CC BY
33
ОБЗОРЫ
re
СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Младший научный сотрудник Е. А. Рубанович, профессор А. И. Штенберг, кандидат медицинских наук С. В. Генель
Из отдела гигиены питания Московского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана и лаборатории упаковочных и полимерных материалов Всесоюзного научно-исследовательского и экспериментально-конструкторского института продовольственного машиностроения
В различных отраслях пищевой промышленности большое значение имеет мойка новой и возвращенной стеклянной тары. При этом применяемые моющие средства должны обладать высокими смачивающими или проникающими свойствами, в результате которых раствор быстро действует на отложения грязи в бутылках; свойствами, облегчающими растворение пищевых остатков; эмульгирующими свойствами, обеспечивающими полное растворение масляных пленок и жировых отложений на поверхности бутылок; хорошими диспергирующими, ополаскивающими и бактерицидными свойствами, а также слабым коррозионным воздействием на оборудование. Моющие средства должны быть безвредными. Для повышения эффективности в их состав вводят несколько ингредиентов.
До настоящего времени в пищевой промышленности применялись водные растворы щелочей или кислот. Как известно, щелочные растворы обладают слабым коррозионным воздействием на оборудование в то время как растворы кислот требуют специального антикоррозийного покрытия моечных ванн и поэтому применяются очень редко. В качестве щелочных моющих средств применяют каустическую соду (едкий натр) NaOH, кальцинированную соду (углекислый натрий) йагСОз иногда с добавлением жидкого стекла (метасиликата натрия) Na2Si03.5H20 и тринатрийфосфата (Na3P04). Растворяющее действие щелочей объясняется склонностью их, в особенности каустической соды, к химическим реакциям с органическими остатками и грязью (жирами, белками и другими веществами) с разложением последних на легко смываемые вещества. Дезинфицирующее действие щелочей зависит главным образом от присутствия гидроксильных ионов (ОН). Чем больше диссоциация ионов, тем эффективнее бактерицидность. Установлено, что наиболее бактерицидными являются гидроокись калия и натрия [Руфф, Беккер (Ruff, Becker, 1955)]. Щелочные растворы легко удаляются из стеклянной посуды после тщательного ополаскивания их горячей и холодной водой. Добавление тринатрийфосфата к щелочному раствору не только способствует смягчению воды и предотвращению выпадения нерастворимых солей в виде накипи, но также улучшает и ополаскивающие свойства моющего раствора. Метасиликат натрия повышает эмульгирующие свойства моющего раствора. Однако последние два вещества являются дефицитными и применение их для мойки пищевой тары ограничено.
Водный раствор каустической соды (1,5—2% концентрации) является основным средством для мойки бутылок в ликерно-водочной, пивоваренной и безалкогольной промышленности, где требуются хорошие растворяющие свойства и высокая бактерицидность. Однако этим моющим растворам не хватает необходимых смачивающих, эмульгирующих и ополаскивающих свойств, что снижает их эффективность.
Кальцинированная сода применяется в основном на молочных и маслоперерабатывающих заводах для мойки стеклянной тары (бутылок и банок), поступающей из торговой сети. Она обладает хорошими эмульгирующими свойствами. Недостатком ее является сравнительно низкая бактерицидность и слабые ополаскивающие свойства.
Применение одних только щелочных моющих средств следует считать недостаточным, так как склонность их к химическим реакциям с органическими остатками и грязью, а не к физическому воздействию на них замедляет процесс мойки, что сказывается на производительности современных моющих машин [Ресуген (Реэиддап), 1956].
За последние годы химическая и нефтяная отрасли промышленности освоили ряд новых синтетических моющих средств на основе не-дифицитного сырья. Эти моющие средства, как и мыла, относятся к классу поверхностно-активных веществ, обладающих способностью в небольших концентрациях резко снижать поверхностное натяжение растворов. Молекулы поверхностно-активных веществ состоят из полярной гидрофильной части и неполярного, гидрофобного, углеводородного радикала, содержащего от 8 до 20 углеродных атомов, причем поверхностная активность возрастает с удлинением углеводородной цепи. При обработке покрытой жиром или загрязненной поверхности водным раствором, содержащим поверхностно-активные вещества, молекулы последних располагаются на поверхности капелек жира так, что их углеводородные части (гидрофобные) обращены внутрь капелек жира или грязи, а к поверхности воды обращены гидрофильные группы. Такие частицы легко смачиваются водой и образуют капельки эмульсии жира, легко удаляемые ополаскиванием (А. Шварц, Дж. Перри, Дж. Берч, 1960).
Из всех исследованных синтетических моющих средств для применения на предприятиях пищевой промышленности рекомендуется прежде всего препарат «Прогресс». Он обладает высокоэффективным моющим действием и недефицитен. По санитарно-гигиеническим показателям препарат «Прогресс» допущен Министерством здравоохранения СССР для мойки пищевой тары.
Препарат «Прогресс» — общая формула РСЩОБОзИа) И1 — относится к группе анионактивных веществ, получается из вторичных алкил-сульфатов на базе олефинов, легко растворяется в горячей и холодной воде с образованием стойкой и обильной пены. Препарат «Прогресс» — жидкость янтарного цвета с легким специфическим запахом, удельный вес 1,5—1,08.
Другим эффективным моющим средством, которое в ближайшее время может найти широкое применение для мойки пищевой посуды и тары, является препарат сульфонол НП-1 и НП-2 (типа алкиларил-сульфонатов). В настоящее время органами Государственного санитарного надзора сульфонол допущен для полупроизводственных испытаний на предприятиях пищевой промышленности.
Препарат сульфонол (С6Н4) С^НгБЭОзНа относится к группе анион-активных веществ. Его получают алкилированием бензола с тетраме-рами пропилена или амилена с последующим сульфированием серной кислотой и нейтрализацией едким натром. Сульфонол выпускают в виде пасты или порошка желтого цвета, который имеет слабый запах, легко растворяется в воде с образованием обильной и стойкой пены (Ф. В. Не-волин, Г. А. Краль-Осикина, 1959).
Оптимальная концентрация «Прогресса» и сульфонола в моющем растворе 0,05—0,1%- При такой концентрации раствор обладает достаточными смачивающими свойствами, способствующими быстрому проникновению раствора и удалению грязи. Установлено, что повышение концентрации этих средств до 0,5% и более не дает заметного снижения поверхностного натяжения раствора и способствует лишь чрезмерному пенообразованию, что нежелательно в моечных машинах шприцеваль-ного типа [Нивен (№уеп), 1955].
В пищевой промышленности синтетические моющие средства не могут применяться самостоятельно, так как не обеспечивают моющему раствору бактерицидности и всех свойств, необходимых для полного отмывания стеклянной тары от пищевых загрязнений. Синтетические моющие средства могут быть использованы в виде добавки к щелочному раствору каустической или кальцинированной соды, причем применение их позволяет снизить концентрацию щелочи без ухудшения качества мойки (Ф. В. Неволин, Г. А. Краль-Осикина, 1959). На Московском заводе безалкогольных напитков совместно с Всесоюзным научно-исследовательским и Экспериментально-конструкторским институтами продовольственного машиностроения (ВНИЭКИ-продмаш) для мойки оборотных бутылок из-под вина, пива и безалкогольных напитков был успешно применен моющий раствор, содержащий каустической соды 1,2—1,3% и препарата «Прогресс» или сульфонола 0,03—0,05%, взамен применявшегося ранее раствора каустической соды 1,8—2% концентрации. Дальнейшее снижение содержания каустической соды было нецелесообразно, так как при проверке оказалось, что большинство синтетических моющих средств, в том числе «Прогресс» и сульфонол, в нейтральном растворе не обладает заметными бактерицидными свойствами. Щелочные моющие растворы с добавлением «Прогресса» и сульфонола при больших концентрациях образуют обильную стойкую пену, которая может забить шприцы в бутыломоечной машине струйного типа. Это требует строгого контроля за дозировкой указанных средств в моющем растворе.
Проверка чистоты стеклянной тары после мойки должна производиться как на остаточную щелочность (обычным методом титрования), так и на полноту удаления синтетических моющих средств, что характеризуется полным отсутствием пенообразования при интенсивном встряхивании пробирки со смывными водами (Г. Штюпель, 1960).
Очень важным свойством препаратов «Прогресс» и сульфонола является то, что они не оказывают коррозирующего действия на оборудование. Их применение не требует особых мер предосторожности. Оба эти моющие средства в применяемых концентрациях относятся к категории нетоксичных веществ, не действующих раздражающе на кожу.
Одновременно с препаратами «Прогресс» и сульфонол испытыва-лось также синтетическое моющее средство—контакт Петрова. Контакт Петрова (нефтяные сульфокислоты)—общая формула СпН^-^БОзН— содержит около 40% нафтеновых сульфокислот, 2% серной кислоты и 15% вазелинового масла, имеет удельный вес 1,15. Препарат растворим в воде, обладает хорошей смачивающей способностью и является хорошим моющим средством. Нефтяные сульфокислоты получаются в качестве побочного продукта при переработке нефти, в частности при рафинации соляровых дестиллятов дымящей серной кислотой, содержащей 20—23% серного ангидрида.
При экспериментальной мойке стеклянной тары контакт Петрова применяется в виде добавки 0,05% к раствору каустической соды 1,1—1,3% концентрации. Он обладает неприятным запахом, однако при работе на опытной моющей установке, имеющейся на Московском заводе безалкогольных напитков, посуда, вымытая при помощи указанного препарата, не имела после ополаскивания постороннего запаха.
Значительный интерес представляет также возможность применения моющего препарата ОП-Ю, относящегося к группе неионогенных веществ. Этот препарат является продуктом конденсации алкилфенола с 10 молями окиси этилена; по своим моющим свойствам он не уступает «Прогрессу» и сульфонолу, а по способности обезжиривать поверхности значительно превосходит их.
Зарубежные авторы рекомендуют неионогенные вещества в первую очередь для механизированной мойки стеклянной тары на предприятиях пищевой промышленности (Г. Штюпель, 1960).
В ряде зарубежных стран (Англии, Франции и Голландии) широко рекомендуется для мойки пищевой стеклянной тары моющее средство типол, относящееся к классу вторичных алкилсульфатов, аналогичное нашему препарату «Прогресс» (П. В. Науменко, 1957). Моющие средства на основе алкиларилсульфонатов за границей выпускаются в большом количестве под различными торговыми названиями, но для мойки пищевой тары они применяются сравнительно редко. Штюпель (1960) приводит результаты работ Вудворда и Хоппера (Wodward и Hopper), которые независимо друг от друга исследовали токсичность синтетических моющих средств. Из таблицы следует, что катионактивные вещества являются наиболее ядовитыми поверхностно-активными соединениями. Мыло и неионогенные соединения являются наиболее безвредными продуктами. К таким же выводам приходят и другие авторы (А. Шварц, Дж. Перри, Дж. Берч, 1960).
Токсичность синтетических моющих средств при введении внутрь (в единицах ЬО;о)
Химический состав Активная группа Фирменное название LDS0 Вудворд, Хоппер (в г вещества на 1 кг веса животного)
Алкилдиметилбензиламмонийхлорид .... К Цефиран 0,35
» Роккаль — 0,34
Алкилнафталинпиридинийхлорид ..... к Эмкол 888 — 0,47
Цетилдиметилэтиламмоний -бромид..... к СДЕА — 0,60
Вторичный алкилсульфат ......... а Тергитол 4 1,3 —
а Накконол NRSF 1,4 —
Вторичный алкилсульфат ......... а Тергитол 7 1,4 —
Алкилдиметилхлорбензиламмонийхлорид . . к Тетрозан — 2,0
Децилбензолсульфонат.......... а Сантомерс Д 2,0 2,1
Даурилсульфат натрия.......... а Дюпонол С 2,7 —
Полигликолевый эфир алкилфенола ..... и Игепаль СА — 3,5
Вторичный алкилсульфат ......... а Тергитол 08 4 —
Олеилметилтаурид............ а Игепон Т 4 6,6
Алкиларилполигликольсульфонат ...... а Тритон 720 12,6 —
Натриевая соль жирной кислоты...... — Мыло 16 —
Полигликолевый эфир сорбитанмонолаурата н Твин 20 — 25
Полигликолевый эфир олеиновой кислоты . . н Нопакол 6—0 ■— 25
Обозначения: к — катионактивное вещество; а — анионактивное; н — неионо-
генное.
ЛИТЕРАТУРА
Науменко П. В. Синтетические жирозаменители и новые моющие средства. М., 1957. — Шварц А., Перри Дж., Берч Дж. Поверхностно-активные вещества и моющие средства. М., 1960.—Штюпель Г. Синтетические моющие и очищающие средства. М., I960.—Niven W. (ред). Industrial Detergency. New York, 1955.— Resuggan J. C., The Cleaning and Sterilisation of bottles and other glass containers. London, 1956,—Ruff D. G., Becker K., Bottling and Canning of Beer. Chicago, 1955.
Поступила ltylV 1961 r.
-А- -йт Ъ
