文/楊國(guó)棟 尤亮亮 張 微

（1 四川新華西乳業(yè)有限公司；2 青島新希望琴牌乳業(yè)有限公司）

水在乳制品加工過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制。本文從軟水處理的系統(tǒng)配置、運(yùn)行控制兩方面進(jìn)行闡述，保證軟水水質(zhì)穩(wěn)定，滿足乳制品生產(chǎn)的要求。

圖1 軟水處理系統(tǒng)工作流程圖

1 軟水系統(tǒng)配置要求

軟水處理系統(tǒng)包括過(guò)濾器、樹(shù)脂罐、儲(chǔ)水罐、泵等功能部件，工作流程圖見(jiàn)圖1。其中多介質(zhì)過(guò)濾器主要填裝不同粒徑的石英砂，用于過(guò)濾原水中的懸浮雜質(zhì)；活性炭過(guò)濾器主要吸附余氯，同時(shí)還吸附小分子有機(jī)物等污染性物質(zhì)，對(duì)水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用；樹(shù)脂罐采用鈉離子交換樹(shù)脂，主要用于去除原水中鈣鎂離子，降低出水硬度，兩個(gè)并聯(lián)，一個(gè)再生時(shí)一個(gè)可以產(chǎn)水，保證后段連續(xù)用水的要求；紫外燈殺菌器主要用于殺滅原水中的微生物；保安過(guò)濾器主要用于過(guò)濾破損流出的樹(shù)脂。

2 關(guān)鍵控制過(guò)程

2.1 多介質(zhì)、活性炭過(guò)濾器

多介質(zhì)、活性炭過(guò)濾器必須配置有正洗、反洗功能，產(chǎn)水達(dá)到一定時(shí)間后必須進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間間隔根據(jù)原水水質(zhì)而定，一般自來(lái)水作為原水時(shí)清洗周期為3～5天。清洗流量要求為：多介質(zhì)過(guò)濾器正洗流量不低于產(chǎn)水流量，反洗流量為產(chǎn)水流量的1.25～1.50 倍；活性炭過(guò)濾器清洗正洗流量不低于產(chǎn)水流量，反洗流量為產(chǎn)水流量的1.00～1.25 倍。清洗時(shí)長(zhǎng)根據(jù)出水水質(zhì)（是否清澈透明）而定，一般5～10 min。

2.2 樹(shù)脂罐

鈉離子交換樹(shù)脂主要用于去除原水中鈣鎂離子，是軟水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主要控制再生鹽溶液的濃度，保證樹(shù)脂再生效果，可用8%～10%[1]的食鹽溶液進(jìn)行再生，濃度過(guò)低影響再生效果，鈣鎂離子洗脫不完全，濃度過(guò)高可能導(dǎo)致產(chǎn)水中含鹽量過(guò)高。

樹(shù)脂再生鹽一般使用水處理再生劑鹽，但是該產(chǎn)品沒(méi)有明確界定可用于食品生產(chǎn)，所以食品生產(chǎn)水處理再生鹽一般使用《食用鹽》（GB/T 5461-2016）中的未加碘食鹽。

表1 乳品生產(chǎn)軟水水質(zhì)指標(biāo)及監(jiān)控頻率表[3]

2.3 軟水儲(chǔ)罐

軟水儲(chǔ)罐主要用于儲(chǔ)存軟水，在樹(shù)脂罐再生、產(chǎn)水流量減少或故障時(shí)可保證一段時(shí)間的車間用水。關(guān)鍵控制過(guò)程為儲(chǔ)罐的衛(wèi)生和食品安全方面的防護(hù)。

儲(chǔ)罐衛(wèi)生主要考慮罐內(nèi)的微生物膜，特別是長(zhǎng)時(shí)間使用后影響較大，新建系統(tǒng)可考慮將原位清洗（CIP，Cleaning-in-place）系統(tǒng)管道接入，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行清洗，主要進(jìn)行堿洗去除微生物膜。若公司不具備CIP系統(tǒng)，可在最近位置安裝簡(jiǎn)易清洗系統(tǒng)。清洗時(shí)間間隔一般為3 個(gè)月?？刂茐A濃度為1.5%～2%，清洗完成后用軟水沖洗罐壁直至出水pH值成中性。

食品安全防護(hù)主要考慮上鎖管理和視頻監(jiān)控。將人孔蓋以及上儲(chǔ)罐爬梯上鎖，安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并按時(shí)間間隔（一般1 周左右）進(jìn)行視頻抽查。

2.4 紫外燈殺菌器

主要控制紫外燈的強(qiáng)度，保證其強(qiáng)度不低于3×104μW/cm2，接觸時(shí)間不低于1 s[2]。一般2 000 h更換一次可保證該強(qiáng)度。接觸時(shí)間方面，需要根據(jù)水流量大小來(lái)設(shè)計(jì)紫外燈殺菌器的尺寸，從而滿足殺菌時(shí)間的要求。

2.5 保安過(guò)濾器

主要用來(lái)過(guò)濾破損流出的樹(shù)脂，其濾芯的更換周期視樹(shù)脂罐的運(yùn)行情況而定，一般每半年更換一次濾芯即可滿足要求。

3 關(guān)鍵控制參數(shù)

乳制品生產(chǎn)軟水水質(zhì)主要關(guān)注3 個(gè)指標(biāo)（即軟水處理系統(tǒng)主要控制的指標(biāo)），分別為硬度、細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群（表1）。

其它指標(biāo)參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）[3]執(zhí)行。若軟水處理系統(tǒng)原水為自來(lái)水，其它指標(biāo)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；若是其它水源，需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)增加設(shè)備進(jìn)行處理。

按照關(guān)鍵控制過(guò)程運(yùn)行可有效保證軟水水質(zhì)的硬度以及微生物指標(biāo)。若系統(tǒng)異常，微生物超標(biāo)，可將系統(tǒng)停運(yùn)排盡存水后，在系統(tǒng)內(nèi)充入臭氧進(jìn)行滅菌。一般保持系統(tǒng)內(nèi)臭氧壓力50 kPa、滅菌時(shí)間60 min，可有效殺滅微生物。而且臭氧在水中的半衰期約20 min（20 ℃），多余的臭氧分解為氧氣，不存在二次污染[4]。

4 效果及收益分析

4.1 紫外燈殺菌器和保安過(guò)濾器

本系統(tǒng)與一般的軟水處理系統(tǒng)相比，在軟水儲(chǔ)罐到車間用水點(diǎn)之間增加紫外燈殺菌器和保安過(guò)濾器，可殺滅軟水內(nèi)未去除的微生物，控制軟水的微生物指標(biāo)；過(guò)濾掉破損流出的樹(shù)脂以及軟水儲(chǔ)罐內(nèi)可能產(chǎn)生的雜質(zhì)，保證車間用水水質(zhì)。

4.2 自清洗系統(tǒng)

針對(duì)一般水處理系統(tǒng)存在的忽略對(duì)軟水儲(chǔ)罐清洗的問(wèn)題，本系統(tǒng)增加就地清洗系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)軟水儲(chǔ)罐的清洗、消毒，已申請(qǐng)實(shí)用新型專利（申請(qǐng)?zhí)朇N 201621196492.7）。此方案一方面能節(jié)約人工清洗成本（4 000 元/年左右），另一方面可降低安全風(fēng)險(xiǎn)，自動(dòng)清洗避免了人工進(jìn)罐、接觸清洗液的過(guò)程，也避免人員接觸儲(chǔ)罐帶來(lái)的微生物污染風(fēng)險(xiǎn)。

表2 食用鹽與工業(yè)鹽理化指標(biāo)對(duì)照表

4.3 食用鹽的使用

一般水處理系統(tǒng)使用的樹(shù)脂再生鹽為再生劑鹽，該類鹽為工業(yè)用鹽，雜質(zhì)度偏高、溶解性較差，最主要的是工業(yè)用鹽未明確是否可用于食品生產(chǎn)。本系統(tǒng)采用未加碘食用鹽作為再生劑鹽，雜質(zhì)度低、溶解性好，且明確可用于食品生產(chǎn)。食用鹽與工業(yè)鹽的理化指標(biāo)對(duì)照表[5，6]見(jiàn)表2。

未加碘食用鹽優(yōu)級(jí)540 元/噸，工業(yè)鹽一級(jí)785 元/噸，即使用食用鹽后可節(jié)約245 元/噸。產(chǎn)水量80噸/h的軟水處理系統(tǒng)每年耗用再生劑鹽350 噸左右，調(diào)整鹽品類后每年可節(jié)約8.5 萬(wàn)元。

5 小結(jié)

關(guān)于乳制品生產(chǎn)軟水處理的相關(guān)論述較少，本文從生產(chǎn)角度，對(duì)乳制品生產(chǎn)用軟水處理系統(tǒng)及其運(yùn)行控制進(jìn)行全面闡述。此外，著重分析相關(guān)關(guān)鍵控制點(diǎn)及其應(yīng)用過(guò)程，提出了控制過(guò)程處理方法的效果及收益分析。以期給相關(guān)從業(yè)人員提供參考，優(yōu)化軟水處理成本。C