Устройство для обработки пищевых продуктов

Полезная модель относится к области пищевой промышленности и сельского хозяйства, а именно к способам защиты продуктов от действия микроорганизмов при обработке жилых и служебных помещений, в частности, магазинов, кафе и ресторанов, также может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности, ветеринарии, строительной индустрии, учреждениях систем здравоохранения и образования, а и смежных областях для дезинфекции воздуха, помещений, материалов и оборудования. Предлагается устройство для дезинфекции на основе полихромной ультрафиолетовой лампы, генерирующей фотоплазму, которая установлена выше обрабатываемого объекта таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны. При этом расстояние до обрабатываемого объекта подбирается таким образом, чтобы оно соответствовало одному из максимумов содержания радикалов в генерируемом потоке. В качестве вариантов установка может быть дополнительно оснащена отражателем, формирующим поток в заданном направлении и установленным на пути генерируемого потока.

Устройство обеспечивает практически полное удаление бактерий различной природы, в том числе и из закрытых зон, позволяя, при необходимости, создавать и поддерживать в помещении стерильные зоны без их изоляции от основного помещения.

Полезная модель относится к области пищевой промышленности и сельского хозяйства, а именно к способам защиты продуктов от действия микроорганизмов при обработке жилых и служебных помещений, в частности, магазинов, кафе и ресторанов, также может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности, ветеринарии, строительной индустрии, учреждениях систем здравоохранения и образования, а и смежных областях для дезинфекции воздуха, помещений, материалов и оборудования.

В настоящее время для обеззараживания пищевых продуктов или иных материалов, наряду с их помещением в зону температурного воздействия (в частности, используя кипячение) или введением дезинфектантов широко используют методы, базирующиеся на основе использования различных излучателей лучистой энергии.

Так, в частности, практикуют обработку инфицированных поверхностей альфа-частицами (RU 2314833, 2006), световыми потоками различного диапазона, в частности потоками инфракрасного, синего и фиолетового света (RU 2111768, 1996; RU 2131636, 2006; RU 2337713, 2007). Если дезинфекция с использованием потоков видимого света не нашла широкого применения в связи с ее низкой эффективностью, то использование для дезинфекции ультрафиолетового излучения используется достаточно широко для дезинфекции помещений и материалов.

В основном, для этих целей применяют бактерицидные облучатели различных типов, содержащие открытые и экранированные бактерицидные лампы. Бактерицидные лампы конструктивно не отличаются от люминесцентных трубчатых ламп и являются ртутными лампами низкого давления. Они служат источником излучения, большая часть спектра которого приходится на область излучения с длиной волны 254-258 нм, которое губительно действует на многие виды бактерий (SU 1713593, 1992; US 5505904, 1996; RU 2031659, 1992; RU 2226110, 2002; RU 2273914, 2004). Лампа, как правило, представляет собой корпус с размещенными в нем продольно бактерицидными облучателями, рефлектор, пусковую и управляющую аппаратуру.

Открытые лампы используются для быстрой дезинфекции воздуха помещений, свободных от людей, так как коротковолновое ультрафиолетовое излучение опасно для здоровья и практически не применяются для обработки пищевых продуктов, где значительная часть поверхности недоступна прямому облучению. Экранированные лампы используют для облучения верхних слоев воздуха в помещениях в присутствии людей и не применяются для обработки продуктов питания из-за низкой эффективности.. Кроме того при работе таких ламп происходит образование значительных количеств озона, который вредно воздействует на легкие людей и многие материалы, в том числе способствуя окислительным процессам в продуктах питания и иных материалах.

Известно устройство для дезинфекции помещений за счет использования ионов воздуха, в котором воздух обрабатывают электронами газового разряда (коронного, тлеющего или дугового) с высокой напряженностью электрического поля (Чижевский А.Л. Руководство по применению ионизированного воздуха. - М.: Госпланиздат, 1959; RU 2021822, 1994) Примером устройства для осуществления этого способа является, в частности, люстра тлеющего разряда Чижевского

Недостатками подобных устройств являются относительно низкая эффективность обеззараживания вследствие высокой скорости оседания ионов на отрицательный электрод и поверхности помещения, большие затраты электроэнергии, идущие на нагрев воздуха и сжигание кислорода.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению яв-ляяется установка для дезинфекции с использованием полихромной ультрафиолетовой лампы (ПУЛ), которая в отличие от бактерицидных (254 нм) и озон-генерирующих (180 нм) ламп обладает расширенным спектром излучения - от 100 до 300 нм (Ю.А.Чугунова и др. Вестник СПб ГМА им А.А.Мечникова, 2008, 3, с 133-135). Данная лампа помещается на стене при входе в помещение. При этом, под воздействием ее излучения на выходе из лампы образуется атомарный кислород в различных нестабильный состояниях, возбужденный двухатомный кислород с повышенными окислительными свойствами, озон и ОН-радикалы (образуются из молекул испаренной воды). Вследствие высокой окислительной способности, образующаяся «фотоплазма» с одной стороны обладает ярко выраженными бактерицидными и дезодорирующими свойствами, а с другой стороны данные активные компоненты получаются в небольших, безопасных для людей концентрациях, что позволяет проводить обработку помещения в присутствии людей.

Недостатком данного устройства является то, что при таком расположении в помещении оно не обеспечивает надежной дезинфекции мест, защищенных от прямого воздействия, что особенно важно при дезинфекции продуктов питания и потому не рекомендовалась для дезинфекции подобных объектов.

Задачей, решаемой авторами, являлось повышение эффективности дезинфекции в закрытых зонах, где прямое облучение малоэффективно.

Данная задача была решена в ходе реализации установленного авторами явления, что получаемая с помощью ПУЛ воздушный поток обладает большим удельным весом по сравнению с окружающим воздухом и может быть направлен в нужном направлении за счет расположения лампы в пространстве определенным образом.

Технический результат достигался за счет использования одного из следующих вариантов выполнения установки.

По первому варианту установка включает в себя ПУЛ, снабженную фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, а также отражателя, установленного вне лампы на пути воздушного потока и формирующего поток в заданном направлении. В частности, в качестве отражателя может выступать стенка или перекрытие обрабатываемой зоны

По второму варианту, используемому при упрощенных требованиях к уровню обработки установка включает в себя ПУЛ, снабженную фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, причем лампа установлена на таком расстоянии до объекта обработки, на котором зона обработки совпадает с одним из максимумов концентрации радикалов в генерируемом потоке.

Последнее обстоятельство обусловлено тем, что, как выяснилось, образование радикалов в потоке носит пульсирующий характер, т.е. в потоке чередуются зоны с минимальной и максимальной активностью. Так, как чередование активных зон зависит от характеристик используемой лампы, то для получения оптимальных результатов расстояние между лампой ПУЛ и зоной обработки подбирается таким образом, чтобы обрабатываемая зона совпадала с одной из зон максимальной концентрации радикалов в генерируемом потоке, что обеспечивается предварительным снятием данной характеристики применяемой лампы. В случае первого варианта учет данного параметра менее важен, т.к. при перемешивании направляемого и отраженного потоков данные зоны размываются и поток усредняется.

Выбор конкретного варианта определяется исходя из требований к уровню дезинфекции, мощности используемой лампы и особенностей помещения, в котором осуществляется обработка.

В качестве ПУЛ используют приборы BioZone, выпускаемые и запатентованные BioZone Scientic International Inc или иные устройства аналогичного типа, например, получаемые по RU 2258545, 2004 или RU 2300324, 2005. В качестве обрабатываемой зоны может выступать часть помещения, где хранятся продукты питания, оборудование, открытые и закрытые емкости, например, фасовочные камеры на пищевых производствах. В качестве фиксирующего элемента обычно используется подставка, штатив, подвес, зажимные устройства и иные традиционно используемые элементы. Общая схема устройства приведена на фиг.1, где используются следующие обозначения:

1 - лампа; 2 - обрабатываемый объект; 3 - отражатель; 4 - фиксатор. Пунктиром обозначено направление потоков фотоплазмы.

Устройство работает следующим образом. Лампы 1 устанавливаются на штативах 5 или подвешиваются с помощью фиксатора 4 на заданном расчетном расстоянии от обрабатываемого объекта 2, при этом расстояние подбирается таким образом, чтобы объект оказался в зоне максимально активной воздушной среды. При необходимости лампу 1 оборудуют отражателем 3. После включения тока лампа 1 генерирует фотоплазму, которая направляется на объект 2, деконтаминирую организмы. При этом активные формы кислорода, ионизированного полихромной лампой, а также ОН-радикалы, возникающие из молекул испаренной воды в зоне прямого облучения полихромной лампой, формируют локальную микробиологически чистую зон в направлении потока фотоплазмы. Одновременно радикалы, содержащиеся в потоке фотоплазмы, возбуждают цепные процессы в окружающем воздухе распространяя антибактериальный эффект по помещению, что приводит к существенному снижению общей бактериальной обсемененности помещения.

Преимуществами заявляемого устройства является возможность дезинфекции закрытых зон, а также возможность создания и поддержания достаточно стерильной зоны в производственных и иных помещениях, когда отгораживание указанной зоны перегородками невозможно по технологическим причинам.

Сущность и преимущества заявляемого изобретения иллюстрируются следующим примером.

Пример 1. Изучение влияния компоновки установки на дезинфекционную активность

Бактерицидная полихромная ультрафиолетовая лампа BioZone была установлена в помещении бактериологической лаборатории объемом 60 м³ на высоте 2,5 м и расстоянии до объекта 5,4 м, что соответствует одному из максимумов содержания радикалов в генерируемом потоке.

Бактериальная суспензия наносилась на плоские образцы площадью 225 см², покрытые латексной краской и подсушивалась на воздухе в течение 1 часа, после чего включалась ПУЛ. Время экспозиции составляло 10 минут. По варианту 1 образцы помещались в камеру, открытую со стороны облучения. По варианту 2 дополнительные элементы отсутствовали.. По варианту 3 расстояние составляло 4,9 м, что соответствовало минимуму концентрации радикалов в потоке.

Результаты, полученные при использовании лампы ПУЛ в стандартном режиме при входе в помещение приведены в графе «АНАЛОГ» Полученные результаты приведены в таблице 1.

Как следует из приведенных данных использование заявляемого решения существенно повышает эффективность стерилизации помещения.

Пример 2. В камеру объемом 2,8 м³ вносили 6 чашек Петри (3 открытые и 3 площадь поверхности которых было перекрыта на 75-80%), в которые были помещены стеклянные купоны, содержащие споры Bac. cereus в концентрации 1×10⁶ КОЕ/см² и облучали лампой ПУЛ по примеру 1 с расстояния 5,2 м. Через 3 часа оценивали содержание живых спор в открытых и прикрытых чашках.. Результаты определения степени деконтаминации спор приведены в таблице 2

Полученные результаты свидетельствуют: о наличии в потоке агента, способного проникать в закрытые зоны и эффективности заявляемого способа для обработки споровых бактерий.

Пример 3. Бактерицидная полихромная ультрафиолетовая лампа Bio-Zone была установлена в холодильной камере рыбы объемом 200 куб. м с расположенными в ней трехярусными стеллажами на высоте 3 м над группой из стеллажей сбоку таким образом, что в конус облучения попадали все три яруса одного из стеллажей (сочетание вариантов 1 и 2).

До включения лампы были проведены смывы со 100 см² каждого яруса обрабатываемого стеллажа, а также соседнего стеллажа, воздействие на который возможно в результате конвекционных потоков воздуха в помещении.

Затем аналогичная процедура была произведена через сутки работы лампы. Анализ проб проводился в соответствии с МУ 2657-82. Полученные результаты приведены в таблице 3.

	До облучения	После облучения		До облучения	После облучения
Нижний ярус	50000*	0	Нижний ярус	80000*	30000**
Средний ярус	22000*	40**	Средний ярус	63000*	35000**
Верхний ярус	350*	10**	Верхний ярус	600*	800**
Стена	140*	10**	Стена	80*	120**
* - бактерии группы кишечной палочки обнаружены
** - бактерии группы кишечной палочки не обнаружены

Анализ полученных результатов показал, что размещение лампы по заявляемой схеме приводит к практически полному удалению бактерий различной природы, в то время как использование прибора по стандартной схеме ведет к гибели только некоторого количества микроорганизмов, наиболее чувствительных к облучению, в частности, бактерий группы кишечной палочки.

1. Устройство для дезинфекции, включающее в себя полихромную ультрафиолетовую лампу, снабженную фиксатором и установленную в помещении, где проводится обработка, выше обрабатываемой зоны так, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит отражатель, установленный вне лампы на пути потока, а в качестве полихромной ультрафиолетовой лампы используют приборы BioZone.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве отражателя используется одна из стенок или перекрытие обрабатываемой зоны.

3. Устройство для дезинфекции, включающее в себя полихромную ультрафиолетовую лампу, снабженную фиксатором и установленную в помещении, где проводится обработка, выше обрабатываемой зоны так, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, отличающееся тем, что лампа установлена на таком расстоянии до объекта, на котором зона обработки совпадает с одной из зон максимальной концентрации радикалов в генерируемом потоке, причем в качестве полихромной ультрафиолетовой лампы используют приборы BioZone.