Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 102 )

Теплостойкость молока можно проверять с помощью нагревания молока до точки кипения и оценки количества выпавшего в осадок продукта или во время простого теста, выполняемого с помощью смешивания молока и этанола и проверки наличия осадка на поверхностях стекла. Более стабильные белки требуют более высоких концентраций этанола для образования осадка.

Стабильность молока определяется также продуктами, которые могут использоваться для изготовления молока. Например, для питьевого молока требуется молоко, содержащее белки более высокой стойкости, чем для сыроделия.

Применимость

Применяется во всех молочных хозяйствах.

Побуждающая причина для реализации

Оптимальное использование молока и сокращение потребления этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).

Справочная литература

[245, Барале M., 2004]

7.3.8.2.5 Пример стратегии по минимизации использования кислоты EDTA

В данном примере молочное хозяйство для переработки сыворотки использовалось 60 тонн этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) в год до начала использования ферментной технологии. В этой установке перерабатывалось два миллиона литров сыворотки в день, что эквивалентно 700000 тоннам в год, для изготовления белкового концентрата сыворотки, функционального белкового концентрата сыворотки и белкового экстракта сыворотки. Производилось также 13500 тонн лактозы, 10000 тонн раствора сыворотки, 5500 тонн белкового экстракта сыворотки, 2000 тонн порошка кислой сыворотки и 1500 тонн молочного белкового концентрата.

Компанией была предпринята попытка сокращения выброса этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA). В предыдущем 1997 году каустик добавлялся в моющее средство с целью сокращения расхода кислоты EDTA на 30%. Это не было признано эффективным. Также в 1997 году компания попробовала в качестве заменителя нитрилтриацетат (NTA). Это сократило использование кислоты EDTA на 50%, но эта попытка была прекращена по причине низких результатов очистки, что привело к снижению микробиологического качества продуктов.

Процедура на основе ферментов была испробована в основной установке в течение 1,5 лет в 1998/99 г. г. Изменили состав моющего средства. Было обнаружено, что хлор и кислоту EDTA можно заменять иминодисукцинатом для растворения неорганических материалов. Результат не был признан успешным, возможно, потому, что очистка, которое являлось по отчетам весьма эффективным, препятствовало образованию вторичного слоя мембранного покрытия, необходимого для фильтрации белков. Это произошло снова, когда мембраны были заменены, так что компания приняла решение отказаться от этой практики.

Аналогичная процедура на основе ферментов, в сочетании с использованием фосфонатов в качестве хелатных добавок, была применена в 1999 году после пробы альтернативной процедуры в опытной установке в 1998 году. Кислота EDTA не применялась вовсе. В результате возникли затруднения при удалении соединений кальция, особенно фосфата кальция. Это привело к бактериальному загрязнению и снижению производительности.

После всего компания приняла решение скомбинировать последнюю технологию с периодическими этапами очищения с использованием кислоты EDTA несколько раз в месяц и с переработкой очищающего раствора при очищении мембран нанофильтрации [127, Стромайер, 2002].

7.3.9 Безразборная мойка оборудования (CIP) и оптимальное применение этого метода

Описание

Системы безразборной мойки оборудования (CIP) представляют собой системы очистки, которые встроены в оборудования и могут быть отрегулированы и установлены для использования только определенного количества моющих средств и воды в условиях соответствующей температуры (и иногда давления). Монтаж системы безразборной мойки оборудования можно предусматривать на этапе разработки оборудования, тогда она устанавливается производителем. Возможна модернизация системы безразборной мойки оборудования, однако, это более сложная и дорогостоящая процедура. Системы CIP можно оптимизировать с помощью ввода воды для внутренней циркуляции и химикатов, тщательной настройки программ функционирования, которые соответствуют фактическим требованиям к процессу очистки, с использованием эффективных устройств разбрызгивания воды и с помощью устранения продукта и больших загрязнений перед очисткой. Правильно разработанное оборудование для безразборной мойки оборудования должно включать в себя шарики распыления, расположенные так, чтобы они не имели “мертвых точек” в процессе очистки.

Для прямого использования в предварительном ополаскивании при безразборной мойке оборудования (CIP) или для других целей после очистки может быть пригодна вторичная вода, например, обратный осмос и/ или конденсат. Возможности повторного использования вторичной воды с безразборной мойке оборудования в молочных хозяйствах показаны в Таблице 7.107. Применение такой воды для предварительного ополаскивания может зависеть от того, возможно ли извлечение материалов для повторного участия в переработке. Если это так, то необходима питьевая вода.

К химикатам, обычно используемым в безразборной мойке оборудования (CIP), относится щелочной раствор на основе каустика, для отщепления и удаления жировых и белковых наслоений, и кислотный раствор, например, на основе HNO3, для отщепления и удаления минеральных наслоений. Во многих случаях этап обработки кислотой не требуется. Очистка, в котором используется только щелочная фаза, иногда называется однофазной очисткой. Хелатные добавки, как правило, на основе этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), иногда добавляются в щелочной раствор и для предотвращения образования осадка, обычно образующегося при разбавлении щелочных концентратов, и для растворения известкований и накипи. Хелатные добавки и другие присадки могут быть опасны для окружающей среды. В пунктах 7.3.8.2 – 7.3.8.2.5 включительно приводится дополнительная информация об использовании хелатных добавок, включая этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA). К некоторым преимуществам однофазной очистки относится сокращение потребления воды и энергии и повышение скорости очистки. Применение и кислотных, и щелочных очищающих растворов требует двух резервуаров для очищающих растворов с дополнительным трубопроводом, промежуточного промывания, последующего использования дополнительной воды и энергии и более продолжительного времени.

Выбор используемых средств для очистки зависит от нескольких факторов и в целом не может быть определен. Для определенных применений имеются простые базовые материалы, такие как каустик и HNO3, а также специально смешиваемые готовые средства для очистки. Необходимо соблюдать осторожность для обеспечения того, чтобы не использовались химикаты, фактически не требующиеся, например, хелатные добавки типа моющих средств, содержащих кислоту EDTA, не требуются для очищения цистерн для молока и резервуары для хранения сырого молока.

Пример системы безразборной мойки оборудования (CIP) показан на Рисунке 7.21.

Рисунок 7.21 - Технологическая схема системы безразборной мойки оборудования

По имеющимся отчетам следует избегать параллельной или последовательной очистки резервуаров и параллельной очистки систем трубопровода. И параллельная, и последовательная очистка резервуаров приводит к чрезмерному смешиванию предварительного ополаскивания и очищающего раствора, а также очищающего раствора и завершающего ополаскивания. Это ограничивает повторное использование очищающего раствора и энергии. В параллельной конфигурации может быть сложным достижение необходимого распределения потока более чем в одном резервуаре, и для возвратной воды из резервуаров при безразборной мойке оборудования требуется другая продолжительность очистки воды. При переключении с предварительного ополаскивания на очищение раствором или с очищения раствором на завершающее ополаскивание это приводит к большей зоне смешения. В последовательной конфигурации содержание трубопровода между резервуаром I и II также приводит к большой зоне смешения, даже если содержании не сливается. Когда очищающий раствор резервуара I (дренированного), содержимое предварительного ополаскивания трубопровода может смешиваться с очищающим раствором в резервуаре II (дренированном до этого).

Экологические эффекты от внедрения метода

Сокращение потребления воды, моющих средств и энергии, необходимой для нагревания воды, достигается, поскольку можно задавать уровни потребления, определять только использование, необходимое для площади очищаемой поверхности. В пределах системы можно также извлекать и повторно использовать воду и химикаты. В результате происходит сокращение количества образующихся сточных вод.

Воздействие на различные среды

Возможное потребление энергии, связанное с перекачиванием воды и моющего средства.

Эксплуатационные данные

Оптимизация систем безразборной мойки оборудования (CIP) может, например, минимизировать количество используемых очищающих и дезинфицирующих средств, с помощью повторной циркуляции очищающих растворов. По-прежнему существуют некоторые потери загрязненной воды и растворов, поэтому остается необходимость перезагрузки. Например, когда определенное содержание очищающего раствора достигает конкретного уровня, его необходимо удалять. Дополнительным результатом повторной циркуляции растворов является то, что возможно частичное восстановление тепловой энергии.

Системы безразборной мойки (CIP) могут быть намного более эффективными, чем очистка вручную, но они должны разрабатываться и использоваться для оптимизации их возможных преимуществ. К конструкционным и функциональным возможностям, которые минимизируют потребление воды, использование очищающих химикатов и максимизируют извлечение продуктов, относится следующее:

- извлечение продукта сухим способом перед началом цикла влажной очистки, например, с помощью гравитационного дренажа, чистки скребками (смотрите Пункт 7.3.3) или с использованием сжатого воздуха (смотрите Пункт 7.3.4);

- предварительное ополаскивание с использованием небольших количеств воды, что в некоторых условиях можно комбинировать либо с возвратом воды предварительного ополаскивания в процесс для повторного использования, либо с извлечением ее для сброса в сточные воды;