Pieno kokybė ir pieno ūkio pelnas - neatsiejamos viena nuo kitos pienininkystės verslo dalys. Kuo geresnė kokybė, tuo didesnė pieno kaina. Vienas iš būdų kokybei pagerinti - laikytis melžimo sistemų švaros ir higienos reikalavimų.

Valant melžimo sistemą, kaip ir bet kurią kitą įrangą, svarbu atsižvelgti į šiuos pagrindinius veiksnius: melžimo linijos pagrindines dalis, teršalus ir valymo produktus.

Melžimo linijos pagrindinės dalys

Melžimo sistemas dauguma šiuolaikinių pieno gamintojų pažįsta, tačiau pabandykime trumpai apžvelgti valymo procesą įrangos sudedamųjų medžiagų požiūriu. Pagrindinė sistemos konstrukcijos medžiaga - nerūdijantis plienas. Tai metalų lydinys, kuris, palyginti su įprastu plienu, yra labai atsparus dėmėms, korozijai ir rūdijimui. Tai nereiškia, kad jam visiškai negresia dėmės ar korozija, tačiau, taikant tinkamą prižiūrą, nerūdijantį plieną galima apsaugoti ir nuo dėmių, ir nuo korozijos. Nerūdijantis plienas gali būti įvairių markių ir tipų, o bendras visų jų bruožas - lydinyje esantis chromas. Dėl to plieno paviršius pasidengia pasyvinančiąja chromo oksido plėvele, kuri apsaugo paviršių nuo tolesnės korozijos. Tačiau ilgainiui ši pasyvinančioji plėvelė gali nusidėvėti, todėl retkarčiais gali prireikti ją chemiškai atnaujinti.

Be nerūdijančio plieno melžimo sistemoje gali būti plastikinių dalių, pavyzdžiui, tokių, kokios naudojamos pieno matuokliuose. Šiam tikslui naudojama plastiko derva paprastai yra labai tvirta ir atspari valiklių bei dezinfekavimo priemonių cheminiam poveikiui.

Naudojamos ir guminės dalys - melžtuvai bei vamzdeliai. Šių dalių gumai gali pakenti kai kurie stiprios koncentracijos chemikalai, sutrumpindami naudingą medžiagos eksploatacijos laiką. Šiam poveikiui sumažinti svarbu stebėti chemikalų koncentraciją.

Norint gaminti geros kokybės pieno produkciją, nesudaryti sąlygų bakterijoms daugintis, labai svarbu išmanyti melžimo sistemos švaros ir higienos reikalavimus, taikyti tinkamas priežiūros ir valymo technologijas.

Teršalai

Skirtingai nuo daugelio pramoninių procesų, melžimo sistemoje pasitaikantys teršalai susidaro labai paprastai. Normaliomis aplinkybėmis vienintelis tikėtinas taršos šaltinis, dėl kurio susidaro teršalai, yra pieno likučiai ir sistemai valyti naudojamas vanduo. Pieną sudaro baltymai (kazeinai), riebalai (pieno riebalai), angliavandeniai (daugiausia laktozė) ir vanduo. Tipinė karvės pieno sudėtis: apie 3 proc. baltymų, apie 4 proc. riebalų ir apie 5 proc. angliavandenių.

Laktozė tirpsta vandenyje, todėl sistemos, kuri bent jau praplaunama vandeniu, labai neužteršia. Tačiau pieno baltymai ir riebalai gali prilipti prie plastikinių ir nerūdijančio plieno paviršių.

Neišvalytame vandenyje dažnai esti mineralų, daugiausia kalcio ir magnio, kurie lemia vandens kietumą. Kalcis ir magnis gali susijungti su prilipusiais baltymais ir riebalais, sudarydami bioplėveles (galinčias sustiprinti mikrobiologinę taršą), arba tam tikromis aplinkybėmis sukelti reakciją ir suformuoti kietas mineralines nuosėdas, vadinamas pieno akmenimis. Kai kuriais atvejais vandens sudėtyje gali būti kitų mineralų, pavyzdžiui, bario ir kvarco, dėl kurių atsiranda sunkiai pašalinamų nuosėdų.

CIP valikliai

Kaip minėta, aukščiausios kokybės pieno tiekimui į rinką užtikrinti yra būtina gerai prižiūrėti melžimo sistemą ir taikyti veiksmingus valymo būdus. Atsiradusių teršalų vietoms išvalyti naudojami vadinamieji CIP (angl. clean-in-place) produktai ir dezinfekavimo priemonės, taikomas gerai apgalvotas valymo procesas.

Pienininkystės įrangos CIP valikliai yra skirti specialiai pieno sudėtinėms dalims pašalinti. Jų Juose yra komponentų, šalinančių pieno baltymus ir riebalus. Be to, pridedama ir preparato veikimą vandenyje gerinančių priedų, kurie keičia mineralinių medžiagų kiekį. Pagrindinė šių produktų sudėtis yra tokia: aktyvusis šarmingumo šaltinis pieno riebalams muilinti; chloro šaltinis, pavyzdžiui, natrio hipochloritas; vienas ar daugiau priedų mineralų (pvz., kalcio ir magnio) poveikiui mažinti valymo metu.

Plovimo priemonių savybės

Aktyvųjį šarmingumą dažniausiai garantuoja natrio hidroksidas (dar vadinamas kaustine soda, cheminis pavadinimas - NaOH). Kai kuriuose valikliuose naudojama kita panaši medžiaga - kalio hidroksidas (kaustinis potašas arba KOH). Dėl šių medžiagų ir skiesto, ir neskiesto ploviklio pH bus gana aukštas.

Preparato šarmingumas veikia pieno riebalus proceso, vadinamo muilinimu, metu. Dėl cheminės reakcijos netirpūs riebalai virsta tirpesniu muilu. Šį virsmą lemia plovimo tirpalo temperatūra ir poveikio trukmė. Kai kurie miltelių pavidalo CIP produktai gali pakeisti kitas šarmines medžiagas, pavyzdžiui, natrio karbonatas gali būti naudojamas vietoj natrio hidroksido. Šie šarmingumą palaikantys elementai gali atlikti tą pačią funkciją, bet paprastai jų pH yra mažesnis, o reakcija su riebalais ne tokia stipri kaip NaOH ar KOH.

Pagrindinė medžiaga, naudojama skystuosius CIP produktus chloru praturtinti, yra natrio hipochloritas (NaOCl), dar vadinamas balikliu. Tai tas pats aktyvusis ingredientas, kurio yra buityje naudojamuose chloro balikliuose, tik labiau koncentruotas. Hipochloritas veikia kaip oksidatorius cheminėje reakcijoje su organinėmis medžiagomis, kurios, ypač baltymai, yra suskaidomos. Būtent taip jis veikia ir CIP sistemoje, kad suskaidytų pieno baltymus į smulkesnes, vandenyje tirpesnes medžiagas. Be to, chloras gali atlikti dezinfekavimo priemonės funkciją, nes taip pat veikia baltymus, esančius mikrobų ląstelėse.

Įrangos skalavimo ir plovimo vandens sudėtyje paprastai yra mineralų. Pavyzdžiui, kalcio (Ca₊₂), magnio (Mg₊₂), taip pat kitų natūraliai atsirandančių elementų (geležies, silicio ir bario druskų). Pagal kalcio ir magnio kiekį, kurį nurodo kalcio karbonatas, galima spręsti apie vandens kietumą.

Kietumo matavimo vienetai

• Dalelės milijone - 1 kalcio karbonato miligramas litre vandens;
• Granai galone - 1 granas (64,8 mg) kalcio karbonato viename JAV galone;
• dH (vokiškos matmenų sistemos laipsniai) - 1 laipsnis dH lygus 10 mg kalcio oksido litre vandens.

Kalcio ir magnio jonai gali pasiekti kraštutines ribas dėl koncentracijos vandenyje ar vandens kietumo sąlygų (pH, kitų reaktyviųjų jonų kiekio ir pan.), kurioms esant jie nusėda ant vamzdyno paviršių arba gali susijungti su piene esančiais elementais. Taip susidaro akmens nuosėdos visame vamzdyne ir kitoje įrangoje. Jos išvengti ir kiekiui sumažinti naudojamos tam tikros cheminės į CIP produktus įmaišomos priemonės.

Vienas iš būdų nuosėdoms sumažinti - į CIP pridėti fosfatų. Polifosfatai (pvz., natrio tripolifosfatas) jau seniai naudojami ploviklių gamybos pramonėje mineralinėms nuosėdoms kontroliuoti. Šios medžiagos suriša kalcį ir magnį bei palaiko jų tirpumą vandenyje. Fosfatai buvo pirmosios medžiagos, naudotos CIP produktuose šiam tikslui, todėl JAV šie produktai dažnai vadinami „įprastiniais" CIP valikliais. Fosfatiniai produktai gali būti veiksmingi didelio kietumo vandenyje (kietumas didesnis kaip 20 granų ar dH), tačiau labai kietam vandeniui gali prireikti didesnės jų dozės.

Daugelyje šalių plovimo priemonių su fosfatais naudojimas yra apribotas ar uždraustas, mat nerimą kelią išleidžiamose nuotekose esantys jų likučiai. Fosfatai, patenkantys į gamtinius vandenis (ežerus, upes ir upelius), gali paskatinti eutrofikaciją, kuri sukelia dumblių žydėjimą ir kitas ekologines problemas.

Alternatyva fosfatams - vadinamieji slenkstiniai inhibitoriai. Tai cheminiai junginiai, taip pat palaikantys kalcio ir magnio tirpumą, tik naudojami gerokai mažesnėmis koncentracijomis (palyginti su kitomis medžiagomis). Apibūdinimas „slenkstinis" reiškia koncentracijos diapazoną. Esant mažesnei efektyviajai koncentracijai, akmens pavidalo nuosėdas formuojančios medžiagos nusėda, o jei koncentracija didesnė, slenkstinis inhibitorius veikia labiau kaip izoliuojanti medžiaga.

Taigi, naudojant slenkstinius inhibitorius, galima sukurti optimalių produktų, skirtų naudoti tipinėmis vandens sąlygomis, formules. Nors veiksmingumu labai kietame vandenyje (>30 granų arba >30 dH) plovikliai, kurių sudėtyje yra slenkstinių inhibitorių, nusileidžia fosfatiniams produktams, tačiau jie yra labai veiksmingi dažniausiai pasitaikančiomis sąlygomis.

Rūgštiniai produktai

Melžimo sistemų valymui naudojami trijų skirtingų tipų rūgštiniai produktai: rūgštiniai plovikliai, rūgštiniai produktai akmens pavidalo ir mineralų nuosėdoms šalinti ir rūgštinės dezinfekavimo medžiagos. Rūgščių pasirinkimą ir koncentraciją šių produktų formulėse lemia konkretus galutinis pritaikymas. Išskiriami du šiems produktams gaminti naudojamų rūgščių tipai:

• neorganinės rūgštys (dar vadinamos mineralinėmis rūgštimis), pavyzdžiui, sieros, azoto ir fosforo rūgštys;
• organinės rūgštys, pavyzdžiui, hidroksiacto ar glikolio, citrinų, gliukono rūgštys ir įvairios riebalų rūgštys.

Druskos rūgštis, kuri yra ir stipri mineralinė rūgštis, paprastai nenaudojama, nes pasižymi stipriu koroziniu poveikiu metalams. Azoto rūgštį yra saugu naudoti nerūdijančiam plienui valyti, tačiau ji gali paveikti kai kurias kitas medžiagas, pavyzdžiui, silikoninį ar nitrilinį kaučiuką.

Paprastai mineralinės rūgštys yra stiprios medžiagos, lengvai skaidančios mineralus. Organinės rūgštys silpnesnės, jos atlieka tam tikras funkcijas, pavyzdžiui, chelatinimo ar dezinfekavimo.

Rūgštiniai plovikliai yra naudojami kaip alternatyvios ar šarminės valymo procedūros dalis. Visų pirma šie plovikliai yra skirti akmens ir mineralinėms nuosėdoms šalinti, jų kiekiui mažinti. Geram valymo efektui užtikrinti (mat rūgščių poveikis teršalams, kurių pagrindas - pieno riebalai, yra silpnas) į plovimo preparatus pridedama neputojančios arba silpnai putojančios paviršiaus aktyvumo medžiagos plaunamajam veikimui sustiprinti. Šie produktai paprastai gaminami iš stiprių mineralinių (pavyzdžiui, sieros, fosforo ar azoto) ir kitų rūgščių (pavyzdžiui, glikolio) mišinio, kuris lemia didesnę valymo savybių įvairovę negu viena rūgštis. Jie naudojami karšti (>70 ^oC) ir dažnai kaitaliojami su šarminiais, chloro turinčiais valikliais.

Kai kuriose šalyse (daugiausia Australijoje ir Naujojoje Zelandijoje) CIP valymo sistemose dominuoja rūgštis, tikintis, kad rūgštinis valiklis pašalins didžiąją dalį teršalų. Gali būti, kad tokį sprendimą lėmė ypač didelis vietinio vandens kietumas.

Nors fosfatai arba slenkstiniai inhibitoriai melžimo įrangą nuo nuosėdų apsaugo ir mažina jų kiekį, deja, plaunant vandeniu, kuriame gausu mineralų, vis tiek susidaro akmens pavidalo nuosėdų ant vidinių vamzdžių paviršių ar kitų melžimo sistemos dalių. Tokioms nuosėdoms pašalinti galima reguliariai naudoti specialias rūgštis. Šie produktai pagaminti iš dviejų ar daugiau mineralinių alyvų, naudojamų didesnėmis koncentracijomis negu standartiniuose rūgštiniuose plovikliuose, mišinio.

Naudojant rūgštinius produktus akmens nuosėdoms šalinti, reikėtų atsižvelgti į šiuos veiksnius:

• Ar vandenyje, kuris naudojamas valymui su CIP, yra bario. Jeigu jo yra, nereikėtų naudoti rūgštinių sieros produktų. Baris ir sieros rūgštis sudarys netirpias bario sulfato nuosėdas, kurias labai sunku pašalinti.
• Ar vandenyje yra silicio. Jei jo daug, gali susidaryti, ypač ant šilumokaičių paviršių, stikliškos silikato nuosėdos. Deja, nėra gerų ir chemiškai saugių priemonių silikato nuosėdoms pašalinti. Ypač nerekomenduojama naudoti vandenilio fluorido, nes jis yra labai pavojingas.
• Kokia vandens buferinė talpa. Vanduo, kuriame daug karbonato ir bikarbonato, gali neutralizuoti daugelio rūgštinių valiklių pH, todėl veiksmingumui užtikrinti prireiks naudoti didesnes negu įprasta jų normas.

Vandens sudėtį ir savybes galima nustatyti standartinės analizės laboratorijoje metu.