Свойства ПАВ на совершенствования процесса очистки молочного оборудования

student

2 course, Institute of Mechanics and Energy named after V.P. Goryachkin Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy Russia, Moscow

Supervisor: Chvanov K.G.

Associate Professor, Ph.D.

PROPERTIES OF SURFACE ACTIVITIES FOR IMPROVING THE PROCESS OF CLEANING OF DAIRY EQUIPMENT

Annotation: this article is devoted to the study of the basic properties of surfactants in order to select the optimal properties. Examples of the effects of various species are given.

Способность моющего раствора эмульгировать молочный жир является важным фактором при очистке загрязнённых поверхностей, поскольку от от степени удаления загрязнений, содержащих жировые отложения, будет зависеть смачивание очищенной поверхности о от жировых остатков. Моющий раствор является хорошим эмульгатором, если если жировые шарики, максимальный диаметр которых 10 мкм, находятся во взвешенном состоянии. Если дисперсность жировых остатков в моющем растворе очень низкая, а диаметр жировых шариков достигает 120 мкм, то гдато образование стойкой эмульсии не не происходит даже на очень короткий период [1, 3].

Эмульгирующие свойства моющих растворов зависят от от их физикохимических свойств моющего средства. Недостаточная концентрация моющего средства нарушает эмульгирующие свойства раствора, необходимого смачивания очищаемой поверхности не не происходит и, соответственно, снижается качество очистки. Эмульгирование жировых остатков основано н на действии капиллярно активных компонентов моющего раствора, а это вызывают снижение поверхностного натяжения на на границе раздела фаз. Капиллярно активные компоненты моющего средства, равномерно проникая в виде мономолекулярной пленки между твердой поверхностью пверхностью и загрязнением, отделяют их друг от друга. Вследствие стремления поверхностно-активных веществ к уменьшению поверхности загрязнений, частицы максимально дробятся и, обволакивая их пленкой, переводят молочные жировые шарики в моющий раствор.

Дисперсность эмульгированного молочного жира в растворе поддерживается также, за счет турбулентного движения моющей жидкости. Ламинарное течение моющего раствора может привести к образованию грубой дисперсии молочного жира и смачивания при этом не наблюдаться.

Моющая способность раствора считается нормальной, если он имеет низкий показатель межфазного натяжения на границе раствор — жидкий молочный жир. Однако введение в растворы даже сотых долей ПАВ обеспечивает моющему раствору достаточно низкое поверхностное натяжение, но высокого эмульгирующего действия при этом может и не достигаться. Поэтому многие исследователи, изучая процессы очистки доильно-молочного оборудования, не считают показатель поверхностного натяжения определяющим фактором моющей способности растворов [2,5].

ПАВ имеют асимметрично построенную молекулу, содержащую гидрофильную и гидрофобную группы. Этой структурой объясняется поверхностная активность веществ. Существует четыре класса ПАВ, отличающиеся друг от друга по поведению их в водных средах.

Анионные ПАВ в водных растворах диссоциируются на анионы, которые обуславливают поверхностную активность вещества, а катионы лишь влияют на растворимость вещества. Катионные ПАВ, напротив, ионизируются таким образом, что поверхностную активность веществу придает катион. Неионогенные ПАВ в водных растворах не ионизируются, их растворимость в воде обусловлена за счет функциональных групп [7]. Амфолитные ПАВ, которые ионизируются в растворах в зависимости от значения рН среды: в кислой среде поверхностную активность обуславливает катион, в щелочной - анион. То есть в кислых растворах амфолитные ПАВ играют роль катионных веществ, а в щелочных -анионных [4,5,8]. Согласно публикациям, производство ПАВ, особенно за рубежом неуклонно растет, создаются новыеиновеы формулы с целью создания биоразлагаемых веществ. [5, 6].

Из анионных ПАВ популярными за за рубежом долгое время были алкилбензолсульфонаты. Затем была найдена более биоразлагаемая формула анионного ПАВ в виде алкансульфонатов. Интерес к этому веществу был вызван тем, что уилсьчто он экологически менее опасен, чем алкилбензолсульфонаты, может применяться как в порошкообразных, так и в жидких моющих средствах за счет нйсчеты своей хорошей растворимости в воде. Кроме того, на поверхностные свойства этих ПАВ положительно пительнож влияют электролиты, что очень важно при разработке моющих средств жидкого типа.

К катионным ПАВ относятся соли аминов: первичных, вторичных, третичных, а также четвертичные аммониевые соли, сульфониевые соединения, фосфониевые соединения и алкилпиридиниевые соли [1, 2].

Неионогенные ПАВ используются в рецептурах моющих средств технического назначения, ни обладают хорошей смачивающей способностью, а с электролитами образуют смеси с достаточно высоким моющим действием. Низкое пенообразование неионогенных ПАВ делает их привлекательными при создании моющих композиций для циркуляционных (автоматизированных) систем очистки с высокими скоростями течения растворов. Отрицательным свойством неионогенных ПАВ является их дегидратация при нагревании свыше 50°С, этоэто выражается в помутнении раствора, а температуру, при которой это свойство проявляется, называют точкой помутнения. Однако этоэто свойство неионогенных ПАВ обратимо и при снижении температуры раствор вновь становится прозрачным. Точку помутнения можнономж повысить путем введения в растворы неионогенных ПАВ анионных или катионных веществ [1,2, 3]. Следовательно, можномжно сделать вывод, что для создания низкопенных моющих композиций, используемых в циркуляционных системах очистки, следует использовать неионогенные ПАВ.

Кроме того существенное влияние на смачивание очищаемой поверхности молочного оборудования оказывают силикаты, которые повсеместно вводят в рецептуры щелочных моющих средств. Однако нельзя забывать, что те же силикаты могут образовывать с солями кальция и магния воды практически нерастворимые осадки, удаляемые только механически, что вызывает повреждение и коррозию обрабатываемых поверхностей.

В циркуляционных системах очистки важным условием моющего раствора следует признать его способность удерживать растворенные частицы загрязнений, препятствовать их обратному осаждению их всегоих объема раствора на очищенную поверхность, так называемую «антиресорбционную способность». В процессе очистки в моющий раствор переходят преходят молочный жир и белок, что уилсьчто приводит к истощению компонентов моющего раствора, приводящего к повторному отложению загрязнений на на очищенную поверхность оборудования.

Изучение отдельных факторов технологического процесса на удаление загрязнений, пептизации белковых веществ, эмульгирования молочного жира, смачивания поверхности материалов, а также растворения молочных жировых загрязнений, позволяет получить важные сведения для совершенствования процесса очистки молочного оборудования.