Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів

Реферат: Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів з розміром частинок 5÷50 мкм включає ультрафіолетове опромінення всієї поверхні частинок під час їх вільного падіння. UA 93489 U (54) СПОСІБ БАКТЕРИЦИДНОГО ЗНЕЗАРАЖЕННЯ СИПУЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ UA 93489 U UA 93489 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів бактерицидного знезараження сипучих продуктів ультрафіолетовим випромінюванням і призначається для знищення бактерій та іншої мікрофлори в харчовій, мікробіологічній і фармацевтичній промисловості. Проблема забезпечення тривалості зберігання харчових продуктів з високим і проміжним вмістом вологи без створення відповідних умов зберігання була і залишається однією з найважливіших завдань харчової промисловості. Вода, перебуваючи в їжі у вільному і зв'язаному стані, є істотним чинником збереження водорозчинних вітамінів, запобігає окисленню жирів, неферментативному потемнінню продукту. Але, в той же час, вона сприяє сприятливому розвитку патогенної мікрофлори, що викликає швидке псування продукту. У зв'язку з цим, проведення знезараження (стерилізації) в процесі виробництва є необхідною технологічною операцією для отримання продукту, безпечного в санітарно-гігієнічному відношенні. В даний час існування різних методів і способів знезараження сипучих харчових продуктів і сировини для них дозволяють повною мірою досягти позитивних результатів при знищенні бактерій та іншої мікрофлори. Відомі термічні методи знезараження сипучих продуктів харчування, що передбачають нагрівання оброблюваного продукту різним шляхом, наприклад мікрохвильовим випромінюванням (патент РФ № 2031585, кл. А23В 9/04). Ці методи, в їх різних модифікаціях, є досить енергоємними, вимагають дорогого обладнання і не завжди забезпечують необхідний рівень деконтамінації об'єктів. Крім того, при високотемпературній обробці харчових продуктів неминуче відбувається часткова термодеструкція багатьох білкових та інших біологічно актуальних структур вихідного продукту, що призводить до зниження його споживних властивостей. Найбільш поширеними є хімічні методи знезараження сипучих продуктів. Так, відомий спосіб знезараження сипучих продуктів, що передбачає дезинфікуючий вплив на оброблюваний продукт парами пропіонової кислоти при його переміщенні [патент РФ № 2081599, кл. А23В 9/32]. Недоліками цього технічного рішення, як і інших різновидів хімічних методів та способів для їх здійснення є те, 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 оброблюваних продуктів. Оцінка реальної небезпеки такого роду змін надзвичайно важка і далеко не завжди достовірна. Залишкова кількість хімічного препарату в тому чи іншому вигляді потрапляє в кінцевий продукт. Хімічні препарати зазвичай володіють значною післядією. Крім того, більшість хімічних методів селективні щодо природи і стану оброблюваного продукту, тобто для конкретного виду і стану продукту в загальному випадку необхідний підбір відповідного хімічного реагенту та режиму його застосування. Таким чином методи дезінфекції, які базуються на застосуванні хімічних дезінфікуючих реагентів (сильних окислювачів - озону, хлору), та радіаційні методи, які використовують різні іонізуючі випромінювання (рентгенівське, гамма-випромінювання), супроводжуються впливом на структуру, що призводить до незворотних змін фізико-хімічних властивостей і погіршують біологічну цінність продукту. Ефективний напрям вирішення існуючої 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. При ультрафіолетовому опроміненні твердих частинок обробляється тільки найтонший шар, основна ж маса речовини не піддається ніякому впливу і, відповідно, не змінює своїх біохімічних властивостей. Крім того, УФ-випромінювання на відміну від хімічного радіологічного знезараження не погіршує смакові властивості і біологічну цінність продуктів при перевищені дози опромінення. 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 всієї поверхні частинок з необхідною для інактивації дозою та отримання оптимального результату. Спроби створення ефективної технології дезінфекції сипучих харчових продуктів з використанням УФ-опромінення робилися неодноразово, проте помітного позитивного прогресу (результату) не спостерігалося. 1 UA 93489 U 5 10 15 20 25 30 Для вирішення поставленої задачі для досягнення позитивних результатів при опроміненні сипучих продуктів розглянемо ряд відомих технічних засобів аналогічного призначення, принцип роботи яких базується на використанні УФ-опромінення. Відома установка для обробки сипучих продуктів опроміненням [патент РФ 2124299, кл. А23L 1/025]. Установка містить завантажувальний і розвантажувальні пристрої, робочу камеру у вигляді похилого барабана, на стінках якого є виступи, що перемішують продукт. Усередині барабана встановлені касети з джерелами ІЧ- та УФ-випромінювань. З пристрою завантаження сипучий продукт подається в барабан, де він рухається за напрямом обертання барабана до розвантажувального пристрою. При переміщенні, частинки продукту перекочуються і в падінні повертаються різними сторонами по відношенню до джерел ІЧ- та УФ-випромінювання. Час перебування продукту в зоні опромінення регулюється кутом нахилу платформи. Конструкція пристрою передбачає пересипання і перемішування продукту, що дозволяє опромінювати частинки в падінні з усіх боків. Проте сипучі матеріали з гранулометричним складом частинок 5÷35 мкм (борошно, сухе молоко, білкова маса та інш.) при переміщенні в барабані не можуть створювати тонких шарів для опромінення всієї поверхні частинок. При переміщенні в барабані і проходженні зони опромінення частинки сипучої речовини нерівномірно рухаються товстим шаром, тому за час проходження цієї зони вони не отримують необхідної для знезараження УФ-дози. Варіювання часом опромінення за рахунок нахилу барабана не дає позитивного результату, так як при великому куті нахилу барабана швидкість падіння частинок збільшується, причому вони перемішуються товстим шаром, а при малих кутах продукт не буде перемішуватися і пересипатися з достатнім ступенем інтенсивності. За таких умов частина продукту не буде піддаватися опроміненню взагалі. Задача корисної моделі - позбавитись недоліків, які є у вищенаведених аналогів і вирішити задачу бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів з розміром частинок 5÷50 мкм шляхом ультрафіолетового опромінення. Для вирішення поставленої задачі запропонований спосіб опромінення сипучих матеріалів, який відрізняється тим, що опромінення сипучих харчових продуктів, наприклад, білкової маси з розміром частинок 5÷50 мкм, здійснюється під час їх вільного падіння під дією сили тяжіння. Для забезпечення дози H, необхідної для інактивації мікроорганізмів, висота опромінювальної камери h і опроміненість на поверхні вільнопадаючих частинок Е вибирається із умов: H  K E 2h ,(1) g 2 35 40 45 50 55 2 де g - прискорення вільного падіння, м/с ; E - опроміненість на поверхні частинок, Вт/м ; h висота опромінювальної камери, м; K - коефіцієнт запасу, який враховує зниження опромінювальності внутрішніх шарів вільнопадаючих частинок в результаті поглинання променевого потоку (з врахуванням багаторазових відбивань від поверхонь частинок в зовнішніх шарах). Коефіцієнт запасу поглинання визначається експериментально для кожного продукту з врахуванням його гранулометричного складу, коефіцієнта відбивання поверхні УФ-області спектра, виду мікроорганізмів, інактивацію яких необхідно проводити, та густини вільнопадаючих частинок в опромінювальному стовпі. Коефіцієнт R для різних умов опромінення та продуктів може змінюватись від 1,2 до 3. Рівномірність і густина потоку падаючих частинок забезпечується шляхом дозованої подачі сипучої маси на сито і просіювання її над опромінювальною камерою. Технічний результат запропонованого способу - підвищення ефективності бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів, досягається за рахунок наступних технологічних операцій: підготовка сипучого продукту - (дозування та розсівання на ситі), і опромінення в камері УФ-лампами низького тиску з необхідною бактерицидною дозою, яка визначається із умови (1). Доза інактивації бактерій може варіюватися висотою камери h, величиною опроміненості Е (кількістю бактерицидних ламп, їх потужністю та просторовим розміщенням в камері, коефіцієнтом відбивання поверхні камери) та густиною потоку вільнопадаючих частинок. Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів та режимів опромінення технічно реалізовано на установці УФ-знезараження білкової маси: - висота опромінювальної камери - 1,5 м; - діаметр камери - 0,4 м; - коефіцієнт відбивання УФ-випромінення поверхнею камери - 0,3; - кількість ламп, встановлених в опромінювальній камері - 4×125 Вт; - загальна потужність бактерицидного потоку ламп - 120 Вт. 2 UA 93489 U 5 10 15 20 Після розсіювання в камері утворюється стовп частинок, який в будь-яких зонах 2 опромінюється з інтенсивністю не менше 70 Вт/м . В процесі опромінення вся маса частинок 2 отримує дозу УФ не менше як 70 Дж/м , що є достатньою, наприклад для інактивації бактерій групи кишкової палочки (БГКП) та мезофільних аеробних і факультативно анаеробних мікроорганізмів (МАФАнМ). Приклад. Білкова маса (розмір частинок 5÷50 мкм) із бункера рівномірно подається на сито з швидкістю 6 г/с. При зменшенні дозованої подачі менше 6 г/с ефективність знезараження підвищується, оскільки частинки під час вільного падіння отримують більшу дозу опромінення, завдяки зменшенню кількості багатократних відбивань в опромінювальному стовпі. Після розсіювання в камері утворюється стовп частинок, який в будь-яких зонах опромінюється ультрафіолетовими лампами бактерицидної дії з сумарною питомою потужністю не менше 70 2 Вт/м , що є достатньою, наприклад для інактивації бактерій групи кишкової палички (БГКП) та мезофільних аеробних і факультативно анаеробних мікроорганізмів (МАФАнМ). В результаті опромінення з використанням вищеописаного способу отримані наступні результати інактивації: БГКП в 0,1 г продукту не виявлено, при нормуючому значенні - не 4 допускається; МАФАнМ колонієутворюючих одиниць (КУО) в 1 г продукту - 3,5×10 , при 4 нормуючому значенні - 5,0×10 КУО/г. Мікробіологічні дослідження підтвердили результати розрахунків та ефективність бактерицидного знезараження запропонованого способу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів з розміром частинок 5÷50 мкм, який відрізняється тим, що включає ультрафіолетове опромінення всієї поверхні частинок під час їх вільного падіння. 2. Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що густина потоку вільнопадаючих частинок сипучого продукту забезпечується шляхом дозованої подачі на сито до 6 г/с і просіюванням його над опромінювальною камерою з 2 сумарною питомою потужністю не менше 70 Вт/м . 3. Спосіб бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що висота опромінювальної камери h і опроміненість Е на поверхні вільнопадаючих частинок вибирається із умов забезпечення необхідної дози H  K  E 2h . g Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3