УЛЬТРАФІОЛЕТОВІ ОПРОМІНЮВАЛЬНІ УСТАНОВКИ ФОТОБІОЛОГІЧНОЇ ДІЇ: ДОСЛІДЖЕННЯ ТА РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЙ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ОПРОМІНЮВАННЯ СИПУЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ТА НАСІННЯ СІЛЬГОСПКУЛЬТУР

Abstract

Мета роботи - дослідження ефективності ультрафіолетового випромінювання в різних технологічних процесах: бактерицидне знезараження сипучих продуктів, мікробіологічне очищення активованого вугілля; передпосівна обробка насіння сільгоспкультур та передпосадкова обробка клубнів картоплі. Методи дослідження: Використовували стандартні методики вимірювання спектральної густини опроміненості та вимірювання спектральної густини енергетичної яскравості і повного потоку ультрафіолетових ламп згідно із ДСТУ CIE 63:2017 «Спектрорадіометричні вимірювання джерел світла»). Вимірювання доз УФ-опромінення в різних енергетичних областях ультрафіолетового діапазону здійснювали за допомогою радіометра «Тензор-31» відповідно до методики МВУ 11-038-2007 «Джерела ультрафіолетового випромінювання. Методика виконання вимірювань параметрів ультрафіолетового випромінювання». Енергію проростання та схожість насіння сільгоспкультур визначали згідно із ДСТУ 4138-2002. Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості. Кількість дріжджових та плісневих грибів визначали відповідно до «Методики контролю якості», Державної фармакопеї України. Обробку результатів вимірювання проводили з використанням теорії похибок та методів математичної статистики. В роботі проведено аналіз джерел УФ-випромінювання: розрядні лампи низького та високого тиску, металогалогенні, безелектродні, амальгамні, ксенонові, ексимерні лампи та напівпровідникові діоди. Серед різних типів джерел УФ-випромінювання ртутні розрядні лампи отримали найбільш широке застосування, оскільки розряд в парах ртуті випромінює в усіх діапазонах УФ-спектру. Ртуть має високу потужність пару, що дозволяє створити конструкції ламп для різних технологічних процесів з тиском пару від 1,3 Па до 1,3.106 Па, ртуть хімічно мало активна і майже не взаємодіє з матеріалами колби та електродів, що забезпечує досить високу надійність і строк служби ламп. Критерієм не відповідності УФ-ламп в опромінювальних установках є зниження їх потоку нижче 50 % від номінального значення при номінальній напрузі мережі, а також їх нестійке горіння. Запропонована методика оцінки корисного строку служби ультрафіолетових ламп низького тиску в фотобіологічних і фотохімічних процесах. Корисний строк служби УФ-ламп в діапазоні спектру УФ-С можна оцінювати по незавершених випробуваннях після 2500-3000 год. за результатами спаду променевого потоку з точністю до ±3 %. Показано, що інтенсивність багатьох фізіологічних процесів, формування рослин і продуктивність культур істотно визначається довгохвильовим і середньохвильовим ультрафіолетом. Частка УФ-випромінювання в довгохвильовій і середньохвильовій області спектру, не повинна перевищувати 3-4% від рівня ФАР. Застосування УФ-опромінення в передпосівній обробці насіння сільськогосподарських культур стимулює зростання, підвищує стійкість рослин до зовнішніх чинників і збільшується врожайність. В рослинах ріпаку та пшениці, насіння яких було опромінено дозами УФ-С 50-240 Дж/м2 та 400-600 Дж/м2, відповідно, збільшується енергія проростання, підвищується схожість насіння, прискорюється ріст наземної частини рослин. УФ-С випромінювання при дозах 120-150 Дж/м2 збільшує енергію проростання, та схожість насіння моркви. В польових умовах відзначається також збільшення врожайності насіння моркви. Показано, що при ультрафіолетовому опроміненні клубнів картоплі дозами 120-240 Дж/м2 в області С прискорено утворювалися і розвивалися первинні коріння, посилювався вегетативний ріст та збільшувалася врожайність. Запропонована технологія бактерицидного знезараження сипучих харчових продуктів з розміром частинок до 50 мкм. При цьому використано технічне рішення, яке дозволяє здійснювати знезараження частинок в камері опромінювання під час їх вільного падіння під дією сили земного тяжіння. Запропоновано спосіб бактерицидного знезараження вугілля активованого від дріжджових і плісневих грибів з використанням УФ-опромінення і озонування при їх комплексній дії. Ключові слова: ультрафіолет, УФ-опромінення, доза опромінення, бактерицидне знезараження, мікробіологічне очищення, інактивація, енергія проростання, схожість, активоване вугілля, насіння сільгоспкультур