Молочная река
О журнале
Новости
Статьи
Вопрос — Ответ
Цены и требования
Партнеры
Архив
Обратная связь
Контакты
Журнал "Молочная река"

Министерство информации ДНР.

Главная Поиск Обратная связь Карта сайта
Главная страница / Статьи / Совершенствование технологии расфасовки молочной продукции путем обеззараживания потребительской тары импульсным ультрафиолетовым излучением

01 Мая 2009 г.

Совершенствование технологии расфасовки молочной продукции путем обеззараживания потребительской тары импульсным ультрафиолетовым излучением

Сохранение пищевых продуктов без снижения их качества – это один из важнейших вопросов обеспечения населения России сбалансированным питанием в тече­ние круглого года, в различных условиях деятельности и обитания человека.

Допустимые сроки хранения, в основном, определя­ют природа и структура молока и молочных продуктов. Одними из направлений обеспечения их качества и сохранности являются правильно выбранная упаковка и условия расфасовки. В соответствии с Федеральным законом №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» молоко и продукты его перера­ботки, предназначенные для реализации, должны быть расфасованы, упакованы в тару или упаковку, изготов­ленную из экологически безопасных материалов, разре­шенных федеральным органом исполнительной власти. Однако даже изначально стерильная потребительская тара в результате перепадов температур, возможного образования конденсата в процессе транспортирования, хранения, использования и других влияющих факторов, может подвергаться повторному обсеменению.

Перспективным и рациональным способом обез­зараживания упаковочных полимерных материалов является их асептическая обработка непосредственно перед розливом либо упаковыванием молочной продук­ции. В мировой и отечественной практике наиболее распространенными методами обработки поверхностей материалов является их обеззараживание реагентными (использование перекиси водорода, надуксусной кис­лоты, а так же их смеси) или безреагентными (ультрафи­олетовое излучение) способами, либо их комбинацией. Механизмы воздействия этих методов на упаковочные полимерные материалы, входящие в состав упаковки, исследованы недостаточно.

Под асептической обработкой и упаковкой подразу­мевается наполнение стерилизованного обычными мето­дами продукта в стерилизованную же тару с герметичным запечатыванием в стерильной среде. Под расфасовкой понимают процесс упаковывания молочной продукции на фасовочном оборудовании.

В современной фасовочной технике используются четыре основных типа обеззараживающих воздействий, которые в технической литературе обычно называют clean, ultra clean,super clean, aseptic.

Обеззараживание УФ-излучением имеет ряд преиму­ществ по сравнению с альтернативными методами обработки. В отличие от химических реагентов, потоки ультрафиолета не приводят к образованию токсинов и различного рода остатков и не изменяют химического состава, вкуса, запаха и показателей кислотности обрабатываемой жидкости. Это особенно важно для молочной промышленности, где добавление химических веществ к участвующей в тех­нологическом процессе воде может привести к появлению постороннего привкуса, запаха и изменит, тем самым, химический состав самого продукта.

В ГНУ ВНИМИ ведутся работы по исследованию влияния импульсного ультрафиолетового излучения на полимерные упаковочные материалы. В качестве источников излучения использовались ксеноновые лампы, исходные данные которых (напряжение источ­ника излучения (кВт) и поверхностная доза облучения (мДж/см2)) представлены в таблице 1.

Как известно, традиционно применяемое в фасовоч­ной технике ультрафиолетовое (УФ)-излучение в диапа­зоне 205 – 315 нм обладает бактерицидной активностью, причем максимальное значение относительной спект­ральной бактерицидной эффективности приходится на длину волны 254 нм. Однако ртутные лампы обладают узким спектром и не в состоянии действовать во всем бактерицидном диапазоне длин волн. В отличие от них импульсные ксеноновые источники позволяют получать кратковременные мощные импульсы излучения, что дает возможность заметно снизить время обработки. При этом бактерицидная эффективность импульсных ламп заметно выше, чем ртутных.

В некоторых видах фасовочной техники бактерицид­ную УФ-лампу располагают над упаковочным объектом, например, над стаканчиком. Исследования показали, что при этом более интенсивному воздействию подвергается торцевая площадка, предназначенная для герметичного приваривания крышки. В то же время, в области донышка стаканчика, где может находиться нежелательная микро­флора, требуемого уровня бактерицидного эффекта не обнаружено (особенно при высокой производительности оборудования).

Возможен принципиально другой способ ориентации лампы, основанный на предпосылке, что условие равно­мерного облучения внутренней поверхности полимерной тары цилиндрической формы обеспечивает цилиндри­ческий источник света, расположенный вдоль ее оси. Наиболее близкой к этим условиям облучения и тех­нически просто реализуемой является схема, в которой используется спиральная или U–образная импульсная лампа. Стенки колбы источника должны быть оптималь­но приближены к боковым поверхностям и донышку стаканчика для выравнивания светового потока.

Наиболее перспективными в техническом и техноло­гическом аспектах среди источников УФ-излучения света такого типа являются импульсные ксеноновые лампы. Длины волн, генерируемые высокотемпературной ксеноновой плазмой, непрерывно перекрывают весь диапазон исследуемого спектра длин волн (180- 5000 нм), обладая, к тому же, высокой интенсивностью излучения.

В таблице 2 приведены результаты определения бактерицидного эффекта от облучения поверхности образцов импульсным источником.

Эффект значительно возрастает с увеличением поверх­ностной дозы облучения (эффективность гибели клеток составила от 1•104 до 1•109 КОЕ/см3).

Излучение полного спектра импульсной ксеноновой лампы (180 – 5000 нм) оказывает летальное действие на E. coli 675 при относительно невысоких дозах (при величине поверхностной дозы до 64 мДж/см2 гибель клеток происходит на девять порядков), что можно объ­яснить присутствием в спектре излучения света с длиной волны 260-265 нм (коротковолновые ультрафиолетовые волны, обладающие наибольшей бактерицидной актив­ностью).

Полученные результаты микробиологических иссле­дований свидетельствуют, что обработка ультрафиолетом полностью уничтожает БГКП, дрожжи, существенно снижает уровень обсемененности плесневыми грибами, при этом бактерицидное излучение менее эффективно, чем импульсное.

С целью оптимизации процесса обеззараживания поверхности образцов из полимерных материалов им­пульсным УФ-излучением была построена математичес­кая модель процесса обеззараживания в зависимости от следующих основных параметров: поверхностная доза облучения мДж/см2, расстояние от источника излучения до обеззараживаемой поверхности, времени воздействия УФ-излучения (рис.1).

Анализ уравнений поверхности отклика показывает, что оптимальными параметрами процесса обеззара­живания являются: поверхностная доза облучения от 18 до 25 мДж/см2, расстояние от источника излуче­ния до поверхности упаковочного материала от 3,5 до 12,5 см. Увеличение поверхностной дозы облучения с 25 до 64 мДж/см2 приводит к ухудшению санитарно-гигиенических свойств упаковочного материала. Появляется запах водных вытяжек и наблюдается сверхнормативная миграция мономера стирола, что может негативно отразиться на качестве расфасованного молочного продукта.

Исходя из сказанного выше, можно сделать опреде­ленный вывод, что при воздействии УФ-излучения при обеззараживании поверхностей упаковочных материалов можно достигнуть бактерицидного эффекта, равного 99,9999%. При этом установлено, что для его достижения при наличии импульсного источника требуется 0,7 с. Для получения аналогичного эффекта с использованием УФ-излучения от лампы постоянного горения требуется 1800 с, что является неприемлемым в промышленных условиях расфасовки продукции.

 

О.Б. ФЕДОТОВА, Д.М. МЯЛЕНКО,
ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии

Назад