СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ МЕЛАНЖА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК A23B5/15 A23L1/32 A23L3/26 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к стерилизации жидких продуктов, конкретно меланжа.

Продукты питания должны быть безопасны для потребителя. Одним из факторов опасности является микробиологическая загрязненность. Поэтому в производстве пищевых продуктов ведется непрерывный микробиологический контроль. При этом контроль микробиологической загрязненности включает контроль как общей микробиологической загрязненности, так и наличия/отсутствия отдельных видов особо опасных патогенных микроорганизмов. Требуемый уровень микробиологической безопасности достигается за счет применения комплекса санитарно-гигиенических мер при изготовлении и расфасовке пищевых продуктов. В настоящее время практически единственным способом снижения микробиологической загрязненности пищевых продуктов является термическая обработка. Однако термическая стерилизация ведет к необратимому изменению свойств сырья, что не всегда допустимо. Применяемые химические способы, например засаливание, засахаривание, приводят к тому же результату. Поэтому для увеличения сроков хранения пищевых продуктов широко применяется термическая пастеризация с последующим охлаждением до температур, при которых размножение микроорганизмов затруднено.

При производстве меланжа используют пастеризацию [1], продолжительность пастеризации 40 секунд при температуре 60°С, при этом погибает 98-99% вегетативной микрофлоры. Однако данный метод имеет недостатки. Во-первых, требуются существенные энергозатраты на проведение пастеризации. Во-вторых, пастеризация не приводит к полному уничтожению патогенных микроорганизмов [2].

Альтернативой является радиационная стерилизация вследствие универсальности поражающего действия ионизирующего излучения на любые биологические объекты. При этом доза радиационной стерилизации (независимо от вида излучения) не превышает 25 кГр [3].

К недостатку радиационной стерилизации относится ее повышенная опасность для обслуживающего персонала. Однако эту опасность можно уменьшить, оптимизируя источник излучения. Например, в качестве источника излучения может быть использован ускоритель электронов. Серьезной проблемой при облучении непосредственно с помощью этого ускорителя является неоднородность поглощенной дозы по глубине, что связано с небольшой проникающей способностью ускоренных электронов.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение сроков хранения и очистка от патогенных микроорганизмов меланжа способом радиационной стерилизации и устройство для осуществления способа, основанное на применении ускорителя электронов, с камерой облучения, позволяющей получать равномерное облучение продукта по глубине в бескислородной атмосфере.

Поставленный результат достигается тем, что меланж обрабатывают электронным пучком в бескислородной атмосфере, при этом поглощенная доза не превышает 50 кГр. Обработка меланжа проводится с помощью специально разработанного устройство для стерилизации меланжа, содержащего ускоритель электронов, расходную емкость, камеру облучения и приемную емкость, отличающегося тем, что камера облучения образована выходной фольгой ускорителя, выходным фланцем ускорителя электронов с ребрами жесткости для поддержки выходной фольги и задней крышкой с отверстиями для подвода и отвода меланжа, выполнена так, что поток меланжа в камере направляется перпендикулярно прогибам выходной фольги, создающимся при вакуумировании между ребер жесткости выходного фланца.

Предлагаемое использование прогибов выходной фольги ускорителя, создающихся при вакуумировании вакуумного диода ускорителя между ребрами жесткости выходного фланца в качестве рассекателей потока для эффективного перемешивания меланжа при его прокачке, позволяет уменьшить неравномерность облучения по глубине.

Предлагаемый способ стерилизации меланжа и устройство для его реализации были экспериментально проверены. Для реализации способа стерилизации меланжа использовалось устройство с технологической схемой, представленной на фиг.2.

На фиг.1 представлена камера облучения, где 11 - выходная фольга ускорителя; 12 - выходной фланец с ребрами жесткости для поддержки выходной фольги и задней крышки, 13 - задняя крышка с отверстиями для подвода и отвода меланжа, 14 - вакуумный диод ускорителя.

Камера облучения образована выходной фольгой ускорителя электронов, выходным фланцем ускорителя и задней крышкой из нержавеющей стали, зазор между которыми был не более 1 мм (исходя из глубины пробега электронов с энергией до 0,5 МэВ). На краях задней крышки имеются штуцеры для трубопроводов подачи и отвода меланжа, диаметр отверстий в них 3 мм. Задняя крышка устанавливается так, чтобы на оси расположения штуцеров (т.е. потока меланжа) находились ребра жесткости выходного фланца, поддерживающие выходную фольгу. Прогибы фольги, создающиеся при вакуумировании вакуумного диода ускорителя электронов собственной вакуумной системой, создают рассекатели потока, а следовательно, обеспечивают эффективное перемешивание меланжа, что сокращает неравномерность облучения по глубине.

На фиг.2. представлена технологическая схема устройства для стерилизации меланжа: 1 - газовый баллон; 2 - расходная емкость; 3 - камера облучения; 4 - приемная емкость; 5 - газовый редуктор, 6 - электроконтактный манометр; VA1, VA2 - электромагнитные клапаны, 7 - ускоритель электронов.

Данная технологическая схема позволяет проводить обработку меланжа в выбранной бескислородной атмосфере (аргона, углекислого газа или азота), что позволяет уменьшить воздействие продуктов радиолиза воздуха на сырье. Конструктивно расходная емкость представляет собой бак из нержавеющей стали, в качестве приемной емкости использовались стеклянные банки объемом 1 литр с полиэтиленовыми крышками, через отверстие в которых вводился трубопровод с зазором, обеспечивающим стравливание избытка газа. Герметизация приемных емкостей для проведения анализов производилась целыми полиэтиленовыми крышками. В качестве трубопроводов использовались пластиковые трубки.

Способ стерилизации меланжа осуществляется на данном устройстве следующим образом

1. Перед работой всю систему промывают и стерилизуют в сборе озоном, образующимся при облучении воздуха, находящегося в системе, при этом выводной трубопровод пережимается.

2. Приемные емкости 4 стерилизуются отдельно.

3. Меланж загружают в расходный бак 2, который установлен ниже уровня камеры облучения 3, что исключает попадание меланжа самотеком.

4. Открыванием вентиля VA1 производят 1-2 минутную продувку трубопроводов и камеры облучения 3 выбранным газом для удаления воздуха, затем включают ускоритель электронов 7.

5. Открыванием вентиля VA2 производят надув расходной емкости 2 газом для подачи меланжа в камеру облучения 3, где выполняют его облучение.

6. Электроконтактный манометр 6 управляет открыванием вентиля VA2 для поддержания необходимого давления газа в расходной емкости 2, чем задается скорость протока меланжа в камере облучения 3.

7. После окончания обработки вентиль VA2 закрывают, ускоритель 7 выключают, приемную емкость 4 герметизируют.

Обработку осуществляют в бескислородной атмосфере за счет наддува расходной емкости выбранным газом таким образом, чтобы поглощенная доза при движении потока меланжа в камере облучения не превышала 50 кГр. Для этого обеспечивают работу ускорителя (использовался в экспериментах ускоритель УРТ-0,5 [3]) на частоте до 50 Гц и движение потока меланжа со скоростью до 10 см/с (задавалась давлением в расходной емкости). Такую скорость задают давлением в расходной емкости.

Измерения поглощенной дозы электронного пучка выполнялись с помощью дозиметрических пленок типа ЦДП-2-Ф2 [5]. Для получения достоверных данных о воздействии электронного пучка пробы заражались микроорганизмами Salmonella концентрацией 100 1/мл. Приготовление зараженных проб и анализы на содержание МА-ФАИМ, БГКП и Salmonella выполнялись в Отделе особо опасных инфекций Свердловского областного центра ГСЭН по стандартной методике.

В процессе экспериментов установлено, что стерильность проб меланжа наблюдается при поглощенной дозе на поверхности пробы 30 кГр, поглощенная доза на задней стороне камеры облучения составляла не более 5 кГр.

Проверка свойств меланжа после облучения на соответствие Сан. ПиН 2.3.2.560-96 (раздел 6, п.6.1) выполнялась в лабораториях Свердловского областного центра СЭВ по стандартным методикам.

В процессе экспериментов не установлено изменения физико-химических и потребительских свойств меланжа при поглощенной дозе до 50 кГр.

Литература

1. Лобзов К.И., Митрофанов Н.С., Хлебников В.И. //Переработка мяса птицы и яиц./ М.: Агропромиздат, 1987, 240 с.

2. Санитарная А., Каушанский Д.А.// Радиационная стерилизация./ М.: Медицина, 1974. 304 с.

3. Котов Ю.А., Соковнин С.Ю., Балезин М.Ю.// Частотный наносекундный ускоритель электронов УРТ-0,5./ ПТЭ, 2000, №2, с.112-115.

4. Генералова В.В., Гурский М.Н.//Дозиметрия в радиационной технологии./ М.: Изд-во стандартов, 1981, 184 с.

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности при стерилизации меланжа. Обработку осуществляют электронным пучком в бескислородной атмосфере и проводят ее так, чтобы поглощенная доза не превышала 50 кГр. Устройство содержит ускоритель электронов, расходную и приемную емкости, газовую систему и камеру облучения. Последняя образована выходной фольгой и фланцем ускорителя электронов и задней крышкой с отверстиями для подвода и отвода меланжа. Выходной фланец ускорителя имеет ребра жесткости для поддержания фольги. Поток меланжа в камере направлен перпендикулярно прогибам выходной фольги, создаваемым между ребрами жесткости фланца при вакуумировании. Изобретение обеспечивает увеличение сроков хранения меланжа и очистки его от патогенных микроорганизмов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ стерилизации меланжа, предусматривающий обработку его электронным пучком, отличающийся тем, что обработку осуществляют в бескислородной атмосфере таким образом, чтобы поглощенная доза не превышала 50 кГр.2. Устройство для стерилизации меланжа, содержащее ускоритель электронов, расходную емкость, камеру облучения, приемную емкость, газовый баллон, редуктор и электромагнитные клапаны, отличающееся тем, что камера облучения, образованная выходной фольгой ускорителя, выходным фланцем ускорителя электронов с ребрами жесткости для поддержки выходной фольги и задней крышкой с отверстиями для подвода и отвода меланжа, выполнена так, что поток меланжа в ней направлен перпендикулярно прогибам выходной фольги, создаваемым между ребрами жесткости выходного фланца при вакуумировании.