CC BY
16
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
О|
' ТЕМА НОМЕРА
УДК 664.1.033
Очистка жомопрессовой воды
от микробной загрязненности
В.А. Голыбин, д-р техн. наук, проф., К.К. Горожанкина, аспирант,
Л.А. Черняева, канд. техн. наук, доцент, Ю.И. Зелепукин, канд. техн. наук, доцент
Воронежская государственная технологическая академия
Процесс экстрагирования сахара из стружки - один из важнейших в технологии сахара, так как от него зависят потери в жоме, качество получаемого сока, и в конечном итоге - выход, качество готовой продукции и эффективность работы завода.
Основной источник распада сахарозы на диффузии - жизнедеятельность микроорганизмов. Диффузионный сок служит благоприятной питательной средой для бактерий, дрожжей, плесневых грибов. При средней ин-фицированности соко-стружечной смеси в диффузионном аппарате потери сахара, обусловленные жизнедеятельностью микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту, составляют 0,1-0,3 % к массе свеклы.
В головной части диффузионного аппарата имеет место развитие ме-зофильных микроорганизмов, а в хвостовой и жомопрессовой воде, используемой в качестве экстраген-та, - термофильных (бактерии рода Bacillus, аэробные бактерии рода Clostridium). Слизеобразующие бактерии (лейконосток) продуцируют полисахариды (например, декст-ран), термофильные микроорганизмы являются активными продуцентами органических кислот и газов, отличаются быстрым ростом [1, 2].
Диффузионный сок инфицируется за счет стружки и питательной воды. В качестве питательной воды в диффузионных аппаратах используют смесь жомопрессовой воды, получаемой при прессовании жома, с барометрической водой или деаммони-зированными конденсатами, образующимися в теплообменных аппаратах. Жомопрессовая вода содержит механические взвеси и ряд при-
Таблица 1
Микробиологические показатели обработанной реагентами жомопрессовой воды
Но- Количество микроорганизмов КОЕ/см3
мер пробы МАФАнМ Термофилы Слизеобразующие Плесневые грибы Осмо-фильные дрожжи
1 1864x102 18 1928x102 60x102 180x102
2 265x102 Нет роста 40x102 Нет роста 30x 102
3 181x102 Нет роста 142x10 Нет роста Нет роста
месей, способных вызвать ухудшение работы диффузионной установки, а также имеет высокую степень микробиологической загрязненности. Несмотря на это возврат жомопрессовой воды - единственный способ, обеспечивающий получение приемлемых показателей работы диффузионного аппарата по производительности, откачке и содержанию сахара в жоме. Зараженность питательной воды зависит от способов ее очистки.
Цель работы: исследовать степень дезинфекции питательной воды растворами химических реагентов -сульфата алюминия, серной кислоты.
На первом этапе жомопрессовую воду, полученную в лабораторных условиях, разделяли на три пробы, которые подвергали обработке по следующим схемам:
первую пробу воды (без реагентов) использовали в качестве контроля;
во вторую вводили сульфат алюминия в количестве, достаточном для достижения рН жомопрессовой воды 5,7-6,0;
в третью добавляли раствор серной кислоты в количестве, достаточном для достижения рН жомопрес-совой воды 5,7-6,0.
Анализ микробной обсемененнос-ти жомопрессовой воды проводили по общепринятым методикам [3]. Образцы высевали на питательные среды: мясопептонный агар (МПА) для определения количества мезофиль-ных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (МА-ФАнМ); солодовое сусло-агар для определения количества плесневых грибов и осмофильных дрожжей; МПА с 10 % сахарозы для установления количества слизеобразующих микроорганизмов. Посевы выдерживали в термостате при соответствующих температурах и времени выдержки, оптимальных для каждого вида микроорганизмов. Повторность всех экспериментов - трехкратная.
Результаты исследований представлены в табл. 1.
Из полученных данных можно сделать вывод, что наиболее эффективный дезинфектант жомопрессовой воды - серная кислота. Проба воды
Ключевые слова: жомопрессовая вода; микробиологическое загрязнение; химический реагент; импульсное магнитное поле; микроорганизмы.
Key words: the pressed water, microbic pollution, chemical reagent, pulsed magnetic field, microorganisms.
после обработки кислотой была менее обсеменена микроорганизмами. Однако в ходе обработки химическими реагентами полной инактивации микроорганизмов не было достигнуто.
Известно, что генетический материал как у эукариотных, так и у про-кариотных организмов представлен ДНК. Молекула ДНК несет множество отрицательных зарядов, которые у прокариот и эукариот нейтрализуются по-разному. Однако, благодаря зарядам, присущим ДНК, сильные электромагнитные поля, а также свободные электроны, взаимодействуя с этими зарядами, могут подавить репликацию ДНК и, тем самым, остановить клеточное деление [4].
Поэтому дальнейшие исследования были направлены на изучение влияния степени дезинфекции жомопрессовой воды за счет воздействия магнитного поля как в отдельности, так и в сочетании с химическими реагентами.
Ранее нами были установлены оптимальные условия проведения обработки жомопрессовой воды в импульсном магнитном поле (ИМП): индукция импульсного магнитного поля - 0,25 Тл; продолжительность обработки - 5 с.
Использование способа очистки жомопрессовой воды с применением импульсного магнитного поля позволяет увеличить полноту удаления минеральных соединений, уменьшить накопление веществ коллоидной дисперсности в диффузионном соке [5].
На втором этапе полученную в лабораторных условиях жомопрессо-вую воду разделяли на четыре пробы, которые подвергали очистке по следующим схемам:
первую пробу воды (без реагентов) использовали в качестве контроля;
вторая проба была обработана ИМП: индукция - 0,25 Тл, длительность обработки - 5 с;
третью пробу сначала обрабатывали ИМП, а затем вносили раствор сульфата алюминия в количестве, достаточном для достижения рН жо-мопрессовой воды 5,7-6,0;
четвертую пробу сначала подвергали воздействию ИМП, а затем вводили раствор серной кислоты в количе-
PROTECTION OF THE ENVIRONMENT
стве, достаточном для достижения рН жомопрессовой воды 5,7-6,0.
Анализ микробной обсемененнос-ти очищенной жомопрессовой воды проводили по общепринятым методикам [3].
Результаты исследования с применением ИМП представлены в табл. 2.
Из данных табл. 2 видно, что меньшей обсемененностью обладали посевы четвертой пробы, где жо-мопрессовая вода сначала обрабатывалась ИМП, а затем раствором сульфата алюминия. Обсеменен-ность воды значительно снизилась: количество МАФАнМ уменьшилось в 74 раза по сравнению с контролем, термофильные микроорганизмы, плесневые грибы и дрожжи были уничтожены полностью, слизеобра-зующие микроорганизмы представлены единичными колониями.
Во второй пробе, где жомопрессо-вая вода была обработана ИМП, количество МАФАнМ снизилось в 4 раза по сравнению с контролем, рост плесневых грибов и осмофильных дрожжей не наблюдался, термофильные микроорганизмы были представлены единичными колониями, количество слизеобразующих микроорганизмов сократилось в 8
раз по сравнению с контролем. Следовательно, можно говорить о предполагаемом губительном воздействии на микроорганизмы магнитной обработки вследствие денатурации ДНК клетки, или как результат нарушения механизма регуляции осмотического давления в ней.
Таким образом, использование способа очистки с применением ИМП в сочетании с химическими реагентами позволяет повысить эффективность вводимых химических реагентов на стадии ее очистки, снизить микробную загрязненность питательной воды и неучтенные потери сахарозы в диффузионном аппарате.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бугаенко, И.Ф. Потери сахара на диффузии под действием микроор-ганизмов/И.Ф. Бугаенко, В.В. Бу-ромский//Сахарная промышленность. - 1999. - № 5-6. - С. 14-15.
2. Ильяшенко, Н.Г. Микробиология пищевых производств/Н.Г. Ильяшенко, Е.А. Бетева, Т.В. Пичугина, А.В. Ильяшенко. - М.: КолосС, 2008.
3. Находкина, В.З. Микробиология и микробиологический контроль в свеклосахарном производстве/В.З.
Таблица 2
Микробиологические показатели очищенной жомопрессовой воды
Количество микроорганизмов, КОЕ/ см3
Номер пробы МАФАнМ Термофилы Слизе-образующие Плесневые грибы Осмо-филь-ные дрожжи
1 1864x102 18 1928x102 60x102 180x102
2 381x102 Единичные колонии 238x102 Нет роста Нет роста
3 25x102 Нет роста Единичные колонии Нет роста Нет роста
4 133x102 Нет роста 122x102 Нет роста Нет роста
Находкина. - М.: Пищевая промышленность, 1975.
4. Пат. № 2085508 (РФ) C 02 F 1/ 48. Способ обработки жидкостей и жидкотекучих продуктов/Н.И. Бойко, А.Н. Тур, В.В. Быкасов, Л.С. Евдо-шенко, А.И. Зароченцев, В.М. Иванов, Г.Ф. Нескородов; Заявл. 13.07.1995; Опубл. 27.07.1997.
5. Голыбин, В.А. Использование магнитного поля для обработки жомопрессовой воды/В.А. Голыбин, Ю.И. Зелепукин, А.В. Пономарев, К.К. Горожанкина//Сахар. - 2008. -№ 12. - С. 38-40.
Ключевые слова: сигареты; электромагнитные поля сверхвысоких частот; технологические показатели; монооксид углерода.
УДК 663.974
Key words: cigarettes; electromagnetic fields of ultrahigh frequencies; technological indicators; mono oxide of carbon.
Регулирование содержания токсических компонентов
в дыме сигарет с фильтром
А.А. Морозова, канд. техн. наук, М.В. Шкидюк, О.К. Бедрицкая
ВНИИ табака, махорки и табачных изделий
В газовой фазе табачного дыма наибольшим отрицательным воздействием обладает монооксид углерода. Снижение количества этого компонента в составе дыма сигарет весьма актуально, так как планируется ввести контроль над третьим показателем токсичности - монооксидом углерода, содержание которого в сигаретах с фильтром не должно превышать 10 мг/сиг, в сигаретах без фильтра - 14 мг/сиг.
В мировой практике известен целый ряд способов регулирования величины содержания токсических компонентов (смолы и никотина, монооксида углерода и др.) в табачном дыме: направленная селекция при создании новых сортов табака; обработка сырья физическими методами;
использование восстановленного и расширенного табака, взорванной жилки; применение бумаги повышенной воздухопроницаемости; усложнение конструкции фильтра.
Разработана новая эффективная технология производства расширенного резаного табака с применением воздействия электромагнитных полей сверхвысоких частот (ЭМП СВЧ), которая позволит за счет высокой заполняющей способности расширенного резаного табака экономить табачное сырье, облагораживать грубое низкокачественное сырье, повышать его горючесть, улучшать курительные свойства сигарет, снижать число затяжек и сокращать выход смолы и никотина до 20-30 % в главную струю дыма, что приводит к
снижению токсичности табачного дыма [1]. Однако внедрение предлагаемого способа требует значительных затрат на разработку и изготовление высокопроизводительных линий производства расширенного табака, оснащению их специальным технологическим оборудованием со встроенными высокочастотными устройствами, транспортной системой и устройствами для смешивания расширенного табака с обычным.
Поэтому с целью изыскания более рационального технического решения проведены исследования и изучена возможность регулирования величины нового показателя токсичности табачного дыма (монооксида углерода) путем воздействия ЭМП СВЧ непосредственно на сигареты с
