本发明涉及污垢清洁领域，具体涉及一种人工模拟奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢及其制备方法。
背景技术：
uht(英文全称：ultrahightemperaturetreated，超高温消毒法)是一种通过在极短时间(2～3秒)内加温(130～150℃)为食物灭菌的方法，该方法能够快速杀死残留在牛奶及饮料中的孢子，广泛应用于牛奶、果汁、奶油、豆浆、酸奶、葡萄酒、汤、蜂蜜以及浓汤的生产中。
在食品饮料生产中，一个品相生产一定时间后需要对生产设备进行原位清洁，行业称为cip，留在设备表面的残余物能够促进微生物的生长，为保护消费者免受与病原体或毒物相关的潜在健康危险影响，保持产品质量，需要从设备表面例行地清除残余物。
cip操作流程为：工艺用水循环漂洗、复合碱性清洁剂循环清洗、工艺用水再次循环漂洗、复合酸性清洁剂再次循环清洗、最后再通过工艺用水循环漂洗，其中碱性清洁剂用于溶解食品饮料中的糖类、蛋白质和油脂等有机污垢，复合酸性清洁剂用于溶解无机盐类沉淀污垢。
因加工的产品不同，食品饮料工业生产中所产生的污垢通常包括多种成分，因此食品工业设备的清洁需要用复合碱性清洁剂和复合酸性清洁剂交替清洁。
目前，在cip碱性清洁剂产品实际使用前，需要进行清洁剂配方设计及实验效果验证，在实验效果验证时，通常是实用人工模拟污垢与清洁剂进行作用，目前的人工污垢主要包括以下两种：《食品工具和工业设备碱性清洗剂》人工污垢：将牛油、猪油、精制植物油、单硬脂酸甘油酯、糖水溶液、鸡蛋清按16:16:32:3.2:30:2.8的比例配制；《通用水基金属净洗剂》人工污垢：凡士林、20#机油、30#机油、羊毛脂镁皂、石油磺酸钡、钙基脂、羊毛脂、氧化铝粉末。上述人工污垢的主要成分均为油脂，与实际uht污垢成分相差较大，食品、饮料在高温杀菌过程中，食品、饮料中的蛋白质、糖、茶多酚等有机物或变性、或聚合、或碳化、或氧化形成污垢积聚在uht设备的内壁上，与以油脂为主要成分的人工污垢相比，实际的uht污垢不仅成分不同，而且污垢的物理形态也不相同，标准人工污垢在稍高的温度下呈液体或软体，温度超过80℃大多变成了粘度较大的液体，而uht污垢在温度高达130℃都是固体。
cip清洁的温度大多在85℃左右，甚至更高，因此，采用现有的人工污垢进行cip清洁剂实验室效果验证后，会出现适用于人工污垢的清洁剂在进行实际cip操作时去污效果较差，不能达到较好的清洁效果的结果，难以得到适用于cip清洁的清洁剂。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种人工模拟奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢及其制备方法，能够得到适用于清洁的清洁剂，实际使用时具有较好的去污效果。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种人工模拟奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢，每100g污垢中，包括：60～80ml纯牛奶、2～3g茶多酚、0.1～1.5g炭黑、0.1～0.5g过碳酸钠、0.1～1.5g糖，余量为水。
进一步的，每100g污垢中，包括：65～80ml纯牛奶、2.3～2.8g茶多酚、0.5～1.2g炭黑、0.2～0.4g过碳酸钠、0.5～1.2g糖，余量为水。
进一步的，每100g污垢中，包括：75ml纯牛奶、2.5g茶多酚、1g炭黑、0.25g过碳酸钠、1g糖，余量为水。
一种人工模拟uht污垢的制备方法，包括以下步骤：
将60～80ml纯牛奶、2～3g茶多酚、0.1～1.5g炭黑、0.1～0.5g过碳酸钠、0.1～1.5g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.2～0.5ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为20～40℃，湿度为75～80％的环境中老化36～48h后，放入温度为120～140℃的高压釜中加热30～60min，最后放入温度为20～40℃，湿度为75～80％的环境中老化至少24h。
进一步的，第一次老化的温度为35℃、湿度为75％、老化时间为40h。
进一步的，所述高压釜中的压力大于0.2mpa，温度为135℃，加热时间为50min。
进一步的，第二次老化的温度为35℃、湿度为75％、老化时间为30h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中人工模拟奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢及其制备方法，其成分与食品、饮料在uht过程中产生的污垢相似度较高，且物理形态相似，食品、饮料中的糖、纯牛奶、茶多酚等物质在uht过程中会因为高温使有机物变性、氧化、聚合或碳化，炭黑的结构与uht在生产过程中因高温而引起的低分子量有机物碳化形成的黑色物质相似；但是，直接将纯牛奶和茶多酚混合会形成絮状物，加入过碳酸钠不仅能够调节ph值，避免纯牛奶中的酪蛋白的等电点附近析出，还能够利用过碳酸钠的氧化性使得混合污垢液在高温环境中产生与uht成分相近的氧化物，提高本实施例中的人工污垢与实际污垢之间的相似度，进而有效提高实验的准确度。
将本发明实施例中的人工污垢与不同清洁剂作用，不同清洁剂的清洗效果有明显差异，因此，本发明能够较好的反映清洁剂的清洗效果，使用本实施例中的人工污垢作为试验对象，能够筛选出合适的清洁剂配方，实际使用时具有较好的去污效果。
本发明实施例还通过将所选取出的清洁剂进行cip清洁实验，并进行目视、微生物测试、嗅觉监测、ph值和导电率检测，结果表明所选取出的清洁剂能够达到较好的清洁作用，说明本发明实施例所制备的人工污垢成分与奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢相似度较高，能够作为良好的替代污垢进行清洁剂的选择，也可以作为研究实际生产中uht污垢的可靠试验品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种人工模拟奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢，其配比为，每100g污垢中，包括：60～80ml纯牛奶、2～3g茶多酚、0.1～1.5g炭黑、0.1～0.5g过碳酸钠、0.1～1.5g糖，余量为水。
在实际生产和使用中，具体配比根据实际需要进行调整，配比可以为：每100g污垢包括65～80ml纯牛奶、2.3～2.8g茶多酚、0.5～1.2g炭黑、0.2～0.4g过碳酸钠、0.5～1.2g糖，余量为水。
最优配比为：每100g污垢包括75ml纯牛奶、2.5g茶多酚、1g炭黑、0.25g过碳酸钠、1g糖，余量为水。
本发明还提供一种人工模拟uht污垢的制备方法，包括以下步骤：
将60～80ml纯牛奶、2～3g茶多酚、0.1～1.5g炭黑、0.1～0.5g过碳酸钠、0.1～1.5g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.2～0.5ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为20～40℃，湿度为75～80％的环境中老化36～48h后，放入温度为120～140℃的高压釜中加热30～60min，最后放入温度为20～40℃，湿度为75～80％的环境中老化至少24h。
其中，老化的时间和具体温度、湿度可以根据实际需要进行调整，本实施例中，第一次老化的温度为35℃、湿度为75％、老化时间为40h；高压釜中的压力大于0.2mpa，温度为135℃，加热时间为50min；第二次老化的温度为35℃、湿度为75％、老化时间为30h。
本发明实施例所制备的人工uht污垢，其成分与食品、饮料在uht过程中产生的污垢相似度较高，且物理形态相似，食品、饮料中的糖、纯牛奶、茶多酚等物质在uht过程中会因为高温使有机物变性、氧化、聚合或碳化，炭黑在反应后的结构与uht在生产过程中因高温而引起的低分子量有机物碳化形成的黑色物质相似；但是，直接将纯牛奶和茶多酚混合会形成絮状物，加入过碳酸钠不仅能够调节ph值，避免纯牛奶中的酪蛋白在等电点析出，还能够利用过碳酸钠的氧化性使得混合污垢液在高温环境中产生与uht成分相近的氧化物，提高本实施例中的人工污垢与实际污垢之间的相似度，进而有效提高实验的准确度。
下面，通过5个实施例和一个对比例对本发明进行详细说明。
实施例1
将60ml纯牛奶、2g茶多酚、0.1g炭黑、0.1g过碳酸钠、0.1g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.2ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为40℃，湿度为75％的环境中老化48h后，放入温度为140℃的高压釜中加热30min，最后放入温度为20℃，湿度为75％的环境中老化30h。
实施例2
将80ml纯牛奶、3g茶多酚、1.5g炭黑、0.5g过碳酸钠、1.5g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.5ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为40℃，湿度为80％的环境中老化48h后，放入温度为120℃的高压釜中加热30min，最后放入温度为40℃，湿度为80％的环境中老化35h。
实施例3
将75ml纯牛奶、2.5g茶多酚、1g炭黑、0.25g过碳酸钠、1g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.23ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为30℃，湿度为75％的环境中老化40h后，放入温度为135℃的高压釜中加热40min，最后放入温度为30℃，湿度为75％的环境中老化35h。
实施例4
将70ml纯牛奶、2.3g茶多酚、0.1g炭黑、0.12g过碳酸钠、0.5g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.2ml污垢液施加在2.5cmx5cm的316不锈钢挂片上；放置在温度为35℃，湿度为78％的环境中老化39h后，放入温度为125℃的高压釜中加热45min，最后放入温度为30℃，湿度为75％的环境中老化30h。
实施例5
将78ml纯牛奶、2.8g茶多酚、01.5g炭黑、0.5g过碳酸钠、1g糖加水至100g混合均匀形成污垢液，将0.5ml污垢液施加在不锈钢挂片上；放置在温度为26℃，湿度为77％的环境中老化45h后，放入温度为128℃的高压釜中加热38min，最后放入温度为30℃，湿度为75％的环境中老化26h。
对比例：污垢清洗试验
按照《食品工具和工业设备碱性清洗剂》、《通用水基金属净洗剂》制备出人工污垢作为对比例1、2。
从市场上选取的三款a、b、c碱性cip清洁剂，其碱含量在45％左右，将本实施例1至5和对比例1、2作为实验对象。
依次将上述清洗剂配置成含有效碱2％的清洁液500ml，放置在不同摆洗机的水浴锅中，升温到85℃，摆洗对比例1、2的挂片15分钟，然后取出挂片放在30℃和75％相对湿度的环境中过夜，挂片称重；将本发明实施例1至5中的人工污垢挂片按cip五步法的时间摆洗30分钟。
以上试验重复4次。
污垢的挂片的清洁率率通过重量分析得到，通过以下公式进行计算：
污垢清洁率％＝(清洁前污垢挂片的重量-清洁后污垢挂片的重量)/(清洁前污垢挂片的重量-挂片的重量)×100％
参见表1所示，不同清洁剂针对对比例1、2的污垢清洗效果基本相同，而针对本发明实施例1至5中污垢的清洗效果有明显差异，因此，本实施例1至5能够较好的反映清洁剂的清洗效果，使用本实施例中的人工污垢作为试验对象，能够筛选出合适的清洁剂，实际使用时具有较好的去污效果。
表1不同清洗剂对不同污垢的清洁率
本发明实施例对所制备的人工污垢所选取的清洁剂a在某饮料厂进行cip现场操作，以验证其有效性和准确度，cip完成后按照标准验证程序进行验收，结果如下：
管路检测：选取uht升温段的直管，弯管各一处；每次cip后拆检uht管路，随机选择若干填充头并用干净棉签涂抹，没有出现异色；用棉签涂抹调配系统拆检管路的接头，经观察没有锈色异物；目视管路内表面澄亮，表明所选取出的清洁剂对uht管路有较好的清洁作用。
微生物测试：cip结束后按规定方法对管内取样进行进行atp荧光检测，检测结果实际结果为1～5cfu/ml，即小于≤20cf/mlatp，符合规定。
物理测试：cip结束后冲洗水的ph值及电导率，得到冲洗水的ph、电导率与原水(ro膜水)的ph、电导率的差值分别在±0.5、＜20μs/cm以内，说明清洗后的管道内部清洁度较好，符合品控手册要求。
嗅觉检测：cip结束后取水样，无明显异味，符合品控手册要求。
通过以上检测可以说明本发明实施例所制备的人工污垢，其选择出的清洗剂在进行cip清洁剂实验时，能够达到较好的清洁作用，即选取出了有效的适用于cip清洁的清洁剂，说明本发明实施例所制备的人工污垢成分与奶制品和奶茶饮品生产中的uht污垢相似度较高，能够作为uht清洁剂配方筛选可靠试验品。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。