Материал: Санитарная обработка оборудования и инвентаря в молочной промышленности

3.2 Обоснование и выбор поверхностно-активных веществ (ПАВ)

.2.1 Исследования пенообразующей способности ПАВ

Пенообразующая способность ПАВ особенно важна при создании композиций с заданными характеристиками. Для циркуляционных систем мойки моющие средства должны быть низкопенными, а для мойки наружных поверхностей оборудования как ручным, так и механизированным способом с помощью специальных пенообразователей моющие средства должны обладать высоким пенообразованием. Поэтому нами была исследована пенообразующая способность большинства ПАВ, имеющихся на российском рынке и обладающих высокой степенью биоразлагаемости.

Для беспрепятственной циркуляции моющий раствор в системе мойки должен обладать устойчивостью пены (У) не свыше 0,6.

Для пенной мойки наружных поверхностей оборудования начальная пенообразующая способность (Но) ПАВ должна быть не ниже 17 - 19 см, а устойчивость пены - не ниже 0,7. При этих условиях моющий раствор в виде пены может удерживаться на вертикальной поверхности очищаемого оборудования в течение 10-15 минут, необходимых для контакта с загрязнением с целью полного его растворения.

Результаты исследований пенообразующей способности растворов ПАВ представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3. Пенообразующая способность растворов ПАВ.

Для наглядности результаты по определению пенообразующей способности растворов ряда ПАВ представлены на рис. 3.3. в виде диаграмм.

Рис. 3.3. Пенообразующая способность ПАВ при концентрации 0,1 %: 1 - Неонол; 2 - Оксифос Б; 3 - Синтамид-5; 4 - Лаурилсульфат натрия; 5 - Сульфонат-порошок; 6 - Сульфонат-паста; 7 - Сульфонол (Марлон); 8 - Катамин АБ; 9 - Окись амина.

загрязнение оборудование молочный моющий

Судя по полученным данным для низкопенных моющих композиций могут быть использованы ПАВ из класса неионогенных и катионных, в частности: Оксифос Б, Неонол, Катамин АБ.

Для высокопенных моющих композиций выбор более широкий: все анионоактивные ПАВ, Неионное ПАВ - Синтамид-5, амфотерное ПАВ -Окись амина и неионогенные ПАВ - Синтамид-5.

ПАВ, предназначенные для производства моющих средств жидкого вида, должны хорошо смешиваться с водой, не расслаиваться и не образовывать в растворах щелочных электролитов осадки или суспензии. Если этого не достигается применением одного из типов ПАВ, то подбирают солюбилизаторы [2, 59, 65, 107, 108, 124, 125, 126, 127] . В качестве солюбилизаторов могут использоваться либо спирты, либо гликоли, либо ПАВ, способствующие самопроизвольному переходу молекул не растворимого (или малорастворимого) в воде вещества в водный раствор солюбилизатора с образованием устойчивой прозрачной композиции.

Данные экспериментов показали, что все исследуемые ПАВ, кроме Синтамида-5 и Неонола хорошо смешиваются с водой, образуя прозрачные растворы.

В щелочной среде, создаваемой раствором смеси гидроокиси калия и метасиликата натрия, устойчивость ПАВ снижается, что проиллюстрировано в таблице 3.4.

При смешивании анионных ПАВ (Сульфонола и Сульфонат-пасты) происходит коалесценция, т.е. разрушение эмульсии, выделение гомогенного слоя ПАВ и, в конечном счете - расслоение моющего раствора. Остальные анионные ПАВ (Лаурилсульфат натрия, Оксифос Б и Синтамид-5) образуют эмульсии (мутные растворы), которые расслаиваются через 3-8 часов.

Таблица 3.4. Совместимость ПАВ между собой и с растворами щелочных электролитов

Где "Э" - эмульсия; "К" - коалесценция; "Н" - нейтрализация; "Г" - гелеобразование; "Р" - растворение.

Для составления рецептуры низкощелочного средства нами было выбрано АПАВ - Сульфонат-порошок ввиду высоких его показателей по эмульгирующей [59, 65] и пенообразующей способностям и получения кондиционной смеси со щелочными электролитами по внешнему виду - прозрачности и, следовательно, срокам хранения. Но в результате предварительного эксперимента выяснилось, что устойчивость пены была недостаточна, что снижало время контакта её с загрязненной поверхностью и не обеспечивало полноты удаления загрязнения. В качестве стабилизатора пены использовали Окись амина, проявляющую, кроме этого, в щелочной среде свойства неионогенного ПАВ. Двухкомпонентной смеси ПАВ - Сульфоната-порошка и Окиси амина в определенных соотношениях было присвоено название "Дуксан-ФА".

Пена играет определенную роль в удерживании в ней диспергированного загрязнения, но так как пенообразующая способность ПАВ не является специфической характеристикой моющего действия [127], для основательного выбора ПАВ необходимо было установить степень растворения в них жировой фракции загрязнений, определить так называемую степень их эмульгирования (растворения).

3.2.2 Исследование эмульгирования (растворения) жировой фракции молочных загрязнений в растворах различных ПАВ

После отбора ПАВ по пенообразующей способности была исследована степень растворения и эмульгирования в их растворах (от 0,05 до 0,25 %) смесей молочного и растительного жиров в соотношении 1:1.

Определение эмульгирующей способности проводили по методике экстракции эфирами, изложенной в разделе 2.3.3.

Данные экспериментов, представленены графически (рис. 3.4.) в виде зависимостей эмульгирующей способности (Эс) от концентраций (по основному веществу) различных ПАВ в водных растворах.

Анализируя полученные данные, можно заключить, что смесь молочного и растительного жиров хорошо эмульгируется анионными ПАВ, и удовлетворительно неионными ПАВ - Неонолом и Оксифосом. Катионные ПАВ, напротив, обладают не только низкой эмульгирующей способностью, но и плохо смываются с металлической поверхности [4].

Известным исследователем ПАВ Г. Штюпелем [127] сообщалось, что путем комбинирования ПАВ различных классов можно получить на их основе смеси с высокими моющими свойствами при низких содержаниях их основных веществ в композиции.

Составление композиций ПАВ до сих пор является обширной и важной областью, теоретические основы которой, как указывают специалисты по ПАВ, ещё мало изучены. Особенно хороший результат, как указывал Г. Штюпель, может быть получен при использовании смесей ПАВ, если одно из них обладает низкими свойствами по этому показателю.

1- Лаурилсульфат натрия, 4 - Сульфонат-порошок,

2- Сульфонол (Марлон), 5 - Синтамид-5,

4 - Оксифос Б,

5 - Катамин АБ,

6 - Окись амина.

Рис. 3.4. Зависимость эмульгирующей способности растворов ПАВ от их концентрации.

Катамин АБ является необходимым компонентом в рецептуре моющее-дезинфицирующего средства в качестве дезинфицирующей субстанции, поэтому нами были проведены исследования его бактерицидной активности.

Учитывая, что катионные ПАВ обладают не только низкой эмульгирующей способностью, но и плохо смываются с металлической поверхности, мы исследовали возможность повышения этих показателей за счет использования катионного ПАВ (Катамина АБ) в смеси его с одним из неионных ПАВ. Поскольку он проявил свойства солюбилизатора только с неионогенными ПАВ (Неонолом и Оксифосом Б) было исследовано эмульгирование смеси молочного и растительного жиров смесью Катамина АБ и Неонола. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5.

Степень растворения смеси молочного и растительного жиров в растворах смеси катионного и неионного ПАВ.

По результатам исследований можно заключить, что эмульгирование смеси молочного и растительного жиров смесью катионного и неионного ПАВ в соотношении 5 : 1 возрастало в 3,5 раза и достигало 57 ± 3 % по сравнению с эмульгированием каждым ПАВ в отдельности, что указывало на си-нергетический эффект этих ПАВ.

3.2.3 Исследование бактерицидной активности дезинфицирующей субстанции и композиции на ее основе

Дезинфицирующая субстанция под названием Катамин АБ относится к группе катионных поверхностно-активных веществ, содержит 50 ± 1 % действующего вещества (ДВ) - алкилдиметилбензиламмонийхлорида. В России зарегистрирована в России с 1989 г. и разрешена для профилактической, текущей и заключительной дезинфекции в лечебно-профилактических учреждениях при кишечных и капельных инфекциях бактериальной этиологии. С 1998 г. эта субстанция разрешена для дезинфекции технологического оборудования на предприятиях молочной промышленности.

В соответствии с методами, описанным в п.п. 2.3.6., 2.3.7. были проведены исследования бактерицидной активности препарата Катамин АБ в концентрациях 0,05 до 0,5 % (по препарату) или от 0,01 до 0,1 % по ДВ-ЧАС при температуре 20 ± 2 °С. Основные результаты представлены в табл. 3.6.

Таблица 3.6.

Бактерицидная активность Катамина АБ по отношению к условно-патогенным микроорганизмам

Примечание:

знак "+" - рост тест-культур, т.е. > (104 КОЕ) и эффективность обеззараживания <99,99 %;

знак "±" - бактериостатические свойства, т.е. < (104 КОЕ) и эффективность обеззараживания = 99,99 %;

знак "-" - отсутствие роста тест-культуры, эффективность обеззараживания = 100,00%.

Результаты проведенных исследований показали, что в концентрации 0,3 % по препарату (0,15 % по ДВ-ЧАС) при экспозиции 10 и 20 минут и температуре 20 ± 2 °С средство Катамин АБ обладает бактерицидными свойствами и обеззараживает поверхности контаминированные Е. coli, Ps. aeruginosa, St. faecalis, Staph. aureus, O. lactis и Salmonella typh. на 99,99 и 100%.

Известно, что бактерицидная активность катионных ПАВ возрастает в присутствии неионогенных ПАВ [2, 107, 127], поэтому целесообразно было бы использовать смесь Катамина АБ (ЧАС) и Неонола (НПАВ), результаты которой по эмульгирующей способности полностью удовлетворяли нашим требованиям. Однако при внесении этой смеси ПАВ в щелочной раствор наблюдалась эмульсия, которая впоследствии приводила к коалесценции (расслоению) концентрата.