CC BY
168
УДК 661.521:63
Использование радиационных технологий в сельскохозяйственном производстве
А.В. Тихонов, Р.С. Анашкин, А.Е. Крюков ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии
А @!1з1.ги
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и сохранность урожая являются постоянными основополагающими проблемами при выполнении продовольственных программ. Использование химических удобрений, пестицидов настолько загрязняет окружающую среду и сельскохозяйственную продукцию, что подчас становится опасным для человека. Огромные количества продукции сельского хозяйства (до 25-30%), особенно растениеводства и плодоводства, теряются в процессе хранения как в результате естественных потерь (испарение влаги, расходование органических веществ), так и вследствие порчи продуктов, вызванной
жизнедеятельностью микроорганизмов.
Благодаря разработке альтернативных технологий, стало возможным заменить химическую обработку пищевых продуктов ионизирующим, ультрафиолетовым, СВЧ-излучением и некоторыми другими физическими факторами, которые, подавляя микроорганизмы и насекомых, не изменяют физический и химический состав
обрабатываемого продукта, экологически безвредны и, при соблюдении технологий, безопасны для обслуживающего персонала.
В настоящее время радиационная обработка сельскохозяйственной и пищевой продукции осуществляется в более чем 60 странах мира. По сведениям ФАО ООН, только Европа ежегодно выпускает на рынок более 200 тысяч тонн облученных продуктов. В ряде стран созданы специализированные центры по облучению
сельскохозяйственной продукции и продуктов питания. Наибольшее количество таких радиационных центров находится в США и Китае. Радиационные технологии в России еще не получили широкого применения. Тем не менее, и в нашей стране имеются многочисленные научные разработки таких технологий и установок для облучения сельскохозяйственной и пищевой продукции.
Радиационная стерилизация и дезинсекция больших промышленных объемов сельскохозяйственной продукции целесообразна на базе крупных радиационных центров, использующих ускорители электронов, так, например, еще 30 лет тому назад 2 ускорителя были установлены в Одесском портовом элеваторе для облучения пшеницы. С другой стороны, конечно же, нецелесообразно на базе этих центров облучать зерно, муку и хлебопродукты, производимые малыми предприятиями. Эта задача с успехом может быть решена с применением мобильных или стационарных малогабаритных установок,
основанных на использовании как ионизирующего, так и ультрафиолетового или СВЧ-излучения.
В ГНУ ВНИИСХРАЭ уже несколько лет работает установка ГУР-120, которая состоит из восьми блоков-облучателей, четыре против четырёх, заряженных источниками ГИК-7-4, общей активностью изотопа 60Со 3,329^1015 Бк. Установка стационарная, исследовательская с сухим
о
способом защиты. Параметры облучательского помещения: V- 380 м , Б- 67,5 м2. Данная установка позволяет в течение 1-2 суток облучать небольшие (1 -2 тонны) партии сухого сельскохозяйственного растительного сырья: специи (черный и красный перец; чеснок; кориандр), травы (укроп, петрушка, базилик). Продукция при этом может облучаться в диапазоне поглощенных доз от 1 Гр до 10 кГр с мощностью дозы от 10 до 900 Гр/ч. Опыт использования данной установки показал ее экономическую эффективность для подавления типичной микрофлоры, развивающейся при длительной транспортировке.
В сельскохозяйственном производстве основным требованием к новым технологиям является производство биологически ценной (“чистой”) продукции при минимальных энергетических затратах. Как показал опыт многих исследований, применение электромагнитных излучений (ЭМИ), в частности СВЧ и УФ, в сельском хозяйстве даёт прибавку урожая до 30 % таких сельскохозяйственных культур, как зерновые, картофель, лук и т. д. В совместных исследованиях учёных США, Израиля, Турции и Канады (1994 г.) по изучению влияния УФИ на сохранность фруктов и овощей после сбора урожая и хранения было установлено, что УФИ разных спектров и доз снизили объём потерь за счёт гниения и продлили срок хранения. Проведённые во ВНИИСХРАЭ в течение 20 лет опыты в лабораторных, вегетационных и полевых условиях позволили оценить возможность использования УФ- и СВЧ-излучений в повышении урожайности зерновых, картофеля, оздоровлении семян, улучшении качества продукции и разработать опытные образцы установок. Важнейшими преимуществами электромагнитной обработки перед традиционными являются предельно низкие энергетические и денежные затраты.
В ГНУ ВНИИСХРАЭ разработаны установка для УФ-обработки корнеклубнеплодов (производительность до 5 т/ч), СВЧ-установка для роспуска закристаллизовавшегося меда в металлической таре (производительность до 60 кг/ч), СВЧ-установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты (производительность до 300 кг/ч). При этом потребляемая электрическая мощность всех установок составляет не более 3 кВт. СВЧ-установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты прошла производственные испытания в качестве сушилки при производстве макаронных изделий и показала по ряду параметров (занимаемой производственной площади, материалоемкости, стоимости оборудования и потребляемой мощности) десятикратное преимущество перед штатной конвейерной сушилкой.
Данная установка также может применяться для микроволнового воздействия на некоторые сыпучие продукты: зерно, крупа, сухофрукты, некоторые специи, сушеные грибы и т.п. - с целью, например, дезинсекции и инактивации микроорганизмов. Очень эффективно воздействие на зернобобовые (фасоль, бобы, горох) для уничтожения зерновки.
Разработанные установки имеют патенты, представлялись на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень», награждены дипломами и медалями.
Рисунок 1 - Общий вид установок для использования радиационных технологий: А - гамма-установка ГУР-120; Б - УФ-установка для обработки корнеклубнеплодов; В - СВЧ-установка для роспуска закристаллизовавшегося меда в металлической таре; Г - СВЧ-установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты.
Развитие радиационных технологий по обработке продукции агропромышленного производства в Российской Федерации сдерживается несовершенством отечественной нормативно-правовой базы и недостаточным развитием специализированных центров по облучению продукции сельского хозяйства и пищевой промышленности. Отдельного рассмотрения требуют вопросы пищевой ценности облученных продуктов питания, а также внедрения радиационных технологий в практику современного сельского хозяйства и пищевой промышленности. Радиационные технологии окажутся конкурентоспособными, если они будут экономически эффективными и
легко встраиваемыми в традиционные агротехнологии, технологии хранения и переработки продукции и стандартизированными.
