Качество молока и процесс промывки молокопровода.
На всем пути от производства до потребителя происходит микробноеобсеменение молока. Быстрота накопления и динамика развития определенных видов микроорганизмов зависит от санитарного состояния потенциальных источников контаминизации молока, условий его хранения и, прежде всего, от температурного фактора.
Требования к качеству заготавливаемого молока по ГОСТ Р 52054-2003
Наименование показателей |
Нормы для сортов |
Высшего |
Первого |
Второго |
Несортового |
Кислотность, ° Т |
16...18 |
16...18 |
16...20,99 |
менее 15,99 или более 21 |
Степень чистоты по эталону, не ниже группы |
I |
I |
II |
III |
Бактериальная
обсемененность, тыс/см3 |
до 300 |
300...500 |
500...4000 |
более 4000 |
Плотность, кг/м3, не менее |
1028 |
1027 |
1027 |
менее 1026,9 |
Температура
замерзания, ° С |
Не выше минус 0,520 |
Выше минус 0,520 |
В случае недостаточной очистки и дезинфекции поверхности доильно молочного оборудования на ней в течение короткого периода времени накапливаются молочные остатки, которые являются хорошей средой для развития микроорганизмов. Так, молочнокислые бактерии на подобных средах удваивают свою численность в среднем за 40 мин., бактерии группы кишечной палочки - за 20 мин при 30°С , т.е. в идеальных условиях в период между дойками (9 ч при двукратном доении) численность микрофлоры возрастает приблизительно в 16400 раз. Бактерии, остающиеся после дезинфекции в количестве 2% в среде липидопротеиновых загрязнений могут восстановить свою численность примерно за 3,5 ч.
Качество молока и безопасность его потребления в значительной степени зависят от чистоты и стерильности доильно-молочного оборудования. Изменения в составе молока, обусловленные метаболической активностью микроорганизмов характеризуется появлением вкусовых и ароматических веществ, сдвигом рН, уменьшением стабильности казеинов (пониженная стабильность к теплу, спонтанное свертывание),влиянием на закваски.
Согласно исследованиям изменение исходных свойств молока в результате бактериальных процессов возможно только при числе микроорганизмов свыше 200 тыс. в 1 см.куб. и отчетливо проявляются при числе микроорганизмов более 1 млн. в 1 см.куб. Следовательно, большое значение имеет допустимый уровень разных групп микроорганизмов в молоке.
Свежевыдоенное молоко - исключительно благоприятная среда для развития микроорганизмов, поэтому все узлы и механизмы доильной установки нужно периодически промывать специальным раствором, а доильную установку содержать в исправном состоянии. Наиболее важной операцией по уходу за доильной аппаратурой и молочным оборудованием является его промывка. Основная задача промывки доильного оборудования - удаление с его внутренней поверхности, соприкасающейся с молоком, различного рода загрязнений (молочных остатков, грязи, бактериальных скоплений и других частиц и веществ). Причем, молочная пленка и жир являются не только благоприятной средой для быстрого размножения бактерий, но и причиной преждевременного износа резиновых деталей.
В понятие «санитарная обработка» входит комплекс манипуляций, направленных на уничтожение патогенных и снижение количества непатогенных микроорганизмов до такого уровня, когда они не оказывают существенного влияния на качество молока при повторном использовании оборудования.
Процесс очистки молокопровода.
Процесс загрязнений поверхности протекает поэтапно. При движении молока и воздуха по молокопроводу образуется воздушно-молочная эмульсия и возникают сильно развитые поверхности раздела фаз плазма-жировые шарики и плазма-воздух, что вызывает перераспределение концентрации белково-липоидной оболочки в пограничных слоях контактирующих фаз. При столкновении частиц происходит разрушение защитного слоя вокруг жировых шариков, они становятся более гидрофобными и притягиваются поверхностью воздушного пузырька. Жидкая фракция жира на поверхности воздушного пузырька, да и сами жировые шарики, лишившись защитной гидрофильно-липоидной оболочки, активно способствуют зарождению и росту определенной части кристаллов жира, как на этих поверхностях, так и на стенках молокопровода. На последнем этапе соли кальция, входящие в состав молока, создают армирующий скелет высокой прочности и прочно закрепляют загрязнения на поверхности оборудования, образуя твёрдые отложения в виде молочного камня.
В зависимости от физико-химических процессов формирования загрязнений и их связей с очищаемой поверхностью разделяют все загрязнения, встречающиеся на молочном оборудовании на три группы:
1) адгезионные (в виде остатков молока и устойчивых частиц молочного жира);
2) поверхностно-адсорбционно связанные (в виде макрочастиц, жира и гелеобразных отложений);
3) прочно (глубинно) связанные (в виде «молочного камня»).
В процессе очистки можно выделить три стадии:
- отделение частиц загрязнений от поверхности молокопровода;
- перевод этих частиц в моющий раствор;
- удержание взвешенных частиц в моющем растворе до его слива без повторного осаждения на поверхность.
Однако данное представление не учитывает необходимость разрушения довольно сильных связей между соседними жировыми шариками, особенно в загрязнениях в виде подсохших поверхностных плёнок.
Наиболее трудноудалимыми являются прочно (глубинно) связанные загрязнения в виде молочного камня. Удалить их можно путём химического разрушения агрессивными средами (обычно растворами кислот), либо способом механической очистки с применением высокоэффективных моющих и моюще-дезинфицирующих средств.
Процесс промывки молокопровода.
Существует три основные стадии санитарной обработки молочного оборудования: предварительное ополаскивание холодной или подогретой водой от остатков молока и наружных загрязнений; мойка горячим раствором моющего средства; заключительное ополаскивание от остатков раствора.
В случае недостаточно тщательного соблюдения режима санитарной обработки или выбора несоответствующего средства для нее в молокопроводящих путях в течение короткого периода времени происходит накопление молочных остатков, что создает благоприятную среду для размножения микроорганизмов и защищает от губительного действия на нее моющее-дезинфицирующих средств.
Высокие требования предъявляются и к операции смыва остатков дезрастворов с поверхности молочной линии, так как их наличие в молоке не допускается. Мойку и дезинфекцию доильно-молочного оборудования можно осуществляться полной и частичной его разборкой, а также без разборки. По кратности пропускания моюще-дезинфицирующих средств различают проточные и циркуляционные системы мойки. Циркуляционная система мойки обеспечивает снижение удельных затрат воды, пара, электроэнергии, расхода моющих и дезинфицирующих средств.
Мойка молокопровода осуществляется в три фазы: прополаскивание молокопровода и доильных аппаратов после доения для смыва остатков молока, циркуляционная мойка и дезинфекция, прополаскивание от остатков моющих и дезинфицирующих растворов.
Технология промывки состоит из трех моментов: предварительного ополаскивания молочной линии теплой (25...30°С) водой до ее просветления, циркуляционной промывки горячим (70...80°С) моюще-дезинфицирующим раствором и заключительного ополаскивания чистой водой.
При ополаскивании молочных путей вода с помощью вакуума засасывается из ванны в промывочный трубопровод и, пройдя через все доильные аппараты, молокопровод и молокоприемник откачивается насосом в канализацию.
При циркуляционной промывке после засасывания раствора нагнетательный патрубок молочного насоса шлангом соединяют с ванной и раствор циркулирует по замкнутой системе в течение 10-15 мин. Горячая вода подается в систему промывки из стационарного водонагревателя и поддерживается на заданном уровне температуры проточным водонагревателем.
Управление потоками моющего раствора осуществляется кранами-разделителями. Подача моющих и дезинфицирующих средств регулируется в зависимости от цикла промывки дозаторами.
Технологический режим процесса промывки молокопроводов определяет совокупность в основном таких показателей, как:
- скорость жидкости при промывке;
- температура раствора;
- концентрация моющих средств;
- продолжительность промывки.
Эффективная промывка возможна при скорости течения моющего раствора, достаточной для отрыва и уноса потоком частиц загрязнений. При необоснованно увеличенной скорости резко повышаются энергетические затраты на перекачивание раствора. Скорость жидкости при промывке доильных установок зависит от величины разрежения, создаваемого вакуумными установками, от гидравлических параметров линий циркуляции, от подачи перекачивающих молочных насосов. При этом величина скорости, необходимой для отрыва частиц, зависит от размера и плотности частицы, её формы, шероховатости очищаемой поверхности, свойств промывочной жидкости.
Качество промывки молокопровода прямо пропорционально температуре моющего раствора. С повышением температуры возрастает физико-химическая активность моющего раствора, снижается энергия адгезии на границе раздела фаз (моющий раствор — загрязнение), уменьшается кинематическая вязкость моющего раствора, что усиливает турбулентность. Эффективность воздействия моющего средства на загрязнения при прочих равных условиях напрямую зависит от температуры раствора. Однако, её повышение более 60°С не влечет за собой заметного увеличения моющей способности. Поэтому температурный режим приблизили именно к этому показателю. Единственно, на что можно повлиять при регулировании температурного режима — это на температуру входящего раствора. Объективно о температурном режиме процесса промывки можно судить по температуре внутренней поверхности стенок молокопровода, только в этом случае можно говорить о сути термического воздействия на систему моющая среда - загрязненная поверхность. Эта температура неодинакова в разных точках молокопровода и меняется по мере прохождения горячего раствора через него, стремясь приблизиться к температуре входящего моющего средства. В замкнутых системах ситуация сложнее, так как циркулирующий раствор постоянно охлаждается, а поступления тепла извне не происходит. В отличии от молокопроводов выполненных из нержавеющей стали, в стеклянных молокопроводах температура моющего средства поддерживается за счет низкой теплопроводимости стеклянных труб.
Некоторые зарубежные фирмы, занимающиеся производством доильных установок рекомендуют производить очистку молокопроводов растворами с температурой не ниже 77°С.
Радикальным способом поддержания необходимого санитарно-гигиенического состояния молокопровода является применение высокоэффективных средств санитарной обработки. Все используемые в настоящее время санитарные средства по своим свойствам и назначению можно разделить на четыре группы: моющие средства; дезинфицирующие соединения; моюще-дезинфицирующие средства; кислоты. Кислоты при санитарной обработке применяются редко. Они необходимы лишь для удаления устойчивых минеральных отложений и молочного камня.
Для определения качества очистки оборудования от загрязнений существуют различные способы: визуальный контроль, весовые методы, бактериальные методы. Визуальный метод не возможен на молокопроводах выполненных из нержавеющих, пластиковых труб. Молокопроводы изготовленные из стеклянных труб имеют возможность визуального осмотра после промывки и выявления мест загрязнений и проблемных участков. Бактериологический контроль является наиболее объективным, однако и он не занимает исключительного положения в современных условиях производства молока.
Молоко представляет собой сложную полидисперсную систему, состоящую из жировых шариков, диаметром до 2 мкм, молочных телец, белков, в основе которых лежат субмицелы казеина, и казеиновые частицы размером более 0,2 мкм, частиц коллоидной размерности и растворенных молекул и атомов, взаимосвязанных между собой. Кроме того, возможно присутствие отдельных частичек и капелек грязи, попавших в молокопровод. На оборудования после контакта с молоком остаётся плёнка загрязнений, в которой содержится молочный жир, белки и незначительная доля минеральных солей-2...4%.
Наибольшую сложность очистки молокопровода после доения представляет удаление жировых отложений. В 1 см.куб. натурального молока содержится около 2...4 млрд. жировых шариков, окруженных водной фазой. Они имеют белково-липоидную оболочку, представляющую собой поверхностный абсорбционный слой. Наружная сторона пленки жировых шариков, обращенная к водной фазе, состоит из белкового слоя, который в свою очередь образует гидратную оболочку. Подобное строение оболочки жирового шарика активно препятствует процессам слияния молочного жира и осаждения его на поверхности молокопровода, которые вызваны стремлением дисперсионной системы занять, наиболее выгодное энергетическое состояние.Однако данные оболочки не обладают достаточной прочностью. В результате теплового движения возможно взаимное проникновение гидратных слоев жировых шариков с образованием крупных конгломератов. При машинном доении неизбежны различного рода механические воздействия, в результате чего происходит повышение энергии движения, и жировые шарики с гидрофобизированной поверхностью, смешиваясь в значительной степени со стабилизирующей их белково-гидратной оболочкой, легко оседают на поверхностиоборудования.
Преимущества стеклянных труб.
Присущие стеклу химическая и термическая устойчивость, обеспечили трубам из стекла широкий спектр применения в пищевой, химической и полупроводниковой промышленности.
Стеклянные трубы допускают резкий нагрев (термический удар) на 30°С и охлаждение на 40°С. Стекло обладает исключительной химической стойкостью, низкой адгезией (прилипанием) загрязнений, легко моется. Чистота контролируется простейшим способом - Визуально. Благодаря этим свойствам в последнее время очень широко применяются в пищевой, фармацевтической промышленности, в производстве химических реактивов.
Молокопроводы из стеклянных труб предоставят возможность контролировать качество промывки, выявлять участки загрязнений, а при их выявлении устранять их. Стеклянные трубы имеют низкую тепло проводимость, что обеспечивает значительно лучшую промывку по сравнению с нержавеющими молокопроводами, - а соответственно снижается бактериальная обсемененность, в результате чего сортность молока улучшается, и соответственно увеличивается стоимость за литр.