6.4. Инактивация микрофлоры молока уф - излучением

Установка для инактивации микрофлоры молока УФ-излучением (рис. 6.7) изготовлена на базе молочного сепаратора. Ротор 1 закреплен на вертикальном валу 2. Ротор состоит из двух соосных цилиндров: внешнего 3, изготовленного из кварцевого стекла и внутреннего 4, выполненного из нержавеющей стали. В центральной части ротора установлен цилиндр 5 малого диаметра (полый вал), предназначенный для подачи молока в рабочую камеру барабана 7 через впускные отверстия 13. Отвод обработанного молока производится через отверстия 8 и патрубок 9. По периферии ротора на кожухе 11 установлены ультрафиолетовые лампы 10. Молоко принудительно через вертикальный входной патрубок 12 подается через отверстия 13 в рабочую камеру 7 ротора центрифуги 1.

При вращении ротора 1 под действием центробежных сил бактерии, находящиеся в дисперсной среде и имеющие плотность большую, чем плотность этой среды, перемещаются от центра к периферии и располагаются тонким слоем (толщина слоя определяется размерами бактерий) на внутренней поверхности внешнего кварцевого цилиндра. Этот слой обличается УФ - лампами 10. Корпус 11 служит защитным экраном от УФ - излучения.

Для полной инактивации микроорганизмов молока требуется УФ - облучение с энергетической экспозицией 210... 250 Дж/м .

Расчет параметров производится по формуле:

, (6.33)

где – частота вращения ротора в центрифуге, 1/с; – радиус внутреннего цилиндра, м ; – минимальный размер бактерий, м; – плотность бактерий и молока, кг/м; – среднее значение динамической вязкости молока, Па·с.

Время перемещения бактерий от стенки внутреннего цилиндра до зоны облучения:

где h– толщина слоя молока, м.

Производительность установки при n=200 1/с; D₂=0.325 м и высоте ротора 0,5 м равна 1090 кг/ч. Повышенная эффективность инактивации обеспечивается тем, что облучению подвергаются все микроорганизмы молока, сосредоточенные в тонком периферийном слое, а все компоненты молока (жиры, белки и др.) экранированы слоем микроорганизмов от воздействия УФ - излучения.

Рис. 6.7. – УФ – установка инактивации молока: 1 – ротор; 2 – вал; 3 – цилиндр из кварцевого стекла; 4 – внутренний цилиндр; 5 – полный вал; 6 – ввод молока; 7 – рабочая камера; 8 – отверстия; 9 – патрубок; 10 – УФ – лампы; 11 – кожух; 12 – входной патрубок; 13 – впускные отверстия

6.5. Дезинсекция отходов кондитерской промышленности (какаовеллы) в производстве комбикормов

        Какаовелла составляет  15% от массы дорогостоящего импортного сырья семян какао-бобов и является побочным продуктом (отходом) перерабатывающей промышленности.    Между тем,  в какаовелле содержится белок, крахмал, дубильные вещества, алкалоид, ами­нокислоты (лейцин, изолейцин, аланин, валин, тирозин, фениланин), клетчатка, крахмал, пектин и пентазан. На долю углеводов приходится 41 - 46%,  массовая доля белка, клетчатки и пентозанов превышает их массовую долю в ядре.     Содержание витаминов в какаовелле  в два раза выше, чем в ядре какао - бобов.   Использование такого ценного по химическому со­ставу вторичного сырья в произ­водстве комбикормов ограничено отсутствием технологии  переработки, обеспечивающей  его энергоэффективное обеззараживание и дезинсекцию. При использовании существующих способов дезинсекции (термическая обработка, облучение СВЧ) теряются витамины и полез­ные свойства продукта. При дезинсекции инсектицидом, фосфином и бромистым метилом на обрабатываемых продуктах остаются следы этих ве­ществ. Дезинсекция какаовеллы инфра­красным объемным облучением в псевдоожиженном слое с ультазвуковой активацией по­зволяет избежать данных недостатков.

Использование объёмного облучения в дисперсной среде -какаовелле, находящейся во взвешенном состоянии, позволяет осуществлять технологический процесс дезинсекции принципиально новыми воз­можностями:

• значительно снижать неравномерность облучения материала;

• осуществлять циклический процесс облучения с любыми временными па­раметрами цикла;

• проводить одновременно многоцелевую обработку материала при оптимальных пара­метрах псевдоожиженного слоя;

• автоматизировать управление процессом по качеству.

Использование ультразвука обеспечивает импульсное псевдо­ожижение, способст­вующее устранению застойных зон и агломерации твердой фазы, увели­чению тур­булизации потока, снижению продольного перемешивания, уменьшению внешне­диффузи­онного сопро­тивления, что улучшает качество псевдоожижения при одновременном снижении энергоза­трат.

Способ дезинсекции каковеллы в псевдоожиженном слое объемным облучением имеет следующие преимуществам:

• экономия энергии при дезинсекции;

• сохранение витаминов и полезных свойств кормового сырья - какаовеллы;

• отсутствие остаточных химических веществ на обработанном продукте;

• аналитически прогнозируемые параметры процесса дезинсекции при масштабном пе­реходе к крупнотоннажным комбикормовым производствам.