本发明涉及化学清洗剂技术领域，具体涉及一种酱油加工设备碱性清洗剂及其应用和制备方法。
背景技术：
清洗剂是一种能降低水表面张力提高去污效果的试剂，其通常分成水系，半水系、非水系清洗剂三大类。目前在工业和日常生活中比较常见，如cip清洗系统的采用已成为食品加工行业的一大趋势，所谓cip清洗即原地清洗，指整个生产线在无须人工拆卸的前提下，在闭合的回路中进行循环清洗，是一种理想的设备和管道清洗方法，使用的清洗剂主要是复合酸碱清洗剂。cip清洗多采用“五步”清洗工艺，即水冲、碱洗、水冲、酸洗、水冲。第一步水冲过程中带走一些可溶于水的污垢，第二步碱洗过程去除脂肪、蛋白等有机污垢，第三步水冲过程中将管路中的清洗剂冲走，第四步酸洗过程中去除一些无机污垢，第五步水冲过程冲洗掉管路中的清洗剂和其他水溶性物质。如专利cn107761123a公布了一种环保输油管道清洗剂，该清洗剂主要由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配的乳化剂组分、螯合剂、无机或有机碱、溶剂和水等主要成分组成，以用于清洗管道中的油垢，泥沙等复杂成分。专利cn105780027a公布了一种不锈钢管道清洗剂及其制备方法，该清洗剂包括无机碱40～50％、水50～60％、水助溶剂0.1～0.5％、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚1～5％、烷基糖苷1～2％、表面活性剂1～3％和螯合剂2～5％，其中无机碱为氢氧化钾，水助溶剂为烯基琥珀酸酐，表面活性剂为氧化胺，螯合剂为葡萄糖酸钠，该清洗剂主要用于清洗不锈钢管道表面的各种有机污垢和不溶性无机盐污垢。专利cn108384672a公布了一种乳品行业用cip碱性清洗剂，其包括氢氧化钠20～55份、氢氧化钾1～10份、螯合剂5～20份、表面活性剂0.5～3份、聚丙烯酸钠0.5～5份、水处理剂2～5份和水2～61份，主要用于去除残留在设备内壁的脂肪、蛋白质等。当然，除了管道清洗剂，接触面的清洗剂也比较常见，如cn103074179a公布了一种液奶设备食品接触面碱性清洗剂，其包括氢氧化钠39～51％、碱络合剂0.1～1％和水48～60％，其中碱络合剂为氢氧化钾1～15％、edta0.01～11％、dtpa0.05～0.5％和水74～5％混合而成，其主要用于清除乳垢、水垢和乳垢中的脂肪、蛋白质。
虽然不管是管道类清洗剂还是接触面清洗剂，其已经比较普遍应用于工业和日常生活中的清洗，但是由于清洗对象的不同，污垢形成的原因不同，现在并未出现通用型的清洗剂。如上述专利cn103074179a、cn108384672a及cn105780027a公布的清洗剂皆是适用于污垢成分主要为蛋白质、脂肪和糖类的乳品行业污垢清洗，专利cn107761123a公布的清洗剂主要适用于污垢成分为矿物油及泥沙的输油管道污垢清洗，这些专利中的清洗剂对于其他污垢并无较好的去污效果。污垢的差异性限制了清洗剂的使用范围，不同的污垢需用不同组分的清洗剂才能达到满意的去污效果。
比如酱油的加工设备的清洗，酱油是我国传统的调味品之一，含有20种氨基酸，其中8种是人体所必须的，还含有丰富的矿物质、维生素b和天然棕红色素及咸、酸、鲜甜等多种味道,深受人们的喜爱。传统的酱油生产工艺是以大豆或脱脂大豆、小麦和麸皮为原料，经过煮豆、制曲、发酵、压榨、灭菌、调配等步骤而制成。当前，酱油生产行业灭菌均采用物理方法，如加热灭菌、超滤和硅藻土除菌，其中加热灭菌应用最为普遍。加热灭菌时，酱油中的悬浮物质(如细小砂粒、植物残渣等)、胶体物质(如蛋白质、肽、有机酸、部分无机盐等)会沉积于受热面附近，部分溶解物质如无机盐能结成坚硬的污垢、牢固的粘附在灭菌器受热面的内壁，且酱油属于热敏性物质，在过热处容易焦化。这些污垢会降低灭菌器的传热效率，导致传热条件恶化，灭菌器热交换能力下降，蒸汽能耗增大，酱油达不到灭菌温度，引起灭菌不良，影响产品质量。因此，需定期对相应设备进行除垢。除垢方式有手工除垢、机械除垢和化学除垢，手工除垢和机械除垢劳动强度大、耗时长，易对设备表面造成损伤和擦伤。而化学除垢有碱洗法和酸洗法，碱洗法难以去除设备上的顽固污垢，较少使用，酸洗法是用盐酸将污垢分解成溶于水的物质并随水流排走。但酸洗法要求操作严格、程序繁琐并且易对设备造成腐蚀。采用上述专利cn103074179a、cn108384672a、cn105780027a和cn107761123a的清洗剂皆难以将酱油加工设备上的复杂污垢进行去除。
因而，有必要开发一种酱油加工设备专用且能够有效去除其污垢的碱性清洗剂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种酱油加工设备碱性清洗剂及其应用和制备方法，此碱性清洗剂能够有效去除酱油加工设备上的污垢，且清洗泡沫少。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种酱油加工设备碱性清洗剂，以重量百分数计，包括：
所述碱助剂为小分子有机碱，所述稳定剂为苯基聚环氧乙烷磷酸酯，所述悬浮剂为聚乙二醇油酸单酯，所述螯合剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠。
通常酱油加工设备上的污垢是由植物残渣、矿物质、发酵菌、肽、氨基酸、糖分、有机酸、少量未分解的蛋白质等众多成分在管道表面受热经变性、焦化、结晶等物理化学变化后形成的，其中，受热变性的蛋白质、焦化的糖分和结晶的矿物质会因为发生复杂的物理化学变化而牢固的附着于管道表面难以被去除，发酵菌容易粘附到植物残渣上，在清洗过程中发生沉积造成二次污染。基于此，本发明的发明人经过创造性劳动，基于酱油加工设备上污垢的特点，选择了特定的稳定剂、悬浮剂、螯合剂和无机碱、小分子有机碱而组成一种适用于酱油加工设备污垢清洗的碱性清洗液。具体的，本发明在常规的碱性清洗剂无机氢氧化物和助碱剂的基础上添加了特殊的螯合剂和悬浮剂，无机氢氧化物由于其表面张力大、润湿性差，因而对结构紧密、附着牢固的复杂污垢蛋白质、矿物质、焦化糖分去除有限，但对水溶性的糖、氨基酸和多肽等普通污垢的去除效果较好，小分子有机碱具备的溶剂作用、润湿渗透作用及碱性可以对污垢中的变性蛋白质和焦化糖分起到软化、松散作用，并对有机酸起到预中和作用，促进氢氧化物对污垢的去除。螯合剂选择二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠，其于强碱下具有很强的螯合能力，能够和蛋白质及矿物质中的金属离子结合而松动蛋白质和溶解矿物质，从而使由多种成分结合而成的污垢变得松散并易于去除，悬浮剂选择聚乙二醇油酸单酯，其是由c16-c18长碳链和乙二醇聚合而成的高分子化合物，具有很好的乳化作用和分散作用，借助螯合剂对污垢的溶解、松动作用，高分子化合物可以实现对污垢中油污的乳化分散及对发酵菌、植物残渣和洗脱下来的蛋白质的悬浮作用，可避免污垢的再沉积而造成的二次污染。因而，本发明通过无机氢氧化物和小分子有机碱可去除酱油中的水溶性的糖、氨基酸和多肽等普通污垢及软化、松散变性蛋白质和焦化糖分，通过二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠螯合剂和聚乙二醇油酸单酯悬浮剂的配合作用可将酱油污垢中的矿物质、蛋白质等难去除物给清除掉。同时，本发明以苯基聚环氧乙烷磷酸酯为稳定剂，其能耐高碱，能够提高体系中其他组分的耐碱性能，保证体系的稳定性，具有消泡性能从而可保证本发明的碱性清洗剂于低泡条件下进行清洗。
本发明的第二方面提供了一种酱油加工设备碱性清洗剂的应用，将碱性清洗剂采用水稀释至有效碱浓度为1～5％的洗液后清洗酱油加工设备。
本发明的第三方面提供了一种酱油加工设备碱性清洗剂的制备方法，包括步骤：于水中依次加入碱助剂、稳定剂、悬浮剂、螯合剂后搅拌溶解，再加入无机氢氧化物搅拌至溶解均匀。先加入碱助剂和稳定剂，再添加悬浮剂和螯合剂混合均匀后，最后加入无机氢氧化物，可避免悬浮剂和螯合剂因不耐强碱而导致体系不稳定。
具体实施方式
本发明的酱油加工设备碱性清洗剂，以重量百分数计，包括：
具体的，无机氢氧化物可但不限于为35％、36％、37％、40％、43％、45％，碱助剂可但不限于为2％、2.5％、3％、3.5％、4％，稳定剂可但不限于为1％、1.5％、2％、2.5％、3％，悬浮剂可但不限于为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％，螯合剂可但不限于为4％、5％、6％、7％、8％，水可但不限于为36％、38％、40％、43％、44.5％、46％、48％、50％、53％、56％。无机氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，碱助剂为小分子有机碱，优选为二乙醇胺和/或三乙醇胺，其润湿渗透性较好，水优选为纯水，稳定剂为苯基聚环氧乙烷磷酸酯，悬浮剂为聚乙二醇油酸单酯，螯合剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠。
本发明的酱油加工设备碱性清洗剂在使用时，先将碱性清洗剂采用水稀释至有效碱浓度为1～5％的洗液后再清洗酱油加工设备，使用前将浓度稀释，以防止碱性太强而破坏酱油加工设备表面的本身属性。水可为纯水或硬水，优选为纯水，其去污能力更佳。
本发明的酱油加工设备碱性清洗剂的制备方法，包括步骤：于水中依次加入碱助剂、稳定剂、悬浮剂、螯合剂后搅拌溶解，再加入无机氢氧化物搅拌至溶解均匀，以避免悬浮剂和螯合剂因不耐强碱而导致体系不稳定。
下面将结合具体实施例对本发明的酱油加工设备碱性清洗剂及其制备方法进行详细说明。
实施例1
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺2g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯2g、聚乙二醇油酸单酯3g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠4g、氢氧化钠36g和纯水53g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、聚乙二醇油酸单酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
实施例2
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺3g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯1.5g、聚乙二醇油酸单酯2.5g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠5g、氢氧化钠40g和纯水48g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、聚乙二醇油酸单酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
实施例3
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括二乙醇胺4g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯1g、聚乙二醇油酸单酯1.5g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠6g、氢氧化钠43g和纯水44.5g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入二乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、聚乙二醇油酸单酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
实施例4
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺3.5g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯2.5g、聚乙二醇油酸单酯3g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠4g、氢氧化钾35g和纯水52g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、聚乙二醇油酸单酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钾搅拌至溶解均匀。
对比例1
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺2g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯2g、氢氧化钠40g和纯水56g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺和苯基聚环氧乙烷磷酸酯后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
对比例2
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺2g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯2g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠4g、氢氧化钠36g和纯水56g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
对比例3
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺2g、苯基聚环氧乙烷磷酸酯2g、聚乙二醇油酸单酯3g、氢氧化钠37g和纯水56g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、苯基聚环氧乙烷磷酸酯、聚乙二醇油酸单酯后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
对比例4
一种酱油加工设备碱性清洗剂包括三乙醇胺2g、聚乙二醇油酸单酯3g、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠4g、氢氧化钠36g和纯水55g。
其制备方式为：先于纯水中依次加入三乙醇胺、聚乙二醇油酸单酯、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠后搅拌溶解，再加入氢氧化钠搅拌至溶解均匀。
参考《食品工具和工业设备用碱性清洗剂》(qb/t4314-2012)方法进行实施例1～4和对比例1～4中的酱油加工设备碱性清洗剂的清洗和泡沫性能测试。具体测试方法为：将某厂的生酱油适当浓缩后均匀涂抹于不锈钢片上，然后将钢片置于105℃烘箱干燥6h，制得待清洗污垢。用250ppm的硬水将实施例1～4和对比例1～4中的酱油加工设备碱性清洗剂稀释成有效碱浓度为2％的洗液，按试验程序进行清洗，测试去污率。同时，采用罗氏泡沫仪测试实施例1～4和对比例1～4中的酱油加工设备碱性清洗剂的泡沫性能，其清洗和泡沫性能测试结果如表1所示。
表1实施例1～4和对比例1～4清洗剂的清洗和泡沫性能测试
由表1的结果可知，实施例1～4的去污性能明显好于对比例1～3，这是由于其同时存在二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠螯合剂和聚乙二醇油酸单酯悬浮剂，二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠于强碱下具有很强的螯合能力，能够和蛋白质及矿物质中的金属离子结合而松动蛋白质和溶解矿物质，从而使由多种成分结合而成的污垢变得松散并易于去除，悬浮剂选择聚乙二醇油酸单酯，其是由c16-c18长碳链和乙二醇聚合而成的高分子化合物，具有很好的乳化作用和分散作用，借助螯合剂对污垢的溶解、松动作用，高分子化合物可以实现对污垢中油污的乳化分散及对发酵菌、植物残渣和洗脱下来的蛋白质的悬浮作用，可避免污垢的再沉积而造成的二次污染。因而，通过无机氢氧化物和小分子有机碱可去除酱油中的水溶性的糖、氨基酸和多肽等普通污垢及软化、松散变性蛋白质和焦化糖分，通过二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠螯合剂和聚乙二醇油酸单酯悬浮剂的配合作用可将酱油污垢中的矿物质、蛋白质等难去除物给清除掉，故去污效果好。实施例1～4的泡沫性能明显好于对比例4，这是由于实施例1～4中以苯基聚环氧乙烷磷酸酯为稳定剂，其能耐高碱，能够提高体系中其他组分的耐碱性能，保证体系的稳定性，故产生的泡沫较少。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。