Ультрафиолетовые технологии в пищевом производстве

Человек всегда использовал солнечный свет для борьбы с микроорганизмами, окружающими его в повседневной жизни. Научно этот факт был подтвержден более 100 лет назад, после открытия бактерицидного действия УФ-лучей на все виды микроорганизмов.

На протяжении целого века не прекращались попытки заставить ультрафиолет защищать человека, его жилище, производственные процессы от вредной микрофлоры. Однако отсутствие мощных и надежных источников ультрафиолетового излучения не позволяло широко внедрять данную технологию в практику промышленного производства пищевой продукции.
В последние годы усилиями ученых и инженеров созданы источники УФ-излучения нового поколения – амальгамные лампы высокой интенсивности. Данные источники УФ-излучения отличаются высокой плотностью бактерицидного потока, продолжительным сроком службы и экологической безопасностью. Именно эти уникальные свойства амальгамных ламп позволили создать оборудование, обеспечивающее защиту пищевых производств от таких микробиологических загрязнителей, как бактерии, плесень, дрожжи и др.
Упаковка и укупорка выпускаемой продукции – конечный этап сложной технологической цепочки пищевого производства. От этого последнего звена во многом зависит то, как долго продукт может храниться на складе и в магазине, каким он попадет на стол потребителя. И здесь большое значение придается обеспечению микробиологической чистоты помещения, воздушной среды, воды, оборудования, упаковочного материала или готовой тары, непосредственно участка фасовки и упаковки продукта. В процессе подготовки к упаковке сам продукт также нуждается в защите от чужеродных бактерий, вирусов и других микроорганизмов.

УФ-облучение, являющиеся прогрессивным методом обеззараживания, не меняет физический и химический состав продукта, действует быстро и надежно, экологически безопасно, при соблюдении технологии безвредно для обслуживающего персонала. К несомненным преимуществам следует отнести и простоту эксплуатации ультрафиолетовых бактерицидных установок, низкие капитальные и производственные затраты.

Каков же механизм бактерицидного действия ультрафиолета? Воздействуя на микроорганизм, УФ-излучение разрушает структуру ДНК, лишает организм возможности репродуцироваться и в конечном итоге уничтожает его. Летальное действие на все известные виды микроорганизмов обусловлено спектральной чувствительностью последних к дезинфицирующему УФ-излучению. Современные УФ-системы, генерирующие бактерицидное излучение, используют специальные амальгамные лампы низкого давления. Основная доля излучения этих ламп сконцентрирована в узкой спектральной зоне с максимальным значением длины волны 253,7 нм. Доза, необходимая для уничтожения микроорганизмов, изменяется в зависимости от их разновидностей. Практически для всех известных вирусов, бактерий, спор, грибков и т. д. они установлены микробиологами экспериментально и используются для определения параметров систем УФ-обеззараживания.

Дозировка УФ-излучения для инактивации разных групп микроорганизмов.

Доза, получаемая микроорганизмом в результате применения системы УФ-дезинфекции, зависит от следующих факторов:

• мощности потока бактерицидного излучения источника;
• времени воздействия излучения (скорости потока воды, воздуха или передвижения в зоне обработки дезинфицируемого объекта);
• спектральных характеристик пропускания обрабатываемой среды в бактерицидном диапазоне;
• геометрии и отражательной способности стенок бактерицидной камеры.

Если эти параметры оптимизированы, удается сконструировать систему УФ-дезинфекции для эффективного решения конкретных задач обеззараживания, возникающих на предприятиях пищевой отрасли. Прежде всего, производится бактерицидная обработка воды, воздуха, поверхностей, упаковочных материалов, некоторых жидких пищевых продуктов и поверхностей твердых продуктов

Для выбора оборудования для микробиологической защиты предприятия необходимо обращать внимание на расчет дозы ультрафиолета ко времени экспозиции излучения на продукт, упаковку, воздух, воду и т.д. Контроль качества на пищевых предприятиях ведется по КМАФАнМ (колониеобразующим мезофильным аэробным и факультативным анаэробным микроорганизмам), дрожжам и плесеням, технический регламент ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» определяет минимальные значения на наличие в продукции широкого класса микроорганизмов. Эти группы микроорганизмов намного устойчивее к УФ-излучению, соответственно дозы для инактивации значительно превосходят санитарный норматив (Staphylococcus Aureus).

Для того, чтобы обеспечить полную безопасность пищевой продукции и существенно увеличить сроки реализации и хранения, применяют современные УФ-облучатели на амальгамных лампах.

Преимущества амальгамных ламп перед ртутными:

• нет свободной ртути, что повышает безопасность и упрощает утилизацию отработанных ламп;
• мощность амальгамной лампы выше ртутной УФ-лампы примерно в пять раз;
• работоспособность амальгамных ламп значительно выше;
• лампы со специальной амальгамой работают при отрицательных температурах, тогда как ртутные теряют эффективность от +12˚С до 25%.

Сравнение бактерицидных облучателей на основе ртутных ламп РТ и бактерицидному облучателю на основе амальгамной лампы АНБ (амальгамная низкого давления бактерицидная).

Для снижения обсемененности по широкому спектру колониеобразующих микроорганизмов и достижения эффективности обеззараживания по КМАФАнМ 90%, облучателям со ртутными лампами необходимо 12 тактов (т.е. облучатель должен состоять из 12 ламп – по одной на каждый такт). Для дрожжей и плесени – еще больше.

Установка на амальгамных лампах позволит решить задачу по снижению КМАФАнМ, дрожжей и плесени в течение одного такта.

Преимущества применения амальгамных ламп для обеззараживания:

• обеспечение максимальной микробиологической безопасности предприятия;
• создание и поддержка стерильных зон на различных участках переработки продукции;
• за снижения обсемененности увеличивается срок реализации и хранения в 1,5 – 2 раза;
• за счет высокой плотности мощности УФ-излучения эффективно обеззараживает КМАФАнМ, споры плесени и грибов, БГКП (колиформы), патогены (в том числе сальмонеллы);
• нет передозировки;
• пресекают распространение воздушно-капельных инфекций среди персонала;
• не меняют свойств продуктов;
• санитарные нормы поддерживаются без использования химических дезинфектантов.

В сочетании с другими методами обеззараживания воздуха, воды и поверхностей внедрение бактерицидного ультрафиолетового облучения в технологию производственных процессов на пищевых предприятиях создает прекрасные условия для фактического подавления бактерицидной обсемененности среды и конечного продукта. В итоге это обеспечивает микробиологическую чистоту воздушной среды на пищевом производстве, позволяет улучшить качество и продлить гарантированные сроки хранения и реализации продуктов до 50%, тем самым увеличивая их коммерческую привлекательность.

Сфера применения оборудования УФ-обеззараживания воздуха и поверхностей:
- переработка мяса, птицы, рыбы;
- производство молока и молочных продуктов;
- производство консервов рыбных, мясных, овощей и фруктов;
- производство хлеба и кондитерских изделий;
- производство вина, пива и безалкогольной продукции;
- производство детского питания;
- хранилища и склады;
- животноводство;
- птицеводство;
- растениеводство;
- разведение рыбы.