Материал: Санитарная обработка оборудования и инвентаря в молочной промышленности

Результаты моделирования и расчеты коэффициентов проведены аналогично материалам, представленным в приложении 1.

При количестве точек М = 5, количестве серий (числе параллельных опытов) Q = 3.

•Ед. кал. = 0,025%; Мет. натр. = 0,1%; ПАВ = 0,005%       2

•Ед. кал. = 0,05%; Мет. натр. = 0,1%; ПАВ = 0,01%  4

»Ед. кал. и 0,1%; Мет. натр. = 0,025%; ПАВ ■ 0,015%       6

•Ед. кал. = 0,025%; Мет. натр. = 0,15%; ПАВ = 0,025%     8

'Ед. кал. = 0,025%; Мет. натр. = 0,15%; ПАВ = 0,005% 'Ед. кал. = 0,05%; Мет. натр. = 0,15%; ПАВ = 0,01% 'Ед. кал. = 0,1%; Мет. натр. = 0,05%; ПАВ = 0,015 'Ед. кал. = 0,025%; Мет. натр. = 0,15%; ПАВ = 0,02%

Рис. 3.9. Зависимость СРМЗ от концентраций смеси щелочных электролитов, ПАВ ("Дуксан-ФА") и комплексообразователя "Дуксан-М"

1)  для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия (0,1 %) и "Дуксана-ФА" (0,005 %): Ао = 77,00181; Aj = 6,14140; коэф. корреляции г = 0,982 - данная модель адекватна;

2)  для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия (0,15 %) и "Дуксана-ФА"(0,005 %): Ао =98,04956; А, = 9,17011; коэф. корреляции г = 0,988 - данная модель адекватна;

3)  для растворов смеси едкого калия (0,05 %) и метасиликата натрия (0,1 %) и "Дуксана-ФА"(0,01 %): Ао = 85,92575; Ai = 7,32680; коэф. корреляции г = 0,988 - данная модель адекватна;

4) для растворов смеси едкого калия (0,05 %) и метасиликата натрия (0,15 %) и "Дуксана-ФА"(0,01 %): Ао = 94,56054; А, = 7,55565; коэф. корреляции г = 0,951 - данная модель адекватна;

5) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,025 %) и "Дуксана-ФА"(0,015): Ао = 89,32264; А, = 7,49043; коэф. корреляции г = 0,982 - данная модель адекватна;

6) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,05 %) и "Дуксана-ФА"(0,015): Ао = 87,32135; А, = 4,80343; коэф. корреляции г = 0,956 - данная модель адекватна;

7) для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия (0,15 %) и "Дуксана-ФА"(0,025): Ао = 82,6416; А! = 2,69807; коэф. корреляции г = 0,959 - данная модель адекватна.

8) для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия (0,15 %) и "Дуксана-ФА"(0,02): Ао = 87,35938; А, = 4,21043; коэф. корреляции г = 0,95 - данная модель адекватна.

Общий вид поверхности отклика, описываемой системой уравнений (3.6.) и представленной на рис. 3.10., показывает, что СРМЗ на этом не ограничивается. Она может быть увеличена за счет повышения, в основном, количества электролитов и ПАВ. Но в данном случае наши исследования были ограничены требованиями фирмы-изготовителя автоматов асептического розлива (ТВА-8, ТВА-9):

· рН 1,0 %-ного раствора не должен был превышать более 10,0 ед.,

· пенообразующая способность должна быть в пределах Н0/Н5 =15-17 /10-12.

'41,5 -4000 • XI +2270 • Х2;         при КОН = 0,063 %;

44,5 - 2000 • XI + 1170 • Х2;        при КОН = 0,068 %;

Y = -( 47 - 2500 • XI + 1560 • Х2; при КОН = 0,073 %; (3.6.)

- 4000 • XI + 2400 • Х2;                при КОН = 0,078 %;

51,5 - 4000 • XI + 2410 • Х2; при КОН = 0,083 %; где Y - степень растворения молочных загрязнений, %;

XI - содержание ПАВ "Дуксан-ФА", %;

Х2 - содержание комплексообразователя "Дуксан-М", %.

Рис. ЗЛО. Зависимость степени растворения молочных загрязнений от концентраций щелочных электролитов, добавки "Дуксан-ФА" и комплексообразователя "Дуксан-М" для низкощелочного пенного моющего средства.

3.5 Определение степени растворения молочных загрязнений при воздействии на них смесей электролитов и поверхностно-активной добавки "Дуксан-ЧАС" в присутствии комплексообразователя "Дуксан-М"

Предыдущий эксперимент позволил определить рациональную концентрацию комплексообразователя "Дуксан-М" при которой достигается максимальное растворение молочных загрязнений.

Поэтому дальнейшие исследования при разработке высокощелочного моюще-дезинфицирующего средства были направлены на определение СРМЗ в зависимости от содержания в растворе смесей электролитов, поверхностно-активной добавки "Дуксан-ЧАС" и "Дуксан-М" (const = 0,03 %).

Численные значения проведенных экспериментов представлены в приложении 2 (табл. 2.3.).

Полученные результаты, обработанные методами математической статистики (п.2.5.) подтверждают правильность проведения эксперимента. Математическая модель (рис.3.11.) представлена следующим уравнением:

Y = A0 + A,/X,                                                          (3.7.)

где: Y (СРМЗ) - степень растворения молочного загрязнения, %;

X - концентрация добавки "Дуксан-ЧАС" в растворе, %;

Ао, Aj - коэффициенты.

Результаты моделирования и расчеты коэффициентов проведены аналогично материалам, представленным в приложении 1.

При количестве точек М = 5, количестве серий (числе параллельных опытов) Q = 3:

1)  для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия
(0,1 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,036 %): Ао = 58,76565; А, = -0,56069; коэф. кор
реляции г = 0,98 - данная модель адекватна;

2)  для растворов смеси едкого калия (0,025 %) и метасиликата натрия
(0,15 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,038 %): Ао = 67,30591; Aj = -0,51481; коэф. кор
реляции г = 0,97 - данная модель адекватна;

3)  для растворов смеси едкого калия (0,05 %) и метасиликата натрия
(0,1 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,040%): Ао = 73,05233; Ai = -0,48411; коэф. кор
реляции г = 0,92 - данная модель адекватна;

4)  для растворов смеси едкого калия (0,05 %) и метасиликата натрия (0,15 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,042 %): Ао = 73,32575; А, = -0,40700; коэф. корреляции г = 0,95 - данная модель адекватна;

Рис. 3.11. Зависимость СРМЗ от концентраций смеси щелочных электролитов и ПАВ ("Дуксан-ЧАС") при постоянном значении комплексообразователя "Дуксан-М" (0,03 %)

5) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,025 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,044 %): Ао = 84,31996; А, = -0,66472; коэф. корреляции г = 0,97 - данная модель адекватна;

6) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,03 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,046 %): Ао = 88,46531; А! = -0,67743; коэф. корреляции г = 0,97 - данная модель адекватна;

7) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,035 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,048 %): Ао = 91,86023; А, = -0,61885; коэф. корреляции г = 0,92 - данная модель адекватна;

8) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,04 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,050 %): Ао = 96,13364; А, = -0,54173; коэф. корреляции г = 0,95 - данная модель адекватна;

9) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,045 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,052 %): Ао = 94,40384; А, = -0,51201; коэф. корреляции г = 0,95 - данная модель адекватна;

10) для растворов смеси едкого калия (0,1 %) и метасиликата натрия (0,05 %) и "Дуксана-ЧАС" (0,054 %): Ао = 96,78923; А, = -0,58201; коэф. корреляции г = 0,94 - данная модель адекватна.

Статистические данные зависимости СРМЗ от концентраций электролитов, добавки "Дуксан-ЧАС" при постоянном значении комплексообразователя "Дуксан-М" (0,03 %) для высокощелочного моющее-дезинфицирующего средства для представления в 3-х мерной системе координат приведены в приложении 2 (табл. 2.4.).

Общий вид поверхности отклика, описываемой системой уравнений и представленной на рис. 3.12., показывает, что в процессе постановки эксперимента достигается достаточно высокое значение СРМЗ - до 85 %.

Рис. 3.12. Зависимость степени растворения молочных загрязнений от концентраций электролитов, добавки "Дуксан-ЧАС" и комплексообразователя "Дуксан-М" для высокощелочного моющее-дезинфицирующего средства.

215.6 - 2400 • XI + 333,33 • Х2;      при КОН = 0,025%, Na2SiO3=0,100%

,2-2900-Х1 + 316,66-Х2;        при КОН = 0,025%, Na2SiO3=0,150%

- 3200 • XI + 300 • Х2;  при КОН = 0,050%, Na2SiO3=0,100%

,5 - 2500 • XI + 250 • Х2;       при КОН = 0,005%, Na2SiO3=0,150%

,2 - 3600 • XI + 400 • Х2;       при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,025%

Y = ~i 595,1 - 3700 • XI +416,66 • Х2;     при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,030%

7   - 4100 • XI + 383,33 • Х2;   при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,035%

8   - 3400 • XI + 333,33 • Х2;   при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,040%

540,5 - 3100 • XI +316,66 • Х2;   при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,045%

- 3300 • XI + 350 • Х2;                 при КОН = 0,100%, Na2SiO3=0,050%

где Y - степень растворения, %;

XI - содержание смеси электролитов в пересчете на КОН, %; Х2 - содержание ПАВ "Дуксан-ЧАС", %.

Как и в предыдущем варианте с низкощелочным пенным моющим средством СРМЗ может быть увеличена за счет повышения тех же факторов: повышения количеств электролитов, ПАВ и комплексообразователя. В то же время этого значения СРМЗ достаточно для очистки поверхности маслоизготовителей и оборудования, задействованного по одной технологической схеме, в связи со слабой адгезией масло-жировых загрязнений.

Немаловажным фактором, ограничивающим повышение щелочности является коалесценция, возникающая при смешивании высокощелочного электролита с четвертично-аммонийными соединениями.

Таким образом, гидролиз белка и растворение жира достигаются, в первую очередь, путем варьирования количественных соотношений ПАВ и электролитов и являются движущей силой в растворении молочного загрязнения. Введение комплексообразователя в смесь электролита и ПАВ является дополнительным, но важным фактором в этом процессе. Для создания рецептур моющих средств жидкого вида обязательным условием является совместимость компонентов, при которой обеспечивается стабильность агрегатного состояния моющего состава и, соответственно, его физико-химических и потребительских свойств. В результате проведенных исследований нами были решены эти задачи.

4. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ЖИДКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ

Общие принципы подбора компонентов для создания рецептур моющих средств жидкого вида можно представить в виде следующей таблицы

Таблица 4.1.

На основании этой концепции были составлены рецептуры жидких моющих средств с определенными свойствами и конкретным назначением.

4.1 Низкощелочное пенное моющее средство

Принимая во внимание требования фирм-иготовителей расфасовочных автоматов и результаты проведенных ранее исследований был составлен ряд рецептур низкощелочного характера с различным соотношением компонентов.

Руководствуясь полученными результатами исследований и принципами создания композиций моющих средств, изложенными в таблице 4.1., были составлены варианты базовых рецептур низкощелочного пенного средства, которому было присвоено название "Катрил". Все образцы оценивались по степени растворения модельного молочного загрязнения, пенообразова-нию и значению рН. Результаты представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Физико-химические свойства низкощелочных рецептур моющих средств.

Для создания низкощелочной рецептуры использовали метасиликат натрия в концентрации 5 - 10 %, едкий калий (гидроокись калия) в концентрации 1 - 2 % или смесь этих компонентов в соотношении, обеспечивающем требуемое значение рН в 1 %-ных рабочих растворах в пределах 11,0 ед. В качестве комплексообразователей применяли Трилон Б, Na-ОЭДФК, "Дук-сан-М" в концентрациях 6; 3 и 3 % соответственно, а в качестве ПАВ - "Дук-сан-ФА", Сульфонат-порошок и Окись амина. Следует отметить, что метаси-ликат натрия использован в рецептурах не только в качестве электролита -моющего агента, но и антикоррозианта, и диспергатора загрязнения.

В результате проведенных исследований была выбрана наиболее рациональная композиция (№ 7) технического моющего средства (ТМС), которому присвоено название "Катрил":

Едкий калий                                   - 1,5 %;

Метасиликат натрия                      - 10,0 %;

Трилон Б или                                 - 5,0 %;

"Дуксан-М"                                    - 3,0 %;

"Дуксан-ФА"                                 - 2,5 %;

Инертные наполнители:                - 0 - 0,5 %.

(отдушка, краситель и др.)

Испытания препарата "Катрил", проведенные в лабораторных условиях, позволили определить свойства её рабочих растворов в концентрациях от 0,3 до 3,0 % по препарату.

Данные лабораторных испытаний приведены в таблице 4.3. и на графиках (рис. 4.1., 4.2.).

Таблица 4.3. Свойства рабочих растворов ТМС "Катрил"