Способ обработки сельскохозяйственных продуктов растительного происхождения и побочных продуктов и/или производных, полученных при обработке - RU2363143C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение касается способа уменьшения микробиологического загрязнения сельскохозяйственного сырья.

В этой заявке сельскохозяйственное сырье означает сельскохозяйственные сырьевые материалы растительного происхождения и побочные продукты и/или их производные, получаемые при их переработке.

Побочные продукты и/или производные зависят от исходного сырья. Примерами таких побочных продуктов и/или производных являются льняные отруби (полученные из льняного семени), соевые отруби (полученные из соевых бобов), рапсовые отруби (полученные из семени рапса), отходы от просеивания пшеницы, кормовая кукуруза, гранулы маниоки (полученные из корня маниоки) и т.д.

Естественно, сельскохозяйственное сырье загрязнено многочисленными микроорганизмами. Уже с начала культивации происходит микробиологическое загрязнение бактериями, дрожжами и грибками. Многие из этих организмов, однако, непатогенны или имеют незначительную патогенность относительно их конечного применения (пищевого или кормового).

Некоторые из этих организмов являются исключениями. Так например, группа энтеробактерий, к которым относится сальмонелла, потенциально опасны для людей и животных. Судя по возросшему числу инфекций, вызванных пищевыми продуктами, зараженными сальмонеллой. Некоторые группы грибов представляют собой организмы, являющиеся потенциальными источниками токсинов, которые приводят к очень опасным последствиям и токсичны по отношению к человеку и животным.

Закон предусматривает запрещение или ограничение этих организмов с целью уменьшения риска, когда это возможно. Так как сельскохозяйственное сырье подвергается возможному риску заражения на разных стадиях культивации, хранения и обработки, следовательно, обязательно проведение подходящего консервирования и обработки.

Для того чтобы решить эту проблему, в прошлом были разработаны различные способы и продукты на основе термической или химической деструкции или уменьшения. Однако эти известные решения/способы часто являются трудоемкими, слишком дорогими и не всегда приводят к требуемому эффекту. Более того, некоторые из известных способов обработки имеют негативные последствия по отношению к обрабатываемому сельскохозяйственному сырью, примером является уменьшение/увеличение степени кислотности с возможной модификацией в отношении обрабатываемости/ перевариваемости, как последствия.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа обработки сельскохозяйственного сырья простым и недорогим способом, без каких-либо негативных последствий для обрабатываемого сельскохозяйственного сырья и окружающей среды.

Поставленная задача решается посредством способа уменьшения микробиологического загрязнения сельскохозяйственного сырья, причем сельскохозяйственное сырье обрабатывается посредством водного электролизованного солевого раствора, под действием которого число микроорганизмов может уменьшаться. С этим способом становится возможным дезинфекция сельскохозяйственного сырья простым и недорогим способом и его сохранение без негативных последствий для рассматриваемого сельскохозяйственного сырья.

Хотя до сегодняшнего времени всегда подразумевалось, что сельскохозяйственное сырье поддерживается сухим на разных стадиях культивирования, в том числе при хранении, чтобы избежать грибкового роста и перегревания, совершенно неожиданно оказалось, что при обработке указанного сырья водным электролизованным солевым раствором можно достичь явного уменьшения содержания микроорганизмов в сырье. Вследствие этого риск дальнейшего развития микробиологических организмов (среди которых патогенные бактерии) сильно уменьшается.

Дополнительным преимуществом является то, что свойства текучести или «легкосыпучести» обработанного сельскохозяйственного сырья при снижении микробиологического загрязнения и, следовательно, риск развития прелости или нагревания также будет сильно уменьшаться при снижении микробиологического загрязнения. Косвенно будет также наблюдаться позитивное влияние на перспективы хранения и транспортировки материала, в частности на продолжительность его хранения, например, в силосной яме, которая может быть увеличена без опасности перегрева (вследствие повышенной микробиологической активности). Перегрев вызывает слеживаемость продуктов и, следовательно, они становятся менее пригодными для доставки и транспортировки.

В предпочтительном варианте содержание активного хлора в электролизованном солевом растворе находится в пределе от 500 до 700 мг/л. Предпочтительно, рН-значение электролизованного солевого раствора составляет от 7,2 до 8,5 и редокс (окислительно-восстановительный) потенциал составляет от 700 до 900 мV. Более того, указанный раствор будет содержать приблизительно от 0,2 до 0,5% соли (NaCl).

В предпочтительном варианте электролизованный солевой раствор распыляют над сельскохозяйственным сырьем. Предпочтительно, количество наносимого электролизованного солевого раствора составляет от 0,2 до 2% от количества обрабатываемого сырья, в частности от 0,2 до 1,5%, в более частном случае от 0,2 до 0,5%.

Количество наносимого электролизованного солевого раствора, в частности, зависит от вида обрабатываемого сельскохозяйственного сырья, от типичной влажности сельскохозяйственного сырья и методик последующей обработки. Следовательно, измельченное льняное семя (имеющее базовую влажность приблизительно 12%) предпочтительно обрабатывается электролизованным солевым раствором в количестве от 0,2 до 0,5%, для того чтобы увеличить общую влажность после обработки максимум до 12,5%. 0,2% обозначает добавление 0,2% электролизованного солевого раствора, например: 2 литра на каждые 1000 кг

(1 тонну). С применением другого сельскохозяйственного сырья, имеющего более низкую влажность, типичную для продукта, возможно нанесение большего количества электролизованного солевого раствора, однако следует учитывать конечное назначение сельскохозяйственного сырья (например, относительно дальнейшей обработки).

В другом способе указанное сельскохозяйственное сырье на короткое время погружается в электролизованный солевой раствор, вследствие чего получается максимальная контактная поверхность между сырьем и рассматриваемым электролизованным солевым раствором. Предпочтительно сельскохозяйственное сырье погружается на короткое время так, чтобы только внешняя поверхность была в контакте с раствором.

В более предпочтительном способе указанное сельскохозяйственное сырье выбирается из сельскохозяйственных продуктов растительного происхождения и побочных продуктов или производных, полученных при обработке.

Для того чтобы более подробно прояснить характеристики настоящего изобретения и обратить внимание на его дополнительные преимущества и частные особенности, далее следует более детальное описание используемого способа. Очевидно,что в последующем описании нет ничего, что могло бы интерпретироваться как ограничение охраны изобретения, предъявляемой в формуле изобретения.

В настоящем описании дается ссылка на чертеж, на котором представлен схематичный вид установки для получения водного электролизованного солевого раствора.

Активный хлор уничтожает бактерии с помощью разрушения их веществ и молекул. Дезинфицирующие вещества, которые используются для этой цели, содержат хлорные компоненты, которые способны обменивать атомы других компонентов, таких как энзимы в бактериях и других клетках. Когда энзимы будут контактировать с хлором, один или более атомов водорода замещаются хлором. Таким образом, композиция молекул будет изменяться, и в результате организм будет разлагаться. Когда невозможно, чтобы энзимы далее функционировали правильно, клетка или бактерия умирает в итоге. Примером этого процесса является энзимная нитратредуктаза в межклеточной плазме бактериальной клетки.

В способе по изобретению сельскохозяйственное сырье обрабатывают водным электролизованным солевым раствором, посредством чего количество микроорганизмов уменьшается. Для получения указанного солевого раствора и обработки различного сырья используется установка (см. чертеж), оборудованная следующими участками:

- резервуар (1) для получения насыщенного солевого (NaCl) раствора, снабженный автоматическим контролем уровня и подачей воды для разведения (например, водопроводной воды);

- двухстадийная фильтровальная установка для подачи фильтрованной водопроводной воды, имеющей низкую степень жесткости;

- узел (2) для получения электролизованного солевого раствора, причем этот узел оборудован генератором (50 А прямого тока);

- узел непрерывного потока электролитических клеток;

- разбавляющая камера (Вентури);

- резервуар (3) для получения и хранения электролизованного и разведенного солевого раствора;

- всасывающий насос (4) (диафрагменного типа) для измерения в дозах электролизованного и разведенного солевого раствора (например, 50 бар мах. выход, скорость потока 0-10 литров в минуту);

- связывающий гибкий трубопровод (5) для распределения электролизованного и разведенного солевого раствора между всасывающим насосом (4) и устройством для распыления/разбрызгивания/дозирования (6).

Электролизованный раствор получается при применении электролиза к солевому раствору (NaCl, техническая степень чистоты 99,7%). Если этот солевой раствор подвергается процессу электролиза, то получается раствор, обладающий следующими характеристиками:

- содержание активного хлора составляет от 500 до 700 мг/л;

- уровень рН располагается между 7,2 и 8,5;

- редокс потенциал располагается между 700 и 900 мV.

В зависимости от кислотности электролизованного раствора образуется химический баланс. Как представлено в диаграмме ниже, получается приблизительно 90% гипохлорной кислоты в пределе достижения полученного значения рН.

Поскольку, по природе, стенка клеток микроорганизмов или бактерий имеет отрицательный заряд, то стенка клетки может быть проницаема для нейтральной гипохлорной кислоты при условии, что клеточные функции, так же как цитокинез (клеточное деление), нарушаются.

В зависимости от значения рН гипохлорная кислота (HOCl) разлагается на гипохлорит-ионы:

HOCl+H₂O->H₃O⁺+OCl⁼.

В конечном итоге он разлагается до атомов хлора и кислорода

OCl⁼->Cl^-+O.

Следовательно, гипохлорная кислота (HOCl, когда электрически нейтральная) и гипохлорит-ионы (OCl^-, электрически отрицательные) будут образовывать свободный хлор, когда берутся вместе. Результатом является дезинфицирующее действие. Дезинфицирующие свойства этого раствора состоят из дезинфицирующего действия хлора, комбинированного с окислительными свойствами атомов свободного кислорода.

Полученный электролизованный солевой раствор наносится на сельскохозяйственное сырье распылением или при замачивании. В случае использования распыления помимо всего предусматривается раствор приблизительно 0,2-2%, предпочтительно 0,2-0,5%, в зависимости от нанесения. Максимальное количество, которое можно нанести, определяется с помощью конечной влажности рассматриваемого сельскохозяйственного сырья.

После того как электролизованный солевой раствор нанесли, обработанное сельскохозяйственное сырье удаляется для дальнейшей обработки или для временного хранения, где оно ожидает дальнейшую обработку/манипуляции.

Эффективность способа, соответствующего настоящему изобретению, ясно показана в следующем примере. В этом примере опция заключалась в нанесении электролизованного солевого раствора на побочный продукт семян рапса, богатого протеинами.

На основании серий (n=10) микробиологических анализов, которые выполнили, был получен средний бактериологический профиль этого сырья.

Общее бактериальное число: 200000 gfu/g

Общее число колиформ: 10000 gfu/g

Энтеробактерий: 6000 gfu/g

Грибов и дрожжей: 5000 gfu/g

(gfu/g - единица образования бактерий на грамм).

Нанесение солевого раствора выполнили посредством распыления во время разгрузки товара с корабля и хранения в силосной яме, со скоростью 3 литра/мин при скорости разгрузки приблизительно 100 тонн/час, -> средняя доза 0,3% по продукту.

После обработки каждый лот (n-10) снова подвергли микробиологическому анализу посредством репрезентативной пробы. Получили следующие результаты:

Общее бактериальное число: 4000 gfu/g

Общее число колиформ: 100 gfu/g

Энтеробактерий: < 10 gfu/g

Грибов и дрожжей: 500 gfu/g

Органолептически не было обнаружено никаких отклонений в обработанных лотах по сравнению с необработанным лотом.

Как видно из примера, упомянутого выше, из полученных результатов можно определить, что нанесение электролизованного солевого раствора на сельскохозяйственное сырье будет демонстрировать очевидное уменьшение присутствия бактерий, вследствие чего риск появления патогенных бактерий будет значительно уменьшаться.

Реферат

Настоящее изобретение касается способа уменьшения микробиологического загрязнения сельскохозяйственного сырья. Сельскохозяйственное сырье обрабатывают электролизованным солевым раствором, вследствие чего уменьшается число микроорганизмов. С помощью этого способа возможно проведение дезинфекции сельскохозяйственного сырья просто и недорого, без негативных последствий для рассматриваемого сырья. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула