Разработана экспериментальная установка для светодиодного ультрафиолетового (УФ) обеззараживания молока-сырья в реакторе типа Куэтта – Тейлора. Представлены результаты моделирования распределения энергетической освещенности на внутренней поверхности кварцевой трубы в зависимости от расстояния между печатной платой с УФ-светодиодами и кварцевой трубой. Важным параметром системы УФ-обработки молока является время нахождения элементарных частиц молока в приповерхностном слое реактора. Для его оценки проводилось моделирование траекторий перемещения отдельных частиц молока с вычислением их радиус-вектора (глубины залегания) в цилиндрической системе координат УФ-реактора. В ходе исследований проведена серия экспериментов с целью изучения влияния скорости вращения ротора внутри реактора и интенсивности свечения УФ-светодиодов на эффективность обеззараживания молока. Анализ полученных результатов показывает, что скорость вращения ротора и мощность УФ-светодиодов оказывают существенное влияние на эффективность снижения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ). Выявлено, что при обеззараживании молока через установку при оптимальном режиме обработки содержание КМАФАнМ в образце коровьего молока уменьшилось в 21 раз, а количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП) – в 16 раз, что соответствует требованиям, предъявляемым к молоку питьевому. Полученные результаты могут использоваться при проектировании энергоэффективных промышленных установок УФ-обеззараживания молока.

1. UV irradiation as a comparable method to thermal treatment for producing high quality stabilized milk whey / S. Buhler, A. Gasparini, R. Montanari [et al.] // LWT – Food Science and Technology. – 2019. – Vol. 105. – P. 127–134. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.01.051

2. Мяленко, Д. М. Разработка и совершенствование технологии обеззараживания упаковки ультрафиолетовым облучением / Д. М. Мяленко, О. Б. Федотова // Идеи академика Владимира Дмитриевича Харитонова в наукоемких технологиях переработки молока / Всерос. науч.-исслед. ин-т молоч. пром-сти; под общ. ред. А. Г. Галстяна. – М., 2021. – С. 207–226.

3. Efficacy of ultraviolet (UV-C) light in reducing foodborne pathogens and model viruses in skim milk / D. M. Gunter-Ward, A. Patras, M. Bhullar [et al.] // Journal of Food Processing and Preservation. – 2018. – Vol. 42, № 2. – Art. e13485. https://doi.org/10.1111/jfpp.13485

4. Inactivation and potential reactivation of pathogenic Escherichia coli O157:H7 in bovine milk exposed to three monochromatic ultraviolet UVC lights / F. Yin, Y. Zhu, T. Koutchma, J. Gong // Food Microbiology. – 2015. – Vol. 49. – P. 74–81. https://doi.org/10.1016/j.fm.2015.01.014

5. UV-C treatment on the safety of skim milk: effect on microbial inactivation and cytotoxicity evaluation / D. M. Ward, A. Patras, A. Kilonzo-Nthenge [et al.] // Journal of Food Process Engineering. – 2019. – Vol. 42, № 4. – Art. e12944. https://doi.org/10.1111/jfpe.12944

6. Ихлов, Б. Л. Спектры ДНК. Обзор / Б. Л. Ихлов // Вестник новых медицинских технологий. – 2018. – Т. 25, № 2. – С. 121–134. https://doi.org/10.24411/1609-2163-2018-16001

7. Recent insights in the impact of emerging technologies on lactic acid bacteria: a review / K. Peng, M. Koubaa, O. Bals, E. Vorobiev // Food Research International. – 2020. – Vol. 137. – Art. 109544. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109544

8. Bakshi, A. S. Effect of fat content and temperature on viscosity in relation to pumping requirements of fluid milk products / A. S. Bakshi, D. E. Smith // Journal of Dairy Science. – 1984. – Vol. 67, № 6. – P. 1157–1160. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(84)81417-4

9. Bactericidal effect of ultraviolet C light-emitting diodes: optimization of efficacy toward foodborne pathogens in water / S.-K. Park, D.-M. Jo, M.-G. Kang [et al.] // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. – 2021. – Vol. 222. – Art. 112277. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2021.112277

10. Bactericidal effects of 310 nm ultraviolet light-emitting diode irradiation on oral bacteria / A. Takada, K. Matsushita, S. Horioka [et al.] // BMC Oral Health. –2017. – Vol. 17. – Art. 96. https://doi.org/10.1186/s12903-017-0382-5

11. Effects of ultraviolet irradiation equipment on endodontic disease–related bacteria / A. Haraguchi, Y. Shinichiro, M. Takeshita [et al.] // Lasers in Dental Science. – 2022. – Vol. 6, № 1. – P. 31–40. https://doi.org/10.1007/s41547-021-00145-8

12. Kim, D. Effect of surface characteristics on the bactericidal efficacy of UVC LEDs / D. Kim, D.-H. Kang // Food Control. – 2020. – Vol. 108. – Art. 106869. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2019.106869

13. Yolmeh, M. Evaluate the effects of ultraviolet radiation on the growth of Escherichia coli and Bacillus cereus isolated from raw milk and raw rice / M. Yolmeh, M. B. Habibi Najafi, M. Najafzadeh // Iranian Food Science and Technology Research Journal. – 2015. – Vol. 11, № 4. – P. 319–324. https://doi.org/10.22067/ifstrj.v1394i11.37989

14. Srimagal, A. Effect of light emitting diode treatment on inactivation of Escherichia coli in milk / A. Srimagal, T. Ramesh, J. K. Sahu // LWT – Food Science and Technology. – 2016. – Vol. 71. – P. 378–385. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.04.028

15. Microbial inactivation and cytotoxicity evaluation of UV irradiated coconut water in a novel continuous flow spiral reactor / M. S. Bhullar, A. Patras, A. Kilanzo-Nthenge [et al.] // Food Research International. – 2018. – Vol. 103. – P. 59–67. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.10.004

16. Use of UV-C radiation as a non-thermal process for liquid egg products (LEP) / S. Unluturk, M. R. Atılgan, A. H. Bay­sal, C. Tarı // Journal of Food Engineering. – 2008. – Vol. 85, № 4. – P. 561–568. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.08.017

17. Wadsworth, J. Perchlorates on Mars enhance the bacteriocidal effects of UV light / J. Wadsworth, C. S. Cockell // Scientific Reports. – 2017. – Vol. 7. – Art. 4662. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04910-3

18. Effects of UV radiation on aquatic ecosystems and interactions with other environmental factors / D. P. Häder, C. E. Williamson, S. Å. Wängberg [et al.] // Photochemical & Photobiological Sciences. – 2015. – Vol. 14, № 1. – P. 108–126. https://doi.org/10.1039/c4pp90035a

19. Влияние светодиодного ультрафиолетового излучения на обеззараживание молока / Ю. В. Трофимов, С. И. Ли­шик, О. Л. Сороко [и др.] // Наука, питание и здоровье: сб. науч. тр. / НАН Беларуси, Науч.-практ. центр НАН Беларуси по продовольствию; под общ. ред. З. В. Ловкиса. – Мн., 2024. – С. 381–386.