АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Очистка воздуха от микроорганизмов

Обработка воздуха с целью очистки его от микроорганизмов - один из важных процессов создания асептических условий консервирования.

Стерильный воздух необходим для следующих целей: заполнения резервуаров после их санитарной обработки перед загрузкой стерильным продуктом, во время загрузки, в период хранения и при выгрузке продукта (крупные стационарные резервуары):

подачи в систему оборудования для фасовки стерильного продукта и герметизации банок при асептическом консервировании продуктов в потребительской таре;

подачи в систему перефасовки полуфабрикатов из стационарных в транспортные резервуары и наоборот;

удаления остатков дезинфицирующих веществ при санитарной обработке резервуаров и оборудования.

Поступающий на обработку воздух забирают из окружающей атмосферы, всегда содержащей микрофлору, количество и видовой состав которой разнообразны. Это зависит от местности, где находится предприятие, от конкретного размещения заборного, устройства (внутри или вне помещения, высоты расположения над почвой и т.п.), от времени года и суток, метеорологических условий. Обычно в воздухе находится различная микрофлора, состоящая из спор и вегетативных клеток бактерий (кокки, палочковидные и др.), дрожжей и плесневых грибов. Кроме того, в нем могут присутствовать пыльца растений, вирусы, простейшие, фрагменты насекомых и других сухих остатков животного и растительного происхождения. Постоянно в воздухе находится пыль неорганического происхождения. Все эти примеси могут нести на себе микроорганизмы, иногда в большом количестве. Загрязняющие воздух микроорганизмы и частицы находятся в виде аэрозоля. Считается, что одна клетка микроорганизмов приходится на 1000-50 000 диспергированных в воздухе частиц. Обычно принимают, что 1 м³ воздуха нормальной чистоты содержит 100 клеток микроорганизмов, однако иногда загрязненность бывает значительно больше (10⁴-10^а клеток в 1 м³).

Освобождение воздуха от микрофлоры производится с помощью различных факторов воздействия: нагревания, ионизирующей радиации, использования химических жидких на газообразных средств, ультрафиолетовых лучей и др. Наиболее распространенный метод - очистка воздуха с помощью фильтрации. Широкое использование фильтрации объясняется ее высокой степенью эффективности и надежности в отношении создания асептических условий работы, удобством в эксплуатации, простотой конструкции и низкой стоимостью необходимого оборудования, небольшими эксплуатационными расходами.

При разработке техники и технологии фильтрации воздуха для асептического консервирования исходят из того, что очистке подвергают полидисперсный аэрозоль микроорганизмов, минимальные размеры которых могут быть равными 0,1 мкм. Наиболее часто встречаются в воздухе микроорганизмы размером 1 - 1,5 мкм. При испытаниях фильтрующих материалов употребляют искусственно создаваемые аэрозоли, содержащие клетки: размером 0,25-0,3 мкм.

Для повышения надежности и эффективности процесса фильтрации воздуха применяют последовательно два типа фильтров: для грубой фильтрации с целью очистки воздуха от крупных частиц (главным образом пыли с захваченной ею микрофлорой), а также основной массы микроорганизмов размером 1- 1,5 мкм. В случае поступления воздуха из не запыленной атмосферы с малой микробиологической обсемененностью (например, из чистых помещений, из мест, удаленных от почвы, и т.д.)в сравнительно небольших количествах (например, индивидуальные фильтры на резервуарах асептического хранения) можно обходиться и без фильтров предварительной очистки воздуха, для тонкой фильтрации с целью освобождения от микроорганизмов и получения стерильного воздуха. Тонкую фильтрацию целесообразно иногда (особенно при необходимости удаления клеток размером менее 0,25 мкм) разделять на две операции: предварительную и окончательную.

Фильтры второго типа могут быть индивидуального назначения, устанавливаемые на отдельных резервуарах, предназначенных для хранения продуктов в асептических условиях, и группового назначения, стерильный воздух из которых поступает в резервуары и другое оборудование путем разводки по трубопроводам от централизованного источника.

Об эффективности фильтрации у\ судят по изменению концентрации микроорганизмов в воздухе до фильтрации (С_о) и после (C_f)

Эффективность фильтрации выражают в долях единицы или, после умножения на 100, в процентах.

Чаще употребляется величина называемая коэффициентом проскока. После умножения ее на 100 получают процент проскока.

Для определения эффективности фильтрации и коэффициента проскока имеются теоретические методы расчета. Однако они пригодны только для волокнистых фильтрующих материалов с упорядоченным расположением волокон и, кроме того, недостаточно надежны. Поэтому чаще используют экспериментальные методы, в основе которых лежит количественный анализ до и после фильтрации концентрации микроорганизмов выбранной тест-культуры, клетки которой имеют определенные однородные размеры.

В научно-исследовательских целях для определения эффективности фильтрующих материалов и фильтров применяют также методику, основанную на пропускании через них масляного аэрозоля (тумана) определенной требуемой дисперсности с последующим подсчетом числа «проскочивших» частиц.

Проведение производственного контроля работы воздушных фильтров как микробиологическим, так и масляным методом затруднительно. Для этой цели рекомендуется использовать метод пламенной фотометрии при пропускании хлорида натрия, а также метод с применением аэрозоля, приготовленного из метиленового синего красителя с частицами, имеющими средний диаметр 0,5 мкм. Последний метод принят в качестве стандартного в Великобритании. Преимущество его в качестве метода для производственного контроля состоит в том, что он не вызывает разрушения или сокращения срока службы фильтров. Эффективность задерживающей способности оценивают сравнением концентрации красителя до и после фильтра по заранее приготовленной эталонной шкале.

Кроме указанной характеристики фильтрующих материалов используют такие показатели, как, например, сопротивление и скорость фильтрации, пористость, в зависимости от специфических условий применения фильтров (гидрофильность, возможность повторных употреблений фильтра после его стерилизации, срок службы, механическая прочность, термостойкость, устойчивость к дезинфицирующим веществам и др.).

Под сопротивлением понимают разность давлений на входе в фильтр и на выходе из него. Оно зависит от скорости фильтрации, и поэтому требуется всегда связывать между собой эти параметры. Уменьшение сопротивления позволяет снизить мощность компрессора и ведет к экономии электроэнергии, однако повышает возможность проскока микроорганизмов. Поэтому необходимо для каждой разновидности фильтра и фильтрующего материала находить оптимальные соотношения между скоростью фильтрации, сопротивлением и эффективностью фильтрации.

Скорость фильтрации (V_f), выражаемая в м/с, - это отношение объема воздуха (V), проходящего через фильтр в единицу времени, к единице площади (5) фильтрующего материала, т. е. V

С увеличением скорости фильтрации возрастает сопротивление фильтра. Поэтому эксплуатационную скорость фильтрации устанавливают с учетом габаритов фильтра, аэродинамического сопротивления материала, производительности фильтра и эффективности фильтрации.

Под пористостью фильтрующего материала (q) понимают отношение пор Q_p (пространства между твердыми частицами материала) к общему объему -фильтрующего материала (Q)

Пористость выражают в долях единицы или, после умножения на 100, в процентах.

Для грубой очистки воздуха могут быть использованы различные виды фильтрующих материалов. Обычно в зависимости от условий работы фильтра в качестве фильтрующих материалов употребляют один из следующих (или комбинацию нескольких): проволочную мелкоячеистую сетку, набивку из металлической стружки, минеральных или синтетических волокон, губчатый полипеноуретан.

Наиболее важно выбрать подходящий материал для тонкой фильтрации воздуха. Исследования различных фильтрующих материалов применительно к условиям асептического консервирования плодоовощных продуктов были проведены 3. С. Развожевской, Г. Р. Нарнниянцем, С. А. Николаевой и Ю. Н. Филатовым. Были испытаны ультратонкое стеклянное волокно УТВ, стеклянное волокно ТСФШ, кварцевый холст, базальтовое волокно, фильтрующие материалы Петрянова - ФПАР и ФПФС. Такие материалы, как ФПП (на основе перхлорвинила) и ФПА (на основе ацетилцеллюлозы), не испытывались из-за трудности их дезинфекции после сборки фильтра: они нестойки к нагреванию выше 60° С, а также обладают повышенной гидрофильностью и недостаточно устойчивы к кислотам и щелочам.

Качество фильтрующего материала оценивалось по его способности задерживать микроорганизмы размером от 0,3 до нескольких микрометров (кокки, дрожжи, споры плесеней, бациллы) из аэрозоля, содержащего в 1 м³ 10⁸ клеток при скорости фильтрации 10 и 64 см/с. Пригодным материалом признавался тот, который обеспечивал получение стерильного воздуха во время непрерывной работы в указанных выше условиях в течение 4 ч и более.

Наиболее эффективными оказались материалы УТВ, ТСФШ, ФПАР и ФПФС, которые в сухом состоянии при скорости 10 см/с позволяли получать стерильный воздух в течение 5 ч непрерывной работы. Увлажнение этих материалов сокращало продолжительность их эффективного использования до 1 ч.

Несмотря на хорошую фильтрующую способность, материалы УТВ и ТСФШ не следует применять в установках, где воздух, прошедший фильтрацию через эти материалы, будет соприкасаться с пищевыми продуктами, так как не исключена возможность попадания в них мельчайших стеклянных волокон. Использование УТВ и ТСФШ должно быть ограничено фильтрующими установками для предварительной очистки воздуха.

Дальнейшее изучение эксплуатационных свойств ФПАР и ФПФС показало, что многократная стерилизация паром приводит к уплотнению ФПАР, нарушению его пористой структуры, в результате чего увеличивается сопротивление фильтра и снижается эффективность фильтрации. Более стойким оказался материал ФПФС. Для стерилизации его требуется обработка паром при 120° С в течение 40-60 мин, а затем подсушивание с целью удаления остатков сконденсировавшегося пара. После такой обработки фильтр может эффективно работать непрерывно при скорости 10 см/с в течение 5 ч, стерилизуя воздух, содержащий в 1 м³ 10⁸ клеток микроорганизмов. Повторная подобная стерилизация паром с последующим подсушиванием не снижала эффективности фильтрации даже после 6-кратной обработки собранного фильтра. Производственная проверка фильтрующей способности ФПФС на более чем 20 установках асептического консервирования показала высокие эксплуатационные свойства этого материала, он рекомендован к широкому промышленному использованию.

Фильтрующий материал ФПФС-15-1,5 представляет собой рыхлый однородный слой из ультратонких политрифторстирольных волокон со средним диаметром 1,5 мкм, нанесенных на марлевую подложку (основу). Он гидрофобен, стоек к воздействию острого пара при температуре до 150° С, устойчив к кислотам и щелочам, спиртам, предельным углеводородам, маслам; растворяется в хлорированных углеводородах, кетонах, высокополимерных растворителях; набухает в пластификаторах; горит с образованием фтористых соединений; может быть использован при температурах не выше 200° С и относительной влажности не более 98%. Масса 1 см² фильтрующего слоя (без марлевой подложки) 35 г (допускаемые отклонения + 5, -7 г). Сопротивление материала потоку воздуха при скорости 1 см/с 1,47+_0,29 Па (1,5+0,3 мм вод. ст.). Коэффициент проскока (по аэрозолю масляного тумана с радиусом частиц 0,14-0,17 мкм. при скорости фильтрации 1 см/с) не более 0,1%. Размеры полотна (в см): длина 148+2; ширина 68+2.

Эффективность стерилизации воздуха, поступающего в резервуары для асептического хранения продуктов, может быть установлена следующим образом.

Определяют количество микроорганизмов, попадающих вместе с воздухом при входе в фильтр

где С₀ - концентрация микроорганизмов в воздухе перед фильтрацией, клеток/м^э;

- количество воздуха, поступающего в резервуар объемом V м³, м³.

При подсчете величины, а можно исходить из того, что стерильный воздух необходим в трех случаях:

для заполнения резервуара после стерилизации его внутренней поверхности перед подачей туда стерильного продукта; необходимый для этого объем воздуха равен объему резервуара ();

для заполнения резервуара при выгрузке продукта из резервуара; количество стерильного воздуха в этом случае будет равно также объему резервуара ();

для компенсации уменьшения объема продукта вследствие пониженной температуры во время хранения. Такие понижения температуры могут происходить несколько раз за сезон хранения. Объем воздуха для этой цели составит

где -коэффициент объемного расширения продукта;

и - температуры продукта до и после понижения температуры

1,2,.., ,п - случаи понижения температуры.

Лабораторная работа № 1

СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ РАСТВОРОВ. РАСТВОРЫ ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТИ

Промышленная стерильность оборудования линий асептического консервирования плодоовощных продуктов может быть достигнута путем обработки его антимикробными химическими средствами, обладающими широким спектром антимикробного действия и. способными уменьшать количество микроорганизмов на обрабатываемой поверхности на несколько порядков. Об антимикробном действии щелочей указывалось ранее. К числу химических антимикробных средств, вызывающих гибель микроорганизмов, в том числе плесеней и бактериальных спор, относятся йод- и хлорсодержащие комплексы и перекисные соединения. На выбор химических средств, пригодных для стерилизации линий асептического консервирования, оказывают влияние антимикробная активность и физико-химическая характеристика препаратов, совместимость их с детергентами, предназначенными для очистки и мойки линии, качество имеющейся на производстве воды, способ применения и санитарно-гигиенические свойства, обусловливающие возможность использования препарата в пищевой промышленности.

Растворы хлорной извести готовят одним из следующих способов.

А. Из сухой хлорной извести готовят концентрированный раствор с массовой долей этой извести 10%, дают ему отстояться в течение суток. Прозрачный раствор (надосадочную жидкость) сифоном сливают в другую емкость и определяют его плотность денсиметром с диапазоном измерения от 1,0000 до 1,1000 г/см³ (с ценой деления 0,0001 г/см³). Затем по табл. 1 устанавливают объемную долю (концентрацию) активного хлора в зависимости от плотности раствора.

Из концентрированного раствора готовят рабочие растворы.

Объем концентрированного раствора, необходимый для приготовления рабочего раствора требуемой концентрации, можно определить по табл. 2 или рассчитать по формуле:

А = (Б·В·1000)/К,

где А - объем концентрированного раствора хлорной извести, см³;

Б - объем рабочего раствора, который нужно приготовить, л;

В - объемная доля активного хлора в рабочем растворе, мг/л;

К - объемная доля активного хлора в концентрированном растворе, мг/л.

Таблица 1 Объемная доля (концентрация) активного хлора

Примечание: Плотность раствора в кг/м³ получают умножением показания денсиметра на 1000.

Таблица 2 Объем концентрированного раствора

Б. По второму способу вначале определяют массовую долю активного хлора в сухой хлорной извести, а затем рассчитывают необходимую массу хлорной извести для приготовления требуемого объема осветленного раствора нужной концентрации.

Для приготовления осветленного раствора отвешенную хлорную известь вносят в соответствующую емкость, заливают водой, перемешивают и после отстаивания в течение суток надосадочный прозрачный слой сливают и используют для дезинфекции.

Для определения массовой доли активного хлора в сухой хлорной извести в колбу вместимостью 200-250 см³ (с 35 бусами или мелким стеклом) помещают 0,5 г исследуемой хлорной извести и встряхивают. В цилиндр наливают 100 см³ дистиллированной воды, и из него 35 капель отливают в колбу, тщательно встряхивают, затем в колбу выливают воду из цилиндра. После этого в нее прибавляют 2 г йодистого калия, 15 капель концентрированной соляной или 25 капель концентрированной уксусной кислоты. Содержимое при этом окрашивается в коричневый цвет.

Отвешивают 2 г гипосульфита и небольшими порциями подсыпают в колбу до полного обесцвечивания жидкости, затем в нее дополнительно вносят 2-3 капли соляной или уксусной кислоты.

При появлении окраски титрование продолжают до полного обесцвечивания жидкости.

После этого взвешивают оставшийся гипосульфит и по разности определяют, какое количество его израсходовано.

Массовую долю активного хлора (А) в процентах определяют по формуле:

A = (V·К·0,003545·100)/М

где V - объем раствора гипосульфита натрия, израсходованного на титрование в опыте с навеской, см³;

К - поправочный коэффициент раствора гипосульфита натрия концентрации 0,1 моль/дм³;

0,003545 - масса хлора, соответствующая 1 см³ раствора гипосульфита натрия концентрацией 0,1 моль/дм³, г;

М - масса навески, г.

Масса сухой хлорной извести (Х) в килограммах для приготовления рабочего раствора требуемой концентрации определяют по формуле:

Х = (А·Б)/С,

где А - массовая доля активного хлора в сухой хлорной извести, %;

Б - требуемый объем рабочего раствора;

С - требуемая концентрация рабочего раствора, г/дм³.
Лабораторная работа № 2

РАБОЧИЕ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИЕ РАСТВОРЫ. РАСТВОРЫ ГИПОХЛОРИТОВ НАТРИЯ И КАЛЬЦИЯ

Антимикробная активность гипохлорита натрия и кальция так же, как и большинства хлорсодержащих препаратов, зависит от содержания в нем активного хлора. Показано, что выдержка в растворе гипохлорита натрия, содержащем в 1 л 120 г активного хлора при рН 8,65, уменьшала количество жизнеспособных спор В. aerotherrnophilus на пластинках из нержавеющей стали в 5 раз. Повышение концентрации активного хлора до 500- 1000 мг/л снижало количество этих спор уже в 1000 раз. Гипохлорит натрия и его препараты используют наряду с другими препаратами при химической стерилизации резервуаров для хранения асептически консервированной томатной пасты.

К неорганическим хлорным порошкообразным препаратам относятся также хлорная известь, двутретьосновная и нейтральная соли гипохлорита кальция. Они имеют аналогичный состав, но различаются по содержанию активного хлора (32-38, 47-52 и до 80% соответственно). Действующим началом в этих препаратах является гипохлорит кальция Са(ОС1)₂, нерастворимая часть, образующая осадки, состоит из карбоната кальция – СаСО₃ и гидроксида кальция-Са(ОН)₂-

Большинство вегетативных форм бактерий погибают при 30-минутной обработке оборудования растворами хлорной извести, содержащими в 1 л 200-300 мг активного хлора.

Гипохлориты кальция склонны к разложению и, как следствие, к потере активного хлора во время хранения и при повышении температуры растворов. Вместе с тем холодные растворы хлорной извести (18-20° С) из-за их замедленной диффузии в микробную клетку дают спороцидный эффект только после длительных многочасовых экспозиций. Исходя из этого, растворы хлорной извести, гипохлорита натрия и кальция используют для обработки оборудования при температурах 35-40°С.

При изучении коррозионного действия растворов хлорной извести и гипохлорита натрия были получены результаты, представленные в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Коррозионное действие растворов хлорной извести и гипохлорита натрия

Агрессивность по отношению к металлам ограничивает применение хлорной извести для стерилизации оборудования.

Сфера применения хлорной извести на линиях асептического консервирования сводится к использованию ее в качестве источника получения гипохлорита натрия при приготовлении его щелочного раствора, получившего название антиформина. Антиформин применяют для стерилизации продуктопроводов при асептическом консервировании виноградного сока. Его получают смешиванием водного раствора хлорной извести (16 кг в пересчете на 40%-ное содержание активного хлапа r 200 л вольта и кальцинированной соды (24 кг на 80-100 л воды) с последующей выдержкой (2-3 сут) и добавлением в полученный раствор каустической соды (8 кг на 100 л полученного раствора гипохлорита натрия).

Рабочие дезинфицирующие растворы гипохлоритов натрия и кальция готовят непосредственно перед использованием. Для приготовления растворов с заданной концентрацией активного хлора в емкость наливают воду с температурой от 45 до 50°С и добавляют в нее определенное количество гипохлорита натрия или кальция согласно табл. 2 или расчету по п. 1.

Определение массовой доли активного хлора в дезинфицирующем растворе методически проводят так же, как в растворах хлорной извести.

Лабораторная работа № 3

ЙОДОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ АКТИВНОГО ХЛОРА В РАСТВОРАХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ

Хлорные препараты. Для очистки воды и санитарной обработки различного оборудования на практике широко используют хорошо зарекомендовавшие себя хлорсодержащие соединения. Высокая антимикробная активность хлорных препаратов и широкий спектр действия позволяют рекомендовать ряд хлорсодержащих соединений для использования в цикле стерилизации оборудования на линиях асептического консервирования. Запах хлора, остающегося на оборудовании после применения хлорных препаратов, может быть ликвидирован последующим удалением остатков хлора путем промывания линии стерильной водой иди прошпаривапия.

Антимикробная эффективность хлорных препаратов зависит от их окисляющей активности. Об активности хлорных препаратов судят по содержанию в растворе активного хлора (определяемого йодометрически), под которым понимают сумму свободного хлора (Сl₂) и гипохлоритиона (ОСl)-, вытесняемых из препаратов под воздействием кислот.

Хлор, содержащийся в хлоридах (например, СаСl₂), не может быть вытеснен кислотами, поэтому подобные соединения нельзя рассматривать как антимикробные средства. При приготовлении растворов некоторое количество хлора связывается с азотистыми соединениями, имеющимися в воде. Определенное количество препарата связывается также органическими и неорганическими, загрязнениями, находящимися па обрабатываемых поверхностях. Поэтому содержание активного хлора контролируют непосредственно в рабочих растворах при их приготовлении и после каждого цикла использования их на линии при стерилизации оборудования. Химические реакции связывания хлора при комнатной температуре протекают замедленно. Исходя из этого, содержание активного хлора определяют в растворах не ранее чем через 20 мин после их приготовления. Эффективность стерилизации хлорными препаратами повышается с увеличением содержания активного хлора и повышением температуры.

Существуют различные теории антимикробного действия хлорных препаратов. Большинство исследователей поддерживают гипотезу, согласно которой антимикробный эффект хлорных препаратов связан с образованием и воздействием на клетку хлорноватистой кислоты в недиссоциированной форме. Хлорноватистая кислота образуется в реакциях Хлора с водой; Сl₂+ 4-Н_аОНОСl+НСl. Затем хлорноватистая кислота ионизируется до гипохлоритиона, который может вновь образовывать хлорноватистую кислоту. При рН<2,0 из растворов хлорных препаратов выделяется молекулярный хлор; при рН2,0-4,0 хлорноватистая кислота присутствует в растворе только в недиссоциированной форме; при рН более 4,0, но менее 7,5 преобладает в растворе хлорноватистая кислота; при рН более 7,5, но менее 9,5 в растворе преобладают ионы гипохлорита, а при рН 10 и выше весь хлор присутствует в растворе в виде гипохлоритиона. Поэтому рН растворов хлорных препаратов играет существенную роль в их антимикробной активности. Хлорноватистая кислота и ее соли являются сильными окислителями и вызывают гибель микробных клеток, вероятно, путем блокирования сульфгидрильных, групп микробиальных ферментов. Однако антимикробная эффективность хлорных препаратов зависит не только от их окисляющей способности, но и от ряда других, до конца не установленных свойств.

Для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов обычно используют хлорные препараты, содержащие в 1 л 200- 300 мг активного хлора. Спороцидный эффект достигается при применении хлорных препаратов, содержащих в 1 л 1000- 3000 мг активного хлора. Сравнительный спороцидный эффект различных хлорных препаратов представлен в табл. 2.13 и 2.14, составленных по данным Л. П. Найденовой. Из таблиц видно, что различные препараты при одном и том же содержании активного хлора в аналогичных условиях использования дают не-однозначный антимикробный эффект. То же относится и к одному и тому же препарату, употребляемому против различных видов микроорганизмов.

Таблица 2.13. Вероятность выживания спор после 15-минутной экспозиции в растворах, содержащих 1000 мг/л активного хлора

10 см³ дезинфицирующего раствора переносят в коническую колбу вместимостью 100 см³. Добавляют 10 см³ раствора с массовой долей йодистого калия 10% и 1,5 см³ раствора с массовой долей серной кислоты 25%. Колбу ставят на 10 мин в темное место, после чего выделившийся йод оттитровывают раствором гипосульфита концентрацией 0,1 моль/дм³. В качестве индикатора используют крахмал.

Массовую долю активного хлора (Х) в процентах вычисляют по формуле:

Х = (0,00355·А·100·К)/10,

где 0,00355 - грамм-эквивалент хлора, соответствующий 1 см³ раствора гипосульфита концентрацией 0,1 моль/дм³.

А - объем раствора гипосульфита, прошедшего титрование, см³;

100 - множитель для пересчета результатов в проценты;

10 - объем анализируемого раствора, см³.

Для пересчета объемной доли активного хлора в мг/л данные вычислений умножают на 10000.

В процессе хранения массовая доля активного хлора в дезинфицирующих растворах уменьшается, поэтому необходимо периодически контролировать массовую долю активного хлора в растворах при их использовании.

Концентрированные растворы гипохлоритов можно хранить на предприятии не более 2 мес., так как при температуре 20°С за 10 дней теряется до 10% первоначальной активности. Растворы с объемной долей в них активного хлора менее 100 мг/л не могут быть использованы для дезинфекции.

Рекомендуется готовить концентрированный раствор хлорной извести не более, чем на пять суток, а рабочие растворы готовить ежедневно.

Тема 2.3 Оборудование для наполнения и хранения продуктов в асептических условиях

К рассматриваемой группе оборудования предъявляются те же требования, что и к охладителям - полное исключение возможности контакта стерильного охлажденного продукта с нестерильным воздухом и нестерильными элементами оборудования.

Фасовка продукта в мелкую тару, как правило, производится в закрытых камерах, изолирующих рабочие органы машины от окружающей атмосферы. После стерилизации асептические условия поддерживаются благодаря подаче в камеру перегретого пара или стерильного воздуха для создания внутри небольшого избыточного давления (тысячные доли МПа). При этом пар или воздух в случае негерметичности камеры выходит из нее, препятствуя попаданию туда атмосферного воздуха. Внутренние поверхности оборудования и защитных камер должны быть легко доступными для санитарной обработки и не иметь трудно промываемых зон. В оборудовании с движущимися частями любая смазка, даже разрешенная органами здравоохранения, не должна контактировать с продуктом. Для удобства обслуживания и обеспечения возможности наблюдения за операциями фасовки и укупорки в большинстве конструкций имеются смотровые окна из термостойкого стекла. Для наполнения текучими продуктами мелкой жестяной или алюминиевой тары широко используются наполнители щелевого типа, такими наполнителями комплектует свои линии фирма «J. Dole» (США). Эта же фирма использует поршневые наполнители для фасовки продукта по объему.

Представляет интерес наполнитель, совместно разработанный специально для систем асептического консервирования фирмами «J. Dole» и отделением «Вотатор» компании «Хеметрон» (США).

Наполнитель представляет собой горизонтальный цилиндр с отверстиями, которые установленный внутри него вал поочередно открывает и закрывает синхронно со скоростью движения банок. Такая конструкция дает возможность наполнять банки продуктами, содержащими отдельные частицы объемом около 8 см³. В этом наполнителе, так же как и в «щелевом», продукт подается насосом с постоянной скоростью, величина дозы регулируется изменением производительности насоса, оснащенного вариатором.

Одно из достоинств асептического способа консервирования - возможность применения тары, изготовленной из различных материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами, в том числе полимерных. Перспективность этого направления объясняет факт появления ряда систем для фасовки в асептических условиях жидких продуктов в полимерную тару.

Фирмой «Тетра-Пак» (Швеция) выпускается оборудование для изготовления тары из материала парафин - бумага - алюминиевая фольга - полиэтилен и наполнения ее в асептических условиях жидким стерильным продуктом. Модели «Тетра стандарт асептик» предназначены для заполнения завоевавших популярность при фасовке молока пакетов в форме тетраэдра вместимостью от 25 до 1000 см³; производительность машин от 3600 до 9000 упаковок в час. Этой же фирмой выпускается модель «Тетра брикасептик» для фасовки продукта в пакеты прямоугольной формы вместимостью от 180 до 1000 см³.

Эти модели отличаются в основном наличием устройства для стерилизации упаковочного материала - ванны, где внутренняя сторона ленты смачивается перекисью водорода, которая в дальнейшем разлагается под действием нагрева, и системы, обеспечивающей асептические условия розлива стерильного продукта.

Рассмотрим схему такой системы, применяемую в автомате «Tetra Brik Aseptic» типа АВ-5 (рис. 1.3). Асептические условия фасовки создаются стерильным воздухом. Подача воздуха с необходимым давлением производится компрессором / водокольцевого типа, причем вода кроме выполнения основной функции удаляет остатки перекиси водорода, содержащейся в воздухе, всасываемом из верхней части машины. Через сепаратор-водоотделитель 12 воздух попадает в стерилизатор, где нагревается до 350° С, часть горячего воздуха отбирается через патрубок 10 и подается в нагревательный элемент первой ступени запечатывания продольного шва упаковочного материала. Основной поток воздуха охлаждается до 80° С в охладителе 9. При заполнении литровых пакетов клапан 8 открыт, и стерильный воздух подается в пространство над уровнем разливаемой жидкости, находящейся в рукаве упаковочного материала (у моделей, предназначенных для работы с мелкой тарой, этот клапан закрыт).

Сам упаковочный материал стерилизуется при разложении перекиси водорода под воздействием тепла, излучаемого электрическим нагревателем 3. От точки 4 поток воздуха поворачивает вверх, захватывает пары-, образовавшиеся при разложении Н₂О и поднимается к коллектору 2, обеспечивая асептические условия внутри рукава упаковочного материала. Уровень продукта регулируется поплавком 5, связанным с клапаном 6. Перед началом работы система стерилизуется горячим воздухом, который подается в продуктовую трубу через клапан 7.

Рис. 1.3 Схема обеспечения асептических условий фасовки в автомате «Tetra Brik Aseptic» типа АБ-5.

Производительность автомата типа АВ при фасовке в пакеты вместимостью 500-1000 см³ 3700 упаковок в час, в пакеты меньшей вместимости - до 4650 упаковок в час.

Для наполнения продуктом в асептических условиях крупной тары (бочек) существует две принципиально разные системы:

все операции выполняются в одной или нескольких последовательно установленных герметичных камерах;

необходимые операции выполняются при непосредственном вводе в бочку рабочих органов; сами бочки не изолированы от внешней среды.

Типичный представитель установок первого вида - наполнитель «No-Bac Fifty-five» фирмы «Cherry-Burrell» (США), предназначенный для фасовки продукта в бочки вместимостью» 200 л (рис. 1.4). Бочки помещают в камеру, люк камеры закрывается, и начинается процесс стерилизации паром под давлением. Затем в этой же камере создается вакуум, и бочка заполняется продуктом. Наполнение производится по массе оставлением верхнего незаполненного пространства высотой около 30 мм, Система блокировок предотвращает возможность разгерметизации камер во время процесса. Бочки изготавливают из стали, внутренняя поверхность после формования подвергается электролитическому лужению. Для заполнения имеется отверстие диаметром 114 мм. Бочки укупориваются в той же камере, в атмосфере пара стерилизованной крышкой с применением уплотняющей пасты. Для вскрытия бочек потребителем имеется специальное устройство, которое срезает крышку по нижней кромке.

Рис. 1.4 Наполнители бочек

Разновидность этой системы - система, которую разработали Хэм Дэвис и Барт Паркер, известная под названием «Хэмбарт». Система состоит из двух параллельных туннелей, каждый из которых имеет три секции, разделенные пневматическими затворами. В первой секции бочка нагревается паром-до температуры 101-104° С, во второй через поочередно работающие наполнительные клапаны заполняется предварит ель-. но стерилизованным продуктом, в третьей производится укупорка бочки предварительно обработанными паром крышками. Последующие операции заключаются в контрольном взвешивании и этикетировке. Эта система рекомендуется для томатной пасты и фруктовых пюре.

Система другого типа разработана фирмой «Фран - Рика» (США). Конвейер подает бочку вместе с пробкой из полимерного материала на стол, который поднимает ее вплотную к наполнительной камере. Пробка открывается, и для удаления воздуха внутрь бочки в течение примерно 1,5 мин подается пар. Затем паром создается давление до 0,1 МПа. После выдержки в течение 0,5-1 мин давление уменьшается до 0,01 МПа, и трубка наполнителя опускается до дна бочки. По мере наполнения бочки продуктом трубка постепенно поднимается. После окончания процесса бочка укупоривается, и подъемный стол опускается.

При хранении больших количеств продукта в асептических условиях используются крупные, стационарно установленные резервуары вместимостью десятков до нескольких сотен кубических метров (рис. 1.5). Для жидких легкотекучих продуктов, например фруктовых соков, применяются как вертикальные, так и горизонтальные резервуары. Для более вязких продуктов предпочтительнее вертикальные.

Рис. 1.5 Резервуары для хранения продукта в асептических условиях.

Специфика процесса предъявляет определенные требования к конструкции резервуаров:

минимальное количество патрубков, люков и сварных соединений;

минимальная шероховатость внутренней поверхности, контактирующей с продуктом;

полное отсутствие труднодоступных для санитарной обработки зон.

Один из патрубков резервуара должен находиться в самой нижней точке резервуара и обеспечивать полное удаление из него рабочих жидкостей и продукта. С этой точки зрения более удобны вертикальные резервуары с днищем в форме конуса с углом при вершине 90°. При монтаже горизонтальных резервуаров особое внимание необходимо обращать на то, чтобы уклон днища был в сторону сливного патрубка. Как показали исследования В. И. Цукермана и В. И. Сенкевича, при обратном уклоне кроме ухудшения условий выгрузки продукта, образуется зона, где скапливаются первые порции конденсата, образующегося при паровой стерилизации резервуара. Конденсат имеет низкую температуру, которая сохраняется почти во время всего процесса, поэтому этот участок поверхности резервуара. может оказаться нестерильным.

Необходимо, чтобы у резервуаров, предназначенных для хранения неосветленных соков, для выгрузки был еще один отвод на высоте, позволяющей слить сок, не затрагивай осадка.

Рис. 1.6 Фильтр для обеспечения стерильным воздухом группы резервуаров

Конструкция трубопроводной и другой арматуры, установленной на резервуаре, должна исключать возможность контакта продукта с нестерильным воздухом, предпочтительными являются бессальниковые устройства. Для стерилизации воздуха или инертного газа, контактирующего с продуктом в резервуаре при загрузке, хранении и выгрузке, применяются различные системы очистки воздуха от микроорганизмов. Наиболее перспективна система фильтрации воздуха. Конструкция фильтра зависит от используемого фильтрующего материала. На рис. 1.6. показана конструкция фильтра с материалом

ФПФС15-1Д Фильтр предназначен для работы в составе центральной компрессорной станции, обеспечивающей сжатым стерильным воздухом несколько блоков резервуаров, и представляет собой сосуд с паровой рубашкой), внутри которого на каркасе из перфорированного материала 2 укреплен хомутами 3 фильтрующий материал.

Для стерилизации фильтра и трубопроводов, соединяющих его с резервуарами, к внутренней полости сосуда подведен пар. Для повышения эффективности работы фильтра увлажненный при стерилизации материал целесообразно подсушить. С этой целью в рубашку подается пар. Фильтр снабжен манометрами для контроля давления во внутренней полости сосуда и в паровой рубашке, предохранительными клапанами 4, конденсатоотводчиком и сливным вентилем 5. Описанный фильтр используется в линиях, оборудование которых изготовлено в ВНР.

Общий вид фильтра, устанавливаемого на резервуаре, показан па рис. 2.7.

Для оснащения резервуаров линий типа А9-КСК и А9-КСИ, предназначенных для асептического консервирования плодовых полуфабрикатов и томатной пасты, применяется фильтр, конструкция которого показана на рис. 1.7. Фильтр состоит из разъемного корпуса 1, 2, перфорированного цилиндра 3 из нержавеющей стали с намотанным на него материалом ФПФС, внутреннего цилиндра 4 со штуцером 5 и трубкой 6. Фильтр стерилизуется паром одновременно с резервуаром. После окончания стерилизации, перед подачей воздуха возможна подсушка фильтрующего материала. С этой целью при снятой верхней половине корпуса 2 к штуцеру 5 гибким шлангом подсоединяют пар, который нагревает цилиндр 4. Конденсат при этом отводится по гибкому шлангу, надетому на штуцер трубки 6.

Рис. 1.7. Фильтр для воздуха, устанавливаемый на резервуаре:

1-перфорированный цилиндр; 2 - фильтрующая ткань; 3 - пластина; 4 - кольцо; 5 - хомут.

Рис. 1.8. Фильтр для воздуха, устанавливаемый на резервуарах линий типа А9-К.СК, и А9-КСИ.

Из фильтров, выпускаемых для обеспложивания воздуха за рубежом, наибольший интерес представляют фильтры фирм «Pall» и «iM.il lip ore». Фирмой «Pall» выпускаются фильтры для стерилизации воздуха с патронами марки «Ultipore А. В.», основа которых - фильтрующая волокнистая мембрана. Площадь фильтрации одного элемента 0,5 м². В зависимости от их количества в общем корпусе выпускаются фильтры производительностью от 45 до 850 м³/ч. На рис. 3.24 показан фильтр с одним патроном. В последних конструкциях фильтров для стерилизации воздуха фирмы «Millipore» применяются фильтрующие гофрированные элементы из фторопласта. Достоинством фильтров и той и другой фирмы является возможность их стерилизации (как и в отечественных линиях А9-КСК. и А9-КСИ) острым паром и удобство эксплуатации в связи с наличием отдельных готовых фильтрующих элементов с заданными параметрами фильтрации.

Обязательны в оснастке резервуара также манометр для контроля давления внутри резервуара и предохранительное устройство, срабатывающее при поднятии давления выше допустимого.

В линиях типа А9-КСК и А9-КСИ, выпускаемых в России, все элементы оснастки расположены на верхней крышке резервуара. На верхней крышке монтируется оснастка и у резервуара фирмы «Bishopric» (США), предназначенного для хранения томатопродуктов (рис. 1.9). Наличие двух смотровых стекол 2 позволяет следить за состоянием поверхности продукта; бактериологический фильтр фирмы «Pall» 1 очищает от микроорганизмов азот, поступающий в резервуар, в атмосфере которого хранится продукт.

Рис. 1.9. Фильтр для обеспложивания воздуха фирмы «Pall».

Рис. 1.10. Оснастка верхней крышки резервуара

Для контроля давления служит манометр 4, безопасные условия эксплуатации обеспечиваются предохранительной мембраной 3.

Такая схема расположения оснастки требует наличия площадок для обслуживания. Другой вариант, применяемый в промышленности, предусматривает установку в верхней точке резервуара воздухоотводящей трубы, которая опускается в зону обслуживания, где на ней и устанавливается необходимая оснастка.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 2556 | Нарушение авторских прав