В этой статье мы расскажем о технологии холодной плазмы и её применении в пищевом секторе. Она является хорошей альтернативой традиционным методам дезинфекции.
Дезинфекция, как и чистка – неотъемлемый элемент санитарной программы на любом пищевом предприятии. Она нужна для защиты продуктов от вредных бактерий и патогенов, которые попадают в них через поверхности, контактирующие с продуктами (ПКП). Для дезинфекции часто используют санитайзеры на основе хлора, аммиака и спирта, но они не всегда эффективны, и не всем потребителям нравится их применение.
Поэтому актуальны нехимические способы деактивации бактерий на продуктах и ПКП, такие, как импульсный свет, ультразвук, ультрафиолет, обработка при высоком давлении. Холодная плазма при атмосферном давлении, она же нетермальная плазма – одна из таких технологий.
Что такое холодная плазма?
Как известно, у любого вещества есть три основных агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное. Когда газ ионизуется, он превращается в плазму – четвёртое агрегатное состояние. В природе плазмой являются звёзды, молнии, северное сияние. Искусственная плазма используется в плазменных экранах и неоновой рекламе.
Холодной плазмой считается та, которая ионизована при атмосферном давлении и комнатной температуре. Такую плазму генерируют, заряжая газ источником высокой энергии: электричеством, микроволнами или интенсивным ультрафиолетом. Источником плазмы может стать диэлектрический барьер, дуговой разряд или непрерывный оптический разряд. Концентрация и состав плазмы зависят от таких параметров, как способ генерации, рабочий газ, заряжаемый объём газа, время облучения и так далее.
Как работает холодная плазма?
Для её генерации в пищевом секторе обычно используется воздух. Воздушная холодная плазма состоит из свободных электронов е–, гидроксильных радикалов ОН–, пероксида водорода Н2О2, супероксида О2, атомарного кислорода О, озона О3 и оксидов азота. Температура ионов и незаряженных молекул ниже, чем у электронов, за счёт чего плазма и остаётся холодной, а её применение считается нетермальной обработкой.
Эффективность холодной плазмы против грам-негативных и грам-позитивных бактерий, грибков, спор и биоплёнок изучали в Великобритании, Ирландии и Австралии. При контакте с водой названные нами реактивные соединения кислорода и азота (которые по-английски сокращённо называются RONS) приводят к генерации устойчивых азотной и азотистой кислот, то есть созданию кислотной среды. Реакции RONS с этой кислотной средой, в свою очередь, деактивирует бактерии, вирусы, грибки и биоплёнки. Так получается активированная плазмой вода (АВП).
Где применяют холодную плазму?
Плазма – эффективный способ дезинфекции не только воды, но и тех поверхностей, для которых прямой контакт с водой нежелателен. Способом подачи плазмы обычно служит плазменный резак, установленный на механической руке.
Плазма также подходит для обработки продуктов низкой влажности, например, зерна и специй. В таких продуктах она деактивирует патогены, не меняя структуру самого продукта. В 2023 году в США разработали гибкие капсулы с диэлектрическими барьерными электродами, в которые продукт можно помещать на время для обработки плазмой.
Для дезинфекции труднодоступных мест иногда применяют дезсредство, распыляя его в виде тумана. Таким средством может стать вода, обработанная холодной плазмой. Обмывка АПВ свежих фруктов, овощей, яиц или ПКП будет чисткой и дезинфекцией одновременно. Так как для создания АПВ требуются только воздух, электричество и вода, её относят к экологически чистым технологиям.
Известна эта технология и в России. В челябинском ЮУрГУ уже несколько лет продолжают исследовать холодную плазму как способ дезинфекции зерна; в 2026 году, наконец, была построена дезинфицирующая установка, которую можно внедрить на любом пищевом производстве. Также плазму рассматривают как нехимический способ борьбы с патогенами в мясе и рисе.
В чём недостатки холодной плазмы?
Первый и самый очевидный недостаток – в том, что она считается относительно новой технологией, поэтому не у всех пищевых компаний есть возможность достать плазменные установки и внедрить их в масштабах производства. Мелкой компании может не хватать связей, а в крупной внедрение плазменных установок может потребовать больших расходов.
Так как холодная плазма при дезинфекции в целом изучена хуже, чем различные химикаты, трудно оценить её необходимую и достаточную дозу. Контроль и валидация процесса дезинфекции при использовании плазмы или АПВ затруднены сложностью химических процессов и параметров генерации. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, какие вещества остаются на продукте после контакта с плазмой и не делают ли они продукт вреднее.
Вывод
Холодная плазма – многообещающая технология, пригодная для процессов дезинфекции продуктов и поверхностей на пищевых предприятиях. Однако массовое применение этой технологии пока затруднено недостаточной коммерциализацией и нехваткой нормативов.
Источник: crispy.news
