Введение к работе
Актуальность темы. Проблема обеспечения надлежащего качества воды, предназначенной для питья и приготовления напитков, является весьма актуальной.
В качестве перспективного направления в практике водо-подготовки ныне признаётся метод обеззараживания и консервирования воды препаратами на основе серебра. Он позволяет существенно уменьшить энергозатраты на вышеуказанный процесс, упростить его технологическую схему, снизить расход материалов и при этом улучшить качество воды. Наряду с этим снимается проблема безопасности для обслуживающего персонала и населения, проживающего вблизи водоочистных сооружений, соответственно улучшается и экологическая обстановка. Очевидно, что расширение номенклатуры таких бактерицидных препаратов, которые были бы технологически доступны, экономически приемлемы в сочетании с экологической и физиологической безопасностью является важной задачей.
Другой не менее важной проблемой является обеспечение достаточно длительного срока хранения скоропортящихся продуктов питания в частности молока. Для её решения часто применяют высокотемпературные технологии обработки пищевых продуктов. Однако их использование влечёт за собой увеличение энергозатрат, что сказывается, в свою очередь, на себестоимости готовой продукции. С другой стороны процессы высокотемпературной пастеризации (стерилизации) приводят к негативным изменениям в витаминном составе продукта (молока), минерализации белковых структур. Поэтому снижение температуры пастеризации при условии сохранения бактериальной устойчивости продуктов является крупным резервом энергосбережения и, соответственно, улучшения технико-экономических показателей предприятий пищевой индустрии. Согласно расчётам, уменьшение температуры пастеризации молока лишь на 1С способствует снижению энергозатрат почти на 2 кВт-час.
Работа выполнена в соответствии с государственной программой "Экологическая безопасность России" и региональной программой "Дон" (1997-2000 гг.).
Цель работы заключалась в изучении бактерицидной активности препаратов серебра, прежде всего комплексных соединений серебра, в области повышенных температур, определении условий использования их для увеличения эффективности процесса пастеризации напитков, а также обосновании с эколого-экономических и санитарно-гигиенических позиций рекомендаций их применения в ресурсосберегающих технологиях обеззараживания воды и производства пастеризованного молока.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.
На основе критического анализа существующих методов обеззараживания питьевой воды и жидких пищевых продуктов (в частности молока) выбрать метод, целесообразный как с экономической, так и с эколого-гигиенической точек зрения; установить температурную зависимость бактерицидной активности препаратов серебра и провести необходимые технологические расчёты; определить оптимальные технологические параметры процесса пастеризации напитков в присутствии ионов серебра; разработать технико-экономическое обоснование эффективности применения препаратов серебра в технологиях тепловой обработки молока.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются модельные водные растворы, водопроводная вода, цельное молоко, восстановленное молоко, бактерицидные препараты на основе серебра и меди, санитарно-показательные микроорганизмы Rcoli, патогенные микроорганизмы (salm.enteritidis, shig.sonnei, shig.newcastle, shig.flexneri, exoli), температура.
Методы исследований включали: критический анализ результатов других авторов, постановку экспериментов в лабораторных условиях, математическую обработку полученных результатов.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением стандартных аналитических методов и подтверждена результатами экспериментальных исследований, получением прогнозируемых результатов при работе на реальных объектах.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведено комплексное изучение бактерицидной активности аммиачного комплекса серебра применительно к питьевой воде; обна-
ружен и изучен синергизм бактерицидного действия ионов серебра и меди (II) в концентрациях, не выходящих за пределы их ПДК.в питьевой воде; отмечено заметное увеличение бактерицидной активности ионов серебра в области повышенных температур; на основе изучения процесса обеззараживания молока препаратами серебра (ниже ПДК) дано объяснение механизма этого процесса; найдены математические закономерности влияния температуры на бактерицидную активность препаратов серебра применительно к молоку.
Практическая ценность. Найдены условия сохранения бактерицидной активности ионов серебра во времени, способствующие увеличению устойчивости воды и напитков на её основе к бактериальному загрязнению; впервые предложено использовать комплексное соединение серебра, приготовленное на основе никотиновой кислоты (провитамин РР) в качестве дизинфектанта и консерванта молока, что способствует повышению питательной и витаминной ценности продукта; разработаны основы энерго- и ресурсосберегающей технологии пастеризации натурального молока, а также определены оптимальные параметры данного процесса; предложена схема устройств для дозирования препаратов серебра в поток обрабатываемого молока; доказана эколого-экономическая целесообразность введения препаратов серебра в питьевую воду, используемую для восстановления сухого молочного порошка, что одновременно способствует улучшению органо-лептических показателей напитка.
Апробация работы и публикации. Основные материалы и результаты исследований докладывались на научно-технической конференции аспирантов и студентов НГМА (1997 г.), научной конференции НВВККУС и УВВИУС (г. Новочеркасск, г. Ульяновск, 1997 г.).
По материалам диссертационной работы опубликовано 11 научных работ.
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований бактерицидной активности аммиачного комплекса серебра в воде;
эколого-экономическое и санитарно-гигиеническое обоснование выбора предлагаемых дезинфектантов;
способы получения и введения препаратов серебра в обеззараживаемую жидкость;
результаты изучения обеззараживания и консервирования молока препаратами серебра (C5H4NCOOAg, AgN03, Ад+(эл.));
технико-экономическое обоснование эффективности использования препаратов серебра в процессе пастеризации молока.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Общий объём диссертации 166 страниц, в том числе: рисунков 19, таблиц 57. Список используемой литературы включает 151 наименований.
Выражаю благодарность доценту НГМА А.П. Москаленко, В.И. Токареву за консультации при подготовке работы.