Обработка ионизирующим излучением

Электроны против микробов

В 2017 году в Калужской области был открыт первый в России промышленный центр антимикробной обработки продуктов «Теклеор». Ключевая технологическая единица центра — ускоритель электронов от «Росэлектроники». На днях холдинг поставил «Теклеору» второй такой комплекс. Аппаратура расщепляет ДНК патогенных микроорганизмов потоком ускоренных электронов. Благодаря такой обработке срок безопасного хранения продуктов питания увеличивается в среднем вдвое.

Этот инновационный метод называют по-разному: обработкой потоком ускоренных электронов, ионизирующим излучением или даже радиационной обработкой. Но определение не меняет сути — использование ускоренных электронов является самым безопасным способом консервации на сегодняшний день. Рассказываем почему и о том, как электроны побеждают в борьбе с микробами.

Инновационный метод с полувековой историей

Сегодня в мире работают сотни центров обработки продуктов с помощью ускоренных электронов. Об актуальности и необходимости этого метода красноречиво свидетельствует статистика. Согласно данным ООН, во всем мире портится около трети произведенных продуктов, а это порядка 1,3 млрд тонн в год. Желудочно-кишечные инфекции, передающиеся через продукты питания и воду, поражают миллионы людей.

Несмотря на кажущуюся новизну метода, обработка пищевой продукции ускоренными электронами применяется с 1960-х годов. Еще с середины прошлого века ученые во многих странах начали изучать возможности применения ионизирующих излучений для обработки продуктов. Советские специалисты также работали по данному направлению: в 1970-х годах было проведено множество исследований, посвященных использованию радиационных технологий в пищевой промышленности. Соответствующее оборудование для обработки продуктов питания было установлено во многих научных институтах страны.

shutterstock_568736899_1.jpg

«Теклеор» — это первый именно промышленный центр обработки продуктов ускоренными электронами. Впервые соответствующее оборудование центр получил от «Росэлектроники» в 2017 году. Ускоритель электронов был создан специалистами НПП «Торий» совместно с Лабораторией электронных ускорителей МГУ.

Одни из основных преимуществ новинки — это универсальность и компактность. Разработанные «Росэлектроникой» ускорители способны обрабатывать практически любую продукцию, а компактность аппаратуры позволяет встраивать ее в технологические цепочки уже действующих предприятий пищевой промышленности.

Совсем недавно «Росэлектроника» поставила второй ускоритель. Ожидается, что он позволит удвоить мощность центра «Теклеор». Уже сегодня здесь обрабатывается 30 тыс. тонн в год. Это более ста видов продуктов питания: замороженное и охлажденное мясо и мясные полуфабрикаты, рыба и морепродукты, овощи, грибы, а также специи, пряности, пищевые добавки.

Как это работает: ускоренные электроны спешат на помощь

Продукты обрабатываются даже в упаковке — коробках или мешках. Это возможно благодаря проникающей способности ионизирующего излучения.

Принцип действия достаточно прост: такая обработка воздействует на биологические молекулярные структуры клеток, нарушая их функционирование, а если точнее, то происходит повреждение ДНК (РНК). Таким образом можно избавиться от различных микробов, патогенных микроорганизмов, бактерий.

shutterstock_452472565_1.jpg

Кстати, ионизирующее облучение может помочь не только с обеззараживанием сырых и готовых продуктов. Существуют и другие сферы применения, например при хранении корнеплодов, для задержки прорастания картофеля и лука, а также можно замедлить созревание свежих фруктов и овощей. Еще одно направление — борьба с насекомыми-вредителями и паразитами. Кроме того, ионизирующее излучение может использоваться для обеззараживания природной воды, а также очистки сточных вод.

Для антимикробной обработки используется ионизирующее излучение трех видов: электронное, тормозное рентгеновское и гамма-излучение. У нас в стране и во всем мире для каждого из них официально закреплены определенные уровни энергий. Для источника электронного излучения, то есть непосредственно для ускорителей электронов, этот показатель составляет от 5 до 10 МэВ (мегаэлектронвольт).

Безопасное облучение: в 10 тысяч раз меньше природного радиационного фона

Этой энергии, которая проникает вглубь объекта, достаточно, чтобы уничтожить опасные микроорганизмы, при этом оставив продукт безопасным. Электроны обладают слишком малой энергией, чтобы взаимодействовать с ядрами атомов, поэтому продуктам не грозит радиоактивность. Как рассчитали специалисты, в данном случае можно говорить об уровне воздействия более чем в 10 тыс. раз меньше естественного природного радиационного фона.

shutterstock_244310275_1.jpg

Как известно, облучение может быть безопасным и даже необходимым. Например, все мы не раз сталкиваемся в жизни с рентгенографией или компьютерной томографией. Кроме того, естественная радиация соседствует с нами повсюду, образуя фон природного излучения. А вот наличие в продуктах питания таких опасных «соседей», как сальмонеллы и стафилококк, приводит к серьезным последствиям. Иногда ионизирующее облучение позволяет не только решить проблему «непрошеных гостей», но даже снизить риск раковых заболеваний, вызванных развитием канцерогенов, например микотоксинами, вырабатываемыми некоторыми видами плесневых грибов в продуктах питания.

Более того, обработка ускоренными электронами гораздо безопаснее химической обработки, которая сегодня широко применяется при консервации продукции. Негативные последствия химической обработки хорошо известны — остатки токсических веществ в продукции, применение пищевых консервантов, загрязнение окружающей среды, сложность обращения с токсичными препаратами.

Эксперты уверены, что использование ускоренных электронов является безвредным способом консервации по сравнению с другими методами. Поэтому в планах на будущее — развитие и внедрение данного метода наряду с улучшением его общественного восприятия.

Источник

Рейтинг
Ufactor
Добавить комментарий