Совершенствование технологии регенерации мембран ультрафильтрационных установок в переработке молочных продуктов

Во введении обоснована актуальность темы исследований,
сформулирована цель и задачи, представлена научная новизна, практическая
значимость, результаты апробации, основные положения, выносимые на
защиту.
В первой главе рассмотрены современные аспекты санитарной
обработки баромембранного оборудования, используемого для переработки
молока. Показано, что в зависимости от обрабатываемого сырья на мембранах
образуются различные по структуре и составу отложения. Рядом
исследователей установлено наличие на мембране вязкого желатиноподобного
слоя. При ультрафильтрации молока и молочной сыворотки типовой состав
загрязнения представлен структурными единицами белкового комплекса и
солевыми композициями. Для рационального подхода к разработке средств и
режимов санитарной обработки УФ установок изучены конструктивные
особенности и физико-химических свойства мембран с позиций их
регенерации.
Доказана необходимость разработки современных моющих и
дезинфицирующих композиций для эффективной обработки УФ оборудования
Во второй главе приведена организация работы, объекты и методы
исследования. Работа выполнена на базе ФГАНУ «ВНИМИ». Схема
организации проведения экспериментальных работ представлена на рисунке 1.
В качестве объектов исследования использованы щелочи, кислоты,
комлексонаты, ПАВ, протеолитические ферменты и их смеси, элементы
технологических решений баромембранной переработки молока.
Для приготовления рабочих растворов моющих и дезинфицирующих
средств и ополаскивания использовалась вода, соответствующая требованиям
СанПиН 2.1.3684-21 и ГОСТ Р 51232-98.
В работе использовались общепринятые стандартизованные и
адаптированные под конкретные задачи методы исследований.
Для определения адгезионных свойств различных адгезивов измеряли
краевой угол смачивания (КУС) различных тестируемых жидкостей в 3-х
фазной системе адгезив-субстрат-воздух методом лежащей капли по методу
Юнга-Лапласа и поверхностное натяжение (ПН) оптическим методом висящей
капли с помощью прибора DSA25S (Krüss Optronic GmbH, Германия). ПН
растворов при температурах 30-60 °С определяли методом наибольшего
давления образования газовых пузырьков (метод П.А. Ребиндера).
Пенообразующую способность исследуемых растворов ПАВ и моющих средств
определяли по методу Росс-Майлса. Определение моющей способности
проводили по адаптированной методике на лабораторных УФ-модулях и
стендовой установке путем сопоставления начальной (до подачи адгезива) и
конечной (после загрязнения и промывки) производительностей на мембранном
элементе.
Микробиологический контроль после проведения санитарной обработки
осуществляли взятием смывов со всей поверхности выходного патрубка
продукта и посевов последней порции смывной воды в соответствии с MP
2.3.2.2327-08 «Методические рекомендации по организации производственного
микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности».
Оценка качества произведенного продукта осуществлялась в соответствии с ТР
ТС 033/2013.

Рисунок 1 – Схема проведения исследований

Основную часть экспериментальной работы проводили на лабораторной
стендовой УФ-установке (рисунок 2) и лабораторном УФ-модуле (рисунок
3).
Совместимость ПАВ с материалом мембран определяли на лабораторном
УФ-модуле. Через модуль пропускали 0,02%-ные растворы созданных
композиций с поверхностно-активными свойствами в течение 60 мин при
температуре21±2оС.Замерялискоростьпрохожденияводы
(водопроницаемость мембраны) через модуль до и после обработки
исследуемыми композициями.
Рисунок 2 – Общий вид лабораторной стендовойРисунок 3 – Общий вид лабораторного
УФ-установкиУФ-модуля

Обработку результатов экспериментов осуществляли с использованием
программы пакета программ MS Excel 2010 с 3-5 кратной повторностью.
В третьей главе представлены результаты исследований и их
обсуждение
Проведены исследования индифферентности экологически безопасных
ПАВ по отношению к полимерным и керамическим мембранам.
В таблице1 приведено условное обозначение исследованных ПАВ.

Таблица 1. Условное обозначение и состав веществ
Кодировка веществНаименование веществ
1Вода
2Низкопенный алкилглюкозид С1-С6
3Пропионат с 40% жирных спиртов
4Пропионат с 70% жирных спиртов
5Алкилалкиленгликолевый эфир
6Смесь этоксилата и глюкозида (Композиция 2)
7Этоксилированная карбоновая кислота ЕО>3
8Алкоксилат развлетленных спиртов Гербе +4 ЕО
9Этоксилат развлетленных спиртов Гербе + 6 ЕО
10Карбоксилат с содержанием ОЕ 4 моль
11Карбоксилат с содержанием ОЕ 2 моль
12С12-С16 – кокосульфат натрия
13Частичнонейтрализованнаяолеиноваякислота
(Композиция 1)
142-этилгексил сульфат натрия

Выявлено 5 видов ПАВ, которые практическиневлиялина
водопроницаемость испытуемых мембран (рисунок 4).
Рисунок 4 – Влияние различных видов ПАВ на водопроницаемость мембран УФ-
модуля при концентрации в водных растворах 0,02% при температуре (21±1)ºС
С целью импортозамещения разработана Композиция 1 (образец 13),
которая не уступала по индифферентности остальным исследованным ПАВ.
Для выявления её активных свойств были проведены исследования
поверхностного натяжения выявленных ПАВ и созданной композиции.
Наименьшая величина поверхностного натяжения соответствует оптимуму всех
свойств ПАВ, их критической концентрации мицеллообразования. Полученные
результаты позволили определить рациональную концентрацию ПАВ в
концентрате моющего средства – от 1 до 3%.
С целью выбора ПАВ из числа индифферентных к УФ мембранам были
проведены исследования их поверхностного натяжения. Результаты
представлены на рисунке 5.
у1 = 1,2257x + 24,627
1R² = 0,8452
Поверхностное натяжение, мН/м

602y2 = 0,83×2 – 5,08x + 43,7
R² = 0,963
y3 = -2,4143x + 53,733
3R² = 0,985
454y4 = 0,53×2 – 4,08x + 67,1
R² = 0,816
5y5 = -0,17×3 + 2,87×2 – 14,2x + 62,5
R² = 0,812
6y6 = -0,25×2 – 0,10x + 45,9
30R² = 0,978

25y7 = -1,43x + 40,74
R² = 0,989
253040506070

Температура, оС

Рисунок 5 – Зависимость поверхностного натяжения различных видов ПАВ от
температуры при концентрации растворов 0,03% по основному веществу, где: 1
– №9; 2 – №7; 3 – №13;4 – №2, 5 – №12; 6 – №8; 7 – №6.
По результатам исследований поверхностного натяжения наилучшие
результаты получены для образцов 6 и 13. Учитывая, что только образец 13
создан на основе отечественных агентов, дальнейшие исследования проводили
с его использованием.
Замеряли скорость прохождения воды (водопроницаемость мембраны)
через модуль до и после обработки исследуемыми композициями. Разница в
показателях указывает на образование микропленки этими растворами на
мембране и, как следствие, блокировку пор. Отсутствие разницы показателей
свидетельствует о совместимости материала мембран с природой и свойствами
частично нейтрализованных композиций. Результаты представлены в таблице
2.
Сравнительные данные по водопроницаемости УФ-мембран при
обработке их различными видами ПАВ.

Таблица 2. Оценка совместимости мембран и композиций
ОбозначенВодопроницаемость мембраны, мл/мин
иеОбразец 2Образец 10Образец 12Образец 13
показателе
й
Vн168,4166,3170,6180,0
Vк168,3161,4170,4180,0
Примечание: Vн – начальная водопроницаемость; Vк – конечная
водопроницаемость.

Так как выбор моющих агентов должен осуществляться не только с
учетом физико-химических свойств образующегося поверхностного слоя,
загрязняющего мембрану, но и в зависимости от материала мембраны,
проведены исследования ряда ПАВ на их индифферентность по отношению к
полимерным мембранам из полисульфона и поливинилиденфторида. Для
исследований эффективности моющих средств эти материалы интересны тем,
что имеют хорошую температурную стабильность (до 100 оС), химически
стойкие, выдерживает широкий диапазон рН (от 2 до 12 ед.) и в то же время
умеренно гидрофобны, что способствует значительной адсорбции белковых
загрязнений на его поверхности. Исследовали пенообразующую способность
анионных (АПАВ) и неионогенных (НПАВ) в различных соотношениях
(рисунок 6).
Выявлены рациональные виды ПАВ из числа индифферентных к УФ
мембранам по показателям устойчивости в растворах электролита (гидроксида
натрия) с рН 12,9-13,1. В результате проведенных исследований установлено,
что по степени устойчивости в щелочных концентратах (до 38-40 % основного
вещества) исследованные ПАВ не отвечали требованиям. АПАВ даже при
введении в щелочной концентрат в количестве одного процента высаливался,
происходило расслоение концентрата моющей основы на щелочной слой,
нижний и ПАВ – верхний.
1 – соотношение 1:1
2 – соотношение 1:2
3 – соотношение 1:3
4 – соотношение 1:4
5 – соотношение 1:5
6 – соотношение 1:6
7 – соотношение 1:7

Рисунок 6 – Пенообразующая способность смесей АПАВ (образец 13) и НПАВ
(образец 2) в различном соотношении

Необходимой степенью устойчивости обладал лишь непенный
алкилглюкозид, но по физико-химическим свойствам он не отвечал
требованиям, ни по показателю поверхностного натяжения, ни по
эмульгирующей способности. В связи с этим было принято решение
использовать рациональные виды ПАВ в виде активных добавок к рабочим
растворам электролитов, в частности, к (1-3) %-ным растворам гидроксида
натрия.
Эмпирическим методом была создана поверхностно-активная добавка, не
обладающая пенообразованием и устойчивая в концентрированных растворах
гидроксида натрия (до 40 % о.в.). В результате исследований поверхностного
натяжения растворов биоразлагаемых ПАВ наилучшие результаты были
получены для НПАВ – (образец 9) АПАВ – (образец 14) и моющей добавки на
основе АПАВ (образец 13) и НПАВ (образец 2) в рациональном соотношении
(1:7).
Для обеспечения полноты удаления отложений с поверхностей
оборудования любое основное моющее вещество должно обеспечивать
рабочему раствору требуемую смачиваемость и нивелирование присутствия в
воде ионов солей жесткости. Эти условия достигаются присутствием в моющем
растворе комплексонатов и поверхностно-активных веществ.
Для основного удаления органических загрязнений требуется
осуществить гидролиз белковой составляющей, смачивание поверхности,
растворение, диспергирование и стабилизацию в растворе. Обеспечение
выполнения всех этих факторов возможно только с помощью
многокомпонентных моющих средств, содержащих в составе кроме щелочных
электролитов, поверхностно-активные вещества и комплексообразователи.
В качестве щелочной основы были выбраны, традиционно используемые
и, наиболее доступные электролиты – гидроксиды натрия и калия. Основу
составляет гидроксид натрия (каустическая сода). ПАВ позволяют повысить
смачивающие свойства раствора за счет уменьшения сил поверхностного
натяжения и, соответственно, лучше вступать в контакт с загрязнением,
захватывать и разлагать его. Присутствие ПАВ способствует эмульгированию
жировой части загрязнения, обеспечивая ее растворение в воде и препятствует
вторичному осаждению. В результате существенно возрастает степень
растворения загрязнения и перевод его в моющий раствор в виде
мелкодисперсной эмульсии.
Процессы, протекающие в водной среде, подвергаются действию ионов
металлов, что может свести на нет эффективность моющего средства. Известно,
что катионы металлов, взаимодействуя с мылообразующими веществами,
значительно снижают эффективность моющих препаратов. Кроме этого,
введение комплексонатов требуется для предотвращения повторного
осаждения загрязнений на поверхность оборудования и усиления моющего
действия электролитов и ПАВ. Исследования свойств комплексообразователей
позволили выбрать комплексонат (Na4ОЭДФ) для введения в рациональной
концентрации в растворы гидроксида натрия, что существенно
интенсифицирует процесс мойки несмотря на отсутствие положительного
влияния на показатели КУС и поверхностного натяжения смешанных
растворов.
Наличие в отложениях на мембранах минеральных солей молока
требует проведения кислотной мойки. Так как кислоты практически не
обладают смачивающей способностью нашей задачей являлось выявить
ПАВ, устойчивое в кислой среде и обладающее требуемой степенью
смачивания материала мембран. Наличие в кислотном средстве ПАВ
обеспечивает ему высокую смачивающую и, соответственно, очищающую
способность. Показатель рН рабочих растворов кислотного средства с
учетом свойств мембран должен быть в пределах 1,55-1,65 ед., температура
мойки кислотными растворами в пределах 50-55 оС.
4542,8
Поверхностное натяжение, мН/м

4039,2

3534,6
30,831,1
3028,9
10
123456
Образцы ПАВ

Рисунок 7 – Значения поверхностного натяжения веществ (ПАВ) в
концентрациях0,03 % о.в. при температуре 51±3 ℃ для кислотной композиции,
где: 1 – образец 2;2 – образец 12; 3 – образец 4; 4 – образец 8; 5 – образец 13; 6 –
образец 14.
В экспериментах по определению поверхностного натяжения с целью
выбора ПАВ для применения в водных растворах кислот, были
использованы образцы 2,4,8,12,13,14. Температура растворов составляла
51±3°С. Результаты представлены на рисунке 7. Повышение температур
растворов ПАВ с 20 до 50 °С приводит к снижению их поверхностного
натяжения.
Наилучшие показатели поверхностного натяжения наблюдаются у
образцов 12, 13 и 14.
В качестве функциональных комплексонов к неорганическим кислотам с
позиций доступности и целевой эффективности была выбрана лимонная
кислота, как выраженный комплексообразователь, образующий хелатные
комплексы с ионами кальция, магния, железа и др. Предложена рациональная
кислотная композиция из трех кислот (азотной, фосфорной и лимонной) в
сочетании с ПАВ (образец 13) в определенном соотношении компонентов.
(таблица 3)

Таблица 3 – Композиционный состав кислотного моющего средства для
очистки мембран
НаименованиеСодержание компонентов, %
компонентовДля очисткиДля очистки
керамических мембранполимерных мембран
Азотная кислота28,0 – 35,023,0 – 28,0
Лимонная кислота2,0 – 6,02,0 – 6,0
Фосфорная кислота-21,0 – 25,0
ПАВ (образец № 13)2,0 – 4,52,0 – 4,5
ВодаДо 100До 100

Исследования по созданию ферментного средства для удаления
органических загрязнений с мембранных элементов проводили с учетом того,
что их активность зависит от рН среды и температуры. Были использованы три
ферментных препарата, условно названные Фп (протеазы); Фл (липазы) и Фк
(композиция ферментов протеолитической и липолитической активности). В
исследованиях протеолитической активности в качестве модельного объекта
использовали белковый продукт – казеинат натрия при различных экспозициях
воздействия.
Полученные данные позволили выявить закономерность совместного
влияния Фп и Фл на степень гидролиза органического отложения,
образующегося на лабораторном УФ-модуле (рисунок 8).
Поскольку в отложениях на мембранном оборудовании кроме белков
присутствует в небольшом количестве жировая фракция, были проведены
исследования гидролиза модельного молочного жира ферментным препаратом
Фл. Изменение гидролизующей активности Фл по отношению к модельному
жиру от экспозиции приведено на рисунке 9.
Рисунок 8 – Сравнительные результаты протеолитической активности
Фп, Фл и Фк

1,2

1,0151,015
Гидролизующая активность, ед/г

0,8

0,615
0,6

0,4

0,2
102030
Продолжительность, мин

Рисунок 9 – Изменение гидролизующей активности Фл по отношению к
молочному жиру от экспозиции

Полученные результаты экспериментов свидетельствуют о том, что
наблюдается незначительный гидролизующий эффект при воздействии Фл на
жир.
Изучение воздействия индивидуальных ферментных препаратов и их
комбинации на модельные органические вещества позволили адаптировать
полученные результаты к очистке лабораторного УФ-модуля.
В результате проведенных исследований были выявлены рациональные
комплексонаты, не оказывающие существенного влияния на протеолитическую
активность исследованных ферментов в концентрации до 0,5% и неионогенные
ПАВ и разработаны составы моющих композиций (таблица 4).
Таблица 4. Принципиальный компонентный состав ферментных моющих
средств
ФункциональныеВозможные компоненты
Группысвойства(выделенные жирнымДиапазон,
ингредиентовшрифтом – наиболее%
рациональные)
ПАВСмачиваниеЭтоксилированный спирт20-40
ЭмульгированиеАлкилсульфат
Солюбилизация* Алкоксилат
Алкилглюкозид
Комплексообраз Связывание ионов Поликарбоксилат5-10
овательХелатообразова-Комплексонат ЭДТА
ниеЦитрат натрия
Фосфонат натрия
Щелочной агент СорастворительТриэтаноламин1-5
Бикарбонат натрия
РастворительСолюбилизаторЭтанол1-5
Гликолевые эфиры
ФерментГидролитическое Фп7-12
(энзим)расщеплениеФл
органическихФк
веществ
СтабилизаторСтабилизацияМонопропиленгликоль1-5
моющегоФормиат натрия
средства в целом Глицерин
Борат натрия
Хлорид кальция
ОсноваРастворительВодаДо 100
*Примечание: коллоидный процесс проникновения молекул из раствора к
мицеллам ПАВ.
С целью определения адгезионной способности исследуемых
композиций, были проведены исследования краевого угла смачивания,
щелочной основы (гидроксида натрия и комплексоната) и щелочной смеси на
основе гидроксида натрия, комплексоната и рациональной активной добавки –
Композиции 1 (рисунок 10).
Результаты исследований КУС выявленных ингредиентов в виде
щелочной основы (гидроксида натрия и комплексоната) и разработанной
композиции (образец 13) констатируют о положительном решении одной из
поставленных задач работы – выявление рационального ПАВ, являющегося
одним из основных компонентов, интенсифицирующих моющий процесс за
счет снижения поверхностного натяжения моющего раствора по отношению к
очищаемой поверхности.
АдгезивКУС (1), °КУС (2), °

Вода

~67,1°~78,2°

Раствор NaOH (1,5%)
~48,5°~35,8°

Моющее средство
Дайверси
~64,1°~73,1°

Разработанная щелочная
моющая композиция
~29,4°~52,6°

Рисунок 10 – Изменение КУС адгезивов на чистой и загрязненной тест-
поверхности, где:
КУС (1) – краевой угол смачивания на чистой металлической тест-пластине;
КУС (2) – краевой угол смачивания на субстрате с модельным органическим
загрязнением.
В результате экспериментов на базе исследованных ПАВ были созданы
смесевые композиции активных добавок к концентрату гидроксида натрия
(39 % основного вещества). Преимущество этих композиций состоит в том, что
они могут применяться как в виде добавки путем дозированного введения
(0,015-0,025 %) в рабочие растворы гидроксида натрия (1,0-1,5 %), так и в
концентрированный раствор (35-39 %) в концентрации 2,0-2,5 %.
Исследования показали необходимость использования в интегральной
технологии дезинфицирующих средств для достижения микробиологической
чистоты УФ-оборудования. Для дезинфекции использовали рабочие растворы
кислородсодержащего дезинфицирующего средства на основе перекиси
водорода и надуксусной кислоты в регламентируемых эффективных и
безопасных режимах. Концентрация по действующему веществу составляла
0,04-0,05 % при температуре 20-25 ºС и экспозиции 10-12 минут.
Регенерацию мембран проводили в следующей последовательности:
ополаскивание системы УФ-установки водой с целью удаления остатков
продукта с мембран и смачивания; затем проводили щелочную мойку
рециркуляцией моющего средства (1,0-1,5 %) при температуре 70±5 оС и
экспозиции 40-60 минут; щелочная мойка необходима для основного гидролиза
органических отложений на мембране с последующим ополаскиванием водой;
затем промывали контур раствором кислотного моющего средства (0,5-0,8 %)
рециркуляцией при температуре 55±5 оС и экспозиции 20-30 минут с целью
устранения минеральных отложений с поверхностей и из пор мембран с
последующей промывкой водой от остатков кислотного раствора до
нейтральной реакции. После кислотной обработки достаточно часто
происходит незначительное сжатие пор мембран, характеризующееся
снижением их водопроницаемости, для удаления возможных оставшихся
органических загрязнений и осуществления, так называемой «релаксации»,
вновь проводили щелочную мойку в более низкой концентрации (0,5-0,8 %)
при температуре 60±10 оС и экспозиции 20-30 минут и промывали водой для
удаления щелочных остатков моющего раствора. При достижении
первоначальной производительности установки на воде, процесс регенерации
можно считать удовлетворительным. Если показатель производительности был
ниже первоначального (паспортного), проводили ферментный этап мойки
рециркуляцией раствора (0,4-0,8 %) при температуре 40±5 оС и экспозиции 30-
45 минут. После ферментной мойки осуществляли ополаскивание проточной
водой в течении 10-15 минут и осуществляли дезинфекцию в
регламентированных режимах раствором кислородактивного средства с
последующим ополаскиванием для удаления остаточных количеств
дезинфектанта.ПромываниеконтураУФ-установкираствором
дезинфицирующего средства с последующим ополаскиванием водой, помимо
дезинфекции, инактивирует возможные остаточные количества ферментного
препарата. Принципиальная технологическая схема процесса приведена на
рисунке 11.
Предлагаемая технология является интегральной, поскольку совмещает
операции, необходимые для получения требуемого результата и каскадной,
базирующейся на последовательно выполняемых технологических этапах. При
этом, последовательность этапов менять нельзя.
Следует отметить, что в процессе работы установки на продукте даже при
выходе после мойки на первоначальную производительность отмечается
следующее. В течение первого часа работы установки производительность её
на продукте резко снижается на 15-22 %. Далее наблюдается более плавное
снижение.
Рисунок 11 – Принципиальная технологическая схема интегральной каскадной
санитарной обработки и регенерации ультрафильтрационной установки
Припроведениипроизводственнойапробацииразработанной
интегральной технологии мойки при производстве творога методом
ультрафильтрациибылоопределено,чточемвышеначальная
производительность установки, тем полнее удалены загрязнения с поверхности
и пор мембран. Однако немаловажное значение имеет степень падения
производительности УФ-установки в первые 30-60 минут. Как правило, этот
показатель составляет (30-40) % от первоначальной величины (рисунок 12).
Сравнительная характеристика производительности мембранной установки при
регенерации различными средствами, приведена на рисунке 13.
y = 622,5x-0,25 R² = 0,9341 сутки
Производительность по продукту, л/час
2 суткиy = 709,21x-0,32 R² = 0,954
y = 766,17x-0,34 R² = 0,9823 сутки
4 суткиy = 766,17x-0,34 R² = 0,982
450
0306090120 150 180 210 240 270 300 330 360 390

Продолжительность процесса, мин
Рисунок 12 – Производительность УФ-установки на продукте при
использовании разработанных моющих композиций

Производственная апробация работы УФ-установки на подсквашенном
сгустке при производстве творога в течение 4-х суток позволила сделать вывод
об эффективности регенерирующей способности созданных моющих средств,
не уступающих зарубежным аналогам.
Для сравнительной оценки эффективности регенерации (Эр ) мембранных
установок, относительно аналогов, введен унифицированный расчетный
критерий Эр .
Ппм
Эр =· 100%,(1)
Ппп
где Эр – эффективность регенерации, Ппм – производительность после мойки
(на воде, л/ч); Ппп – производительность паспортная (на воде, л/ч).
Производительность на продукте, л/час800
ВНИМИy = 766,17x-0,34, R² = 0,982
ООО Дайверсиy = 686,18x-0,33, R² = 0,981
ООО “Асана”y = 786,08x-0,41, R² = 0,983
350
0306090120150180210240270300330360390
Продолжительность процесса, мин
Рисунок 13 – Сравнительная характеристика производительности УФ-
установки на подсквашенном сгустке при использовании разработанной
технологии, по сравнению с существующими импортными средствами
Сравнительная оценка эффективности регенерации с использованием
предложенного критерия приведена в таблице 5.

Таблица 5. Оценка эффективности регенерации традиционной и разработанной
систем мойки
Эр традиционных и разработанных систем
Вид моющего средствамойки
Традиционная, %Разработанная, %
Щелочь/ополаскивание/кислота60 ± 792 ± 5
Ферментное5±25 ± 2*
Разработанное70 ± 597 ± 2
*Используется для доочистки. Эр зависит от вида выбранного ферментного
препарата

Апробация работы осуществлялась условиях ООО «Комбинат детского
питания» (г. Саратов) и ОАО «Брянский городской молочный завод».
Проведена микробиологическая оценка продукта, полученного в
производственных условиях. Результаты представлены в таблице 6.
Таблица 6. Результаты микробиологической оценки УФ-творога для
детского питания

Нормы для творога для
Выработанный творог
Наименование показателядетского питания (ТР
для детского питания
ТС 033)
КМАФАнМ, КОЕ/гмикрофлора,В микроскопическом
характерная длямазке обнаружены
творожной закваски,грамположительные
отсутствие клетоккокки и диплококки, что
постороннейявляется типичной
микрофлорымикрофлорой для
творога.
Грамотрицательные
бактерии в
микроскопическом
образце обнаружены не
были
Масса продуктаБГКП0,3Не обнаружены в 0,3 г
(г), в которой не (колиформы)
допускаютсяE. coli1,0Не обнаружены в 1,0 г
S.aureus1,0Не обнаружены в 0,1 г
Патогенные, в том50,0Бактерии рода Salmonella
числене обнаружены в 50 г
сальмонеллы иListeria monocytogenes не
листерииобнаружены в 50 г
L.monocytogenes
Количество дрожжей, КОЕ/г, не более10,0менее 10 КОЕ/г
(не обнаружены в 0,1 г)
Количество плесневых грибов, КОЕ/г,10,0менее 10 КОЕ/г
не более(не обнаружены в 0,1 г)

Приведенные данные свидетельствуют с одной стороны, о высоком
качестве выработанного УФ-творога, а с другой стороны, об эффективности
применения разработанной интегральной каскадной технологии.
В результате выполнения работы разработаны и утверждены
«Инструкция по санитарной обработке ультрафильтрационных установок,
укомплектованных керамическими мембранами трубчатого типа», Москва,
2014 г. и Стандарт организации СТО 00419785-059-2021 «Инструкция по
санитарной обработке ультрафильтрационных установок для молочной
продукции».
Техническая новизна разработки подтверждена патентом «Способ
регенерации ультрафильтрационных керамических мембранных элементов,
используемых в технологии производства творога детского методом
ультрафильтрации» № 2544701.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Теоретически обоснована и практически установлены технологические
особенности регенерации полимерных и керамических мембран с
использованием каскадной мойки и дезинфекции, обеспечивающие
стабильность работы УФ-оборудования и выпуск молочной продукции
требуемого качества.
2. Исследованы поверхностно-активные вещества для обеспечения
функционирования моющих композиций. Установлено определяющее влияние
показателей их поверхностного натяжения и адгезионной способности на их
эффективность. Эмпирическим методом создана поверхностно-активная
добавка, не обладающая пенообразованием и устойчивая в концентрированных
растворах гидроксида натрия (до 40 % о.в.). В результате исследований
поверхностного натяжения растворов биоразлагаемых ПАВ наилучшие
результаты были получены для смеси АПАВ – частично нейтрализованная
олеиновая кислота; НПАВ – алкилглюкозид С1 – С6, в рациональном
соотношении (1:7).
3. Подтверждена целевая функциональность использования химических
веществ и ферментных препаратов при каскадной интегральной мойке и
дезинфекции. На базе проведенных исследований были составлены рецептуры
моющих средств, включающие смесь комплексонатов и поверхностно-
активного вещества, буферных растворов, консервантов и ферментных
препаратов, обеспечивающих необходимую степень удаления органических и
минеральных фракций молочного продукта.
4. Результаты исследований угла смачивания выявленных ингредиентов в
виде щелочной основы (гидроксида натрия и комплексоната) и Композиции 1
выявилиПАВ,являющегосяоднимизосновныхкомпонентов,
интенсифицирующих моющий процесс за счет снижения поверхностного
натяжения моющего раствора по отношению к очищаемой поверхности. В
результате были созданы 2 смесевые композиции активных добавок к
концентрату гидроксида натрия (39 % основного вещества), которые могут
применяться как в виде добавки путем дозированного введения (0,015-0,025 %)
в рабочие растворы гидроксида натрия (1,0-1,5 %), так и в его
концентрированный раствор (35-39 %) в концентрации 2,0-2,5 %.
5. Разработаны составы моющих средств и интегральная технология
каскадной мойки и дезинфекции УФ оборудования, эффективность
регенерации мембран которых доказана с использованием расчетного критерия
Эр, который составил 97 ± 2. Разработаны и утверждены «Инструкция по
санитарной обработке ультрафильтрационных установок, укомплектованных
керамическими мембранами трубчатого типа», Москва, 2014 г. и Стандарт
организации СТО 00419785-059-2021 «Инструкция по санитарной обработке
ультрафильтрационных установок для молочной продукции».
6. Проведена производственная апробация разработанной интегральной
технологии при производстве творога методом ультрафильтрации на двух
молокоперерабатывающих предприятиях. Проведена микробиологическая
оценка полученного творога детского питания. Показано, что по всем
показателям он соответствует требованиям ТР ТС 033/2013, что одной стороны,
о высоком качестве выработанного УФ-творога, а с другой стороны, об
эффективностипримененияразработаннойинтегральнойкаскадной
технологии.