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, являющееся 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 (Табл. 1).

Таблица 1

Нормируемые микроорганизмы Дозировка УФ излучения для инактивации (90-99,9)%
Staphylococcus Aureus 6 мДж/см².
КМАФАнМ 30-50 мДж/см²
Дрожжи 40-70 мДж/см²
Плесени 50-100 мДж/см²

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, что бы 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 5 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).

Облучатель на ртутной лампе РТ Облучатель на лампе АНБ
Количество ламп 1 1
Срок службы лампы (час) 8 000 12 000
Мощность бактерицидного излучения на конец срока службы (Вт) 10 90
Коэффициент использования УФ излучения* (%) 30 70
Коэффициент ослабления УФ излучения за счет использования защитной пленки (%) 20 20
Плотность мощности на рабочей поверхности (мВт/см2) – 1 лампа на один такт 4,0 84,0
Время облучения, необходимое для инактивации с эффективностью не менее 90% (сек)
КМАФАнМ 12 0,6
Дрожжи 15 0,7
Плесневые грибы 20 1

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 1 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;
  • санитарных нормы поддерживаются без использования химических дезинфектантов.

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.

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, что в итоге обеспечивает микробиологическую чистоту на пищевом производстве, позволяет улучшить качество и продлить гарантированные сроки хранения и реализации продуктов до 50%, тем самым увеличивая их коммерческую привлекательность.

Ультрафиолетовые технологии в пищевом производстве