Проблема забезпечення тривалості зберігання харчових продуктів з високим і проміжним вмістом вологи (молочні сипучі харчові продукти) 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.

Аналіз останніх досліджень та публікацій

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, не лише вегетативних, але і спорових форм бактерій та іншої мікрофлори в харчовій, мікробіологічній і фармацевтичній промисловості [1].

Найбільш поширеними є хімічні методи знезараження сипучих продуктів. Так, відомий спосіб знезараження сипучих продуктів, що передбачає дезінфікуючий вплив на оброблюваний продукт при його переміщенні (патент РФ № 2081599, кл. А23 В 9/32). Дезінфікуючий вплив за відомим способом здійснюється парами пропіонової кислоти.

Недолік запропонованого способу, як і будь-яких інших різновидів хімічних методів і пристроїв для їх здійснення, полягають у наступному. 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. Залишкові кількості хімічного препарату в тому чи іншому вигляді потрапляють в кінцевий продукт. Ризик передозування при обробці вельми високий. Хімічні препарати зазвичай володіють значною післядією. Крім того, відомий спосіб, як і 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 дезинфекції, які базуються на застосуванні хімічних дезинфікуючих реагентів (сильних окислювачів - озону, хлору та ін.) 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 [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, 4]. 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.

Для вирішення поставленої задачі і 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, в тому числі і УФ (патент РФ 2124299, 04.11.97), що включає завантажувальний і розвантажувальні пристрої, а також камеру для опромінювання, що складається з верхнього та нижнього барабанів, всередині яких встановлені джерела ІЧ - та УФ - випромінювань. Продукт подається в шнековий транспортер, який переміщує його вздовж барабана, що обертається. Усередині верхнього барабана встановлені ІЧ-лампи, що призначені для нагріву і сушіння продукту, після яких продукт потрапляє в нижній барабан. У нижньому барабані продукт опромінюється УФ-лампами, під дією яких відбувається його стерилізація. УФ-лампи в захисних чохлах розташовані по дузі і закріплені в торцевих стінках барабана. Оброблений продукт розвантажується і пакується.

Недоліком пристрою є розміщення джерел УФ-випромінювання, що не забезпечують опромінення продукту, який знаходиться у вигляді шару, що знижує проникнення УФ-випромінювання по всій глибині продукту і перешкоджає його всебічній обробці. Крім того, дана установка ускладнює технологічний процес за рахунок додаткової операції, яка включає розвантаження та пакування продукту. Остання операція не виключає ймовірності повторного забруднення оброблюваного продукту, оскільки включає розвантаження (пересипання) ще в одну ємність, а тільки після цього пакування.

Відома також установка для обробки сипучих продуктів опроміненням патент РФ 2157650, A 32 L 1/025, 07.06.99. Установка включає завантажувальний і розвантажувальні пристрої, робочу камеру у вигляді похилого барабану, на стінках якого є виступи, що переміщують продукт. Усередині барабана встановлені касети з джерелами ІЧ - та УФ-випромінювань. У барабан за допомогою спеціального пристрою подається повітря, яке видаляє пил і сторонні включення методом аспірації. З пристрою завантаження продукт подається в барабан, де одночасно рухається в наповненій комірці вгору по напряму обертання барабану і 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 угрупування ламп в касети і їх розташування в центрі барабана не забезпечує з достатньою надійністю нормативної дози опромінення оброблюваного продукту. Це відбувається тому, що при падінні в барабані і проходженні зони опромінення частинки сипучої речовини рухаються нерівномірно. Зазначені особливості руху частинок оброблюваної речовини при розташуванні ламп у пристрої не враховувалися, тому за час проходження зони опромінення вони не отримували необхідної для знезараження УФ-дози. Варіювання часом обробки тільки за рахунок нахилу барабана не може забезпечити необхідну дозу, так як при великому куті нахилу барабана швидкість падіння частинок збільшується, а при малих кутах продукт не буде перемішуватися і пересипатися з достатнім ступенем інтенсивності. За таких умов частина продукту, особливо на периферії барабана, не буде піддаватися взагалі опроміненню. Крім того, при розташуванні таким чином ламп створюються зони низької інтенсивності випромінювання, потрапляючи в які продукт також недостатньо опромінюється.

Формування цілі статті