ПРООЗОН №2(2) 2005

ПРООЗОН №2(2) 2005 От редакции

ПРООЗОН №2(2) 2005 От редакции.

После выхода информационно-техническое издания ПРООЗОН №1 в редакцию начали приходить заполненные карточки читателей. Было приятно видеть обратную реакцию на первый номер! Все ваши присланные карточки обработаны. Пожелания и рекомендации будут учтены.

В графе – «интересно узнать» – вы указывали темы, которые хотели бы увидеть на страницах издания или получить по почте в бумажном варианте. Узко-профильные материалы высылаются лично, а та информация, которая может заинтересовать большой круг читателей – будет в ближайшее время размещена на страницах ПРООЗОНа.

Уже в этом номере начата публикация материалов по просьбам читателей. Читайте статью «Озонирование мясопродуктов при хранении» и обзор «16-й всемирный конгресс по озону». Хочется отметить, что мы в редакции были удивлены такой осведомленностью некоторых наших читателей прошедшим два года назад конгрессом. И с удовольствием опубликовали материал.

До новых встреч!

Озонирование мясопродуктов при хранении

Авторы: И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, В.А. Выгодин

Исследованиями по использованию озона при холодильном хранении мяса специалисты начали вплотную заниматься с начала 30-х годов XX века. По данным Каеса, оптимальная концентрация О3 для хранения охлажденного мяса равна 10 мг/м3 (ф=2…3 ч/сутки (сут)). Кэффорд отмечает, что эффект от действия озона (С=10 мг/м3) достигается тогда, когда применение его начинается в период лаг-фазы развития бактерий и когда поверхность мяса имеет корочку подсыхания.

По результатам Эльфорда и Ван ден Энде благоприятной концентрацией О3, применяемой при созревании мяса, является 0,02…0,2 мг/м3, Евелл указывает на то, что охлажденное мясо хорошо сохраняется при С=4…6 мг/м3 и ф=3 ч в сутки. По данным Хайнеса, озон (С=20 мг/м3) не предотвращает ослизнения мяса. Тухшнайд применял озон на ленинградских холодильниках в камерах хранения яиц, мяса, используя концентрацию 3…6 мг/м [1].

По данным [2], перед закладкой свежей говядины на длительное хранение ее подвергают специальному процессу старения, заключающемуся в том, что при 293 К мясо выдерживают в течение 42…44 ч и относительной влажности воздуха около 85%. При этих условиях происходит созревание говядины в результате действия присутствующих в мясе энзимов, которые размягчают ткань и мышцы. После такой обработки говядину выдерживают при 277 К в течение трех недель. В этот период происходит активная деятельность бактерий и спор, вызывающих гниение продукта.

Опыты показали, что для их уничтожения достаточна концентрация озона примерно 0,8 мг/м3 при относительной влажности не выше 60…90%. Приведенные данные литературного обзора носят противоречивый характер в отношении эффективности и целесообразности применения озона при холодильном хранении мясопродуктов.

Однако ряд исследователей считают, что для подавления микроорганизмов, вызывающих порчу мяса, необходимы высокие концентрации озона С=3,88 г/м3 [2]; при этом после 20-минутной экспозиции при объемном расходе озоно-воздушной среды 3,42·10-5 м3/с и температуре 310, 293 и 283 К микробиальная обсемененность снижается соответственно на 90,5; 90,5 и 86%.

Данные по количественному составу остаточной микрофлоры после 5-минутной обработки озоно-воздушной средой объемным расходом 5,29·10-5 м3/с и концентрацией озона 2,48 г/м3 представлены в табл. 1.

 

 

Табл. 1

Количественный состав остаточной микрофлоры после озонирования

Микроорганизмы Количество выживших микроорганизмов, %
Microbacterium 10,9
Lactobacilli 21,8
Corynebacterium 1,82
Pseudomonas pitida, pseudomonas sporum 3,64
Pscudomonas putrefaciens
Acinebobacter 1,82
Flavobacterium 3,64

Исследования по применению озона проведены также в Санкт-Петербургской государственной академии холода и пищевых технологий, ВНИТИПе, МГУПБе и др.

В результате исследований [1] установлено, что хранение охлажденной говядины при 273…274 К целесообразно осуществлять при озонировании с концентрацией озона 10…20 мг/м3 по 4 часа в начальный период хранения в течение 4 суток. Сроки хранения мяса с исходным содержанием бактерий 102…103 на 1 см2 увеличиваются до 5 суток. Ингибируюшее действие озона на мясо с начальным содержанием бактерий 105 на 1 см2 значительно снижается. Озон не оказывает влияния на качественный состав поверхностной микрофлоры мяса.

Выявлено также, что озон практически не оказывает влияния на качественный состав свободных жирных кислот липидов мяса при исследуемых условиях озонирования, а также на скорость гидролитических и окислительных процессов при концентрациях 10…11 мг/м3. После окончания цикла озонирования достаточно применять озон концентрацией 4,0…6,0 мг/м3 по 3 часа в день через двое суток [1].

В камере с температурой 273,5…275,0 К при хранении охлажденного мяса в атмосфере озона, генерируемого озонатором (1,5 мг/ч), начало порчи баранины отмечено на 6-е сутки (вместо 3 суток для контрольных образцов), свинины — на 10-е сутки (вместо 6 суток для контрольных образцов) [3].

Применение озона может способствовать решению проблем улучшения качества мяса при переработке. В ряде стран тушки птицы перед упаковкой, реализацией и хранением проходят санитарную обработку, заключающуюся в орошении тушек хлорсодержащим раствором. Данный способ не всегда вписывается в технологическую линию по переработке тушек птицы (например, в систему с воздушным охлаждением). Санитарная обработка мяса птицы с применением озонируемой среды характеризуется высокой эффективностью и хорошо сочетается с остальными технологическими операциями.

Исследования, проведенные во ВНИТИПе с тушками птицы, обработанными озоном при различных режимах и различном состоянии мяса с последующим хранением их в охлажденном состоянии при 277 К, дали положительные результаты [4]. Как видно в табл. 2, мясо тушек лучше сохраняется при обработке озоном до созревания и после созревания по сравнению с контрольными образцами. По питательным и вкусовым качествам оно отвечало нормальным показателям.

Табл. 2

Результаты исследования качества мяса при хранении

Показатель Образцы, обработанные озоном Контрольные образцы
(6eз обработки озоном)
60 мин (до созревания мяса) 60 мин (после созревания мяса)
Максимальный срок хранения, дни 13 18 10
Усушки за период
хранения, %
6.4 7.6 10.9
Цвет тушек Светло-желтый Желтый
Запах Свойственный свежему мясу Затхлый, гнилостный

 

Нежность мяса до хранения, мм:
грудная мышца 2.35 3.15 2.9
ножная мышца 2.45 1.45 1.94
Нежность мяса после хранения, мм:
грудная мышца 2.95 2.75
ножная мышца 2.20 1.12 1.50
Бактериальная загрязненность, колоний и 1 мл смыва:
до хранения 63 987 864
после хранения 130 65 736

Отмечено также снижение усушки тушек птицы в процессе хранения по сравнению с контрольными образцами. Оптимальная концентрация озона при хранении охлажденного мяса составляет 10,0±3,0 мг/м3 при экспозиции 2…3 часа в сутки [4]. Более высокие дозы озона приводят к обесцвечиванию мяса, вызванному окислением пигментов в результате нарушения двойных связей в их молекулах. Наилучший эффект озонирования проявляется, когда действие озона совпадает с периодом лаг-фазы развития бактерий и созревания мяса.

Хранение мяса птицы при постоянном и периодическом воздействии (3 ч в сутки) озоном концентрацией 8…12 мг/м3 способствует предотвращению плесневения, порчи и лучшему сохранению питательных и вкусовых свойств. Продолжительность хранения мяса в охлажденном или замороженном состоянии возрастает в 2…3 раза.

Среди продуктов мясной промышленности особое место принадлежит колбасным изделиям, производство которых в нашей стране непрерывно возрастает. Из колбасных изделий, поступающих на холодильное хранение распределительных холодильников, значительную часть (примерно 60…70%) составляют полукопченые колбасы.

Ограниченные сроки хранения полукопченых колбас заставляют разрабатывать новые, более совершенные методы хранения, в частности с использованием озона.

Для разработки оптимального режима озонирования колбас Г.Я. Резго и М.А. Габриэльянц изучали действие озона на микроорганизмы и липиды с целью выбора минимальной концентрации озона и продолжительности его воздействия на них.

Результаты экспериментов привели авторов к выводу о замене ежедневного озонирования периодическим. Выявлено также, что озонирование камер при концентрации озона 3…5 и 8…10 мг/м3 не способствует активизации гидролитических и окислительных процессов в жире полукопченых колбас (краковской и украинской) в процессе хранения при температурах 268…270 и 273…275 К. Озон концентрацией 15…20 мг/м3 заметно катализирует окислительные процессы в жире, вследствие чего указанная концентрация озона не рекомендуется для озонирования камер хранения полукопченых колбас.

В процессе хранения полукопченых колбас соотношение классов липидов меняется особенно заметно в неозонируемых и озонируемых камерах при концентрации озона 15…20 мг/м3. Качественный жирнокислотный состав липидов полукопченых колбас в процессе хранения их в неозонируемой и озонируемой камерах остается постоянным, а количественное содержание липидов уменьшается, причем в меньшей степени — липидов колбас, обрабатываемых озоном концентрацией 3…5 и 8…10 мг/м3, по сравнению с контрольными образцами и образцами, обрабатываемыми озоном концентрацией 15…20 мг/м3.

Количественные изменения в липидах периферийного слоя фарша колбас более существенны, чем в липидах внутреннего слоя, независимо от режима хранения. Остаточное содержание фенолов в полукопченых колбасах, обрабатываемых озоном концентрацией 3…5 и 8…10 мг/м3, в процессе всего периода хранения их (до 120 суток) выше, чем в не обработанных озоном колбасах, что обусловливает их стойкость, а также аромат и вкус копчения. В процессе хранения полукопченых колбас уменьшается содержание белкового азота и увеличивается небелкового. В большей степени эти изменения протекают в колбасах, хранившихся в неозонируемых и озонируемых (концентрация озона 15…20 мг/м3) камерах. Установлено также, что в процессе хранения полукопченых колбас интенсивность окраски батонов снижается. Более значительное обесцвечивание колбас наблюдается при хранении их в озонируемых камерах (концентрация озона 15…20 мг/м3) и в неозонируемых.

На основании органолептических, физико-химических и микробиологических исследований авторы рекомендуют следующие предельные сроки хранения полукопченых колбас:

— при 265…268 К в неозонируемой камере в течение 55 суток; в озонируемой камере при концентрации озона 3…5 и 8…10 мг/м3 — 90 суток;

— при 273…275 К — соответственно 18 и 35 суток.

При этом озонирование камер осуществляется 2 раза в неделю по 4 ч. Рекомендуется также для предотвращения заснеживания и замораживания полукопченых колбас при длительном хранении повысить температуру хранения с 266…264 до 270…268 К.

В Санкт-Петербургской государственной академии холода и пищевых технологий (С.-ПбГАХиПТ) проведены исследования по изучению влияния озона на хранение полукопченых колбас. Установлено, что для хранения полукопченых колбас (краковская высшего сорта в натуральной оболочке и украинская 1 сорта в искусственной белковой оболочке) в озонируемой среде необходима концентрация озона 10…15 мг/м3 при ежедневном озонировании по 3 ч в начальный период хранения в течение 5 суток. Сроки хранения при температурах 277 и 271 К составляют соответственно 25 и 70 суток, в отсутствие озонирования сроки хранения полукопченых колбас при температурах 277 и 271 К — 15 и 30 суток соответственно. После окончания цикла озонирования достаточно применять озон концентрацией 4,0…6,0 мг/м3 по 3 ч в день периодически через 3 и 5 суток при температуре соответственно 277 и 272 К [4].

На основании исследований, начатых по инициативными конструкциями, но, тем не менее, следует остановиться на двух японских работах.

Разряд, где одним из электродов является жидкость, известен давно, однако исследование Y. Miyano, T. Babo с сотрудниками является довольно интересным. Сам озонатор представлял собой устройство с плоскими электродами, причем один электрод имел диэлектрический барьер (фторопласт), а другой представлял собой прямоугольное корыто 200×50 мм, по которому текла вода. Скорость потока составляла 0,3 л/мин, а разрядный промежуток варьировался от 4,5 до 8 мм. Мощность разряда определялась известным способом по фигуре Лиссажу. В выходящем газе образуется достаточно высокая концентрация озона — до 16 г/м3, а концентрация растворенного в воде озона растет с увеличением разрядного промежутка. Авторы объясняют это тем, что при малых промежутках капли воды, электролизуясь, попадают на тефлон, и ток разряда резко уменьшается.

Табл. 3

Параметры озонирования пищевых продуктов в холодильных камерах хладокомбинатов [6]

Продукты Концентрация озона в воздухе камеры, мг/м3 Продолжительность однократного озонирования, ч Периодичность озонирования
Колбасные изделия 3…10 3…4 Через 2…3 сут
Охлажденное мясо 8…10 4…5 Через 1 сут
Сыры твердые сычужные 5…7 3…4 Через 2…3 сут
Яйцо 3…6 3…5 По мере появления запахов

Количество воды, налипающей на диэлектрик, зависит, как показали авторы, от величины разрядного промежутка. Так при d = 5 мм в течение 1 мин. налипает около 0,18 г воды, а за 3 мин. эта величина возрастает до 0,22 и к 10 мин составляет уже 0,38 г (v=14 кв). Для d = 8 мм эти цифры соответствуют 0,02, 0,05 и 0,08 г, т.е. значительно меньше.

Какую же максимальную концентрацию озона в газе и в воде можно получить в таком озонаторе? При оптимальных условиях (скорость воды 1,2 л/час) авторы достигли значения около 1 мг/л озона в воде. Заметим, что такое устройство как бы объединяет озонатор и контактную камеру. Однако низкие, по сравнению с обычными схемами, значения концентраций озона как в газе, так и в воде говорят о том, что пока подобное устройство представляет собой лишь научный интерес.

Последняя работа, на которой хотелось бы остановиться, выполненная под руководством профессора Ito, посвящено, «вечной» теме — попытке улучшить эффективность работы озонатора за счет несинусоидальной формы кривой питающего напряжения. Авторы кратко рассматривают достигнутые рекордные результаты по энергетическому выходу — 2,5 кВт час/кг (при концентрации 0,6 г/м3) и 2,8 кВт час/кг (при 5 г/м3).

Эти данные относятся к специальным видам озонаторов (двойной разряд и т.п.). В обычном озонаторе с очень малым разрядным промежутком (-0,1 мм) достигнуто энергопотребление в 3,3 кВт час/кг. Речь естественно идет об озонаторах с использованием кислорода (и все это японские работы).

В данном исследовании использовался практически стандартный озонатор с промежутком в 1,4 мм и длиной 200 мм. Мощность измеряли по площади фигуры Лиссажу и определяли озон УФ -анализатором. Авторы расширили разнообразие вида кривых питания, вводя треугольную форму импульса и меняя крутизну роста напряжения — 20 и 25 кВт/мсек. Определенная разница наблюдается, но, во-первых, она не велика (2-5 %), а, во-вторых, совершенно не ясно, не имеет ли место неточность в определении мощности по фигуре Лиссажу. Даже небольшое искажение здесь может полностью исказить эти различия. Впрочем, авторы сами пишут, что им непонятно, есть ли влияние вида кривой напряжения на синтез озона. Заметим, что теория озонаторов, созданная в МГУ в 50 — 60х годах не предсказывает такой зависимости.

В заключении следует отметить, что принципиально новых научных идей на конгрессе не было предложено, хотя в целом объем работ по озону и их технический уровень непрерывно возрастают.

АК Росмясомолторга в 1972 г., разработаны, согласованы с Министерством здравоохранения России и утверждены Министерством торговли России ряд инструкций по озонированию камер, загруженных охлажденными продуктами. С 1975 г. на предприятиях Росмясомолторга озонирование начали широко применять для хранения пищевых продуктов (табл. 3) [6]. При хранении сыров озонирование применяют в камерах с батарейной воздушной и смешанной системами охлаждения при температуре 271…269 К и относительной влажности воздуха 85…90% [6]. Качество сыров в озонируемых камерах сохраняется в течение сроков, предусмотренных действующей инструкцией по хранению, обработке и выпуску сыров.

 

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Колодязная В.С. Применение озона при холодильном хранении продуктов животного происхождения: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Л., 1975. — 22 с.

2. Болога М.К., Латинский Г.А. Электроантисептирование в пищевой промышленности / Под ред. И.А. Рогова. — Кишинев: Штиинца, 1989. — 181 с.

3. Бабакин Б.С. Электротехнология в холодильной промышленности. — М.: Агропромиздат, 1990. — 208 с.

4. Кривопишин И.П. Озон в промышленном производстве. -М.: Россельхозиздат, 1979. — 96 с.

5. Резго Г.Я. Исследование изменения качества и сроков хранения полукопченых колбас в озонируемых камерах: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Л., 1975. — 32 с. 6. Озонирование камер при хранении пищевых продуктов. / Е.А. Ильина, В.В. Коваль, Р.А. Козлова и др.// Холодильная техника. — 1979. — №8. — С. 56-57.

(с) http://www.holodilshchik.ru

Применение озона в пищевой промышленности и сельском хозяйстве

Начало публикации в № 1 (1) 2005.
В настоящем обзоре рассматриваются и излагаются некоторые возможности и области, в которых может быть применен озон с последующим успехом и хорошим экономическим эффектом.

5. ДЕЗИНФЕКЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЗОНА

Практическое применение озона как стерилизующего средства началось с очистки воздуха складских помещений. Данный способ заключался в насыщении воздуха определенным количеством озона, достаточным чтобы уничтожить основные виды патогенных микроорганизмов. Однако при этом озон расходовался в очень большом количестве причиной этому были: высокая влажность стен хранилищ и упаковочного материала, что соответствовало требованиям, предъявляемым к хранению.

Эти причины повлекли за собой необходимость разработки более совершенного метода распределения озонированного воздуха в помещении хранилища, вследствие чего возникла необходимость создания озонатора, гарантирующего равномерное поддержание вырабатываемой концентрации озона во всей массе воздуха. В противном случае, взаимодействие озона с хранимыми продуктами может и не произойти. Требуемый эффект может быть достигнут посредством сильного движения воздуха (вентиляции), в свою очередь, помещение не должно быть слишком герметичным.

Состояние равновесия можно достичь даже в относительно закрытом месте. Однако после прекращения подачи озона, его разложение продолжается. Озон расходуется на десорбцию окружающей среды, поэтому довольно скоро наступает его истощение.

Способность озона убивать споры позволяет очень эффективно использовать озон для увеличения срока хранения продуктов в рефрижераторах. Этот способ достаточно экономичен, т.к. затраты на оборудование невелики по сравнению с экономической эффективностью подобных рефрижераторов . Применение озона предохраняет от опасности появления неприятного запаха, а также от других нежелательных последствий использования иных антисептиков.

1. Пухлякова Г.Л. «Устойчивость сальмонелл к озону». Проблемы ветеринарной санитарии и экологии, т.94, 1994г.
2. Богдан М.В., Зарембо Ю.М., Богдан М.М., Хилько С.В. «Применение озона для дезинфекции поверхностей и воздуха». Материалы 26-го Всероссийского семинара «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии.». Москва, МГУ ХФ, 2003г.

6. ДЕЙСТВИЕ ОЗОНА НА ЗАПАХИ

Озон сам по себе имеет характерный специфический запах, однако при этом он не заглушает других запахов. Атомарный кислород, образованный распадом озона моментально окисляет различные пахнущие материалы. Характерный гнилостный запах, однако, остается, и устранить его трудно даже с использованием озона. При очень незначительной концентрации озона (примерно 0,01-0.04 ррm), воздух в помещении или хранилище чувствуется приятным и свежим, а неприятные запахи ощущаются гораздо слабее.

Даже если хранимые продукты находятся в изолированных помещениях, благодаря недостаточной воздушной локализации и несовершенной изоляции запахи могут передаваться из одной комнаты в другую или от одних продуктов к другим. Поэтому окисление создаваемых смешанных запахов в таких помещениях имеет большой положительный эффект, позволяя делать атмосферу помещений свежей и приятной. В большинстве случаев хранилища, товарные склады и рефрижераторы могут быть дезинфицированы с помощью озона. Процесс озонирования кроме общей дезинфекции позволяет устранить (или, по крайней мере, частично скрыть) неприятные запахи, исходящие от упаковочного материала, в результате, продуктам возвращается их естественный привычный аромат.

1. «Дезинфекция и дезодорация на холодильниках способом озонирования». М, 1973г.
2. Ильина Е.А., Коваль В.В, Козлова Р.А. и др. «Санитарная обработка холодильных камер озонированием». Холодильная техника, №2, 1979г.

7. ДЕЙСТВИЕ ОЗОНА НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Следствием сильного окислительного свойства озона является также его действие на обмен веществ. Процесс сохранения фруктов под воздействием озона первоначально объяснялся тем, что озон действует только на поверхность фруктов, которая в большинстве случаев содержит трудноокисляющиеся соединения. В период хранения процессы дыхания и созревания фруктов замедлены. При необходимости для большей скорости созревания в продукт может вводится этилен, дающий эффект быстрого созревания. Внешние признаки этого процесса — почернение кожицы плода, его смягчение и, в конце концов, гниение. Поэтому очень важно, что данный процесс может контролироваться введением озона.

1. Троцкая Т.П., Литвинчук А.А., Богдан М.В. «Озоно-воздушные технологии в процессах хранения плодоовощного сырья». Материалы НПК п. Самохваловичи, 2002г.

8. ОЗОН. ОВОЩИ И ФРУКТЫ

Использование озона для увеличения срока хранения, особенно при поддержании низкой температуры, было задумано и применялось с 1909 г. в специальных холодильных установках. Более детальные обследования и эксперименты были необходимы для изучения способов хранения фруктов в холодильных установках, т.к. при хранении различным видам фруктов необходимы различные концентрации озона.

Хранению фруктов уделяется особое внимание (каждый плод должен лежать отдельно, не соприкасаясь с другими, кроме того, не рекомендуется упаковка фруктов в закрытые контейнеры). Такой способ хранения достаточно эффективен , обеспечивая наименьшее сопротивление нагнетаемому озоно-воздушному потоку.

Озон предотвращает формирование различных плесневых колоний на стенах хранилища, деревянных ящиках и другом упаковочном материале. Эти плесени, даже если и не наносят вреда продукции, все равно придают фруктам неприятный специфический запах. В воздухе хранилищ-холодильников довольно часто содержится так называемая голубая плесневая гниль, которая очень быстро размножается и ее рост не замедляется даже под воздействием достаточно низких температур (около 273К).

При применении озона в пищевой промышленности большое внимание должно быть обращено на характеристики зараженного места, предназначенного для обработки озоном, т.к. озон по-разному влияет на разные продукты. Необходимо учитывать особенности технологического процесса, видовой состав микрофлоры, температуру, влажность и другие параметры, которые могут оказать влияние на действие озона. Ниже кратко рассмотрены отдельные аспекты применения озона применительно к овощам и фруктам.

Бананы. Усиленный процесс обмена веществ в бананах начинается только в тех случая, когда концентрации вводимого озона достаточно высоки. При поддержании концентрации озона между 25 и 30 ррm, спустя 8 дней на кожице плода появляются черные пятна. При концентрации 30-90 ррm, дыхательные процессы увеличиваются, хотя сам процесс созревания остается неизменным.

Апельсины. При хранении апельсины нечувствительны даже к относительно высокой озоновой концентрации (40 ррm) в хранилище. Их созревание также замедляется из-за окисления этилена и других продуктов обмена веществ.

Ягоды. Клубника, малина и виноград склонны создавать плесневые колонии в период хранения. Эта тенденция может быть легко устранена способом введения озона концентрацией 2-3 ррm без ущерба для качества и вкуса, таким образом срок хранения может быть увеличен вдвое.

Яблоки. В зависимости от сорта, эффект биологического воздействия может быть обнаружен только при хранении с концентрацией озона от 2 до 10 ррm. Эксперименты, проведенные в США показали, что качество большинства видов не ухудшается даже после холодного хранения в течении пяти месяцев при озоновой концентрации 2 ррm. Если концентрация слегка завышена, наблюдается ухудшение вкуса некоторых сортов. Опыты показали, что эти фрукты не портятся в течение 17-ти дней при хранении в озоновой атмосфере при концентрации озона 3 ррm и температуре 278К. Уменьшение концентрации не оказывало никакого влияния на норму дыхания фруктов.

Овощи: Влияние озона на овощи сходно с влиянием на фрукты. Наиболее известны опыты успешного озонирования цветной капусты проводимые в Советском Союзе. Применение озонирования значительно ингибирует развитие фитопатогенной микрофлоры. Так, при действии озона обсемененность на поверхности картофеля снижается в 1,5-2 раза, в воздушной среде — в 10-12 раз. Выход стандартной продукции повышается на 5-7% без ухудшения биохимических и дегустационных показателей.

Картофель. В период хранения в клубнях картофеля происходят процессы особым образом действующие на его питательную ценность. Важнейшими из них являются изменения в углеводном комплексном соединении, содержании витаминов и в дыхании клубней. В озонируемых картофельных клубнях содержание крахмала и витамина С увеличивается, тогда как содержание сахара уменьшается. При этом интенсивность дыхания остается практически неизменной. При озонировании цвет, вкус и консистенция клубней остаются неизменными. Отмечено, что озонирование задерживает прорастание картофеля и позволяет удлинить срок его хранения, не снижая посевных качеств.


1. Еншина А.Н., Войтик Н.П. «Влияние регулярных обработок озоном на химический состав картофеля и овощей». Гигиена и санитария. 1989г.
2. Лойко Р.Э., Лебедко Е.В. «Пути повышения сохранности сельскохозяйственной продукции». Минск, 1983г.
3. Литвинчук А.А., Хилько Е.Б., Рачковская А.И., Троцкая Т.П. «Дезинсекция методом озонирования в мукомольном производстве». Материалы 26-го Всероссийского семинара «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии.». Москва, МГУ ХФ., 2003г.
4. Троцкая Т.П., Карташевич С.М. «Хранение картофеля в озонируемых картофелехранилищах». 1997г.
5. Троцкая Т.П. Богдан М.В. «Использование озона для сохранности растительного сырья в пищевой промышленности». Матер. 3-й Междунар. научно-технической конференции, Могилев, 2002г.

Продолжение обзора в следующем номере.

16-й всемирный конгресс по озону

В. Г. Самойлович, Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова
В докладе, рассматриваются работы 16-го конгресса по озону ЮА (Лас Вегас, США, 31 августа — 5 сентября 2003 г.). Дается обзор наиболее интересных докладов.

Работа конгресса проходила в течение трех дней, и за это время было представлено 140 докладов. По секциям они распределились следующим образом:

  • введение в химию озона — 6;
  • промышленное применение — 8;
  • генерирование озона — 9;
  • измерение и моделирование — 9;
  • оптимизация процессов — 9;
  • питьевая вода — 9;
  • сточные воды 10;
  • пищевая промышленность — 12;
  • дезинфекция — 12;
  • озон в воздухе — 15;
  • AOP’s — 18;
  • массоперенос — 23.

Участниками конгресса были ученые и бизнесмены практически всех промышленно развитых стран мира. На долю России приходилось 8 докладов, и все они от Химического факультета МГУ. Тематика докладов обычна для таких конгрессов, но имеются некоторые особенности, показывающие определенное смещение интересов мирового озонного сообщества. Так в отдельные секции выделены доклады по теме «Озон в пищевой промышленности» (12 докладов) и «Озон в воздухе; прикладной аспект» (18 докладов). Очевидно, что можно рассмотреть только часть представленных на конгрессе работ, поэтому мы остановимся лишь на некоторых наиболее интересных сообщениях, хотя выбор их является, безусловно, субъективным.

В секции «Массоперенос и химические реакции» наибольший интерес вызвала работа группы американских ученых (David S. Pines и др.) по исследованию мембранных контактных систем. Авторы рассмотрели возможности применения специальных мембран для перевода озона из газа в жидкость. При этом растворенный озон оказывается в жидкой фазе в молекулярной форме, т. е. пузырьковая фаза полностью отсутствует.

В докладе дается краткий обзор небольшого числа предыдущих исследований по данному вопросу. Мембранное озонирование успешно использовалось (1995 и 1998 гг.) при производстве особо чистой воды для электронной промышленности, а также при окислении органических соединений (фенол, акролеин). Была и попытка очистки питьевой воды с помощью озона, вводимого через керамическую мембрану (2000 г.).

Авторы подчеркивают преимущества такого способа по сравнению с традиционным пузырьковым барботажем, а именно: уменьшение пенообразования, энергосбережение, возможность рециклировать часть озона, отсутствие необходимости дожигания остаточного озона и, наконец, резкое уменьшение габаритов контактной камеры.

Были проверены 11 типов тефлоновых мембран с различной толщиной, степенью пористости, размером и объемом пор. Кроме тефлона использовались и другие материалы. Размер пор варьировался в пределах от 0,07 до 6 микрон, а толщина от 0,005 до 0,25 мм. Основные параметры эксперимента следующие: скорость газового потока 6-7 л/час; концентрация озона 48-62 мг/л; скорость воды 1,5 — 200 л/час (соответствует числам Рейнольдса 30 — 2400); перепад давления на пленке 0,01 — 0,02 атм. В процессе работы были установлены следующие важные закономерности:

  1. Коэффициент переноса (КП) для перехода озона из газа в жидкость мало зависит от материала мембран и возрастает при увеличении диаметра пор и уменьшения толщины мембран.
  2. КП возрастает с увеличением скорости потока воды и его турбулизации.
  3. По порядку величины КП практически равен соответствующей величине в случае барботажного контактного аппарата, а при использовании полых волокон он значительно выше (для барботажного реактора эта величина 0,005-0,01; для мембраны 0,005-0,007; в сопоставимых условиях Re — 2000). В заключительной части работы приводится расчет контактного аппарата для расхода воды 200 м3/час и дозе озона 2 мг/л. Подчеркивается, что КП в основном определяется организацией потока воды, и по объему такой аппарат при использовании плоских мембран меньше традиционного в 10 раз, а при применении полых волокон объем уменьшается в 100 раз.

Следует остановиться на докладе канадских ученых (D.W. Smith, М. Gamal El-Din), которые в специальной колонне для смешения газа с водой (Impining-Jet Column) провели детальное исследование перехода озона в воду при использовании в качестве конденсированной фазы деионизованную воду. Применяя оптическую диагностику процесса переноса с помощью приборов на основе эффекта Допплера — фазовый и лазерный допплеровские анемометры — удалось измерить все основные параметры процесса переноса — размер пузырьков и их распределение по диаметрам, межфазовую поверхность, скорость подъема пузырьков и турбулентность потоков внутри колонны.

В этой же секции в подразделе «Химические реакции» опубликована работа американских авторов (М.D. Gurol и др.) по гетерогенному озонированию сложного органического соединения метил-тетра-бутил-эфира (МТВЕ). Гетерогенное озонирование сравнительно новое направление, относящееся к озонированию в присутствие катализаторов. Обычно в этом случае в окисляемой среде возникают ОН-радикалы, которые собственно и осуществляют процесс окисления. В определенном смысле это вариант Advanced Oxydation Processes, и доклад вполне можно было поставить в секцию АОР.

Известно, что МТВЕ не реагирует (точнее реагирует весьма слабо) с озоном, в то время как присутствие гранулированного оксида железа резко ускоряет процесс разложения МТВЕ. Основные выводы из этой статьи делаются следующие:

  1. Озон практически не реагирует с МТВЕ.
  2. МТВЕ реагирует только с ОН-радикалами.
  3. Озонирование с целью разрушения МТВЕ в присутствие железа очень эффективно, а образующиеся продукты установлены.
  4. Присутствие окисла железа значительно увеличивает скорость перехода озона из газовой фазы в жидкую.

Секция «Использование газообразного озона», где было представлено 18 докладов, содержит работы по весьма разным тематикам. Например, 3 доклада (включая обзорный доклад Рипа Раиса) посвящались борьбе с плесенью с помощью озона. Хотелось бы отметить здесь американскую работу М.D. Carol, A.Audogam, связанную с микробиологией. Большинство подобных работ рассматривается на секции «Дезинфекция. Полупродукты при дезинфекции», но в данном случае исследование, весьма интересное своим подходом, относится к газообразному озону. Речь идет о дезактивации такого страшного патогена, как сибирская язва — оружия террористов. Так как работать с этим микроорганизмом (речь идет о споровой форме) чрезвычайно опасно, авторы выбрали непатогенную, близкую по физиологическим характеристикам бактерию Bacillus Subtilis.

В работе по дезинфекции варьировались концентрация озона, влажность и температура. Кроме того, дезактивация проводилась на разного рода поверхностях — стекло, картон, пластик. Было рассмотрено влияние всех вышеперечисленных факторов на процесс дезактивации бактериальных спор. Также изучалось разложение озона на различных поверхностях. Исследования проводились следующим образом. Культура бактерий в виде вегетативных клеток и спор нагревалась импульсно до 65°С и затем обрабатывалась лизозимом, чтобы полностью убрать вегетативные клетки. Споры наносились на полоски из различного материала. На каждую полосу было нанесено 50 мл. раствора спор (около 108 спор/мл). В специально изготовленной камере можно было устанавливать необходимый уровень озона, влажности и температуры. После завершения необходимой экспозиции тест-полосы помещали в 50 мл физиологического раствора и подвергали ультразвуковой обработке, чтобы проверить, можно ли снять нанесенные споры с рассматриваемых поверхностей. Тесты проводились при концентрации озона 10 мг/л, относительной влажности 90 % и температуре 21°С.

Степень дезактивации на ковровом покрытии оказалась выше, чем на стекле. По мнению авторов, это объясняется двумя причинами:

  1. Эффект промежуточных веществ, образующихся на ковровом покрытии;
  2. Различная пористость материалов.

Поскольку конференция проводилась в Лас-Вегасе, то естественно интерес вызвала работа R.Dogga с сотр. по улучшению качества воздуха в казино. Авторы подчеркивают, что контроль над качеством воздуха в помещениях, где большие пространства и находится много курящих людей (кроме казино речь идет о барах, боулинг-центрах и т. д.) является непростой и крайне важной задачей. Озон в данной работе вводится в систему вентиляции или кондиционирования. Подчеркивается необходимость специальных датчиков, фиксирующих безопасный уровень озона. Указывается также, что для казино данная задача решается труднее, чем в других упомянутых выше случаях, учитывая сложную систему вентиляции и круглосуточную работу. Авторы очень подробно рассматривают как экономические, так и психологические аспекты введения озона в систему вентиляции и кондиционирования. Дается весьма детальный анализ проблемы в целом.

Исследования авторов показали, что после введения системы озонирования запах табака исчезает полностью, а количество VOC уменьшается на порядок. В докладе скептически оценивается применение угольных фильтров, которые характеризуются как «дорогостоящая полумера». Что касается экономики, то дается такой интересный расчет: в промышленности развлечений в США средний доход от клиента составляет 55$ в день, и потеря даже одного клиента от того, что последнему не понравился запах табака или дыма, приводит к утрате 20.000$ в год для казино. Поэтому владельцы казино и обслуживающий персонал весьма заинтересованы в улучшении качества воздуха. Время окупаемости системы озонной очистки воздуха — менее одного года.

В секции «Применение озона в пищевой промышленности» необходимо в первую очередь упомянуть обзорный доклад известного исследователя озона, одного из основателей Международной Ассоциации Озона, профессора Рипа Раиса. Доклад называется «Изучение и промышленное применение комбинации УФ-излучения с озоном в США». Автор отмечает, что после того, как административно-санитарные органы США дали разрешение на использование озона как дезинфицирующего агента (1999-2000г.), появилось достаточно много научных работ и практического применения этого способа дезинфекции (озон+УФ). Часть из них достигла стадии промышленного внедрения, а именно:

  • совместное воздействие УФ + озон для обработки охлажденной воды после мытья тушек птицы;
  • совместное воздействие УФ + озон на предприятиях по переработке зерна;
  • фотохимическая генерация озона для дезинфекции и контроля Listeria monocitogenes на японских предприятиях пищевой промышленности;
  • УФ + озон (фотоионизация) для контроля микроорганизмов, находящихся на поверхности мяса и птицы перед их упаковкой;
  • УФ + озон (фотоионизация) для контроля микроорганизмов в воздухе предприятий пищевой промышленности.

Весьма неожиданной явилась работа L.A. Rodriguez-Roa, A.Yousof, которая озаглавлена следующим образом «Моделирование процесса удаления сальмонеллы из яиц». Авторы сообщают, что Salmonella ekterica, являющийся причиной сальмонелеза, служит источником более 40.000 заболеваний в год в США, причем заражение происходит через сырые яйца. В статье предлагается, во-первых, физико-химическая процедура дезактивации сальмонеллы внутри яйца, и, во-вторых, на основе проведенных статистических исследований сообщается о создании специальной программы для определения режима обработки яйца (подбор соответствующих доз озона, температуры и давления). Физико-химическая процедура дезактивации заключалась в следующем: заранее зараженные яйца погружали в воду с температурой 57-59°С на 40 мин., после этого немедленно переносили в герметичный сосуд. Проводилась обработка вакуумом (~ 0,01 атм) и двуокисью азота при том же давлении, а затем газообразным озоном (12-14 %w) при давлении ~ 0,02 атм в течение 40 мин. Желток и белок яйца стерильно гомогенизируются и анализируются с точки зрения бактериальной зараженности. В результате проведенных исследований было найдено, что такое совместное воздействие тепла и озона резко уменьшает бактерицидную обсемененность внутри яйца. Достигалось уменьшение степени зараженности на 5 порядков.

В секции «Генерация озона» было представлено 9 докладов, содержание которых не отличалось принципиально новым качеством, неожиданными эффектами, интересными конструкциями, но, тем не ме нее, следует остановиться на двух японских работах.

Разряд, где одним из электродов является жидкость, известен давно, однако исследование Y. Miyano, T. Babo с сотрудниками является довольно интересным. Сам озонатор представлял собой устройство с плоскими электродами, причем один электрод имел диэлектрический барьер (фторопласт), а другой представлял собой прямоугольное корыто 200×50 мм, по которому текла вода. Скорость потока составляла 0,3 л/мин, а разрядный промежуток варьировался от 4,5 до 8 мм. Мощность разряда определялась известным способом по фигуре Лиссажу. В выходящем газе образуется достаточно высокая концентрация озона — до 16 г/м3, а концентрация растворенного в воде озона растет с увеличением разрядного промежутка. Авторы объясняют это тем, что при малых промежутках капли воды, электролизуясь, попадают на тефлон, и ток разряда резко уменьшается.

Количество воды, налипающей на диэлектрик, зависит, как показали авторы, от величины разрядного промежутка. Так при d = 5 мм в течение 1 мин. налипает около 0,18 г воды, а за 3 мин. эта величина возрастает до 0,22 и к 10 мин составляет уже 0,38 г (v=14 кв). Для d = 8 мм эти цифры соответствуют 0,02, 0,05 и 0,08 г, т.е. значительно меньше.

Какую же максимальную концентрацию озона в газе и в воде можно получить в таком озонаторе? При оптимальных условиях (скорость воды 1,2 л/час) авторы достигли значения около 1 мг/л озона в воде. Заметим, что такое устройство как бы объединяет озонатор и контактную камеру.

Однако низкие, по сравнению с обычными схемами, значения концентраций озона как в газе, так и в воде говорят о том, что пока подобное устройство представляет собой лишь научный интерес.

Последняя работа, на которой хотелось бы остановиться, выполненная под руководством профессора Ito, посвящено, «вечной» теме — попытке улучшить эффективность работы озонатора за счет несинусоидальной формы кривой питающего напряжения. Авторы кратко рассматривают достигнутые рекордные результаты по энергетическому выходу — 2,5 кВт час/кг (при концентрации 0,6 г/м3) и 2,8 кВт час/кг (при 5 г/м3). Эти данные относятся к специальным видам озонаторов (двойной разряд и т.п.). В обычном озонаторе с очень малым разрядным промежутком (-0,1 мм) достигнуто энергопотребление в 3,3 кВт час/кг. Речь естественно идет об озонаторах с использованием кислорода (и все это японские работы).

В данном исследовании использовался практически стандартный озонатор с промежутком в 1,4 мм и длиной 200 мм. Мощность измеряли по площади фигуры Лиссажу и определяли озон УФ -анализатором. Авторы расширили разнообразие вида кривых питания, вводя треугольную форму импульса и меняя крутизну роста напряжения — 20 и 25 кВт/мсек. Определенная разница наблюдается, но, во-первых, она не велика (2-5 %), а, во-вторых, совершенно не ясно, не имеет ли место неточность в определении мощности по фигуре Лиссажу. Даже небольшое искажение здесь может полностью исказить эти различия. Впрочем, авторы сами пишут, что им непонятно, есть ли влияние вида кривой напряжения на синтез озона. Заметим, что теория озонаторов, созданная в МГУ в 50 — 60х годах не предсказывает такой зависимости.

В заключении следует отметить, что принципиально новых научных идей на конгрессе не было предложено, хотя в целом объем работ по озону и их технический уровень непрерывно возрастают.

  • 2 года
    гарантии
  • 25 лет
    на рынке
  • гарантия
    качества
  • декларация
    ЭРГО
  • декларация
    ТРИД