Ультразвуковая очистка. 
Ультразвук в медицине, ветеринарии и биологии

Использование ультразвука позволяет не только ускорить процесс очистки, но и получить высокую степень чистоты рабочих поверхностей, а также заменить ручной труд и исключить применение пожароопасных и токсичных растворителей. Процесс ультразвуковой очистки обусловлен рядом специфических явлений в жидкости, вызванных действием интенсивного ультразвука: кавитацией, энергичными микропотоками, акустическим давлением, звукокапиллярным эффектом. Качество очистки зависит от частоты колебаний, плотности акустической энергии и формы поля, свойств моющей жидкости и прочности связи загрязняющих веществ с очищаемой поверхностью. Ультразвук значительно повышает активность микроорганизмов, токсических для соединений, что позволяет на один-два порядка снизить концентрацию антибактериальных препаратов при санитарной обработке агрегатов машин по переработке пищевых продуктов. Ультразвуковая очистка осуществляется, как правило, в ваннах различной емкости с встроенными в дно излучателями. Эти ванны широко применяются для очистки оборотной стеклянной тары, труб, сменных узлов машин, а также хлебопекарных и прочих поддонов и емкостного оборудования, что стало возможным благодаря разработке новых мощных и экономичных погружных преобразователей.

Специальное ультразвуковое оборудование позволяет осуществлять мойку зерна перед помолом или проращиванием, в течение нескольких секунд избавиться от осадка, а также от «масок» и «сеток» на внутренней поверхности бутылок с шампанским, не меняя его потребительских качеств, провести санитарную очистку оборотной тары и поверхности яиц, предназначенных для использования без тепловой кулинарной обработки и т. д.

Ультразвуковая очистка поверхностей вовсе не всегда сопровождается их полной санацией — освобождением от патогенной и другой микрофлоры. Для решения этой задачи чаще используют комбинированное воздействие ультразвуком и наиболее подходящим для решения конкретной задачи веществом, обладающим бактерицидным действием. При комбинированной очистке концентрацию бактерицидного вещества в растворе можно существенно понизить, так как ультразвук обладает способностью усиливать действие тех или иных препаратов на биологические системы. Однако в ряде случаев, в частности в пищевой индустрии, считается недопустимым использование моющих или бактерицидных веществ, даже следовые количества которых могут изменить объективные или органолептические показатели продукта.

Особый интерес представляет проблема очистки поверхности скорлупы куриных яиц, где нередко обнаруживаются клетки сальмонеллы, вызывающей тяжелое заболевание у людей. Наибольшей тщательности требует санация поверхности яиц, предназначенных для приготовления блюд, рецептура которых исключаег тепловую кулинарную обработку.

Разработка и реализация способа обеззараживания поверхности скорлупы куриных яиц, предназначенных для использования в кулинарных целях, стали возможными благодаря ультразвуковым эффектам, обеспечивающим смывание с поверхностей и разрушение суспендированных в жидкости живых клегок со скоростью тем большей, чем выше плотность ультразвуковой энергии в среде. Верхний предел по мощности ограничен не только современными техническими возможностями, но и прочностью скорлупы, а также необходимостью минимизировать влияние ультразвука на содержимое яйца: исключить его взбалтывание, денатурацию белка и разрушение биологически активных соединений, а также по возможности снизить вероятность фонофореза в яйцо загрязняющих или бактерицидных веществ сквозь неповрежденную скорлупу.

Для обеззараживания скорлупы яиц можно использовать стандартную ультразвуковую ванну (22 кГц), содержащую воду с растворенным в ней озоном. Слишком быстрое разрушение озона в ультразвуковом поле предотвращается легким подкислением воды в ванне соляной или уксусной кислотой. Плотность энергии ультразвука в среде составляет 5 • 10⁴ Вт/м³. В процессе ультразвуковой обработки температура среды не должна повышаться более чем на 3…4 °С.

Исследование эффективности обеззараживания, проведенное на двух наиболее стойких к внешним воздействиям штаммах сальмонелл тифимуреум и Дублин, нанесенных на поверхность скорлупы в концентрациях, на два порядка превышающих значения, характерные для заражения в обычных условиях, показали высокую эффективность ультразвуковой очистки. Для обеззараживания кассету с яйцом предварительно помещают на 2 мин в подкисленный до pH 4 водный раствор озона (8,5 мг/л), а затем в течение последующих двух минут подвергают действи ю ультразвука.

Весьма перспективно применение новых ультразвуковых технологий для регенерации насыпных фильтрующих материалов, например кизельгура, используемого для осветления пива, песчаных фильтров на станциях очистки питьевой воды и пр.