RU2767065C1 - Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof - Google Patents
Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767065C1 RU2767065C1 RU2020135798A RU2020135798A RU2767065C1 RU 2767065 C1 RU2767065 C1 RU 2767065C1 RU 2020135798 A RU2020135798 A RU 2020135798A RU 2020135798 A RU2020135798 A RU 2020135798A RU 2767065 C1 RU2767065 C1 RU 2767065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melange
- chamber
- output
- accelerator
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 17
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 18
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- -1 specifically Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 description 5
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 4
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229940023064 escherichia coli Drugs 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000011169 microbiological contamination Methods 0.000 description 4
- 102220547770 Inducible T-cell costimulator_A23L_mutation Human genes 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002390 cell membrane structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009923 sugaring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
- A23L15/00—Egg products; Preparation or treatment thereof
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к стерилизации жидких продуктов, конкретно, меланжа.The invention relates to the food industry, namely the sterilization of liquid products, in particular melange.
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.Food must be safe for the consumer. One of the risk factors is microbiological contamination. Therefore, in the production of food products, continuous microbiological control is carried out. At the same time, the control of microbiological contamination includes the control of both general microbiological contamination and the presence/absence of certain types of especially dangerous pathogenic microorganisms. The required level of microbiological safety is achieved through the use of a set of sanitary and hygienic measures in the manufacture and packaging of food products. Currently, practically the only way to reduce the microbiological contamination of food products is heat treatment. However, thermal sterilization leads to an irreversible change in the properties of raw materials, which is not always acceptable. The applied chemical methods, for example, salting, sugaring, lead to the same result. Therefore, to increase the shelf life of food products, thermal pasteurization is widely used, followed by cooling to temperatures at which the reproduction of microorganisms is difficult.
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, так как требуются большие энергозатраты на проведение пастеризации, а кроме того пастеризация не приводит к полному уничтожению патогенных микроорганизмов [2].In the production of melange, pasteurization is used [1], the duration of pasteurization is 40 seconds at a temperature of 60°C, while 98-99% of the vegetative microflora is killed. However, this method has disadvantages, since it requires large energy costs for pasteurization, and besides, pasteurization does not lead to the complete destruction of pathogenic microorganisms [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].An alternative is radiation sterilization due to the universality of the damaging effect of ionizing radiation on any biological objects. In this case, the dose of radiation sterilization (regardless of the type of radiation) does not exceed 25 kGy [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.The disadvantage of radiation sterilization is its increased danger to the staff. However, this danger can be reduced by optimizing the radiation source. For example, an electron accelerator can be used as a radiation source. A serious problem during irradiation directly with this accelerator is the depth inhomogeneity of the absorbed dose, which is associated with the low penetrating power of accelerated electrons.
Известен способ антимикробной обработки жидкости [4], который состоит в том, что жидкость в потоке в коаксиальной геометрии электродов обрабатывается серией высоковольтных импульсов, длительностью менее 20 не, создающими амплитуду напряженности электрического поля не менее 6*106 В/м. Возникающее при обработке в жидкости электрическое поле с высокой скоростью нарастания приводит к разрушению (электрическому пробою) жизненноважных частей микроорганизмов (мембран), что приводит к гибели этих микроорганизмов [5]. Процесс разрушения происходит на фронте импульса, поэтому уменьшение длительности импульса позволяет уменьшить энергозатраты на процесс обработки и тем самым уменьшить нагрев жидкости. Для исключения образования пузырьков в жидкости она должна подаваться на обработку под повышенным давлением, одновременно это давление обеспечивает протекание обрабатываемой жидкости через систему электродов и задает скорость ее подачи и отвода.There is a known method of antimicrobial treatment of a liquid [4], which consists in the fact that the liquid in the flow in the coaxial geometry of the electrodes is processed by a series of high-voltage pulses with a duration of less than 20 ns, creating an amplitude of the electric field strength of at least 6*10 6 V/m. An electric field with a high rate of rise that occurs during processing in a liquid leads to the destruction (electrical breakdown) of the vital parts of microorganisms (membranes), which leads to the death of these microorganisms [5]. The destruction process occurs at the front of the pulse; therefore, a decrease in the pulse duration makes it possible to reduce the energy consumption for the processing process and thereby reduce the heating of the liquid. To prevent the formation of bubbles in the liquid, it must be supplied for processing under increased pressure, at the same time this pressure ensures the flow of the processed liquid through the electrode system and sets the rate of its supply and removal.
Ближайшим аналогом изобретения (прототип) является изобретение «Способ стерилизации меланжа и устройство для его реализации» [6], который состоит в том, что меланж обрабатывают электронным пучком в бескислородной атмосфере, при этом поглощенная доза не превышает 50 кГр. Обработка меланжа проводится с помощью специально разработанного устройства для стерилизации меланжа, содержащего ускоритель электронов, расходную емкость, камеру облучения и приемную емкость. При этом 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.The closest analogue of the invention (prototype) is the invention "Melange sterilization method and device for its implementation" [6], which consists in the fact that the melange is treated with an electron beam in an oxygen-free atmosphere, while the absorbed dose does not exceed 50 kGy. Melange processing is carried out using a specially designed device for sterilizing melange, containing an electron accelerator, a supply tank, an irradiation chamber and a receiving tank. At the same time, the irradiation chamber is formed by the output foil of the accelerator, the output flange of the electron accelerator with stiffening ribs to support the output foil and the back cover with holes for the supply and removal of melange, designed so that the flow of melange in the chamber is directed perpendicular to the deflections of the output foil created during vacuuming between the ribs. output flange rigidity.
Недостатком прототипа является большая величина используемой поглощенной дозы при облучении электронным пучком. В пищевых продуктах возможно протекание различных химических реакций, которые могут изменить органолептические свойства продуктов, которые не обнаруживаются современными методами диагностики. Это вынуждает устанавливать предельные поглощенные дозы при облучении различных продуктов. Поэтому снижение поглощенной дозы при дезинфекции имеет очень важное значение.The disadvantage of the prototype is the large value of the absorbed dose used when irradiated with an electron beam. Various chemical reactions can occur in food products, which can change the organoleptic properties of products that are not detected by modern diagnostic methods. This makes it necessary to establish maximum absorbed doses during irradiation of various products. Therefore, reducing the absorbed dose during disinfection is very important.
Технической задачей решаемой в данном изобретении было создание способа дезинфекции меланжа для увеличение сроков хранения и очистки от патогенных микроорганизмов при пониженной поглощенной дозе электронного пучка.The technical problem solved in this invention was to create a method for disinfecting melange to increase the shelf life and purification from pathogenic microorganisms at a reduced absorbed dose of the electron beam.
Решением поставленной задачи было то, что способ дезинфекции предусматривает обработку меланжа предварительно серией наносекундных высоковольтных импульсов с длительностью менее 20 не в проточной камере с напряженностью электрического поля в меланже не менее 6*106 В/и, а затем электронным пучком. Обработку осуществляют в бескислородной атмосфере таким образом, чтобы поглощенная доза не превышала 20 кГр, при этом меланж подается при повышенном давлении, которое задает его скорость подачи и отвода.The solution to the problem was that the method of disinfection involves pretreating the melange with a series of nanosecond high-voltage pulses with a duration of less than 20 ns in a flow chamber with an electric field strength in the melange of at least 6*10 6 V/u, and then with an electron beam. The treatment is carried out in an oxygen-free atmosphere so that the absorbed dose does not exceed 20 kGy, while the melange is fed at elevated pressure, which sets its rate of supply and withdrawal.
Устройство для дезинфекции меланжа, содержит генератор высоковольтных импульсов, ускоритель электронов, расходную емкость, проточную камеру, камеру облучения, приемную емкость, газовые баллон, редуктор и электромагнитные клапаны. 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, при этом камера облучения выполнена так, что поток меланжа в ней направлен перпендикулярно прогибам выходной фольги, создаваемыми между ребрами жесткости выходного фланца при вакуумировании; источник высоковольтных наносекундных импульсов выполнен с полупроводниковым прерывателем тока, а проточная камера выполнена с коаксиальными электродами, так что диаметры внешнего Д1 и внутреннего Д2 электродов находятся в соотношении Д1/Д2≤2, причем внешний электрод является корпусом, на котором имеются патрубки для подвода и отвода обрабатываемой жидкости.The melange disinfection device contains a high-voltage pulse generator, an electron accelerator, a supply tank, a flow chamber, an irradiation chamber, a receiving tank, a gas cylinder, a reducer and electromagnetic valves. The irradiation chamber is formed by the output foil of the accelerator, the output flange of the electron accelerator with stiffening ribs to support the output foil and the back cover with holes for supplying and removing melange, while the irradiation chamber is designed so that the melange flow in it is directed perpendicular to the deflections of the output foil created between stiffening ribs of the outlet flange during evacuation; the source of high-voltage nanosecond pulses is made with a semiconductor current interrupter, and the flow chamber is made with coaxial electrodes, so that the diameters of the outer D1 and inner D2 electrodes are in the ratio D1/D2≤2, and the outer electrode is a housing on which there are branch pipes for inlet and outlet processed liquid.
Предлагаемый способ дезинфекции меланжа и устройство для его реализации были экспериментально проверены. Для реализации способа дезинфекции меланжа использовалось устройство с технологической схемой, представленной на Фиг. 1.The proposed method of melange disinfection and the device for its implementation were experimentally tested. To implement the melange disinfection method, a device with a flow diagram shown in Fig. one.
На Фиг. 1. 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, 8 - камера обработки, 9 - генератор высоковольтных импульсов.On FIG. 1. the technological scheme of the device for melange sterilization is presented: 1 - gas cylinder; 2 - consumable capacity; 3 - irradiation chamber; 4 - receiving container; 5 - gas reducer, 6 - electrocontact pressure gauge; VA1, VA2 - electromagnetic valves, 7 - electron accelerator, 8 - processing chamber, 9 - high-voltage pulse generator.
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.This technological scheme allows processing melange in the selected oxygen-free atmosphere (argon, carbon dioxide or nitrogen), which makes it possible to reduce the impact of air radiolysis products on the raw material. Structurally, the expendable container is a stainless steel tank; glass jars with a volume of 1 liter with polyethylene lids were used as a receiving container. The receiving containers for analysis were sealed with whole polyethylene lids. Plastic tubes were used as pipelines.
Генератор высоковольтных импульсов выполнялся по схеме с полупроводниковым прерывателем тока [7], что позволило получить существенно больший ресурс источника по сравнению с прототипом.The high-voltage pulse generator was made according to the scheme with a semiconductor current interrupter [7], which made it possible to obtain a significantly larger source resource compared to the prototype.
Камера обработки (Фиг. 2) представляет собой коаксиальные электроды 1, 2, выполненные из пищевой нержавеющей стали, разделенные проходным изолятором 3. Внешний электрод 1 является корпусом, на котором имеются патрубки 4 для подвода и отвода обрабатываемой жидкости. На внутренний электрод подается импульс высокого напряжения от генератора высоковольтных импульсов (Фиг. 1). Соотношение диаметров внешнего Д1 и внутреннего Д2 электродов определяет напряженность электрического поля в камере и должно находиться в диапазоне Д1/Д2≤2. Кроме того, соотношение диаметров и длина электродов определяют электрический импеданс камеры, что существенно для сопряжения с генератором высоковольтных импульсов. Меланж подается под повышенным давлением из расходной емкости по трубопроводам через камеру обработки в приемные емкости. Меланж может содержать растворенные газы, что приводит к образованию газовых пузырьков как в объеме самой камеры обработки, так и в трубопроводах, по которым меланж поступает в камеру обработки. Вероятность образования газовых пузырьков возрастает с увеличением скорости движения по трубопроводам и температуры обрабатываемой жидкости. Поскольку электрическая прочность газа в пузырьках существенно ниже электрической прочности обрабатываемой жидкости, возможно возникновение нежелательных разрядов в пузырьках. Для предотвращения этого меланж пропускается через камеру обработки под повышенным давлением. Давление находилось в диапазоне 0,2-2 атм. При этом скорость движения меланжа ограничивается подбором величины повышенного давления, для исключения перехода от ламинарного к турбулентному режиму потока.The processing chamber (Fig. 2) consists of
На Фиг. 3 представлена камера облучения, где 1 - выходная фольга ускорителя; 3 - выходной фланец с ребрами жесткости для поддержки выходной фольги и задней крышки, 2 - задняя крышка с отверстиями для подвода и отвода меланжа.On FIG. 3 shows the irradiation chamber, where 1 is the output foil of the accelerator; 3 - outlet flange with stiffening ribs to support the outlet foil and back cover, 2 - back cover with holes for melange inlet and outlet.
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.The irradiation chamber is formed by the output foil of the electron accelerator, the output flange of the accelerator, and the back cover made of stainless steel, the gap between which was no more than 1 mm (based on the depth of the path of electrons with energies up to 0.5 MeV). On the edges of the back cover there are fittings for pipelines for supplying and discharging melange, the diameter of the holes in them is 3 mm. The back cover is installed so that on the axis of the fittings (i.e., the flow of melange) there are stiffening ribs of the outlet flange that support the outlet foil. The deflections of the foil, which are created when the vacuum diode of the electron accelerator is evacuated by its own vacuum system, create flow dividers and, consequently, provide efficient mixing of the melange, which reduces the unevenness of irradiation in depth.
Способ дезинфекции меланжа осуществляется на данном устройстве следующим образом:The melange disinfection method is carried out on this device as follows:
1) Перед работой всю систему промывают и стерилизуют в сборе озоном, образующимся при облучении воздуха, находящегося в системе, пучком электронов от ускорителя 7 (Фиг. 1), при этом выводной трубопровод пережимается;1) Before operation, the entire system is washed and sterilized as an assembly with ozone formed when the air in the system is irradiated with an electron beam from the accelerator 7 (Fig. 1), while the outlet pipeline is pinched;
2) Приемные емкости стерилизуются отдельно;2) Receptacles are sterilized separately;
3) Меланж загружают в расходный бак, который установлен ниже уровня камер обработки и облучения, что исключает попадание меланжа самотеком;3) Melange is loaded into a supply tank, which is installed below the level of the processing and irradiation chambers, which excludes the ingress of melange by gravity;
4) Открыванием вентиля VA1 производят 1-2 минутную продувку трубопроводов и камеры облучения выбранным газом для удаления воздуха, затем включают ускоритель электронов;4) By opening the valve VA1, the pipelines and the irradiation chamber are purged for 1-2 minutes with the selected gas to remove air, then the electron accelerator is switched on;
5) Открыванием вентиля VA2 производят надув расходной емкости газом для подачи меланжа в камеру облучения, где выполняют его облучение;5) By opening the VA2 valve, the supply container is inflated with gas to supply melange to the irradiation chamber, where it is irradiated;
6) Электроконтактный манометр управляет открыванием вентиля VA2 для поддержания необходимого давления газа в расходной емкости, чем задается скорость протока меланжа в камерах обработки и облучения, включается генератор высоковольтных импульсов;6) The electrocontact pressure gauge controls the opening of the VA2 valve to maintain the required gas pressure in the supply tank, which sets the melange flow rate in the processing and irradiation chambers, turns on the high-voltage pulse generator;
7) После окончания обработки вентиль VA2 закрывают, генератор высоковольтных импульсов и ускоритель выключают, приемную емкость герметизируют.7) After the processing is completed, the VA2 valve is closed, the high-voltage pulse generator and the accelerator are turned off, and the receiving container is sealed.
Обработку осуществляют в бескислородной атмосфере за счет наддува расходной емкости выбранным газом таким образом, чтобы избежать радиационного окисления меланжа.The treatment is carried out in an oxygen-free atmosphere by pressurizing the supply tank with the selected gas in such a way as to avoid radiation oxidation of the melange.
При движении в камере обработки меланж подвергается воздействию серии высоковольтных импульсов. Для этого используется генератор высоковольтных импульсов ГВИ-150 [8].When moving in the processing chamber, the melange is exposed to a series of high-voltage pulses. For this, a GVI-150 high-voltage pulse generator is used [8].
Поглощенная доза при движении потока меланжа в камере облучения не превышала 20 кГр. Для этого обеспечивают работу ускорителя (использовался в экспериментах ускоритель УРТ-0,5 [9]) на частоте до 50 Гц и движение потока меланжа со скоростью до 10 см/с. Такую скорость задают давлением в расходной емкости.The absorbed dose during the movement of the melange flow in the irradiation chamber did not exceed 20 kGy. To do this, the accelerator is operated (the URT-0.5 accelerator [9] was used in the experiments) at a frequency of up to 50 Hz and the movement of the melange flow at a speed of up to 10 cm/s. This speed is set by the pressure in the supply tank.
Измерения поглощенной дозы электронного пучка выполнялись с помощью дозиметрических пленок типа ЦДП - 2-Ф2 [10].The absorbed dose of the electron beam was measured using dosimetric films of the TsDP-2-F2 type [10].
Способ был проверен экспериментально. Пастеризованный меланж промышленного производства контаминировали культурами Staphylococcusaureus и Escherichiacoli, инкубировали до достижения следующих показателей общей микробной обсемененности (ОМЧ) свыше 5,1*106 по Staphylococcusaureus и свыше 1,1*106 по Escherichiacoli. Далее опытные пробы меланжа обрабатывали на установках УРТ-0,5 и ГВИ-150 по отдельности и совместно. Диапазон дозовых нагрузок наносекундного электронного пучка (НЭП) на пробы меланжа составлял от 5 кГр до 20 кГр, воздействие высоковольтных наносекундных импульсов (ВНИ) осуществляли в двух режимах: среднем (160 Гц) и максимальном (315 Гц). После обработки проводили микробиологическое исследование проб: в опытных образцах определяли остаточную микробную обсемененность по Staphylococcusaureus и Escherichiacoli, в контрольных - исходную микробную обсемененность по Staphylococcusaureus и Escherichiacoli. Проводили две линии исследований, каждая проба исследовалась в двух параллелях, результаты исследований приведены в Таблице 1.The method was tested experimentally. Pasteurized melange of industrial production was contaminated with Staphylococcusaureus and Escherichiacoli cultures, incubated until the following indicators of total microbial contamination (TMC) were reached: more than 5.1*10 6 for Staphylococcusaureus and more than 1.1*10 6 for Escherichiacoli. Further, experimental samples of melange were processed on the URT-0.5 and GVI-150 units separately and jointly. The range of dose loads of a nanosecond electron beam (NEB) on melange samples was from 5 kGy to 20 kGy, the impact of high-voltage nanosecond pulses (HNI) was carried out in two modes: average (160 Hz) and maximum (315 Hz). After processing, a microbiological study of the samples was carried out: in the experimental samples, the residual microbial contamination by Staphylococcusaureus and Escherichiacoli was determined, in the control samples, the initial microbial contamination by Staphylococcusaureus and Escherichiacoli. Two lines of research were carried out, each sample was studied in two parallels, the results of the studies are shown in Table 1.
При совместной обработке ускоренными электронами и высоковольтными импульсами установили синергический эффект для следующих комбинаций: S.aureus - ВНИ максимальное и НЭП 20 кГр; ВНИ максимальное и НЭП 5 кГр; ВНИ среднее воздействие и НЭП 20 кГр; ВНИ среднее воздействие и НЭП 5 кГр. При этом выраженность синергетического эффекта была наибольшей для сочетания среднего воздействия ВНИ и 5 кГр НЭП (Табл. 1, опыт 10), а наименьшей - для сочетания максимальных воздействий как ВНИ, так и НЭП.When combined with accelerated electrons and high-voltage pulses, a synergistic effect was established for the following combinations: S.aureus - VNI maximum and NEP 20 kGy; VNI maximum and
Таким образом, совместная обработка меланжа ВНИ и НЭП позволяет уменьшить поглощенную дозу в 10 раз по сравнению с данными патента [6] до 5 кГр.Thus, the combined treatment of melange with VNI and NEP makes it possible to reduce the absorbed dose by a factor of 10 compared to the patent data [6] to 5 kGy.
Данный факт, предположительно, связан с суперпозицией двух биохимически опосредованных факторов повреждающего действия для клеточных мембранных структур.This fact is presumably associated with the superposition of two biochemically mediated factors that damage cell membrane structures.
Проверка свойств меланжа после облучения на соответствие Сан. ПиН 2.3.2.560-96 (раздел 6, п. 6.1) выполнялась в лабораториях Уральского ГАУ по стандартным методикам.Checking the properties of the melange after irradiation for compliance with San. PiN 2.3.2.560-96 (
В процессе экспериментов не установлено изменения физико-химических и потребительских свойств меланжа.During the experiments, no changes in the physicochemical and consumer properties of the melange were established.
ЛитератураLiterature
1. Лобзов К.И., Митрофанов Н.С., Хлебников В.И. // Переработка мяса птицы и яиц / М.: Агропромиздат, 1987,240 с.1. Lobzov K.I., Mitrofanov N.S., Khlebnikov V.I. // Processing of poultry meat and eggs / M.: Agropromizdat, 1987.240 p.
2. Санитарная микробиология // Под. Ред. С.Я. Любашенко - М.: Пищевая промышленность, 1980, 352 с.2. Sanitary microbiology // Under. Ed. S.Ya. Lyubashenko - M.: Food industry, 1980, 352 p.
3. Туманян М.А., Каушанский Д.А. // Радиационная стерилизация / М.: Медицина, 1974. 304 с.3. Tumanyan M.A., Kaushansky D.A. // Radiation sterilization / M.: Medicine, 1974. 304 p.
4. Способ антимикробной обработки жидкости и устройство для его реализации: пат. 2316989 Рос. Федерация: МПК A23L 3/32, C02F 1/48, А23С 3/07 / Ю.А. Котов (RU), С.Ю. Соковнин (RU), М.Е. Балезин (RU), М.В. Блинова (RU); заявители и патентообладатели Институт электрофизики УрО РАН (RU) и ООО «Элфитех» (RU). - №2006100231/13; заявл. 10.01.06; опубл. 20.02.08, Бюл. №5.4. Method for antimicrobial treatment of liquid and device for its implementation: Pat. 2316989 Ros. Federation:
5. Karl Н. Schoenbach, Frank Е. Peterkin, Raymond W. Alden, and Stephen Beebe // THE EFFECT OF PULSED ELECTRICAL FIELDS ON BIOLOGICAL CELLS: Experiments and applications / IEEE Transaction on Plasma Science, vol. 25, No. 2, April 1997, pp. 284-292.5. Karl H. Schoenbach, Frank E. Peterkin, Raymond W. Alden, and Stephen Beebe // THE EFFECT OF PULSED ELECTRICAL FIELDS ON BIOLOGICAL CELLS: Experiments and applications / IEEE Transaction on Plasma Science, vol. 25, no. 2, April 1997, pp. 284-292.
6. Способ стерилизации меланжа и устройство для его осуществления: пат. 2235470 Рос. Федерация: МПК А23В 5/015, A23L 1/32, A23L 3/26 / Котов Ю.А., Соковнин С.Ю., Питер А.А., Наконечный В.И.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения РАН (ИЭФ УрО РАН), Питер Александр Антонович, Наконечный Владимир Иосифович - №2001103961; заявл. 12.02.2001; опубл. 10.09.2004, Бюл. №25.6. The method of sterilization of melange and the device for its implementation: Pat. 2235470 Ros. Federation:
7. Рукин С.Н. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми прерывателями тока // ПТЭ. 1999. №4. С. 5-36.7. Rukin S.N. Generators of high-power nanosecond pulses with semiconductor current interrupters // PTE. 1999. No. 4. pp. 5-36.
8. С.Ю. Соковнин // Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий / - Екатеринбург: Уральский ГАУ. 2017. 348 с. ISBN: 978-5-7691-2494-5.8. S.Yu. Sokovnin // Nanosecond electron accelerators for radiation technologies / - Yekaterinburg: Ural State Agrarian University. 2017. 348 p. ISBN: 978-5-7691-2494-5.
9. Котов Ю.А., Соковнин С.Ю., Балезин М.Ю. // Частотный наносекундный ускоритель электронов УРТ-0,5 / ПТЭ, 2000, №2, с. 112-115.9. Kotov Yu.A., Sokovnin S.Yu., Balezin M.Yu. // Frequency nanosecond electron accelerator URT-0.5 / PTE, 2000, No. 2, p. 112-115.
10. Генералова В.В., Гурский М.Н. // Дозиметрия в радиационной технологии / М.: Изд-во стандартов, 1981, 184 с.10. Generalova V.V., Gursky M.N. // Dosimetry in radiation technology / M.: Publishing house of standards, 1981, 184 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135798A RU2767065C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135798A RU2767065C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767065C1 true RU2767065C1 (en) | 2022-03-16 |
Family
ID=80736971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020135798A RU2767065C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767065C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1734632A1 (en) * | 1990-07-31 | 1992-05-23 | Красноярский сельскохозяйственный институт | Method for disinfection of egg powder |
| DE68916331T2 (en) * | 1988-07-21 | 1995-01-05 | Specialty Foods Investment Co | Process for treating liquid egg and protein with microwave energy to extend the shelf life of frozen products. |
| DE3716942C2 (en) * | 1986-05-23 | 1995-11-30 | Claudio Fantolino | Device for treating egg products |
| RU2074004C1 (en) * | 1995-02-20 | 1997-02-27 | Эммануил Абрамович Мирочник | Radiative sterilization unit |
| RU2115976C1 (en) * | 1995-01-12 | 1998-07-20 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Electron-beam device for disintegrating industrial gaseous wastes |
| RU2235470C2 (en) * | 2001-02-12 | 2004-09-10 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method and apparatus for sterilizing of melange |
| RU2316989C2 (en) * | 2006-01-10 | 2008-02-20 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method for antimicrobial treatment of liquid and apparatus for performing the same |
| CN109788745A (en) * | 2016-07-01 | 2019-05-21 | 康姆艾德公司 | Method and apparatus using electron beam treatment birds, beasts and eggs to be sterilized to caliche |
-
2020
- 2020-10-29 RU RU2020135798A patent/RU2767065C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3716942C2 (en) * | 1986-05-23 | 1995-11-30 | Claudio Fantolino | Device for treating egg products |
| DE68916331T2 (en) * | 1988-07-21 | 1995-01-05 | Specialty Foods Investment Co | Process for treating liquid egg and protein with microwave energy to extend the shelf life of frozen products. |
| SU1734632A1 (en) * | 1990-07-31 | 1992-05-23 | Красноярский сельскохозяйственный институт | Method for disinfection of egg powder |
| RU2115976C1 (en) * | 1995-01-12 | 1998-07-20 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Electron-beam device for disintegrating industrial gaseous wastes |
| RU2074004C1 (en) * | 1995-02-20 | 1997-02-27 | Эммануил Абрамович Мирочник | Radiative sterilization unit |
| RU2235470C2 (en) * | 2001-02-12 | 2004-09-10 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method and apparatus for sterilizing of melange |
| RU2316989C2 (en) * | 2006-01-10 | 2008-02-20 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method for antimicrobial treatment of liquid and apparatus for performing the same |
| CN109788745A (en) * | 2016-07-01 | 2019-05-21 | 康姆艾德公司 | Method and apparatus using electron beam treatment birds, beasts and eggs to be sterilized to caliche |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2135625B1 (en) | Microwave plasma sterilizing device and method | |
| US5115166A (en) | Plasma sterilizer and method | |
| US20090317295A1 (en) | Sterilizer and Sterilization Method Using the Same | |
| US8696983B2 (en) | Plasma sterilizing device and method | |
| Stoica et al. | Atmospheric cold plasma as new strategy for foods processing-an overview. | |
| KR20100015776A (en) | Sterilisation of liquids in hermetically closed vessels | |
| US10596283B2 (en) | Sterilization apparatus | |
| Hajhoseini et al. | Effects of atmospheric cold plasma on microbial growth of Listeria innocua and Staphylococcus aureus in ready-to-eat fish products | |
| JPS58103460A (en) | Plasma pasturization | |
| RU2767065C1 (en) | Method for disinfecting melange and apparatus for implementation thereof | |
| US20190343975A1 (en) | Method for validating a sterilisation process comprising two successive contaminations | |
| RU2235470C2 (en) | Method and apparatus for sterilizing of melange | |
| RU2729813C2 (en) | Method of surface disinfection of eggs | |
| RU2316989C2 (en) | Method for antimicrobial treatment of liquid and apparatus for performing the same | |
| Kotov et al. | A review of possible applications of nanosecond electron beams for sterilization in industrial poultry farming | |
| WO2017065234A1 (en) | Sterilization device | |
| JP6857004B2 (en) | Sterilization method | |
| JP6843578B2 (en) | Chamber sterilizer | |
| RU2766600C1 (en) | Method and device for treatment of cooled meat with low-temperature gas plasma of atmospheric pressure | |
| Moon et al. | Decontamination Effects of Ozone Generated in an Atmospheric-pressure Air Plasma on Packaged Fruits | |
| Alkhafaji et al. | PEF Assisted Thermal Sterilization (PEF-ATS) Process-Inactivation of Geobacillus sterothermophilus Spores | |
| EP3363472B1 (en) | Sterilization method with reactive oxygen generated by plasma | |
| El-Aragi et al. | Effect of hybrid gas-liquid electrical discharge on liquid foods (milk) | |
| JP2017094059A (en) | Sterilizer | |
| RU159265U1 (en) | INSTALLATION FOR STERILIZATION OF INTERNAL SURFACES OF DIELECTRIC VESSELS |