Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.06) на тему:Средства и методы санитарной обработки технологического оборудования при производстве и первичной переработке молока

/ / /1 г'; / " -ч

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМЙЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОМ

САНИТАРИИ, ГИГИЕНЫ И ЭКОЛОГИИ

На правах рукописи

ХАДАЕВ ТИМУР ИЛЬИЧ

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ САНИТАРНОЙ ОБРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ МОЛОКА

16.00.06 - ветеринарная санитария и экология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Научный руководитель: кандидат ветеринарных наук А.Г .Миляновский

Москва - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................ 3

Обзор литературы.......................................... 8

- Понятие - санитарная обработка и ее необходимость............ 8

-Общие требования, предъявляемые к химическим

веществам и средствам..................................... 14

-Важнейшие ингредиенты моющих и дезинфицирующих

средств, их характеристики и назначение....................... 15

-Научные основы применения поверхностно-активных веществ...... 28

-Моющие и дезинфицирующие средства, применяемые

при получении и первичной переработке молока.................. 33

Экспериментальная часть.................................... 47

1. Материалы и методы...................................... 47

2. Научное обоснование включения в опыты

активно-действующих соединений............................... 49

2.1. Схема разработки составов моюще-дезинфицирующих средств..... 53

3. Лабрраторные исследования.................................. 54

3.1. Определение важнейших физико-химических свойств и коррозионной активности наиболее перспективных

вариантов препаратов......................................... 54

3.1.1. Определение растворимости............................... 54

3.1.2. Определение поверхностной активности..................... 55

3.1.3. Определение смачивающей способности.................... 57

3.1.4. Определение коррозиозных свойств......................... 62

3.1.5. Определение массовой доли влаги.......................... 65

3.1.6. Определение массовой доли свободной щелочи............... 66

3.2. Изучение антимикробных свойств препаратав сравнении с уже известными и применяемыми санитарно-гигиеническими средствами..... 67

3.2.1. Определение антимикробной активности

некоторых катионных детергентов.............................. 67

3.2.2. Изучение бактерицидной активности препарата «Степурин» .... 68

3.2.3. Изучение противомикробной активности препарата «Степурин» в сравнении с известными и применяемыми санитарно-гигиеническими средствами.......................... 70

3.2.4. Определение фенольного коэффициента..................... 71

3.2.5. Определение белкового индекса............................ 73

3.2.6. Исследование основных токсико-биологических свойств препарату . 76

3.2.7. Определение устойчивости препарата

в условиях длительного хранения................................. 78

3.2.8. Определение эффективного нейтрализатора..................... 80

4. Производственные испытания.................................. 81

4.1.- 4.2.2. Испытание 0,25%-ных растворов препарата

при циркуляционном способе промывки............................ 81

4.2.3.-4.2.4. Испытание 0,1%-ных растворов препарата при циркуляционном способе промывки.............................. 87

4.3.Испытание 0,25%-ных растворов препарата при

ручной мойке доильного оборудования........................... 90

4.4. Изучение возможности обнаружения остатков моющих и дезинфицирующих средств в смывной воде и на рабочих поверхностях после санитарной обработки молочного оборудования................ 94

5. Расчет экономической эффективности и обоснование применения моющегдезинфицирующего средства для санитарно гигиенической

обработки доильного оборудования............................... 99

Обсуждение результатов исследований............................ 102

Выводы ................................................... 108

Список использованной литературы............................. 110

Приложение.................................................

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В комплексе мер, обеспечивающих производство высококачественной в санитарном отношении молочной продукции, ведущее значение имеет чистота доильного и другого технологического оборудования, емкостей для хранения и транспортировки молока, а также всего инвентаря, используемого при получении и первичной переработке молока на фермах. Для практического осуществления эффективной санитарной обработки этого оборудования молочные хозяйства должны постоянно располагать необходимым количеством активных и доступных по цене моющих и дезинфицирующих средств.

В последние годы на молочных фермах и предприятиях, перерабатывающих молоко, стали широко использовать средства, позволяющие совмещать мойку и дезинфекцию в одном технологическом процессе. Только одно это нововведение привело к существенному сокращению трудозатрат, рабочего времени и расхода горячей воды. Однако в составе большинства мою-ще-дезинфицирующих средств (дезмол, хлорированный тринатрийфосфат и др.) используются соединения активного хлора (производные хлоризоциану-ровых кислот, хлорамины, хлоргидантоины, гипохлориты), обладающие резким и стойким неприятным запахом и раздражающими свойствами, а также алкилбензолсульфонаты и другие анионные поверхностно-активные вещества, способные длительно сохраняться в окружающей среде и загрязнять природные водоисточники, в том числе хозяйственно-питьевого назначения (Су-токская И.В., 1976; Можаев Е.А., 1976; Сергеев Е.П., Можаев Е.А., 1979 и др.). Кроме того, практически все моюще-дезинфицирующие средства содержат высокие концентрации конденсированных полифосфатов (триполи-фосфат натрия, тринатрийфосфат), выполняющих роль веществ, смягчающих жесткость воды и таким образом повышающих моющее действие, вместе с тем попадание этих веществ в водоисточники способствует интенсивному

росту водорослей и вызывает нарушение природных биоценозов. По этим причинам уже многие годы в странах с развитым молочным животноводством и передовой перерабатывающей промышленностью в качестве средств санитарного назначения стали широко применять препараты, содержащие неионогенные и катионные детергенты (четвертичные аммониевые соединения, метальные производные пиридина и др.), имеющие неоспоримые преимущества перед хлорактивными веществами как с точки зрения токсикологических характеристик, так и экологической безопасности (Du Bois A.S., Marchall Ch. 1944; Galesloot Th. E. and Labots H. 1959). Абрамзон A.A. и Гае-вой Г.М. (1979) приводят сравнительные данные по фенолу и цетилпириди-ний хлориду. Последний при близких показателях токсичности с фенолом обладает в 350 раз более высокой бактерицидной активностью. Помимо этого катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) в бактерицидных концентрациях не раздражают слизистые органов дыхания, не имеют запаха, не коррозируют металлы, гораздо более устойчивы в хранении. Кроме того, смесевые препараты на их основе обеспечивают более высокий очищающий и моющий эффект при минимальном содержании дорогостоящих ПАВ, остатки их полнее удаляются во время заключительных ополаскиваний водой и, что также очень важно, снижается степень загрязнения ПАВ водоемов.

Благодаря этому эти вещества применяют в значительно меньших концентрациях, что и дешевле, и безопаснее.

Между тем, в настоящее время сложилась тяжелая ситуация вообще с производством и обеспечением средствами санитарно-гигиенического назначения. В связи с этим, на практике вынуждены использовать кальцинированную соду, едкий натр, которые недостаточно эффективны, вызывают порчу оборудования. К тому же, едкий натр небезопасен для обслуживающего персонала при работе с ним.

Цель и задачи исследований. В соответствии с изложенным, цель запланированных исследований заключалась в разработке эффективного мою-

ще-дезинфищфующего средства на основе четвертичного аммониевого соединения для технологического оборудования молочных ферм.

В задачи НИР входило:

1. Определить важнейшие физико-химические свойства и коррозионную активдостъ наиболее перспективных вариантов препаратов;

2. Изучить бактерицидные свойства различных вариантов разрабатываемых препаратов, в сравнении с уже известными и применяемыми на практике санитарно-гигиеническими средствами;

3. Исследовать основные токсико-биологические свойства разрабатываемых црепаратов;

4. Изучить устойчивость препаратов в условиях длительного хранения;

5. Подготовить опытную партию разработанного препарата и поставить опыты по определению моющего и дезинфицирующего эффекта в условиях производства молока на молочных фермах разного типа;

6. Разработать эффективные режимы применения предлагаемых средств на молочных фермах. Установить нормы расхода препарата;

7. Определить наличие остатков препарата в смывной воде и на поверхности доильного оборудования после обработки «Степурином»;

8. Подготовить и представить на утверждение нормативно-техническую документацию для постановки препарата на производство (ТУ, наставление по применению, методика испытания).

Научная новизна. Впервые на основе неионогенного и катионного поверхностно активных соединений, щелочных и других активных компонентах отечественного производства разработано высокоэффективное моюще-дезинфицирующее средство для санитарной обработки доильного и молочного оборудования ферм, комплексов, индивидуальных фермерских хозяйств.

В процессе исследований были подобраны эффективные антикоррозионные компоненты.

Были разработаны эффективные режимы и концентрации применения разработанного средства для циркуляционной и ручной санитарной обработки доильного оборудования.

Практическая ценность. Применение разработанного нового моюще-дезинфицирующего средства «Степурин» в низких концентрациях (0,1 %) приводит к резкому снижению (в среднем в 130 раз) микробного загрязнения доильного оборудования при циркуляционном способе обработки. При ручной обработке наиболее эффективными были 0,20-0,25 %-ные растворы препарата «Степурин», которые в результате их применения способствовали снижению бактериального обсеменения в 90 раз.

В сравнении с известными препаратами аналогичного назначения (дез-мол, Збруч, ДПМ и др.) разработанное нами моюще-дезинфицирующее средство «Степурин» обеспечивает необходимый эффект в 2-3 раза меньших рабочих концентрациях. Это очень важно как с точки зрения эффективности, так и экологической безопасности, поскольку уменьшает интенсивность загрязнения водоемов. Кроме того, «Степурин» благодаря антикоррозионным компонентам не вызывает порчу доильного оборудования.

Применение разработанного препарата «Степурин» позволяет даже в период летних месяцев получать молоко высшей категории по микробиологическим показателям. Экономическая эффективность применения «Степу-рина» складывается из возможности использования в его составе низких концентраций активных компонентов благодаря более высокой бактерицидной и моющей активности, что позволяет снизить рабочую концентрацию и сократить расход на обработку каждой доильной установки в 2 - 2,5 раза по сравнению с дезмолом, а по денежным затратам - в 2,5 - 3,5 раза.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены:

1. На 2-й международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы ветеринарной медицины и ветиринарно-санитарного контроля сельско-хозяйственной продукции».

2. На 2-й международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарного контроля сельскохозяйственной продукции».

3. На заседании совета по ветеринарным препаратам Департамента ветеринарии Минсельхозпрода РФ (протокол № 3 от 18.06.98 г.).

4. На ученом совете ВНИИВСГЭ 1998 г.

5. На межлабораторном совещании научных сотрудников ВНИИВСГЭ (Москва, 1 декабря 1998 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано три статьи, тезисы доклада на 2-й Международной научно-практической конференции, в которых изложены основные положения выполненной работы. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение (моюще-дезинфицирующий состав) по заявке № 98113977/04(015482).

Объем работы и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, раздела - собственные исследования, обсуждения, выводов и практических предложений, списка литературы, включающего 150 источников, в том числе 36 иностранных. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, иллюстрирована 22 таблицами и 3 рисунками.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Понятие - санитарная обработка и ее необходимость

Среди всех пищевых продуктов молоко по составу, пищевой ценности и содержанию необходимых для организма человека и животных питательных веществ занимает первое место. Аминокислотный состав белков молока исключительно богат, в нем насчитывается более 20 аминокислот, в том числе многие не синтезируемые в организме. Молоко является одним из важнейших источников витаминов. Все необходимые вещества в молоке содержатся не только в нужном количестве и соотношении, но и в легко усвояемой форме (Архангельский И.И., Белевский Ю.И., Оленев В.А., 1962).

Однако все эти полезные свойства молока могут быть совершенно утеряны, если производство и хранение его осуществляются в антисанитарных условиях, и оно имеет большую механическую и бактериальную загрязненность. Такое молоко нельзя полностью восстановить последующей обработкой. Не менее 17% механической грязи растворяется в молоке, которую нельзя удалить ни фильтрацией, ни центрифугированием. Пастеризация также полностью не уничтожает всех попавших в молоко микробов. Кроме того, при обильной бактериальной загрязненности в молоке накапливаются вредные продукты обмена бактерий, которые не уничтожаются последующей механической очисткой и пастеризацией (Архангельский И.И., 1964). Такое молоко и изготовленные из него продукты нередко являются виновниками тяжелых пищевых токсикоинфекций и токсикозов.

Бактериальная обсемененность молока зависит от санитарного состояния доильной аппаратуры и молочной посуды. Особенно это относится к доильным машинам, мытье и дезинфекция которых значительно сложнее и требует больше времени и усилий, чем молочная посуда. Некачественные мойка и дезинфекция доильной техники ведут к накоплению, особенно в труднодос-

тупных узлах машины (молочные краны, коллектор, резиновые прокладки и т. п.) молочных остатков, которые скисают, разлагаются, образуют слизистый сероватый, дурно пахнущий налет, содержащий гнилостные бактерии. В этих случаях количество бактерий на рабочей поверхности доильной аппаратуры может достигать огромных величин.

Многочисленные исследования у нас и за рубежом (Архангельский И.И., 1963; Загаевский И.С., 1974; N. Moor И.С., 1957; Schönherr W„ 1960 и др.) показали, что плохо промытое и продезинфицированное доильное оборудование является основным источником бактериального загрязнения молока. Один из видных специалистов в области санитарии производства молока Clegg C.F. (1963) пишет, что санитарное состояние доильной аппаратуры имеет для качества молока не меньшее значение, чем охлаждение.

Даже сравнительно легко поддающаяся чистке молочная посуда для ручного доения (подойники, фляги, молококамеры) при отсутствии надлежащего санитарного ухода служит источником микробного обсеменения молока (Давыдор Р.Б., 1973).

Важнейшим фактором микробного обсеменения молока на ферме служат кожные покровы вымени, низа живота и хвоста (Юрмелиат А.П., 1911; Королев С.А., 1932; Войткевич А.Ф., 1940; Foster Е.М., Nelson F.E., Speck M.L., Doetsch R.N., Olson I.C., 1957; Миляновский А.Г., 1965, 1966, 1974, 1984, 1991 и мн. др.).

Воздух скотного двора и доильного помещения играет также определенную роль в загрязнении молока. Количество бактерий в воздухе зависит от его запыленности, поэтому в скотном дворе оно колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов в 1 м' (Войткевич А.Ф., 1940; Миляновский А.Г., 1965).

Машинное доение, как прогрессивный метод, направление только на повышение производительности труда, но и на улучшение качества молока по санитарно-микробиологическим показателям. Однако, если оборудование

загрязнено, то этот способ доения дает худшие результаты, чем ручное доение (Загаевский И.С., 1971; Даниленко И.А., 1973).

Широкое применение на современных молочных фермах доильных аппаратов, стационарных молокопроводов, охладителей, танков и прочего оборудования создает большую потенциальную опасность инфицирования продукта, чем это было на фермах с ручным доением и простым, менее габаритным оборудованием. Так, молокопровод-200 «Даугава» имеет, кроме восьми доильных аппаратов, два охладителя и две молокоприемные цистерны, стеклянный стационарный молокопровод протяженностью более 150 м с площадью, соприкасающейся с молоком, 23 м . Поэтому при недостаточно тщательном соблюдении режима санитарной обработки или использования малоэффективного средства для нее в молокопроводах и ёмкостях в течение короткого времени происходит накопление молочных остатков, что создает благоприятную среду для размножения микроорганизмов и защищает от воздействия на нее моюще-дезинфицирующих средств(Яблочкин В.Д., 1968).

Молочные остатки вначале имеют ви