CC BY
27
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
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
О|
' ТЕМА НОМЕРА
фильтром. Критерий оценки эффективности исследуемого метода - не только изменение величины содержания токсических компонентов, в том числе монооксида углерода, в табачном дыме, но и сохранение оптимальных технологических (влажность, масса резаного табака, жесткость) и физических (внешний вид) характеристик сигарет. Обработка сигарет выполнена на модельной установке волноводного типа специальной конструкции. При моделировании режимов микроволновой обработки учтены основные факторы, влияющие на эффективность процесса нагрева табака: диэлектрические свойства (относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь), диапазон влажности и толщина слоя обрабатываемого материала, равномерность нагрева, продолжительность обработки и мощность СВЧ-источника энергии. Согласно теории СВЧ-сушки, величина удельной мощности ЭМП СВЧ, трансформируемой в теплоту, и глубина проникновения СВЧ-поля в материал зависят от его диэлектрических характеристик, на которые влияют частота ЭМП СВЧ, температура и химический состав материала.
При обработке ЭМП СВЧ использованы сигареты с фильтром исходной влажностью резаного табака 15,016,0 % для достижения технологически необходимой величины в готовых сигаретах порядка 13±2 %. Наилучшими диэлектрическими свойствами с точки зрения СВЧ-нагрева обладает табак с влажностью 16 - 35 % на частоте 2450 МГц. Диэлектрические потери с увеличением влажности возрастают, а глубина проникновения электромагнитного поля в табак уменьшается. Оптимальная глубина проникновения электромагнитного поля составляет 7-8 см, толщина слоя обрабатываемого табачного сырья достигает 15 см [2].
Предполагается, что в процессе воздействия микроволновой энергией при расширении табачного материала из клеток и межклеточного пространства вместе с парами воды интенсивно улетучивается часть токсических компонентов газовой и твердо-жидкой фракции, в том числе монооксид углерода.
Увеличение заполняющей способности резаных волокон в процессе обработки ЭМП СВЧ вызывает необходимость регулирования в сторону уменьшения массы расширенного табака в сигарете во избежание появления дефектов внешнего вида. Снижение массы табака служит дополнительным фактором уменьше-
ния в дыме содержания монооксида углерода. Величина снижения содержания монооксида углерода в обработанных сигаретах с фильтром составила (в зависимости от параметров режимов обработки) 6,012,4 %.
При изучении воздействия электромагнитных полей СВЧ на качественные характеристики сигарет учтен ряд ограничительных условий, основные из которых - технологически необходимые показатели готовых сигарет (масса, влажность, жесткость, внешний вид) и производительность сигаретных машин. Высокую скорость формирования штранга и изготовления сигарет с фильтром относят к одним из факторов, ограничивающих продолжительность СВЧ-обработки. Повышение влажности резаного табака или его массы может сопровождаться повышением степени деформирования сигарет, увеличением количества брака и перерасходом сырья. Равномерность набивки сигареты характеризуется величиной показателя жесткости в различных частях сигаретного штранга. Для нормальной заполняемости табаком курки сигарет при влажности 13 % величина жесткости должна составлять 83-88 %.
В опытах при изучении воздействия ЭМП СВЧ на внешний вид отобраны три группы сигарет: нормальные по плотности заполнения курки табаком массой 0,85 г (без дефектов внешнего вида); с недостаточной наполняемостью курки табаком массой 0,75 и 0,80 г (сигареты мягкие и слегка деформированные). Дефекты внешнего вида, выявленные в контрольных сигаретах массой 0,80 г, после микроволновой обработки в течение 5-7 с устраняются практически полностью. Сигареты целые, плотность заполнения объема курки массой расширенного табака нормальная. Но обработка сигарет меньшей массы (0,75 г) независимо от продолжительности СВЧ-воздей-ствия не устраняет дефекты внешнего вида. Наполняемость объема курки табаком недостаточна, сигареты в этих образцах целые, но мягкие. При более длительном СВЧ-воздействии (в течение 7-10 с) наблюдается образование значительных дефектов -расклейка шва по всей длине сигареты и осыпка табака в больших количествах. Плотность заполнения объема курки в этих образцах за счет расширения массы табака выше технологически необходимой, что служит причиной разрыва сигаретного шва и осыпки табака. В результате выявлена оптимальная величина ис-
ходной массы сигарет с фильтром -порядка 0,78-0,80 г. Микроволновая обработка таких сигарет позволяет получать готовые изделия без дефектов внешнего вида и экономить табачное сырье порядка 7-9 % в сравнении с необработанными изделиями.
Отмечено существенное влияние интенсивности воздействия ЭМП СВЧ на величину технологических показателей обработанных сигарет с фильтром. Оптимальные технологические показатели достигнуты при обработке сигарет (с исходной влажностью 15,0 %) СВЧ-источни-ком мощностью 0,6 кВт в течение 89 с. При этом влажность обработанных сигарет снижается до 12,813,2 %, а жесткость сигарет в сравнении с контрольными (70 %) увеличивается до значения 82-83 %. При обработке сигарет СВЧ-источником мощностью 1,8 кВт в течение 6-7 с влажность уменьшается до 12,713,1 %, жесткость сигарет повышается до 86-87 %.
Проведенные исследования позволили выявить оптимальные параметры ускоренных режимов микроволновой обработки сигарет с фильтром для получения изделий с технологически необходимыми характеристиками.
В последующем при изучении влияния воздействия ЭМП СВЧ на выход токсических компонентов (сухого дымоконденсата, монооксида углерода) определено уменьшение величины этих показателей: сухого дымоконденсата - на 4,8-11,7 %, монооксида углерода - на 4,8-12,4 %. Горючесть обработанных сигарет повышается, а число затяжек сокращается на 7,0-16,7 %.
Таким образом, проведенными исследованиями установлена эффективность технологического приема ускоренной обработки сигарет с фильтром воздействием ЭМП СВЧ, применение которой позволяет регулировать содержание монооксида углерода в табачном дыме и значительно уменьшать расход табачного сырья.
ЛИТЕРАТУРА
1. Морозова, А.А. Применение микроволновой энергии при разработке технологии сушки и получения расширенного табака/А.А. Морозова/Хранение и переработка сель-хозсырья. - 2002. - № 4.
2. Рагозина, И.А. Исследование диэлектрических свойств резаного табака в поле СВЧ/И.А. Рагозина// Хранение и переработка сельхозсы-рья. - 1995. - № 1.
