СПОСОБ ЧИСТКИ АППАРАТА, В ЧАСТНОСТИ ФИЛЬТРА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, И СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО ЧИСТКИ Российский патент 2003 года по МПК C11D7/54 C11D7/32 

Изобретение касается чистки аппарата, используемого при производстве, обработке или переработке пищевых продуктов, в частности при их фильтровании. Важным его примером является чистка аппарата для варки пива, в частности чистка фильтра, такого как мембранный фильтр, для фильтрования остаточных фракций пива и пива с осадком. В рамках контекста настоящего изобретения термин "производство" используется для указания на все виды переработки, проводимые в отношении пищевых продуктов, такие как производство, переработка, обработка и т.п.

При производстве пищевых продуктов, таких как молоко (молочные продукты), фруктовые соки, пиво, безалкогольные напитки (такие, как лимонады), сидр, вино, шерри, портвейн, напитки, получаемые при перегонке и т.д., часто возникает проблема, такая, что аппарат должен чиститься после определенного периода, потому что компоненты перерабатываемого вещества адсорбируются, или абсорбируются, или осаждаются на поверхностях аппарата, что является нежелательным. Фактически это может привести к нарушениям, с одной стороны, работы аппарата и, с другой стороны, к изменению качества конечного продукта.

Используемый аппарат представляет собой аппарат, используемый при переработке пищевых продуктов, в частности жидкостей, таких, как указанные выше. В частности, имеется в виду фильтр, такой как мембранный фильтр, используемый для фильтрации вышеупомянутых продуктов или их полупродуктов.

Примерами таких видов переработки являются производство и/или обработка молока и молочных продуктов, фруктовых соков, пива, безалкогольных напитков, сидра, вина, шерри, портвейна, напитков, получаемых при перегонке, и тому подобного.

В случае варки пива настоящее изобретение касается, помимо прочего, аппарата, используемого при получении солода, при превращении солода и/или неосоложенного зерна в сусло и последующей обработке сусла с добавлением или без него дополнительных компонентов, таких как хмель, путем ферментации с получением пива, а также всех вспомогательных аппаратов, используемых при этом, и вступающих в контакт с основными или вторичными потоками из этих процессов.

Пример нарушения работы аппаратов обнаруживается у различных используемых фильтров, например фильтров для фильтрации безалкогольных напитков, молока (молочных продуктов), вина, шерри, портвейна, напитков, получаемых при перегонке, фруктовых соков, лимонада, пива, такого как пиво с осадком, остаточные фракции пива, но также для разделения сусла/использованного зерна, разделения горячего в трубе (тарелочный отстой) и разделения холодного в трубе.

Пропускная способность фильтров, используемых в таких процессах, расход, снижаются с течением времени, что, разумеется, нежелательно. Это в особенности играет роль при использовании мембранных фильтров. Это снижение пропускной способности может быть частично предотвращено при обратной промывке фильтра. Однако, спустя некоторое время, это перестает быть достаточным и поэтому становится необходимой чистка фильтра.

Дальнейшее исследование выявило, что при производстве аппараты, и в особенности фильтры, становятся загрязненными сочетанием всех типов соединений, среди которых важными компонентами являются полисахариды, олигосахариды, белки, β-глюканы, жиры и полифенолы.

Обычно используемые способы чистки, например, основанные на каталитическом или некаталитическом окислении, например пероксидом/гипохлоритом или гипобромитом комплекса металла (марганца), дают неудовлетворительные результаты, что ясно видно из того факта, что расход не может быть восстановлен до первоначального или близкого к нему значения. К желаемым результатам не приводит и использование поверхностно-активных веществ или энзимов, таких как протеазы, карбогидразы, амилазы, пуллюланазы, протеазы и липазы.

В Европейском патенте EP-A-0392395 раскрыт способ очистки аппарата, в частности, фильтра, используемого при производстве пищевых продуктов, при котором аппарат контактирует после использования с чистящим раствором, содержащим гипогалогенит. В этом способе фильтрующий аппарат для фильтрования пива очищается промывкой холодной водой и последующей промывкой раствором, содержащим гипогалогенит.

Однако данный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что расход не может быть восстановлен до первоначального значения или близкого к нему значения.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание эффективного способа чистки аппарата для производства пищевых продуктов, обеспечивающего проведение надлежащей очистки за короткое время (15-120 минут) с удалением, по существу, всех загрязняющих веществ.

Этот технический результат достигается тем, что в способе чистки аппарата, в частности фильтра, используемого при производстве пищевых продуктов, при котором аппарат контактирует после использования с чистящим раствором, содержащим гипогалогенит, согласно изобретению чистящий раствор основан на сочетании циклического нитроксильного соединения и гипогалогенита.

Этот способ включает удаление загрязнителей, образованных при производстве пищевых продуктов, например, осажденных на поверхности аппарата или в порах фильтров.

Желательно использовать циклическое нитроксильное соединение в каталитическом количестве.

Циклическое нитроксильное соединение предпочтительно представляет собой замещенный пиперид, такой как 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксил (ТЕМПО). Это соединение коммерчески доступно (Cas Reg. 2564-83-2).

В сочетании с гипогалогенитом, предпочтительно с гипобромитом, возможно достижение быстрого удаления загрязнителей при использовании каталитических количеств ТЕМПО. Гипобромит, который предпочтителен, предпочтительно образуется "на месте" из гипохлорита и гипобромита щелочного металла (более предпочтительно NaBr), так что получается реакционная система. Необходимо отметить, что предпочтение отдается использованию гипобромита, так как его использование дает значительно более короткое время чистки, чем использование гипохлорита. Также возможно получать гипобромит из других компонентов или добавлять его, как таковой, в систему.

Способ, соответствующий настоящему изобретению, наиболее предпочтительно осуществляется путем контактирования водного раствора нитроксильного циклического соединения, например, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксила (ТЕМПО), 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксила (ОТЕМПО), 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксила (ТЕМПОЛ) и других производных, имеющих тот же самый скелет 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксила (ТЕМПО), а также производных на основе 4,4-диметилоксазолидин-N-оксила (ДОКСИЛ) и 2,2,5,5-тетраметилпирролидин-N-оксила (ПРОКСИЛ) и гипогалогенита в воде с загрязненными аппаратами.

Концентрация циклического нитроксильного соединения предпочтительно находится в диапазоне между 1 и 250 мг/л, в особенности между 2 и 25 мг/л. Такие концентрации нитроксильного соединения могут быть надлежащим образом объединены с концентрациями гипогалогенита (ОВr^- или ОСl^-), равными по меньшей мере, 0,5 г/л, предпочтительно от 0,75 до 10 г/л. В случае, если используется система на основе гипохлорита, гипобромита щелочного металла и нитроксильного соединения, количество гипобромита значительно меньше, чем количество гипохлорита. Так как гипобромит регенерируется, то при вышеупомянутых концентрациях нитроксильного соединения достаточным является содержание гипобромита (вычисленное в виде Вr), равное не больше, чем 1 г/л.

В характерном способе используется каталитическое количество ТЕМПО. Необходимы только минимальные количества циклического нитроксильного соединения, так как ТЕМПО функционирует в качестве катализатора для образования активного окислителя посредством гипогалогенита.

Необходимо отметить в этой связи, что данный раствор, состоящий из циклического нитроксильного соединения и гипогалогенида, сам по себе известен, например, из международной публикации WO-A-95/07303. Данная публикация описывает окисление углеводов с первичными гидроксильными группами. Однако из этого никоим образом не следует, что этот раствор пригоден для чистки аппаратов, используемых для производства пищевых продуктов, в которых природа загрязнителей отлична настолько, насколько это было указано выше. Это еще более удивительно, так как обычно используемые способы чистки на основе гипогалогенида, например для фильтров при варке пива, не дают желаемого результата.

Настоящее изобретение может быть применено для всех аппаратов, используемых при обработке пищевых продуктов и контактирующих с основным потоком и/или вторичными потоками производства. В особенности, настоящее изобретение может быть применено к чистке фильтров, используемых для фильтрации молока, молочных продуктов, безалкогольных напитков, сидра, вина, шерри, портвейна, фруктовых соков, напитков, получаемых при перегонке, пива, пива с осадком, остаточных фракций пива, но также и при разделении сусла/использованного зерна, разделения горячего в трубе и разделении холодного в трубе.

Контакт между чистящей жидкостью и аппаратом может быть осуществлен как статически, так и динамически, то есть жидкость или стационарна, или течет через аппарат. Подходящие интервалы времени контактирования находятся в диапазоне между 5 минутами и 2 часами, эти интервалы, разумеется, также зависят от степени загрязнения, концентрации компонентов (в частности, нитроксильного соединения) и температуры.

рН чистящей жидкости предпочтительно выдерживается в щелочном диапазоне. На практике это значение находится в интервале между 7 и 12. Когда используется только гипохлорит в сочетании с нитроксильным соединением, возможны даже слабокислотные значения рН (рН>6). Так как чистка часто сопровождается образованием органических кислот, она может контролироваться по количеству каустической соды, требуемой для поддержания отрегулированного значения рН. Как только потребление каустической соды сильно уменьшится, также и после дозирования HOCl/HOBr, то это может служить уведомлением о том, что чистка завершена. Эта система имеет огромное преимущество в том, что достаточной является низкая концентрация окислителя, так что может быть уменьшено или даже полностью предотвращено повреждение аппарата и его частей.

После чистки аппарат промывается и может быть использован опять. Необходимо отметить, что чистящий раствор, соответствующий настоящему изобретению, может использоваться для каждой чистки. Однако также можно поочередно чистить аппарат, с одной стороны, обычно используемым раствором, например, основанным на поверхностно-активных веществах, возможно в сочетании с пероксидами и/или энзимами, и, с другой стороны, раствором, соответствующим настоящему изобретению. Также возможно использование раствора, соответствующего настоящему изобретению, для последующей чистки, выполняемой после применения обычно используемого раствора.

Настоящее изобретение относится также к способу производства одного или нескольких видов пищевых продуктов, в частности пива, в подходящем аппарате, при котором аппарат регулярно чистится, и согласно изобретению чистка аппарата осуществляется согласно вышеописанному способу.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является применение чистящего раствора, основанного на сочетании циклического нитроксильного соединения, предпочтительно в сочетании с гипогалогенитом, для чистки аппарата, используемого для производства, в частности фильтрации, пищевых продуктов.

Настоящее изобретение теперь будет пояснено при помощи некоторых, не ограничивающих его примеров.

ПРИМЕР 1
При помощи модуля для фильтрации пива с осадком, которая проводилась неиспользованным мембранным фильтром, пиво с осадком фильтровали в течение некоторого времени при давлении, равном 0,3 бар. Расход пива был определен для ряда времен (А).

После этого фильтр был почищен в течение 2 часов раствором, содержащим 4,5 г/л НОСl, 35 мг/л NaBr и 15 мг/л ТЕМПО. После чистки был повторен тест (В). Этот цикл после этого был проведен еще один раз (С). В таблице приведены некоторые результаты (см. в конце описания).

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для чистки аппаратов, используемых при производстве пищевых продуктов, в частности при их фильтрации. Способ предусматривает контактирование аппарата после его использования с чистящим раствором. Чистящий раствор основан на сочетании циклического нитроксильного соединения и гипогалогенита. Изобретение позволит повысить эффективность чистки аппарата и сократить срок проведения данного процесса. 3 с. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ чистки аппарата, в частности фильтра, используемого при производстве пищевых продуктов, при котором аппарат контактирует после использования с чистящим раствором, содержащим гипогалогенит, отличающийся тем, что используют чистящий раствор, основой которого является на сочетание циклического нитроксильного соединения и гипогалогенита. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что циклическое нитроксильное соединение используют в каталитическом количестве. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что используемым циклическим нитроксильным соединением является 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксил. 4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что используемым циклическим нитроксильным соединением является производное 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксил, имеющее тот же самый скелет 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксила. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что производным является 4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидин-N-оксил или 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-N-оксил. 6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что используемым циклическим нитроксильным соединением является производное на основе 4,4-диметилоксазолидин-N-оксила или 2,2,5,5-тетраметилпирролидин-N-оксила. 7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что используемым гипогалогенитом является гипобромит. 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что используемый гипогалогенит представляет собой сочетание гипохлорита и гипобромита щелочного металла. 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что чистящий раствор используется в виде водного раствора. 10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что чистке предшествует чистка другим чистящим раствором. 11. Способ производства одного или нескольких видов пищевых продуктов, в частности пива, в подходящем аппарате, при котором аппарат регулярно чистится, отличающийся тем, что чистка аппарата осуществляется согласно способу по любому из пп. 1-10. 12. Применение чистящего раствора, основанного на сочетании циклического нитроксильного соединения, предпочтительно в сочетании с гипогалогенитом, в качестве средства для чистки аппарата, используемого для производства, в частности фильтрации пищевых продуктов.