автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:ЭЛЕКТРОАНТИСЕПТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЕМКОСТЕЙ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЛЗЯйТХ

министерство высшего и среднего специального образования ссср

московский ордена пудового красного знаыеш технологический институт мясной й молочной прошш1енности

аітсрефераі!

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз. № 00 0 0 9 7

литаношй григорий аркадь^ич

уда 663.03:616-009.165

\л ЭЛЕКТРОАНТИСЕПТИРОВАНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЕМКОСТЕЙ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

лицевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1965 г.

Работа выполнена в Институте прикладкой физики Акадешш наук Молдавской ССР.

Научный руководитель - член корреспондент АН МССР, доктор

технических наук М.К.Болога

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Ведущая организация - Кишиневское производственное объединение "Молоко"

на заседании специализированного Совета Д.063.46.01 Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института мясной и молочной промышленности по. адресу: 109ЫЬ, г.Москва,Ж-ЬШ, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТИМІ.

профессор А.М.Осталенков;

кандидат технических наук Т.М.Бершова

Защита диссертации состоится "

Автореферат разослан

7

Ученый секретарь

С.Г.Юрков

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Июньский Пленум ЦК КПСС 1963 года определил в числе коренных вопросов социальной политики партии необходимость наладить бесперебойное снабжение населения высококачественными продуктами питания. На решение проблемы нацелена Продовольственная программа СССР. При атом первостепенное значение придается техническому перевооружению пищевых отраслей проишлен-ности на основе разработки и внедрения новых прогрессивных технологий, применения более совершенной техники« комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

Одной из насущных проблем в деле повышения качества и увеличения сроков хранения пищевого сырья остается проблема предотвращения микробиологического инфицирования его в технологических резервуарах.

Процесс электроантисептированяя, основанный на использовании высоковольтного разряда в газах, является одним из перспективных методов дезинфекции производственных емкостей на пищевых предприятиях. Практические достоинства этой технологии - простота и незначительные энергетические затраты, возможность полной автоматизации процесса и высокий бактерицидный эффект. Исследования по бактерицидной обработке в пищевой промышленности с использованием процесса электроантисептирования развиваются по трз» направлениям: обработка озонированным воздухом, воздействие потоком аэроионов в электрическом поле газового разряда, антисеп-тирование при совместном действии электрического поля, аэроионов и озона.

Бактерицидные свойства озона хорошо известны, однако имеет место существенные разногласия рекомендуемых режимов озонирования. Противоречивы данные по вопросу об

кыенн К.А. Тимирязева

ЦНБ имени Н И. Железно»*

Фонд

электроантисептирования при использовании других компонентов высоковольтного газового разряда. Поэтому изучение и совершенствование процесса электроангисептирования производственных емкостей является актуальной задачей технологии пкцевдо производств.

Цель и задачи исследования. Цель» работа является совершенство вание процесса электроантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности (на примере молочного и пивоваренного производств).

Для достижения поставленной цеди следовало решить следующие основные задачи:

- выявить основные фактор«, определяющие эффективность процесса электроантисептирования путем исследования бактерицидного действия компонентов высоковольтного газового разряда;

- разработать применительно к условиям пищевой промышленности методы контроля процесса электроантисептирования;

- разработать рациональные режимы электроантисептиро вания, обеспечивающие надежную дезинфекцию технологических резервуаров для пищевого сырья;

- реализовать результаты исследований в производственных условиях;

- разработать технические предложения по аппаратурному обеспечению процесса электроантисептиро вания производственных, емкостей.

Научная новизна. Установлены основные закономерности процесса электроантисептирования. Показано, что электрическое поле напряженность» до 5 кВ/см и ионы обеих полярностей при концентрации 13 1

до 4,15*10" м и экспозиции не более 4 часов не обладают бактерицидным действием, электрический ветер приводит к угнетению роста микрофлоры вследствие иссушения питательной среды, а бактерицидный эффект процесса электроантисептирования определяют два ос-

новных фактора: концентрация озона б воздухе и продолжительность обработки.

Получены аналитические выражения, определяющие погрешность измерений концентрации озона в процессе электроантисептированил методом оптического абсорбционного анализа и обоснованы условия, обеспечивающие допустимую погрешность измерений.

Установлено влияние концентрации озона и продолжительности его воздействия на характерную патогенную и вредную микрофлору молочного и пивоваренного производств.

Практическая ценность работы. Обоснованы режимы процесса алектроантисептирования, обеспечивающие надежную дезинфекцию технологических резервуаров для молока, молочных продуктов и пива.

Разработаны практические рекомендации по петрологическому обеспечению процесса алектроантисептирования.

Разработаны технические предложения по аппаратурному обеспечению процесса дезинфекции озоном производственных емкостей.

Сформулированы основные принципы расчета системы алектроантисептирования производственных емкостей. На примере расчета генератора озона к гидравлического расчета озонаторной системы, требуемых для проведения дезинфекции технологических резервуаров объемом до 10 н3, обоснована технологическая схема автоматизированной системы управления процессом электроантисептиров&ния производственных емкостей.

Результаты промышленных испытаний на головных предприятиях производственных объединений "Молоко" Министерства мясной и молочной промышленности Молдавской ССР и "Молдпивопроы" Министерства пищевой промышленности Молдавской ССР подтвердили целесообразность использования процесса алектроантисептирования при дезинфекции производственных емкостей в пищевой промьшленности. Экономическая эффективность внедрения этой технологии на молоко-

заводе с расчетной мощностью по переработке молоха 126 тыс. т s год и пивзаводе производительность» 3460 тыс. дал пива в год составит соответственно 20,4 и 18,3 тыс. рублей в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов республики (Кишинев, 1981 г.), Ш Всесоюзной конференции по применению электронно-ионной технологии в народной хозяйстве (Тбилиси, 1981 г.), конференции молодых ученых АН МССР (Кишинев, 1982 г.), научно-технической конференции молодых ученых ИПФ АН M ССР (Кишинев, 1983 г.) и общесоюзном семинаре "Интш-сификацня и автоматизация технологических процессов обработки пищевых продуктов" в 1ШШП (Москва, 1934 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в тем числе 4 авторских свидетельства СССР.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографии и приложения. Основное содержание работы изложено на 165 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 25 таблиц. Список использованной литературы включает 192 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведения научных исследований с целью изучения и совершенствования процесса элеотро-антисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности.

В первой главе анализируется состояние вопроса. Дана критическая оценка методов тепловой и химической дезинфекции производственных емкостей. Проведен анализ уравнений электрогаэодинамики процесса электроантисвотирования. Обобщены результаты исследований и производственный опыт использования бактерицидных

свойств высоковольтного газового раэреда. Отмечено отсутствие единого мнения о влиянии на ишрофлору аэроионов и электрического полЯ) полярности ионов и других факторов* Хотя бактерицидные свойства озона достаточно широко используются в народном хозяйстве, однако режимы озонирования, рекомендуемые различными авторами для дезинфекции в пищевой промыаленности значительно отличаются друг от друга. Также разноречивы рекомендации по совместному использованию аэроионизации и озонирования.

В результате проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе изложены материалы исследований по выявлению основных факторов, определяющих эффективность процесса эхек-троантисептирования путем экспериментального изучения бактерицидного действия каждого из компонентов высоковольтного газового разряда. Для решения поставленной задачи разработана установка (авт. св, СССР № 1055463), содержащая систему высоковольтных электродов "ряд проводов - плоскость", размещенную в герметичной рабочей камере. В качестве заземленного электрода служила электропроводящая сетка. Электрическая схема устройства помимо источника высокого напряжения дополнительно содержит источник низкого напряжения, обеспечивающий возможность нагрева высоковольтных коронирупцих проводов током низкого напряжения, что положено в основу независимого регулирования концентраций аэроионов и озона.

В качестве тест-объектов использовали чистую культуру фито-патогенных грибов ( Рел1 С и£шт ехр<Ш$игт7), обладающую быстрым ростом и образующую сравнительно устойчивое количество спор. Эффективность электроантисептнрованид оценивали по выживаемости микроорганизмов < Ы/^о) - отношению средних арифметических числа колоний в опытных чашах к числу колоний в чашках с контрольной концентрацией тест-культуры. Вследствие значительного разбро-

в

са экспериментальных данных при работе с биологическими тест-объ-ектаыи математическая обработка включала проверку достоверности различий средних величин на основе сравнения пределов их варьирования, Для экспериментов использованы обычные чашки Петри и чашки» в которые был вживлен заземленный проводник, что существенно изменяет характер обработки. В процессе зарвдки обычной чашки поток ионов на поверхность падает от значения тока короны Хк до тока утечки по поверхности который зависит от состояния последней, в случае чистых сухих чашек 1у « 1К- При вживлении в дно заземленного проводника силовые линии электрического поля фокусируются на чашке, поток ионов на поверхность питательной среды постоянен и равен току короны Хк* Поскольку нагрев корони-рущих проводов не устраняет полностью генерацию озона, Для учета возможного влияния этого фактора тест-культуру помещали также под заземленный электрод.

Первоначально обрабатывали культуру в поле униполярного коронного разряда при обеих полярностях короны. С ростом напряжения, увеличением значений всех компонентов газового разряда, а следовательно усилением.их роли, выживаемость тест-культуры падает (рис.1). При уровне значимости оценки среднихо(. *» 0,01 не отмечено достоверных различий между бактерицидным действием процесса электроантисептирования на микроорганизмы, размещенные в чашках с вживленным проводником и без него, на заземленной сетке и под ней.

Так как на тест-культуру, посеянную в обычные чашки, установленные на заземленном электроде, попадает лишь незначительный ионный поток, соответствующий току утечки а на чашки, размещенные вне электрического поля под электропроводящей веткой,ионный поток не попадает вообще, можно заключить, что электрическое поле и ионы обеих полярностей в исследуемом диапазоне значений

РисЛ. Эффективность алектроантисептированил в голє коронного разряда в зависимости от межэлектродного напряжения

не оказывают бактерицидного действия.

Нагрев коронируюцюс проводов током низкого напряжения приводит к уменьшению генерации озона в чехле короны, при этом с ростом мощности нагрева возрастает выживаемость тест-культуры (ртЛ Достоверны« различий в бактерицидном действии обработки на микроорганизмы, размещенные на заземленной электроде и под ним, также не отмечено.

Для изучения влияния только электрического коля на заземленный электрод помещали герметично закрытые чашки с тест-культурами Математическая обработка результатов опытов при напряженности до 5 кВ/см показала отсутствие достоверных различий между вариантами опытных и контрольных чашек.

Для исследования влияния электрического ветра тест-культуру помещали на и под заземленным электродом и подвергали обработке при максимальной мощности нагрева коронирующих проводов 120 Вт*

46 ¥

о,г

Ф*

г Л* £ А 1

3- /

к- — Р*Вт

/ Отрицательно й корона "" % *(> -гъ, с -з-с • -Аг

*

20

80

80

Рис.2. Эффективность электроантисептирования в поле коронного разряда в зависимости от мощности нагрева коронирующих- проводов

Концентрация озона в процессе опытов не превышала 0,1 мг/м3, скорость электрического ветра варьировала до 2,5 м/с. Опыты показали, что воздействие электрического ветра приводит к угнетению роста мицелий тест-культур вследствие иссушения питательной среды.

Следовательно, электрическое поле напряженностью до 5 кВ/см и ионы обеих полярностей в концентрации до 4,15*10^ ы-^ при экспозиции не более 4 часов не оказывают бактерицидного действия, электрический ветер приводит к угнетению роста микрофлоры вследствие иссушения питательной среды, а бактерицидный эффект процесса электроантисептирования определяют два основных фактора: концентрация озона в воздухе и продолжительность обработки.

Таким образом для обоснования рациональных режимов дезинфекции емкостей необходимо разработать применительно к условиям пи-

щевых производств обоснованный иетод контроля концентрации озона.

В третьей главе приведены результаты исследований по метрологическому обеспечении процесса электроантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности.

На основе материалов« представленных в предыдущих главах, сформулированы основные требования к методу и средству хонтроля процесса злектроантисептирования. Сравнительный анализ технических характеристик известных методов оэонометрии позволил в качестве рационального для условий пицевой промышленности предложить способ оптического абсорбционного анализа при длине волны Л ж = 254 км.

На экспериментальной установке, состоящей из камеры для электросинтеза озона, к которой подключены образцовый измерительный прибор и опытная модель фотоэлектрического озоноыетра, позволяющая регулировать величину основных источников погрешности измерений, проведен анализ этих источников и выделены пять регулируемых возмущающих факторов, определяющих погрешность измерений: диаметр (£<), длина (ЗД и материал (ЗГ4) трубопровода системы пробсотбора, расхсщ'гаэа через прибор (Хр и время (ОД между нулевым отсчетом и началом измерений {£/, ..., - кодированные значения соответствующих возмущающих факторов).

Конечной целью исследований, описанных в настоящей главе,является поиск значений регулируемых возцущащих факторов, при которых относительная погрешность измерений концентрации озона (погрешность метода) не превышает заданной величины В качестве целевой функции выбрана абсолютная погрешность измерений

(I)

где Ум к У0 - показания соответственно опытной модели и образцового озоноыетра, ыг/м3; Уи - инструментальная погрешность измерений (определяется по градуированной кривой опытной модели озоно-

кетра), мг/мэ,

В результате математической обработки на данных экспериментальных исследований по пятиф&кторному плацу ьторого порядка

с определяющим соотношением Х^'Хз'Х^ ш I получена за-

висимость вида

* ^ЗД Ь*2ц% + , <2>

где , Д* , ¿^ ( ^ * I, 2, 3, 4, 5) - оценки истинных значений коэффициентов в результате планируемого эксперимента.

Результаты планового эксперимента выдержали проверку на однородность дисперсий опытов по критерию Кохрена. Расчет оценок уравнений регрессии для концентраций 5, 30, 50 мг/м3, оценка юс значимости по критерию Стьюдента и проверка адекватности полученных уравнений результатам эксперимента по критерию Фишера позволили получить в окончательном виде

* -«57/ ■+ 0, (24х{ -0,254Хг+ 0, №хг+а,№*1-Ц508 Х§, (3) Уз»- 0,тх<~Ц538Хг*0,735Х3+++

ЦШ1/- , (4)

0,7(2Х1 - 0,817Хг+4 * ЦЬМх^ + "

-0^хгх£ + цтх4/х5-з,з/4 Х§ + 1/24 Х§ <5)

для указанных концентраций соответственно. Искомый диапазон варьирования возмущащих факторов суть область в пятимерном пространстве, общая для решения трех неравенств

1&1 < v; Ш (6)

Построены сечения поверхности отклика целевой функции У « ЗГ^, ЗС^ Определены значения расхода газа, при ко-

торых в процессе анализа озона в диапазоне 5 * 50 мг/м3 относительная погрешность измерений не превышает 110$. Практические рекомендации по проведении контроля концентрации озона в процессе

электроантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности сведены в таблицу X.

Таблица I

Рекомендации по проведению контроля процесса электроантисептирования

» ш. Материал трубопровода системы пробоотбора Длина трубо-про- Диаметр трубо- Время ыежду кулевым отсче- Расход газа

вода, м провода, мм том и началом измерений, мин Ю5 м3/с л/мин

I. Полихлорвинил, нержа-с«кцая сталь, стекло I 12 5 3,2*5,7 1,9*3,4

2. "о же 2 е 5 1,8*7,0 1,1*4,2

3. 2 12 5 1,3+7,5 0,0*4,5

4. 11ол;:хлсрзинкл 3 8 5 9,2*11,2 5,5*6,7

5. 1» 3 12 5 9,3*9,7 5,Ь*5,8

6. Стекло 3 & 5 9,0*9,5 5,4*5,7

7. н 3 12 5 9,3*9,7 5,6*5,8

В четвертой главе изложены материалы исследований по разработке рациональных режимов электроантисептирования, обеспечивающих надежную дезинфекцию производственных емкостей в молочной и пивоваренной промышленности. Обоснованы рациональные пределы варьирования концентрации озона и продолжительности основне« этапов бактерицидной обработки при эле ктро ант исепт ирован и и производственных емкостей, требования к коррозионной стойкости конструкционных материалов и технике безопасности.

На основе анализа литературных данных обоснован выбор тест-культур и проведены экспериментальные исследования по бактерицидной обработке озоном патогенной и вредной микрофлоры молочного и пивоваренного производств. Электроантисептированию подвергали су-

спензию микроорганизмов, высеянных методом орошения на гладкую поверхность, моделирующую внутреннюю поверхность технологических резервуаров. Экспресс-анализ концентрации озона осуществляли с помощью опытной модели фотоэлектрического озонометра с учетом рекомендаций таблицы I. По завершении бактерицидной обработки суспензию микроорганизмов заливали питательной средой. Эффективность процесса электроантисептирования определяли по выживаемости (Ы/ф тест-культур. Достоверность различий средних значений числа проросших колоний определяли на основе оценки размахев их варьирования.

Путем замены реальной скорости разрушения микроорганизмов рядом осредненных значений получено математическое выражение условия надежной дезинфекции озоном

КсМ = Е ^ ((ш-Ь) - » и <7> р 1*0 ¿*0 где - продолжительность бактерицидной обработки, мин; V -скорость разрушения микроорганизмов, мин-*, ~ средняя скорость разрушения тест-культур на -ом отрезке кривой выживаемости, мин Ра - критерий Пастера; I ж 0,1, ..,,1 .

В результате проведенных исследований разработаны режимы электроантисептирования, приводящие к полному подавлению патогенных и вредных микроорганизмов молочного и пивоваренного производств (таблица 2).

6 реальных условиях озонированию подвергают не суспензию микроорганизмов, а микрофлору в пленке раствора пищевого сырья, сильно разбавленного водой в процессе мойки емкостей от физических загрязнений. Однако, согласно литературным данным, рассмотренную модель можно использовать при разработке режимов антисеп-тирования микроорганизмов, находящихся в загрязнениях на твердой поверхности. Для системы электроантисептирования гарантирующей

Таблица 2

Режимы электроантисептирования микрофлоры молочного и пивоваренного производств, продолжительность обработки

в мин

Тест-культуры Концентрация озона, мг/мэ

15,0 25,0 35,0 45,0

1 Стафилококк (5Ї. 30,0 20,0 7,5 7,5

о ал с Антракоид ( & 30,0 20,0 15,0 10,0

К О § X X Ж & 4> Дизентерийная палочка (Зп, 50ППЄІ ) 20,0 10,0 7,5 7,5

:е 3 Сальмонела ( Кишечная палочка (<5. С0& ) 20,0 30,0 20,0 10,0 10,0 10,0 10,0 5,0

Пивоваренное производство Дикие дрожки (Сале/ісіа, ¿ассп&хотусеь), молочно-и уксуснокислые бактерии (міс7ососси$, Захапіа. 1асгобааси$) 30,0 20,0 10,0 7,5

полный контакт озона с внутренней поверхностью резервуаров после тщательной мойки последних, суммарный эффектора- I не только необходим, но и достаточен. Сравнительный анализ данных таблицы 2 позволяет рекомендовать для надежной дезинфекции производственных емкостей в молочной и пивоваренной промышленности режимы подавления наиболее стойких культур (таблица 3).

Таблица 3

Режимы электроантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности,продолжительность обработки

б мин

Назначение емкостей Концентрация озона, мг/м3

15,0 25,0 35,0 45,0

Молоко и молочные продукты Пиво 30,0 30,0 20,0 20,0 15,0 10,0 10,0 7,5

Разработанные режимы электроантисептирования применены на головных предприятиях производственных объединений "Молоко" Мини-

стерства мясной и молочной промъшенности МЗ^Р и "¡¿¡олдпивопром" Министерства пищевой промышленности МССР при дезинфекции танков вертикального исполнения) изготовленных из нержавеющей стали и предназначенных .для хранения пищевого сырья. Результаты промышленных испытаний подтвердили целесообразность использования процесса злектроантисептирования производственных емкостей на предприятиях пищевой промышленности. Экономическая эффективность от внедрения технологии на молокозаводе с расчетной мощностью по переработке молока 126 тыс. т в год и пивзаводе производительностью 3460 тыс. дал пива в год составит соответственно 20,4 и Ш,3 тыс. рублей в год.

Пятая глава посвящена разработке технических предложений по аппаратурному обеспечению процесса злектроантисептирования производственных емкостей.

Разработаны технические решения электростатического насоса (авт. св. СССР № 690534) для перекачки озоно-воздушной среды, электростатического киловольтметра (авт. св. СССР № В83749) для контроля высокого напряжения, подаваемого на озонатор, прецизионного фотоэлектрического измерительного прибора (авт. св. СССР Л> 1083761) для экспресс-анализа концентрации озона в воздухе и проект исходных требований на проектирование промышленного образца фотоэлектрического озонометра.

Предложена принципиальная схема автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТГ1) злектроантисептирования технологических резервуаров и проведен расчет генератора озона, требуемого .для бактерицидной обработки емкостей объемом до 10 м3. Результаты расчета представлены в таблице 4.

Сформулированы основные принципы гидравлического расчета системы рециркуляции оэоно-воздушной среды, Проведен гидравлический расчет участка подключения озонаторной ветви к основному трубопро-

Таблица 4

Основные технические характеристики озонатора

Условия работы

Эксплуатационные показатели

Ге ометрические размеры

о>

л &

0

1

п 2

ё<з

x

3 x 5 о>

Зіі

я 1=

й

I« .

о А> 0) и

л) «

о е<

ІІ Ж А

ёз

л

ІН

о »

5м

зі

x ск

•5>к о н оо м о

1? §1 3&

а *

л

3

и

ее

о

й &

л н

о §

Ев-? 3 [-,

І&І

А О

га й ж о

I

27

к

к и о

41 -Е- О

щ е> и о о>

££ пк

1В

9

Ю (О

е> 5

о & и *г

I*

II §4

X о

Воздух

10

2,3

2,14

7,7

21,4

0,36

2.1

4,8

0,63

10

0,25

0,25

воду. В соответствии с классическими уравнениями гидродинамики падение напора может быть записано в виде: - для озонаторной ветви

- для участка основного трубопровода

(9)

где соответственно для трубопровода озонаторной ветви, трубчатых элементов озонатора и участка основного трубопровода , коэффициенты сопротивления трения; £ , ^ , - полная длина каналов, м; с1 , с1о% , 2) - эффективный гидравлический диаметр (в общем случае С? «■ 5 - поперечное сечение канала, -периметр

поперечного сечения), и; V , Щ .^-средняя скорость газа в рассматриваемом участке, к/с; А рае,- потери напора на элементах подготовки воздуха в озонаторной ветви, Па; - коэффициент местного сопротивления, р - плотность газа, кг/м3.

(И)

Коэффициент ^р* для ламинарного движения определяется по закону Пуазейля

у

где у? «= І для круглій труб; /ЇЄ» - критерий Рейнольдса.

При турбулентном течении (для гладких труб 2300)

* 4

№ уравнений (8) * (II) и условия равенства падений напора А рае, и А рот определены основные гидравлические параметры участка подключения озонаторной ветви к основному трубопроводу ( таблица 5

ОБЩЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведенные исследования по совершенствованию процесса элек троантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности позволяют сделать следующие основные выводы.

1, Обоснована целесообразность использования процесса элек-троантисептирования для дезинфекции производственных емкостей в пищевой промышленности (на примере молочного и пивоваренного про иэводств).

2. Разработана установка (авт. св. СССР V 1055463), позволл вщая осуществить независимое плавное регулирование компонентов высоковольтного газового разряда, и проведены экспериментальные исследования их бактерицидного воздействия. Установлено, что электрическое поле напряженностью до 5 кВ/см и ионы обеих полярностей в концентрации до 4,15*Ю^3 м-3 при экспозиции не более 4 часов не обладают бактерицидным действием; электрический ветер приводит к угнетению роста микрофлор» вследствие иссушения питательной среды, а бактерицидный эффект процесса злектроантисепти-рования определяют два основных фактора: концентрация озона в воздухе и длительность обработки.

Таблица 5

Данные гидравлического расчета

Исходные данные

Озонаторная ветвь Диаметр основного трубопровода, м Критическое значение критерия Рейнольд-са Коэффициент местного со-против-ле-ния Расход газа

трубопровод падение напора на элементах подготовки возду, ха, Да трубчатый разрядник озонатора через основной трубопровод, мэ/ч соотношение расходов через 030-наторную ветвь и параллельный ей участок основного трубопровода

длина, м площадь поперечного сечения, наружный диаметр, м внутренний диа-«етр, м скорость воздуха, и/с

длина, м диаметр, и

t d Арп.б $Тр ф й* Щ D а Wo Wot'.W

г ai 1.5 0,25 з-ю*4 0,05 0,046 0,2 0,1 2300 1,5 44 X : 20

Расчетные данные

Падение напоре, Па Критерии Рейнольдса Коэффициенты противления т со-рения Скорость воэц>ха,ис Длина участка основного трубопровода, параллельного озонатор* ной ветви, м

Озонаторная ветвь Основной трубопровод в трубопроводе озонатор-нси ветви в трубчатом разряднике озонатора в основном т- бо-проводе б трубопроводе оэона-тор-нои ветви в трубчатом разряднике озонатора в основ-ком бо-проводе в ару- сспро- воде оэсна- тор- ноя ветви в основном трубо-оро-воде

в трубопроводе в озонатора - в местном сопротивлении в трубо-проводе в местном сопротивлении

арт лр^ Лрг ¿ pUc. Re Яео, Re' т То, г V V и

8,6-КГ3 1,82 5.10-3 1,3 2,03 493 53 9960 0,13 1,2 3-1СГ2 0,074 1,5 3,2

3. Для разработки рациональных режимов электроантиселтиро-вания производственных емкостей проведены исследования по метрологическому обеспечении технологии. На основе анализа известных методов оэонометрии для контроля процесса дезинфекции технологических резервуаров в лицевой промышленности предложено применить оптический абсорбционный анализ озона при длине волны Я «254нм. Разработана и создана экспериментальная установка, на которой исследованы источники погрешности измерений при контроле процесса злектроантисептирования производственных емкостей. В результате анализа расчетных уравнений для определения абсолютной погрешности метода контроля процесса дезинфекции озоном, полученных при математической обработке экспериментальных данных на ЭВМ, разработаны практические рекомендации по метрологическому обеспечению процесса злектроантисептирования производственных емкостей.

4. Проведен анализ требований к проведению процесса электроантисептирования производственных емкостей в молочной и пивоваренной промышленности. Обоснованы рациональные пределы варьирования основных факторов (концентрации озона в воздухе и продолжительности обработки), определяющих эффективность процесса дезинфекции.

5. Проведены исследования по бактерицидной обработке озоном гладкой твердой поверхности (моделирующей внутреннюю поверхность технологических резервуаров), инфицированной патогенной и вредной микрофлорой молочного и пивоваренного производств.

6. На основе замены реальной скорости разрушения микроорганизмов рядом осреднении* значений, характеризующих средние темпы подавления микрофлоры на определенных этапах проведения дезинфекции, получено математическое выражение условия надежной дезинфекции при бактерицидной обработке озоном,

7. Обоснованы и рекомендованы технологические режимы, обес-

печиваюцие надежную дезинфекцию резервуаров для молока и молочных продуктов и пива: концентрации озона 15,0; 25,0; 35,0; 45,0 мг/н3 при экспозиции соответственно 30,0; 20,0; 15,0; 10,0 и 30,0; 20,0; 10,0; 7,5 мин.

Ь. Разработаны технические предложения по аппаратурному обеспечению процесса электроантисептирования производственных емкостей в пищевой промышленности: электростатический насос (авт. св. СССР № 090534) для перекачки оэоно-воздушной среды, электростатический киловольтметр (авт. св. СССР * 863749) для контроля напряжения, подаваемого на высоковольтные электроды озонатора, фотоэлектрический измерительный прибор (авт. св.СССР № 1083761) для экспресс-анализа озона в воздухе и проект исходных требований на проектирование промышленного образца фотоэлектрического озонометра для контроля технологии.

9. Предложена принципиальная схема автоматизированной системы управления технологическим процессом электроантисептирования производственных емкостей, применительно к которой проведены

расчет генератора озона, необходимого для дезинфекции емкостей до 10 м3 при соотношении расходов воздуха через озонаторную ветвь и параллельный ей участок основного трубопровода соответственно 1:20, и гидравлический расчет системы рециркуляции воздуха на участке подключения оэонаторной ветви к основному трубопроводу.

10. Результаты промышленных испытаний процесса электроантисептирования в Кишиневском производственном объединении "Молоко" и Республиканском производственном объединении "Молдпивопром" подтвердили правомерность рассмотренной модели процесса и целесообразность использования его для дезинфекции производственных емкостей в пищевой промышленности. Экономическая эффективность внедрения этой технологии на головных предприятиях объединений

"Молоко" и "Молдпивопром" составит соответственно 20,4 и 16,3 тыс. рублей в год.

ПУБЛИКАЦИИ

I. Литинский Г.А. Влияние атмосферы газового разряда на жизнедеятельность микроорганизмов, вызывающих порчу фруктов и овощей при хранении. - В кн.: Задачи молодых ученых и специалистов республики по сокращение цикла "исследование - разработка - внедрение". Тезисы науч.-практ. конф. 9 июня 1981 г. г.Кишинев: Штиин-ца, 1981, с. I5I-I52.

Z. Исследование влияния газового разряда на жизнедеятельность микроорганизмов, Болога Ы.К., Литинский Г.А., Онофраш Л.Ф., Руденко В.М. - Электронная обработка материалов, 1982, № 2, с. 62-65.

3. Литинский Г.А. Автоматический экспресс-анализ озона в производственных условиях. - В кн.: Актуальные вопросы гигиены. Тезисы докладов I съезда гигиенистов и санитарных врачей Молдавской ССР, 22-23 сентября 1962 г. Кишинев: Штиинца, 1982, с. 152153.

4. Злектроантисептирование производственных емкостей в лицевой промышленности. Болога М.К., Литинский Г,А., Магдей В.М., Сысоева В.М. - Электронная обработка материалов, 1984, № 4,с.51-53.

5. Дезинфекция озоном производственных емкостей в молочной промышленности. Болога И.К., Литинский Г.А. - Экспресс-информация: Молочная промышленность. Отечественный производственный опыт. Ы.; ЩШТЭИ мясомолпром, 1964, вып.9, с. 15-16.

6. Режимы аяектроантисептирования технологических резервуаров для молока и молочных продуктов. Литинский Г.А;, МагдеЙ В.Ы., Казанцева А.П. - Электронная обработка материалов, 1984, JP 6,

с. 65-68.

7. Авт. св. 883749 (СССР). Электростатический киловольтметр /Институт прикладной физики АН МССР; авт. изобрет. В.М.Руденко, Г.А.Литинский. - Заявл. 28.03.80, № 2699735/18-21; Опубл. в Б.И, 1981, № 43.

8. Авт. св. 890534 (СССР). Электростатический насос /Институт прикладной физики АН МССР; авт. иэобрет. В.М.Руденко, Г.А.Ли тинский, М.К.Болога, В.Д.Шкилев. - Эаявл. 7.03.80, № 2921301/2425; Опубл. в Б.И,, 1981, № 46. ^

9. Авт. св. 1055463 (СССР). Устройство для антисептирования пищевых продуктов /Институт прикладной физики АН МССР; авт. изо-брет. Г.А.Литинский, В.М.Руденко, М.К.Болога. - Заявл. 06.03.81, № 325631I/28-I3; Опубл. в Б.И., 1983, № 43. ■

10. Авт. св. I083761 (СССР). Устройство для анализа жидкостей и газа / Институт прикладной физики АН МССР; авь изобрет. Г.А.Литинский, М.К.Болога - Заявл. 23.03.82, № 34II345/16-25, ДСП

Подп. к печ. 20/03-85 г. Зак. 2 ДСП Тир.100

Ротапринт П/О 'Художественная гравюра" Крутицкая ул. д. 4 стр. 1