KR100478704B1 - 식료품생산중사용한아이템,특히여과기의세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식료품의 생산 도중 사용한 장치, 특히 여과에 사용한 장치를 세척하는 방법에 있어서, 상기 장치를 사용 후, 환형 니트록실 화합물과 차아할로겐산염의 조합에 기초한 세정계와 접촉시킨다.

Description

식료품 생산 중 사용한 아이템, 특히 여과기의 세정방법

본 발명은 식료품의 제조, 가공 또는 처리중 사용된 장치의 세정, 더욱 구체적으로는 그의 여과에 관한 것이다. 이것의 중요한 실예는 맥주를 양조하기 위한 장치의 세정, 더욱 구체적으로는 잔류 맥주(residual beer)와 침전 맥주(settled beer)를 여과하기 위한 박막 여과기(membrane filter)와 같은 여과기의 세정이다. 명세서에서, "생산"이라는 용어는 식료품에 관해서 행해지는 모든 처리, 예를 들면 제조, 처리, 가공 등과 같은 것을 나타내는데 사용된다.

식료품, 예를 들면, 우유(제품), 과일 쥬스, 맥주, 탄산 음료(예, 레몬에이드), 사이다, 와인, 셰리주(sherry), 포트와인, 증류주 등의 생산 도중, 처리되는 재료로부터 유래되는 바람직하지 못한 성분들이 장치의 표면에 흡착, 흡수 또는 침전되기 때문에, 일정 기간 후에 장치를 반드시 세정해야 하는 문제가 흔히 일어난다. 이 것은, 실제로, 한편으로는 장치의 작동장해를 일으킬 수 있고, 다른 한편으로는 최종 제품의 품질의 장해를 일으킬 수 있다.

관련된 장치는 식료품, 특히 상기한 바와 같은 유동체의 처리 도중 사용된 장치이다. 더욱 구체적으로는 상기 제품 또는 그의 반제품을 여과시키는데 사용한 박막여과기 등의 여과기가 포함된다.

이런 처리의 실예는 우유 및 우유 제품, 과일 쥬스, 맥주, 탄산 음료, 사이다, 와인, 셰리주, 포트와인, 증류주 및 등의 생산 및/또는 가공이다.

맥주를 양조하는 경우, 본 발명은, 무엇보다도, 맥아의 제조, 맥아 및/또는 비맥아 곡물의 맥아즙으로의 전환, 및 추가 성분, 예를 들면 홉(hope)의 첨가 또는 무첨가하에 맥주로의 발효에 의해 맥아즙의 추가 가공 도중 사용된 장치 뿐만 아니라 거기에 사용된 모든 보조장치, 및 이들 공정으로부터 유래되는 주된 스트림 또는 이차적 스트림과 접촉하는 장치에 관한 것이다.

장치의 작동 방해의 예로서는 사용된 다른 여과기, 예를 들면 탄산 음료, 우유(제품), 와인, 셰리주, 포트와인, 증류주, 과일 쥬스, 레몬에이드, 맥주, 예를 들면 침전 맥주, 잔류 맥주를 여과하기 위한 여과기 뿐만 아니라 맥아즙/담금박 분리(spent grain separation), 뜨거운 트룹(trub) 분리 및 차가운 트룹 분리용 여과기에서 발견된다.

이런 공정에서 사용된 여과기의 용량, 즉 유량(flux)은 물론 바람직하지 않지만 시간의 경과에 따라 감소한다. 이것은 박막 여과기를 사용하는 경우에 특별한 역할을 한다. 이 용량 감소는 여과기를 뒤로 헹굼으로써 부분적으로 억제될 수 있다. 그러나, 약간 시간이 지나면, 이것도 불충분해지고, 따라서 여과기를 세척할 필요가 있다.

또 다른 시험에서, 장치, 더욱 구체적으로는 여과기는 생산 도중 모든 종류의 화합물들, 즉, 폴리사카라이드, 올리고사카라이드, 단백질, β-글루칸, 지방 및 폴리페놀 등이 조합에 의하여 오염되는 것으로 나타났다.

예를 들면 과산화물/금속(망간) 착물 차아염소산염 또는 차아취소산염을 사용하는 촉매산화 또는 비촉매산화에 기초한 통상의 세정기술은 만족스럽지 못한데, 이 것은 유랭이 원래의 값으로 복귀하거나 근접할 수 없는 사실에서 나타난다. 세정제 또는 효소, 예를 들면 프로테아제, 카르보하이드라제, 아밀라제, 풀루라나제(pullulanases), 및 리파제 어느 것의 사용도 바람직한 결과를 가져오지 못한다.

따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 적합한 세정을 행할 수 있고, 짧은 시간(15 ~ 120분) 이내에 반드시 바람직하게 세정할 수 있고, 도중에 오염물이 모두 실질적으로 제거되는, 유동체 식료품의 생산용 장ㅊ치를 세정하는데 효과적인 세정계(cleaning system)가 필요하다.

본 발명은 환형 니트록실 화합물과 차아할로겐산염(hypohalite)의 조합에 기초한 세정계를 사용함으로써 식료품 생산 동안 사용되는 장치를 충분하게 세정할 수 있다는 놀라운 통찰에 기초한 것이다. 이것은 식료품의 생산 도중 형성된 오염 물질, 예를 들면 장치의 표면 위에 또는 여과기의 구멍에 침전된 오염 물질의 제거를 포함한다.

따라서, 본 발명은 식료품의 생산 도중 사용되는 장치의 세정 방법에 관한 것이고, 여기서 상기 장치는 사용된 후에 수용액 상태의 환형 니트록실 화합물과 차아할로겐산염의 조합에 기초한 세정계와 접촉한다.

환형 니트록실 화합물은, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO) 등의 치환 피페리딘이 바람직하다. 이 화합물은 시판되는 화합물(CAS Reg. No. 2564-83-2)이다.

차아할로겐산염, 바람직하게는 차아취소산염와의 조합에서, 촉매량의 TEMPO를 사용함으로서 오염 물질을 신속하게 제거하는 것이 가능하다. 바람직한 차아취소산염은 반응기 자체에서 차아염소산염과 브롬화알칼리금속(가장 바람직하게는 NaBr)으로부터 형성되는 것이 바람직하다. 아취소산염의 사용이 좋은 것을 유의해야 하는데, 그 이유는 아취소산염의 세정시간이 아염소산염보다 상당히 짧기 때문이다. 또한, 다른 성분으로부터 아취소산염을 생성하거나, 또는 아취소산염을 그 자체로 시스템에 첨가하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 방법은 4,4-디메틸옥사졸리딘-N-옥실(DOXYL) 및 2,2,5,5-테트라-메틸피롤리딘-N-옥실(PROXYL)에 기초한 유도체 뿐만 아니라, 다른 니트록사이드라디칼, 예를 들면, 2,2,6,6,-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO), 4-옥소-2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(OTEMPO), 4-히드록시-2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPOL) 및 동일한 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO)의 골격을 갖는 다른 유도체 등의 니트록실 화합물의 수용액과 물 중의 차아할로겐산염을 오염된 장치와 접촉시킴으로써 행하는 것이 바람직하다.

환형 니트록실 화합물의 농도는 바람직하게는 1 내지 250㎎/ℓ, 더욱 바람직하게는 2 내지 25㎎/ℓ이다. 이와 같은 농도의 니트록실 화합물은 적어도 0.5g/ℓ, 바람직하게는 0.75 내지 10g/ℓ 농도의 차아할로겐산염(OBr^- 또는 OCl^-)와 적절하게 혼합할 수 있다. 차아할로겐산염, 브롬화알칼리금속 및 니트록실화합물에 기초한 시스템이 사용되는 경우, 브롬화물의 양은 차아염소산염의 양보다 상당히 적다. 그 이유는 아취소산염이 재생되므로, 상기 니트록실 화합물의 농도에서 브롬화물 함유량(Br로서 산출)은 1g/ℓ이하이면 충분하기 때문이다.

특징적인 방법에서는 촉매량의 TEMPO를 사용한다. 단지 미소한 양의 환형 니트록실 화합물이 필요하게 되는데, 그 이유는 상기 환형 니트록실 화합물이 차아할로겐화물로부터 활성 산화체인 차아할로겐산염을 형성하기 위한 촉매로서 기능하기 때문이다.

이 점에 관하여, 본 발명의 환형 니트록실 화합물과 차아할로겐화물의 시스템은 원래 WO-A95/07303에 기재되어 있는 것을 유의해야 한다. 상기 공보에는 탄수화물을 일차 히드록실기로 산화시키는 것이 기재되어 있다. 그러나, 어떠한 방법으로도, 상기로부터 상기 시스템이 식료품의 생산에 사용한 장치를 세정하는데 유용하다는 것이 나타나있지 않고, 여기서 오염 물질의 특성은 상기한 바와 다르다. 이것은, 예를 들면 맥주를 양조하는 경우 여과기를 사용하는, 차아할로겐산염에 기초한 통상적인 세정 방법이 바람직한 효과를 주지 않으므로 더욱 놀랍다.

본 발명은 식료품을 가공하는 동안 사용한 모든 장치에 적용할 수 있고, 이 장치는 생산의 주된 스트림 및/또는 2차 스트림과 접촉한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 우유, 우유제품, 탄산음료, 사이다, 와인, 쉐리주, 포트와인, 과일 쥬스, 증류주, 맥주, 침전 맥주, 잔류 맥주 뿐만 아니라, 맥아즙/담금박 분리, 뜨거운 트럽 분리 및 차가운 트럽 분리에 사용된 여과기의 세정에 적용할 수 있다.

세정액과 장치 사이의 접촉은 정적으로 및 동적으로 행할 수 있는데, 즉, 말하자면, 상기 세정액은 장치에 정치되어 있거나 또는 장치를 통해서 흐른다. 적합한 접촉 시간은 5분 내지 2시간 사이의 범위이고, 물론, 이 시간은 오염의 정도, 성분(특히 구체적으로 니트록실 화합물 중의 성분)의 농도 및 온도에 의존한다.

세정액의 pH는 알카리성 범위 내에서 유지시키는 것이 바람직하다. 실제로, 이 pH는 7 내지 12사이의 범위이다. 니트록실 화합물과 조합해서 차아할로겐산염만 사용하는 경우, 약산성 pH 값이라도 가능하다(pH＞6). 세정은 흔히 유기산들의 형성을 수반하므로, 세정은 조정된 pH를 유지하기 위하여, 요구되는 부식제의 양에 의하여 조절될 수 있다. 부식제 소모가 크게 감소하자마자, 또한 HOCl/HOBr을 투여한 후에, 세정이 종결됨을 알 수 있다. 이 시스템은 산화제의 낮은 농도가 충분한 큰 잇점을 가지므로, 장치 및 부품의 손상을 감소시키거나 또는 완전히 피할 수 있다.

세정 후, 장치를 헹구고, 다시 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 시정계는 각각의 세정에 적합하게 사용될 수 있다는 것을 주목해야한다. 그러나, 또 다른 방법으로, 한편으로는, 예를 들면 세제에 기초하고, 임의로 과산화물 및/또는 효소와 조합한 종래의 세정계로, 다른 한편으로는, 본 발명에 의한 세정계로 장치를 세정하는 것이 가능할 수도 있다. 본 발명에 의한 세정계는 또한, 종래의 세정계 다음에, 일종의 후세정(postcleaning)으로 사용하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명을 비제한적인 실시예에 의해 설명한다.

실시예 1

사용하지 않은 박막 여과기가 제공된, 침전 맥주를 여과하기 위한 모듈(module)에 의하여, 침전 맥주를 잠시동안 0.3 bar의 압력에서 여과하였다. 맥주의 유량을 몇 번 측정하였다(A).

이어서, 여과기를 2시간 동안 HOCl 4.5g/ℓ, NaBr 35mg/ℓ 및 TEMPO 15mg/ℓ를 함유하는 용액으로 세정하였다. 세정 후에, 시험을 반복하였다(B). 이어서, 이 사이클을 1회 이상 행했다(C). 하기 표에 이들의 결과를 나타내었다.

표

유량(ℓ/시간/바(bar)/m²)

Claims (10)

1. 식료품의 생산 도중 사용한 장치, 더욱 구체적으로는 여과기를 세정하는 방법에 있어서, 상기 장치는 사용 후 환형 니트록실화합물 및 차아할로겐산염의 조합에 기초한 세정계와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 우유, 우유제품, 과일 쥬스, 맥주, 탄산음료, 레몬에이드, 사이다, 와인, 셰리주, 포트와인, 증류주 등, 더욱 구체적으로는 맥주의 생산(여과)에 사용한 장치, 더욱 구체적으로는 여과기를 세정하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 박막 여과기를 세정하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 환형 니트록실 화합물을 촉매량으로 사용하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 사용된 환형 니트록실 화합물이, 4,4-디메틸옥사졸리딘-N-옥실(DOXYL) 및 2,2,5,5-테트라-메틸피롤리딘-N-옥실(PROXYL)에 기초한 유도체 뿐만 아니라, 2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO), 4-옥소-2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(OTEMPO), 4-히드록시-2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPOL), 동일한 2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO) 골격을 갖는 기타 유도체, 더욱 구체적으로는 2,2,6,6-테트라-메틸피페리딘-N-옥실(TEMPO)인 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 사용한 차아할로겐산염이 차아취소산염인 방법.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 사용한 차아할로겐산염이 차아염소산염 및 브롬화 알카리금속의 조합인 방법.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세정계를 수용액으로서 사용하는 방법.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세정은 다른 세정계의 세정을 전제하는 방법.
10. 적합한 장치로 하나 이상의 식료품, 더욱 구체적으로는 맥주를 생산하는 방법에 있어서, 상기 장치는 제 1항 내지 제2항에 따른 방법을 사용하여 정기적으로 세정하는 방법.