УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ БАКТЕРИЦИДНЕ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ СИПУЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

Семенов А.О., к.ф.-м.н., доц.
ПУЕТ, м. Полтава


УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ БАКТЕРИЦИДНЕ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ СИПУЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

В даний час існування різних методів і способів знезараження сипучих харчових продуктів і сировини для них дозволяють повною мірою досягти позитивних результатів при знищенні мікроорганізмів будь-якого виду та іншої мікрофлори в харчовій, мікробіологічній промисловості [1].
Найбільш поширеними є хімічні методи знезараження сипучих продуктів. Відомо, що вплив будь-яких хімічних речовин на продукти сільськогосподарського виробництва та інгредієнти різних препаратів потенційно небезпечний, оскільки при цьому можуть ініціюватися різні хімічні реакції, що призводять до зміни фізико-хімічних і біологічних властивостей [2].
Ефективний напрям вирішення поставленої проблеми - використання ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвиль 253,7 нм, що має бактерицидну дію і забезпечує ефективну інактивацію мікроорганізмів різних типів - бактерій, грибків та ін. [3]. При ультрафіолетовому опроміненні твердих частинок обробляється тільки найтонший шар, основна ж маса речовини не піддається ніякому впливу, і відповідно не змінює своїх біохімічних властивостей. У цьому й полягають переваги УФ-обробки в порівнянні з іншими методами знезараження.
Враховуючи факт непрозорості твердих середовищ, для УФ-випромінювання при обробці сипучих продуктів застосовують вібраційні або ротаційні апарати, які забезпечують перемішування частинок, піддаючи їх УФ-опромінюванню з усіх сторін. Застосування таких апаратів для забезпечення опромінювання всіх видимих для УФ-випромінювання поверхонь повинне супроводжуватися тривалим часом обробки для досягнення найбільшої ймовірності опромінення з усіх сторін та отримання оптимального результату.
Спроби створення ефективної технології дезинфекції сипучих харчових продуктів з використанням УФ-опромінення робилися неодноразово, проте помітного позитивного прогресу не спостерігалося.
Провівши аналіз запропонованих методів та установок бактерицидного знезараження сипучих продуктів, колективом науково-технічного (НТЦ) Полтавського університету економіки і торгівлі (ПУЕТ) розроблена технологія і дослідний зразок установки для сипучих продуктів харчової промисловості (сухе молоко, білкова маса і т.д.).
Мета запропонованого технічного рішення полягає в необхідності розробки для сипучих харчових продуктів ефективного методу бактерицидного знезараження мікроорганізмів із збереженням біологічної цінності продукту, спрощення процесу знезараження, зниження енергетичних затрат.
Технічний результат досягається за рахунок конструктивних особливостей установки знезараження сипучого продукту, який ділиться на два етапи: перший етап - розсівання на віброситі, а другий етап - опромінення в камері УФ-лампами з необхідною дозою опромінення.
Пристрій представляє собою камеру у вигляді циліндра довжиною до 1,5 м, в якій рівномірно по периметру і відповідно по всій довжині розміщуються газорозрядні УФ-лампи низького тиску. Над камерою знаходиться завантажувальний бункер з якого подається продукт на вібросито. Вібросито, забезпечуючи попередній розсів, перешкоджає агломерованим частинкам потрапляти в камеру опромінення, де під дією УФ-випромінювання проходить процес знезараження. Частинки в камері опромінення, після розсіювання, рухаються під дією вільного падіння. Після проходження камери опромінення об’єкт знезараження потрапляє відразу в ємність для пакування, щоб запобігти пересипанню та ймовірності появи бактерій та мікрофлори.
Для забезпечення оптимізації технологічного процесу та вирішення поставленої мети нами проведені необхідні розрахунки бактерицидної дози опромінення в залежності від видів мікроорганізмів та їх чутливості до УФ-опромінювання, при цьому нами враховувались наступні параметри: розміри частинок і час перебування порошкової маси в камері опромінення.
Лінійні розміри частинок сипучого продукту, визначали за допомогою діоптрійної наводки окуляру 8 мікроскопу МБС-9. Результати розподілу гранулометричного складу досліджуваного порошкового матеріалу представлені на рис.1. Встановлено, що гранулометричний склад (розміри частинок) досліджуваного порошкового об’єкту знаходиться в межах від 5 до 50 мкм.

Рисунок 1 – Гранулометричний склад порошкової сипучої маси в процентному співвідношенні

Частинки, розмір яких не перевищує декілька десятків мікрон, рухаються в камері опромінення під дією сили вільного падіння. Враховуючи розміри частинок і опір повітря в камері опромінення проведені нами розрахунки показали, що в зоні обробки частинки порошкової маси перебувають не менше однієї секунди. Враховуючи час падіння частинок у камері, нами були проведені розрахунки необхідної мінімальної дози опромінення виходячи з виявлених бактерій і їх стійкості до УФ-випромінювання.
Результати показали, що обробка УФ-опроміненням дозволяє здійснити знезараження сипучих продуктів. Наприклад, при знезараженні білкової маси отримані наступні результати: загальна мікробіологічна кількість бактерій зменшилася на 3-4 порядки (ефективність знезараження склала 99 %); бактерії групи кишкової палички (БКГП) не виявлені в оброблюваному продукті, відзначено також значне (більш, ніж на 2 порядки) зниження загальної степені інактивації дріжджами та пліснявими грибами.

Список використаних джерел: 1. Мейер А., Зейтц Э. Ультрафиолетовое излучение. Получение, измерение и применение в медицине, биологии и технике. Пер. с нем. М.: Издательство “Иностр. лит.”,1952, 574 с. 2. Stephen B. Martin Jr., Chuck Dunn, James D. Freihaut, William P. Bahnfleth, Josephine Lau, Ana Nedeljkovic-Davidovic. Бактерицидное ультрафиолетовое облучение. Современные эффективные методы борьбы патогенной микрофлорой // ASHRAE JOURNAL. – 2008;50(. 3. Вассерман А.Л. Ультрафиолетовые бактерицидные установки для обеззараживания воздушной среды помещений. - М.: Изд-во дом света, 1999, выпуск 8(20).