Способ быстрой одновременной стерилизации, дезинфекции и дезинсекции пищевых продуктов
METHOD OF QUICK SIMULTANEOUS STERILIZATION, DISINFECTION AND DISINSECTION OF FOOD PRODUCTS

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области санитарной медицины, экологии, сельского хозяйства.
Есть ряд микроорганизмов, устойчивых к радиации, высоким температурам и химическим реагентам, их уничтожение вызывает трудности. Объекты, в которых имеются данные микроорганизмы, обеззараживаются в том числе при помощи электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).
Сотрудники Университета Флориды пропитывали губки и мочалки сточной водой, содержащей различные микробы-возбудители - бактерий, вирусов, простейших и бактериальных спор, в частности, Bacillus cereus. Губки и мочалки помещали в микроволновую печь, нагревали и изучали выжившую микрофлору. Нагревание на полной мощности в течение 2 минут уничтожало или инактивировало более 99% всех живых патогенов. Исключение составили лишь споры Bacillus cereus, для их инактивации потребовалось 4 минуты. Авторы считают, что смертельным фактором для патогенов является не излучение, а высокая температура, возникающая в печи от искусственного ускорения движения молекул воды. Также была проверена и возможность микроволновых печей стерилизовать использованные шприцы. Для полной стерилизации шприцов требовалось 12 минут (25.1.2007) http://www.popmech.ru/technologies/6056-novaya-angara-nadezhda-kosmicheskikh-patriotov/
В России запатентовано изобретение Байбурина В.Б. и др. «Способ быстрой стерилизации медицинских инструментов»
Способ заключается в следующем - медицинские инструменты помещают в прозрачную для СВЧ-поля тару, изготовленную из жаропрочного стекла, в которую добавляют воду с естественным содержанием солей, при этом вода должна касаться каждого инструмента, чтобы возник электрический контакт между водой и инструментом. Отсутствие воды приводит к искрению в СВЧ-поле, ведущему к перегреву и затуплению инструмента, а погружение инструментов в воду целиком приводит к экранированию СВЧ-полей от инструмента.
Затем тару с инструментами помещают в СВЧ-резонатор, аналогичный СВЧ-печи мощностью 600-800 Вт. Процесс стерилизации может продолжаться от 5-ти до 10-ти минут. С уменьшением времени стерилизации (менее 5-ти минут) уничтожение споровых микроорганизмов не происходит, увеличение же времени стерилизации более 10-ти минут нецелесообразно. СВЧ-стерилизация инструментов происходит в пароводяной среде, которая обладает, с одной стороны, свойствами воды, предотвращающей перегрев материала теплообмена и предотвращающей искрения за счет электрической проводимости. С другой стороны, пароводяная смесь менее плотная, чем вода и ослабление СВЧ-полей в ней незначительно.
Еще один способ предложен Корчагиным Ю.В.: «Способ стерилизации материалов при помощи СВЧ-излучения с высокой напряженностью поля и устройство для реализации способа» (RU 2161505. Бюл. №1, 2001 г.)
Способ стерилизации заключается в использовании маломощного источника СВЧ-излучения. Повышение напряженности поля СВЧ при помощи объемного резонатора обеспечивает уничтожение микроорганизмов. Стерилизуемый материал может перемещаться внутри резонатора. Устройство для реализации способа стерилизации состоит из магнетрона и объемного резонатора. Изобретение позволяет обеспечить возможность стерилизации диэлектрических или частично диэлектрических материалов без использования мощных генераторов СВЧ; используют источник СВЧ-излучения мощностью от 100 Вт до 5 кВт.
В то же время помимо микроорганизмов пищевые продукты зачастую поражены мелкими насекомыми, паразитами. Если в сухофруктах, муке или макаронных изделиях обнаружены жучки - мучные хрущаки (Tribolium confusum Duv), рыжие мукоеды (Laemophloeus testaceus F.), рисовые долгоносики (Sitophilus oryzae L.), клещи (Acarus siro) или хлебные точильщики (Stegobium paniceum) - то продукт фактически потерян. Обычным просеиванием можно удалить взрослых насекомых, но яйца этих жуков настолько мелкие, что свободно проходят сквозь сито, а внешне похожи на крупинки муки. Обычно вредных насекомых убивают промораживанием продуктов в морозильной камере в течение суток, путем размозжения или раздавливания при ударе о какую-либо поверхность под действием центробежной силы или путем истирания между двумя поверхностями.
Используется также прокаливание в духовке или муфельной печи при температуре 100-120 градусов в течение 20 мин. и более. Недостатком способа является то, что мука, например, при прокаливании, как правило, теряет некоторые свойства.
Прототипом изобретения является диссертация Злобина, В.А. Разработка комбинированного устройства для погрузки и протравливания семян с обоснованием его конструктивно-режимных параметров: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.20.01. / Злобин Вадим Александрович. - Ульяновск, 2011. - 17 с.
Для проведения дезинсекции зерно или продукты его переработки в течение 1…3 минут нагревают до температуры 50…60°С, это приводит к гибели таких вредителей как клещ, долгоносик, мукоед, мучной хрущак, причем во всех стадиях своего развития. Среднее значение удельного расхода энергии на дезинсекцию зерна составляет 17 кВт⋅ч/т.
Недостатком способа является то, что, во-первых, при нагреве до 50…60°С продолжительность жизни, скажем, рыжего мукоеда, как указано в той же диссертации - 10 мин., т.е. 1-3 минут явно не хватит. Мучной клещ при такой температуре погибает в течение от 10 минут до 2 часов, а гипопус мучного клеща - только через несколько дней. Во-вторых, нагрев до 50…60°С не уничтожает одновременно болезнетворные микроорганизмы.
Задачей настоящего изобретения является изыскание эффективного способа одновременной стерилизации, дезинфекции и дезинсекции пищевых продуктов при сохранении их полезных свойств.
Поставленная задача была решена путем воздействия на водосодержащие микроорганизмы, паразиты и их яйца сверхвысокочастотным электромагнитным полем (СВЧ ЭМП), частота которого совпадает с резонансной для кластеров воды частотой 2,45 ГГц. В принципе - при помощи стандартной микроволновой печи. Данный способ лишен указанных недостатков.
2
Способ состоит в помещении продукта под действие СВЧ ЭМП с частотой 2,45 ГГц и плотностью потока мощности не менее 170 мВт/см, например, в микроволновую печь, возможно, с грилем и конвекцией, и прогревании в течение 2 минут (если муки, зерна и т.п. - то с последующим просеиванием). Паразиты, их яйца и 99% вредных микроорганизмов гарантированно уничтожаются, свойства пищевых продуктов сохраняются.
Способ позволяет обеззараживать не только пищевые продукты, но и лекарственные травы и другие материалы.