历史最为悠久且广为人知的一种清洗剂是肥皂。由于其清洗效果不好,能与硬水反应形成不 溶性凝胶(如浴缸中形成的污垢圈),因此在食品加工和经营业中很少使用。碱性皂对淸洗的作 用在于它能悬浮脂、油和工业润滑剂等水不溶性物质的颗粒,从而将其除去。虽然脂或油悬浮 后,很容易通过冲洗除去,但是残留的膜层仍然存在。水不溶性物质与肥皂相互作用而悬浮的过 程称为乳化 在乳化过程中,清洗剂与水和污物相互作用。图7-1说明了清洗剂分子中溶于水的亲水部分和 溶于污物的疏水部分。当清洗剂分子将污物包围并形成胶束时,就得到悬浮的污物颗粒(图7- 图7-1离子型表面活性剂分子 图7-2通过形成胶束而悬浮的污物颗粒 二、影响清洗效果的因素 影响清洗效果的因素(Anon,1996)如下 时间(Time):与清洗表面的接触时间; 作用( Action):表面产生的物理作用力(速度或流动性); 浓度( Concentration):清洗剂的用量 温度( Temperature):清洗溶液的能(热)量; 水( Water):用于配制清洗液 人员( Individual):从事清洗操作的工人 性质( Nature):污物的组成: 112
112 历史最为悠久且广为人知的一种清洗剂是肥皂 由于其清洗效果不好 能与硬水反应形成不 溶性凝胶 如浴缸中形成的污垢圈 因此在食品加工和经营业中很少使用 碱性皂对清洗的作 用在于它能悬浮脂 油和工业润滑剂等水不溶性物质的颗粒 从而将其除去 虽然脂或油悬浮 后 很容易通过冲洗除去 但是残留的膜层仍然存在 水不溶性物质与肥皂相互作用而悬浮的过 程称为乳化 在乳化过程中 清洗剂与水和污物相互作用 图 7-1 说明了清洗剂分子中溶于水的亲水部分和 溶于污物的疏水部分 当清洗剂分子将污物包围并形成胶束时 就得到悬浮的污物颗粒 图 7- 2 图 7-1 离子型表面活性剂分子 图 7-2 通过形成胶束而悬浮的污物颗粒 二 影响清洗效果的因素 影响清洗效果的因素 Anon., 1996 如下 时间 Time 与清洗表面的接触时间 作用 Action 表面产生的物理作用力 速度或流动性 浓度 Concentration 清洗剂的用量 温度 Temperature 清洗溶液的能 热 量 水 Water 用于配制清洗液 人员 Individual 从事清洗操作的工人 性质 Nature 污物的组成
表面( Surface):待清洗物质的表面特性; 上述因素都是与清洗有关的重要因素,可用它们的首字母“ TACTWINS”加以概括 、有关清洗剂的术语 清洗剂是由多种化合物组成的制剂。每个制造清洗剂的公司都有自己的品牌和代号。本文主 要介绍配制清洗剂的各种试剂,并没有推荐或批注任何品牌的产品。选择清洗剂的最佳原则是 “冋类清洗”,即酸性污物采用酸性清洗剂,碱性污物采用碱性淸洗剂。 若要进一步熟悉清洗剂的性质,有必要了解下述术语: 1.螯合剂:一种常用于清洗剂的添加剂,通过与具有硬度的组分以及钙盐、镁盐结合,抑制 其在设备表面的沉积。这类试剂也能结合其它离子。 2.乳化:一种复杂的行为,能将油和脂肪物理分解成能分散于介质中的小颗粒。虽然污物仍 然存在,但其物理尺寸减小了。 胶溶:指蛋白质污物表面的碱性物质反应形成部分可溶性物质,然后进一步形成胶状溶液 的过程 4.漂洗能力:指清洗剂最大限度除去表面污物的能力 5.皂化:碱性物质在不溶性污物(如动物脂和植物油)表面形成可溶性肥皂的过程 6.多价螯合剂:一种与清洗剂混合的无机成分,用于防止硬水中某些离子形成不稳定盐类沉 淀。如果存在碱性化合物或在髙温下这些不稳定盐会分解。加热后许多碱性清洗剂效果更佳,但 高温清洗液有助于形成CaCO3和MgOO3沉淀,通常称之为垢。螯合剂是一种化学试剂,在溶液中 螯合Ca和Mg2,防止其与清洗剂形成不溶液性凝结物,进而沉淀析出。 7.表面活性剂:一种复杂的分子,当其与清洗剂混合时,能降低水的表面张力,使污物沉积 物与清洗介质的接触更加紧密。 8.悬浮:指清洗剂将污物颗粒松散、悬浮,并保持在溶液中的过程。 水硬度:指水中CaC2、MgC2、硫酸盐和碳酸氢盐等盐类的含量。永久性硬度通常指水中 CaC2、MgCl2和硫酸盐的含量。这些盐相当稳定,在多数条件下可溶,清洗时出现的问题最少 暂时性硬度指水中ca(HCO3和Mg(HCO的含量,这些盐相对可溶但不稳定。在不稳定条件下, 会在设备、热交换器及水器皿上形成白色沉积物。水的总硬度为永久性硬度和暂时性硬度之和。 10.水软化:除去水中Ca、Mg离子或使其失活的过程。利用螯合作用,即加沉淀剂(如 Na3PO4),使Ca、Mg离子形成不溶性盐而沉淀析出或利用商业水软化剂,通过离子交换作用取代 Ca、Mg离子以达到软化水的目的
113 表面 Surface 待清洗物质的表面特性 上述因素都是与清洗有关的重要因素 可用它们的首字母 TACTWINS 加以概括 三 有关清洗剂的术语 清洗剂是由多种化合物组成的制剂 每个制造清洗剂的公司都有自己的品牌和代号 本文主 要介绍配制清洗剂的各种试剂 并没有推荐或批注任何品牌的产品 选择清洗剂的最佳原则是 同类清洗 即酸性污物采用酸性清洗剂 碱性污物采用碱性清洗剂 若要进一步熟悉清洗剂的性质 有必要了解下述术语 1 螯合剂 一种常用于清洗剂的添加剂 通过与具有硬度的组分以及钙盐 镁盐结合 抑制 其在设备表面的沉积 这类试剂也能结合其它离子 2 乳化 一种复杂的行为 能将油和脂肪物理分解成能分散于介质中的小颗粒 虽然污物仍 然存在 但其物理尺寸减小了 3 胶溶 指蛋白质污物表面的碱性物质反应形成部分可溶性物质 然后进一步形成胶状溶液 的过程 4 漂洗能力 指清洗剂最大限度除去表面污物的能力 5 皂化 碱性物质在不溶性污物 如动物脂和植物油 表面形成可溶性肥皂的过程 6 多价螯合剂 一种与清洗剂混合的无机成分 用于防止硬水中某些离子形成不稳定盐类沉 淀 如果存在碱性化合物或在高温下这些不稳定盐会分解 加热后许多碱性清洗剂效果更佳 但 高温清洗液有助于形成 CaCO3和 MgCO3沉淀 通常称之为垢 螯合剂是一种化学试剂 在溶液中 螯合 Ca2+和 Mg2+ 防止其与清洗剂形成不溶液性凝结物 进而沉淀析出 7 表面活性剂 一种复杂的分子 当其与清洗剂混合时 能降低水的表面张力 使污物沉积 物与清洗介质的接触更加紧密 8 悬浮 指清洗剂将污物颗粒松散 悬浮 并保持在溶液中的过程 9 水硬度 指水中 CaCl2 MgCl2 硫酸盐和碳酸氢盐等盐类的含量 永久性硬度通常指水中 CaCl2 MgCl2 和硫酸盐的含量 这些盐相当稳定 在多数条件下可溶 清洗时出现的问题最少 暂时性硬度指水中 Ca(HCO3)2和 Mg(HCO3)2的含量 这些盐相对可溶但不稳定 在不稳定条件下 会在设备 热交换器及水器皿上形成白色沉积物 水的总硬度为永久性硬度和暂时性硬度之和 10 水软化 除去水中 Ca Mg 离子或使其失活的过程 利用螯合作用 即加沉淀剂 如 Na3PO4 使 Ca Mg 离子形成不溶性盐而沉淀析出或利用商业水软化剂 通过离子交换作用取代 Ca Mg 离子以达到软化水的目的
11.浸润(渗透):由表面活性剂产生的作用,由于表面活性剂特殊的化学结构使其浸润或 渗透污物沉积物,并使沉积物逐渐从表面松散下来 第五节清洗剂的分类 食品工业中使用的多数清洗剂属于混合物。将各成分混合起来得到一种具有一定特性和多种 清洗功能的产品。在食品经营业和加工厂中,最常用清洗剂的类型如下 、碱性清洗剂 在食品卫生中,常用pH描述清洗溶液的性质。pH是氢离子浓度的负对数值。pH7~14的溶液 称为碱性溶液,而pH0-7则称为酸性溶液。 pHO-pH7酸性逐渐下降,至pH7为中性;pH从 7-14,碱性逐渐增强。根据碱性清洗剂的特性可将其分成几个亚类。 (一)强碱性清洗剂 这类清洗剂具有很强的溶解能力和腐蚀性,能使皮肤烧伤、溃烂、结疤,接触时间过长可能 会使组织长期受损。吸入烟或雾状强碱性淸洗剂会使呼吸道受损。强碱性清洗剂和水混合会发生 吸热反应,产生的热量能使溶液煮沸或蒸发。爆沸的腐蚀性化合物可能会溅到附近员工的身上。 强碱性清洗剂有NaOH(烧碱)和具有高NO:SiO2值的硅酸盐。加入硅酸盐可减少NaOH腐 蚀性,并提高其渗透和漂洗效果。这类清洗剂常用于除去商业用炉和烟熏室中的重型污物,但对 于除去矿物质几乎无效。NaOH具有很强的杀菌能力,蛋白质溶解性和反絮凝乳化性质,因而适 用于除去重型污物。但是,鉴于NaOH可能会给人和设备带来危害,所以不能作为手工清洗剂使 用 (二)重垢型碱性清洗剂 这类化合物有一定的溶解能力,一般有轻微的腐蚀性或者无腐蚀性。但长时间与身体接触可 能会除去皮肤上的必需油脂,使皮肤容易被感染。 这类清洗剂的活性成分为硅酸钠(一种良好的缓冲剂)、六甲基磷酸钠、偏磷酸钠、碳酸钠 和磷酸钠,其中磷酸钠因其良好的污物乳化能力而广为人知。加入亚硫酸盐可以使镀锡和镀锡表 面少受腐蚀。这些清洗剂通常和高压或其它机械化学系统一起使用,能有效去除油脂,但对于控 制矿物质沉积物毫无作用。碳酸钠是最早作为碱性清洗剂使用的一种化合物,主要作为缓冲剂使 用。硼沙也可作为缓冲剂加入。碳酸钠价格相对较低,在许多配方中作为缓冲剂,广泛应用于重 垢型清洗剂和手工清洗剂中。 (三)中等碱性清洗剂 114
114 11 浸润 渗透 由表面活性剂产生的作用 由于表面活性剂特殊的化学结构使其浸润或 渗透污物沉积物 并使沉积物逐渐从表面松散下来 第五节 清洗剂的分类 食品工业中使用的多数清洗剂属于混合物 将各成分混合起来得到一种具有一定特性和多种 清洗功能的产品 在食品经营业和加工厂中 最常用清洗剂的类型如下 一 碱性清洗剂 在食品卫生中 常用 pH 描述清洗溶液的性质 pH 是氢离子浓度的负对数值 pH7~14 的溶液 称为碱性溶液 而 pH0~7 则称为酸性溶液 pH0~pH7 酸性逐渐下降 至 pH7 为中性 pH 从 7~14 碱性逐渐增强 根据碱性清洗剂的特性可将其分成几个亚类 一 强碱性清洗剂 这类清洗剂具有很强的溶解能力和腐蚀性 能使皮肤烧伤 溃烂 结疤 接触时间过长可能 会使组织长期受损 吸入烟或雾状强碱性清洗剂会使呼吸道受损 强碱性清洗剂和水混合会发生 吸热反应 产生的热量能使溶液煮沸或蒸发 爆沸的腐蚀性化合物可能会溅到附近员工的身上 强碱性清洗剂有 NaOH 烧碱 和具有高 N2O SiO2值的硅酸盐 加入硅酸盐可减少 NaOH腐 蚀性 并提高其渗透和漂洗效果 这类清洗剂常用于除去商业用炉和烟熏室中的重型污物 但对 于除去矿物质几乎无效 NaOH 具有很强的杀菌能力 蛋白质溶解性和反絮凝/乳化性质 因而适 用于除去重型污物 但是 鉴于 NaOH 可能会给人和设备带来危害 所以不能作为手工清洗剂使 用 二 重垢型碱性清洗剂 这类化合物有一定的溶解能力 一般有轻微的腐蚀性或者无腐蚀性 但长时间与身体接触可 能会除去皮肤上的必需油脂 使皮肤容易被感染 这类清洗剂的活性成分为硅酸钠 一种良好的缓冲剂 六甲基磷酸钠 偏磷酸钠 碳酸钠 和磷酸钠 其中磷酸钠因其良好的污物乳化能力而广为人知 加入亚硫酸盐可以使镀锡和镀锡表 面少受腐蚀 这些清洗剂通常和高压或其它机械化学系统一起使用 能有效去除油脂 但对于控 制矿物质沉积物毫无作用 碳酸钠是最早作为碱性清洗剂使用的一种化合物,主要作为缓冲剂使 用 硼沙也可作为缓冲剂加入 碳酸钠价格相对较低 在许多配方中作为缓冲剂 广泛应用于重 垢型清洗剂和手工清洗剂中 三 中等碱性清洗剂
中等碱性清洗剂常存在于溶液中,用于手工清洗轻度污染区。中等碱性淸洗剂有:重碳酸 盐、倍半碳酸盐、焦磷酸四盐、磷酸调节剂(螯合剂)和烷基芳香基磺酸盐(表面活性剂)。这 些化合物有良好的水软化能力,但不能控制矿物质沉积物。 表7-5总结了各种常用碱性清洗剂的特征、乳化性、去污性和腐蚀性 表7—5常用碱性清洗剂的清洗特征 碱性清洗剂0.5%溶液的p去污性*腐蚀性*乳化性* 氢氧化钠(烧碱 12.7 2.5 3.5 2.0 原硅酸钠 12. 倍半硅酸钠 12.6 硅酸钠 12.0 3.8 0.8 磷酸钠 11.8 3.5 2.8 碳酸钠(苏打) 1.5 4.0 焦磷酸四钠 3.5 3.0 0.0 倍半碳酸钠 9 3.2 2.5 三聚磷酸钠 8.8 0.0 四磷酸钠 0 碳酸氢钠 8.2 以4.0为基组,0表示无该项性质,4表示该项性质很好 摘自:Anon.,1976 酸性清洗剂 酸性清洗剂用于去除表面结垢的物质和溶解矿物质沉积物。这类清洗剂在去除因使用碱性清 洗剂或其它清洗剂而形成的矿物质沉积物时特别有效。存在于水中的部分矿物质在加热到80℃以 上时会沉积下来,粘附于金属表面形成锈或白垢。酸性清洗剂能与这些沉积物中的矿物质发生化 学反应使矿物质溶于水而易于去除。 有机酸(如柠檬酸、酒石酸、氨基磺酸和葡萄糖酸)也是很好的水软化剂。这些有机酸易于 漂洗,不会腐蚀或刺激皮肤。虽然无机酸也能有效去除并控制矿物质沉积物,但他们对皮肤的腐 蚀性强且有刺激性。酸性清洗剂是一种专一型清洗剂,并非在各种情况下都有效。在去除油脂和 蛋白质引起的污物时,酸性清洗剂并不能与碱性清洗剂·样有效。碱性清洗剂能降低有机污物的 化学结合从而减少截留力和粘滞力,而酸性清洗剂则不具备这种功能 (一)强酸性清洗剂 这类清洗剂对混凝土、多数金属和植物都有腐蚀作用。有些清洗剂在加热时能产生腐蚀性有 毒气体,吸入可引起肺部溃烂。在清洗操作中,用强酸性清洗剂去除蒸汽发生设备、锅炉和一些 加工设备中的表面结壳物以及矿物质形成的垢。如果溶液温度太高,矿物垢又重新沉积在清洗设 备上,形成一层失去光泽或白色的膜
115 中等碱性清洗剂常存在于溶液中 用于手工清洗轻度污染区 中等碱性清洗剂有 重碳酸 盐 倍半碳酸盐 焦磷酸四盐 磷酸调节剂 螯合剂 和烷基芳香基磺酸盐 表面活性剂 这 些化合物有良好的水软化能力 但不能控制矿物质沉积物 表 7—5 总结了各种常用碱性清洗剂的特征 乳化性 去污性和腐蚀性 表 7—5 常用碱性清洗剂的清洗特征 碱性清洗剂 0.5%溶液的 pH 去污性* 腐蚀性* 乳化性* 氢氧化钠(烧碱) 原硅酸钠 倍半硅酸钠 硅酸钠 磷酸钠 碳酸钠(苏打) 焦磷酸四钠 倍半碳酸钠 三聚磷酸钠 四磷酸钠 碳酸氢钠 12.7 12.6 12.6 12.0 11.8 11.3 10.1 9.7 8.8 8.4 8.2 2.5 3.0 2.0 3.8 3.5 1.5 3.5 1.3 2.0 3.0 1.5 3.5 4.0 3.2 0.8 4.0 4.0 3.0 3.2 2.0 1.0 2.3 2.0 3.0 2.5 4.0 2.8 2.8 0.0 2.5 0.0 0.0 1.5 *以 4.0 为基组 0 表示无该项性质 4 表示该项性质很好 摘自 Anon. 1976 二 酸性清洗剂 酸性清洗剂用于去除表面结垢的物质和溶解矿物质沉积物 这类清洗剂在去除因使用碱性清 洗剂或其它清洗剂而形成的矿物质沉积物时特别有效 存在于水中的部分矿物质在加热到 80 以 上时会沉积下来 粘附于金属表面形成锈或白垢 酸性清洗剂能与这些沉积物中的矿物质发生化 学反应使矿物质溶于水而易于去除 有机酸 如柠檬酸 酒石酸 氨基磺酸和葡萄糖酸 也是很好的水软化剂 这些有机酸易于 漂洗 不会腐蚀或刺激皮肤 虽然无机酸也能有效去除并控制矿物质沉积物 但他们对皮肤的腐 蚀性强且有刺激性 酸性清洗剂是一种专一型清洗剂 并非在各种情况下都有效 在去除油脂和 蛋白质引起的污物时 酸性清洗剂并不能与碱性清洗剂一样有效 碱性清洗剂能降低有机污物的 化学结合从而减少截留力和粘滞力 而酸性清洗剂则不具备这种功能 一 强酸性清洗剂 这类清洗剂对混凝土 多数金属和植物都有腐蚀作用 有些清洗剂在加热时能产生腐蚀性有 毒气体 吸入可引起肺部溃烂 在清洗操作中 用强酸性清洗剂去除蒸汽发生设备 锅炉和一些 加工设备中的表面结壳物以及矿物质形成的垢 如果溶液温度太高 矿物垢又重新沉积在清洗设 备上 形成一层失去光泽或白色的膜