Процесс мойки специальными средствами включает:

  • смачивание поверхности для улучшения контакта моющего средства с загрязнением;
  • химическое воздействие на загрязнение (при этом учиты­вается воздействие добавок на минеральные вещества), на­правленное на растворение неорганических минеральных отложений;
  • реакции гидролиза протеинов;
  • реакции омыления жиров каустиком;
  • диспергирование крупных частиц загрязнения до более мел­ких.

Мойка на пивоваренном заводе методами замачивания, распыле­ния и циркуляции растворов в большей или меньшей степени вклю­чает в себя вышеупомянутые физические и химические процессы. Тип моющего средства и метод его применения определяет, насколько эф­фективно происходит удаление загрязнения.

Почти во всех процессах мойки применяются либо сильнокис­лые, либо сильнощелочные моющие средства, так как растворение неорганических загрязнений и органических остатков происхо­дит в присутствии избыточной кислотности (Н+) или щелочности (ОН-).

Выбор моющих средств определяется характером загрязнения и доступностью для обработки. В табл. 2 указаны типы моющих средств и предпосылки для их применения.

Таблица 2

Типы моющих средств

Моющие средства Характеристика загрязнений Участки мойки Механизм действия
Сильнощелочные (ка­устическая сода) Белок, жир, пригоревшие органические остатки Нагревательные установки, например, пастеризаторы Гидролиз белков, омыление жиров, коагуляция белков
Слабощелочные (каус­тическая сода – NаОН, едкий калий – КОН, сода – N2СO3, поташ – К2СО3) с добавлением ПАВ и комплексообразователей Засохшие органи­ческие остатки Общая мойка баков и трубо­проводов, общая производственная мойка Растворение белков, омыление жиров
Нейтральные (фосфаты, силикаты), высококонцентрирован-ные ПАВ, диспергаторы Белковые и жи­ровые загрязне­ния, отложения солей жесткости Ручная мойка
Кислотные (фосфорная и азотная кислоты) Неорганические отложения, малозагрязненные поверхности Удаление котлового и пив­ного камня, мойка СИП Переход нерастворимых солей в раствори­мые соединения
Комбинированные, обладающие моющим и дезинфицирующим  эффектом Слабозасохшие остатки Трубопроводы, баки и другие поверхности Комбинированное действие щелочей и окислителей (активный кислород или активный хлор)
Комплексообразователи (нитрилотриуксусная кислота – NTА, этилендиаминтетрауксус-ная кислота EDТА, глюконовая кислота, поликарбона­ты, фосфаты, тензиды, другие ПАВ) Мойка СИП, мойка бутылок Добавляются для усиления моющего эффек­та. Комплексооразова-тели – для щелочных средств, ПАВ. Для кислотных средств – это диспергаторы и ингибиторы коррозии


Щелочные моющие средства.
Каустик (NaОН) является самым по­пулярным моющим и дезинфицирующим веществом; на его долю приходится около 70% всех моющих и дезинфицирующих препара­тов, причем 50% каустика расходуется на линии розлива.

Основными недостатками NаОН как вещества, входящего в мо­ющие средства, являются способность реагировать с солями жест­кости воды (ионами кальция и магния) и СО2 и образовывать на­кипь, вследствие чего имеют место потери каустика (табл. 3). Кроме этого, он имеет плохую смачивающую и диспергирующую способ­ность.

Таблица 3

Потери СО2 и NaOH (в %) при применении моющего средства, в состав которого входит 2% NaOH

Начальное содержание СО2, % После предварительной промывки водой После промывки моющим средством После окончатель­ной промывки Потери NаОН после всего цикла промывки Увеличение Nа2СО3
97 85 66 57 40 0,90
50 34 15 13 37 0,95
40 32 18 16 24 0,60
32 25 9 7 25 0,55
23 13 4 3 20 0,45
5 12 5 5 10 0,60
0 0,09


Помимо каустика широко используют щелочные средства, содер­жащие активный хлор, несмотря на их вредное воздействие на окру­жающую среду. Чаще всего применяют гипохлорит натрия (NaClO). Эффект от его применения объясняется комбинацией щелочности (высоким значением величины рН раствора) с окислительным дей­ствием. Гипохлорит окисляет органические компоненты грязи, что способствует их набуханию в щелочи, т. е. одновременно осущест­вляются и мойка, и дезинфекция. Однако при этом наблюдается инактивация хлора, поэтому необходима повторная дезинфекция. Гипохлорит рекомендуют применять при старых, засохших загряз­нениях.

Кислотные моющие средства. Для растворения неорганических отложений (пивного камня), мойки форфасов (без удаления диок­сида углерода из них), мойки оборудования по методу СИП в на­стоящее время широко используются кислотные средства, которые в качестве главной составляющей содержат минеральные (фосфор­ную, азотную – для мойки оборудования, соляную, серную – для мойки бутылок) и органические (в основном сульфоновую) кислоты. Кислотные препараты содержат кроме кислот ингибиторы коррозии (например, сероорганические соединения). Кислотную мойку сле­дует проводить после щелочной.

В процессе кислотной мойки происходит переход нерастворимых минеральных веществ, а в случае с фосфорной кислотой – и органиче­ских соединений, в растворимые.

Одной из причин применения кислот является их совместимость с СО2. Известно, что СО2 существенно влияет на потери каустика (см. табл. 3), поэтому перед мойкой обычно удаляют диоксид угле­рода, причем для этого надо много времени, а при его недостатке это очень проблематично.

Скорость удаления СО2 из бродильной емкости:

Время (ч) Содержание СО2 (%)
0,0 98
0,5 45
1,0 25
1,5 20
2,0 13
2,5 9
3,0 7
3,5 6
4,0 6
4,5 4
5,0 3
5,5 3


В пивоварении обычно используют фосфорную кислоту, а при до­бавлении в нее поверхностно-активных веществ (ПАВ) получают хо­рошие моющие средства для системы СИП.

При смешивании ПАВ и азотной кислоты получаются агрессив­ные моющие средства, которые обладают бактериостатическими свойствами, при этом азотная кислота оказывает защитное действие на нержавеющую сталь, но следует иметь в виду, что она может разру­шать арматуру, изготовленную из меди, латуни и бронзы.

Серная кислота – самая дешевая, но ее моющая активность ниже, чем у фосфорной кислоты. Кроме того, она вызывает коррозию стали и может применяться только с ингибиторами коррозии.

Соляная кислота применяется редко по причине дороговизны и низкой результативности при мойке. Она, также как серная кислота, обладает коррозионными свойствами.

При рассмотрении вопроса выбора кислоты прежде всего обра­щают внимание на ее коррозионные свойства.

Вещества, добавляемые к моющим средствам (присадки). Для сни­жения поверхностного натяжения, увеличения смачиваемости, до­стижения эмульгирующих и диспергирующих свойств, а также для предотвращения повторного отложения грязи на поверхности обору­дования и трубопроводов применяют поверхностно-активные веще­ства (тензиды или присадки).

Тензиды – это вещества, которые снижают поверхностное натя­жение и способствуют увеличению моющего и дезинфицирующего эффекта. Они имеют различную химическую структуру и свойства, но общим для них является наличие в молекуле гидрофильной головки и гидрофобного хвоста.

Входящие в состав моющих средств ПАВ выполняют следующие функции:

  • уменьшение поверхностного натяжения, что улучшает смачи­вание;
  • образование пены вследствие уменьшения поверхностного на­тяжения (это свойство ПАВ необходимо при пенной мойке, но нежелательно для мойки по методу СИП);
  • пеногашение (некоторые ПАВ применяются при мойке буты­лок);
  • предотвращение повторного отложения загрязняющих ве­ществ.

Различают анионные, катионные, неионные и амфотерные тен­зиды (табл. 4).

Обычно анионные тензиды применяют при пенной мойке, кати­онные – при дезинфекции.

Неионные ПАВ характеризуются способностью снижать поверх­ностное натяжение, при этом одновременно может происходить пенообразование, что нежелательно при использовании мойки по методу СИП. В связи с этим необходимо вносить антивспенива-тели.

Амфотерные соединения в пивоварении не находят широкого при­менения в связи с дороговизной.

Таблица 4

Типы тензидов

Тип тензидов Заряд гидрофильной группы Свойства Примеры
Анионные Отрицательный Чувствительны к жесткости воды, сильно пенятся Мыла
Катионные Положительный Обладают сильным сцеплением с поверхностью, антибактериаль­ными свойствами, сильно пенятся Соли аминов жирных кислот (ингибиторы коррозии), четвертичные аммониевые соединения [R4N+]X-
Неионные Нет заряда Менее чувстви­тельны к жесткости воды, слабо пенятся или вовсе не пенятся Полиэфир RO(СН2СН2O)nН
Амфотерные Положительный и отрицательный заряд Антибактериальное действие, не раздра­жают кожу Бетаин (донор метильной группы) R3N+СН2СОО-


Для щелочных моющих растворов используются в основном
комплексообразователи, ПАВ и расщепляющие активный кислород ком­поненты.

Задачей комплексообразователей является связывание ионов каль­ция и магния (ионов жесткости воды). В настоящее время используют следующие комплексообразователи:

  • нитрилотриуксусную кислоту (NTA);
  • этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЕDТА);
  • глюконовую кислоту;
  • натриевые соли поликарбоновых и фосфоновых кислот;
  • фосфаты (дифосфаты, трифосфаты, гексаметафосфаты), ко­торые все еще используют, несмотря на температурную неста­бильность и нестабильность в высокощелочных растворах.

Заменителями фосфатов являются нитрилотриуксусная кислота (NTА), этилендиаминтетрауксусная кислота (EDТА) и др.

Глюконовая кислота, NТА и ЕFТА (1-й тип комплексообразова­телей) связывают щелочноземельные ионы (ионы кальция и магния) в стехиометрическом соотношении, поэтому расход этих соединений достаточно велик.

Расход поликарбоновых и фосфоновых кислот (2-й тип комплек­сообразователей) невелик по сравнению с 1-м типом за счет того, что молекулы содержат несколько активных центров, связывающих ионы жесткости. Это важно, так как состав воды очень разный в зависи­мости от источника водозабора.

В кислотные моющие средства добавляют ингибиторы коррозии и диспергаторы. Диспергаторы вносят для получения дисперсных или гетерогенных систем, характеризующихся сильно развитой поверх­ностью раздела между фазами. Дисперсные системы состоят из мно­жества мелких частиц (например, частиц грязи), находящихся в одно­родной среде.

Влияние величины рН на моющий эффект препаратов. На эффектив­ность мойки оказывает влияние величина рН. Лучший эффект дости­гается при работе в сильно- или среднекислой среде либо в щелочной среде. В табл. 5 приведены примеры значений величин рН различных компонентов моющих средств.

Таблица 5

Величины рН моющих средств

Характеристика среды Величина рН Примеры
Сильнокислая 1-2 Соляная, серная кислоты
Среднекислая 3-4 Фосфорная, муравьиная кислоты
Слабокислая 4-5 Уксусная, лимонная кислоты
Нейтральная 6-8 Вода
Слабощелочная 8-11 Фосфаты, сода
Сильнощелочная 12-14 Каустическая сода

Причины снижения моющего эффекта препаратов. Снижение эф­фективности мойки может быть связано:

  • с высокой жесткостью воды;
  • с наличием диоксида углерода (при щелочной мойке);
  • с большим содержанием органических соединений или других загрязняющих веществ;
  • с низкой концентрацией растворов (оптимальная концентра­ция 2–3%) или коротким временем воздействия;
  • с несоблюдением режимов мойки (температуры и рН среды);
  • с низкой скоростью циркуляции растворов, которая должна быть не менее 1,5–2 м/с.