بخشی از مقاله
چکیده :
روش های حرارتی در فرآیند میکروب زدایی باعث تخریب دیواره سلولی طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها می شود از آنجا که فرآیندهای حرارتی غیر انتخابی عمل می کنند در نتیجه ارزش های تغذیه ای را نیز مورد هدف قرار می دهند و کیفیت محصول پایین می آید.
به منظور حذف یا - به حداقل رساندن - عوامل کاهش دهنده کیفیت مواد غذایی که از فرآیندهای حرارتی ناشی می شوند استفاده از امواج الکترومغناطیسی در نگهداری مواد غذایی در حال گسترش است.
در این مقاله با در نظر گرفتن مشکلات فرآوری روش های حرارتی با علم به دانش الکترومغناطیس شیوه جدید برای کاهش بار میکروبی طراحی گردید که استفاده از این امواج در کلاس Non Thermal به گونه Selective قابلیت انجام گندزدایی مسیر باشد که ماحصل آن رسیدن به طیفی از امواج الکترومغناطیس در محدوده فرکانسی بار میکروبی می باشد.
میدان الکترومغناطیسی با فرکانس 30 GHz – 1990 MHzو ولتاژ 5 – 40 kvمیکروارگانیسم ها را با شکاف دادن دیواره سلولی آنها نابود می کند .
سرعت نابودی MOها با افزایش شدت مغناطیس و زمان تماس القای انرژی افزایش می یابد
مقدمه:
نگهداری مواد غذایی به صورت غیر حرارتی امری است که از دیرباز مورد توجه کشورهای توسعه یافته قرار گرفته است.
در روش های حرارتی دیواره سلولی طیف وسیعی از MOها تخریب می شود.
با توجه به اینکه رنج تنش حرارتی در پهنای باند MOهای منفی و بیماری زا انتخاب می شود .طیف وسیعی از پروتئین ها، قندها، چربیها، ویتامین ها، عطر، رنگ و سایر پارامترهای مثبت دستخوش تغییرات می گردد؛ لذا این امر سبب شده است که استفاده از روش های غیر حرارتی به طور وسیعی مورد توجه قرار گیرد .استفاده از امواج الکترومغناطیس جهت غیر فعال کردن و از بین بردن میکرو ارگانیسم ها در بهبود کیفیت و افزایش زمان ماندگاری طی عملیات استریلیزاسیون می تواند مهمترین عامل در نگهداری موفق ماده غذایی محسوب گردد.
١ انرژی برای انجام کار بایستی به گونه ای دیگر تبدیل شود که همراه با اتلاف انرژی می باشد در این عرصه انرژی الکترومغناطیس طیفی از انرژی می باشد که کمترین تلفات را در تبدیلات به همراه دارد.
٢ دو مولفه ای بودن انرژی الکترومغناطیس قابلیت کنترل بالایی را برای آن به همراه دارد و کنترل این انرژی در Set point های بسیار دقیق برگرفته از دو مولفه ای بودن آن است.
٣ با استفاده از این روش حتی آن دسته از مواد غذایی که نسبت به تجزیه دی الکتریک حساس هستند و نیز مواد غذایی حاوی کف قابل فرآوری می باشند زیرا خطر تجزیه دی الکتریک که یکی از عوامل محدود کننده کاربرد میدان های الکتریکی پالسی است را ندارد.
با بهره گیری از قوانین الکترومغناطیس "هر ذره در عالم طبیعت دارای فرکانس رزونانس متفاوت است". دستگاه به نحوی طراحی گردید که قابلیت سوئیچ شدن برروی فرکانس های مختلف را داشته باشد با القای انرژی الکترو مغناطیس به طیفهای گوناگون میکروب های می توان گونه های Selectشده را با تخریب دیواره سلولی از بین برد.
به طور کلی اهم مزیت های الکترومغناطیس را در نابودی میکروارگانیسم ها عبارتند از:
١ حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری مواد غذایی.
-2 عدم تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی محصول.
-3 نیاز به انرژی فوق العاده کم در مقایسه با سایر سیستم های موجود به - دلیل نیاز به تاسیسات گرم کننده و سرد کننده - .
-4 حداقل تغییر حرارتی ترکیبات مغذی و ویژگی های حسی.
-5 عدم ایجاد رادیکال آزاد.
-6 قابلیت فرآوری و میکروب زدایی مواد غذایی بسته بندی شده در فیلم های قابل انعطاف به منظور جلوگیری از ورود آلودگی ثانویه.
-7 ایزوله بودن کامل محیط و محصول نسبت به تشعشعات الکترومغناطیس.
-8 عدم ایجاد حرارت در سیستم.
Selective - -9 بودن سیستم - قابلیت تعریف در از بین بردن برخی از MOها.
-10 انجام کامل فرآیند میکروب زدائی در رنج های Sterilizingو . Pasteurizing
-11 کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری.
- مدارک علمی اخذ شده
- دارای گواهینامه ثبت اختراعات ایران.
- دارای گواهینامه ثبت اختراعات بین المللی . WIPO & PCT
- دارای لیسانس افتخاری از دانشگاه ژنو سویس.
- برنده دو مدال نقره در المپیاد علمی اختراعات ژنو سال 2005مجارستان . 2006
- دارای دیپلم و لیسانس از دانشگاه های مجارستان، سویس، آلمان، فرانسه.
مواد، روشها
میدان های الکترومغناطیس با فرکانس 1990 MHzو ولتاژ 5 - 40 kvمیکروب ها را با شکاف دادن دیواره سلولی آن نابود می کند .سرعت نابودی MOها با افزایش شدت میدان مغناطیسی و زمان تماس افزایش می یابد.
علی هذا طراحی به شکل صنعتی و ساخت دستگاه Cold Sterilizerدر کلاس High techدر دستور کار قرار گرفت دستگاه کاهنده بار میکروبی بیشتر با اعمال انرژی الکترومغناطیس به شیر توانایی استریلیزه نمودن به روش کاملا "سرد را مهیا می سازد
این دستگاه مجهز به سه مخزن با ظرفیت 5000 ~ 500لیتر می باشد که شیر به هنگام ورود به سیستم وارد مخزن اول شده تا دما و فشار آن - - temp = 5˚Cتثبیت گردد.
در مرحله دوم شیر وارد مخزن میکروب زدایی می گردد .قابل ذکر است که این مخزن با تاخیر اولیه 20دقیقه ای به صورت Continuousبه کار خود ادامه می دهد و در نهایت وارد مخزن نهایی می گردد.
با بهره گیری از دستگاه باکتومتر می توان بار میکروبی شیر خروجی را توسط نوار منوی دستگاه برای سیستم تعریف نمود.
جهت شناسایی کوچکترین تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی شیر با بروز تشعشع، قست عیب یاب سیستم خط تولید را به حالت stand byدر می آورد و با به صدا در آوردن آژیر خطر، شیر به خط دیگری .
درروش پایلوت اولیه :دستگاه - شکل - 1ابتدا شیر با توجه به بار میکروبی اولیه به 5درجه به شرح ذیل تقسیم گردید:
درجه 1 1-0 : میلیون درجه5-1: 2 میلیون درجه 10-5 :3 میلیون
درجه 10-15 : 4 میلیون درجه:5 بیش از 15میلیون
سپس شیر در دماهای متفاوت - c°35- 10 - طی زمانهای مختلف 60- 27 - ثانیه - در میدان الکترومغناطیس 1990 MHzو ولتاژ 5-40 Kvقرار گرفت.
این ولتاژ میکروبها را با شکاف دادن دیواره سلولی آنها نابود می کند سرعت نابودی MOها با افزایش شدت میدان مغناطیسی و زمان تماس افزایش می یابد.
زمان تست و دماها طبق جدول شماره یک می باشد.
بعد از نتایج مثبت نمونه پایلوت ، شرکت طراحی و ساخت دستگاه Cold sterilizerدر کلاس High Techرا در دستور کار قرار داد دستگاه کاهنده بار میکروبی شیر با اعمال انرژی الکترومغناطیس به بیشتر توانایی استریلزه نمودن به روش کاملا "سرد را مهیا می سازد این دستگاه متجهز به سه مخزن با ظرفیت 5000 ~ 500لیتر می باشد که شیر به هنگام ورود به سیستم وارد مخزن اول شده تا دما و فشارآن - Temp=5° c - تثبیت گردد.
در مرحله دوم شیر وارد مخزن میکروب زدائی می گردد قابل ذکر است که این مخزن با تاخیر اولیه 20دقیقه ای به صورت Continuosبه کار خود ادامه می دهد و در نهایت وارد مخزن نهایی می گردد.
با بهره گیری از دستگاه باکتومتر می توان بار میکروبی شیر خروجی را توسط نوار منوی دستگاه برای سیستم تعریف نمود .جهت شناسایی کوچکترین تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی شیر با بروز تشعشع قسمت عیب یاب سیستم خط تولید را به حالت Standbyدر می آورد و با به صدا در آوردن آژیر خطر، شیر به خط دیگری منتقل می شود.
بخشی از مشخصات فنی:
١ ایزوله بودن کامل محیط و اپراتور نسبت به سیستم انرژی.
٢ مجهز بودن سیستم به سنسور هوشمند تشعشع مغناطیس.
٣ طراحی و نصب در دستگاه باکتومتر روی سیستم
۴ کنترلر هوشمند . micro processor
۵ مجهز بودن دستگاه به سیستم هوشمند عیب یاب.
۶ بهره مندی از کامپیوتر کمکی برای دستگاه در مواقع بروز خطا.
٧ CIPتمام هوشمند . PLC
٨ عدم ارتباط الکتریکی و فیزیکی المان های دستگاه با شیر.
٩ دارای DB: 100 ~ 2500 CC /SEC.
١٠ کل توان مصرفی7 ~ 21 Kw
اهم مزایای این دستگاه:
٩ کاهش بار میکروبی شیر به میزان . 99%
١٠ عدم پخت پروتئین ها.
١١ کاهش بیش از حد انرژی مصرفی دستگاه.
١٢ کاهش چشمگیر هزینه های تعمیر و نگهداری در کل سیستم.
١٣ عدم ایجاد حرارت در سیستم.
14 خام بودن شیر ورودی وخروجی از بعد خواص فیزیکی و شیمیایی.
15 عدم کاهش لاکتوز و چربی .
