способ обеззараживания ультрафиолетовым излучением потребительской тары, изготовленной из полимерного материала

Формула изобретения

Способ обеззараживания ультрафиолетовым излучением потребительской тары, изготовленной из полимерного материала, включающий облучение потребительской тары ультрафиолетовым излучением, отличающийся тем, что на обрабатываемую поверхность потребительской тары наносят тонкий слой раствора перекиси водорода с концентрацией от 9 до 36%, а облучение потребительской тары осуществляют сплошным спектром излучения, содержащим видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, при этом поверхностная доза видимого излучения составляет от 540 до 1525 мДж/см², поверхностная доза ультрафиолетового излучения от 18 до 64 мДж/см ² и поверхностная доза инфракрасного излучения от 47 до 57 мДж/см², а процентное соотношение видимого излучения к ультрафиолетовому излучению и инфракрасному излучению составляет от 89:3:8 и до 93:4:3 соответственно, кроме того, длительность воздействия импульса сплошного спектра излучения на обрабатываемую поверхность составляет 700 мкс, импульсная мощность излучения, подаваемая на поверхность обрабатываемой полимерной тары, составляет 0,9-1,8 кВт/см² .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обеззараживания упаковочной тары, изготовленной из полимерного материала, и может быть использовано в молочной промышленности.

Известен способ обеззараживания, когда параллельно с обработкой продукта происходит стерилизация упаковки. Перед розливом продукта она подвергается обработке парами перекиси водорода, которая в дальнейшем распадается на воду и кислород. Полное уничтожение находящихся в упаковке микроорганизмов гарантируется действием атомарного кислорода. Удаление остатков перекиси водорода обеспечивается продувкой горячим стерильным воздухом, подаваемым под давлением в течение короткого времени в упаковку (статья «Гроза микробов, друг человека». - ж. «ПАКЕТ» №6 2004. Издательство «Курсив»).

Способ надежен, но требует обязательного удаления остатков перекиси водорода с поверхности упаковочных материалов или готовой тары перед расфасовкой ее в продукт, так как возможно попадание остатков перекиси водорода в пищевой продукт.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявленному является способ обеззараживания: для обеспечения хорошего бактерицидного эффекта с применением ртутных ультрафиолетовых (УФ) ламп постоянного горения. Антимикробное действие ультрафиолетового излучения, являющегося частью спектра электромагнитных волн оптического диапазона, проявляется в деструктивно-модифицирующих фотохимических повреждениях ДНК в клеточном ядре микроорганизмов, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующих поколениях.

Более чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, коки). Менее чувствительны грибы и простейшие микроорганизмы. Наибольшей устойчивостью обладают споровые формы бактерий (см. Руководство Р 3.1.683-98. Издание официальное. Минздрав России. - М., 1998).

К недостаткам известного способа можно отнести то, что бактерицидной лампой постоянного горения можно добиться обеззараживания до 90, 95 и 99,9%. Кроме этого, необходимо довольно длительное воздействие излучения на обрабатываемую поверхность.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение максимального обеззараживания тары и, как следствие, возможное увеличение сроков хранения продукции в ней.

Технический результат достигается в заявленном способе обеззараживания ультрафиолетовым излучением потребительской тары, изготовленной из полимерного материала, включающим облучение потребительской тары ультрафиолетовым излучением, отличием которого согласно изобретению является то, что на обрабатываемую поверхность потребительской тары наносят тонкий слой раствора перекиси водорода с концентрацией от 9 до 36%, а облучение потребительской тары осуществляют сплошным спектром излучения, содержащим видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, при этом поверхностная доза видимого излучения составляет от 540 до 1525 мДж/см ², ультрафиолетового излучения от 18 до 64 мДж/см ², и инфракрасного излучения от 47 до 57 мДж/см ², а процентное соотношение видимого излучения к ультрафиолетовому излучению и инфракрасному излучению составляет от 89-3-8 и до 93-4-3, соответственно, кроме того, длительность воздействия импульса сплошного спектра излучения на обрабатываемую поверхность составляет 700 мкс, импульсная мощность излучения, подаваемая на поверхность обрабатываемой полимерной тары составляет 0,9-1,8 КВт/см².

Максимальное обеззараживание потребительской полимерной тары достигается за счет заявленной совокупности оптимальных величин и соотношений видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучений применяемых при ее обработке, а также длительность воздействия излучения на нее и удельная импульсная мощность источника излучения. По сравнению с ртутной бактерицидной лампой постоянного горения импульсная ксеноновая лампа дает лучший результат обеззараживания до 99,999%, длительность воздействия составляет 700 мкс, что на порядок меньше, чем при воздействии бактерицидной лампой. Такой высокий уровень обеззараживания достигается путем совокупности не только соотношения видимого излучения к ультрафиолетовому и инфракрасному, но и также совокупности мощности импульса и времени воздействия. За очень короткое время на обрабатываемую поверхность попадает очень мощный импульс и даже такого короткого воздействия достаточно для достижения заявленного результата. Кроме этого, за счет присутствия в полном потоке света инфракрасной составляющей нет необходимости удалять остатки перекиси после обеззараживания, так как эта же лампа и высушивает обрабатываемую поверхность (удаляет остатки перекиси), тем самым достигается понижение энергетических затрат, происходит интенсификация процесса расфасовки в обработанную полимерную тару и уменьшение габаритов блока по обеззараживанию, так как нет необходимости монтировать ИК-лампу.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. На предназначенную для обеззараживания тару, изготовленную из полимерного материала наносится тонкий слой раствора перекиси водорода с концентрацией от 9 до 36%, затем помещают под источник импульсного облучения (ксеноновая лампа) и подают высокоинтенсивный импульс сплошного спектра, который содержит видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. При этом удельная импульсная мощность на внутренней поверхности обрабатываемой тары составляет от 0,9 до 1,8 кВт/см². Поверхностная доза видимого излучения составляет от 540 до 1525 мДж/см² , ультрафиолетового от 18 до 64 мДж/см² и инфракрасного от 47 до 57 мДж/см². Процентное соотношение видимого излучения к ультрафиолетовому и инфракрасному составляет 89-3-8 и 93-4-3 соответственно. Длительность воздействия сплошного спектра на обрабатываемую поверхность составляет 700 мкс. Удельная импульсная мощность - 0,9-1,8 кВт/см ². Кроме этого, за счет присутствия в полном потоке света инфракрасной составляющей нет необходимости удалять остатки перекиси после обеззараживания, так как эта же лампа и высушивает обрабатываемую поверхность (удаляет остатки перекиси), тем самым достигается понижение энергетических затрат, происходит интенсификация процесса расфасовки в обработанную полимерную тару и уменьшение габаритов блока по обеззараживанию, так как нет необходимости монтировать ИК-лампу.

Заявление способ поясняется следующими примерами конкретного исполнения:

Пример 1

На внутренние стенки потребительской тары, изготовленной из полимерного материала, наносят тонкий слой раствора перекиси водорода с концентрацией 9%, подают импульс сплошного спектра с суммарной поверхностной дозой облучения составляющей 605 мДж/см² , при этом доля видимого излучения составляет 540 мДж/см ², ультрафиолетового 18 мДж/см² и инфракрасного 47 мДж/см², а их процентное соотношение составляет 89-3-8, длительность воздействия импульса составляет 700 мкс. Удельная импульсная мощность на поверхность обрабатываемой тары 0,9 КВт/см². Присутствующее в полном спектре ИК-излучение удаляет остатки перекиси водорода с обрабатываемой поверхности. Чистота обеззараженной тары в сравнении с исходной составляет 100% количество микроорганизмов уменьшилось на 5-6 порядков (см. таблицу)

Пример 2

На внутренние стенки потребительской тары, изготовленной из полимерного материала, наносят тонкий слой раствора перекиси водорода с концентрацией 36%, подают импульс сплошного спектра с суммарной поверхностной дозой облучения составляющей 1646 мДж/см² , при этом доля видимого излучения составляет 1525 мДж/см ², ультрафиолетового 64 мДж/см² и инфракрасного 57 мДж/см², а их процентное соотношение составляет 93-4-3. Длительность воздействия импульса составляет 700 мкс. Удельная импульсная мощность на поверхность обрабатываемой тары 1,8 кВт/см². Присутствующее в полном спектре ИК-излучение удаляет остатки перекиси водорода с обрабатываемой поверхности. Чистота обеззараженной тары в сравнении с исходной составляет 100% количество микроорганизмов уменьшилось на 5 порядков, (см. таблицу).

Количество микроорганизма Е. coli 675 до и после обеззараживания
Концентрация перекиси водорода	Поверхностная доза, мДж/см2, в диапазоне длин волн УФ 200-380 нм
	0	18	64
0	1,0×108	7,0×103	3,0×10 2
9	0	0	0
18	0	0	0
27	0	0	0
36	0	0	0

По сравнению с известными способами обеззараживания потребительской тары заявленный способ обеспечивает лучший бактерицидный эффект (до 100%), сокращая при этом время воздействия на обрабатываемую поверхность.