Аналитический журнал упаковочной индустрии   Поиск

PakkoGraff Новости Читателям Подписка Распространение Рекламодателям Обратная связь


Статьи
Свежий номер



// Читателям // Статьи // Оборудование // Общие вопросы

Новые технологии стерилизации


Summary:
Если с термином «стерилизация», в пищевом значение этого слова, ассоциируется молоко, молочные продукты или, например, бинты, шприцы, то о стерилизации с помощью гамма-излучения, электронно-лучевого облучения или этиленоксида мало кто имеет понятие.

Наверное, мало кто из потребителей импортного мяса, птицы, фармацевтических товаров задавал себе вопрос о том, каким образом обрабатываются, стерилизуются эти продукты. И если с термином «стерилизация» в пищевом значении этого слова ассоциируются в первую очередь молоко, молочные продукты или, например, бинты, шприцы, то о стерилизации с помощью гамма-излучения, электронно-лучевого излучения или этиленоксида мало кто имеет понятие. А ведь именно такими способами стерилизуют многие продукты питания, особенно мясные и куриные. Специфичность этих технологий состоит в том, что продукт об­рабатывается уже в упаковке, и не только в первичной, которая непосредственно соприкасается с поверхностью продукта, но чаще во вторичной упаковке, т. е. когда продукт полностью упакован в тару и готов к отгрузке. На данном этапе вступают в действие техноло­гии электронной и этиленоксидной стерилизаций.
Газ — этиленоксид (ЭО), осо­бенно эффективный для об­работки порционных доз ле­карств, заключенных в гер­метичные упаковки, продук­тов, которые обесцвечиваются, дефор­мируются или как-то иначе изменяют­ся при обработке с помощью радиаци­онных методов стерилизации. ЭО-процесс предполагает предварительное помещение продукта в высоковлаж­ную среду на определенное время. Ув­лажнение продукта необходимо для того, чтобы воздействие стерилизую­щего агента стало более эффектив­ным. После этого продукт на несколь­ко часов помещают в камеру, где и сте­рилизуют этиленоксидом. Далее, что­бы удалить из продукта остаточные газы, его кладут в другую камеру; в ней происходит рассеивание газов. Последняя стадия процесса занимает несколько дней. И даже после полного окончания цикла стерилизации про­дукт еще 3-7 суток остается в лабора­тории, пока тест на стерильность не подтвердит полное разрушение и уничтожение микробов. Каждую пор­цию продуктов, подвергаемых ЭО, снабжают специальными биологичес­ки активными индикаторами — полос­ками «спор», определяющими количе­ственное содержание микробов. Есть и другая специфическая особенность процесса: продукт обязательно дол­жен быть заключен в воздухопроница­емую упаковку, чтобы газы свободно уходили с продукта после того, как его подвергали ЭО-обработке. Такой вид упаковки существует, но стоит он очень дорого. Весь процесс ЭО-стерилизации требует жесткого контроля целого ряда параметров для каждой загружаемой порции продуктов: пери­ода воздействия ЭО-газом, влажнос­ти, температуры, давления, концент­рации ЭО, вакуума. Если хотя бы один из параметров выходит из-под контро­ля, эффективность всего процесса мо­жет быть поставлена под сомнение. Широкому применению этого метода мешает его потенциальная опасность: считается, что этиленоксид обладает канцерогенными свойствами. В после­днее время пристальное внимание «зе­леных» сосредоточилось на процессе удаления отработанного газа в окру­жающую среду. Метода коснулись и жесткие ограничения со стороны пра­вительственных законодательств, в результате которых себестоимость процесса резко увеличилась и невы­годно повысила конечную стоимость стерилизуемых товаров.
Другому методу стерилизации — гамма-излучению — подвергают про­дукты, находящиеся уже в конечной, готовой к отгрузке упаковке. Источни­ком излучения является радиоактив­ный изотоп кобальт-60, реже цезий. Ра­диоактивный изотоп заключают в своеобразный пенал — «карандаш», — затем, уже на заводе, «карандаши» поме­щают на специальные полки и в таком «обмундировании» вносят в гамма-ячейки. Продукт, упакованный в ко­нечную отгрузочную тару, проходит на конвейере через гамма-ячейку, где и подвергается стерилизации в течение 4-8 часов. Со временем кобальт 60 имеет тенденцию распадаться, его из­лучение ослабевает. Чтобы постоянно контролировать количество радиоак­тивного изотопа, необходимо жестко регулировать время каждого цикла. Доза излучения, получаемая продук­том, является функцией длительности (времени) воздействия облучения ра­диоактивным источником. Наиболее часто применяемые дозы для стерили­зации находятся в диапазоне от 25 до 35 кГрей. Однако некоторые продукты требуют меньшей или большей дозы облучения для уничтожения патогенных микробов. Для их стерилизации приходится дожидаться смены уста­новки таймера. Не так-то просто на­строить гамма-оборудование на повы­шение или понижение диапазона доз облучения, поэтому часто, если про­дукту требуется стерилизация дозой значительно менее 25 кГрей, его прихо­дится облучать этой, максимальной для него, дозой облучения. По мере «истощения» радиоактивного источни­ка, его заменяют новым. На это уходит несколько дней, в течение которых гам­ма-ячейка остается неоперабельной. Из-за длительности воздействия этим видом стерилизации возможна деграда­ция продукта в форме обесцвечивания (в том числе и упаковки) и/или охруп-чивания, что ограничивает использова­ние этого метода. Несмотря на очевид­ные неудобства, связанные с гамма-из­лучением, этот метод остается наибо­лее применяемым. Десятки упаковоч­ных материалов адаптированы к гамма-излучению (имеются в виду материа­лы, непосредственно соприкасающие­ся с продуктом). Среди них полиэтилен и все его разновидности, поливинилх-лорид, поливинилиденхлорид, нейлон-6, этилвинилацетат. Гамма-излучению подвергаются и бестарные продукты, упакованные навалом или россыпью, например специи, пряности, сухофрук­ты и т. д.
В последние годы появилась новая безопасная технология стерилизации — электронно-лучевая. В отличие от методов стерилизации гамма-излуче­нием и этиленоксидом, электронно-излучение не использует радиоактив­ные изотопы.
Коммерческое применение элект­ронно-лучевого способа было ограни­чено двумя факторами: стоимостью и отсутствием опций упаковочных мате­риалов, адаптация которых была бы подтверждена научно. Джордж Сэдлер, профессор Национального центра технологий пищевой безопасности, Иллинойс, отмечает: «Системы элект­ронно-лучевого излучения появились еще в 50-х годах, но до недавнего вре­мени их эксплуатация обходилась очень дорого. Только одна компания, Cryovac, сумела получить разрешение от американского Управления по кон­тролю за продуктами и лекарствами (FDA) на использование единственно­го упаковочного материала для ЭЛ-обработки упакованных пищевых про­дуктов, — этиленвинилацетата лучевой способ использует высокий уровень энергии электронов в каче­стве средства стерилизации. Электро­ны ускоряют до скорости света с помо­щью линейного ускорителя. Суммар­ная энергия, складывающаяся из диа­пазона энергий от 3 до 10 млн электронвольт (эВ), соединяясь с электро­энергией в диапазоне от 1 до 50 кВт, оказывается достаточной для проник­новения в продукт, упакованный в го­товую к отгрузке тару. Электроны, сканируя продукт, проходят через множество вторичных частиц, включая ионы и свободные радикалы. Вторичные частицы разрывают ДНК-цепочки микроорганизмов и на внут­ренней поверхности упаковки, и внут­ри продукта, таким образом блокируя их дальнейшее размножение. Пато­генные микробы разрушаются, и про­дукт стерилизуется.
Отметим, что электронно-лучевое (ЭЛ) излучение не предполагает глу­бинного проникновения в толщу про­дукта, как это делает гамма-излучение. ЭЛ проникает в продукт на глубину до 7,5 см от поверхности. Действие ЭЛ-излучения ограничивается нескольки­ми секундами, в отличие от многочасо­вого воздействия на продукт гамма-излучением. Кратковременность воздей­ствия ускоренных электронов снижает возможные эффекты окисления про­дукта, сводя к минимуму нарушения в структуре как продукта, так и упако­вочного материала. Самое главное, ЭЛ- (EVA). Большинство других упаковоч­ных пленок были утверждены и апро­бированы в 1960-х годах только для гамма-излучения. Со временем и уг­лубленным развитием технологий сто­имость ЭЛ-стерилизации понизилась до вполне приемлемого уровня, выз­вав интерес со стороны пищевой и упаковочной индустрии. Сейчас при­шло время расширить список упако­вочных опций для ЭЛ-стерилизации».
Профессор Сэдлер возглавляет ра­бочую группу, состоящую из предста­вителей 20 компаний, в основном крупных поставщиков и переработчи­ков пластиков, таких как DuPont, Dow, Cryovac, American National Can, пытающихся получить разрешение от FDA на применение расширенного ди­апазона упаковочных пленок и некото­рых структур на основе полужестких и жестких пластиков. Группа протес­тировала и разработала документа­цию на применение таких материалов, как этилвинилалкоголь (EVON), нейлоны, все иономеры. «Интерес к ЭЛ-излучению диктуется прежде всего соображениями безопасности этого ме­тода стерилизации. Мы прогнозируем, что свежее и обработанное мясо, ку­рица станут первыми объектами при­менения этой технологии. Несколько вопросов остаются нерешенными, осо­бенно касающиеся композитных мно­гослойных упаковочных материалов и того, каким образом на них будет воз­действовать электронно-лучевое излу­чение. Предполагается, что около 80-90% разовых медицинских пластмас­совых упаковок будут совместимы с ЭЛ-обработкой», — утверждает Джордж Сэдлер.
Крупнейшие переработчики мяса, такие как IBP, Tyson Foods, Cargill, Emmpak, объявили о планах провести совместные исследования с корпора­цией Titan, единственным обладате­лем комплекса оборудования SureBeam, использующего ЭЛ-излучение и запатентованной технологии, названной электронной технологией холодной пастеризации. Компании — переработчики мяса и курицы предпо­лагают, что холодная пастеризация сможет продлить срок годности замо­роженных мясных продуктов.
Специалисты склонны полагать, что «если гамма-излучение было первым шагом на пути применения такого рода технологий, ЭЛ-излучение — вторым, то вскоре придет время ис­пользования рентгеновских лучей в качестве источника излучения. После­дняя технология сочетает в себе быст­роту электронно-лучевого метода и глубокое проникновение гамма-излу­чения».                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
Марина МОНАХОВА
Обозреватель PakkoGraff

2000 #2


PakkograffOnLine
выберите номер
#
Логин
Пароль »
Регистрация / Забыли пароль?

Электронная газета PakkograffExpress
выберите номер
#
[ Карта сайта ] [ Помощь ] [ Ответственность и правила ]
Upakovano Group