Радиоактивность и дезактивация молока

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»

Факультет технологии пищевых  производств

Кафедра технологии пищевых  производств

 

 

 

Контрольная семестровая  работа

по дисциплине «Теоретические основы технологии молока и молочных продуктов»

на тему: «радиоактивность и дезактивация молока»

 

 

 

Выполнила:

студентка группы ПП-252

.

Проверила:

доцент, кандидат биол. наук

Серова О.П.

 

Волгоград, 2012 год

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...3

1.Общая методика оценки дезактивации и радиоактивности………………….5

2.Дезактивация молочных  продуктов……………………………………………7

Заключение……………………………………………………………………….10

Список использованной литературы…………………………………………...11

Приложения……………………………………………………………………...12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

Молоко – основной продукт  питания!

Молоко является одним  из основных продуктов питания, который  люди получают с момента своего рождения и употребляют на протяжении всей жизни. Молоко содержит все необходимые  для организма вещества – белки, жиры, минеральные элементы, витамины. Из молока получают сыр, масло, сливки, сметану, кислое молоко, мороженное и многое другое.

Чернобыльская катастрофа привела  к радиоактивному загрязнению почвы, и это стало причиной загрязнения  продуктов питания. Через растения радиоактивные вещества поступают  в организм домашних животных сельскохозяйственные продукты, в том числе молоко и  мясо. В значительной степени радиоактивные  вещества поступают в организм с  молочными продуктами. Постоянное употребление загрязненного молока приводит к  увеличению внутреннего облучения  организма и риска онкологических заболеваний. Поступление радиоактивных веществ в организм человека происходит по цепочке:

Почва  →

Растение  →

Животное    →

Молоко      →

Человек

 

Если вы хотите сделать  молоко и молочные продукты безопасными, нужно знать о простых и доступных методах уменьшения радионуклидов, которые можно применять в каждом звене этой цепочки.

Меры безопасности:

• Как уменьшить содержание радионуклидов в растениях?

• С помощью:

- известкования почв,

- внесения фосфорных и  калийных удобрений.

Сколько вносить удобрений, подскажет агроном, который знает агрохимические особенности местных почв.

• Как уменьшить содержание радионуклидов в организме животных?

• Выпас молочного скота и заготовку сена лучше организовывать на окультуренных пастбищах. Если такой возможности нет, посоветуйтесь с местными специалистами о том, где это лучше делать;
• Выпас нужно начинать, когда трава уже достаточно высокая – не менее 10 см;
• Корма должны заготавливаться только на окультуренных сенокосах;
• Существуют специальные препараты (ферроцианиды) которые назначаются животным ветеринарами и снижают содержание радионуклидов в молоке. За советом об их применении обращайтесь в местную ветеринарную лабораторию.

• Как снизить поступление радионуклидов в организм человека ?

• Поскольку радиоактивный цезий не связывается с жирами, а концентрируется в сыворотке, переработка молока на сливки, сметану, масло, творог, сыр позволяет получить молочные продукты с более низким содержанием радионуклидов. Оставшуюся сыворотку употреблять НЕ СЛЕДУЕТ!
• Если у Вас нет сепаратора, приобретите его для переработки молока.

 

 

1. Общая методика оценки дезактивации и радиоактивности

Снижение уровня радиоактивного загрязнения местности может  произойти и без применения средств  дезактивации, как вследствие естественного  распада радионуклидов, так и  под действием атмосферных осадков, воздушных потоков и других причин. Так, в Чернобыльской зоне по истечении 90 суток количество радионуклидов  на кронах деревьев уменьшилось в 8 раз. Однако, такая самодезактивация больше связана с миграцией, чем с дезактивацией.

Дезактивация – это процесс удаления радиоактивных веществ с различных поверхностей, жидкостей, продуктов и т.д. Этот процесс является обратным радиоактивному загрязнению.

Цель дезактивации – обеспечить радиационную безопасность, прежде всего, людей, а также и экологическую  безопасность в биосфере. Цель считается  достигнутой, если уровни радиоактивного загрязнения объектов снижаются  ниже допустимых норм.

Способы дезактивации:

Объектами дезактивации в  результате радиоактивного загрязнения, обычно являются:  почва, воздух, водоемы, посевы, пастбища, растения, животные, сооружения, дороги, транспорт, одежда, продукты питания, человек. Очевидно, что способы дезактивации этих объектов будут разными. 
Классификация способов дезактивации (приложение1):

• жидкостные  (струей воды, дезактивирующими растворами, пеной, электрическим полем, ультразвуком, стиркой и экстракцией, использованием сорбентов);
• безжидкостные (струей газа, в том числе воздуха, пылеотсасыванием, механическим снятием загрязненного слоя, изоляцией загрязненной поверхности);
• комбинированные (фильтрация, протирание щетками, ветошью, паром, при помощи затвердевающих пленок).

Разновидностью безжидкостного способа является биологический. Для каждого объекта применимы только свои способы дезактивации. Коротко остановимся только на некоторых.

Один из наиболее эффективных  способов – применение дезактивирующих  растворов (ДР). ДР на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) смачивают поверхность, из пор которой радиоактивные вещества переводятся в раствор. Обычно в такие растворы добавляют комплексообразующие вещества, связывающие радионуклиды. Последние извлекаются из пор сооружений, бетонных или асфальтовых дорог, металлических и деревянных поверхностей за счет адсорбции и перевода в ДР. Для повышения адсорбции в ДР часто добавляют органические и неорганические добавки, выполняющие роль активаторов моющего процесса. Последние используются и для дезактивации одежды.

Вторая группа ДР представляет собой окислительно-восстановительные ДР. Основу этой группы, кроме ПАВ, составляют кислоты и щелочи.

После аварии на ЧАЭС для  дезактивации были опробованы новые  и старые ДР, в том числе и зарубежные. Результаты дезактивации показали, что ДР типа СФ (ПАВ + комплексообразователь) оказались неэффективными. ДР на базе кислот и щелочей оказались более эффективными при дезактивации замасленных поверхностей и поверхностей подвергшихся коррозии.

 

1. Дезактивация молочных продуктов

Количество радионуклидов  в молоке зависит от используемых кормов. Переработка молока позволяет значительно уменьшить количество радионуклидов. Так, после сепарирования до 90% радионуклидов остается в сыворотке и обрате. Дальнейшая переработка показывает, что в сливках остается 15% цезия и 8% стронция, в твороге обезжиренном – 10% цезия и 12% стронция, в сливочном масле – 2,5% цезия и 1,5% стронция, в топленом масле – 0. Наиболее безопасный способ пить молоко – разбавлять сливки кипяченой водой.

Другими словами, при переработке  молока на сливки, творог и сметану  количество цезия уменьшается в 4–6 раз, при переработке на сыр  и сливочное масло количество цезия уменьшается в 8–10 раз, при  переработке на топленое масло –  в 90–100 раз. Переработку молока можно  проводить и в домашних условиях. 
В молоке соотношение цезия и стронция примерно 50:1. Существуют промышленные способы дезактивации, к ним относятся: технологический, ионообменный и с помощью сорбентов.

Технологический способ заключается в переработке молока на сливки, сметану, масло, творог, сыр, сухое и сгущенное молоко. При этом основное количество радионуклидов остается в сыворотке и в пахте. 
Так как стронций-90 соединяется с белками, которые его разрушают, переводя в растворимую форму, то, добавляя в молоко лимонную или соляную кислоту, можно получить растворимые соли стронция. В последствии эти соли удаляются вместе с пахтой.

Для получения казеина, творога  и сыра необходимо провести свертывание  молока. В этом случае в сыр российский, голландский, костромской переходит  до 80% стронция-90. В случае использования  кислотного способа, наоборот, в сыре сохраняется до 80% цезия-137, но стронций практически отсутствует.

 При сепарировании молока, содержащего радиоизотопы стронция, цезия, иода, до 90 % активности остается в обезжиренном молоке, а получающиеся при этом сливки имеют низкую радиоактивность. Чем выше жирность сливок, тем меньше в них радионуклидов. При сбивании сливок в масло происходит дальнейшее удаление радионуклидов, и в итоге в конечном продукте остается лишь 1–3 % от первоначального количества активности. Основная часть радионуклидов остается в пахте, которая обычно подлежит уничтожению. В топленом масле ⁹⁰Sr и ¹³⁷Сs практически отсутствуют, а содержание ¹³¹I снижается до десятых долей процента по сравнению с содержанием в исходном молоке. Однако при получении сыра сычужным способом (российский, голландский, костромской и др.) до 80 % ⁹⁰Sr переходит в готовый продукт. Таким образом, технологический способ дезактивации молока позволяет снизить радиоактивное загрязнение готового продукта в 3–8 и более раз.

Дезактивация молока путем ионного обмена и применением сорбентов дает коэффициент очистки до 100%. Если же загрязненность молока выше нормы в 4 и более раз, то его подвергают очистке путем ионного обмена или с помощью сорбентов. Для этого созданы специальные установки.

Ионообменная адсорбция  осуществляется с использованием катионита  КУ-2-8 чс. После катионита обработка молока осуществляется анионитом АВ-18-8 чс в гидроксильной форме или хлороформе для извлечения ¹³¹I. Процесс дезактивации включает подготовку ионитов, фильтрацию через катионит и анионит, мойку и регенерацию ионитов. Для такой дезактивации разработаны установки производительностью 10 м³/ч с коэффициентом очистки более 10. Состав молока после ионообменной адсорбции практически не меняется, не снижается и его биологическая питательная ценность.

Для очистки молока с помощью  сорбента применялся модифицированный силикагель, обладающий избирательной  адсорбцией цезия и (частично) стронция. Коэффициент распределения равен  соответственно 9 и 3,5. В этом способе молоко фильтруется через силикагель, один объем которого способен очистить до 70 объемов молока. После использования сорбент регенерируется для повторного применения. В качестве сорбентов можно использовать природные цеолиты, например клиноптилалит, обладающий большой селективностью по отношению к ¹³⁷Cs и несколько меньшей к ⁹⁰Sr . Одного объема такого цеолита достаточно для очистки 50 объемов молока, однако в отличие от модифицированного силикагеля цеолит не поддается регенерации. Ранее для дезактивации молока применяли целлюлозно-неорганический сорбент. Начальная активность молока по ¹³⁷Cs составляла 1,23 · 10⁵ Бк/л. Конечная активность и коэффициент дезактивации в зависимости от объема очищенного молока этим сорбентом представлены в приложении 2. Из таблицы следует, что коэффициент очистки превышает 100, значит данный сорбент обеспечивает достижение требуемой дезактивации. В приложении 3 для сравнения приведена эффективность дезактивации загрязненного молока описанными выше способами.

Дезактивацию молока можно проводить  любым из указанных методов, однако предпочтение рекомендуется отдавать технологической переработке, которая  дает готовые безопасные продукты питания.

 

Заключение:

Таким образом, замена в рационе  молока, содержащего повышенные концентрации радионуклидов, полученными из него продуктами позволяет более чем  в 10 раз снизить поступление радионуклидов  в рацион человека Переработка цельного молока в сметану и творог домашним способом исключает из питания человека до 6з - 82 % содержащихся в нем 90Sr, 137Cs и 131I, а переработка такого молока на творог и сыр заводским способом снижает содержание в рационе 90Sr, 137Cs на 90 %, а 131I на 70 %.

Содержание цезия-137 и  стронция-90 в пределах (15-28 Бк/л) в  молоке не влияет на его органолептические, гигиенические и физико-химические свойства.

Сорбент на основе анионообменной целлюлозы ЦМ-А2 можно использовать как в промышленных условиях, так  и в индивидуальных хозяйствах. Он позволяет убрать из молока до 95 % радиоактивного йода. Метод очень прост и технически выполняется добавлением данного  сорбента прямо в ведро из расчета  на 1 л молока 35...40 г. Через 15...30 мин  перемешивания сорбент отделяют фильтрованием через слой ваты или  лавсановую ткань. Сорбент в индивидуальных хозяйствах рассчитан на однократное  использование, после чего его утилизируют  как радиоактивные отходы.

Молоко, зараженное радиоактивными веществами, можно переработать в  масло или творог. Потреблять полученные продукты можно только после спада  уровня радиации до допустимых норм.

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справочник / В.А. Боженов, Л.А. Булдаков, И.Я. Василенко и др. / Под ред. Л.А. Ильина и В.А. Филова. Ленинград: Химия, 1990. 464 с.
2. Пат. США № 4681705. МПК № У48П. Дезактивация радиоактивной загрязненной жидкости / П. Кристов. Опубл. 21.07.1987 // РЖ Энергетика. 1988. Т. 4.
3. Зимон А.Д. Дезактивация. М.: Атомиздат, 1975. 280 с.
4. Зимон А.Д. Адгезия пищевых масс. М.: Агропромиздат, 1985.
5. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, 1978.
6. Дэвис Д. Справочник по молочному делу. Москва, Агропромиздат 1989.
7. Карташова В.М. Архангельский И.И. Гигиена молока и контроль его санитарного качества. Москва, Колос 1986
8. Донская Г.А. Костин Я.И. Королёва М.С. Методы обеззараживания молока. "Международный молочный конгресс".1990г.
9. Фостер Э. Спин М. Детч Р. Микробиология молока. Москва, Колос1988.
10. Моор В. Мойка и дезинфекция в молочном деле. Москва, Колос 1989.
11. http://lovesad.ru/podvore/1389-kak-yberechsia-ot-ceziia-v-moloke.html
12. Лысаков В.Н. Содержание Цезия-137 в молоке и молочных продуктах. / Обнинск 1988.
13. http://norm-load.ru/SNiP/Data1/59/59971/index.htm