專利名稱：清洗食品加工過程中使用的器具、特別是過濾器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在食品生產(chǎn)、加工或處理過程中所用設備的清洗，特別是所使用的過濾器的清洗。一個重要的實施例是用于釀造啤酒的設備的清洗、尤其是過濾器的清洗，例如用于過濾殘啤酒(residualbeer)和清啤酒(settled beer)的膜過濾器。本發(fā)明上下文中所用“生產(chǎn)”一詞通常指對食品所進行的所有處理，例如生產(chǎn)、處理、加工等。
在食品生產(chǎn)過程中，例如牛奶(制品)、果汁、啤酒、軟飲料(例如檸檬汁)、蘋果汁、果汁酒(wine)、雪利酒、高酒度葡萄酒(port)、蒸餾飲料等，經(jīng)常發(fā)生的問題是設備經(jīng)過一段時間后必須清洗，因為處理的材料組分易被吸附或吸收或沉積在設備表面，這是不希望的。事實上這可導致干擾，一方面是干擾設備運作，另一方面，是干擾最終產(chǎn)品的質量。
所涉及的設備是指食品、尤其是如上所述的液體的加工中所使用的設備。進一步指的是過濾器，例如用于過濾上述產(chǎn)品或半成品用的膜過濾器。
這種處理的實施例是生產(chǎn)和/或加工牛奶和牛奶制品、果汁、啤酒、軟飲料、蘋果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸餾飲料等。
就釀造啤酒而言，本發(fā)明尤其涉及在麥芽制備、麥芽和/或未發(fā)芽谷粒轉變?yōu)辂溠恐?、以及在添加或沒有添加額外組分(如啤酒花)通過發(fā)酵進一步將麥芽汁加工成啤酒過程中所的設備，以及此外所使用的并且與主物流或次級物流相接觸的所有輔助設備。
對這種設備運行的這種干擾的實施例在所用的各種過濾器中均有發(fā)現(xiàn)，這些過濾器如用于過濾軟飲料、牛奶(制品)、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸餾飲料、水果汁、檸檬汁、啤酒例如清啤酒、殘啤酒的過濾器及麥芽汁/麥糟的分離，熱凝固物(trub)分離和涼凝固物的分離使用的過濾器。
在這種加工過程中所用過濾器的能力，即流量，隨著時間的增加而下降，當然這種情況是我們不希望的。當使用膜過濾器時，尤其會產(chǎn)生這種過濾能力的下降。通過反沖過濾器可部分抑制其能力的下降。但是經(jīng)過一段時間后，這種方法便失效了，因而有必要清洗過濾器。
進一步檢查顯示，這種設備、尤其是過濾器，會受到各種化合物的混合物污染，在生產(chǎn)過程中，多糖、寡糖、蛋白質、β-葡聚糖、脂肪和多酚都是這種混合物的重要組分。
傳統(tǒng)的清洗技術，例如，以催化或非催化氧化反應為基礎的方法，如用過氧化物/金屬(鎂)復合次氯酸鹽或次溴酸鹽，從下面的事實來看這種方法并不理想，即，不能使流量恢復到初始值或者接近初始值。使用清潔劑或酶，如蛋白酶、糖酶、淀粉酶、支鏈淀粉酶、蛋白酶及脂酶同樣也得不到希望的結果。
因而需要一種有效的清洗系統(tǒng)用于清洗如上述的液體食品的生產(chǎn)設備，該體系能有效清洗，優(yōu)選是在短時間內(15～120分鐘)清洗并且在這個過程中去除基本上所有的污染物。
本發(fā)明基于令人意外的洞察力，即通過使用基于環(huán)狀硝酰基化合物與次鹵酸鹽(hypohalite)之組合的清洗體系就可能充分清洗食品生產(chǎn)過程中所用的設備。包括食品生產(chǎn)過程中所形成污染物的去除，即沉積在設備表面或過濾器孔上的污染物。
因此，本發(fā)明涉及清洗食品生產(chǎn)過程中所用設備的方法，在這種方法中，該裝置在使用后與環(huán)狀硝?；衔锖痛嘻u酸鹽之組合的水溶液為基礎的清洗體系相接觸。
優(yōu)選為，環(huán)狀硝?；衔锸且环N取代哌啶，例如2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)。這是一種市售化合物(CAS登記號2564-83-2)。
與次鹵酸鹽、優(yōu)選次溴酸鹽一起，通過使用催化量的TEMPO就可能獲得對污染物的快速去除。這種次溴酸鹽，優(yōu)選是由次氯酸鹽與堿金屬溴化物(最好是NaBr)原位反應制得，因此得到了

圖1的反應體系。值得注意的是，優(yōu)選使用溴化物，因為使用溴化物與使用氯化物相比，其清洗時間大大縮短。也可能從其他組分產(chǎn)生溴化物或將其加入到這個體系中。
依據(jù)本發(fā)明中的方法，最優(yōu)選通過使硝?；衔锖痛嘻u酸鹽的水溶液與被污染設備相接觸而完成，硝?；衔锢绺鞣N氮氧化物自由基，如2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO),4-氧代-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(OTEMPO),4-羥基-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPOL)及其他含有同樣2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)骨架的衍生物，以及基于4,4-二甲基噁唑烷-N-氧基(DOXYL)及2,2,5,5-四-甲基吡咯烷-N-氧基(PROXYL)為基礎的衍生物。
環(huán)狀硝酰基化合物的濃度范圍優(yōu)選1～250mg/l，進一步優(yōu)選為2～25mg/l。這種濃度的硝?；衔锟膳c濃度至少為0.5g/l、優(yōu)選0 75～10g/l的次鹵酸鹽(OBr-或OCl-)很好地組合。在以次氯酸鹽為基礎的體系中，使用堿金屬溴化物和硝?；衔?，其中溴化物的量顯著地低于次氯酸鹽的量。因為溴化物可再生，不大于1g/l的溴化物含量(以Br計量)在上述濃度的硝?；衔镏惺亲銐虻?。
在一種特征性的方法中，使用催化量的TEMPO。僅使用微量的環(huán)狀硝?；衔锸潜匾模驗樗诖嘻u化物形成活性氧化劑即次鹵酸鹽的過程中起到一種催化劑的作用。
在這方面值得注意的是目前的環(huán)狀硝?；衔锖痛嘻u化物的體系本身從WO-A 95/07303是已知的，該公開文本描述了含有一元羥基的碳水化合物的氧化過程。但是，另一方面，顯然這一體系對于食品加工設備的清洗是非常有用的，其中污染過程在本質上與上面所提到的不同。更令人吃驚的是以次鹵酸鹽為基礎的傳統(tǒng)清洗方法，例如用于清洗釀造啤酒所使用的過濾器，卻得不到希望的效果。
本發(fā)明可以應用于食品加工過程中所使用的所有設備，而這些設備與生產(chǎn)中的主物流和/或次級物流相接觸。尤其是，本發(fā)明可以應用于過濾牛奶、牛奶制品、軟飲料、蘋果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、果汁、蒸餾飲料、啤酒、清啤酒、殘啤酒及麥芽汁/麥糟的分離，熱凝固物分離和涼凝固物分離中所用過濾器的清洗。
清洗液與設備間的接觸可以是靜態(tài)的也可以是動態(tài)的，也就是說，液體或者是靜止的或者流過該設備。適當?shù)慕佑|時間范圍是5分鐘至2小時，該過程的次數(shù)還與污染程度、組分濃度(特別是硝?；衔?和溫度有關。
清洗液的pH值優(yōu)選保持在堿性范圍。在實際操作中，pH值范圍在7～12之間。當僅使用硝?；衔锖痛温人猁}時，也可選弱酸性pH(pH＞6)。因為清洗過程中常伴隨有機酸的生成，因此可通過加入一定量的堿(caustic)來保持固定的pH值的方法來控制清洗過程。一旦堿消耗量劇烈下降，以及在注入HOCl/HOBr之后，這時就應注意清洗被終止。這個體系有一個很大的優(yōu)點是僅需要低濃度的氧化劑，所以對設備及部件的損害就可以下降，甚至可完全避免。
清洗后，設備經(jīng)過漂洗就可重新使用。值得注意的是依據(jù)本發(fā)明中的體系適用于各種清洗。然而，也可能一方面使用一種傳統(tǒng)的體系，即以洗滌劑為基礎選擇性地配合過氧化物和/或酶的體系，另一方面使用本發(fā)明的體系來交替清洗該設備。還可能使用本發(fā)明中的體系作為一種傳統(tǒng)體系的后清洗。
本發(fā)明將用一些非限制性實施例來解釋。
實施例1利用一模件過濾殘啤，該模件上提供有一未使用過的膜過濾器，使清啤酒在0.3巴的壓力下過濾一段時間。啤酒的流量決定于次數(shù)(A)。
然后，過濾器用含4.5g/l HOCl,35mg/l NaBr和15mg/l TEMPO的混合溶液清洗2小時。清洗后，試驗重復(B)。這種循環(huán)過程再進行一次(C)。結果列于下表中。
表流量(1/小時/巴/平方米)時間(分鐘)A B C201100 1100 1400308501050 1100
權利要求
1.一種用于清洗食品生產(chǎn)中使用的設備、特別是過濾器的方法，其中，在該設備被使用后，與基于環(huán)狀硝酰基化合物和次鹵酸鹽之組合的清洗體系相接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，這些設備、特別是用于生產(chǎn)(過濾)牛奶(制品)、果汁、啤酒、軟飲料如檸檬汁、蘋果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸餾飲料等、尤其是啤酒的過濾器被清洗。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，一種膜過濾器被清洗。
4.根據(jù)權利要求1～3所述的方法，其中，環(huán)狀硝?；衔镆源呋渴褂谩?br> 5.根據(jù)權利要求1～4所述的方法，其中，所使用的環(huán)狀硝?；衔锸?,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)，4-氧代-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(OTEMPO)，4-羥基-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPOL)及其他具有同樣的2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)骨架的衍生物，以及基于4,4-二甲基噁唑烷-N-氧基(DOXYL)和2,2,5,5-四-甲基吡咯烷-N-氧基(PROXYL)、特別是2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)的衍生物。
6.根據(jù)權利要求1～5所述的方法，其中，所使用的次鹵酸鹽是一種次溴酸鹽。
7.根據(jù)權利要求1～6所述的方法，其中，所使用的次鹵酸鹽是次氯酸鹽與堿金屬溴化物的混合物。
8.根據(jù)權利要求1～7所述的方法，其中，清洗體系作為水溶液使用。
9.根據(jù)權利要求1～8所述的方法，其中，這里所述的清洗是在用另外一種清洗體系的清洗之后進行的。
10.一種用于在適當?shù)脑O備中生產(chǎn)一種或多種食品、特別是啤酒的方法，其中，所述的設備用根據(jù)權利要求1～9中的任一項或多項的方法進行定期清洗。
11.基于環(huán)狀硝酰基化合物、優(yōu)選與次鹵酸鹽一起之組合的清洗體系在用于食品生產(chǎn)的設備、特別是過濾設備的清洗中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及清洗在食品生產(chǎn)過程中使用的設備、尤其是其過濾設備的方法,其中,使用該設備后,將它與基于環(huán)狀硝酰基化合物和次鹵酸鹽之組合的清洗體系相接觸。
文檔編號C11D11/00GK1226922SQ97196870
公開日1999年8月25日 申請日期1997年5月26日 優(yōu)先權日1996年5月29日
發(fā)明者馬蒂納斯·尼古拉斯·瑪麗亞·莫爾, 斯蒂芬·科內拉斯·約翰尼斯·瑪麗亞·范胡夫, 阿里·科內利斯·貝塞姆爾 申請人:海內肯技術服務公司, 諾里特膜技術公司