УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКОВ ХРАНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ "АВЕРС-ВАКУ-ФРЭШ"

Полезная модель относится к бытовой и промышленной технике, а именно к устройству для увеличения сроков хранения продуктов питания без заморозки и без потери полезных свойств и вкусовых качеств.
Проблема сохранения продуктов-замедление процессов их нежелательного изменения и порчи - одна из важнейших проблем.
В настоящее время продукты питания хранятся в бытовых и промышленных холодильных установках с различными температурами охлаждения (-35°С до -5°С и +1°С до +12°С). Мясо и мясные продукты, рыба и рыбные продукты при длительном хранении подвергаются глубокой заморозке (-35°С до -5°С), которые при быстром размораживании теряют свои вкусовые и питательные свойства. Разморозка без потери этих качеств должна осуществляться в течение 24 часов при температуре 18-20°С. Что занимает очень много времени. Продукты растительного происхождения, в основном, не подлежат заморозке, т.к. теряют свои вкусовые качества и полезность при употреблении. Это распространяется и на молоко и молочные продукты.
Хранение пищевых продуктов, животного происхождения, при пониженных температурах позволяет сохранить их на протяжении длительного срока, т.к. этот процесс очень сильно замедляет микробиологические реакции и действия ферментов. Размножение микроорганизмов обратно пропорционально величине температуры хранения: чем ближе к нулю градусов по Цельсию, тем активность микроорганизмов меньше. Микроорганизмы размножаются значительно медленнее при более низких температурах, но плесень (некоторые разновидности) способна развиваться даже при температуре около - 8 градусов Цельсия. Размножение микроорганизмов можно окончательно исключить при температуре ниже -20 градусов Цельсия.
Однако, значительные колебания температуры проводят к нарушению волокон мяса, т.к. значительно вырастает количество кристаллов льда. А после повышения температуры, кристаллы льда тают и в волокнах мяса происходит нарушение структуры волокон.
Дыни, арбузы, ананасы, киви, манго, бананы, помидоры, огурцы и другие теплолюбивые культуры в хранении в холодильнике не нуждаются. Аналогично, лучше хранятся без холодильника лук, чеснок и картофель.
Творог, сыр и сливочное масло, после вскрытия упаковки, нуждаются в защите от посторонних запахов, которые они склоны поглощать и от быстрого развития микроорганизмов, в результате чего сокращаются сроки хранения.
В мире сегодня существует основной способ хранения продуктов путем охлаждения до температуры, близкой к замерзанию тканевой жидкости, т.е. около 0° Цельсия. При такой температуре тормозится жизнедеятельность микроорганизмов, замедляется течение биологических процессов, проходящих в продуктах питания под действием собственных ферментов, влаги и кислорода воздуха. Однако, эти процессы не прекращаются и при хранении идет накопление продуктов автоматического разложения тканей и особенно гнилостных аэробных и анаэробных бактерий на поверхности продукта.
Известен способ стерилизации пищевых продуктов, в том числе и мяса NORM ультразвуковыми устройствами. Недостатком этого устройства является то, что устойчивость микроорганизмов к действию УЗ-волн различны. Вегетативные формы бактерий более чувствительны, чем споры. Чем меньше размеры микробной клетки, тем выше устойчивость к действию ультразвука. Кроме того, на бактерицидное действие УЗ-волн влияет как состав дисперсной среды (чем выше содержание липидов, углеводов и особенно белков, тем выше бактериальный эффект), так и концентрация микробных клеток - чем меньше концентрация, тем выше бактерицидное действие ультразвука (Сидоров М.С., Корнелаева Р.П. Микробиология мяса и мясопродуктов, М., Колос, 1996 г. с.240).
Известен также способ обработки мяса NORM ультрафиолетовыми (УФ) лучами (патент №2262279. «Инструкция по применению ультрафиолетового излучения при производстве, хранения и перевозке сырья и продуктов животного происхождения», утвержденная 19 июля 2002 года №13-5-02/0536).
Недостатком этого способа является то, что УФ-лучи не способны проникать в глубокие слои облучаемого мяса, они действуют только на его
поверхность, глубина проникновения в мясо измеряется десятыми долями миллиметрах. Этот способ не может быть использован для увеличения сроков хранения мяса с DFD, т.к. развитие микробов в мясе DFD обуславливается не только послеубойным экзогенным, как мясо NORM, микробным обсеменением из желудочно-кишечного тракта, желчного пузыря и т.д. в глубокие слои мышечной ткани. Кроме этого, недостатком известного способа является ухудшение качества мяса, т.к. УФ-лучи повреждают нуклеиновые кислоты, белки и липиды. Действие на органические вещества обусловлено поглощающим эффектом ароматических аминокислот, а УФ-лампы надо использовать при температуре окружающей среды от 10°С до 25°С, тогда как при хранении охлажденного мяса температура воздуха в камере хранения должна составлять - 1°С до 0°С.
Также известен способ вакуумного хранения продуктов питания. На рынке предлагаются вакуумные контейнеры емкостью от 0,5 л. до 4,5 л., производства компаний BOSCH (Германия), Zepter (Швейцария) и Vitesse (Франция). Основным преимуществом вакуумных контейнеров является то, что вакуум замедляет процессы окисления и роста колоний аэробных микроорганизмов, благодаря чему в течение определенного времени продукты питания остаются свежими и более вкусными. Недостатками данного способа являются: неконтролируемость свежести продукта при за кладке вакуумный контейнер и если продукты уже заражены бактериями, они таковыми и останутся. Вакуумный контейнер способен только незначительно замедлить процессы порчи продуктов.
Наиболее близким аналогом предполагаемой полезной модели является «Устройство для увеличения сроков хранения продуктов питания «АВЕРС-Фрэшгард» (Патент на полезную модель №71216, НПК «АВЕРС», приоритет полезной модели от 17.08.2007 г.), представляющее собой стандартный цоколь с резьбой Эдисона Ц 27 с пластмассовым корпусом, где вмонтированы излучатели синего, зеленого и красного спектров. Устройство позволяет в несколько раз увеличить хранение продуктов питания, но только в стационарных холодильных устройствах и не может быть использовано в малогабаритных контейнерах при их транспортировке.
Все перечисленные способы, относятся к повышению сроков хранения мяса, мясопродуктов, рыбы, рыбопродуктов, молока, молочных
продуктов и растительных продуктов. Однако, иных способов хранения продуктов питания в домашних условиях, кроме как в бытовых холодильниках, не существует. Кроме того, бытовые холодильники в камерах для хранения продуктов питания обеспечивают поддержание температуры +7°С до +14°С не ниже, что снижает сроки хранения. А способы хранения продуктов питания при длительных поездках в транспорте, просто отсутствуют.
Существующие вакуумные контейнеры должны быть помещены в холодильники при температуре не выше +3°С и они не заменяют холодильник. Сроки хранения продуктов зависят только от их свежести перед закладкой. Частое открытие вакуумных контейнеров никакого эффекта в хранении не дает.
Технической задачей полезной модели является создание простого устройства, для бытового и промышленного применения, с холодильными устройствами и без них, в целях значительного увеличения сроков хранения продуктов питания в вакууме с использованием монохроматических излучателей видимого спектра света.
Технический результат полезной модели состоит в реализации указанного назначения предполагаемого устройства.
2
Указанный технический результат достигается путем облучения продуктов питания, находящихся в вакуумном контейнере, в холодильной камере, либо вне ее при положительных температурах от +5°С до +25°С, светоизлучающим устройством, включающий монохроматические излучатели фиолетового, синего, зеленого и красного спектров солнечного света, с интенсивностью до 50 мкВт/см, от расположенных равномерно монохроматических излучателей по поверхности контейнера в вакууме.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для увеличения сроков хранения продуктов питания, включающем полый двухслойный корпус, обеспечивающий термоизоляцию, выполненный из пищевой пластмассы либо из сплавов алюминия, с соразмерной крышкой, выполненной из аналогичного с корпусом материала, соединенной с корпусом шарниром и фиксирующей скобой, с вакуумным манометром, термометром, штуцером обратного клапана, гнездом подключения пульта управления, кнопкой выравнивания давления,
ручкой для переноски и пульт управления, а также монохроматических излучателей фиолетового, синего, зеленого и красного спектров света, уплотнительных прокладок, выполненных предпочтительно из пористой резины, расположенных по краям корпуса и крышки, а монохроматические излучатели, равномерно расположены по всему внутреннему корпусу и крышке, и имеют различную длину в одном спектре. Пульт управления обеспечивает режимы работы устройства включает в себя пластмассовый корпус, электрический провод с разъемом для подключения к крышке, кнопки режима работы, кнопки включения излучателей спектра, кнопку запуска программ, а также блоком для размещения 4-х АКБ, гнездо подзарядки АКБ, гнездо для работы устройства от сети и от автомобиля напряжением 12 В., причем режимы работы обеспечивают включение монохроматических излучателей в определенной последовательности и через определенные интервалы времени, а штуцер обратного клапана и уплотнительные прокладки обеспечивают поддержание вакуума внутри корпуса. Также в изделие входят - вакуумный насос, предпочтительно компании BOSCH.
Существенность выбранных диапазонов видимого спектра солнечного света определяется следующим:
Фиолетовый спектр (400-410 нм) обладает высоким бактерицидным действием, он обеспечивает дезинфекцию поверхностных слоев продуктов т.к. он не проникает глубоко и поглощается жидкостью.
Синий свет (430-470 нм) обладает высоким бактерицидным действием, кроме того, проникает в глубоко лежащие ткани, что необходимо при облучении мясных и рыбных продуктов. Синий свет не оказывает разрушающего действия на клетки, что обеспечивает нативные качественные характеристики мясных, рыбных, а также молочных продуктов.
Под влиянием красного и зеленого света происходят внутриклеточные фотохимические процессы с образованием гидроксильных радикалов и других высокореактивных веществ, действующих губительно на микробную клетку не только на поверхности, но и в глубоких слоях продукта, за счет увеличения спектрального диапазона света (зеленый - 490-530 нм, красный - 660-740 нм)
Продукты растительного происхождения (овощи, фрукты, зелень), при облучении вышеуказанными спектрами света, сохраняют жизнеспособность растительной клетки, а вместе с тем и вкусовые и полезные свойства (Rieder H. Светолечение, С-Пб., изд. журнала «Практическая Медицина», 1902 г., - с.11-24).
Такой способ совмещения вакуума и монохроматических излучателей видимого спектра позволяет повысить сроки хранения в 5-20 раз с применением холодильных устройств и без них, как в местах постоянного проживания людей, так и во время длительных путешествий, где может отсутствовать электроснабжение.
Были проведены исследования по изучению сохранности мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, молока и молочных продуктов в холодильниках и без них; были установлены следующие результаты.
Сравнительная таблица сроков хранения продуктов питания.
Продукт
В холодильной камере
Без холодильной камеры
Обычные
В вак.конт.
Обычные
В вак.конт.
Сырое мясо
3
16
1
10
Вареное мясо
3
20
1
12
Рыба сырая
2-3
15
1
10
Рыба вареная
3
20
1
12
Молоко (сырое)
2
15
1
10
Сыр
10
60
2-3
40
Хлеб
3
15
1-2
12
Фрукты
-
-
2-3
20
Овощи
2
10
1
20
Зелень
3-5
7
2
17
В полезной модели используются предпочтительно монохроматические излучения отечественного производства ОАО «Платан» (России) диаметром 5 мм или их зарубежные аналоги.
Предполагаемое устройство состоит:
Фиг.1А - вид устройства в собранном виде спереди в разрезе;
Б - вид устройства сверху. Фиг.2 В-вид пульта управления спереди; Г - вид сбоку; где: полый двухслойный корпус 1, выполненный предпочтительно из пищевой пластмассы или из сплавов алюминия с соразмерной крышкой 2, выполненной из аналогичного с корпусом материала, соединенной с корпусом шарниром 3, и фиксирующей скобой 4, с вакуумным манометром 5, термометром 6, штуцером обратного клапана 7, кнопкой выравнивания давления 8, электрическим гнездом пульта управления 9, ручкой для переноски 10, монохроматических излучателей 11, уплотнительных резиновых прокладок 12, стеллажи для укладки продуктов 13, пульт у правления 14, выполненный из пластмассы, электрический провод с разъемом для подключения к крышке 15, кнопок режимов работы 16, кнопок включения излучателей 17, кнопки запуска программ 18, отсека питания 19 для 4-х АКБ (4 АКБ×2700 мАч), гнездо 20 для подзарядки АКБ, гнездо 21 для работы устройства от автомобиля и через преобразователь от сети с напряжением в 12 В. Также в изделия входят - вакуумный насос, предпочтительно компании BOSCH, который можно использовать как от промышленных источников тока, так и от АКБ.
В устройстве предусмотрены режимы работы:
I - включение излучателей через 2 часа по 15 мин.
II - включение излучателей через 3 часа по 20 мин.
III - включение излучателей через 4 часа по 30 мин.
Режимы работы излучателей определяются внутренней температурой хранения продуктов и величины вакуума. Вакуумный насос обеспечивает вакуум в изделии в интервале от 0.9 до 0.2 атм. Порядок поочередного включения излучателей: фиолетовый - 20 сек., синий - 20 сек., зеленый - 20 сек., красный - 20 сек.; фиолетовый/синий - 40 сек., зеленый, красный - 40 сек.; фиолетовый, синий, зеленый, красный - 140 сек.
Полезная модель работает следующим образом:
Поднимается фиксирующая скоба 4, открывается крышка 2, на стеллажи 13 закладываются продукты, закрывается крышка 2, опускается фиксирующая скоба 4, в гнездо пульта управления 9 подключается электрический провод с разъемом 15, выбирается тип электрического питания устройства (от АКБ или через гнездо 21 от сети или от автомобиля), кнопками 16 выбирается режим работы и кнопками 17 выбираются излучатели; к штуцеру 7 подсоединяется вакуумный насос и включается, по вакуумному манометру 5 выбирается заданная величина вакуума, по ее достижению насос выключается и отсоединяется от штуцера 7, кнопкой 18 включается программа хранения продуктов. При необходимости извлечь продукты или часть их, кнопкой 18 выключается программа работы устройства, нажатием кнопки 8 выравнивается внутреннее давление, поднимается фиксирующая скоба 4, ручкой 10 открывается крышка 2 и вынимаются продукты. Необходимым условием хранения продуктов является прозрачная тара или пленка. Внутренняя поверхность, при необходимости, легко дезинфицируется соответствующими растворами.
Предполагаемое устройство имеет следующие преимущества:
возможность хранения скоропортящихся продуктов питания в домашних условиях с использованием холодильных установок и без них;
возможность хранения скоропортящихся продуктов питания при длительных путешествиях на автомобилях и иных видах транспорта;
легкость в изготовлении необходимых размеров контейнеров, простота в применении и долговечность в эксплуатации.