СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА МЯСО ИЛИ ПТИЦУ, СНИЖЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ В ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ ВАННЕ И ОХЛАДИТЕЛЬНАЯ ВАННА
METHODS FOR REDUCING BACTERIAL LOAD ON MEAT OR POULTRY, REDUCING BACTERIAL LOAD IN COOLING BATH AND COOLING BATH

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Данная заявка подана 3 апреля 2018 года и испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США, серийный номер 62/480,874, поданной 3 апреля 2017 года, которая включена в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к распыляемым жидкостям и водяным ваннам, используемым для погружения тушек птицы и туш животных. Данное изобретение дополнительно относится к системам и способам дезинфекции воды для птицы, тушек птицы и туш животных в распыляемых жидкостях и водяных ваннах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Все туши животных и тушки птицы, попадающие в среду обработки, загрязнены бактериями, а некоторые загрязнены патогенными бактериями, такими как кишечная палочка и сальмонелла. Каловые массы и грязь являются основными источниками этого загрязнения. В результате такого загрязнения мясо и птицу обычно промывают на любом из нескольких этапов в процессе превращения живого животного в съедобный пищевой продукт. Такое промывание предназначено для удаления из животного грязи, побочных продуктов переработки, крови, субпродуктов, получаемых из внутренних органов, других инородных веществ и микробов. Удаление или уменьшение количества микробов способствует безопасному хранению и потреблению мяса и птицы, однако многие существующие процедуры промывания не могут значительно снизить микробную нагрузку на мясо или птицу. Возможность перекрестного загрязнения шкуры животных усугубляется способностью различных типов бактерий (грамположительных, грамотрицательных, жгутиковых, не жгутиковых, палочек или кокковых) прилепляться в течение всего лишь 15 секунд контакта. Попав в среду обработки, тушки/туши могут быть перекрестно загрязнены патогенными микроорганизмами во время транспортирования, ошпаривания, механической обработки и охлаждения.
Вода, используемая для мытья или других процедур, часто используется многократно с течением времени, что создает еще одну возможность распространения, а не уменьшения микробной нагрузки на мясо и птицу. Например, вода может быть загрязнена органическими веществами и микробами из туши, обеспечивая питательные вещества для роста микробов в воде. Микробы могут разрастаться в дополнительных тушах/тушках и технологическом оборудовании и загрязнять их. В частности, вода, оставшаяся необработанной в погружной ванне, имеет тенденцию дезинфицировать мясо и птицу в начале смены, но загрязняет туши/тушки позже в течение смены. Такая вода может стать источником микробного загрязнения или перекрестного загрязнения во время обработки.
Микробное загрязнение или перекрестное загрязнение мяса и птицы посредством воды продолжает оставаться основной проблемой для предприятий по переработке и конечных пользователей. Этапы транспортирования или обработки, во время которых объединяется множество отдельных частей мяса или птицы, имеют тенденцию увеличивать риск того, что одно загрязненное изделие может загрязнить всю партию. Погружение или струйная промывка мяса или птицы в пресной воде может содействовать уменьшению поверхностных популяций микроорганизмов. Однако стерилизация путем многократной промывки, даже стерильной водой, не может быть достигнута, поскольку микроорганизмы в тканях мяса или птицы остаются на месте.
Микробиологическую чистоту распыляемых жидкостей и водяных ванн можно контролировать с помощью различных способов, включая различные противомикробные агенты, такие как противомикробные вещества на основе хлора, пероксиды, неокисляющие химические вещества, высокий pH, высокую температуру (например, ошпаривание) и низкую температуру (например, охлаждение). Добавление противомикробных агентов для промывки или обработки воды может деактивировать клетки вегетативных бактерий в воде, помогая избежать загрязнения.
В прошлом воду для промывки или технологической обработки мяса или птицы обычно обрабатывали хлорированными соединениями, органическими кислотами, окисленным хлоритом натрия, трехосновным фосфатом натрия или озоном. Как правило, эти материалы эффективны в снижении микробного загрязнения мяса или птицы. Чрезмерное хлорирование воды для обработки пищевых продуктов гипохлоритом вызвало обеспокоенность по поводу производства токсичных или канцерогенных хлорорганических соединений и других побочных продуктов. Другие способы обработки, такие как пероксикарбоновые кислоты и высокий рН, не имеют подобных недостатков. Тем не менее, некоторые антимикробные стратегии, которые могут быть эффективными при использовании по отдельности, могут противодействовать друг другу при сочетании определенным образом. Именно в отношении этого уровня техники предоставлено данное раскрытие изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предусмотрен способ снижения бактериальной нагрузки на мясо и птицы в распылительных жидкостях и водяной ванне. Способ включает в себя создание множества зон с использованием распылительных насадок или внутри ванны охладительной установки, содержащей воду, путем дозированной подачи веществ из источника щелочности и перкислоты в воду, при этом множество зон включает по меньшей мере одну щелочную зону с рН выше константы диссоциации (КД) перкислоты и по меньшей мере одну зону перкислоты с рН ниже КД перкислоты. Либо на мясо или птицу наносят распыленные жидкости, либо оно погружается в ванну и проходит через различные зоны.
Распылительные насадки могут быть расположены несколькими способами для создания зон. Например, распылительные насадки могут быть частью распылительной камеры или распылительных камер, таких как машина для мойки тушек птицы внутри и снаружи (inside–outside bird washer (IOBW)). В некоторых вариантах реализации изобретения насадки в одной распылительной камере могут быть установлены таким образом, что некоторые насадки образуют одну зону для дозированной подачи первого раствора, а другие насадки образуют другую зону для дозированной подачи второго раствора. В некоторых вариантах реализации изобретения множество распылительных камер могут быть установлены так, что все насадки во всей распылительной камере образуют одну зону для дозированной подачи первого раствора, а все насадки в другой распылительной камере образуют другую зону для дозированной подачи второго раствора. В некоторых вариантах реализации изобретения распылительные насадки могут быть расположены на технологической линии без необходимости в каркасе камеры, например, при обработке больших говяжьих туш. В этих вариантах реализации изобретения насадки могут быть установлены так, что отдельные насадки или комплекты насадок образуют одну зону для дозированной подачи первого раствора, а другие насадки или комплект насадок образуют дополнительную зону для дозированной подачи второго раствора.
В некоторых вариантах реализации изобретения ванна охладительной установки может содержать резервуар для хранения объема воды охладительной установки; дозирующую систему для дозированной подачи первого раствора и второго раствора в воду охладительной установки, выполненную с возможностью создания множества зон в объеме воды, при этом каждая зона имеет более высокую концентрацию либо первого, либо второго раствора, чем окружающие зоны объема воды; и устройство для погружения мяса птицы для погружения и перемещения тушек птицы в воде охладительной установки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 представлено схематическое изображение водяной ванны в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение способа, выполняемого в водяной ванне по фиг. 1 в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение способа, выполняемого в водяной ванне по фиг. 1 в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 4A и 4B представлены графические изображения поршневого потока в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 5 представлено схематическое изображение способа, выполняемого в одной распылительной камере в соответствии с вариантом реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к распыляемым жидкостям и водяным ваннам, используемым для обработки туш животных и тушек птицы. Данное изобретение дополнительно относится к системам и способам дезинфекции воды для обработки мяса и птицы и туш в распыляемых жидкостях и водяных ваннах.
Термин «около» используется в данном документе в сочетании с числовыми значениями для включения нормальных изменений в измерениях, как и ожидается специалистами в данной области техники, и подразумевается, что он имеет то же значение, что и «приблизительно», и охватывает типичный предел погрешности, такой как ± 5% от заявленного значения.
Используемые в данном документе термины «массовый процент», «мас. %», «процент по массе», «% по массе» и их вариации относятся к концентрации вещества как массе вещества относительно общей массы композиции. Термины «процент» и «%» являются синонимами терминов «массовый процент» и «мас. %», если конкретно не указано иное.
Термин «по существу, не содержащий» используется в данном документе для обозначения того, что никакие существенные количества (например, не более, чем несущественные количества, такие как около 0,1%, около 0,5%, около 1%, около 2%, около 3% или около 5%) компонента не включены в продукт.
Во время обработки элементов продовольственного сырья для очистки и приготовления пищевых продуктов можно использовать различные распыляемые жидкости, промывочные средства, ополаскиватели и ванны. Элементы продовольственного сырья могут включать мясо, рыбу, морепродукты и т.д., либо овощи или фрукты. Однако способы в соответствии с данным изобретением могут быть особенно полезны при обработке туш животных и тушек птицы. К птице относится курица, индейка, страус, дичь, молодой откормленный мясной голубь и фазан. Под мясом подразумевается говядина, лосина, оленина, крольчатина, свинина, рыба (например, лосось, акула, лаврак, тунец, морской окунь, атлантический большеголов, красный луциан, форель), а также моллюски и ракообразные (например, креветки, раки, омары, крабы). Мясо может включать целые туши животных или части животного.
Мясо и тушки птицы могут быть погружены в воду или водяную ванну на этапах промывки и полоскания и во время охлаждения в ванне, известной как ванна охладительной установки. Чтобы иметь возможность повторно использовать и сохранять воду при таких операциях, во избежание загрязнения необходимо контролировать микробиологическую чистоту воды. Могут быть использованы различные способы, включая использование различных противомикробных агентов, таких как противомикробные средства на основе хлора, пероксиды, неокисляющие химические вещества, высокий pH, высокая температура (например, ошпаривание) и низкая температура (например, охлаждение). Тем не менее, некоторые противомикробные стратегии, которые могут быть эффективными при использовании по отдельности, могут противодействовать друг другу при сочетании определенным образом.
Например, в некоторых случаях противомикробное качество работы охладительных установок для мяса или птицы поддерживается за счет добавления щелочи для поддержания высокого pH и пероксидного соединения (например, пероксикарбоновой кислоты («перкислоты»)) в воду охладительной установки. Хотя и высокий pH, и перкислота сами по себе являются эффективными противомикробными средствами, было отмечено, что, когда перкислота выше ее КД (например, выше чем около pH 8), преобладающая присутствующая молекула представляет собой солевую форму кислоты, что делает перкислоту менее эффективной в качестве противомикробного средства. Например, противомикробная система ванны охладительной установки может содержать перуксусную кислоту и щелочной источник для поддержания рН ванны на уровне около pH 9–11. Однако КД перуксусной кислоты составляет 8,2, и при pH, обычно используемом в ванне охладительной установки, перуксусная кислота в основном присутствует в виде перацетата, который является менее эффективным противомикробным средством. Следовательно, дополнительный противомикробный эффект, ожидаемый от перкислоты, по меньшей мере частично теряется, когда перкислоту добавляют в высокощелочной раствор.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения в водяной ванне предусмотрены зоны, включающие чередующиеся зоны с первым агентом и вторым агентом. Например, зоны могут включать в себя первую зону (или ряд зон), чередующуюся со второй зоной (или рядом зон), причем первая зона содержит первый агент, а вторая зона содержит второй агент. Первый агент, второй агент или оба агента предназначены для уменьшения микробной популяции на мясе, или птице, или в ванне. Из–за характера перемещения ванн противоточных охладительных установок, смешение зон может происходить во всей ванне. В качестве альтернативного варианта либо первые зоны, либо вторые зоны могут содержать смесь как первого агента, так и второго агента. В одном примере зоны содержат как первый агент, так и второй агент, но в каждой зоне доминирует противомикробный эффект одного из первого и второго агентов.
На фиг. 1 проиллюстрирован схематичный вид сверху водяной ванны, которую можно использовать при обработке мяса или птицы. Водяная ванна 1 может быть размещена в резервуаре 10 с первым концом 11 и вторым концом 12. Резервуар 10 может иметь такой размер, чтобы вмещать подходящий объем воды для определенного количества тушей или тушек в ванне в любой заданный момент времени. Вода может добавляться в резервуар с помощью насоса 23 через впускное отверстие 22 на первом конце 11, вызывая поток раствора 20 ванны в первом направлении 21 от первого конца 11 ко второму концу 12 резервуара 10. Резервуар 10 также может содержать слив 24 на втором конце 12 или рядом с ним. Слив 24 может дополнительно содержать фильтр грубой очистки и/или фильтр для удаления твердых частиц. Туши/тушки могут быть введены в резервуар 10 на втором конце 12 любым подходящим способом и могут продвигаться в ванне в направлении 41, противоположном первому направлению 21 потока раствора 20 ванны. В одном примере туши/тушки могут быть полностью или частично погружены в раствор ванны и могут продвигаться и/или погружаться с помощью системы погружения, такой как шнек или лопасть 60.
Раствор 20 ванны также может циркулировать через циркуляционный контур 26 и может охлаждаться с помощью охладительной установки 27, например, в случае ванны охладительной установки. Циркуляционный контур 26 может иметь первый конец, сообщающийся по текучей среде с резервуаром 10, и второй конец, расположенный на первом конце 11 резервуара 10. Первый конец циркуляционного контура 26 может быть необязательно соединен со сливом 24 для приема раствора 20 ванны из резервуара 10 через слив 24. Раствор 20 ванны может закачиваться через линию рециркуляции насосом 29, предназначенным для создания рециркулирующего потока воды.
Зоны 31, 32 могут быть созданы путем введения первого и второго агента в раствор 20 ванны через систему дозирования. Система дозирования может содержать одну или более точек 28 впрыска и/или распылительную штангу 29 с распылительными насадками f292 и/или клапанами, закрепленными над ванной 1, соединенными с линиями, которые извлекают первый и второй агенты соответственно из первого и второго резервуаров 310, 320.
В одном варианте реализации изобретения, схематически проиллюстрированном на фиг. 2, первый агент непрерывно впрыскивается в раствор ванны для создания первой зоны 31. Затем второй агент подается в прерывистом режиме в раствор ванны для создания прерывистых вторых зон 32. В приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения первый агент содержит основание, такое как гидроксид щелочного металла, а второй агент содержит пероксидное соединение, такое как пероксикарбоновая кислота («перкислота»). Концентрация второго агента во второй зоне 32 может быть выше, чем концентрация первого агента, чтобы преодолеть неблагоприятное воздействие смешивания агентов на эффективность действия второго агента. В альтернативном примере первый агент содержит пероксидное соединение, такое как перкислота, а второй агент содержит основание, такое как гидроксид щелочного металла, и пероксидное соединение дозируют непрерывно, а основание впрыскивают в ванну для создания прерывистых вторых зон 32.
Дозирование агентов можно регулировать в зависимости от размера резервуара, требуемой концентрации и/или pH, требуемого размера зоны и от того, подается ли дозированно агент непосредственно в резервуар 10 или в одну из линий (впускное отверстие 22 для воды или рециркуляционный контур 26). Например, если резервуар настроен на дозированную подучу одного или обоих агентов в рециркуляционный контур 26, агент можно дозированно подавать в течение вплоть до около 3 секунд (например, в течение менее 1 секунды) и приостанавливать его подачу на отрезок времени от около 5 секунд до около 20 секунд. В одном примере перуксусную кислоту дозированно подают в рециркуляционный контур 26 с постоянной скоростью (например, от около 500 ч/млн до около 5000 ч/млн или от около 1000 ч/млн до около 2000 ч/млн), а источник щелочности (например, щелочной раствор) подают в прерывистом режиме в ту же линию с высокой концентрацией (например, от около 25% до около 50%) короткими импульсами (например, 1 ход насоса каждые 3–8 секунд или 2–3 хода насоса каждые 8–20 секунд). Скорость потока в приведенной в качестве примера линии рециркуляции может составлять примерно от 25 галлонов в минуту до 100 галлонов в минуту, в зависимости от размера ванны.
В другом варианте реализации изобретения, схематически проиллюстрированном на фиг. 3, первый агент непрерывно впрыскивается в раствор ванны для создания первой зоны 31. Затем второй агент распыляется из распылительной штанги 29 (например, из насадок 292) в раствор ванны, чтобы создать вторую зону 32. Распылительная штанга 29 может быть расположена на расстоянии D29 от первого конца 11 резервуара 10, которое составляет от около 1/10 до около 1/2 или от около 1/5 до около 1/3 длины L10 резервуара 10. В одном примере распылительная штанга 29 находится на расстоянии D29, которое составляет от около ¼ до около 1/3 длины L10 резервуара 10.
Хотя на фиг. 1–3 проиллюстрированы растворы перкислоты, дозированно подаваемые в рециркуляционный контур 26, понятно, что раствор перкислоты, щелочной раствор или оба могут дозированно подаваться непосредственно в резервуар 10 охладительной установки путем добавления одного или более отверстий в различных местах вдоль резервуара 10 охладительной установки. В некоторых вариантах реализации изобретения множество отверстий могут быть добавлены в каждой зоне, чтобы способствовать равномерному распределению раствора по горизонтали и вертикали через охладительную установку. Для этого каждая зона может иметь 1–10 отверстий на зону. Одно отверстие может использоваться для подачи раствора в каждую зону. Два отверстия на зону позволяют разместить по одному отверстию с обеих сторон охладительной установки и обеспечить более равномерное распределение раствора в каждой зоне. Несколько отверстий сбоку и ниже охладительной установки обеспечат еще более равномерное распределение раствора в каждой зоне, обеспечивая равномерное распределение от верхней части охладительной установки до нижней части охладительной установки и от одной стороны охладительной установки до другой. Хотя отверстия предназначены для впрыскивания раствора под поверхностью воды, понятно, что один или более отверстий также могут необязательно быть предусмотрены над поверхностью воды. В некоторых вариантах реализации изобретения все отверстия предусмотрены под поверхностью воды. Приведенное в качестве примера отверстие содержит систему PARETO, поставляемую на рынок компанией Ecolab Inc. и описанную в публикации патентной заявки США № 2016/0058023, которая включена в данный документ посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации изобретения раствор перкислоты и щелочной раствор могут быть добавлены в резервуар охладительной установки с помощью комбинации систем дозирования, например, отверстий, распылительных штанг, линий рециркуляции. Настройка каждой отдельной системы охладительной установки может определять оптимальную комбинацию систем дозирования.
Из–за потока раствора 20 ванны в первом направлении 21 и перемещения туш/тушек в противоположном направлении 41 вторая зона 32 образует градиент, при этом наибольшее количество второго агента находится вблизи распылительной штанги 29, и когда второй агент далее смешивается с раствором 20 ванны и вступает в реакцию (например, нейтрализует) с первым агентом, концентрация второго агента становится ниже по направлению ко второму концу 12 резервуара 10. Перемещение туш/тушек также вызывает некоторое смешение второго агента в противоположном направлении. В приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения первый агент содержит основание, такое как гидроксид щелочного металла, которое непрерывно и дозированно подается в резервуар, а второй агент содержит пероксидное соединение, такое как пероксикарбоновая кислота («перкислота»), которая дозированно поступает из распылителительной штанги. Концентрация и смешивание основания и перкислоты может быть наиболее наглядно продемонстрирована с помощью графика рН в резервуаре, как на фиг. 3, показанной ниже схемы резервуара, причем расстояние на графике соответствует расстоянию в резервуаре. На первом конце 11 резервуара 10 первый агент дозированно подается в ванну, и pH находится на самом высоком уровне, от около 9 до около 13. Второй агент дозированно подается из распылительной штанги 29, и его pH находится на самом низком уровне возле распылительной штанги 29, pH от около 5 до около 8 или pH от около 6 до около 7,5. Зона с самым низким pH распространяется по обеим сторонам штанги из–за потока раствора в ванне и перемещения туш/тушек. Указанный pH возрастает от зоны распылительной штанги 29 ко второму концу 12 резервуара 10, достигая значения pH от около 7,5 до около 9.
В другом варианте реализации изобретения, схематически показанном на фиг. 4А и 4В, первый и второй агенты впрыскивают или подают в прерывистом режиме поочередно в раствор ванны для создания первых зон 31 и вторых зон 32. В проиллюстрированном примере дозированная подача агентов рассчитана по времени так, чтобы зоны слегка перекрывались. В перекрывающихся зонах будет происходить некоторое смешивание агентов, и когда зоны перемещаются через ванну ко второму концу 12, первый и второй агенты постепенно все более смешиваются, и рН в зонах становится более равномерным.
Первый и второй агенты могут дозированно подаваться в ванну с интервалами, которые определяются на основании скорости потока раствора ванны в ванне и объема ванны для достижения требуемой концентрации и размера зоны. В одном примере первый агент является источником щелочности и дозированно подается в ванну со скоростью, при которой рН достигает от около 8 до около 12, от около 8,5 до около 11 или от около 9 до около 10 в пределах зоны, а второй агент представляет собой перкислоту, которая дозированно подается в ванну для создания зон, в которых концентрация перкислоты составляет от около 25 ч/млн до около 150 ч/млн, от около 30 ч/млн до около 100 ч/млн или от около 35 ч/млн до около 80 ч/млн. Подходящий концентрат дозировки может использоваться для дозирования в первом и втором агентах. Например, источник щелочности можно дозировать в виде 1–5%–го раствора при подходящей скорости потока, такой как около 0,01–1% объема ванны в минуту (например, от около 0,4 галлонов в минуту до около 40 галлонов в минуту в резервуар на 4000 галлонов). Перкислоту можно дозировать в виде раствора от 500 ч/млн до 5000 ч/млн при подходящей скорости потока, такой как около 0,01–1% объема ванны в минуту (например, от около 0,4 галлонов в минуту до около 40 галлонов в минуту в резервуар на 4000 галлонов).
В некоторых вариантах реализации изобретения подача в прерывистом режиме одного или обоих из первого и второго агентов создает пробочные потоки первого и второго агентов. На фиг. 4В представлена графическая схема пробочного потока в линии (например, на впускном отверстии 22 для воды или в рециркуляционном контуре 26) или в ванне, при этом пробочный поток основания создает резкое, прерывистое повышение рН в зоне «пробки». В качестве альтернативного варианта, в прерывистом режиме подается второй агент, создавая пробочный поток с низким pH. Подобное прерывистое увеличение и уменьшение также можно наблюдать относительно концентрации первого или второго агента. Когда достигается устойчивое состояние работы, ванна может содержать по меньшей мере две из вторых зон 32, при этом зоны вблизи второго конца 12 резервуара 10 смешиваются друг с другом и больше не различимы. Первая зона 31 может занимать остальное пространство в ванне 1, как проиллюстрировано на фиг. 2, или может также содержать по меньшей мере 2 зоны, как проиллюстрировано на фиг. 4А.
а
,
b.
b
а
а
В некоторых вариантах реализации изобретения первая и вторая зоны создаются с помощью распылительных насадок, например, вдоль технологической линии или в распылительной камере. На фиг. 5 проиллюстрирована приведенная в качестве примера распылительная камера. Камера 110 содержит корпус 111, который определяет внутреннюю часть 111  корпуса через которую проходят туши/тушки 112. Корпус 111 имеет прямоугольную прорезь или отверстие 111 Отверстие 111 размещено так, чтобы обеспечивать перемещение подвесок 115 с помощью подвесного конвейера 115  через устройство 110. Туша/тушка 112 удерживается в подвеске 115. Подвесной конвейер 115  и подвески 115, как правило, несъемно расположены в перерабатывающей установке. Дополнительные подробности относительно приведенной в качестве примера распылительной камеры приведены в патенте США № 8,246,429, который включен в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
a
a,
a
a
a
a
a
a
Корпус 111 содержит впускной коллектор, который сообщается по текучей среде с пятью трубопроводами 119–123 и подает в них очищающий раствор. Трубопроводы могут быть добавлены или убраны, и расположение трубопроводов внутри корпуса 111 может изменяться. Трубопроводы могут быть повернуты, чтобы обеспечивать целевое регулирование распылительных насадок 119 –123  и могут быть соединены с механизмом, который перемещает трубопроводы в колебательном движении. Трубопроводы поддерживаются во внутренней части 111  корпуса с помощью средств, хорошо известных в данной области техники, и не показаны. Трубопроводы 119–123 проходят по длине первой секции 116. Множество распылительных насадок 119 –123  функционально соединены с трубопроводами 119–123 с помощью средств, хорошо известных в данной области техники. Как правило, коленчатый патрубок соединяет трубопровод с распылительной насадкой, и такая конструкция хорошо известна в данной области техники. Насадки 119 –123  имеют выпускные отверстия, которые распыляют поток очищающего раствора. Направляющий стержень 124 надлежащим образом поддерживается во внутренней части корпуса для контакта с передней или задней стороной туш/тушек, чтобы отклонять туши/тушки от вертикали. Направляющий стержень 124 надлежащим образом поддерживается во внутренней части 111  корпуса. Направляющий стержень 124 для направления туш/тушек соединен подходящими средствами, такими как сварка, с опорными трубами 127.
В некоторых вариантах реализации изобретения насадки распылительной камеры разделены для образования первой зоны и второй зоны и одной или более необязательных зон. Зоны могут быть образованы путем чередования отдельных распылительных насадок для раствора перкислоты и щелочного раствора. Зоны также могут быть образованы путем объединения насадок с образованием первой зоны, второй зоны и необязательных дополнительных зон. В некоторых вариантах реализации изобретения множество распылительных камер, таких как камера, проиллюстрированная на фиг. 5, могут быть расположены последовательно, так что одна камера образует первую зону, а другая камера образует вторую зону, и дополнительные камеры могут использоваться при необходимости для создания дополнительных необязательных зон. В некоторых вариантах реализации изобретения зоны могут быть созданы с помощью распылительных насадок, при этом распылительные насадки являются частью технологической линии и не заключены в распылительную камеру.
Первый и второй агенты могут быть выбраны таким образом, чтобы они были безопасны для использования с пищевыми продуктами (например, сырым мясом и птицей) и оказывали требуемое антимикробное или дезинфицирующее действие. В некоторых вариантах реализации изобретения первый агент представляет собой основание. Примеры подходящих оснований включают в себя гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия; и карбонаты, такие как карбонат натрия или бикарбонат натрия. В одном приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения первый агент представляет собой гидроксид натрия.
В некоторых вариантах реализации изобретения второй агент представляет собой пероксикарбоновую кислоту (перкислоту). Подходящие примеры перкислоты включают моно– или ди–пероксикарбоновые кислоты, такие как пероксимуравьиная кислота, пероксиуксусная кислота, пероксипропионовая кислота, пероксибутановая кислота, пероксипентановая кислота, пероксигексановая кислота, пероксигептановая кислота, пероксикаприловая кислота, пероксинонановая кислота, пероксидекановая кислота, пероксиундекановая кислота и пероксидодекановая кислота. В одном приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения перкислота представляет собой пероксиуксусную кислоту, КД которой составляет около 8,2.
Пероксикарбоновая кислота может быть получена в реакционной смеси путем смешивания карбоновой кислоты и перекиси водорода. Карбоновой кислотой может быть, например, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, бутановая кислота, пентановая кислота, гексановая кислота, гептановая кислота, октановая кислота, нонановая кислота, декановая кислота, ундекановая кислота, додекановая кислота, молочная кислота, малеиновая кислота, аскорбиновая кислота, лимонная кислота, гидроксиуксусная кислота, неопентановая кислота, неогептановая кислота, неодекановая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота или субриновая кислота.
Первый и/или второй агент может также содержать дополнительные соединения, такие как соединения, которые помогают при обработке или смешивании. Примеры дополнительных соединений включают в себя секвестранты, гидротропы и загущающие или желирующие агенты. В некоторых вариантах реализации изобретения первый и/или второй агент не содержит или, по существу, не содержит дополнительные соединения.
Первый и второй агенты могут дозированно подаваться в ванну в концентрациях, которые обеспечивают противомикробный или дезинфицирующий эффект. В примерах, в которых первый агент является источником щелочности, первый агент может дозированно подаваться в ванну так, что рН в первой зоне первоначально (до смешивания со вторым агентом) составляет от около 8,5 до около 13, от 9 до около 12 или от 10 до около 11. Фактическая дозировка первого агента будет зависеть от размера ванны и уровня примесей в растворе ванны, которые обеспечивают буферную способность воды.
В примерах, в которых второй агент представляет собой перкислоту, второй агент может дозированно подаваться в ванну так, что его концентрация во второй зоне первоначально составляет от около 500 ч/млн до около 5000 ч/млн, от 750 ч/млн до около 3000 ч/млн или от 1000 ч/млн до около 2000 ч/млн. В одном примере второй агент представляет собой перуксусную кислоту, и концентрация второго агента в наиболее концентрированной области второй зоны составляет от около 1000 ч/млн до около 1500 ч/млн. pН во второй зоне (например, в наиболее концентрированной области второй зоны или в центре второй зоны) может составлять от около 5 до около 8 или от около 6 до около 7,5.
Способ проведения испытания для определения уровней перкислоты и пероксида
Аналитический способ проведения испытания, используемый для определения уровней перкислоты и пероксида в соответствии с данным изобретением, является йодометрическим способом с использованием показателей крахмала и йода для определения наличия окислителя. Температура образца должна быть ниже 75 °F, pH образца кислый (pH менее 6,2) и имеет концентрацию перуксусной кислоты (PAA), меньшую или равную примерно 1000 ч/млн и менее чем около 800 ч/млн пероксида. Титрование выполняется за счет добавления стандартных концентраций тиосульфата натрия, добавляемых капельным путем, или с помощью другого механизма доставки с контролируемым объемом (например, с помощью автоматического пипеточного дозатора), до тех пор, пока синий/черный образец не станет бесцветным (может присутствовать некоторая мутность). Каждый контролируемый объем добавления тиосульфата соответствует количеству эквивалента PAA. Тот же образец может быть дополнительно проверен на содержание пероксида путем добавления кислородного катализатора, например, молибдата аммония, наряду с необязательным регулированием pH для поддержания кислотного pH (например, путем добавления серной кислоты). Титрование тиосульфатом повторяют. Каждый контролируемый объем добавления тиосульфата соответствует количеству пероксида. Соответствующее количество будет отличаться от перкислоты из–за разницы в молекулярной массе каждой молекулы.
При оценке способов дезинфекции пероксида/перкислоты способ, используемый для измерения количества пероксида, может оказывать влияние на воспринимаемый уровень пероксида. Некоторые аналитические способы не подходят для измерения перкислотных/пероксидных систем, особенно систем, в которых уровни находятся в состоянии изменения, а не в равновесии, что дает ошибочные результаты по пероксиду. Некоторые способы в данной области техники показывают уровень пероксида, который измеряют путем определения равновесной концентрации перкислоты/пероксида и корреляции равновесной концентрации с уровнем пероксида. Однако такие системы, как охладительные установки для охлаждения птицы, в которых перкислота и пероксид находятся в контакте с различными другими компонентами (например, побочными продуктами из тушек птицы, включая кровь и ферменты каталазы), концентрации перкислоты и пероксида редко достигают равновесия и находятся в состоянии постоянного изменения, причем каталаза быстро разлагает пероксид. Если в аналитическом способе кислородный катализатор добавляют перед выполнением титрования для определения уровня пероксида, результат указывает только равновесную концентрацию перкислоты/пероксида, и уровень пероксида не может быть точно определен.
Данное изобретение предусматривает способ уменьшения бактериальной нагрузки на мясо и птицу, причем способ включает: создание множества зон в пределах ванны охладительной установки, содержащей воду, путем дозированной подачи источника щелочности и перкислоты в воду, при этом множество зон включает по меньшей мере одну щелочную зону, рН которой выше КД перкислоты, и по меньшей мере одну перкислотную зону, рН которой ниже КД перкислоты; и погружение мяса или птицы в ванну охладительной установки. В определенных аспектах перкислота включает перуксусную кислоту. В определенных аспектах КД составляет от около 8,2 до около 8,4. Перкислота может быть перуксусной кислотой. Источником щелочности может быть гидроксид щелочного металла, такой как гидроксид натрия. Щелочная зона может иметь рН от около 8,5 до около 12, а перкислотная зона – рН от около 4 до около 8,5. Перкислота может иметь концентрацию от около 500 ч/млн до около 2000 ч/млн в перкислотной зоне при измерении в кислой среде. В определенных аспектах перкислоту дозированно подают непрерывно, а источник щелочности дозированно подают в прерывистом режиме. В определенных аспектах перкислоту или источник щелочности или оба дозированно подают непрерывно. В некоторых других аспектах источник щелочности и перкислоту дозированно подают поочередно или в прерывистом режиме. Источник щелочности и перкислоту могут дозированно подавать в линию подачи воды. Источник щелочности и/или перкислоту могут дозированно подавать с интервалами, определенными на основании скорости потока воды в охладительной установке и объема охладительной установки. Источник щелочности и перкислоту могут дозированно подавать для создания пробочных потоков источника щелочности и перкислоты в линии подачи воды. Мясо или птица может перемещаться в ванне охладительной установки в первом направлении, а множество зон могут перемещаться во втором направлении, противоположном первому направлению. Ванна охладительной установки может содержать от одной до четырех перкислотных зон и от одной до четырех щелочных зон.
Предусмотрен способ уменьшения бактериальной нагрузки в ванне охладительной установки для мяса или птицы, при этом ванна охладительной установки содержит линию подачи воды, причем способ включает: попеременную дозированную подачу источника щелочности и перкислоты в линию подачи воды; и создание множества зон в ванне охладительной установки, причем множество зон включает по меньшей мере одну щелочную зону, pH которой выше КД перкислоты, и по меньшей мере одну перкислотную зону, pH которой ниже КД перкислоты. В определенных аспектах КД составляет от около 8,2 до около 8,4. Перкислота может быть перуксусной кислотой. Источником щелочности может быть гидроксид щелочного металла, такой как гидроксид натрия. Щелочная зона может иметь рН от около 8,5 до около 12, а перкислотная зона – рН от около 4 до около 8,5. Перкислота может иметь концентрацию от около 500 ч/млн до около 2000 ч/млн в перкислотной зоне при измерении в кислой среде. В определенных аспектах перкислоту дозированно подают непрерывно, а источник щелочности дозированно подают в прерывистом режиме. В определенных аспектах перкислоту или источник щелочности или оба дозированно подают непрерывно. В некоторых других аспектах источник щелочности и перкислоту дозированно подают поочередно или в прерывистом режиме. Источник щелочности и перкислоту могут дозированно подавать в линию подачи воды. Источник щелочности и/или перкислоту могут дозированно подавать с интервалами, определенными на основании скорости потока воды в охладительной установке и объема охладительной установки. Источник щелочности и перкислоту могут дозированно подавать для создания пробочных потоков источника щелочности и перкислоты в линии подачи воды. Мясо или птица может перемещаться в ванне охладительной установки в первом направлении, а множество зон могут перемещаться во втором направлении, противоположном первому направлению. Ванна охладительной установки может содержать от одной до четырех перкислотных зон и от одной до четырех щелочных зон.
Данное изобретение также предусматривает ванну охладительной установки, содержащую: резервуар для хранения объема воды охладительной установки, причем резервуар содержит дно и стенки, определяющие первый конец и второй конец; одну или более линий подачи воды, функционально соединенных с одним или более насосами для закачки воды в резервуар и создания направления потока воды от первого конца ко второму концу, причем одна или более линий подачи воды содержат впускное отверстие для подпиточной воды на первом конце резервуара; систему дозирования для дозированной подачи первого раствора и второго раствора в воду охладительной установки, причем система дозирования выполнена с возможностью создания множества зон в объеме воды, при этом каждая зона имеет более высокую концентрацию первого или второго раствора, чем окружающие части объема воды; и устройство погружения мяса или птицы для погружения и перемещения туш животных или тушек птицы в воде охладительной установки в направлении потока мяса или птицы от второго конца резервуара к первому концу резервуара. Ванна охладительной установки может дополнительно содержать слив на втором конце резервуара и линию рециркуляции для циркуляции воды охладительной установки в резервуаре, причем линия рециркуляции имеет первый конец, сообщающийся по текучей среде со сливом, и второй конец, расположенный на первом конце резервуара, причем линия рециркуляции содержит насос, выполненный с возможностью создания рециркуляционного потока воды от первого конца ко второму концу линии рециркуляции и от первого конца резервуара до второго конца резервуара. Система дозирования может содержать первый дозирующий насос, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий насос, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое и второе впускные отверстия находятся в линии рециркуляции. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое впускное отверстие находится в линии рециркуляции, а второе впускное отверстие находится в резервуаре рядом с первым концом. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое и второе впускные отверстия находятся в одной или более линиях подачи воды. Согласно некоторым аспектам система дозирования содержит первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое впускное отверстие находится в одной или более линиях подачи воды, а второе впускное отверстие находится в резервуаре рядом с первым концом. Одна или более линий подачи воды могут содержать линию подачи холодной воды, соединенную с системой охлаждения, причем система дозирования содержит первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, и при этом одно или оба из первого и второго впускных отверстий находятся в линии подачи холодной воды. В некоторых аспектах система дозирования содержит первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое и второе впускные отверстия находятся в резервуаре рядом с первым концом. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое впускное отверстие содержит множество насадок, расположенных на распылительной штанге, проходящей через резервуар в поперечном направлении по отношению к направлению потока воды. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом первое и второе впускные отверстия расположены вдоль дна или стенок резервуара в объеме воды охладительной установки. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом каждое из первого и второго впускных отверстий содержит множество впускных отверстий, расположенных вдоль стенок и дна резервуара. Система дозирования может содержать первый дозирующий клапан, функционально соединенный с первым впускным отверстием, и второй дозирующий клапан, функционально соединенный со вторым впускным отверстием, при этом каждое из первого и второго впускных отверстий содержит множество впускных отверстий, расположенных в U–образной области вдоль стенок и дна резервуара, при этом U–образная область приблизительно соответствует поперечному сечению резервуара в направлении, поперечном направлению потока рециркулирующей воды.
Предусмотрен способ уменьшения бактериальной нагрузки в процессе обработки мяса или птицы распылением, включающий: попеременное распыление источника щелочности и перкислоты на тушу мяса или тушку птицы; и создание множества зон с помощью распылительных насадок вдоль технологической линии или в одной или более распылительных камер, причем множество зон содержит по меньшей мере одну щелочную зону, рН которой выше КД перкислоты, и по меньшей мере одну перкислотную зону, рН которой ниже КД перкислоты. В определенных аспектах КД составляет от около 8,2 до около 8,4. Перкислота может быть перуксусной кислотой. Источником щелочности может быть гидроксид щелочного металла, такой как гидроксид натрия. Щелочная зона может иметь рН от около 8,5 до около 12, а перкислотная зона – рН от около 4 до около 8,5. Перкислота может иметь концентрацию от около 500 ч/млн до около 2000 ч/млн в перкислотной зоне при измерении в кислой среде. В определенных аспектах перкислотная зона содержит от 1 до 200, от 1 до 100, от 1 до 50, от 1 до 20, от 1 до 10, от 1 до 5, от 2 до 4 или от 2 до 3 распылительных насадок, а щелочная зона содержит от 1 до 200, от 1 до 100, от 1 до 50, от 1 до 20, от 1 до 10, от 1 до 5, от 2 до 4 или от 2 до 3 распылительных насадок. В некоторых вариантах реализации изобретения количество и конфигурация насадок дают возможность каждому раствору оставаться в контакте с поверхностью туши/тушки в течение периода времени, называемого «временем выдержки». В некоторых вариантах реализации изобретения «время выдержки» для каждой зоны составляет от около 5 секунд до около 60 секунд, от около 5 секунд до около 40 секунд или от около 10 секунд до около 30 секунд. В некоторых вариантах реализации изобретения время выдержки рассчитывается на основании количества времени, в течение которого туша/тушка пребывает в одной зоне, прежде чем перейти в следующую. В некоторых вариантах реализации изобретения время выдержки рассчитывается на основании общего количества времени, в течение которого туша/тушка находится в состоянии воздействия в каждой зоне. Например, в вариантах реализации изобретения, в которых насадки попеременно размещены между перкислотными насадками и щелочными насадками, время выдержки для воздействия перкислотного раствора может быть рассчитано путем сложения времени, в течение которого туша/тушка подвергается воздействию всех перкислотных насадок вдоль линии или в распылительной камере. Аналогичным образом, в этом же варианте реализации изобретения время выдержки для щелочных сопел можно рассчитать путем сложения времени, в течение которого туша/тушка подвергается воздействию всех щелочных насадок вдоль линии или в распылительной камере. В определенных аспектах перкислотная зона и щелочная зона образованы путем чередования отдельных насадок с источником перкислоты и источником щелочности. В определенных аспектах распылительные насадки входят в состав технологической линии. В определенных аспектах распылительные насадки входят в состав одной распылительной камеры. В определенных аспектах одна распылительная камера образует перкислотную зону, а вторая распылительная камера образует щелочную зону. Мясо или птица движется мимо распылительных насадок, в то время как оно подвешено на крюках, соединенных с цепью, лентой или конвейерной системой. Когда мясо или птица проходит мимо распылительных насадок, туша/тушка подвергается воздействию как перкислотной зоны, так и щелочной зоны. Распылительные насадки могут быть выполнены с возможность создания от одной до четырех перкислотных зон и от одной до четырех щелочных зон.
Данное изобретение также предусматривает распылительную систему, содержащую: множество подвесок, прикрепленных к конвейерной системе в установке для обработки мяса или птицы, множество распылительных насадок, направленных на распыление раствора перкислоты или щелочного раствора снаружи или внутри туш животных или тушек птицы, и систему дозирования для дозированной подачи первого раствора и второго раствора в распылительные насадки, причем система дозирования выполнена с возможностью создания множества зон в пределах распылительных насадок путем подачи первого раствора в часть распылительных насадок, которые образуют первую зону, и подачи второго раствора в часть распылительных насадок, которые образуют вторую зону. Согласно некоторым аспектам система распыления может содержать одну или более распылительных камер с насадками внутри распылительной камеры для распыления снаружи или внутри продукта из мяса или птицы. В некоторых вариантах реализации изобретения распылительные насадки внутри одной камеры разделены на зоны для раствора перкислоты и щелочного раствора. В некоторых вариантах реализации изобретения первая распылительная камера предназначена для раствора перкислоты, а вторая распылительная камера предназначена для щелочного раствора. Дополнительные камеры могут быть размещены для образования дополнительных зон. Порядок размещения зон может быть перкислотно–щелочным и т.д. или щелочно–перкислотным и т.д.
В данном раскрытии изобретения описано использование резервуаров охладительной установки и систем распылительных камер. Следует понимать, что зоны также могут быть созданы в связи с другими типами оборудования для обработки туш/тушек, включая шнеки и конвейеры для обработки сортовых и подсортовых отрубов мяса, и оборудования для измельчения мяса. Зоны могут быть созданы с использованием разбрызгивателей, желобов, мест погружения, пенообразователей, каскадов или поточных линий.
Данное изобретение описано с упоминанием перкислотных и щелочных растворов. В некоторых вариантах реализации изобретения перкислотный раствор может быть заменен альтернативным противомикробным средством в составе «противомикробной зоны», таким как гипохлорит натрия, гипохлористая кислота, хлор или подкисленный хлорит натрия. В некоторых вариантах реализации изобретения противомикробное средство для противомикробной зоны представляет собой окислительное противомикробное средство. Концентрация противомикробного средства в ванне охладительной установки или на выходе из распылительной насадки может составлять от около 25 ч/млн до около 150 ч/млн, от около 30 ч/млн до около 100 ч/млн, или от около 35 ч/млн до около 80 ч/млн, или от около 500 ч/млн до около 5000 ч/млн, от около 750 ч/млн до около 3000 ч/млн или от около 1000 ч/млн до около 2000 ч/млн.
В некоторых вариантах реализации изобретения способ включает дополнительные зоны, отличные от перкислотной зоны и щелочной зоны. Например, способ может включать перкислотную зону, щелочную зону и дополнительную противомикробную зону, которая не содержит перкислоту.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Ванна охладительной установки на птицеперерабатывающем предприятии была оснащена дозированной подачей щелочного раствора во впускную линию рядом с первым концом ванны, и дозированной подачей перуксусной кислоты через распылительную штангу, установленную над ванной, как схематически показано на фиг. 3. Ванна охладительной установки не содержала рециркуляционную линию. Тушки птицы вводили в ванну на втором конце и перемещали от второго конца ванны к первому концу, в то время как раствор ванны протекал от первого конца ко второму концу.
Уровень рН раствора ванны контролировали, и следили за тем, чтобы вблизи первого конца (точки дозированной подачи щелочного раствора) рН раствора ванны составлял около 10,5. Сразу за точкой дозированной подачи перуксусной кислоты pH раствора в ванне резко падал примерно до pH 7,1–7,3. Затем рН постепенно увеличивался примерно до 7,9 возле второго конца ванны. Был сделан вывод, что распылительную штангу можно использовать для создания отдельных зон, при этом в одной зоне преобладают щелочной раствор и высокий рН, а в другой зоне преобладает перуксусная кислота.
Хотя выше описаны некоторые варианты реализации изобретения, могут существовать другие варианты реализации изобретения. Хотя данное описание включает в себя подробное описание, объем данного изобретения обозначен следующей формулой изобретения. Конкретные признаки и действия, описанные выше, раскрыты как иллюстративные аспекты и варианты реализации изобретения. После ознакомления с описанием в данном документе специалисту в данной области техники могут стать очевидными различные другие аспекты, варианты реализации изобретения, модификации и их эквиваленты без отступления от сущности данного изобретения или объема заявленного объекта изобретения.