专利名称：清洗食品加工过程中使用的器具、特别是过滤器的方法
技术领域：
本发明涉及在食品生产、加工或处理过程中所用设备的清洗，特别是所使用的过滤器的清洗。一个重要的实施例是用于酿造啤酒的设备的清洗、尤其是过滤器的清洗，例如用于过滤残啤酒(residualbeer)和清啤酒(settled beer)的膜过滤器。本发明上下文中所用“生产”一词通常指对食品所进行的所有处理，例如生产、处理、加工等。
在食品生产过程中，例如牛奶(制品)、果汁、啤酒、软饮料(例如柠檬汁)、苹果汁、果汁酒(wine)、雪利酒、高酒度葡萄酒(port)、蒸馏饮料等，经常发生的问题是设备经过一段时间后必须清洗，因为处理的材料组分易被吸附或吸收或沉积在设备表面，这是不希望的。事实上这可导致干扰，一方面是干扰设备运作，另一方面，是干扰最终产品的质量。
所涉及的设备是指食品、尤其是如上所述的液体的加工中所使用的设备。进一步指的是过滤器，例如用于过滤上述产品或半成品用的膜过滤器。
这种处理的实施例是生产和/或加工牛奶和牛奶制品、果汁、啤酒、软饮料、苹果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸馏饮料等。
就酿造啤酒而言，本发明尤其涉及在麦芽制备、麦芽和/或未发芽谷粒转变为麦芽汁、以及在添加或没有添加额外组分(如啤酒花)通过发酵进一步将麦芽汁加工成啤酒过程中所的设备，以及此外所使用的并且与主物流或次级物流相接触的所有辅助设备。
对这种设备运行的这种干扰的实施例在所用的各种过滤器中均有发现，这些过滤器如用于过滤软饮料、牛奶(制品)、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸馏饮料、水果汁、柠檬汁、啤酒例如清啤酒、残啤酒的过滤器及麦芽汁/麦糟的分离，热凝固物(trub)分离和凉凝固物的分离使用的过滤器。
在这种加工过程中所用过滤器的能力，即流量，随着时间的增加而下降，当然这种情况是我们不希望的。当使用膜过滤器时，尤其会产生这种过滤能力的下降。通过反冲过滤器可部分抑制其能力的下降。但是经过一段时间后，这种方法便失效了，因而有必要清洗过滤器。
进一步检查显示，这种设备、尤其是过滤器，会受到各种化合物的混合物污染，在生产过程中，多糖、寡糖、蛋白质、β-葡聚糖、脂肪和多酚都是这种混合物的重要组分。
传统的清洗技术，例如，以催化或非催化氧化反应为基础的方法，如用过氧化物/金属(镁)复合次氯酸盐或次溴酸盐，从下面的事实来看这种方法并不理想，即，不能使流量恢复到初始值或者接近初始值。使用清洁剂或酶，如蛋白酶、糖酶、淀粉酶、支链淀粉酶、蛋白酶及脂酶同样也得不到希望的结果。
因而需要一种有效的清洗系统用于清洗如上述的液体食品的生产设备，该体系能有效清洗，优选是在短时间内(15～120分钟)清洗并且在这个过程中去除基本上所有的污染物。
本发明基于令人意外的洞察力，即通过使用基于环状硝酰基化合物与次卤酸盐(hypohalite)之组合的清洗体系就可能充分清洗食品生产过程中所用的设备。包括食品生产过程中所形成污染物的去除，即沉积在设备表面或过滤器孔上的污染物。
因此，本发明涉及清洗食品生产过程中所用设备的方法，在这种方法中，该装置在使用后与环状硝酰基化合物和次卤酸盐之组合的水溶液为基础的清洗体系相接触。
优选为，环状硝酰基化合物是一种取代哌啶，例如2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)。这是一种市售化合物(CAS登记号2564-83-2)。
与次卤酸盐、优选次溴酸盐一起，通过使用催化量的TEMPO就可能获得对污染物的快速去除。这种次溴酸盐，优选是由次氯酸盐与碱金属溴化物(最好是NaBr)原位反应制得，因此得到了
图1的反应体系。值得注意的是，优选使用溴化物，因为使用溴化物与使用氯化物相比，其清洗时间大大缩短。也可能从其他组分产生溴化物或将其加入到这个体系中。
依据本发明中的方法，最优选通过使硝酰基化合物和次卤酸盐的水溶液与被污染设备相接触而完成，硝酰基化合物例如各种氮氧化物自由基，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-羟基-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPOL)及其他含有同样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)为基础的衍生物。
环状硝酰基化合物的浓度范围优选1～250mg/l，进一步优选为2～25mg/l。这种浓度的硝酰基化合物可与浓度至少为0.5g/l、优选0 75～10g/l的次卤酸盐(OBr-或OCl-)很好地组合。在以次氯酸盐为基础的体系中，使用碱金属溴化物和硝酰基化合物，其中溴化物的量显著地低于次氯酸盐的量。因为溴化物可再生，不大于1g/l的溴化物含量(以Br计量)在上述浓度的硝酰基化合物中是足够的。
在一种特征性的方法中，使用催化量的TEMPO。仅使用微量的环状硝酰基化合物是必要的，因为它在次卤化物形成活性氧化剂即次卤酸盐的过程中起到一种催化剂的作用。
在这方面值得注意的是目前的环状硝酰基化合物和次卤化物的体系本身从WO-A 95/07303是已知的，该公开文本描述了含有一元羟基的碳水化合物的氧化过程。但是，另一方面，显然这一体系对于食品加工设备的清洗是非常有用的，其中污染过程在本质上与上面所提到的不同。更令人吃惊的是以次卤酸盐为基础的传统清洗方法，例如用于清洗酿造啤酒所使用的过滤器，却得不到希望的效果。
本发明可以应用于食品加工过程中所使用的所有设备，而这些设备与生产中的主物流和/或次级物流相接触。尤其是，本发明可以应用于过滤牛奶、牛奶制品、软饮料、苹果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、果汁、蒸馏饮料、啤酒、清啤酒、残啤酒及麦芽汁/麦糟的分离，热凝固物分离和凉凝固物分离中所用过滤器的清洗。
清洗液与设备间的接触可以是静态的也可以是动态的，也就是说，液体或者是静止的或者流过该设备。适当的接触时间范围是5分钟至2小时，该过程的次数还与污染程度、组分浓度(特别是硝酰基化合物)和温度有关。
清洗液的pH值优选保持在碱性范围。在实际操作中，pH值范围在7～12之间。当仅使用硝酰基化合物和次氯酸盐时，也可选弱酸性pH(pH＞6)。因为清洗过程中常伴随有机酸的生成，因此可通过加入一定量的碱(caustic)来保持固定的pH值的方法来控制清洗过程。一旦碱消耗量剧烈下降，以及在注入HOCl/HOBr之后，这时就应注意清洗被终止。这个体系有一个很大的优点是仅需要低浓度的氧化剂，所以对设备及部件的损害就可以下降，甚至可完全避免。
清洗后，设备经过漂洗就可重新使用。值得注意的是依据本发明中的体系适用于各种清洗。然而，也可能一方面使用一种传统的体系，即以洗涤剂为基础选择性地配合过氧化物和/或酶的体系，另一方面使用本发明的体系来交替清洗该设备。还可能使用本发明中的体系作为一种传统体系的后清洗。
本发明将用一些非限制性实施例来解释。
实施例1利用一模件过滤残啤，该模件上提供有一未使用过的膜过滤器，使清啤酒在0.3巴的压力下过滤一段时间。啤酒的流量决定于次数(A)。
然后，过滤器用含4.5g/l HOCl,35mg/l NaBr和15mg/l TEMPO的混合溶液清洗2小时。清洗后，试验重复(B)。这种循环过程再进行一次(C)。结果列于下表中。
表流量(1/小时/巴/平方米)时间(分钟)A B C201100 1100 1400308501050 1100
权利要求
1.一种用于清洗食品生产中使用的设备、特别是过滤器的方法，其中，在该设备被使用后，与基于环状硝酰基化合物和次卤酸盐之组合的清洗体系相接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，这些设备、特别是用于生产(过滤)牛奶(制品)、果汁、啤酒、软饮料如柠檬汁、苹果汁、果汁酒、雪利酒、高酒度葡萄酒、蒸馏饮料等、尤其是啤酒的过滤器被清洗。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，一种膜过滤器被清洗。
4.根据权利要求1～3所述的方法，其中，环状硝酰基化合物以催化量使用。
5.根据权利要求1～4所述的方法，其中，所使用的环状硝酰基化合物是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-羟基-2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPOL)及其他具有同样的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)、特别是2,2,6,6-四-甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)的衍生物。
6.根据权利要求1～5所述的方法，其中，所使用的次卤酸盐是一种次溴酸盐。
7.根据权利要求1～6所述的方法，其中，所使用的次卤酸盐是次氯酸盐与碱金属溴化物的混合物。
8.根据权利要求1～7所述的方法，其中，清洗体系作为水溶液使用。
9.根据权利要求1～8所述的方法，其中，这里所述的清洗是在用另外一种清洗体系的清洗之后进行的。
10.一种用于在适当的设备中生产一种或多种食品、特别是啤酒的方法，其中，所述的设备用根据权利要求1～9中的任一项或多项的方法进行定期清洗。
11.基于环状硝酰基化合物、优选与次卤酸盐一起之组合的清洗体系在用于食品生产的设备、特别是过滤设备的清洗中的应用。
全文摘要
本发明涉及清洗在食品生产过程中使用的设备、尤其是其过滤设备的方法,其中,使用该设备后,将它与基于环状硝酰基化合物和次卤酸盐之组合的清洗体系相接触。
文档编号C11D11/00GK1226922SQ97196870
公开日1999年8月25日 申请日期1997年5月26日 优先权日1996年5月29日
发明者马蒂纳斯·尼古拉斯·玛丽亚·莫尔, 斯蒂芬·科内拉斯·约翰尼斯·玛丽亚·范胡夫, 阿里·科内利斯·贝塞姆尔 申请人:海内肯技术服务公司, 诺里特膜技术公司