Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние и существующие методы обеззараживания хлебопродуктов 8
1.1. Анализ зараженности хлебопродуктов вредной микрофлорой 8
1.2. Существующие способы обеззараживания хлебопродуктов 11
1.3. Существующие методы обеззараживания хлебопродуктов энергией ВЧ и СВЧ-поле 29
1.4. Выводы 34
Глава 2. Теоретическая модель обоснования технологического процесса обеззараживания зерна энергией СВЧ-поля при производстве зернового хлеба 35
2.1. Обоснование предлагаемого технологического процесса производства зернового хлеба
2.2. Динамическая модель энергетического баланса зерновой массы и паразитирующей микрофлоры 37
2.3. Динамическая модель обеззараживания зерна от двух видов возбудителей бактерий и грибов 39
2.4. Формирование эффективных режимов обработки зерна энергией СВЧ- поля 41
Глава 3. Методика определения эффективных режимов СВЧ обеззараживания зерна при производстве зернового хлеба 46
3.1. Обоснование и выбор параметров процесса обеззараживания зерна ЭМПСВЧ 46
3.2. Активное планирование эксперимента по определению эффективных режимов по обеззараживанию зерна энергией СВЧ-поля 49
3.3. Технологическое и нестандартное оборудование для проведения исследований по обеззараживанию зерна энергией СВЧ-поля 51
3.4. Методики исследования по влиянию эффективных режимов обработки на зараженность и качественные показатели зерна энергий СВЧ -поля 59
Глава 4. Результаты исследования влияния параметров СВЧ - энергии на микрофлору и качественные показатели зерна 62
4.1. Результаты влияния параметров СВЧ - энергии на температуру нагрева зерна 62
4.2. Результаты исследования влияния параметров СВЧ - поля на обеззараживание зерна от бактерий Bacillus sublilis 65
4.3. Результаты исследований по влиянию параметров СВЧ обработки на зараженность грибами рода Penicillium и Fusarium 69
4.4. Результаты исследований влияния параметров СВЧ - поля на общую микробную обсеменешшеть зерна 7S
4.5. Результаты исследований влияния параметров СВЧ - поля на качественные и количественные показатели клейковины зерна 82
4.6. Выводы 94
Глава 5 Технико-экономическое обоснование технологического процесса и эффективных режимов обеззараживания зерна энергией СВЧ - поля при производстве зернового хлеба 95
5.1. Определение капиталовложений и эксплуатационных расходов на обработку зерна энергией СВЧ- поля 95
5.2. Экономическая эффективность технологического процесса обеззараживания зерна пшеницы энергией СВЧ- ноля 100
Общие выводы 104
Список используемых источников , 106
Приложения
- Существующие способы обеззараживания хлебопродуктов
- Динамическая модель энергетического баланса зерновой массы и паразитирующей микрофлоры
- Активное планирование эксперимента по определению эффективных режимов по обеззараживанию зерна энергией СВЧ-поля
- Результаты исследования влияния параметров СВЧ - поля на обеззараживание зерна от бактерий Bacillus sublilis
Введение к работе
В России, и в других государствах, имеющих значительный аграрный сектор, уровень производства зерна оказывает значительное влияние на их
ЭКОНОМИКУ, И ЯВЛЯеТСЯ ОСНОВОЙ ПрОДОВОЛЪСТВеННОЙ беЗОПаСНОСТИ» [135]
Россия является одним из крупнейших производителей зерна в мире.
С учетом риса и сои производство зерна в 2001 г, превысило 2250 млн.т. и стоит на пятом месте после США, Китая, ЕС и Индии. Разнила в объемах производства зерна между Россией и указанными странами очень существенная несмотря на то, что потенциал земельных ресурсов нашей страны задействован не полностью. Россия располагает 10% мировых посевных площадей. И если задействовать имеющиеся земельные ресурсы при среднемировой урожайности зерновых культур, можно было бы собирать не менее 150 млн, т. зерна и поставлять на внешние рынки. Россия практически граничит с регионами, где наблюдается и ожидается бурный рост населения и развития зернового рынка на ближнем и дальнем Востоке, в средней Азии и т.д. [135]
На продовольственном рынке страны зерновой сектор занимает большую долю продаж.
Общая годовая стоимость денежного оборота на российском рынке зерна, муки, крупы и комбикормов превышает сумму 150 млрд. руб.
Снижение денежного дохода от возможной выручки на зерновом рынке наблюдается в результате нерационального формирования отдельных партий зерна, перехода большого количества ценного зерна в отходы при его переработке, иногда ухудшаются товарные качества за счет значительного заражения вредной микрофлорой - споровой бактериальной и грибной инфекциями, в результате чего происходит микробиологическая порча зерна и большие потери при его дальнейшем хранении [1].
В последние годы появилась проблема получения хлебопекарной продукции с низкими показателями микробиологической обсемененности. Заболевание хлеба картофельной болезнью и плесневепие — стали самыми
распространенными видами микробиологической порчи хлебобулочных изделий. По литературным источникам [ПО, 111, 132] любые партии зерна содержат от нескольких тысяч до десятков миллионов микроорганизмов на один грамм продукции.
Поэтому, при хранении и переработке зерна необходимо предусмотреть мероприятия, препятствующие росту и размножению микроорганизмов и накоплению токсинов.
Хлеб, пораженный картофельной болезнью, не пригоден к употреблению в пищу, и является опасным источником инфекций, вызывает расстройство желудка и рвоту, раковые и сердечно сосудистые заболевания. Заражение хлеба картофельной болезнью приводит к крупным финансовым убыткам мукомольных и хлебопекарных предприятий из-за непригодности муки и хлеба к употреблению,
Предприятия несут большие затраты по очистке оборудования от споровых инфекций, что вызывает остановку работы оборудования на достаточно продолжительное время.
Поиск и применение менее энергоемких и экологически безопасных способов, продлевающих срок хранения и сохранность первоначального качества зерна является наиболее актуальной проблемой в хлебопекарной отрасли. Решение этой проблемы ставит определенные цели перед наукой и производством.
Поэтому целью работы является обоснование технологического процесса и режимов СВЧ - обеззараживания зерна для улучшения его качественных показателей и снижения энергозатрат.
Задачи исследования. Для выполнения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Провести анализ существующих методов обеззараживания
хлебопродуктов.
2. Разработать теоретические модели определения эффективных
режимов процесса обеззараживания зерна энергией ЭМПСВЧ.
3. Разработатв методику проведения исследований по обеззараживанию зерна энергией ЭМПСВЧ при производстве зернового хлеба.
4. Провести исследования по определению эффективных режимов
обеззараживание зерна энергией ЭМПСВЧ при производстве зернового
хлеба.
5. Дать технико-экономическое обоснование технологического процесса
и эффективных режимов СВЧ-обеззараживания зерна при производстве
зернового хлеба.
Объект исследования. Электротехно логический процесс СВЧ-обеззаражипапия зерна при производстве зернового хлеба.
Предмет исследовании. Причинные и функциональные закономерности влияния электротехнологических и временных параметров СВЧ-поля на зараженность и качественные показатели зерна.
Научная новизна заключается: в получении теоретических молелен взаимодействия параметров технологического процесса - обеззараживания зерна СВЧ-полем и его влияния на качественные показатели при производстве зернового хлеба;
в разработке методики активного планирования эксперимента для определения эффективных режимов СВЧ-обеззараживания зерна при производстве зернового хлеба;
в эксперементальных результатах и эффективных режимах обеззараживания зерна энергией ЭМПСВЧ и улучшении качественных показателей хлебной продукции.
Практическая значимость. Результаты исследований рекомендованы для использования в мини-хлебопекарнях и при конструкторских разработках промышленных образцов СВЧ-уетаповок, Приняты к внедрению в ООО «Профсистемы» г. Красноярск.
Методика и результаты исследований используются в учебном процессе агроэкологического института, факультета перерабатывающих
отраслей промышленности и энерготехнологического факультета Красноярского государственного аграрного университета. На защиту выносятся следующие положения:
Теоретические модели и закономерности взаимодействия параметров процесса обеззараживания зерна энергией ЭМПСВЧ и их влияние на его качественные показатели.
Методика исследований технологического процесса обеззараживания зерна энергией ЭМПСВЧ для производства зернового хлеба.
Результаты исследования параметрических закономерностей и эффективных режимов обеззараживания энергией СВЧ-поля к улучшения качественных показателей зерна.
Технико-экономические показатели эффективности
электротехнозюгичес-кого процесса обеззараживания и улучшения качественных показателей зерна при производстве зернового хлеба.
Существующие способы обеззараживания хлебопродуктов
До настоящего времени в нашей стране и за рубежом практически не разработана технология стопроцентного обеззараживания продовольственного зерна приемлемая для производства хлеба. Анализируемые методы обработки зерна перед помолом очень энергоемки и непроизводительны снижают качество полученного продукта например химические и по приведенным данным в главе 1 не дают желаемых положительных результатов.
Функциональная схема существующей технологии производства зернового хлеба. Анализ существующей технологии производства хлеба показывает, что зерно, прибывшее со склада производителей зерна или элеваторов, поступают в цех по производству зернового хлеба. После мойки микробы, находящиеся на поверхности, частично смываются водой но в основном заражают и другие зерна, поскольку при мойке получается микробный раствор? в котором моются все зерна. Таким образом, при общем снижении количественного заражения зерна после мойки увеличивается общий процент зараженных зерен [13, 70,71,72,73, 78,79, 82,91, 104, 105, 107, 118, 120].
Внутренние инфекции такие как, бактерии приводящие к картофельной болезни хлеба и грибные (грибы рода Fusarium и др.) болезни вообще при мойке не устраняются. В последующем зерно замачивается на 8 часов в воде для прорастания зародыша и усиления в нем ферментативных процессов. Одновременно за этот же промежуток времени активно прорастают споры бактерий и грибов находящихся в зерновках и их поверхностях иыделяя сильнейшие яды афлотоксины. Таким образом идет интенсивное заражение будущего теста и хлебной продукции. После экструдирования на обычных экетрудерах и тестомешалках полученная тестовая масса еще более равномерно заражается спорами вредной микрофлоры и, как производной, бактериями, ірибами и афлотоксинами.
Выпечка хлеба не гарантирует при такой технологии его 100% обеззараживание потому» что появившиеся новые споры бактерий и грибов могут иногда погибать лишь при температуре в 120 С. Такая температура при выпечке хлеба не достигается и поэтому он буквально начинен внутренними инфекциями, которые при хранении уже в 1-2 дня начинает бурно развиваться и приводить хлебную продукцию в непригодное состояние для употребления в пищу человеком. Особенно вредоносна в этом случае картофельная болезнь хлеба (липкий мякиш). Несмотря па то, что исследования по обеззараживанию зерна - муки, отрубей - дробленого зерна хлеба ведутся с 50-х годов, вопрос этот не решен до сих пор и в последние годы в связи с отрицательными экономическими последствиями в АПК он стал наиболее актуальным.
Болыиие наработки в области обеззараживания хлебопродуктов имеются у Кубанского государственного технологического университета (КубТУ). Предложен способ и устройство [21, 122] подавления жизнедеятельности микроорганизмов на зерне, предусматривающий создание потока зерна в виде падающего дождя, распыление пропионовой кислоты газом-носителем с созданием потока аэрозоля и контактнронанием зерна и аэрозоля в противотоке, а в качестве газоносителя использовать двуокись углерода. В результате на поверхности каждой зерновки образуется пленка оседающей из аэрозоли пропионовой кислоты, которая угнетает развитие находящейся на нем микрофлоры, кроме кислогорезистепгных і рибов родов Aspergillus и Penicilllum. Используемая із качестве газопосителя двуокись углерода, плотность которой больше плотности воздуха, вытесняет последний из пространства между зерновками и создает анаэробные условия хранения зерна. Это приводит к подавлению жизнедеятельности аэробных микроорганизмов рода Aspergillus, и рода Penicillium.
Известны работы по использованию электрохимически активной (ЭХА) воды для повышения эффективности холодного кондиционирования зерна, однако отсутствуют сведения о ее влиянии на возбудителей картофельной болезни хлеба. [27, 31, 42, 52]
Для гидротермической обработки зерна использовали щелочную воду -анолит и кислую воду — католит, в качестве контроля - водопроводную воду, хлеб выпекали из цельносмолотого зерна (табл. 1), Применение ЭХА воды позноляет на порядок снизить обссмсненность зерна возбудителями картофельной болезни и затормозить заболевание хлеба на 24-36 часов.
Ряд авторов предложи способ и устройство [20, 21, 95] для обработки семенного, продовольственного и кормового зерна. Способ заключается в том, что в контактном устройстве создают поток зерна в виде падающего дождя и одновременно распыляют в него ультразвуком воду и пропионовую кислоту в заданном соотношении с одновременным нанесением на них статистических электрических зарядов противоположных потенциалов, например путем подачи высокого постоянного напряжения на рабочие органы ультразвуковых возбудителей. Под действием ультразвука производится диспергирование жидких сред, с электростатическими взаимодействиями, что снижают поверхностное натяжение и повышают дисперсность распыления при одновременном исключении коагуляции одноименно заряженных капель каждого из компонентов консерванта — воды и пропионовои кислоты. Таким образом создается заряженные потоки, имеющих дисперсность 0,1-0,3 мкм, что недостижимо ни при одном из известных методов распыления жидкостей. Происходит равномерное смешивание воды и пропионовои кислоты в потоке аэрозоля или на поверхности зерновок, чем обеспечивается электростатическое взаимодействие заряженных капель или зерновок, принимающих заряд от осаждающихся на них заряженных капель, Соединение противоположно заряженных частиц и растворение пропионовои кислоты в воде сопровождаются выделением теплоты, под действием которой часть консерванта переходит в паровую фазу и вытесняет воздух из зернового потока- Пары, контактируя с зерновками, частично конденсируются на их поверхности с высвобождением теплоты фазового перехода. Как показали исследования, поверхностная микрофлора зерна одновременно обрабатывается кислотой, ультразвуком, температурой и электростатическими зарядами в анаэробных условиях. По утверждению авторов достигается полное уничтожение микрофлоры, в том числе кислотосонорезистентной, такой как споровые формы плесневых грибов родов Aspergillus и РешсїШшп, при минимальном расходе консервантов. Одновременно гарантировано полное уничтожение всех форм и видов микрофлоры в процессе дальнейшего хранения зерна. Такая технология позволяет значительно увеличить срок хранения зерна при сохранении его качественных показателей.
Ученые КубГТУ предложили несколько способов обеззараживания свежеубранного зерна, например создание потока зерна в виде падающего дождя и распылении пропионовои кислоты закисью азота [20], или разбавление пропионовои кислоты анолитом [21], или раздельное ультразвуковое распыление с одновременным нанесением статических электрических зарядов противоположных потенциалов воды и пропионовой кислоты [30] с получением потока аэрозоля и контактирование зерна. Данные технологии направлены на то, чтобы перед распылением в пропионовой кислоте растворились хитозан.
Для предотвращения плесневения испеченного хлеба используют различные способы ингибирования плесени на поверхности упакованного хлеба. По данным отечественных и зарубежных исследователей, предусматривают применение органических кислот (пропионовой, сорбиновой, лимонной, левулиновой, янтарной, муравьиной, фумаровой и др.), а также их кальциевых и натриевых солей. консервирование хлеба и мелкоштучных хлебобулочных изделий пропионовой кислотой особенно эффективно, когда упаковку дополнительно заполняют диоксидом углерода.
Динамическая модель энергетического баланса зерновой массы и паразитирующей микрофлоры
Поскольку от универсальной энергетической характеристики Wx колонии Хк можно перейти к физической характеристике зерна - функции Fk(i;xt;x2) зараженности зерна возбудителями -рода в момент времени / действия СВЧ с экспозицией х, и удельной мощностью х2 с некоторым поправочным коэффициентом Ск на размерность: то энергетическую функцию Ф, как линейную комбинацию WXk можно также преобразовать в ее физический эквивалент: 0(г)=-Ч; C1- ;(r; I; 2) + ». + Ajr/ Cfl- (r; ; 2) = ur F}(r, xt; х2)+... + ап- F„(t; х{; х2) = F(r х , х2).
В результате расчетов получены четыре стационарные точки функции Лагранжа для уровня h = 0 2, причем четвертая стационарная точка х, = 1,042, х, =0,005 близка к точке .vt -1 =0 в которой квадратичная форма dlL положителі-uo определена (Рис 2.6.-2.7.). a1 ft Ї? . Обобщетшя целевая функция Рис J.7, Обобщенная целевая функция жражшеоети зорма; хі - шжттшя процентного содержания мощность (Руд); %2 - время нагрева (t) клейковины, удельна» мощность (Руд); хз - время нагрева (х) Слсдотшадьно в кзітеетве р&юша СВЧчИЗра&тщ зерна, сраженного двумя йозбудатеяямм грибов рода РепІсіІІшт, Fusarium и др. и бактеріш рода ВасШда, можно принять режим с кодированными значениями х Ім -0. (янтершзд -1; 1}
Вытаслжшлмше эксперименты с моделями пунктов 1 м 2, имптррощммш иар&сталис знеріххжшсш биомассы и угнетение энергоемкости инфевдяи посредством СВЧ-энергии, могут ускорять образовать одних биообъектов Ш замедшгть развитие другій. Жесткий режим обработан характерен тем, что об# колонии Bacillus, РеніеШшт и Fiisarhim практически ищут уничижаются после 4 се&увд обработки, но этот режим можно утверждать с большей тероятвоетъю будет разрушать белок. Средний и мягкий режим является наиболее щ&тщ&м - бактерии и грибы уничтожаются медленнее но при этом отсутствует эффект денатурации йелкв в зерне.
Исходя из цели и поставленных задач на основе разработанных теоретических моделей необходимо разработать методику проведения исследований по определению эффективных режимов обеззараживания зерна энергии СВЧ - поля от спорообразующих бактерий и грибов и сохранению хлебопекарных свойств зерна.
Для установления влияния режимов СВЧ - энергии на качественные показатели зерна рассматривались основные параметры СВЧ поля, определяющие изменение зараженности зерна, и их хлебопекарные свойства.
Теоретическими исследованиями установлено, что к режимным параметрам воздействия СВЧ - энергии относятся Руд - удельная мощность СВЧ поля выделяемая в различных структурах зерна % - время воздействия, сек. и K=eg коэффициент диэлектрических потерь различных биологических объектов. Состояние белкового комплекса зерна по содержанию и качеству клейковины. 4. Хлебопекарные качества зерна сила зернового теста, формоустойчивость, газоудержи вающая способность белкового комплекса, сахарообразующая способность.
Качество зерна контролировалось по следующим показателям: влажность, наличие болезней и вредителей, сорность, содержание клейковины и ее качество. При подготовке зерна к экструдированию в первую очередь обращали внимание на зараженность и на количество -качественные показатели клейковины [83, 116, 121]. В соответствии с планом эксперимента и теоретическими предпосылками исследования н качестве входных параметров были выбраны: -удельная мощность СВЧ (Рул, Вт/дм ); -время обработки (экспозиция г, секунд); -предварительная влажность зерна, %. Изучалось влияние данных параметров на жизнедеятельность микрофлоры и качественные показатели зерна. Согласно основной идее электротермического обеззараживания исследуемый материал необходимо нагреть на предельно допустимую температуру за определенный период времени.
Активное планирование эксперимента по определению эффективных режимов по обеззараживанию зерна энергией СВЧ-поля
При активном планировании эксперимента входные параметры варьировалась на трех уровнях: минимальном (-1), среднем (нулевом) (0), максимальном (+1). Пусть Xi Т, а Х2=Руд тогда зависимость выходных параметров Y (зараженность и др.) от входных Х( и Х2 выразится следующим уравнением: У = А0 + А,Х, + А2Х2 + AnXf + АггХ\ + Так как для проведения эксперимента необходим план с минимальным количеством опытов при трех уровнях, был выбран план Коно.
В планах второго порядка каждая из независимых переменных должна принимать не менее трех значений. Результаты наблюдений эксперимента соответственно вариантам варьирования плана записываются в матрицу для проведения дисперсионного анализа, а затем и регрессионного анализа.
Гипотеза об однородности не отвергается, если выполняется условие где S2max - наибольшее из вычисленных по (2) значений построчных дисперсий; G(n-1; N) - табличное значение критерия Кохрэна при уровне значимости 0,05 с числом степеней свободы fi=(n-l) и fr=N; N — количество вариантов опыта. Коэффициенты уравнения регрессии рассчитывались по формулам: А=\±Х,Х д=1
Значимость коэффициентов уравнений регрессии определялась при помощи дисперсии коэффициентов регрессии:
Коэффициенты считаются незначимыми и могут быть исключены из уравнений регрессии, если 4 ф,К(Л) Рассеяние результатов наблюдений вблизи уравнения регрессии, оценивающую истинную функцию отклика, характеризовалась с помощью дисперсии адекватности IV — a и где d - число членов аппроксимирующего полинома. Проверка гипотезы об адекватности производилась с использованием F - критерия Фишера при уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы П и f2(N-d). Уравнение регрессии не отвергается, если где F-критерий Фишера. В случае невыполнении неравенстна гипотеза отвергалась, и уравнение регрессии признавалось неадекватным. Используя методику активного планирования эксперимента изучалось влияния СВЧ - поля на паразитарную микрофлору зерновой массы и качественные показатели зерна при различных режимах обработки,
Для изучения влияния основных входных параметров ВЧ и СВЧ на изменение температуры нагрева, зараженность, и хлебопекарные качества зерна выбиралось соответствующее технологическое и нестандартное оборудование, позволяющее в заданных пределах изменять удельную мощность электромагнитного ноля f и время обработки т.
Дтя проведения лабораторных исследований использовались СВЧ -печи для приготовления пищи, В существующих генераторах СВЧ печей для приготовления пищи, время экспозиции задается при помощи встроенных реле времени с точностью до ±0,5 с.
Средняя удельная мощность Руа в зерне изменялась объемом материала в СВЧ камере с помощью мерных стеклянных стаканов.
Частота колебаний электромагнитного поля СВЧ - генератора f=2400 МГц, разрешенная для промышленного использования.
Начальная и конечная температура массы семян измерялась спиртовыми и ртутными термометрами, хотя применение термометров не всегда оправданно из-за большей инерционности и погрешности измерения. Для увеличения точности измерений при СВЧ нагреве использовались потенциометр КСП-4 с дифференциальной термопарой медь-копстантан исключающей возникновение встречной термо - ЭДС в местах подключения термопары к прибору.
Термопара тщательно экранировалась, а экран заземлялся для исключения наведения внешней ЭДС от работающего генератора.
Для постоянной записи температуры в оба проводника термопары ставился П-образный LC - фильтр (Lr 10 мкГн; С=С2-0,1 пФ) для фильтрации паразитных паводок тока, С С - фильтром погрешность измерения температуры составляет в сторону завышения 1-2 С.
Для контроля за температурой применяются иотенцио.меїрьі КСП-4 на 3-6 точек измерения, градуировки ХК, 0-150 С. Эта величина корректировалась заранее до проведения измерения.
Для измерения температуры поверхности материала, находящегося в ЭМПВЧ, наиболее эффективным оказался бесконтактный метод с помощью пирометров. Из отечественных измерителей применялись измерительный вторичный преобразователь ПВВ-01-000 (пределы измерения температуры от 30 до 100 С) с первичными пирометрическими преобразователями ППТ-142. Расчетное удаление пирометра 1 м. Изготавливается прибор Каменец-Подольским приборостроительным заводом.
Для измерения колебательной мощности СВЧ - генератора, использовался метод калориметра, разработанный в лаборатории №5 КрасГЛУ и заключающийся в определении мощности по известной разности температур до и после нагрева и объему воды, помещенной в калориметр рабочей камеры генератора. Количество тепла Q, получаемое водой за время
Для нахождения оптимальных режимов использовалась информационная структура автоматизированной обработки информации СЛОИ (рис. 3.1} состоящей из набора циклов и последовательности выполняемых программ взаимосвязанных между собой т.е. после получения априорной информации в виде планов проведения опытов и режимов обработки зерна данные заносятся в базу данных имеющей имя UXPOS.DBF. После апробации, данные у которых подтвердилась достоверность отправляется в банк данных результатов и на статистический анализ. Информация которая была апробирована и проанализирована заносится в базу данных результатов и может храниться в архиве в виде файлов текстовой информации сформированных в виде отчетов с расширением ТХТ иСАЬ,
Результаты исследования влияния параметров СВЧ - поля на обеззараживание зерна от бактерий Bacillus sublilis
Для проверки влияния параметров СВЧ на обеззараживание зерна от бактерий Bacillus subtilis и других болезней выбирались наиболее зараженные партии зерна на уровне обсеменешюсти до 700 бактерий в 1 грамме. На основании предварительных исследований установлено, что наибольшая активность бактерий проявляется при предварительном 8 часовом отволаживании зерна перед подготовкой теста при производстве зернового хлеба.
За этот промежуток времени увлажнения споры начинают прорастать и переходят в состояние бактерий уже более уязвимых к температурному избирательному нагреву СВЧ энергией за чет большей проводимости чем здоровые ткани зерна.
Наблюдается прямая зависимость воздействия максимальной мощности 486 Вт/дм на уровень снижения обсемененности зерна. Уже при времени обработки 60 сек, все бактерии находящиеся в активном состоянии практически гибнут» Остается менее 50 не проросших спор в 1 грамме, но это очевидно споры находящиеся в состоянии покоя которые не погибают даже при температуре нагрева более 130С. Увеличение удельной мощности до 486 Вт/дм (рис. 4.5.) не приводит к существенному снижению обсемененности и примерно на всех режимах при Руд-162...48б Вт/дм3 и времени обработки от 70 до 80 секунд лежит на одном уровне от 45 до 75 спор в 1 грамме зерна. Зависимости, приведенные на рис. 4.6. свидетельствуют о том, что действительно существенное влияние на зараженность бактериями картофельной палочки оказывает время СВЧ обработки и температура наїрева зерна па различных режимах. При увеличении периода воздействия СВЧ энергии значительно возрастают температурі»! нагрева зерна и естественно бактерии картофельной палочки при более высокой температуре гибнут, а не проросшие споры в незначительном количестве очевидно выживают. Этот процесс требует дальнейшего более глубокого биологического исследования.
Выявлена одна существенная особенность (рис 4.8) на режимах при удельной мощности близкой к среднему значению и меньших ее значений, т.е. довольно мягкие режимы нагрева даже при длительном времени воздействия от 66 до 80 секунд приводит к увеличению процента зараженности грибами рода Penicillium.
Очевидно, при малых значениях удельной мощности совокупное температурное воздействие и воздействие СВЧ энергии приводит к активизации роста грибов рода Penicillium в зерне и будет увеличивать их количество в тесте и хлебе, что недопустимо.
Это особенно наглядно подтверждается зависимостью зараженности от различных значений мощности при разных уровнях времени воздействия СВЧ энергии на зерне и соответственно на их обсемененность грибами рода Penicillium (рис, 4.8).
При минимальном значении времени воздействия Т=40 с. (рис. 4,9) при всех значениях удельной мощности в исследуемом диапазоне идет прямая зависимость увеличения зараженности зерна грибами рода Penicillium. Минимальное время воздействия СВЧ энергии па зерно, активизируют жизнедеятельность мицелия грибов рода Penicillium, вызывая их бурный рост, что явно не желательно при производстве и хранении теста и хлеба.
Из приведенных зависимостей установлено жесткое практически прямое влияние СВЧ энергии на развитие грибной инфекции рода Fusarium. При максимальных и ближних к средним значениям удельной мощности и времени обработки от бб сек и выше наступает 100% обеззараживания зерна от грибов рода Fusarium. (рис. 4.10) Это очень важно поскольку пи о следствии нахождение этих грибов в тесте и затем в хлебобулочных изделиях вызывает их развития в виде плесневения хлебопродукции на ранних стадиях хранения. Такой хлеб при последующем его потреблении в пищу очень вреден и опасен для человека. Допустимое содержание гриба Fusarium в хлебных продуктах допускается ПДК=0,1-0,5 мг/кг.
Очевидно, при малых значениях удельной мощности совокупное температурное воздействие и воздействие СВЧ энергии приводит к активизации роста грибов рода Fusarium в зерне и будет увеличивать их количество в тесте и хлебе, что недопустимо.
Это особенно наглядно подтверждается зависимостью зараженности от различных значений мощности при разных уровнях времени воздействия СВЧ энергии па зерне и соответственно па их обсеменеппость грибами рода Fusarium (рис. 4.11).
Выявлена одна существенная особенность (рис 4.12) на режимах при удельной мощности близкой к среднему значению и меньших ее значений, т.е. довольно мягкие режимы нагрева даже при длительном времени воздействия от 66 до 80 секунд приводит к увеличению процента зараженности грибами рода Fusarium.
При низких значениях параметров электромагнитного поля и соответственно низкой температуры нагрева зерна и бактериальной среды приводит к активизации бактериальной инфекции и увеличивает общую обсемененность в зерне и соответственно будет увеличивать заспоренность теста и хлеба.
