Lait 82 (2002) 357-366
DOI: 10.1051/lait:2002016

Cleaning-in-place in the dairy industry: criteria for reuse of caustic (NaOH) solutions

Uzi Merin^a, Geneviève Gésan-Guiziou^b, Evelyne Boyaval^b and Georges Daufin<sup>b

a</sup>  Dairy Science Laboratory, A.R.O., The Volcani Center, P.O. Box 6, Bet Dagan 50250, Israel
^b  Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes, France

(Received 14 March 2001; accepted 10 September 2001)

Abstract
Cleaning-in-place NaOH solutions from a milk standardisation dairy plant are reused for several days before being discharged to the purification station. During reuse the surface tension of the industrial cleaning solutions was reduced from 70 mJ m ^-2 for newly prepared NaOH down to 30 mJ m ^-2 during the week. The decrease was rapid during the first few reuse cycles and stabilised thereafter, while the polluting load and suspended solids increased inversely. The cleaning efficiency test consisted of an ultrafiltration membrane fouled with whey proteins, which was cleaned using these cleaning solutions, either without any treatment, or following crossflow micro- and nanofiltration. It was found that microfiltrates and nanofiltrates with both low surface tension and suspended solids resulted in higher efficiency and cleanliness, and a much faster cleaning rate. The effects of suspended solids and low surface tension will have to be further studied to determine the role of each parameter and confirmed on stainless steel surfaces and in a milk processing plant.

Résumé
Le nettoyage en place dans l'industrie laitière : critères pour la régénération des solutions de soude. Les solutions de soude caustique de nettoyage en place d'un atelier de réception et standardisation de lait sont réutilisées pendant une semaine (soit environ 400 cycles de nettoyage) avant d'être rejetées vers la station d'épuration. Pendant cette période, la tension superficielle décroît de 70 mJ m ^-2 pour une solution fraîche à environ 30 mJ m ^-2. La diminution est rapide pendant les premières dizaines de cycles puis se stabilise ensuite, tandis que la charge polluante et les matières en suspension augmentent. L'efficacité et la vitesse de nettoyage par ces solutions industrielles, sans traitement ou après épuration par microfiltration ou nanofiltration tangentielle, ont été quantifiées à l'aide d'une méthode utilisant une membrane d'ultrafiltration colmatée par des protéines de lactosérum. Les microfiltrats et les nanofiltrats sont plus efficaces que la solution industrielle réutilisée dont ils proviennent et même que la solution de soude caustique fraîche. Ainsi, l'absence de matières en suspension et une faible tension superficielle sont favorables à un nettoyage efficace et rapide. Ces résultats doivent été confirmés pour des surfaces et équipements en acier inoxydable. L'expérimentation à entreprendre visera à dissocier les effets des matières en suspension et de la tension superficielle et à les quantifier.

Key words: Cleaning / NaOH / surface tension / dairy industry

Mots clés : Nettoyage / NaOH / tension superficielle / industrie laitière

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