XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Современные задачи производства продуктов питания требуют широкого внедрения высокоэффективных средств ветеринарно-санитарной обработки на предприятиях пищевой промышленности. При хранении и переработке пищевого сырья может происходить дополнительное его инфицирование микроорганизмами в зависимости от условий хранения, технологических процессов переработки, чистоты оборудования, воздуха производственных помещений, обслуживающего персонала и т. д. Никакие виды специальной обработки не обеспечивают стойкости готовой продукции, если на предприятии высокая микробная обсемененность сырья и технологического оборудования.

Метаболизм микроорганизмов приводит к химическому и физическому изменению продуктов, вызывающему биологическую нестабильность и снижение их качества (изменение вкуса, консистенции или полная порча), возникновение пищевых отравлений и опасных для жизни человека инфекционных заболеваний.

Для предотвращения преждевременной порчи и сохранения пищевой ценности продуктов питания необходимо прекратить или замедлить жизнедеятельность микроорганизмов. В настоящее время для решения этой задачи применяют различные способы хранения, обработки и переработки продуктов, но большинство из них требуют больших капитальных вложений, эксплуатационных расходов, энергетических затрат и пр. Кроме того, они позволяют лишь несколько увеличить сроки хранения, но не снимают полностью проблемы борьбы с их биологической порчей.

Для обеззараживания объектов предприятий пищевой промышленности используют различные химические препараты (щелочи, окислители, органические соединения) и физические факторы (температура, свет, ультрафиолет и другие). Большое внимание при этом в последнее время уделяется окислителям, из которых озон по своему действию значительно превосходит другие известные дезинфектанты, такие как перекись водорода, надуксусная кислота. Это выдвигает его на первый план как высокоэффективное средство дезинфекции. Озон является одним из наиболее перспективных средств обеззараживания, который имеет определенные преимущества перед традиционными химическими средствами обработки благодаря экологической чистоте, высокой окислительной способности, простоте получения и использования.

В настоящее время существует несколько направлений применения озона: очистка и обеззараживание питьевой воды, а также хозяйственно- фекальных и промышленных стоков; дезодорация и очистка воздуха различных производственных помещений; нейтрализация ядовитых веществ; увеличение сроков хранения и повышение биологической ценности кормов для животных и продуктов питания для человека; стерилизация упаковочных и перевязочных материалов в фармацевтической промышленности; стимуляция эмбрионального развития и повышение выводимости молодняка в птицеводстве; повышение качества икры и ее оплодотворяемости в рыбном хозяйстве; профилактика и лечение различных заболеваний в медицине и ветеринарии. В мясоперерабатывающей промышленности озон используют при дезинфекции и дезодорации производственных помещений и камер различного назначения, а также при хранении мясного сырья и готовой продукции.

Анализ литературных источников показывает [1, 2, 3], что действию озона подвержены практически все вещества, входящие в состав клетки. Озоноустойчивость микроорганизмов определяется их генотипическими особенностями, а также рядом внешних физико- химических факторов (состав окружающей клетку среды). Обработка озоном пищевых продуктов повышает их безвредность, уменьшает случаи возможных отравлений и заболеваний и не дает каких-либо побочных эффектов.

В зависимости от конструктивного исполнения озонаторы делятся на пластинчатые и трубчатые. Также, пластинчатые аппараты бывают с центральным коллектором и продольной циркуляцией, а трубчатые могут быть горизонтального и вертикального исполнения [1, 4].

Пластинчатый озонатор с центральным коллектором (рис. 1) представляет собой размещенные параллельно и тесно прижатые друг к другу вертикально разрядные элементы, которые чередуются в определенной последовательности: заземленный электрод 1, диэлектрик 2, электрод высокого напряжения 3, диэлектрик 2, заземленный электрод 1 и т.д. Центральные отверстия 4 в образован­ных таким образом секциях сообщаются с разрядными промежутками 5.

Рисунок 1 – Пластинчатый озонатор с центральным коллектором

В плоском озонаторе с продольной циркуляцией разрядные элементы содержат плоские электроды удлиненной прямоугольной формы, которые расположены в общей камере горизонтально. Разрядный элемент, включает высоко­вольтные электроды 1, диэлектрические пластины 2 и заземленные электроды 4, размещенные в коробчатом кожухе 5. Высоковольтные электроды, в свою очередь, из пары тонких металлических пластин, которые установлены на одинаковом расстоянии друг от друга в центре разрядного элемента, а два диэлектрика прилегают к заземленным электродам, каждый из которых является общим для двух соседних коробчатых кожухов. Подобным образом, в каждом коробчатом кожухе расположены две параллельные зоны барьерного разряда, сообщающиеся с пространством, которые заключены в коробчатом кожухе, только через один из своих открытых концов выпуска сухого воздуха 3. Противоположный конец камеры служит для выпуска озонированного воздуха .

Широко распространенные в промышленности - трубчатые озонаторы с горизонтальным расположением разрядных элементов 2 , которые размещены параллельно в общем цилиндрическом корпусе 6. Трубчатые элементы 2 сделаны в виде коаксиальных цилиндров — наружного металлического 3 и стеклянного 4 с нанесенным на внутреннюю поверхность металлизированным покрытием 5 из графита или алюминия. Коаксиальные цилиндры разделяет разрядная щель 1, равномерность которой обеспечивают специальные браслетные фиксаторы.

Рисунок 2 - Разрядный элемент пластинчатого озонатора циркуляцией продольной

Эффективность работы озонаторов определяется отношением энергии, затраченной на генерацию озона, к потребляемой энергии. Значение этого отношения для известных конструкций промышленных озонаторов, основанных на барьерном разряде, достигает 10— 13%. Остальная часть электроэнергии рассеивается в виде тепла вследствие процессов реполяризации диэлектрика. В связи с этим, во избежание смещения равновесия в сторону диссоциации озона и (или) пробоя диэлектрического барьера следует обеспечивать эффективный отвод тепла.

ЛИТЕРАТУРА

Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В. Энергоэффективные электротехнологии в агроинженерном сервисе и природопользовании - учебное пособие , 2012. – СПб.: СПбГАУ. – 260 с.

Беззубцева М.М., Ковалев М.Э. Электротехнологии переработки и хранения сельскохозяйственной продукции - учебное пособие, 2012. – СПб.: СПбГАУ. – 242 с.

Болога М. К. Электроантисептирование в пищевой промышленности. Под редакцией академика ВАНСХИЛ. Кишинев 1988 г. - 242с.

Кожинов В. Ф. Установки для озонирования воды. М.: Стройиздат, 1986. -171 с.