果的化学助剂大多是一些碱性化合物强碱和强碱性物质有时被称之为苛性碱但是准确地说他们的通用名应该是碱碱可乳化脂肪油脂和其它类型的污垢从而除去这些物质家庭清洗用的肥皂和清洗剂的pH通常在8.0~9.5与这些物质持续接触会造成皮肤脱脂但是在一般情况下它们还是安全的由于这类清洗剂具有吸附作用去除皮肤的天然油脂层或者同皮肤的油脂层反应从而提高了皮肤对化学物质的敏感性但是在一般情况下是不会伤害皮肤的pH为6的一些弱酸性清洗剂皮肤的pH也为6能用于去除身体表面的吸附性油脂这些手用肥皂通常含有可避免皮肤脱脂但能悬浮脂类污垢的溶剂
四保护性设施
卫生工作人员应该穿上齐膝高的防水靴子以保证脚部不被弄湿裤腿应穿在靴子外面以防止靴子中进入粉状物质热水或剧烈的清洗液保护性设施随溶液的强度及使用方法的不同而变化如果需要进行架空清洗时喷雾和刷涂的形式分散清洗剂以便于就应该具有保护性盖子和长手套以防止清洗剂溅落到手臂上此外还应穿长围裙针对某些特殊的接触类型即清洗剂在混合或使用时会产生烟雾或气体应配有适当的保护呼吸的设施监督者应明确呼吸设施的尺寸和型号并且要确保这类设施的正确使用和保养
即使处理那些比较温和的表面活性剂也应戴上化学眼罩或护目眼镜当平均pH值为9.0
时普通手用肥皂的强度也会严重刺激眼睛尽管普遍认为这些物质是相对温和的由于化学反应皮肤的脱脂作用或两者兼而有之持续接触比较温和的清洗溶液也会产生刺激作用不戴防护眼睛镜的人不应在有危险化学品的地方工作
五混合和使用
128
在混合干燥的固体清洗剂时必须戴上围裙眼罩橡胶手套及防尘面罩只有那些有经验并经过良好训练的人员才能对清洗剂进行混合和分散处理卫生管理人员应该懂得清洗成分的化学功能并向工人宣传预防事故的知识他们应该知道每种单一成分的危害以及混合时可能发生的反应同时还应了解投入使用的新型化合物的安全信息应该向工人们指出清洗剂不是一些简单的肥皂而是需要采取保护措施的剧烈的有潜在危险的化学品保护设施使用后必须进行清洗
大多数清洗液只能用冷水混合也有一些必须用热水才能溶解在溶液中的物质这些物质仅限于那些同水混合时不发生放热反应的物质混合时应加入冷水使溶液保持在沸点以下或保持在产生难闻蒸汽的温度以下
所有清洗剂都应在推荐浓度下使用干燥固体清洗剂一旦混合或复合完毕就应该立即贮存于专门容器内并且标明它的通用名称配料注意事项及推荐浓度一名称职的管理人员是十分重要的因为工人常常有这样的想法如果少量使用效果是好的那么多用一些效果更好结果导致清洗剂的使用浓度超过安全使用范围工人们应该懂得一旦清洗成分复合完毕就不要把他们再与其它化学品混合在一起这点是很重要的应该事先警告他们不要把固体化学物质放在外衣中带回去或把它同不明化学物混合在一起
六贮存和运输
清洗剂配料和批量复合的清洗剂必须存放在上锁的贮存库中并在有关人员的监督下分配库存控制系统应该有助于监督并发现分配中的不足之处
大批量的清洗剂应存放在根据这种配料的特性而专门设计的地方易于反应的碱性和酸性物质应分别存放所有的批量物质都应存放在防火的地方盖子应保持在适当的密闭状态尤其是容器内配有自动搅拌装置时特殊的化学品应该有醒目的警告标志
装有碱性物质的容器应该保持在高密封状态下因为这类物质常常会吸收空气中的水分开启后应尽可能快地重新密封以保护这些物质不受空气湿度的影响
七化学灼伤的急救
当雇员身上喷洒到清洗剂时应立即用大量的水冲洗通常要持续冲洗15~20分钟不要用相反pH的物质去中和已污染的皮肤或衣物这类物质也许会因本身具有的特性而使情况更加恶化
工人可用事先存放于密封容器中的缓冲溶液对眼睛进行处理如果当时不能弄到水那么这种缓冲液可用来稀释并洗去眼睛中的化学物质一旦发生眼睛接触事故应该立即采取紧急措
129
施在持续冲洗15~20分钟后受伤的员工应该找医生检查一下眼睛尽管这些紧急措施都能做到也不能轻视眼睛接触事故应该强制执行配戴防护眼镜的要求特别是在不能立即得到冲洗水的地方
直到除去所有的化学物质后才能对受伤的雇员解除急救或医务护理接触化学物品后急救的速度是最重要的因素严重灼伤的雇员可能会忙乱失措因而需要帮助对于处理化学物品灼伤事故迅速冲洗掉皮肤上的化学品包括除去被污染衣物上的化学品是影响急救的最重要因素如果冲洗不彻底则与不冲洗的效果差不多化学灼伤淋浴设施或洗眼站都是最好的水源至于其它类型的水源不论清洁与否在紧急时都可使用在工人可能接触到腐蚀性化学品的区域都应该有充足的水源普通喷头或花园用管式喷雾喷嘴都不能达到冲去化学品所需的高速必须有充足的水可供使用较为令人满意的是那种人一踏上踏板或通过其它简易控制的操作能很快达到最大水量的淋浴设施
每位涉及到化学品接触问题的雇员都应该熟知下述要点
1,任何接触到剧烈化学品的人都必须能得到其它人的帮助
2,立即在最近水源处对受伤雇员进行冲洗淋浴冲洗是最好的方法其它水源也可以应该把眼睛撑开且在有必要的情况下可以用大量的水冲洗
3,除去所有受污染的衣物
4,经过初步冲洗后如果附近有更好的水源应迅速过去继续仔细冲洗身体的其它部分持续时间至少15分钟用水对受害者进行充分冲洗后下一步的急救护理工作应使伤害减少到最低限度外行人不要试图采用那些他们不熟悉或不能确信的措施
5,若受伤者处于忙乱失措或受惊状态应立即使他安定下来将他安置在担架上用温暖的衣服盖好并转移到医务室
6,化学灼伤应该让具有该类灼伤专门知识的医生医治最轻微的化学灼伤情况除外有些化学品可能含有内在的毒性作用当皮肤被化学品腐蚀后往往存在着细菌感染的危险
八皮肤炎的预防
厂医肩负的主要责任是确定雇员是否容易发生皮肤过敏并在此基础上为其推荐一个合适的工作岗位当皮肤炎突然在工作岗位上的雇员中间蔓延时应该立即将已感染的雇员送到有经验的医生那儿进行检查和测定以确定他们是否对某种特定的物质敏感如果敏感性已经有所提高那么医生可决定让已感染的工人脱离所接触的物质应将清洗操作中所使用的化学物质列成表格
130
并张贴在急救现场和管理者的办公室里表格上应该附注接触化学品后必须采取的各种医疗措施同时还应该明确列出地方医生及医务中心的地址
第十节 总结
有效卫生清洗规程应包括污垢沉积知识以及在某些特定清洗过程中能够合理选择适当的清洗剂污垢的性质决定了能够使用的最佳清洗剂的种类一般说来酸性清洗剂对于非有机沉积物的去除是非常有效的而碱性清洗剂则适用于去除非石油类的有机污垢溶剂类清洗剂适用于去除石油类污垢
清洗剂的主要功能是降低水的界面张力从而使污垢松散易于将其冲洗掉清洗助剂包含在清洗剂中其目的在于保护敏感表面或提高清洗性能掌握被清洗剂灼伤事故的处理方法和知识对降低清洗剂对雇员的潜在危害是十分重要的如果雇员被喷溅到清洗剂应立即用大量水将患部冲洗干净
思考题
1 在食品加工设施的清洗过程中污垢意味着什么
2 清洗剂是如何发挥作用的
3,什么是乳化
4 什么是螯合
5 在食品加工设施的清洗过程中悬浮意味着什么
6 什么是表面活性剂
7 什么是金属螯合剂
8 什么是增效助剂
9 什么是清洗助剂
10 在所使用的清洗剂中哪两种酸性清洗剂最安全
11 喷溅到清洗剂的雇员应采取什么样的治疗措施
12 使用清洗剂时应注意些什么
参考文献
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GuelpH and Meat Packers Council of Canada,
131
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